第17讲 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐（学案）-2025年新高考化学一轮复习考点逐点突破经典学案（新高考专用）

第17讲 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 问题的态度：问则少；辩则明 2025届高三化学第一轮复习 第17讲 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 人生最终的价值在于觉醒和思考的能力，而不只在于生存。 —— 亚里士多德 复习目标 1．知道铁离子和亚铁离子的检验方法及注意事项。 2．从原子结构、氧化还原反应角度理解铁盐与亚铁盐的化学性质，知道其主要应用。 3．知道高铁酸盐的制备方法及化学性质，了解其在生活中的应用。 4．能应用相关原理，书写信息方程式。 Fe2＋和Fe3＋盐溶液的保存与配制 Fe2＋的配制 将亚铁盐固体溶于少量的__________中，再加入_________ 注意：保存时，加入_________ Fe3＋的配制 将铁盐固体溶于少量同名酸中，再加____________稀释 Fe2＋、Fe3＋的比较 离子 Fe2＋ Fe3＋ 溶液中颜色 ____绿色 ____色 化学性质 氧化剂 Cl2 _______________________ —— 稀硝酸 _______________________ —— H2O2 _______________________ —— 还原剂 I－ —— _______________________ Fe —— _______________________ Cu —— _______________________ 【温馨提醒】①Fe2＋具有强_______，易被_______。因此在保存时加少量_______；②Fe3＋具有强_______氧化性，如可与SO2的水溶液反应；③Cu2＋相对稳定，具有弱氧化性，不具有还原性。 NaOH溶液 反应 _______________________ _______________________ 现象 白色变灰绿色，最后红褐色 红褐色沉淀 离子共存 （不能大量共存） ①OH、S2－ ②MnO4－、ClO－、NO3－/H＋ ①OH－ ②SCN－ ③CO32－、HCO3－、AlO2－ ④I－、S2－ 水解反应 （写离子方程式） _______________________ 绿矾净水[再被氧化为Fe(OH)3 ] _______________________ 胶体具有吸附性，用于净水 配制与保存 ①加入少量铁粉，防止被氧化 ②滴入少量酸（对应酸）抑制水解 滴入少量酸（对应酸）抑制水解 观察法 溶液呈浅绿色 溶液呈黄色 沉淀法 白色变灰绿色，最后红褐色 红褐色沉淀 离子的检验 显色法 KSCN 无现象再加______呈___色 呈___色 苯酚 无现象 呈紫色 KI淀粉 无现象 变蓝色 KMnO4溶液 紫色褪去 不褪色 铜片 无现象 铜片溶解，溶液变蓝色 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＋ 铁三角 ① ② / ③ Fe2＋Fe3＋ “铁三角”的重要应用 （1）判断离子共存：①Fe2＋与NO/H＋、ClO－、MnO/H＋；Fe3＋与I－、S2－、SO32－，不能大量共存 （2）除杂：如用H2O2除去Fe3＋中的Fe2＋ （3）制备无水FeCl3在HCl气流中加热FeCl3·6H2O固体 ④ Fe3＋Fe2＋ 温馨提醒 1 铁与硝酸反应情况： ②铁反应后是生成＋2价还是＋3价，与氧化剂强弱、试剂的用量及及反应条件有关。 【请你试一试】画出铁及其化合物的相互转化关系图。想一想：每步的转化有何意义？ 【问题解决1】 有一种新型的食品保鲜剂——泡沫铁粉，是将铁粉包裹在多孔泡沫塑料袋里做成的．食品罐里有了它，食品的保存期就大大的延长了。请设计铁氧化后铁元素的价态。 实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹，3 mol·L－1 H2SO4、3%H2O2、、NaOH稀溶液、6 mol·L－1 HNO3、0.1 mol·L－1 KMnO4、0.1 mol·L－1 KI溶液、20% KSCN、蒸馏水。 铁离子与亚铁离子的检验 显色法 沉淀法 酸性 KMnO4溶液 试剂 KSCN溶液 苯酚溶液 NaOH溶液 K3[Fe(CN)6](铁氰化钾) Fe2＋ 加KSCN溶液________，再加______显____色 无现象 __色沉淀迅速变_____色最后为______色 生成蓝色沉淀。 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓ 紫红色______ Fe3＋ 显______色 ____色 __________色沉淀 ___褪色 【温馨提醒】用显色法检验Fe2＋时，加入KSCN溶液和Cl2水的顺序不能颠倒！[即不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能向加入KSCN后的混合溶液加入过量的新制氯水中，因为氧化性Cl2＞(SCN)2＞Fe3＋，过量氯水中的Cl2会先氧化Fe2＋，再氧化SCN－[生成(SCN)2]，影响检验结果] 含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋(混合液中须不含Cl－)。 【温馨提醒】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) （2023·泰州高三模拟）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＋ 【问题解决2】 写出FeCl3溶液参加反应的离子方程式 反 应 现 象 离 子 方 程 式 ①红褐色沉淀 ②生成红褐色透明溶液 ③加热溶液生成红褐色沉淀（化学方程式） ④生成红褐色沉淀和无色气体 ⑤生成浅黄色沉淀 ⑥生成血红色溶液 ⑦生成紫色溶液（写试剂） ⑧生成浅绿色溶液 ⑨生成白色沉淀 ⑩使甲基橙变红色 ⑪通入二氧化硫后，溶液由黄色变为浅绿色 铁盐 1．价态未变：沉淀性、水解性、配合性 2．价态改变：Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe单质(过量的Zn)。 Fe3＋Fe2＋ 1．有人说，Fe3＋离子与F－离子能形成非常稳定的配离子[FeF6]3－。请你设计一个实验加以证明。 2．（2023·常州模拟）用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3的水解程度变大 B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3＋)变小 C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ D 将FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0 3．（2023·苏州期末）含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示。下列说法正确的是 A．该过程中化合价发生改变的元素仅有Fe和O B．步骤①的反应为2Fe2＋＋O2＋4H＋＝2Fe3＋＋2H2O C．Fe2(SO4)3可看作该过程的催化剂 D．若32 g SO2参与反应，需消耗标准状况下22.4 L O2 【问题解决3】 欲将FeCl2酸性溶液氧化成FeCl3，又不引入其它阴阳离子，可选用哪些物质作氧化剂？写出有关离子方程式。 亚铁盐 Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，当Fe2＋遇较强的氧化剂时，被氧化成Fe3＋，如遇较强的还原剂，则被还原为Fe单质。 FeFe2＋Fe3＋ 1．请根据以下现象或事实，书写反应的离子方程式。 ①硫酸亚铁溶液久置于空气中，溶液由浅绿色变为黄色且有红褐色沉淀： ______________________________________________________ ②硫酸亚铁溶液与次氯酸钠溶液混合，溶液由浅绿色变为黄色且有红褐色沉淀： _____________________________________________________________ 2．若饮用水中ClO2－的含量超标，可向其中加入适量的Fe2＋将ClO2－还原成为Cl－，该反应的氧化产物是____________（填化学式）。 3．橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80 ℃真空干燥、高温成型而制得。 ①共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是___________________。②共沉淀反应的化学方程式为_________________________________________________。 ③高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外，还能_____________________________________________________________。 【问题解决4】 1．传统的自来水消毒常采用漂白粉等强氧化剂，但其产生的有机氯对人体有一定的危害。一种新型的消毒剂——高铁酸盐(如Na2FeO4或K2FeO4)能有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时其产物在水中经过变化后能除去水中的微细悬浮物。在以上变化过程中不可能涉及的变化有 A．电离 B．水解 C．置换反应 D．氧化还原反应 2．FeCl3溶液与NaClO、NaOH的混合溶液反应可生成高铁酸钠，写出反应的离子方程式。 ______________________________________________________。 高铁酸盐(以K2FeO4为例) 制备方法 高温熔融反应法 在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如：Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O 2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ 次氯酸盐氧化法 NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝_________________________________ 利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 阳极电极反应式为：______________________________ 性质 酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 应用 在水处理方面的应用 (新型、高效、多功能水处理剂) ①K2FeO4中Fe元素呈＋6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒 ②原理：4K2FeO4＋10H2O＝4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8KOH K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用 （2022·扬州期初）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) ①A为氯气发生装置，A中反应的离子方程式为(锰被还原为Mn2＋): __________________________________________。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③写出C中生成紫色固体的化学方程式：________________________________________________________。 （2）湿法制备高铁酸钾 原理：强碱性介质中，Fe(NO3)3与KClO反应生成紫红色高铁酸钾。 ①写出该反应的离子方程式：____________________________________________________________。 ②制备K2FeO4时，饱和KClO溶液(含有KOH)与饱和Fe(NO3)3溶液的混合方式为。 ③提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案：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)。 1．（2022·海门中学）下列关于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．K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒 C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸 D．FeSO4·7H2O具有还原性，可用作食品包装中的抗氧化剂 2．（2023·江苏各地模拟重组）下列关于铁元素的检验的说法正确的是 A．将Fe(NO3)2样品溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质 B．取适量CO还原Fe2O3后的固体溶于稀盐酸，滴加足量饱和氯水，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色，说明还原产物中一定含有FeO C．将生锈铁片置于稀盐酸中，充分反应一段时间后，向溶液中滴加KSCN溶液，观察现象，探究生锈的铁片表面是否含有Fe2O3 D．向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化，探究Fe2＋具有还原性 3．（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 4．（2023·海门期末）)在指定条件下，下列物质或离子间转化能实现的是 A．FeCl3Fe(OH)3(胶体) B．FeFe2O3 C．Fe2＋(aq)Fe3＋(aq) D．FeCl3(aq)Fe 5．（2023·江苏各地模拟重组）在指定条件下，下列铁及其化合物间的转化能实现的是 A．FeFe2O3FeCl3 B．K2FeO4O2 C．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq) D．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 6．（2023·泰州中学）室温下，下列关于铁的化合物的实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱 B 用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化 Fe2O3是否已全部被还原 C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2＋ 、I－还原性的强弱 D 将铁锈溶于浓盐酸中再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化 铁锈中是否含有二价铁 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$第17讲 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 问题的态度：问则少；辩则明 2025届高三化学第一轮复习 第17讲 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 人生最终的价值在于觉醒和思考的能力，而不只在于生存。 —— 亚里士多德 复习目标 1．知道铁离子和亚铁离子的检验方法及注意事项。 2．从原子结构、氧化还原反应角度理解铁盐与亚铁盐的化学性质，知道其主要应用。 3．知道高铁酸盐的制备方法及化学性质，了解其在生活中的应用。 4．能应用相关原理，书写信息方程式。 教学重点难点 1．铁盐和亚铁盐的化学性质。 2．信息方程式的书写。 教学方法 讨论、归纳 教学过程 Fe2＋和Fe3＋盐溶液的保存与配制 Fe2＋的配制 将亚铁盐固体溶于少量的__________中浓盐酸，再加入_________蒸馏水。 注意：保存时，加入_________铁（防止Fe2＋防氧化） Fe3＋的配制 将铁盐固体溶于少量同名酸中，再加____________蒸馏水稀释 Fe2＋、Fe3＋的比较 离子 Fe2＋ Fe3＋ 溶液中颜色 ____浅绿色 ____黄色 化学性质 氧化剂 Cl2 _______________________ —— 稀硝酸 _______________________ —— H2O2 _______________________ —— 还原剂 I－ —— _______________________ Fe —— _______________________ Cu —— _______________________ 【温馨提醒】①Fe2＋具有强_______还原性，易被_______氧化。因此在保存时加少量_______铁粉；②Fe3＋具有强_______氧化性，如可与SO2的水溶液反应；③Cu2＋相对稳定，具有弱氧化性，不具有还原性。 NaOH溶液 反应 _______________________ _______________________ 现象 白色变灰绿色，最后红褐色 红褐色沉淀 离子共存 （不能大量共存） ①OH、S2－ ②MnO4－、ClO－、NO3－/H＋ ①OH－ ②SCN－ ③CO32－、HCO3－、AlO2－ ④I－、S2－ 水解反应 （写离子方程式） _______________________ 绿矾净水[再被氧化为Fe(OH)3 ] _______________________ 胶体具有吸附性，用于净水 配制与保存 ①加入少量铁粉，防止被氧化 ②滴入少量酸（对应酸）抑制水解 滴入少量酸（对应酸）抑制水解 观察法 溶液呈浅绿色 溶液呈黄色 沉淀法 白色变灰绿色，最后红褐色 红褐色沉淀 离子的检验 显色法 KSCN 无现象再加氯水呈红色 呈红色 苯酚 无现象 呈紫色 KI淀粉 无现象 变蓝色 KMnO4溶液 紫色褪去 不褪色 铜片 无现象 铜片溶解，溶液变蓝色 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＋ 铁三角 ① ② / ③ Fe2＋Fe3＋ “铁三角”的重要应用 （1）判断离子共存：①Fe2＋与NO/H＋、ClO－、MnO/H＋；Fe3＋与I－、S2－、SO32－，不能大量共存 （2）除杂：如用H2O2除去Fe3＋中的Fe2＋ （3）制备无水FeCl3在HCl气流中加热FeCl3·6H2O固体 ④ Fe3＋Fe2＋ 温馨提醒 ①铁与硝酸反应情况： ②铁反应后是生成＋2价还是＋3价，与氧化剂强弱、试剂的用量及及反应条件有关。 【请你试一试】画出铁及其化合物的相互转化关系图。想一想：每步的转化有何意义？ 【问题解决1】 有一种新型的食品保鲜剂——泡沫铁粉，是将铁粉包裹在多孔泡沫塑料袋里做成的．食品罐里有了它，食品的保存期就大大的延长了。请设计铁氧化后铁元素的价态。 实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹，3 mol·L－1 H2SO4、3%H2O2、、NaOH稀溶液、6 mol·L－1 HNO3、0.1 mol·L－1 KMnO4、0.1 mol·L－1 KI溶液、20% KSCN、蒸馏水。 铁离子与亚铁离子的检验 显色法 沉淀法 酸性 KMnO4溶液 试剂 KSCN溶液 苯酚溶液 NaOH溶液 K3[Fe(CN)6](铁氰化钾) Fe2＋ 加KSCN溶液________无现象，再加______氯水显____红色 无现象 __白色沉淀迅速变_____灰绿色最后为___红褐色 生成蓝色沉淀。 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓ 紫红色______褪去 Fe3＋ 显______红色 ____紫色 __________红褐色沉淀 不褪色 【温馨提醒】用显色法检验Fe2＋时，加入KSCN溶液和Cl2水的顺序不能颠倒！[即不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能向加入KSCN后的混合溶液加入过量的新制氯水中，因为氧化性Cl2＞(SCN)2＞Fe3＋，过量氯水中的Cl2会先氧化Fe2＋，再氧化SCN－[生成(SCN)2]，影响检验结果] 含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋(混合液中须不含Cl－)。 【温馨提醒】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) （2023·泰州高三模拟）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＋ 【答案】C 【解析】A项，只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，不符合题意；B项，原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋，不符合题意；D项，氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2，不符合题意。 【问题解决2】 写出FeCl3溶液参加反应的离子方程式 反 应 现 象 离 子 方 程 式 ①红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓ ②生成红褐色透明溶液 Fe3＋＋3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)＋3H＋ ③加热溶液生成红褐色沉淀（化学方程式） FeCl3＋3H2O＝Fe(OH)3↓＋3HCl↑ ④生成红褐色沉淀和无色气体 2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑ ⑤生成浅黄色沉淀 2Fe3＋＋H2S＝2Fe2＋＋S↓＋2H＋ ⑥生成血红色溶液 Fe3＋＋SCN－＝FeSCN2＋ ⑦生成紫色溶液（写试剂） 苯酚 ⑧生成浅绿色溶液 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ ⑨生成白色沉淀 Ag＋＋Cl－＝AgCl↓ ⑩使甲基橙变红色 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ ⑪通入二氧化硫后，溶液由黄色变为浅绿色 Fe3＋＋SO2＋2H2O＝2Fe2＋＋SO42－＋4H＋ 铁盐 1．价态未变：沉淀性、水解性、配合性 2．价态改变：Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe单质(过量的Zn)。 Fe3＋Fe2＋ 1．有人说，Fe3＋离子与F－离子能形成非常稳定的配离子[FeF6]3－。请你设计一个实验加以证明。 【答案】FeCl3溶液中滴加KSCN溶液呈现血红色，然后加入NaF(s)，振荡后，血红色变浅，甚至褪为无色。 2．（2023·常州模拟）用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3的水解程度变大 B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3＋)变小 C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ D 将FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0 【答案】A 【解析】FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。 A项，加入FeCl3固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，错误；B项，加入等体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，正确；C项，加入Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，正确；D项，加热，促进水解，说明水解是吸热反应，正确。 3．（2023·苏州期末）含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示。下列说法正确的是 A．该过程中化合价发生改变的元素仅有Fe和O B．步骤①的反应为2Fe2＋＋O2＋4H＋＝2Fe3＋＋2H2O C．Fe2(SO4)3可看作该过程的催化剂 D．若32 g SO2参与反应，需消耗标准状况下22.4 L O2 【答案】C 【解析】A项，该流程中化合价发生改变的元素有Fe、S和O，错误；B项，步骤①的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，错误；C项，Fe2(SO4)3即为产物也为反应物，可看作该过程的催化剂，正确；D项，由流程图可推知步骤①的反应为4FeSO4＋O2＋2H2SO4＝2 Fe2(SO4)3＋2H2O，步骤②为：Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O＝2FeSO4＋2H2SO4，SO2与O2的物质的量之比为2∶1，32 g SO2（0.5 mol）参与反应，需消耗标准状况下5.6 L O2，错误。 【问题解决3】 欲将FeCl2酸性溶液氧化成FeCl3，又不引入其它阴阳离子，可选用哪些物质作氧化剂？写出有关离子方程式。 【解析】根据题意，加入的氧化剂被还原后只能生成Cl－或H2O，对应的氧化剂应该为Cl2、O2和H2O2。离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－、4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O、2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O。 亚铁盐 Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，当Fe2＋遇较强的氧化剂时，被氧化成Fe3＋，如遇较强的还原剂，则被还原为Fe单质。 FeFe2＋Fe3＋ 1．请根据以下现象或事实，书写反应的离子方程式。 ①硫酸亚铁溶液久置于空气中，溶液由浅绿色变为黄色且有红褐色沉淀： ______________________________________________________ 12FeSO4＋3O2＋6H2O＝4Fe2(SO4)3＋4Fe(OH)3 ②硫酸亚铁溶液与次氯酸钠溶液混合，溶液由浅绿色变为黄色且有红褐色沉淀： _____________________________________________________________ 6FeSO4＋3NaClO＋3H2O＝2Fe2(SO4)3＋2Fe(OH)3＋3NaCl 二价铁在氧化过程中由于价态升高，需结合更多的阴离子，阴离子的来源主要有两个途径：一是酸化，二是还原产物。 2．若饮用水中ClO2－的含量超标，可向其中加入适量的Fe2＋将ClO2－还原成为Cl－，该反应的氧化产物是____________（填化学式）。 【答案】Fe3＋、Fe(OH)3 【解析】根据反应：4Fe2＋＋ClO2－＋2H2O→4Fe3＋＋Cl－＋4OH－，Fe3＋＋OH－→Fe(OH)3，所以氧化产物为Fe(OH)3，总反应为12Fe2＋＋3ClO2－＋6H2O＝8Fe3＋＋4Fe(OH)3＋3Cl－。 3．橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80 ℃真空干燥、高温成型而制得。 ①共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是___________________。 探讨1 将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合与不直接混合的差异是什么？ 反应的酸碱性环境不同 探讨2 从铁及其化合物性质角度分析工业制备LiFePO4要注意的是什么？ 防止＋2价铁的氧化和水解 探讨3 溶液酸碱性与二价铁被氧化性质之间有无联系？ ①Fe2＋与Fe(OH)2被氧化的难易程度比较 ②二价铁在碱性条件下更易被氧化，Fe(OH)2比溶液中的Fe2＋更易被氧化 ②共沉淀反应的化学方程式为_________________________________________________。 ③高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外，还能_____________________________________________________________。 ①Fe2＋在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可，如防止形成更易被氧化的氢氧化亚铁) ②(NH4)2Fe(SO4)2＋LiOH＋H3PO4＝LiFePO4↓＋2NH4HSO4＋H2O ③与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2＋被氧化(凡合理答案均可) 【问题解决4】 1．传统的自来水消毒常采用漂白粉等强氧化剂，但其产生的有机氯对人体有一定的危害。一种新型的消毒剂——高铁酸盐(如Na2FeO4或K2FeO4)能有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时其产物在水中经过变化后能除去水中的微细悬浮物。在以上变化过程中不可能涉及的变化有 A．电离 B．水解 C．置换反应 D．氧化还原反应 【答案】C 【解析】在用Na2FeO4(K2FeO4)消毒净水的过程中，首先是Na2FeO4(K2FeO4)电离产生Na＋(K＋)和FeO，然后是FeO表现氧化性，杀灭水中的细菌和病毒，而本身被还原为Fe3＋，Fe3＋在水中水解，生成Fe(OH)3胶体，吸附悬浮物使之沉降而除去，所以本题答案为C项。 2．FeCl3溶液与NaClO、NaOH的混合溶液反应可生成高铁酸钠，写出反应的离子方程式。 ______________________________________________________。 2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 高铁酸盐(以K2FeO4为例) 制备方法 高温熔融反应法 在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如：Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O 2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ 次氯酸盐氧化法 NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 阳极电极反应式为：Fe＋8OH－－6e－＝FeO＋4H2O 性质 酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 应用 在水处理方面的应用 (新型、高效、多功能水处理剂) ①K2FeO4中Fe元素呈＋6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒 ②原理：4K2FeO4＋10H2O＝4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8KOH K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用 （2022·扬州期初）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) ①A为氯气发生装置，A中反应的离子方程式为(锰被还原为Mn2＋): __________________________________________。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③写出C中生成紫色固体的化学方程式：________________________________________________________。 （2）湿法制备高铁酸钾 原理：强碱性介质中，Fe(NO3)3与KClO反应生成紫红色高铁酸钾。 ①写出该反应的离子方程式：____________________________________________________________。 ②制备K2FeO4时，饱和KClO溶液(含有KOH)与饱和Fe(NO3)3溶液的混合方式为。 ③提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案：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)。 【答案】（1）①2MnO＋16H＋＋10Cl－＝2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O ② ③3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH＝2K2FeO4＋6KCl＋8H2O （2）①2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－＝2FeO＋3Cl－＋5H2O ②在搅拌下，将饱和Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到饱和KClO溶液(含有KOH)中 ③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 【解析】（1）②浓盐酸具有挥发性，制得的Cl2中混有HCl气体，可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去挥发出来的HCl气体；（2）②K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，在强碱性溶液中较稳定，应将饱和Fe(NO3)3溶液滴加到饱和KClO溶液(含有KOH)中。③将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L－1 KOH溶液中，快速过滤，除去Fe(OH)3，然后根据K2FeO4微溶于KOH浓溶液，将滤液置于冰水浴中，加入饱和KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，减压干燥得到K2FeO4。 1．（2022·海门中学）下列关于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．K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒 C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸 D．FeSO4·7H2O具有还原性，可用作食品包装中的抗氧化剂 【答案】A 【解析】Fe2＋是血红蛋白的成分，故FeCO3可用作补血剂，与其热稳定性无关，A项符合题意。 2．（2023·江苏各地模拟重组）下列关于铁元素的检验的说法正确的是 A．将Fe(NO3)2样品溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质 B．取适量CO还原Fe2O3后的固体溶于稀盐酸，滴加足量饱和氯水，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色，说明还原产物中一定含有FeO C．将生锈铁片置于稀盐酸中，充分反应一段时间后，向溶液中滴加KSCN溶液，观察现象，探究生锈的铁片表面是否含有Fe2O3 D．向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化，探究Fe2＋具有还原性 【答案】D 【解析】A项，酸性条件下，NO具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，无法检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质，错误；B项，还原产物全部是Fe单质时，也具有相同现象，该实验方案不能说明还原产物中一定含有FeO，错误；C项，生锈铁片置于稀盐酸中，充分反应一段时间生成的Fe3＋会与Fe单质反应生成Fe2＋，向溶液中滴加KSCN溶液，观察不到溶液变红的现象，无法确定生锈的铁片表面是否含有Fe2O3，错误；D项，滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，说明Fe2＋被氧化成Fe3＋，证明Fe2＋具有还原性，正确。 3．（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 【答案】C 【解析】A项，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，推断合理；B项，Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，推断合理；C项，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，推断不合理；D项，可存在Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋的循环转化关系，推断合理。 4．（2023·海门期末）)在指定条件下，下列物质或离子间转化能实现的是 A．FeCl3Fe(OH)3(胶体) B．FeFe2O3 C．Fe2＋(aq)Fe3＋(aq) D．FeCl3(aq)Fe 【答案】C 【解析】A项，向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，可制备Fe(OH)3胶体，错误；B项，高温下，Fe和水蒸气反应的固体产物是Fe3O4，错误；，D项Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化为Cu2＋，Fe3＋被还原为Fe2＋，错误。 5．（2023·江苏各地模拟重组）在指定条件下，下列铁及其化合物间的转化能实现的是 A．FeFe2O3FeCl3 B．K2FeO4O2 C．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq) D．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 【答案】B 【解析】A项，Fe的还原性弱于Al，高温下，Fe与Al2O3不反应，错误；B项，FeO具有强氧化性，能与水产生O2，正确；C项，SO2与水反应生成H2SO3，不是H2SO4，错误；D项，加热可促进Fe3＋的水解和HCl的挥发，直接蒸发FeCl3溶液得不到无水FeCl3，错误。 6．（2023·泰州中学）室温下，下列关于铁的化合物的实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱 B 用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化 Fe2O3是否已全部被还原 C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2＋ 、I－还原性的强弱 D 将铁锈溶于浓盐酸中再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化 铁锈中是否含有二价铁 【答案】C 【解析】A项，酸性条件下，NO也能将Fe2＋氧化为Fe3＋，故无法比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱，错误；B项，Fe2O3未完全被还原时，Fe2O3溶于稀盐酸得到的少量Fe3＋会和还原产物Fe发生归中反应产生Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液不会变为红色，故无法确定Fe2O3是否已全部被还原，错误；D项，Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，故无法确定铁锈中是否含有二价铁，错误。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$