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（江苏专版）

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．为了验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，某兴趣小组完成以下两组实验： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液颜色变深 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是(　 ) A．实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B．实验②与③可以调换顺序 C．实验④说明有I2生成 D．若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 √ 解析：实验①中，Fe3＋被Fe还原，生成Fe2＋，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，A合理； 若实验②与③调换，滴加KSCN溶液后，溶液立即变红，不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2＋，B不合理； 实验④中，溶液颜色变深，说明有I2生成，C合理； 若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明溶液中含有I2，从而说明Fe3＋将I－氧化，生成I2，D合理。 二、涉及铁及其化合物的化工流程 3．(2024年1月·贵州高考适应性演练)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是(　 ) A．“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂 B．“滤渣”的主要成分是Al和C C．“操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替 D．若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2 √ 解析：废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)加NaOH碱浸，可以除去废铁屑表面的油脂和Al，过滤后滤液中含有Na[Al(OH)4]和油脂水解后形成的物质，固体中含有Fe、C，加盐酸酸浸，过滤后滤渣为C，滤液为氯化亚铁溶液，通入空气Fe2＋被氧化为Fe3＋，加NaOH调pH为碱性，NaClO和Fe(OH)3发生氧化还原反应得到Na2FeO4、NaCl，并通过结晶分离出Na2FeO4。根据分析，“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂，A正确； 根据分析，“滤渣”的主要成分是C，B错误； 根据分析，“操作Ⅰ”目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，用H2O2也可以做氧化剂，且不会引入杂质，因此通入的空气可以用H2O2溶液代替，C正确； 若先“氧化”，溶液为酸性，Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性，能将盐酸中的Cl－氧化为Cl2，D正确。 4．硫酸镍广泛应用于电镀、电池等工业。以红土镍矿(主要成分为NiO，含MgO、Al2O3、Fe2O3、FeOOH、Fe3O4、CuO、ZnO、SiO2等杂质)为原料制备，工艺流程如图。 已知：①相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Fe2＋ Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Zn2＋ Ni2＋ 开始沉淀的pH 6.3 1.8 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 8.3 3.2 4.7 10.9 8.2 8.9 ②当离子完全沉淀时，c(Mn＋)≤10－5 mol·L－1。 回答下列问题： (1)为提高“酸溶”中镍的浸出率，可采取的措施有____________________________(写一条即可)。“滤渣1”的主要成分为____________。 (2)写出“硫化除铜”过程中涉及反应的离子方程式：____________________________________________________________、____________________________________________________________。 (3)“氧化除杂”中加入H2O2和Ni(OH)2的作用分别是__________________________，溶液的pH应调节为________～6之间。 解析：(1)为提高酸溶中镍的浸出率，可采取的措施为增大硫酸浓度或加热或将矿石粉碎。分析可知，滤渣1为SiO2； (2)滤液1中能与H2S反应的物质有Fe3＋、Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋、2Fe3＋＋H2S===2H＋＋S↓＋2Fe2＋； (3)氧化除杂中加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入Ni(OH)2的作用为调节溶液的pH除去Fe3＋和Al3＋，从表中可知，Al3＋完全沉淀的pH为4.7，同时又不能使Ni2＋沉淀，因此pH应调节为4.7～6之间。 答案：(1)增大硫酸浓度或加热或将矿石粉碎　SiO2 (2)Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋ 2Fe3＋＋H2S===2H＋＋S↓＋2Fe2＋ (3)H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋；加入Ni(OH)2的作用为调节溶液的pH除去Fe3＋和Al3＋　4.7 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 5．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol· L－1FeCl3溶液、0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、5%H2O2溶液，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。 (1)设计实验方案，完成下列表格。 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 探究内容 实验方案 实验现象 解释 Fe3＋具有氧化性　 取少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 ①加入铁粉后，溶液___________； ②加入KSCN溶液后，溶液_________ ③体现Fe3＋具有氧化性的离子方程式：__________________________________ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 Fe2＋具有还原性　 ④取少量0.1 mol· L－1 FeCl2溶液， 往溶液中加入少量KSCN溶液，再加入______________ ⑤加入KSCN溶液后，溶液_____________； ⑥加入你选的试剂后，溶液______________ ⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式：________________________________ 续表 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：(1)①向FeCl3溶液中加入Fe粉后，会发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，溶液由黄色变为浅绿色，②由于溶液中不含Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不会变为红色或无明显现象，③则证明Fe3＋具有氧化性的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④取少量0.1 mol· L－1 FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加少量新制氯水(或5%H2O2溶液)，氯水(或5%H2O2溶液)将Fe2＋氧化为Fe3＋， 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 Fe3＋与SCN－结合产生Fe(SCN)3，使溶液变为红色，故⑤加入KSCN溶液后，溶液不变红色或无明显现象；⑥加入所选的试剂后，溶液变红色，则⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)。 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 答案：(1)(由黄色)变为浅绿色　不变红色(或无明显现象)　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　新制氯水(或5%H2O2溶液)　不变红色(或无明显现象)　变红色　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O) (2)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe　(3)Fe2＋ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 B级——对标高考 6．(2024·南京考前模拟)下列铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是(　 ) A．FeCO3受热易分解，可用作补血剂 B．Fe粉具有还原性，可用作食品的抗氧化剂 C．Fe3O4质地致密，可用作铁件的防腐保护层 D．K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒 √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：FeCO3作为补血剂是因为其含有铁元素，A项与其受热易分解的性质无关； 铁粉具有还原性，可与O2发生反应，所以可作为抗氧化剂，B项具有对应关系； Fe3O4质地致密可阻止其他物质与铁反应，可用作铁件的防腐保护层，C项具有对应关系； K2FeO4具有强氧化性可对水进行消毒，同时产生的Fe3＋产生胶体具有吸附水中浮游生物作用，D项具有对应关系。 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 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：FeSO4溶液先加KSCN溶液不变色，加入H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，与KSCN反应溶液变红，可以检验FeSO4溶液中的Fe2＋，A正确； Fe2O3与H2O不能反应，B错误； 在300 ℃时，密闭容器中NaHCO3溶液与铁粉反应，生成H2和FeCO3，C正确； 13 8．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(　 ) 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 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 9．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(　 ) 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 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 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； √ 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 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 10．(2023·浙江1月选考)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是(　 ) 13   实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应不可逆 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 13 续表 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，可能是Zn片表面的氧化膜阻碍反应进行，也可能是该反应速率很小，时间短而无明显现象，A项错误； 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 如果脱氧剂样品吸收O2时生成Fe2O3，当它溶于盐酸时发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，生成的Fe3＋与剩余Fe粉发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液呈浅绿色，结论不正确，C项错误； 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，生成红褐色氢氧化铁胶体，再煮沸，胶体聚沉生成沉淀，D项正确。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 11．(2024·淮安中学一模)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： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 下列说法不正确的是(　 ) A．“调pH”时选用的试剂X可以是Fe2O3或者Fe(OH)3 B．“还原”后可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3＋是否被完全还原 C．“滤渣Ⅱ”的主要成分是CaCO3 D．该反应条件下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6] √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 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或者Fe(OH)3，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，K3[Fe(CN)6]可以检验Fe2＋，不能证明Fe3＋是否被完全还原，B错误； 由分析可知，“滤渣Ⅱ”的主要成分是CaCO3，C正确； 由分析可知，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 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： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 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：______________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (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)：_________________________________ ____________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (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。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (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。 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．实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于KOH浓溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0～5 ℃、强碱性溶液中较稳定。 (1)制备K2FeO4(夹持装置略) 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ___________________________________________________。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有：3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有_________________________________________________________。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)探究K2FeO4的性质 ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案： 13 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知，a中含有________，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由__________________ ___________产生(用离子方程式表示)。 ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是__________________________________________________________。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)湿法制备高铁酸钾 原理：强碱性介质中，Fe(NO3)3与KClO反应生成紫红色的高铁酸钾。 ①制备K2FeO4时，KClO饱和溶液(含KOH)与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为__________________________________________________。 ②提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L－1 KOH溶液中，____________________________________________实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液、乙醇)。 13 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：(1)①A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，反应的化学方程式是2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。②浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢气体，可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去。③C中得到紫色固体和溶液，紫色固体为K2FeO4，C中Cl2与Fe(OH)3反应生成K2FeO4，另外，Cl2与过量的KOH反应生成次氯酸钾、氯化钾和水。 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 (3)①K2FeO4具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0～5 ℃、强碱性溶液中较稳定，应该把Fe(NO3)3饱和溶液滴加到KClO溶液中，才能保证溶液的强碱性。 13 答案：(1)①2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O　② ③Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 13 (3)①在搅拌下，将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中　②快速过滤，将滤液置于冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和的KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，减压干燥 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 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 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 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。 (3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X是____________。 (2)由于金属活动性：Zn>Fe，二者发生置换反应，溶液由浅绿色变为无色，该反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。 (3)已知MnO在反应中得到电子，则MnO是氧化剂，是反应物，Mn2＋是还原产物，是生成物，缺项微粒表现还原性，做还原剂，其被氧化为Fe3＋，则X是Fe2＋。 7．(2024·连云港期中调研)铁及其化合物的转化具有重要应用。下列有关表示不正确的是(　 ) A．检验FeSO4溶液中的Fe2＋：FeSO4Fe(SCN)2Fe(SCN)3 B．制备Fe(OH)3：FeS2Fe2O3Fe(OH)3 C．300 ℃时，密闭容器中将铁粉与NaHCO3溶液反应可以得到FeCO3和H2：Fe＋NaHCO3＋H2OFeCO3＋H2↑＋NaOH D．向含有NH的酸性废水中加入适量的Fe2(SO4)3溶液，得到NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀，可以除去废水中NH：NH＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋ Fe3＋部分水解，与NH、SO形成难溶物NH4Fe3(SO4)2(OH)6，除去废水中NH，D正确。 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。 Fe2(SO4)3与KSCN反应的实质是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，与K＋、SO无关，所以加K2SO4固体无明显现象，结论不正确，B项错误； 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) ①A为氯气发生装置。A中反应的化学方程式为(MnO被还原为Mn2＋)： ②根据K2FeO4的制备实验可知，氧化性：Cl2________FeO(填“＞”或“＜”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO的氧化性强弱关系相反，原因是________________________________。 (2)①ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知，a中含有Fe3＋，K2FeO4在碱性溶液中稳定，酸性溶液中快速产生O2，自身转化为Fe3＋，发生的反应为4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O，则依据Fe3＋的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化；ⅱ.K2FeO4具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0～5 ℃、强碱性溶液中较稳定，方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－，用KOH溶液洗涤的目的是确保K2FeO4在碱性环境中的稳定性，同时排除ClO－对验证的干扰；②在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，在K2FeO4的制备实验中，氧化性：Cl2＞FeO，而方案Ⅱ得出，氧化性：Cl2＜FeO，说明物质的氧化性的强弱与溶液的酸碱性有关。 (2)①Fe3＋　4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O　确保K2FeO4在碱性环境中的稳定性，同时排除ClO－对实验的干扰 　②＞　物质的氧化性与溶液的酸碱性有关 　 $$