铁及其化合物间的转化   

    实验原理：Fe的还原性、Fe³⁺的氧化性、Fe²⁺既有还原性又有氧化性；Fe、 Fe³⁺、Fe²⁺之间的转化关系。

    实验(1)：探究Fe具有还原性，并实现“Fe→Fe²⁺ 与Fe→Fe³⁺”的转化。 

    实验操作：在三只试管中，分别倒入约5ml 的稀硫酸、5ml的硫酸铜溶液、5ml 的稀硝酸，各加入少量的铁粉，并振荡试管，观察试管内的实验现象。
　　实验现象及结论：盛稀硫酸的试管中，有气泡生成，溶液呈浅绿色，铁粉不断溶解。盛硫酸铜溶液的试管中，有红色物质生成，溶液蓝色变浅，铁粉不断溶解。盛稀硝酸的试管中，有气泡生成，溶液呈黄色，铁粉不断溶解。说明Fe具有还原性，Fe遇稀硫酸或硫酸铜反应生成硫酸亚铁，Fe遇稀硝酸反应生成硝酸铁。有关转化反应的离子方程式：

    Fe+2H⁺==Fe²⁺+H₂↑； Fe+Cu²⁺== Fe²⁺+Cu；

    Fe+4H⁺+NO₃^－==Fe³⁺+NO↑+2H₂O

    转化规律：Fe与弱氧化剂(如Cu²⁺、Ag⁺、S、I₂、非氧化性酸等)反应时生成+2价的铁的化合物。Fe与强氧化剂(如Cl₂、F₂、Br₂、稀HNO₃、热浓HNO₃、热浓H₂SO₄等)反应时生成+3价的化合物。

    实验(2)：探究Fe³⁺具有氧化性，并实现“Fe³⁺→Fe²⁺”的转化。

    实验操作：在三只试管中，分别盛有少量FeCl₃溶液，然后分别加入少量铁粉、铜片、KI溶液及CCl₄，振荡试管，观察实验现象。

    实验现象及结论：加入铁粉的试管中，溶液从黄色变为浅绿色，铁粉不断溶解。加入铜片的试管中，溶液从黄色变为蓝绿色，铜片不断溶解。加入KI溶液及CCl₄的试管中，溶液分层，CCl₄层呈紫红色。说明Fe³⁺具有氧化性，Fe³⁺遇较强还原剂时，可转化为Fe²⁺。有关转化反应的离子方程式：

    2Fe³⁺+Fe== 3Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu== 2Fe²⁺+Cu²⁺；2Fe³⁺+2I^－==I₂+2Fe²⁺

    转化规律：还原性比亚铁离子强的还原剂都能实现“Fe³⁺→Fe²⁺”的转化。如：Zn、Fe、Cu等金属单质；S^2－、H₂S、SO₂、H₂SO₃、亚硫酸盐、I^－、HI等还原剂。+3价铁的固体化合物在高温下与H₂、CO、碳、铝等还原剂起反应时，被还原成单质铁。

    实验(3)：探究Fe²⁺既有还原性又有氧化性，并实现“Fe²⁺→Fe³⁺与Fe²⁺→Fe”的转化。

    实验操作：向盛有FeSO₄溶液的试管中，滴加KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中滴加几滴新制的氯水(或双氧水)，并振荡试管，观察实验现象。

向盛有FeSO₄溶液的试管中，加入锌片，并振荡试管，观察实验现象。

    实验现象及结论：往FeSO₄溶液中加氯水(或双氧水)，溶液呈血红色。说明Fe²⁺具有还原性， Fe²⁺可被强氧化剂氧化成Fe³⁺。往FeSO₄溶液中加锌片，锌片不断溶解，溶液从浅绿色变为无色，有黑色固体生成。说明Fe²⁺具有氧化性， Fe²⁺可被强还原剂还原成Fe。有关转化反应的离子方程式：

    2Fe²⁺+Cl₂==2Cl^－+2Fe³⁺； Fe³⁺+3SCN^－==Fe(SCN)₃；

    2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺==2H₂O+2Fe³⁺； Fe²⁺+Zn==Fe+Zn²⁺

    转化规律：氧化性比铁离子强的氧化剂都能实现“Fe²⁺→Fe³⁺”的转化，Fe²⁺在转化中显还原性。如：Cl₂、Br₂、O₂等非金属单质；稀HNO₃、浓HNO₃、浓H₂SO₄等氧化性酸；KMnO₄、K₂Cr₂O₇、H₂O₂、Na₂O₂等其他氧化剂。+2价铁的化合物溶液与Mg、Al、Zn强还原剂或+2价铁的固体化合物在高温下与H₂、CO、碳、铝等起反应时，被还原成单质铁，反应中+2价铁的化合物显氧化性。

    问题：①用FeSO₄溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)₂时，为什么滴管可以伸入到液面以下？为什么制备FeSO₄溶液要用煮沸过的蒸馏水？为什么要用新煮沸过的NaOH溶液？(均是为了防止空气中的O₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺。)

    ②Fe²⁺既不能在碱性条件下稳定存在，也不能在空气中稳定存在的，那么在酸性和中性两种情况下，FeSO₄溶液被氧气O₂氧化的离子方程式如何书写？

(酸性条件下：4Fe²⁺+O₂+4H⁺==4Fe³⁺+2H₂O；中性条件下：12Fe²⁺+3O₂+6H₂O ==8Fe³⁺+4Fe(OH)₃↓)

    ③如何除去FeCl₃溶液中的FeCl₂？如何除去FeCl₂溶液中的FeCl₃？写出有

关反应的离子方程式。

    ④实验室中如何保存FeSO₄溶液？如何鉴别Fe Cl₂溶液与FeCl₃溶液？

    ⑤在FeBr₂溶液中分别通入足量Cl₂、少量Cl₂时，离子方程式如何书写？若

向FeI₂溶液中通入少量Cl₂时，离子方程式又是如何书写？

    ⑥在FeCl₃和CuCl₂的混合液中，加入一定量的Fe粉，完全反应后，溶液中

一定有的金属阳离子是什么？如果反应后有固体剩余，则溶液中一定没有的离子是什么？一定有的金属阳离子是什么？如果反应后剩余的固体只有Cu，则溶液一定没有的离子是什么？一定有的金属阳离子是什么？可能有的金属阳离子是什么？如果反应后剩余的固体为Fe和Cu，则溶液中一定没有的离子是什么？一定有的金属阳离子是什么？

    ⑦在原一定条件下，铁分别与O₂、H₂O(气)反应时，生成物中铁元素是什么

价态？

    ⑧取少量的酸性KMnO₄溶液、稀HNO₃、Na₂O₂分装三支试管中，分别滴加

FeSO₄溶液，并振荡试管，观察到的实验现象分别是什么？写出有关反应的离子方程式。