主题5 第2讲 第2课时 铁盐与亚铁盐 铁及其化合物的转化（课件PPT）-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（广东专版）

第2课时　铁盐与亚铁盐　铁及其化合物的转化 CONTENTS 目录 1 逐点清（一） 铁盐、亚铁盐的性质及检验 逐点清（二） 铁及其化合物的转化 考教衔接——由教材导向看命题趋向 课时跟踪检测(十七) 2 3 4 铁盐、亚铁盐的性质及检验 逐点清 （一） 再认再现·旧知新学 (一)铁盐和亚铁盐的性质 1．亚铁盐 　含有Fe2＋的溶液，呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。 5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (2)特性：Fe3＋遇到KSCN时，溶液变成 色。 (3)显色反应：Fe3＋遇到苯酚溶液变成 色。 红 紫 (5)其他重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂 高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]， 常用于冶金、电镀及织物媒染剂 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ (二)Fe2＋、Fe3＋的检验 1．用KSCN溶液和氯水检验 2．用NaOH溶液检验 微点澄清训练 × × × × (5)FeCl2和Fe(OH)3不能利用化合反应制备 ( ) (6)含Fe3＋的溶液中加入KI、Na2SO3、Cu可以使Fe3＋转化为Fe2＋( ) × √ 2．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。 (1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有____________，可能存在的有____________。 (2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在________。 (3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有__________，一定不存在____________。 答案：(1)Fe2＋、Cu2＋　Fe3＋　(2)Fe2＋　Cu2＋、Fe3＋　(3)Fe2＋　Cu2＋　Fe3＋ 边练边学·实践提能 √ 解析： FeCl3易水解，蒸干FeCl3溶液不能得到FeCl3固体，A错误； 加Fe的目的是防止Fe2＋被氧化，B错误； H2O2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe2＋表现还原性，D正确。 2．某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2，设计了如下实验方案，其中最合理的是(　 ) A．加入适量铜粉，观察溶液是否变蓝 B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红 C．滴加酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色 D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察是否生成蓝色沉淀 √ 解析：加入适量铜粉，溶液变蓝说明Fe3＋与Cu反应生成了Cu2＋，不能说明溶液中是否含有FeCl2，A不合理； 原溶液中含有Fe3＋，滴加KSCN溶液会变为红色，B不合理； 溶液中的Cl－能使酸性KMnO4溶液褪色，C不合理； 滴加K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀可说明其中含有FeCl2。 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 (1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 归纳拓展 二、Fe2＋、Fe3＋性质探究实验 3．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。 回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是______________________________________________。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为____________________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________________________________________________________。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是____________________________________________________________； 生成沉淀的原因是____________________________________________ ____________________________________________________________ (用平衡移动原理解释)。 解析：(1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。 (2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。 (4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。 答案：(1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 (5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 铁及其化合物的转化 逐点清 （二） 再认再现·旧知新学 由铁的“价—类”二维图理清铁及其化合物的转化 横向变化体现了同价态不同类别之间的转化：单质→氧化物→碱→盐；纵向变化体现了不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓ 一、铁及其化合物的转化及应用 1．(2021·广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　 ) A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 边练边学·实践提能 √ 解析：由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理； Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理； 可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理； 2．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a>c，则下列说法正确的是(　 ) A．残余固体是铜和铁 B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋ C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生 D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋ √ 解析：因为a>c，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋，B正确。 3．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是(　 ) A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5 B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀 C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5 D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe √ 解析：向溶液中通入Cl2，可将Fe2＋氧化为Fe3＋；再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5，Fe3＋可转化为Fe(OH)3而除去，A正确； 在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋反应生成CuS沉淀，B错误； 由金属的活动性Fe>Cu知，铜不能置换出铁，D错误。 二、涉及铁及其化合物的化工流程 4．(2024·深圳外国语学校阶段考)亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]是一种黄色颜料。以含铁废水[主要成分为Fe2(SO4)3，含少量NiSO4、CuSO4等]为原料合成亚铁氰化钾的工艺流程如下： √ 解析：由于以含铁废水[主要成分为Fe2(SO4)3，含少量NiSO4、CuSO4等] ，“调pH”时不能引入杂质元素，结合废水成分可知选用的试剂X可以是Fe2O3，A正确； Fe3＋与KSCN作用使溶液变为红色，“还原”后加入KSCN溶液，若溶液不变红色，说明Fe3＋被完全还原，据此检验Fe3＋的存在，B正确； 根据分析可知“滤液Ⅱ”的主要成分是CaCO3，K4[Fe(CN)6]的溶解度比Na4[Fe(CN)6]的小，D错误。 5．锰在冶金工业、电子工业等方面有广泛应用。某软锰矿的主要成分为MnO2、SiO2、CaO和少量的MgO、CuO，一种利用废铁屑还原浸出该软锰矿并制取金属锰的工艺流程如下： (1)废铁屑表面含有油脂，除去表面油脂的方法是______________ ____________________________________________________________。 (2)写出“浸出”时Fe与MnO2反应的离子方程式：__________________________。 (3)“除铁”时加入CaCO3的主要作用是______________________ ____________________________________________________________； 滤渣A的主要成分为__________、__________(填化学式)。 (4)除铁后的滤液若酸性过强，加入BaS溶液后可能造成污染，原因是____________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (用离子方程式表示) 解析：某软锰矿的主要成分为MnO2、SiO2、CaO和少量的MgO、CuO，加入废铁屑、硫酸铵和硫酸浸出时，MnO2被还原得到MnSO4，并得到Fe2(SO4)3、MgSO4、CuSO4，CaSO4微溶于水，SiO2不溶于H2SO4，过滤浸出液中含有Mn2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Ca2＋以及过量的硫酸、硫酸铵，加碳酸钙产生沉淀过滤除铁，滤液加入BaS产生CuS沉淀以除铜、同时有BaSO4产生，故滤渣A为CuS和BaSO4，滤液加MnF2将钙镁离子转化为CaF2、MgF2沉淀，过滤得滤渣2为CaF2、MgF2，过滤得到MnSO4溶液，用电解法得到Mn，据此分析解题。 (1)废铁屑表面含有油脂，在使用前需进行处理，方法是用热的纯碱溶液洗涤。油脂在碱性条件下加热发生水解生成甘油和高级脂肪酸盐，均易溶于水，考虑到经济性，选用纯碱溶液。 (2)“除铁”后得到的产物为NH4Fe3(SO4)2(OH)6，其中Fe显＋3价，Fe在反应中被氧化生成Fe3＋，MnO2被还原为Mn2＋，结合氧化还原反应的配平可得反应的离子方程式为12H＋＋2Fe＋3MnO2===2Fe3＋＋3Mn2＋＋6H2O。 答案：(1)用煮沸的碱液洗净后，用蒸馏水洗去表面碱液，过滤，取滤渣 (2)12H＋＋2Fe＋3MnO2===2Fe3＋＋3Mn2＋＋6H2O (3)消耗浸出液中剩余的酸，促进Fe3＋水解生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6　CuS　BaSO4 考教衔接——由教材导向看命题趋向 |教|材|导|向| (人教版必修1P77“练习与应用”T5) 现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。 序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 ① 在FeCl2溶液中加入锌片 溶液由浅绿色变为无色 Zn＋Fe2＋=== Zn2＋＋Fe Fe2＋具有 氧化性 ② Fe2＋具有 还原性 ③ 在FeCl3溶液中加入足量铁粉 铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 Fe3＋具有氧化性；Fe具有还原性 在FeCl2溶液中加入氯水 溶液由浅绿色变为黄色 续表 启示：铁及其化合物的氧化性、还原性是命题热点 2Fe2＋＋Cl2=== 2Fe3＋＋2Cl－ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ |发|掘|训|练| (一)通过基点训练建模科学思维 (1)保存FeCl2溶液加入Fe粉的目的是___________________________________________________________。 (2)FeCl3溶液可以用于制作铜电路板，反应的离子方程式为______________________，FeCl3表现的性质是________________。 (3)FeCl2溶液中含有Fe3＋的检验试剂是________，现象是___________________________________________________________。 (4)FeCl3溶液中含Fe2＋的检验试剂是__________，反应的离子方程式为______________________________________________________ ____________________________________________________________。 (5)除去FeCl2溶液中的Fe3＋，应向溶液中加入的物质是____________。 答案：(1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋　 氧化性 (3)KSCN溶液　溶液变为红色 (4)K3[Fe(CN)6]溶液　 Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓　(5)Fe (二)迁移训练提升活学活用能力 1．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　 ) A．将铁片加入冷的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C．将KSCN溶液滴入FeSO4溶液中：检验FeSO4溶液是否氧化变质 D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的还原性强于Cu2＋ √ 解析：铁片在冷的浓硫酸中钝化，故不选A； 将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中生成Fe(OH)3沉淀，故不选B； 若FeSO4溶液氧化变质，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液变红。将KSCN溶液滴入FeSO4溶液中，可检验FeSO4溶液是否氧化变质，故选C； 将铜粉加入FeCl3溶液中发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋。 2．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是(　 ) A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋ √ 解析：试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过操作Ⅰ过滤得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过操作Ⅱ过滤可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶并过滤)便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不相同，故A、B错误，C正确； 溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2＋，D错误。 课时跟踪检测（十七） A级——强基训练 1．(2024·唐山模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是(　 ) A．可用于制净水剂 B．溶于水形成无色溶液 C．在干燥空气中稳定存在 D．在空气中加热转化为Fe3O4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析： FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A正确； 溶于水形成FeSO4溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误； FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误； FeSO4·7H2O中Fe为＋2价，在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3，故D错误。 13 2．下列离子方程式书写正确的是(　 ) A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋===Fe3＋＋3H2↑ B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋===Fe3＋＋2Cl－ C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋===2Fe＋3Cu2＋ D．氯化铁溶液与硫化氢反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A错误； 氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，故B错误； 氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，故C错误。 13 3．下列离子的检验方法合理的是(　 ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析： A项说明溶液中含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，错误； B项若原溶液中含有Fe3＋也会出现相同现象，错误； Fe3＋与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀，C项正确； D项只能说明溶液中含有Fe2＋，不能说明不含有Mg2＋，错误。 13 4．铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，人体内的铁大部分是＋2价的铁，Fe2＋易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　 ) A．维生素C具有氧化性，可将难吸收的Fe3＋转化为Fe2＋，促进人体对铁元素的吸收 B．向FeCl2溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色 C．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀 D．FeCl3溶液滴在淀粉-KI试纸上，试纸变蓝 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：维生素C具有还原性，能把Fe3＋还原成易被人体吸收的Fe2＋，A项错误； Fe2＋与KSCN不反应，向FeCl2溶液中加入KSCN溶液，无明显现象，B项错误； 向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，C项错误； Fe3＋和I－发生反应生成Fe2＋和I2，I2遇淀粉变蓝，D项正确。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 B级——对标高考 5．(2024·广州二模)下列关于铁及其化合物之间转化反应的方程式书写正确的是(　 ) √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析： Fe与H2O(g)在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，A错误； 稀硝酸有强氧化性，能把Fe氧化成Fe3＋，过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋，总反应产物应是Fe2＋而不是Fe3＋，B错误； Fe3＋具有强氧化性，I－具有强还原性，两者能发生氧化还原反应生成Fe2＋和I2，C错误； 酸性KMnO4具有强氧化性，可把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被还原生成Mn2＋，D正确。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6．(2024·梅州二模)黑木耳中富含铁元素，欲测定黑木耳中铁元素含量，按如下流程进行实验，对应操作正确的是(　 ) A.称量 B.灼烧 C. 酸溶 D.过滤 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：托盘天平称量时遵循“左物右码”，操作错误，A错误； 灼烧固体时应用坩埚，B错误； 用烧杯溶解固体，并用玻璃棒不断搅拌，C正确； 过滤时要用玻璃棒引流，D错误。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7．一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。 下列有关说法不正确的是(　 ) A．“氧化”时发生反应的离子方程式为 2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O B．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋ C．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应 D．“分离”时采用的方法是过滤 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：锌和氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液清洗废旧镀锌铁皮，氢氧化钠除掉锌和表面的油污，再用稀硫酸反应生成硫酸亚铁，再用次氯酸钠溶液氧化亚铁离子为铁离子，向溶液中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，加热反应生成磁性Fe3O4纳米粒子；“氧化”时次氯酸钠和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，因此发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，A正确； “氧化”时加入次氯酸钠，且将部分亚铁离子氧化为铁离子，故反应后的溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋，B正确； 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 “加热沉铁”后所得分散系为胶体，故激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系能产生丁达尔效应，C正确； 胶体粒子和溶液中离子均能透过滤纸，故“分离”时采用的方法不会是过滤，D错误。 13 8．(2024·广州统考一模)下列实验对应的现象和结论都正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 选项 实验 现象 结论 A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色 褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2＋ B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成血红色 Fe2＋既有氧化性又有还原性 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜 活泼 D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性： Fe3＋>I2 √ 解析：向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成硫酸亚铁，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化亚铁离子，则滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2＋，A错误； 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将亚铁离子氧化为铁离子，则加入H2O2后溶液变成血红色，说明Fe2＋有还原性，B错误； 向FeCl3溶液加入铜片会发生反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，看到溶液变蓝，无黑色固体出现，得到结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误； 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，则溶液变为蓝色，得到结论氧化性：Fe3＋>I2，D正确。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9．如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　 ) 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误； FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误； 加热Fe(OH)3分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转化③，故C错误； 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10．将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。 下列说法正确的是(　 ) A．步骤Ⅱ反应的离子方程式：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ B．有1 mol H2S转化为硫单质时，理论上消耗O2的物质的量为1 mol [若溶液中n(Fe3＋)不变] C．在图示转化中，化合价不变的元素只有氢和氯 D．提高混合气体中空气比例，充分搅拌，可以使得到的S中不含CuS √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：步骤Ⅱ中，CuS与Fe3＋反应，生成Fe2＋、Cu2＋、S，反应的离子方程式为2Fe3＋＋CuS===2Fe2＋＋Cu2＋＋S，A错误； 依据得失电子守恒，可建立关系式：O2～4Fe3＋～2H2S，则有1 mol H2S转化为硫单质时，理论上消耗O2的物质的量为0.5 mol [若溶液中n(Fe3＋)不变]，B错误； 在图示转化中，Cu、H、Cl始终保持＋2、＋1、－1价，所以化合价不变的元素有铜、氢和氯，C错误； 提高混合气体中空气比例，可以得到充足的Fe3＋，从而保证CuS完全转化为S等，D正确。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11．(2022·湖南卷)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L－1)。 实验 操作与现象 ① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色 ② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀 续 表 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：铁离子的水解反应为吸热反应，加热煮沸可促进水解平衡正向移动，使水解程度加深，生成较多的氢氧化铁，从而使溶液显红褐色，故A正确； 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，根据现象和分析可知，Fe3＋既发生了水解反应，生成红褐色的氢氧化铁，又被亚硫酸根离子还原，得到亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，出现特征蓝色沉淀，故B正确； 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，根据现象和分析可知，仍发生铁离子的水解反应，但未来得及发生铁离子的还原反应，即水解反应比氧化还原反应速率快，故C正确； 结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D错误。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。琥珀酸亚铁是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该补铁药物中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验： 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 试回答下列问题： (1)试剂1是____________，试剂2是__________，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是______________________________、 _____________________________________。 (2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变成淡红色是因为________________________________，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的化学方程式：______________________________________。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？__________(填“合理”或“不合理”)。若你认为合理，请说明理由(若你认为不合理，该空不作答)：______________________________________________； 若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不作答)：_________________________________ ____________________________________________________________。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)加入试剂2之后溶液由淡黄色变为浅红色，说明少量Fe2＋被氧化成Fe3＋；亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子，化学方程式为4FeCl2＋4HCl＋O2===4FeCl3＋2H2O。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)因为氯水氧化性强，不会还原Fe3＋，该同学的猜想不合理；可能是SCN－被过量的氯水氧化，可取少量褪色后的溶液，加入FeCl3溶液，不变红色或取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液，变红色。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 13．(2024·广州大学附属中学联考·节选)科学探究要实事求是、严谨细致。某化学兴趣小组设计实验进行有关氯化物的探究实验，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3在工业生产中应用广泛，某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3。 经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了以Fe粉和Cl2为原料制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图如下： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (1)仪器F的名称是________________。 (2)装置A中设计g管的作用是___________________________________ ____________________________________________________________。 (3)装置A中发生反应的离子方程式为____________________________ ____________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 Ⅱ.利用惰性电极电解0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，探究外界条件对电极反应(离子放电顺序)的影响。 (4)实验数据如表所示： 实验编号 电压/V pH 阳极现象 阴极现象 1 1.5 1.00 无气泡，滴加KSCN 显红色 较多气泡，极少量金属析出 2 1.5 5.52 无气泡，滴加KSCN 显红色 无气泡，银白色金属 析出 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 3 3.0 5.52 少量气泡，滴加KSCN 显红色 无气泡，银白色金属析出 4 4.5 5.52 大量气泡，滴加KSCN 显红色 较多气泡，极少量金属 析出 续表 ①由实验1、2现象可以得出结论：增大pH，__________优先于__________放电； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 ②若由实验2、3、4现象可以得出结论：_____________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (1)由分析知，F的名称为球形干燥管； (2)由分析知，装置A中g管的作用是：保持压强平衡，使浓盐酸能顺利流下； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (4)实验1、2中在电压为1.5时阳极上无气泡，滴加KSCN显红色，说明是Fe2＋失去电子变为Fe3＋，电极反应式是Fe2＋－e－===Fe3＋；阴极上有较多气泡是H＋放电产生H2；银白色金属是Fe2＋放电析出的单质Fe；故可知pH越大，Fe2＋比H＋先放电；在实验2、3、4中电压增大至4.5，阳极上现象是大量气泡，滴加KSCN显红色，说明电压增大， 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 阳极上Cl－失去电子能力增强，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；而在pH相同时，溶液电压越大，阴极产生的气泡就越多，产生的金属单质就越少，说明H＋优先于Fe2＋放电。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 氧化性 Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋ 还原性 Fe2＋与Cl2、HNO3(稀)、酸性KMnO4溶液分别反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O、 沉淀性 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 水解性 Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋ 5Fe2＋＋8H＋＋MnO=== 2．铁盐 (1)氧化性：Fe3＋具有较强的氧化性。与Zn、Fe、Cu、SO2、SO、S2－、I－等反应的离子方程式： 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ H2O＋2Fe3＋＋SO===2Fe2＋＋SO＋2H＋ (4)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为 。 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋ KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋ (溶液中不含被酸性KMnO4溶液氧化的其他离子) 4．Fe2＋的特征检验方法 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋， K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)Fe3＋与Cu可以反应，说明Cu的还原性比Fe的强 ( ) (2)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Fe2＋、Cl－、SO ( ) (3)FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，生成红色沉淀 ( ) (4)酸性溶液中滴加KMnO4溶液，若紫色褪去，证明原溶液中含Fe 2＋( ) 一、Fe2＋、Fe3＋的主要性质及检验 1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是(　 ) A．采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体 B．保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解 C．25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 D．FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性 酸性条件下NO会氧化Fe2＋，C错误； (5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。 结合铁的“价—类”二维图，完成下列转化的有关方程式。 (1)化学方程式 ①FeFe3O4： ， ②FeO―→Fe3O4： ， ③Fe(OH)2―→Fe(OH)3： 。 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 6FeO＋O22Fe3O4 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (2)离子方程式 ①FeFe3＋： ， ②Fe2＋Fe3＋： ， ③Fe2＋Fe3＋： ， ④Fe2＋Fe3＋： ____________________________________________， Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ⑤Fe3＋Fe2＋： ， ⑥Fe3＋Fe2＋： ， ⑦Fe3＋Fe2＋： 。 可存在Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。 通入氨气，会引入杂质离子NH，C错误； 下列说法错误的是(　 ) A．“调pH”时，选用的试剂X可以是Fe2O3 B．“还原”后，可用溶液KSCN检验Fe3＋是否完全被还原 C．“反应”时，发生的反应有：Ca2＋＋SO===CaSO4↓和Fe2＋＋6CN－===[Fe(CN)6]4－ D．“滤渣Ⅱ”的主要成分是CaCO3，K4[Fe(CN)6]的溶解度比Na4[Fe(CN)6]的大 “反应”之前的溶液中含有硫酸根离子和二价铁离子，由分析可知，“反应”后生成[Fe(CN)6]4－，故该过程发生的反应有：Ca2＋＋SO===CaSO4↓和Fe2＋＋6CN－===[Fe(CN)6]4－，C正确； (3)“除铁”后得到的产物NH4Fe3(SO4)2(OH)6为碱式硫酸复盐，浸出液为酸性，故需要加入CaCO3，主要作用是：CaCO3与酸反应，调高溶液的pH，消耗浸出液中剩余的酸，促进Fe3＋水解生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6；加入BaS，利用CuS的溶度积较小，生成CuS从而除去溶液中含有的Cu2＋，同时Ba2＋与SO反应生成BaSO4，不引入其他杂质离子，所以滤渣A为CuS和BaSO4。 (4)滤液若酸性过强，加入BaS溶液发生反应Ba2＋＋S2－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋H2S↑或S2－＋2H＋===H2S↑，生成有毒的硫化氢气体，污染环境。 (4)Ba2＋＋S2－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋H2S↑或S2－＋2H＋===H2S↑ A．H2O(g)通过灼热铁粉：2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 B．过量铁粉加入稀硝酸中：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O C．氢氧化铁中加入氢碘酸：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O D．FeSO4溶液中加入酸性KMnO4溶液： 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O A．高温下铁与水蒸气反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，FeO做氧化剂时生成的还原产物为Fe3＋，Fe3＋发生水解最终生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，故D正确。 依据上述实验现象，结论不合理的是(　 ) A．实验①说明加热促进Fe3＋水解反应 B．实验②说明Fe3＋既发生了水解反应，又发生了还原反应 C．实验③说明Fe3＋发生了水解反应，但没有发生还原反应 D．整个实验说明SO对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响 解析：(1)该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，试剂1用于溶解样品，可以选用稀盐酸；试剂2用于检验Fe3＋，可以选用KSCN溶液；氯气氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁，离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。 答案：(1)稀盐酸　KSCN溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 (2)少量的Fe2＋转化为Fe3＋ 4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O (3)不合理　Fe(SCN)3中的SCN－被过量的氯水氧化；在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色) 解析：在装置A中发生MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O制取氯气，A中g管的作用是保持压强平衡，使浓盐酸能顺利流下，但由于浓盐酸易挥发，得到的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气，所以B中用饱和食盐水除去氯化氢气体，C中用浓硫酸除去水蒸气， 纯净干燥的氯气和Fe在加热条件下发生2Fe＋3Cl22FeCl3反应，制得氯化铁，最后E装置在冷却液中冷凝收集FeCl3，球形干燥管中用碱石灰处理尾气和防止空气中的水蒸气进入装置，据此回答。 (3)A中发生反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O； 答案：(1)球形干燥管 (2)既能导气，又能平衡压强，使浓盐酸顺利滴下 (3)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (4)①Fe2＋　H＋　②相同pH时，增加电压，阳极上Cl－失去电子能力增强，阴极上H＋优先于Fe2＋放电 $$