第17讲 铁盐、亚铁盐及相互转化-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

第二单元 铁及其化合物的转化 第17讲　铁盐、亚铁盐及相互转化 优化探究 大单元二　元素及其化合物 专题4　金属元素及其化合物 考点1　铁盐、亚铁盐、高铁酸盐 考点2　铁及其化合物的相互转化 课时作业17　铁盐、亚铁盐及相互转化 考点1　铁盐、亚铁盐、高铁酸盐 1. 铁盐(Fe3＋) 含Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋具有较强的氧化性。 Fe3＋ Fe2＋ 写出下列转化的离子方程式： (1)Fe3＋ Fe2＋： ⁠。 (2)Fe3＋ Fe2＋： ⁠。 棕黄　 2Fe3＋＋S ＋H2O 2Fe2＋＋S ＋2H＋　 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2　 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 亚铁盐(Fe2＋) 亚铁盐既有氧化性，又有还原性。含有Fe2＋的溶液呈 ⁠色。绿矾 (FeSO4·7H2O)用作补血剂及植物补铁剂。 (1)Fe2＋的还原性： Fe2＋ Fe3＋ 含Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： ⁠ ⁠。 浅绿　 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O　 (2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。 Zn＋Fe2＋ Fe ＋Zn2＋　 3. Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)用KSCN溶液和氯水 (2)用NaOH溶液 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 取混合溶液 溶液变 色，说明含有Fe3＋； 取混合溶液 KMnO4 溶液　　　　　　 ，说明含有Fe2＋(溶液中不含Cl－等还原性离子时)。 红 紫红色褪去　 KMnO4溶液 (4)Fe2＋、Fe3＋的特征检验方法 取溶液 产生 ，说明溶液中含有Fe2＋，发 生反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。 取溶液 产生 ，说明溶液中含有Fe3＋，发 生反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。 蓝色沉淀　 K＋(aq)＋Fe2＋(aq)＋[Fe(CN)6]3－(aq) KFe[Fe(CN)6](s)　 蓝色沉淀 K＋(aq)＋Fe3＋(aq)＋[Fe(CN)6]4－(aq) KFe[Fe(CN)6](s)　 4. 高铁酸盐(以高铁酸钾为例) 化学式： ⁠。 性质：K2FeO4具有 ⁠性，可以用于饮用水消毒，生成的氢氧化铁 胶体能吸附水中悬浮物并使之沉降下来，起到净水作用，所以K2FeO4是 水综合处理剂。 K2FeO4　 氧化　 [正误判断] (1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性。  (　×　) (2)由 K sp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39可知中性溶液(25 ℃)中也可能大量存在 Fe3＋。  (　×　) × × 命题方式1　Fe2＋、Fe3＋的检验 1. 已知：2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2，用KI溶液和FeCl3溶液进行如下实 验。下列说法不正确的是(　C　) A. 实验①中现象说明有Fe2＋生成 B. 实验②中现象说明反应后溶液中含有Fe3＋ C. 实验③水溶液中 c (Fe2＋)小于①中 c (Fe2＋) D. 实验③中再加入4滴0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，振荡静置，CCl4层溶液颜 色变浅 C 提升关键能力 应对命题方式 Fe2＋与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，实验①中现象说明有Fe2＋生成，故 A正确；加入KSCN溶液后，溶液显红色说明溶液中含有Fe3＋，则实验 ②中现象说明反应后溶液中含有Fe3＋，故B正确；实验③中生成的I2被 萃取到CCl4层，从溶液中分离出产物I2，使平衡2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 正向移动，使实验③水溶液中 c (Fe2＋)大于①中 c (Fe2＋)，故C错误；实 验③中再加入4滴0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，使平衡2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋ I2逆向移动，I2浓度降低，CCl4层溶液颜色变浅，故D正确。 2. 下列有关物质检验方法不合理的是(　B　) A. 向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液呈血红 色，该溶液中一定含有Fe2＋ B. 用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2 C. 检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加 KSCN溶液，再观察溶液是否变红 D. 向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ B B项中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。 反思归纳：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)。 (3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法：检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验 Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 命题方式2　铁的化合物性质的实验探究 3. 从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实 验对象，探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下： (1)①中反应的离子方程式是 ⁠ ⁠。 3Mg(OH)2＋2Fe3＋ 2Fe(OH)3(胶体)＋ 3Mg2＋ (1)根据图中对实验现象的描述，①中反应为氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁胶体。 (2)②中逸出的无色气体是 。从物质类别的角度分析，Na2CO3与 Na2SO3在化学性质方面的共性是 ⁠ (写一条)；从化合价角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的 差异是 ⁠ (写一条)。 CO2　 两者都为强碱弱酸盐，能与强酸反 应　 Na2CO3中碳元素为最高正价＋4，无还原性；Na2SO3中硫元素 为＋4价，具有较强的还原性 (2)由于碳酸钠溶液显碱性，氯化铁溶液显酸性，二者相互促进水解，生成CO2气体和氢氧化铁沉淀。 (3)对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实验： Ⅰ.甲同学取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白 色沉淀。甲得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程 式是 ⁠。 2Fe3＋＋S ＋H2O 2Fe2＋＋S ＋2H＋ (3)Ⅰ.加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，说明③中溶液中有S ，亚硫酸钠与氯化铁可能发生了氧化还原反应，即Fe3＋将S 氧化为S 。 Ⅱ.乙同学认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了甲同学的 结论是正确的。其实验方案及现象是 ⁠ ⁠。 取③中的红棕色溶液少许，滴加 铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀 Ⅱ.甲同学所做的实验中S 也可能是S 被空气氧化而成的，所以用铁氰化钾溶液检验溶液中是否生成Fe2＋更合理。 (4)受以上实验的启发，同学们对pH≈8的1 mol/L NaF溶液与FeCl3溶液 混合时的现象产生了好奇并进行实验： 实验操作 及现象 ④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入 2 mL 1 mol/L NaF溶 液，溶液变无色 ⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入 2 mL蒸馏水，溶液 颜色变浅 Ⅰ.⑤的实验目的是 ⁠。 Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验： 资料显示：FeF3溶液为无色。 排除加水稀释对溶液颜色变化的影响 用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因： ⁠ ⁠ ⁠。 (4)FeCl3溶液中加入NaF溶液，溶液变无色，说明反应生成了FeF3，是可 溶性的难电离物质，加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀，说明Fe3＋更容 易与OH－结合。 无色溶液中存在平衡： Fe3＋＋3F－ FeF3，加入NaOH后，Fe3＋更易与OH－结合生成难溶的 Fe(OH)3 (5)根据实验，FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 ⁠ ⁠有关。 碱性物质 的pH、离子的性质　 4. (2024·河北保定检测)高铁酸钾(K2FeO4，极易溶于水，溶液呈紫红色) 是一种绿色净水剂，易溶于水。某小组在实验室条件下制备K2FeO4并探 究其性质。回答下列问题： 实验(一)　制备K2FeO4 (1)仪器M的名称是 ，装置B的作用是 ⁠ ⁠。 三颈烧瓶　 除去氯气中混有的 氯化氢气体 命题方式3　高铁酸盐的制备与性质探究 装置A中KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2；由于Cl2中混有HCl气体和H2O， HCl气体会消耗Fe(OH)3和KOH，故装置B中应盛放饱和食盐水除去Cl2中 混有的HCl气体；装置C中Cl2与KOH、Fe(OH)3反应制备K2FeO4，在此 装置中Cl2还可以直接与KOH反应生成KCl、KClO和H2O；装置D中 NaOH溶液用于吸收多余Cl2，防止污染大气；据此分析解答。 (1)仪器M的名称为三颈烧瓶，由分析可知，装置B中应盛放饱和食盐水 除去氯气中混有的氯化氢气体。 (2)装置C中生成K2FeO4的化学方程式为 ⁠ ⁠。 3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH 2K2FeO4＋6KCl＋8H2O (3)通过实验得知装置C中吸收Cl2的量为装置A中生成Cl2总量的75％，若 装置D中的氧化产物只有0.02 mol NaClO，且不考虑其他消耗，则理论 上生成K2FeO4的质量为 g。 7.92　 (3)装置C中吸收Cl2的量为装置A中生成Cl2总量的75％，且不考虑其他消 耗，则装置D中吸收氯气为装置A中生成Cl2总量的25％；由装置D中的 氧化产物只有0.02 mol NaClO可知，装置D中吸收氯气为0.02 mol，则装 置A中生成氯气总量为0.08 mol，装置C中吸收Cl2的量为0.06 mol，根据 反应方程式可知，关系式为3Cl2～2K2FeO4，则理论上生成0.04 mol K2FeO4，质量为(0.04×198) g＝7.92 g。 实验(二)　探究K2FeO4的性质 Ⅰ.探究K2FeO4在酸性条件下的稳定性。 已知：实验中观察到试管b中溶液变为蓝色，试管a中溶液由紫红色变为 黄色并产生气泡。 (4)R溶液为 (填“稀硫酸”或“盐酸”)，写出装置a中的离子 方程式： ⁠，不选择另一 种酸的主要原因是 ⁠ ⁠。 稀硫酸　 4Fe ＋20H＋ 4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O　 高铁酸钾与盐酸反应会生成氯气，无法说明是酸性 条件造成高铁酸钾的不稳定(或其他合理答案) (4)R溶液为稀硫酸，因为盐酸与K2FeO4反应会生成氯气，无法说明是酸 性条件造成高铁酸钾的不稳定，稀硫酸与K2FeO4发生反应的离子方程式 为4Fe ＋20H＋ 4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。 (5)设计一种方案检验从导管d中逸出的气体： ⁠ ⁠。 (5)从导管d中逸出的气体为氧气，检验方法为用镊子夹一根带火星的木 条放在导管d处，木条复燃。 用镊子夹一根带火星的 木条放在导管d处，木条复燃 Ⅱ.探究K2FeO4在酸性条件下的氧化性。 (6)向K2FeO4溶液中滴加少量用稀硫酸酸化后的MnSO4溶液，溶液呈紫 红色。 (填“能”或“不能”)证明氧化性：Fe ＞Mn ， 原因是 (用文字说明)。 (6)因为K2FeO4溶液自身过量且其呈紫红色，故不能证明氧化性：Fe ＞Mn 。 不能　 K2FeO4溶液自身过量且其呈紫红色 文献资料： 文献1.湿法制备高铁酸钾 ①在一定温度下，将氯气通入KOH溶液中制得含有次氯酸钾的溶液； ②在剧烈搅拌条件下，将Fe(NO3)3分批加入次氯酸钾溶液中，控制反应 温度，以免次氯酸钾分解； ③加KOH至饱和，使K2FeO4充分析出，再经纯化得产品，其纯度在95％ 以上。 聚焦新情境 应对新信息 文献2.高铁酸钾的净水原理 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，其与水的离子 反应是4Fe ＋10H2O 4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，具有很强 的氧化性，一方面可以消毒，也可增加水中的溶解氧，同时Fe(OH)3胶 体可以吸附水中的悬浮杂质达到净水目的。因该物质具有绿色、选择性 高、活性强等特点受到人们关注。某实验小组为探究高铁酸钾的某种性 质，进行如下两种实验。 实验一：将适量K2FeO4分别溶解于pH为4.74、7.00、11.50 的水溶液 中，配得Fe 浓度为1.0 mmol·L－1(1 mmol·L－1＝1×10－3 mol·L－1)的 试样，分别静置800 min，考查初始pH不同的水溶液对K2FeO4某种性质 的影响，结果如图1。 实验二：将适量K2FeO4溶解于pH＝4.74的水溶液中，配制成Fe 浓度 为1.0 mmol·L－1的试样，将试样分别置于20 ℃、30 ℃、40 ℃和60 ℃的 恒温水浴中，考查不同温度对K2FeO4某种性质的影响，结果如图2。 (1)依据文献1回答如下问题： ①温度过高会导致次氯酸钾自身分解生成两种化合物，产物之一是氯酸 钾(KClO3)，另一种产物应该是 (写化学式)。 ②向饱和Fe(NO3)3溶液中加入过量NaOH溶液，现象为 ⁠ 。然后通入氯气，可能发生反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。 KCl　 生成红褐色沉 淀　 2Fe(OH)3＋3Cl2 ＋10OH－ 2Fe ＋6Cl－＋8H2O (2)依据文献2回答如下问题： ①实验一的目的是 ⁠ ⁠。 ②实验二可得出的结论是 ⁠。 探究高铁酸钾在不同pH溶液中的稳定性(或与水反 应的速率) 在溶液中温度越高，高铁酸钾越不稳定 ③高铁酸钾在水中的反应为4Fe ＋10H2O 4Fe(OH)3(胶体)＋8OH－ ＋3O2↑。由图1可知，800 min 时，初始pH＝11.50溶液中的高铁酸钾浓 度比初始pH＝4.74溶液中的高，主要原因是 ⁠ ⁠。 pH＝11.50溶液中OH－浓 度大，不利于该反应正向进行(或抑制了Fe 的水解) 阅读点拨：阅读上述文献时，需要特别关注如下几点： 1. 阅读文献1时，最主要的是理清每一步中加了什么物质，先加什么， 后加什么，物质间是如何反应的，同时考虑每一步中对温度、浓度等条 件是如何控制的。 2. 阅读文献2时，要关注高铁酸钾与水反应的化学方程式的意义，关注 接下来两个实验中的变量控制，以及两组曲线的准确解读。 考点2　铁及其化合物的相互转化 1. 铁元素的价—类二维图 掌握必备知识 筑牢应试根基 (1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、盐、碱)物质之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与 碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物， 但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 (2)纵向变化体现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。 (3)斜向变化体现不同价态不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧 化性或还原性。 2. “铁三角”的转化关系 [正误判断] (1)Fe 中Fe元素的价态为＋6价。  (　√　) (2)向FeCl3溶液中滴入适量氯水以除去FeCl2杂质。  (　√　) (3)Fe转化为FeCl3、FeCl2转化为FeCl3、Fe(OH)2转化为Fe(OH)3，均可通 过化合反应实现。  (　√　) (4)Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3，故Fe3O4是混合物。  (　×　) √ √ √ × 命题方式1　铁元素的价—类二维图 1. 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(　C　) 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 C 提升关键能力 应对命题方式 A项，Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋，推断合理，不符合题意；B项，亚铁盐 既能被氧化为铁盐又能被还原为铁单质，推断合理，不符合题意；C 项，氢氧化铁胶体的制备是将饱和的氯化铁溶液逐滴加入沸水中，继续加热至液体呈红褐色，如果将Fe3＋加入浓碱液中，生成的是Fe(OH)3沉淀，推断不合理，符合题意；D项，可存在Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3 →Fe3＋→Fe2＋的循环转化关系，推断合理，不符合 题意。 2. 硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。 下列说法错误的是(　B　) A. 碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B. 该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大 C. 可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是否被氧化 D. 为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行 B 命题方式2　铁及其化合物的相互转化 碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3 胶体具有吸附性，故碱式硫酸铁可用作净水剂，A项正确； (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，因此在该实验中能 得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，B项错误；KSCN溶液遇Fe2＋无现象，遇Fe3 ＋变红，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O若被氧化，则Fe2＋变为Fe3＋，可用KSCN 溶液来检验，C项正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为了防止 NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，D项正确。 3. 在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标) 与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号 填在相应的横线上。 ①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　④Fe2＋、Fe3＋ (1)AB段铁元素以 ⁠形式存在。 (2)BC段铁元素以 ⁠形式存在。 (3)CD段铁元素以 ⁠形式存在。 ①　 ④　 ③　 1. (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 向5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红 褐色 ② 向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 向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 探究真题 素养提升 依据上述实验现象，结论不合理的是(　D　) 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S 对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响 D A项，实验①中加热促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3，结论合理，不符合题 意；B项，实验②中Na2SO3是强碱弱酸盐，S 可促进Fe3＋水解生成 Fe(OH)3，再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，说明Fe3＋与S 发生氧化还原反应生成Fe2＋，结论合理，不符合题意；C项，实验③中 Na2SO3过量，FeCl3不足，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成，说 明Fe3＋与S 没有发生氧化还原反应生成Fe2＋，煮沸后生成红褐色沉 淀，说明S 促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3，结论合理，不符合题意；D 项，整个实验说明S 促进Fe3＋水解、Fe3＋与S 发生氧化还原反 应，对比实验②和实验③还可说明反应受S 浓度的影响，结论不合 理，符合题意。 2. (2021·海南卷)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组 设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水 FeCl3(s)。 已知：氯化亚砜( )熔点：－101 ℃，沸点：76 ℃，易水解。 回答问题： (1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ⁠。 漏斗　 废铁屑(含有少量碳和SiO2 杂质)中加入过量盐酸，铁粉反应生成氯 化亚铁，过滤除去少量碳和SiO2 杂质，得到A 溶液(氯化亚铁溶 液)，加入氧化剂B 生成C 溶液(氯化铁溶液)，蒸发结晶生成 FeCl3·6H2O，加入SOCl2并加热生成无水FeCl3。(1)过滤用到的玻璃 仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。 (2)为避免引入新的杂质，试剂B 可以选用 (填字母)。 A. KMnO4溶液 B. 氯水 C. 溴水 D. H2O2 溶液 (2)A溶液(氯化亚铁溶液)中加入氧化剂B生成C溶液(氯化铁溶液)，加入 KMnO4溶液、溴水都会引入杂质离子，故可加入氯水、H2O2溶液。 BD　 (3)操作②是蒸发结晶，加热的同时通入HCl(g)的目的是 ⁠ ⁠。 (3)加热促进氯化铁的水解，会生成氢氧化铁，故通入HCl(g)的目的是防 止FeCl3水解。 防止FeCl3水解 (4)取少量D 晶体，溶于水并滴加KSCN 溶液，现象是 ⁠ ⁠。 (4)KSCN 溶液遇Fe3＋ 变为红色。 溶液变为红色 (5)反应D →E的化学方程式为 ⁠ ⁠。 (5)根据已知信息“氯化亚砜( )熔点：－101 ℃，沸点：76 ℃， 易水解”，可得FeCl3·6H2O 与SOCl2 生成无水FeCl3 的化学方程式为 FeCl3·6H2O＋6SOCl2 FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑。 FeCl3·6H2O＋6SOCl2 FeCl3＋6SO2↑ ＋12HCl↑ (6)由D 转化成E 的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原 剂： ，并设计实验验证是该还原剂将Fe3＋ 还原： ⁠ ⁠ ⁠。 SO2　 将所得无水 FeCl3配成溶液，取少量于试管中，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产 生白色沉淀，证明是SO2 将Fe3＋还原 (6)D →E反应中生成的二氧化硫可能将氯化铁还原为氯化亚铁；若二氧 化硫是还原剂，则氧化产物为硫酸盐，故实验操作为加盐酸酸化，再加 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，则为二氧化硫将Fe3＋ 还原。 课时作业17　铁盐、亚铁盐及相互转化 1. 为探究SO2与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验 (夹持、加热仪器略)，下列说法正确的是(　D　) A. A中的反应仅体现了浓硫酸的氧化性 B. 试剂a为饱和NaHCO3溶液 C. C中溶液pH降低，证明Fe3＋氧化了SO2 D. 检验C中的溶液含有Fe2＋，证明Fe3＋氧化了SO2 D 一、选择题 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 铜和浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应中浓硫酸表现酸 性和强氧化性，故A错误；试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，作用是除去二 氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实验，故B错误；二氧化硫溶于水生成 亚硫酸，会使溶液中氢离子浓度增大，溶液pH降低，则C中溶液pH降低 不能证明铁离子氧化了二氧化硫，故C错误；若溶液中含有亚铁离子， 说明铁元素化合价降低被还原，铁离子作氧化剂，将二氧化硫氧化，故 D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2. 下列有关鉴别和除杂的方法或操作不正确的是(　A　) A. 用酸性KMnO4溶液区分FeCl2和FeCl3溶液：能使酸性KMnO4溶液褪色 的是FeCl2溶液 B. 证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是滴加KSCN溶 液，无明显现象，然后滴加氯水，溶液呈红色 C. Fe2O3粉末中含有Al2O3杂质：用NaOH溶液溶解、过滤、洗涤、干燥 的方法除杂 D. 除去Fe(OH)3胶体中的NaCl溶液：用半透膜进行分离 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3. 工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2 )有毒，必须处理达标后才能 排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂，反应的离子方程式为 6Fe2＋＋Cr2 ＋14H＋ 6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，下列说法正确的是 (　B　) A. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1 B. 用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水 C. 酸化试剂可以用盐酸或硫酸 D. 不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 反应中Fe元素由＋2价升高到＋3价，失去电子，Fe2＋是还原剂，Cr元素 由＋6价降低到＋3价，得到电子，Cr2 是氧化剂，所以氧化剂与还 原剂的物质的量之比为1∶6，A项不符合题意；绿矾与重铬酸根离子反 应，可以去除毒性，生成的Fe3＋可以形成氢氧化铁胶体，具有净水的作 用，B项符合题意；盐酸中的Cl－具有还原性，可以与具有氧化性的 Cr2 发生氧化还原反应生成具有毒性的Cl2，C项不符合题意；草酸中 的C是＋3价，可以作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以 用草酸溶液代替绿矾作处理剂，D项不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4. 探究补铁剂[主要成分：氯化血红素(含＋2价铁)、富锌蛋白粉、维生 素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙 酮溶解后制成溶液。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 取待测液，加入少 量KSCN溶液，无 明显现象；再加入 少量H2O2，溶液不 变红 取实验Ⅰ所得溶液，再 加入少量KSCN溶 液，无明显现象；再 加入H2O2溶液，溶液 变为红褐色 取实验Ⅰ所得溶液，加入少 量盐酸，无明显现象，继 续加入H2O2至过量，溶液 先变红后褪色 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法不正确的是(　D　) A. 实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关 B. 实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红，可能是H2O2被维生素C还原了 C. 实验Ⅲ中溶液红色褪去，可能是H2O2将SCN－氧化了 D. 实验说明该补铁剂中＋2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 实验Ⅰ中加入少量KSCN溶液无明显现象，实现Ⅱ中再加入少量KSCN溶 液，仍无明显现象，从而表明溶液中的现象与KSCN溶液的用量无关， A正确；补铁剂中含有铁元素，实验Ⅰ中加入能将Fe2＋氧化为Fe3＋的H2O2 溶液后，溶液不变红，则表明H2O2被其他还原剂还原，所以可能是H2O2 被维生素C还原了，B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 实验Ⅲ中溶液变红，表明生成了Fe(SCN)3，但当H2O2加入过量后，溶液 的红色又褪去，则表明Fe(SCN)3的结构被破坏，因为H2O2不能氧化Fe3＋，所以可能是H2O2将SCN－氧化了，C正确；实验Ⅲ中加入盐酸，Fe2＋ 被H2O2氧化为Fe3＋，在实验Ⅱ中未加盐酸，Fe2＋也被H2O2氧化为Fe3＋， 所以该补铁剂中＋2价铁被H2O2氧化并不一定需要酸性条件，D不正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 5. 下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　C　) A. 用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀 B. 配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐 酸中，再加水稀释到所需要的浓度 C. 向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯 水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋ D. 向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 反应开始时打开止水夹C，使生成的氢气进入B中，可排出装置中的空 气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化；一段时间后关闭止水夹C，A中硫 酸亚铁溶液进入B中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易 水解，配制其溶液时为抑制Fe3＋水解，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐 酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成 Fe2＋，故向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6. (2024·河北衡水检测)元素的“价－类”二维图是我们学习元素及其化 合物相关知识的重要模型和工具，它是以元素的化合价为纵坐标，以物 质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。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 (　C　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A. 铁与水蒸气在高温下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. 由图可预测：高铁酸盐(Fe )具有强氧化性，可用于消毒。Fe 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 酸盐可用作净水剂 D. 加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解Fe(OH)3可实现转化③ (　C　) C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 铁与水蒸气在高温下反应时生成Fe3O4，A错误；FeO是一种黑色粉末， 不稳定，在空气中受热迅速反应生成Fe3O4，B错误；由图可预测：高铁 酸盐(Fe )中的铁元素处于最高价态，容易得到电子，具有强氧化 性，可用于消毒，Fe 发生还原反应后最终可生成Fe(OH)3胶体，从 而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，C正确；加热， Fe(OH)3分解生成Fe2O3和水，而Fe(OH)3不溶于水，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7. 某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋的性质时发现：向FeCl2和KSCN的混 合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为 此，他们设计如图装置进一步探究。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴 入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产 生；饱和Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的 是(　B　) A. 烧瓶中还可能产生红褐色沉淀 B. 烧瓶中产生的气体中一定含有SO2 C. 多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积 D. KSCN中硫元素、氮元素被氧化 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下会产生红褐色沉 淀，故A正确；NaClO有强氧化性，溶液中KSCN中的硫氰酸根离子会直 接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液 中，多孔陶瓷可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故 C正确；氯水过量时，溶液红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量的过程 中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中各元 素的化合价分别为S：－2价，C：＋4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根 离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8. 制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH＜1) 进行处理。室温下，分别取等量母液并向其中加入指定物质，反应后的 溶液中主要存在的一组离子正确的是(　D　) A. 通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、N 、Cl－、S B. 加入少量NaClO溶液：N 、Fe2＋、H＋、S 、ClO－ C. 加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、N 、S 、OH－ D. 加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、S 、Cl－、ClO－、OH－ D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Cl2会氧化Fe2＋，A项错误；酸性条件下ClO－会氧化Fe2＋，且H＋会与 ClO－结合成弱电解质HClO，B项错误；OH－会与Fe2＋反应生成Fe(OH)2 沉淀，OH－也会与N 反应生成NH3·H2O，C项错误；加入过量的ClO－会氧化Fe2＋生成Fe3＋和Cl－，过量的OH－会除去Fe3＋和N ，最终溶 液中含Na＋、S 和Cl－，且ClO－和OH－均是过量的，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 9. K2FeO4是一种高效多功能的饮用水处理剂。已知：①一种干法制备 K2FeO4的反应为2FeSO4＋6K2O2 2K2FeO4＋2K2O＋2K2SO4＋O2↑， ②K2FeO4处理水时发生反应：4Fe ＋10H2O 4Fe(OH)3＋8OH－＋ 3O2。下列说法错误的是(　A　) A. 干法制备K2FeO4的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3 B. 干法制备K2FeO4的反应中，每生成1 mol K2FeO4，有5 mol e－转移 C. K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在 D. K2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，又能起絮凝作用除去水中悬浮杂质 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 干法制备K2FeO4的反应中，FeSO4中Fe元素化合价升高，FeSO4作还原 剂，K2O2中O元素化合价既升高又降低，每6 mol K2O2参加反应，由原 子守恒知，有1 mol K2O2作还原剂，有5 mol K2O2作氧化剂，所以还原 剂与氧化剂的物质的量之比为(2＋1) mol∶5 mol＝3∶5，A错误；由上 述分析知，每5 mol K2O2作氧化剂，转移10 mol e－，生成2 mol K2FeO4，所以每生成1 mol K2FeO4，有5 mol e－转移，B正确；由K2FeO4 处理水时发生可逆反应，结合平衡移动原理知K2FeO4在强碱性溶液中能 稳定存在，C正确；K2FeO4具有强氧化性，能使细菌、病毒中的蛋白质 变性，具有杀菌消毒作用，K2FeO4与水反应可产生Fe(OH)3胶体，能除 去水中悬浮杂质，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 二、非选择题 10. (2024·河北正定检测)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农 业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探 究。回答下列问题： (1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色 无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知： ⁠ ⁠。 样品 中不含Fe3＋，Fe2＋易被氧化为Fe3＋ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (1)溶液中先滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明绿矾样品中无 Fe3＋，硫酸亚铁与KSCN不反应；再向试管中通入空气，溶液逐渐变 红，则溶液中有Fe3＋生成，说明硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，Fe3＋ 与KSCN反应，使溶液变红。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2，设为 装置A)称重，记为 m 1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称 重，记为 m 2 g。按如图连接好装置进行实验。 ①仪器B的名称是 ⁠。 球形干燥管　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2，缓缓通入N2 e.称量装置A f.冷却到室温 ②将下列实验操作步骤正确排序： (填字母)；重复上述操作 步骤，直至装置A恒重，记为 m 3 g。 dabfce　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)②装置应先通入N2，排净装置中的空气，再点燃酒精灯，开始反应， 反应结束后先熄灭酒精灯，使装置冷却到室温后，再关闭K1和K2，进行 称量。所以操作步骤正确顺序为dabfce。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水的数目 x ＝ (列式表示)。 ③设结晶水的数目为 x ， m 3－ m 1为FeSO4的质量， m 2－ m 3为结晶水的 质量。 FeSO4· x H2O ～ FeSO4 ～ x H2O 152 18 x m 3－ m 1 m 2－ m 3 　 解得 x ＝ 。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的 装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后玻璃管中残留固体为 红棕色。 ①C、D中的溶液依次为 (填字母)。C、D中均有气泡产生，并 观察到的现象分别为 ⁠。 a.品红溶液　b.NaOH　 c .BaCl2　d.Ba(NO3)2　e.浓H2SO4 c、a　 生成白色沉淀、品红溶液褪色　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (3)①C、D中均有气泡冒出，则C中溶液为BaCl2，吸收生成的SO3，有白 色沉淀生成，而SO2气体不反应，D中溶液为品红溶液，遇到SO2气体会 褪色。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ②写出硫酸亚铁高温分解的化学方程式： ⁠ ⁠。 ②该题中FeSO4分解后生成红棕色的Fe2O3，由Fe元素化合价升高可知， S元素化合价必降低，产物之一为SO2，根据化合价升降守恒和质量守恒 可推测另一产物为SO3，则硫酸亚铁高温分解的化学方程式为 2FeSO4 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。 2FeSO4 Fe2O3＋SO2↑＋ SO3↑ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 $$