2025届高三化学一轮复习 第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化 课件

第四章 金属及其化合物 第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化 1 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 1.亚铁盐 Fe2+水溶液呈 色。Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以 为主， FeSO4、Fe(NO3)2、FeCl2 浅绿 还原性 Fe2+ Fe3+ H2O2、Cl2、Br2、KMnO4、NO3-(H+)、O2等 (1)还原性 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋==2Fe3＋＋2H2O (2)氧化性 Zn、H2、Al、C、CO等 Fe2++Zn==Fe+Zn2+ FeO+H2 === Fe+H2O Fe2+ Fe 高温 3Fe2＋＋4H＋＋NO3－==3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 1.亚铁盐 (3)可水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈 。配制硫酸亚铁溶液时常加少量 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化。 硫酸 铁屑 (4)特征反应 Fe2＋盐溶液 蓝色沉淀(滕氏蓝) 常用的补血剂中主要成分为 盐，常与 同服。 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 酸性 Fe2＋ 维生素C 铁氰化钾(K3[Fe(CN)6]) 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 2.铁盐 Fe3+水溶液呈 色。 Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、FeCl3 Fe3+ Fe2+ (1)氧化性 Fe、Cu、H2S、HI、SO2 2Fe3+ + Cu == 2Fe2++Cu2+ 可腐蚀印刷电路板上的铜箔 2Fe3+ + H2S == 2Fe2++2H++S↓ 2Fe3+ + SO2 + 2H2O== 2Fe2++4H++SO42- Fe3+ Fe Zn、CO、Al等 棕黄 2Fe3+ + 3Zn == 3Zn2++2Fe [对比: 碘水,棕黄色或黄褐色] 记住氧化性顺序: Ag+>Fe3+>Cu2+>H+ Cl2>Br2>Fe3+>I2>S 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 思考：写出下列所述情况的离子方程式,并说明反应的现象。 ① FeCl3溶液中滴加少量Na2S(aq): ② 往FeCl3溶液中通入H2S气体？ ③ FeCl3溶液中滴加少量Na2SO3(aq): 2Fe3＋ + S2—= 2Fe2＋ + S↓ 现象：产生淡黄色沉淀，滤液为浅绿色 若Na2S(aq)过量呢？ 2Fe3＋ +3S2—= 2FeS↓ + S↓ 2Fe3＋ + H2S = 2Fe2＋ + S↓+ 2H＋ 2Fe3＋ + SO32—＋H2O = 2Fe2＋ + SO42— + 2H＋ 现象：溶液由棕黄色变为浅绿色 2Fe3＋ + SO2＋2H2O = 2Fe2＋ + SO42— + 4H＋ 若通入SO2气体呢？ 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 2.铁盐 (2)极易水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能 存在于 的溶液中。 利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用饱和FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热至溶液呈红褐色为止制取氢氧化铁胶体，化学方程式： 配制硫酸铁溶液时：将硫酸铁固体溶于 中，再加水稀释。 利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。 Fe3＋与 等水解呈碱性的离子不能大量共存。 酸性较强 稀硫酸 pH=3.7左右，Fe3＋可全部水解成Fe(OH)3↓ AlO2—、CO32—(HCO3—)、ClO—、SiO32— 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 2.铁盐 (2)易水解 (3)特征反应 Fe3＋盐溶液 络合物Fe(SCN)3 血红色溶液 Fe3+盐可用作净水剂 硫氰化钾(KSCN) Fe3＋+ 苯酚→ 溶液呈紫色 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 3.Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)用KSCN溶液和氯水 (2)用NaOH溶液 溶液变红色 ―→Fe2＋ ―→Fe3＋ 溶液变红色 无明显现象 溶液 加氯水 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 3.Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 2) 淀粉-KI试纸： 2Fe3＋+ 2I-=2Fe2＋+I2 试纸变蓝色，说明含有Fe3＋ 1) 5Fe2＋+ MnO4-+ 8H+ = Mn2++ 5Fe3++ 4H2O 2) K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液 蓝色沉淀 1) 混合溶液中不能存在Cl-等还原性离子干扰 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 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＋时注意不能有NO3-（H+）干扰。 (4)检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 4.含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或H2O2 FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤 FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 5.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 (1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。 (2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 (3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 (4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。 铁及其化合物 Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 6. 其他常见铁盐 (1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 (2)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 (3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 +3 +2 +3 +6 铁及其化合物 易错辨析 1.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO42- (　　) 2.检验FeCl2溶液中的Fe2＋，可将酸性KMnO4溶液滴加到该溶液中，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋(　　) 3.FeCl2不能通过化合反应制备(　　) 4.硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果 (　　) 5.“青矾(FeSO4)”宜密闭保存，防止氧化变质(　　) √ × × × √ 铁及其化合物 关键能力 专项突破 一、铁盐、亚铁盐的性质 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＋、NH4+、NO3-、Fe2＋可以大量共存 D.FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性 D 铁及其化合物 (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______。 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______。 Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋ (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____________。 关键能力 专项突破 解：氧化性 Fe3＋＞Cu2＋，所以可以发生如下反应 ① Fe+2Fe3+=3Fe2+ ② Fe＋Cu2＋= Fe2＋Cu ③ 2Fe3＋＋Cu= 2Fe2＋＋Cu2＋ 铁及其化合物 关键能力 专项突破 3.下列离子的检验方法合理的是(　　) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，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＋ C E.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2 二、Fe2＋、Fe3＋的检验 铁及其化合物 关键能力 专项突破 4.以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋的是 A.滴入KSCN溶液，不显红色 B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显红色 C.滴入KSCN溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红 D.滴入KSCN溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红 C 二、Fe2＋、Fe3＋的检验 铁及其化合物 7.“铁三角”的转化关系 每个转化过程至少写出两个反应的化学方程式或离子方程式。 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 铁及其化合物 7.“铁三角”的转化关系 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 铁及其化合物 8.“铁三角”的重要应用 (1)判断离子共存 Fe2+与MnO4-(H+)、NO3-(H+)、ClO-等发生氧化还原反应不共存 Fe2＋、Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-双水解不共存 不共存 Fe3+与S2-、I- 、HS-、SO32-、HSO3-等发生氧化还原反应不共存 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 铁及其化合物 (2)分离除杂 ①Fe2+(Fe3+): ②FeCl3(FeCl2): ③FeCl2(CuCl2)： ④Fe(Al)： ⑤Fe2O3(Al2O3、SiO2)： 加Fe粉，过滤； 加氯水或H2O2； 加Fe粉，过滤。 加过量强碱溶液，过滤 加过量强碱溶液，过滤 8.“铁三角”的重要应用 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 铁及其化合物 8.“铁三角”的重要应用 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 (3)物质的制备 铁及其化合物 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋ 实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。 ①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，___________________(填操作步骤及现象)，证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为__________________________。 加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，均出现蓝色沉淀 2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋ 关键能力 专项突破 铁及其化合物 ②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与________________有关。 铜粉的量、阴离子的种类 解析： 对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量，乙组相比丙组阴离子不同 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋ 实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。 关键能力 专项突破 铁及其化合物 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题：(1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋ 实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。 ③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为_________。 有白色沉淀生成 解析： 加入饱和NaCl溶液引入Cl－，产生与乙组相同的阴离子，可能出现白色沉淀。 关键能力 专项突破 铁及其化合物 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋ 实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。 ④丙组在检验反应后的溶液中是否存在Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加3滴KSCN溶液，结果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，CuSCN为白色固体；ⅱ.2Cu2＋＋4I－=2CuI(白色)↓＋I2，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式：__________________________。 2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN(白色)↓＋(SCN)2 关键能力 专项突破 铁及其化合物 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋ 实验步骤及现象：向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色， 已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。 ①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑，其目的是 。 防止Fe2＋被氧化 ②实验中产生NO的原因为___________________________________(用离子方程式表示)。 3Fe2＋+4H++NO3- = 3Fe3++NO↑+2H2O 关键能力 专项突破 铁及其化合物 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (3)实验Ⅲ：Fe2＋与Fe3＋相互转化 实验步骤及现象：将SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g，则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体，该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为________。 0.448 L ①SO2通入Fe(NO3)3溶液中发生的氧化还原反应：SO2→SO42-, Fe3＋→Fe2＋ ②但立即又变棕黄色，说明生成的Fe2＋又被氧化为Fe3＋ ③整个过程相当于NO3-发生还原反应：NO3-→NO , SO2发生氧化反应：SO2→SO42- 根据得失电子守恒，SO2失去电子数等于NO3-得到电子数计算 解析： 关键能力 专项突破 铁及其化合物 热点强化 7 含铁物质的转化与制备 31 热点强化7 含铁物质的转化与制备 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质性质是学习化学的重要方法之一。 (1)横向变化体现了同价态、不同 物质类别之间的转化。 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。 铁及其化合物 热点强化7 含铁物质的转化与制备 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质性质是学习化学的重要方法之一。 (2)纵向变化体现了不同价态、 同物质类别之间的转化，主要 体现物质的氧化性或还原性。 (3)斜向变化体现了不同价态、 不同物质类别之间的转化，主 要体现物质的氧化性或还原性。 铁及其化合物 热点专练 1.(2021·广东，10)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 √ 铁及其化合物 热点专练 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＋ √ 铁及其化合物 热点专练 3.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 √ 铁及其化合物 热点专练 4.高铁酸钠(Na2FeO4)为紫色固体，易溶于水，微溶于NaOH溶液，具有强氧化性，可以杀菌消毒，是一种新型、高效、多功能的水处理剂。某化学实验小组利用NaClO在碱性介质中与FeCl3溶液的反应制备Na2FeO4并探究其性质，实验装置如图所示。 请回答下列问题： (1)橡胶管a的作用是________________________________，装置甲中反应的化学方程式为____________________________________________。 平衡气压，便于浓盐酸顺利流下 铁及其化合物 热点专练 (2)若去掉装置乙，其不足之处为____________________________________。 (3)当装置丁中出现_____________现象时，关闭K1；此时向装置丙中加入FeCl3溶液。 挥发出的氯化氢与氢氧化钠溶液反应，干扰Na2FeO4的制备 溶液变为红色 铁及其化合物 热点专练 (4)装置丙中生成Na2FeO4的离子方程式为______________________________。 ＋3Cl－＋5H2O (5)反应后，向装置丙中加入饱和的________(填化学式)溶液，析出紫色晶体，过滤、洗涤、干燥。 NaOH 铁及其化合物 热点专练 (6)取少量Na2FeO4晶体加入浑浊的泥浆水中，泥浆水很快澄清，同时产生气体。请结合化学方程式分析Na2FeO4的净水原理： ___________________ _________________________________________________________________。 Na2FeO4与水反应生成氢氧化铁胶体和氧气：4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8NaOH，氢氧化铁胶体能吸附水中的泥浆达到净水的作用 铁及其化合物 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋ Cl2↑＋2H2O 3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO $$