第4章 第4讲 铁盐、亚铁盐 铁及其化合物的转化(教用Word)-【金榜题名】2026年高考化学一轮总复习

第四讲　铁盐、亚铁盐　铁及其化合物的转化 高考目标定位　1.掌握铁盐、亚铁盐的性质及Fe2+和Fe3+的检验方法。2.基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系。3.能通过实验探究掌握Fe2+与Fe3+的相互转化。 考点一　铁盐、亚铁盐的性质与检验 （一）铁盐、亚铁盐的性质 1．亚铁盐 (1)Fe2+的氧化性和还原性 含有Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe2+处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O。 FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式为3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O。 (2)Fe2+可发生水解反应 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2+的盐（如硫酸亚铁）溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2+的水解，加少量铁屑防止Fe2+被氧化。 2．铁盐 (1)氧化性：含有Fe3+的溶液呈棕黄色，Fe3+具有氧化性，Fe3+与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+。 (2)特性：含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。 (3)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．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 续表 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+ 思考1　 (1)如何保存硫酸铁溶液与硫酸亚铁溶液？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)怎样除去Zn2+（或Cu2+）中混有的Fe2+? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　(1)保存硫酸铁溶液应加入稀硫酸防止Fe3+水解；保存硫酸亚铁溶液应加入稀硫酸防止Fe2+水解，另外还应加入铁钉防止Fe2+氧化。 (2)先加入氧化剂（如H2O2）将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，然后向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3]中的一种，与Fe3+水解产生的H＋反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除杂。 （二）Fe2+和Fe3+的检验 1． 2． 3．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+（不含Cl－等）。 思考2　 菠菜常用作补铁食品之一，为探究其中铁元素的价态，现进行如下实验。 (1)取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述溶液过滤，得到的滤液作为实验样品。分置于两支试管中。 (2)向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，现象为________________________________________________________________________， 说明滤液中含Fe2+，反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (3)向另一支试管中加入少量稀硝酸，然后加入几滴KSCN溶液，溶液呈　　　　色。能否说明滤液中含Fe3+，试分析其原因：________________________________________________________________________。 提示　(2)生成蓝色沉淀　K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓　(3)红　不能，滤液中的Fe2+，加入稀硝酸后生成Fe3+，干扰Fe3+检验 练一　铁盐、亚铁盐的性质 1．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(　　) A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行 C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大 答案　D 解析　碱式硫酸铁能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性，可用作净水剂，A项正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B项正确；KSCN溶液遇Fe2+无明显现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化，其中的Fe2+变成Fe3+，KSCN溶液遇Fe3+变红，C项正确；FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D项错误。 2．手持技术(Hand­held Technology)是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段。向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液，控制不同时，利用手持技术测量其与溶液pH和电导率的关系如图所示。 ⅰ.a点时溶液澄清透明，加入NaOH溶液产生灰绿色难溶物。 ⅱ.b点出现明显红褐色难溶物，取上层清液，分出两等份，分别加入KSCN溶液和NaOH溶液，前者溶液变为血红色，后者无灰绿色难溶物。结合以上信息，下列分析不合理的是(　　) A．a点时主要反应的离子方程式为2Fe3+＋SO＋H2O===2Fe2+＋SO＋2H＋ B．溶液电导率最低时，离子浓度和最小 C．b点时Fe3+和SO主要发生相互促进的水解反应 D．混合后溶液的pH决定FeCl3和Na2SO3主要反应的反应类型 答案　B 解析　A．a点时，溶液澄清透明，加入NaOH溶液产生灰绿色难溶物Fe(OH)2与Fe(OH)3的混合物，证明a点时Fe3+与SO发生了氧化还原反应：2Fe3+＋SO＋H2O===2Fe2+＋SO＋2H＋，A不符合题意；B.b点时出现了明显红褐色难溶物Fe(OH)3，上层清液分别加入KSCN溶液和NaOH溶液，前者溶液变为血红色，含Fe3+，后者无绿色难溶物，无Fe(OH)2生成，说明b点主要发生Fe3+与SO的水解互促作用，2Fe3+＋3SO＋62O===2Fe(OH)3＋3H2SO3，由此可知＝1.5，即b点时溶液中离浓度和最小，此时电导率不是最低，B符合题意；C.由上述分析知， 说明b点主要发生Fe3+与SO的水解互促作用，C不符合题意；D.由图及上述分析知，混合后溶液的pH，决定于Fe3+和SO主要反应类型，以氧化还原反应为主时溶度pH低，以水解互促反应为主时，溶液的pH升高，D不符合题意；故选B。 【题后归纳】 1．含Fe2+、Fe3+的除杂方法 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或H2O2溶液 FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤 FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤 2.除去混合溶液中Fe3+、Fe2+的常用方法 (1)除去Mg2+（或Cu2+）中混有的Fe3+的方法 向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu(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。 (2)除去Mg2+（或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(1)的方法除去溶液中的Fe3+。 练二　Fe2+和Fe3+的检验 3．《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣”。铁华粉[主要成分为（Fe·H2O ]可用如下方法检测。下列相关说法不正确的是(　　) A．在铁华粉中加入稀硝酸，再滴加KSCN溶液，一定会变红 B．制备铁华粉的主要反应为Fe＋2CH3COOH===Fe＋H2↑ C．气体X的产生是因为发生了复分解反应 D．由上述实验可知，OH－结合Fe3+的能力大于CN－ 答案　A 解析　铁华粉中加入稀硫酸并加热，产生的刺激性气味的气体X为醋酸蒸气；铁华粉中加入稀盐酸生成氢气和滤液有氢气生成说明铁华粉中含有铁单质，滤液中加入铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，说明有滤液中有亚铁离子，该沉淀不溶于稀盐酸，但与NaOH可反应生成棕色沉淀。A.根据分析可知铁华粉中含有铁单质，硝酸的量比较少时，生成的Fe3+能与Fe反应生成Fe2+，当溶液中不存在Fe3+时，滴入KSCN溶液不会变红，A错误；B.根据题干中信息可知，制备铁华粉的主要反应为Fe＋2CH3COOH===Fe＋H2↑，B正确；C.气体X为醋酸蒸气，反应为：Fe＋H2SO4===2CH3COOH＋FeSO4，属于复分解反应，C正确；D.由上述实验可知，氢氧根离子能与蓝色沉淀反应，生成棕色沉淀，说明有氢氧化铁沉淀生成，说明氢氧根离子结合铁离子的能力强于CN－，D正确；故选A。 4．长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度。 实验方案 步骤1 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 实验现象 实验结论 FeSO4溶液部分变质 ①上述方案补充完整________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 ②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是　　　　　　　　　　　　（用离子方程式表示）。 (2)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①溶液变红　紫色褪去　②2Fe3+＋Fe===3Fe2+　(2)不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成 解析　(1)①要证明FeSO4溶液部分变质，需证明溶液中同时含Fe3+和Fe2+；步骤1向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含Fe3+；步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，说明溶液中含Fe2+。②要使变质的FeSO4溶液复原，可向溶液中加入过量Fe粉，再经过滤除去剩余Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+；(2)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。 【题后归纳】　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。 (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）。 考点二　铁及其化合物的转化关系 1．“Fe—Fe2+—Fe3+”的“三角”转化关系 (1)图示 (2)写出下列反应的离子方程式 ①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3+＋H2S===S↓＋2Fe2+＋2H＋。 ②将FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝：2Fe3+＋2I－===I2＋2Fe2+。 ③用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：Cu＋2Fe3+===2Fe2+＋Cu2+。 ④将H2O2滴入酸性FeCl2溶液：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O。 ⑤将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2+＋4H＋＋NO===3Fe3+＋NO↑＋2H2O。 2．铁元素的价－类二维图 (1)图示 (2)解读 ①横向变化体现了同价态不同物质类别（氧化物、盐、碱）之间的转化； a．碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； b．Fe2+、Fe3+与碱(OH－)反应生成对应的碱； c．难溶性的碱加热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和还原性。 思考　根据上图示，回答下列问题 (1)写出Fe―→Fe3O4的两个化学方程式________________________________________________________________________ 　　　　　　　　，________________________________________________________________________。 (2)除去FeCl2溶液中的Fe3+，可用试剂　 　，离子方程式为________________________________________________________________________。 (3)写出Fe2+Fe3+的离子方程式 ________________________________________________________________________。 (4)在强碱性条件下，Fe3+可被ClO－氧化为FeO，转化的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)高铁酸钾净水原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示　(1)3Fe＋2O2Fe3O4 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)Fe　Fe＋2Fe3+===3Fe2+ (3)5Fe2+＋MnO＋8H＋===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O (4)2Fe3+＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O (5)K2FeO4具有强氧化性，能氧化杀菌消毒，同时生成的Fe3+水解生成胶体，吸附水中悬浮物而净水 1．（2025·海南模拟）FeSO4在一定条件下的转化关系如下： 下列叙述错误的是(　　) A．丙分子的空间结构是平面三角形 B．上述过程涉及2个氧化还原反应 C．5 mol 乙和2 mol KMnO4恰好完全反应 D．甲一定是红色粉末，化学式为Fe2O3 答案　D 解析　A．SO3在标准状况下呈固态，则固体丙为SO3，S 原子采用sp2杂化，分子呈平面三角形，A项正确；B.FeSO4的分解反应中部分S元素化合价降低，则有元素化合价升高，属于氧化还原反应，SO2与酸性KMnO4溶液反应属于氧化还原反应，故上述过程涉及2个氧化还原反应，B项正确；C.2KMnO4＋5SO2＋2H2O＝K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4，C项正确；D.根据氧化还原反应规律，甲中铁元素化合价高于＋2价，故甲可能是Fe2O3，也可能是Fe3O4或Fe2O3和Fe3O4的混合物，D项错误；答案选D。 2．如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是(　　) A．物质X是Fe3O4 B．Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生氧化反应 C．在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 D．可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化 答案　C 解析　A．物质X是FeO，故A错误；B.Fe2O3→Fe的转化，铁化合价降低，因此Fe2O3发生还原反应，故B错误；C.在空气中Z→Y是氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，其现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C正确；D.FeCl2和FeCl3中铁的化合价发生了改变，只能通过氧化还原反应实现相互转化，不能通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化，故D错误。综上所述，答案为C。 3．废料利用是节能减排的重要方式，以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料来制备铁红(Fe2O3)的生产流程如图。下列说法错误的是(　　) A．将硫铁矿烧渣粉碎，有利于提高浸出率 B．加入过量铁粉的目的是将Fe3+全部还原为Fe2+ C．步骤Ⅳ的反应温度越高，越有利于提高反应速率和产率 D．“煅烧”步骤的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2 答案　C 解析　A．矿渣粉碎，能增大与酸的接触面积，有利于提高浸出率，A正确；B.要生成FeCO3，需将Fe3+全部还原为Fe2+，所以要加入过量铁粉，B正确；C.反应温度不能太高，防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解，C错误：D.“煅烧”步骤中，Fe由＋2价氧化为＋3价，反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2，D正确；故选C。 1．（2024·黑吉辽高考）下列实验方法或试剂使用合理的是(　　) 选项 实验目的 实验方法或试剂 A 检验NaBr 溶液中是否含有Fe2+ K3[Fe(CN)6]溶液 B 测定KHS 溶液中c(S2-) 用AgNO3溶液滴定 C 除去乙醇中少量的水 加入金属Na，过滤 D 测定KClO 溶液的pH 使用pH 试纸 答案　A 解析　A．溶液中含有Fe2+，可以与K3[Fe(CN)6]发生反应使溶液变成蓝色，A项合理；B.随着滴定的不断进行，溶液中S2-不断被消耗，但是溶液中的HS－还可以继续发生电离生成S2-，B项不合理；C.金属Na既可以和水发生反应又可以和乙醇发生反应，故不能用金属Na除去乙醇中少量的水，C项不合理；D.ClO－具有氧化性，不能用pH试纸测定其pH的大小，可以用pH计进行测量，D项不合理；故答案选A。 2．（2022·浙江高考）关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是(　　) A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D.在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 答案　B 分析　已知化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，CH3O－带一个单位负电荷，据此分析解题。 解析　A．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为：FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A不合题意；B.由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，C为－2，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O 则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合题意；C.由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I－氧化为I2，反应原理为：2FeO(OCH3)＋6HI===2FeI2＋I2＋2H2O＋2CH3OH，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；D.化合物FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D不合题意；故答案为B。 3．（2023·江苏高考）室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是(　　) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 续表 选项 探究目的 实验方案 C Fe2+是否水解　　 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 答案　B 解析　A.检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，先向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误；B.向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；C.Fe2+发生水解反应Fe2+＋2H2O⥫⥬2H＋＋Fe(OH)2使溶液显酸性，遇酚酞不变色，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D.需要进行对照实验排除SO的干扰，D错误。 4．（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(　　) 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 续表 实验方案 现象 结论 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN－的反应不可逆 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 答案　D 解析　A.FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2+＋Zn===Zn2+＋Fe，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；B.溶液变成红色的原因，Fe3+＋3SCN－⥫⥬Fe(SCN)3，与SO和K＋无关，B错误；C.铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$