高中化学第2章元素与物质世界第3节氧化剂和还原剂第3课时铁及其氧化物的氧测试题2鲁科版必修1.docx
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高中化学第2章元素与物质世界第3节氧化剂和还原剂第3课时铁及其氧化物的氧测试题2鲁科版必修1.docx
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高中化学第2章元素与物质世界第3节氧化剂和还原剂第3课时铁及其氧化物的氧测试题2鲁科版必修1
第2章第3节第3课时铁及其氧化物的氧
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
B.失电子难的原子获得电子的能力一定强
C.得到电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
D.要实现Fe2+→Fe3+的转化,必须加入氧化剂
2.将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中,金属恰好完全溶解,反应后溶液中存在:
c(Fe2+)∶c(Fe3+)=3∶2,则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为( )
A.1∶1B.5∶16C.2∶3D.3∶2
3.在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,充分反应发现溶液中有Cu2+存在,下列说法错误的是()
A.容器中已肯定无Fe粉存在
B.容器中肯定无Cu粉存在
C.溶液中Fe2+比Cu2+多
D.溶液中可能存在Fe3+
4.下列反应中,属于氧化还原反应同时又是放热反应的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B.铝与稀盐酸
C.灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应
D.氧化铁和稀盐酸的反应
5.已知氧化性强弱顺序:
Cl2>Br2>Fe3+>I2。
下列反应不能发生的是( )
A.Br2+2I-=I2+2Br-B.2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C.2FeCl2+2HCl+I2=2FeCl3+2HID.2Fe3++2I-=2Fe2++I2
6.制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-=Fe3O4+S4O52-+2H2O,下列说法正确的是()
A.x=2
B.参加反应的Fe2+全部作还原剂
C.每生成1molFe3O4,被S2O32-还原的O2为0.5mol
D.已知Fe3O4纳米颗粒直径为20nm,则Fe3O4纳米颗粒为胶体
7.用高铁酸钠(Na2FeO4)对河、湖水消毒是城市饮用水处理的新技术,已知反应:
Fe2O3+3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O。
下列说法正确的是()
A.Na2O2既是氧化剂又是还原剂
B.Fe2O3在反应中显氧化性
C.1molNa2O2发生反应,有4mol电子转移
D.在Na2FeO4能消毒杀毒是因其具有强氧化性
8.铁在一定条件下分别与
、水蒸气反应的共同产物是()
A.
B.
C.
D.
9.向29.6gFe2O3、FeO和Cu的混合物中,加入1mol/L硫酸溶液400mL时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含Fe3+。
若用足量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,得到的固体质量为( )
A.16.8gB.21.6gC.23.2gD.26.4g
10.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则产生氢气在标准状况下的体积比是()
A.3∶4B.1∶2C.2∶1D.1∶1
11.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。
从分类角度分析,下列选项正确的是( )
A.实验①、③反应制得的物质均为纯净物
B.实验②、③均未发生氧化还原反应
C.实验②、③均为放热反应
D.实验①、②所涉及的物质均为电解质
12.Na2FeO4(Fe为+6价)是一种高效多功能水处理剂,应用前景十分看好。
一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:
2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,(已知Na2O2中O为—1价)对此反应下列说法中正确的是( )
A.Na2O2只作氧化剂,O2是还原产物
B.Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物
C.由上述方程式可知氧化性:
Na2FeO4>Na2O2>O2
D.2molFeSO4发生反应时,反应中共有8mol电子转移
13.在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是()
A.Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体
B.检验红色物质是否为Fe2O3的操作为:
样品→粉碎→加水溶解→过滤→滤液中滴加KSCN溶液
C.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,有沉淀产生
D.制备Al用电解法,制备Fe、Cu可用还原法
14.根据反应①I2+SO2+2H2O═H2SO4+2HI,②2FeCl3+2HI═2FeCl2+2HCl+I2,判断下列离子的还原性由强到弱的顺序中,正确的是( )
A.SO2>I->Fe2+B.Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->SO2D.I->Fe2+>SO2
二、非选择题
15.将Cu投入足量的FeCl3的水溶液中,两者发生反应的化学方程式如下:
2FeCl3+Cu
2FeCl2+CuCl2
(1)请用双线桥法标出电子转移的方向和数目_______;
(2)当有0.3mol电子发生转移时,发生反应的Cu的质量为_________;
(3)请将以上反应改写为离子方程式___________________。
(4)配平下列方程式:
FeCl2+H2O2+HCl—FeCl3+H2O
______________________;
(5)高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应:
2KMnO4+16HBr
5Br2+2MnBr2+2KBr+8H2O,若消耗15.8g氧化剂KMnO4,则被氧化的还原剂的质量是_______。
16.
(1)高铁酸钾
是一种新型、高效、多功能水处理剂。
某学习小组设计如下方案制备高铁酸钾:
①高铁酸钾中铁元素的化合价为________,据此推测它具有的化学性质是____________;
②其中第一步操作是:
在NaClO溶液中加入烧碱固体形成强碱性环境,将研磨过的硝酸铁少量多次地加入上述溶液中,冰水浴中反应1h。
发生的离子反应为2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO
+3Cl-+5H2O,还原剂是_____________;
③高铁酸钾和水发生反应,生成物能吸附杂质净水,同时还产生气体,写出反应的离子方程式:
___________________;
(2)某Fe2(SO4)3样品含有少量FeSO4杂质,为了测定该样品中铁元素的含量,设计如下实验:
Ⅰ.称取样品mg,加入稀H2SO4,后加水配制成250.00mL溶液;
Ⅱ.取25.00mL溶液,先加入
,然后再加过量的氨水,过滤;
Ⅲ.将沉淀用蒸馏水洗涤数次后,烘干;
Ⅳ.灼烧至质量不再减少为止,得到红棕色固体,冷却后称量,质量为ng。
请根据上面操作流程,回答以下问题:
①步骤Ⅰ中称量使用的仪器是________________,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还要补充的玻璃仪器是____________________;
②步骤Ⅱ中过滤用的仪器有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是_________;加入
的主要目的是________________;
③步骤Ⅲ中检验该沉淀已经洗涤干净的操作是________________;
④若要检验溶液中的
,则应该加入________________试剂;
⑤计算该样品中铁元素的质量分数的表达式是________________。
17.
(1)铁是常见金属,人体必需的微量元素,用途广泛。
已知氯气与氯化亚铁溶液反应的离子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—;氯化铁溶液与碘化钾溶液反应的离子方程式是2Fe3++2I一=2Fe2++I2。
则Fe3+、Cl2、I2的氧化性由强到弱的顺序是___________,若将氯气通入物质的量浓度相同的氯化亚铁、碘化钾的混合溶液中,则先被氧化的离子是______________;
(2)向FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液加入单质Fe,根据下述不同情况,在横线上填写金属或金属离子;
①充分反应后,若Fe有剩余,则容器内不可能有_________;
②充分反应后,若容器内还有大量Fe3+,则容器内还含有____,一定没有______;
③充分反应后,若容器内有较多Cu2+和Cu,则容器内不可能有________。
18.铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分是FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。
反应I:
3FeS2+8O2
Fe3O4+6SO2
反应II:
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
若反应I和反应II中FeS2的量相等,则电子转移数之比为____________;
(2)淀粉KI试纸可以检测硫酸亚铁溶液是否变质,写出反应的离子方程式:
_________;
(3)用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板,在废液中加入适量铁粉,过滤。
在滤渣中加入稀盐酸,产生气泡,则滤液中的金属离子主要是__________;
(4)取一定量磁性氧化铁溶于200ml、5mol/L盐酸中,再加入一定量铁粉,恰好完全溶解,收集到2.24L(标准状况)气体。
经检测。
反应后的溶液不能使KSCN溶液变红色,则参加反应的铁粉的质量是______。
19.新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe2Ox,3 (1)ZnFe2O4中Fe元素的化合价为________; (2)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中,形成的分散系和NaCl溶液的本质区别是_____________; (3)ZnFe2O4经过高温反应得到ZnFe2Ox的反应属于________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应; (4)酸性条件下,Fe2O 容易转化为Fe2+,该反应体系中的粒子有: Fe2O 、Fe2+、H+、H2O、Cu2O、Cu2+,该反应的离子方程式为。 检测题参考答案 1.【答案】D 【解析】试题分析: A、某些阳离子既有氧化性也有还原性,如Fe2+,某些阴离子既有氧化性也有还原性,如O22‾,错误;B、某些原子失电子难,得电子也难,如稀有气体原子,错误;C、氧化剂得电子能力越强,氧化性越强,与得电子数目无关,错误;D、Fe2+→Fe3+转化中,Fe2+做还原剂,所以必须加入氧化剂,正确。 考点: 本题考查氧化还原反应原理。 2.【答案】B 【解析】试题分析: 同一溶液中,离子的浓度之比等于其物质的量之比,c(Fe2+): c(Fe3+)=3: 2,所以该溶液中n(Fe2+): n(Fe3+)=3: 2,设亚铁离子的物质的量为3xmol,则铁离子的物质的量为2xmol,根据化学式Fe(NO3)2、Fe(NO3)3知,起酸作用的硝酸的物质的量=3xmol×2+2xmol×3=12xmol;氧化还原反应中得失电子数相等,即铁失去的电子数等于硝酸根离子得到的电子数,设作氧化剂的硝酸根离子的物质的量为ymol,所以3xmol×2+2xmol×3=3ymol,y=4x,所以参加反应的硝酸的物质的量=12xmol+4xmol=16xmol,根据铁元素守恒知,参加反应的铁的物质的量=3xmol+2xmol,所以参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为5xmol: 16xmol=5: 16,故选B。 3.【答案】B 【解析】试题分析: 由于铁的还原性比铜的强,因而铁粉先与Fe3+反应,Fe3+的氧化性大于Cu2+,Cu和Fe3+可以发生反应,溶液中有Cu2+存在,说明铁粉反应完全,铜粉也发生了反应,但不能判断铜粉过量或不足,溶液中发生反应: Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+则下列说法中, A.容器中已肯定无Fe粉存在,A正确; B.容器中肯定无Cu粉存在,不能判断,B错误; C.根据反应方程式可知,溶液中Fe2+比Cu2+多,C正确; D.溶液中可能存在Fe3+,D正确。 故选B。 Fe2+和Fe3+的互相转换、Fe和Cu的还原性、Fe3+与Cu2+的氧化性 本题考查金属及其对应的离子的化学性质,应注意Fe3+的氧化性大于Cu2+,Cu和Fe3+可以发生反应。 4.B 【解析】A.没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,但属于吸热反应,故A不选;B.Al、H元素的化合价变化,为氧化还原反应,且为放热反应,故B选;C.C、H元素的化合价变化,为氧化还原反应,且为吸热反应,故C不选;D、没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,但属于放热反应,故A不选; 本题考查氧化还原反应及吸热反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化及能量变化为解答的关键,注意常见的吸热反应和放热反应,题目难度不大。 解题关键: 含元素化合价变化的反应为氧化还原反应,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,结合常见的放热反应来解答。 5.C 【解析】试题分析: A、溴的氧化性强于碘,该反应能发生,A正确;B、氯气的氧化性强于氯化铁,该反应能发生,B正确;C、氯化铁的氧化性强于碘,可以氧化碘离子为单质碘,但单质碘不能氧化氯化亚铁,反应不能发生,C错误;D、根据C中分析可知反应能够发生,D正确,答案选C。 考点: 考查氧化还原反应的应用 6.【答案】C 【解析】试题分析: A.反应的离子方程式为3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-═Fe3O4+S4O62-+2H2O,则x=4,故A错误;B.反应中3Fe2+→Fe3O4,当3molFe2+参加反应时,有2molFe2+化合价升高,故B错误;C.反应3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-═Fe3O4+S4O62-+2H2O中,Fe和S元素的化合价升高,被氧化,O2为氧化剂,每生成1molFe3O4,反应转移的电子总数为4mol,其中被S2O32-还原的O2为0.5mol,被Fe2+还原的O2也为0.5mol,故C正确;D.Fe3O4纳米颗粒直径为20nm,Fe3O4纳米颗粒分散到分散剂中可以形成胶体,故D错误;故选C。 考点: 考查了氧化还原反应的相关知识。 7.【答案】D 【解析】试题分析: A、分析题给反应知,Na2O2中氧元素化合价由-1价降为-2价,被还原,Na2O2为氧化剂,A错误;B、Fe2O3中铁元素化合价由+3价升高为+6价,在反应中失去电子,C错误;C、反应中Na2O2中氧元素化合价由-1价降为-2价,3molNa2O2发生反应,有6mol电子转移,C错误;D、Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,可用于杀菌消毒,D正确。 答案选D。 考点: 考查氧化还原反应的有关判断 8.【答案】C 【解析】Fe在O2燃烧生成Fe3O4,Fe与水蒸气高温条件下反应生成Fe3O4和H2。 故共同产物是Fe3O4,答案选C。 9.【答案】C 【解析】试题分析: Fe2O3、FeO、Cu刚好被H+完全溶解且溶液中不含Fe3+,根据2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知在原来固体中Fe2O3和Cu的物质的量之比为1︰1,即n(Fe2O3)=n(Cu),根据H+守恒: 6n(Fe2O3)+2n(FeO)="0.8"mol;根据质量守恒: 160g/mol×n(Fe2O3)+72g/mol×n(FeO)+64g/mol×n(Fe2O3)="29.6"g解得: n(Fe2O3)="n(Cu)="n(FeO)="0.1"mol,用CO完全还原得到固体的质量: 0.3molFe和0.1molCu,质量是56g/mol×0.3mol+64g/mol×0.1mol="23.2"g,故选项C正确。 10.【答案】A 【解析】铁与盐酸反应生成氯化亚铁,铁为+2价,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁,铁为+2价和+3价,等量的铁与水蒸气反应时转移的电子多,生成的氢气多。 假设铁为3mol,与元素反应生成3mol氢气,与水蒸气反应生成4mol氢气,产生氢气在标准状况下的体积比等于物质的量之比为3: 4,故选A。 11.【答案】B 【解析】A、③得到的是氢氧化铁胶体,是混合体系,所以不全为纯净物,故A错误;B、实验②溶解主要是物理变化、③水解是复分解,两者均未发生氧化还原反应,故B正确;C、盐的水解是吸热反应,故C错误;D、实验①中的铁和氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质,故D错误。 本题考查物质的分类、氧化还原、热效应和电解质的相关概念,比较基础。 12.【答案】B 【解析】A.O元素化合价由-1价变为0价、-2价,Na2O2既是氧化剂也是还原剂,O2是氧化产物,A错误;B.该反应中Fe元素化合价由+3价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价,所以硫酸亚铁是还原剂、过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物,B正确;C.由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性Na2O2>Na2FeO4,C错误;D.反应中化合价升高的元素有Fe,由+2价→+6价,化合价升高的元素还有O元素,由-1价→0价,2molFeSO4发生反应时,共有2mol×4+1mol×2=10mol电子转移,D错误;答案选B。 本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化、基本概念为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意过氧化钠的作用。 13.【答案】D 【解析】A.同素异形体是指同种元素组成的不同单质,Fe2O3 与Fe3O4是铁的不同氧化物,不是单质,二者不互为同素异形体,故A错误;B.操作步骤中粉碎后加水氧化铁不能溶解,溶液中无法证明受否含有铁离子,故操作错误,应溶于盐酸再加KSCN检验,故B错误;C.盐酸的酸性大于碳酸,将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,不反应,故C错误;D.由金属活泼性可知金属冶炼方法,电解氧化铝冶炼Al,还原剂还原Fe、Cu的化合物冶炼金属Fe、Cu,故D正确;故选D。 本题考查金属及化合物的性质,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应为解答的关键。 本题的易错点为D,由金属活泼性可知,冶炼Al采用电解氧化铝的方法,冶炼金属Fe、Cu采用热还原法。 14.【答案】A 【解析】①I2+SO2+2H2O═2HI+H2SO4中还原剂是SO2、还原产物是HI,所以还原性SO2>HI;②2FeCl3+2HI═I2+2FeCl2+2HCl中还原剂是KI、还原产物是FeCl2,所以还原性KI>FeCl2;所以离子的还原性由强到弱的顺序SO2>I->Fe2+,故选A。 本题考查还原性强弱判断,侧重考查学生对基本概念的理解,根据元素化合价变化分析解答即可,知道常见元素化合价,题目难度不大。 解题关键: 同一自发进行的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。 15.【答案】 9.6g2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+2FeCl2+1H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O40.5g 【解析】 (1)本题考查表示电子转移的方向和数目,,FeCl3中Fe的化合价降低,FeCl3作氧化剂,还原产物是FeCl2,Cu的化合价升高,Cu作还原剂,CuCl2作氧化产物,用双线桥表示电子转移方向和数目是 ; (2)本题考查氧化还原反应的计算,转移2mol电子时消耗铜的质量为64g,因此转移0.3mol电子,消耗Cu的质量为0.3×64/2g=9.6g;(3)本题考查离子方程式的书写,FeCl3、FeCl2、CuCl2都是可溶性的盐,完全电离,因此离子反应方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;(4)本题考查氧化还原反应方程式的配平,FeCl2中Fe的化合价由+2价→+3价,化合价升高1价,H2O2中O的化合价由-1价→-2价,化合价整体降低2价,最小公倍数为2,再根据原子守恒配平其他,即2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O;(5)考查氧化还原反应得失电子数目守恒,15.8×5/158=n(HBr)×1,解得n(HBr)=0.5mol,m(HBr)=0.5×80g=40.5g。 氧化还原反应方程式的计算一般采用得失电子数目守恒来进行计算,即氧化剂的物质的量×变价原子物质的量×化合价的变化值=还原剂的物质的量×变价原子物质的量×化合价的变化值,问题(5)用得失电子守恒比较简单,避免了HBr起酸性对计算的影响。 16.【答案】+6强氧化性Fe(NO3)3或Fe3+ (1分)4FeO2-4+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑托盘天平250mL容量瓶漏斗和玻璃棒将Fe2+氧化为Fe3+取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液(或BaCl2溶液),若无白色沉淀产生,证明已洗涤干净。 KSCN7n/m×100%或700n/m% 【解析】 (1)①根据化合价规则判断高铁酸钾中铁元素的化合价为+6,铁元素为高价,推测它具有的化学性质是强氧化性; ②反应2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO +3Cl-+5H2O中铁元素的化合价由+3价升高到+6价, 故还原剂是Fe3+; ③高铁酸钾和水发生反应生成氢氧化铁胶体和氧气,反应的离子方程式为 4FeO42-+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑。 (2)①步骤Ⅰ中固体称量使用的仪器是托盘天平,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250mL容量瓶。 ②过滤用的仪器有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒;加入H2O2的主要目的是将Fe2+氧化为Fe3+。 ③沉淀上含有SO42-等杂质离子,故步骤Ⅲ中检验该沉淀已经洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液(或BaCl2溶液),若无白色沉淀产生,证明已洗涤干净。 ④检验溶液中的Fe3+应该加入KSCN溶液。 ⑤步骤Ⅳ中ng固体为Fe2O3,铁元素的质量为112n/160g,则该样品中铁元素的质量分数的表达式是7n/m×100%或700n/m%。 17.【答案】Cl2>Fe3+>I2I-Fe3+、Cu2+Cu2+、Fe2+FeFe3+、Fe 【解析】 (1)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—中氧化性: Cl2>Fe3+,反应2Fe3++2I一=2Fe2++I2中氧化性: Fe3+>I2,综合得氧化性: Cl2>Fe3+>I2;若将Cl2通入物质的量浓度相同的氯化亚铁、碘化钾的混合溶液中,则先被氧化的是还原性强的I-离子; (2)根据反应: 2Fe3++Fe2+=3Fe3+,Fe+Cu2+=Fe2++Cu,2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,可知氧化性: Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性: Fe>Cu,铁粉在溶液中应先与Fe3+反应完毕后才能再继续与Cu2+反应。 ①因反应后Fe有剩余,因此溶液中Fe3+和Cu2+都已完全反应,溶液中一定含有Fe2+,一定不含有Fe3+和Cu2+;②溶液中含有大量Fe3+,则一定不含有Fe、Cu,而含有Fe2+、Cu2+;③若溶液中含较多量的Cu2+、Cu,则一定不含Fe3+、Fe。 因两者与Cu或Cu2+可反应。 本题考查了根据化学方程式来比较氧化性和还原性,解题的关键是根据化合价找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 根据反应方程式进行比较: 氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物,氧化性: 氧化剂>氧化产物;还原性: 还原剂>还原产物。 18.【答案】32: 332Fe3++2I-=2Fe2++I2Fe2+
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