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（Word教师用书）-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（山东海南版）

第2课时　铁盐与亚铁盐　铁及其化合物的转化 逐点清(一)　铁盐、亚铁盐的性质及检验 [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。 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、 5Fe2＋＋8H＋＋MnO===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 沉淀性 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 水解性 Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋ 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＋ (2)特性：Fe3＋遇到KSCN时，溶液变成红色。 (3)显色反应：Fe3＋遇到苯酚溶液变成紫色。 (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。 (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 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]↓。 微点澄清训练 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＋(×) (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] 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 解析：选D　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；酸性条件下NO会氧化Fe2＋，C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：选D　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。 归纳拓展|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)。 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。 (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。 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 逐点清(二)　铁及其化合物的转化 [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。 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 ①FeFe3O4：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2， ②FeO―→Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4， ③Fe(OH)2―→Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (2)离子方程式 ①FeFe3＋：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O， ②Fe2＋Fe3＋：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O， ③Fe2＋Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－， ④Fe2＋Fe3＋：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O， ⑤Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋， ⑥Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋， ⑦Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓。 [边练边学·实践提能] 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 解析：选C　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； 可存在Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。 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：选B　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：选A　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；通入氨气，会引入杂质离子NH，C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．[双选]用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。 已知：“还原”时，发生反应FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是(　 ) A．“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率 B．“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为7∶1 C．“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋和H＋ D．“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式： 4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O 解析：选BC　适当提高硫酸浓度，增大氢离子浓度，可增大反应速率，A正确；由已知反应知，反应中FeS2中Fe元素化合价不变，S元素化合价升高，则SO为氧化产物，Fe3＋转化为Fe2＋，化合价降低，Fe2＋为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶14＝1∶7，B错误；滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸，则“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋和H＋，C错误；滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀，D正确。 5．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 在FeCl2溶液中加入氯水 溶液由浅绿色变为黄色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 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 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe3＋具有氧化性；Fe具有还原性 启示：铁及其化合物的氧化性、还原性是命题热点 |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：选C　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：选C　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] A级——强基训练 1．(2024·广东茂名模拟)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 解析：选A　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。 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＋ 解析：选D　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。 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＋ 解析：选C　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。 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 解析：选D　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。 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。 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：____________________________ 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：____________________________ (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_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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____________。 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＋，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)。(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＋。 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＋ B级——对标高考 6．(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：选B　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。 7．若利用硫铁矿焙烧取硫后的废渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取FeSO4·7H2O，设计了如下流程： 下列说法错误的是(　 ) A．溶解废渣选用的酸是稀硫酸，试剂X选用铁粉 B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3，进入固体2 C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，必须控制条件防止其被氧化和分解 D．若改变方案，在溶液1中直接加入NaOH溶液至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O 解析：选D　溶液1中含有Fe3＋，直接加入NaOH溶液生成的沉淀含有Fe(OH)3，硫酸溶解后溶液中含有Fe2(SO4)3杂质，D错误。 8．[双选]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(　 ) 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，加水溶解不可实现转化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 解析：选CD　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正确；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。 9．[双选]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。下列说法不正确的是(　 ) 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0.5 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：选AC　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不正确；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正确；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。 10．(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 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 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：选D　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；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。 11．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： 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：________________________________________________________________________。 (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)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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。(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。(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。 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) 12．某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。 (1)检验产物 ①取出少量黑色固体，洗涤后，____________________________________________ ___________________________________________________________(填操作和现象)， 证明黑色固体中含有Ag。 ②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。 (2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是 ________________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。 针对两种观点继续实验： ①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下： 序号 取样时间/min 现象 Ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 Ⅱ 30 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深 Ⅲ 120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 (资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN) ②对Fe3＋产生的原因做出如下假设： 假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋； 假设b：空气中存在O2，由于_______________________________________________ _________________________________________________________(用离子方程式表示)， 可产生Fe3＋； 假设c：酸性溶液中NO具有氧化性，可产生Fe3＋； 假设d：根据___________________________________________________________现象， 判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。 解析：(1)①Fe溶于稀盐酸(或稀硫酸)而Ag不溶，则加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解，可证明黑色固体中含有Ag。 ②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2＋。 (2)过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。O2氧化Fe2＋的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。 答案：(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解　②Fe2＋　(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 加入KSCN溶液后生成白色沉淀 学科网（北京）股份有限公司 $$