第8讲　铁及其化合物（知识点梳理+真题挑战）-【2026年高考化学一轮大单元复习·知识清单】（新高考通用）

大单元二　金属元素及其化合物 第8讲　铁及其化合物 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1铁 ★★☆☆☆ 考点2 铁的氧化物与氢氧化物★★★☆☆ 考点3 铁及其化合物的转化　Fe2＋、Fe3＋的检验★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　铁★★☆☆☆ 知识点一 铁的原子结构 铁元素在元素周期表中处于第四周期Ⅷ族，位于d区。基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，原子结构示意图为，最外层有2个电子，在反应中易失去电子，故铁单质的化学性质比较活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2和＋3。 知识点二 铁的性质 1. 物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。 2. 化学性质 (1) 与非金属单质反应 ①与氧气反应： 4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3·xH2O) (现象：在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体)； 3Fe＋2O2Fe3O4(现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体)。 ②与氯气反应(写化学方程式，下同)： 2Fe＋3Cl22FeCl3(现象：产生棕褐色烟)。 注意：Fe的量无论多少，产物都是FeCl3。 ③与溴反应：2Fe＋3Br22FeBr3。 ④与碘反应：Fe＋I2FeI2。 ⑤与硫反应：Fe＋SFeS (现象：生成黑色固体) 。 (2) 与水蒸气反应： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 (3) 与酸反应 ①非氧化性酸 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑； Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 ②氧化性酸 常温下，Fe在浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，该变化属于化学变化。 Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(Fe少量)； 3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(Fe过量)。 (4) 与盐溶液反应 Fe＋2FeCl3===3FeCl2； Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 考点2　铁的氧化物与氢氧化物★★★☆☆ 知识点一 铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色 黑色 红棕色 黑色 铁元素价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 与盐酸反应生成的离子 Fe2＋ Fe3＋ — 与稀硝酸反应的离子方程式 FeO：3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 与氢碘酸反应的离子方程式 FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3：Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O Fe3O4：Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 共同点 高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁，如：FexOy＋yCOxFe＋yCO2 注意 FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋ O22Fe3O4 知识点二 铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色 白色 红褐色 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的 关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【考法归纳】 Fe(OH)2的制备 1. 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 2. 成功关键： (1) 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋。 (2) 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中。 3. 几种典型的制备方法 方法 装置 说明 ①有机层隔离法 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 ②氢气氛围中 先打开止水夹，用生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中 ③电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨 考点3　铁及其化合物的转化　Fe2＋、Fe3＋的检验★★★☆☆ 知识点一 亚铁盐　铁盐 1. 亚铁盐 (1) 基态Fe2＋的简化电子排布式为[Ar]3d6。Fe2＋既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，能被Cl2、Br2、O2、H2O2、ClO－、NO(H＋)、MnO(H＋)、Cr2O(H＋)等氧化。 (2) 亚铁盐可水解。由Fe2＋和强酸的酸根阴离子构成的盐(如硫酸亚铁)的水溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时，常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁粉防止Fe2＋被氧化。 2. 铁盐 (1) 基态Fe3＋的简化电子排布式为[Ar]3d5。Fe3＋主要表现氧化性，能被Fe、Cu、I－、H2S、S2－(HS－)、SO、SO2等还原。 (2) 铁盐易水解。Fe3＋极易水解，Fe3＋只能存在于酸性较强的溶液中。 【考法归纳】 ①实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，写出该反应的化学方程式： FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。如可通过加入MgO或Mg(OH)2或MgCO3调节pH来除去MgCl2溶液中的Fe3＋。 ③实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再加水稀释至所需的浓度。 ④在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液制备无水FeCl3。 ⑤Fe3＋与CO、HCO、[Al(OH)4]－等水解呈碱性的离子不能大量共存。如： Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。 知识点二 高铁酸盐(以K2FeO4为例) 1. 制备方法 (1) 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。 (2) 次氯酸盐氧化法 在NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。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。 (3) 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 2. 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。 3. 在水处理方面的应用 (1) K2FeO4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===8KOH＋4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑。 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。 知识点三 铁及其化合物的转化 完成下列转化反应的化学(或离子)方程式。 1. FeFe2＋ Fe＋SFeS； Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu； Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 2. Fe2＋Fe Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋； FeO＋H2Fe＋H2O； 3FeO＋2Al3Fe＋Al2O3。 3. FeFe3＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3； Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O(稀硝酸)。 4. Fe3＋Fe Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2； Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 5. Fe2＋Fe3＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； 2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－； 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中易变质) 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O； MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O； Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。 6. Fe3＋Fe2＋ 2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋(Zn少量)； 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(亚铁盐溶液中加入少量铁屑以防止Fe2＋被氧化)； 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (FeCl3溶液腐蚀电路板) ； 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2； 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋； 2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋； 2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。 知识点四 溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验方法 1. Fe2＋的检验 方法一：向待检液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水(或H2O2溶液)，溶液立即变红色。 方法二：向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 方法三：向待检液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 2. Fe3＋的检验 方法一：向待检液中滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为红色。离子方程式：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。 方法二：向待检液中滴加K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。 注意：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)。 【考法归纳】 有关铁的除杂 主要成分 杂质 所加试剂及离子方程式 FeCl3(aq) FeCl2 Cl2，2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋(或H2O2溶液2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O) FeCl2(aq) FeCl3 铁粉，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ FeCl2(aq) CuCl2 铁粉，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋ Fe2(SO4)3(aq) FeSO4 H2O2溶液，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe2O3 Al2O3 过量NaOH溶液，Al2O3＋2OH－＋3H2O ===2[Al(OH)4]－ 【考法归纳】 有关Fe3＋、Fe2＋的除杂方法 1. 除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2，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＋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“除去Mg2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3＋。 3. 除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，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。 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“除去Cu2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3＋。 【真题挑战】 一、单选题 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是 选项 颜色变化 解释 A 空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中，黑色铜丝恢复光亮的紫红色 = B 悬浊液中加入溶液，固体由白色变为红褐色 = C 溶液中加入，浅绿色溶液出现蓝色浑浊 = D 溶液中加入NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色 A．A B．B C．C D．D 2．（2025·北京·高考真题）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A．月壤钛铁矿中存在活泼氢 B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 3．（2025·河南·高考真题）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 4．（2024·广西·高考真题）某小组对和的性质进行探究： Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A．实验Ⅰ中继续加入少量固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分和 D．焰色试验不能区分和 5．（2023·江苏·高考真题）室温下，探究溶液的性质，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 向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 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 是否水解 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 A．A B．B C．C D．D 6．（2023·浙江·高考真题）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 往溶液中加入片 短时间内无明显现象 的氧化能力比弱 B 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁 D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 先水解得再聚集成沉淀 A．A B．B C．C D．D 二、解答题 7．（2024·重庆·高考真题）可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。 (1)的制备 保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品。 ①仪器a的名称为 ；保护的目的是 。 ②生成的化学方程式为 。 ③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是 (填“”或“”)。 (2)的含量测定 产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用溶液将还原至，终点为无色：用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色) ①比易水解，且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是 。 ②甲基橙指示终点的过程及作用原理是 。 ③若称取的产品为，标准溶液浓度为，用量为，的摩尔质量为，则产品中质量分数为 (写最简表达式)。 ④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。 A．还原时溶液滴加过量 B．热的溶液在空气中缓慢冷却 C．滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大单元二　金属元素及其化合物 第8讲　铁及其化合物 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1铁 ★★☆☆☆ 考点2 铁的氧化物与氢氧化物★★★☆☆ 考点3 铁及其化合物的转化　Fe2＋、Fe3＋的检验★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　铁★★☆☆☆ 知识点一 铁的原子结构 铁元素在元素周期表中处于第四周期Ⅷ族，位于d区。基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，原子结构示意图为，最外层有2个电子，在反应中易失去电子，故铁单质的化学性质比较活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2和＋3。 知识点二 铁的性质 1. 物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。 2. 化学性质 (1) 与非金属单质反应 ①与氧气反应： 4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3·xH2O) (现象：在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体)； 3Fe＋2O2Fe3O4(现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体)。 ②与氯气反应(写化学方程式，下同)： 2Fe＋3Cl22FeCl3(现象：产生棕褐色烟)。 注意：Fe的量无论多少，产物都是FeCl3。 ③与溴反应：2Fe＋3Br22FeBr3。 ④与碘反应：Fe＋I2FeI2。 ⑤与硫反应：Fe＋SFeS (现象：生成黑色固体) 。 (2) 与水蒸气反应： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 (3) 与酸反应 ①非氧化性酸 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑； Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 ②氧化性酸 常温下，Fe在浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，该变化属于化学变化。 Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(Fe少量)； 3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(Fe过量)。 (4) 与盐溶液反应 Fe＋2FeCl3===3FeCl2； Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 考点2　铁的氧化物与氢氧化物★★★☆☆ 知识点一 铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色 黑色 红棕色 黑色 铁元素价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 与盐酸反应生成的离子 Fe2＋ Fe3＋ — 与稀硝酸反应的离子方程式 FeO：3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 与氢碘酸反应的离子方程式 FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3：Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O Fe3O4：Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 共同点 高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁，如：FexOy＋yCOxFe＋yCO2 注意 FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋ O22Fe3O4 知识点二 铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色 白色 红褐色 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的 关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【考法归纳】 Fe(OH)2的制备 1. 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 2. 成功关键： (1) 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋。 (2) 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中。 3. 几种典型的制备方法 方法 装置 说明 ①有机层隔离法 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 ②氢气氛围中 先打开止水夹，用生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中 ③电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨 考点3　铁及其化合物的转化　Fe2＋、Fe3＋的检验★★★☆☆ 知识点一 亚铁盐　铁盐 1. 亚铁盐 (1) 基态Fe2＋的简化电子排布式为[Ar]3d6。Fe2＋既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，能被Cl2、Br2、O2、H2O2、ClO－、NO(H＋)、MnO(H＋)、Cr2O(H＋)等氧化。 (2) 亚铁盐可水解。由Fe2＋和强酸的酸根阴离子构成的盐(如硫酸亚铁)的水溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时，常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁粉防止Fe2＋被氧化。 2. 铁盐 (1) 基态Fe3＋的简化电子排布式为[Ar]3d5。Fe3＋主要表现氧化性，能被Fe、Cu、I－、H2S、S2－(HS－)、SO、SO2等还原。 (2) 铁盐易水解。Fe3＋极易水解，Fe3＋只能存在于酸性较强的溶液中。 【考法归纳】 ①实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，写出该反应的化学方程式： FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。如可通过加入MgO或Mg(OH)2或MgCO3调节pH来除去MgCl2溶液中的Fe3＋。 ③实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再加水稀释至所需的浓度。 ④在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液制备无水FeCl3。 ⑤Fe3＋与CO、HCO、[Al(OH)4]－等水解呈碱性的离子不能大量共存。如： Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。 知识点二 高铁酸盐(以K2FeO4为例) 1. 制备方法 (1) 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。 (2) 次氯酸盐氧化法 在NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。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。 (3) 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 2. 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。 3. 在水处理方面的应用 (1) K2FeO4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===8KOH＋4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑。 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。 知识点三 铁及其化合物的转化 完成下列转化反应的化学(或离子)方程式。 1. FeFe2＋ Fe＋SFeS； Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu； Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 2. Fe2＋Fe Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋； FeO＋H2Fe＋H2O； 3FeO＋2Al3Fe＋Al2O3。 3. FeFe3＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3； Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O(稀硝酸)。 4. Fe3＋Fe Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2； Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 5. Fe2＋Fe3＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； 2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－； 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中易变质) 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O； MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O； Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。 6. Fe3＋Fe2＋ 2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋(Zn少量)； 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(亚铁盐溶液中加入少量铁屑以防止Fe2＋被氧化)； 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (FeCl3溶液腐蚀电路板) ； 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2； 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋； 2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋； 2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。 知识点四 溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验方法 1. Fe2＋的检验 方法一：向待检液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水(或H2O2溶液)，溶液立即变红色。 方法二：向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 方法三：向待检液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 2. Fe3＋的检验 方法一：向待检液中滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为红色。离子方程式：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。 方法二：向待检液中滴加K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。 注意：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)。 【考法归纳】 有关铁的除杂 主要成分 杂质 所加试剂及离子方程式 FeCl3(aq) FeCl2 Cl2，2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋(或H2O2溶液2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O) FeCl2(aq) FeCl3 铁粉，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ FeCl2(aq) CuCl2 铁粉，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋ Fe2(SO4)3(aq) FeSO4 H2O2溶液，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe2O3 Al2O3 过量NaOH溶液，Al2O3＋2OH－＋3H2O ===2[Al(OH)4]－ 【考法归纳】 有关Fe3＋、Fe2＋的除杂方法 1. 除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2，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＋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“除去Mg2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3＋。 3. 除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，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。 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“除去Cu2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3＋。 【真题挑战】 一、单选题 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是 选项 颜色变化 解释 A 空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中，黑色铜丝恢复光亮的紫红色 = B 悬浊液中加入溶液，固体由白色变为红褐色 = C 溶液中加入，浅绿色溶液出现蓝色浑浊 = D 溶液中加入NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．醇的催化氧化反应中，铜作催化剂，先发生2Cu+O22CuO，然后乙醇与CuO在加热条件下，A错误； B．因为溶度积常数Ksp()大于Ksp()，所以Fe3+与Mg(OH)2发生沉淀转化生成Fe(OH)3，符合溶度积规则，B正确； C．Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀，化学方程式为=，电荷和配平正确，蓝色浑浊现象合理，C正确； D．Cr2O在碱性条件下转化为CrO42-，化学方程式为，颜色由橙变黄，D正确； 故选A。 2．（2025·北京·高考真题）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A．月壤钛铁矿中存在活泼氢 B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 【答案】B 【详解】A．月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A正确； B．地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生成”的说法错误，B错误； C．生成水时H被氧化（0→+1），Fe被还原（如+3→0），存在化合价变化，属于氧化还原反应，C正确； D．水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，D正确； 故选B。 3．（2025·河南·高考真题）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 【答案】C 【分析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素，根据固体颜色可知X是FeS2，Y是Fe2O3，溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+，Q是FeS。 【详解】A．Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确； B．含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液颜色发生变化，B正确； C．FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误； D．在加热条件下Fe和S化合生成FeS，D正确； 答案选C。 4．（2024·广西·高考真题）某小组对和的性质进行探究： Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A．实验Ⅰ中继续加入少量固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分和 D．焰色试验不能区分和 【答案】C 【详解】A．实验Ⅰ中，溶液与KSCN溶液反应的实质是：，硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根，并不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，故A错误； B．实验Ⅱ中，溶液中存在有K+、，并不能电离出Fe3+，因此溶液与KSCN溶液并不能发生反应，溶液颜色无明显变化，故B错误； C．实验Ⅰ中，KSCN溶液与溶液反应产生，溶液变为红色，但溶液与KSCN溶液并不能发生反应，是一种深红色晶体，水溶液呈黄色，带有黄绿色荧光，因此加入KSCN可以区分两者，故C正确； D．焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后，跃迁到较高能量级，然后从较高能量级跃迁到低能量级，这次跃迁会放出光子，光子的频率若在可见光频率范围内，则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色，是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内，而中含有钾元素，焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色，因此焰色试验可以区分和，故D错误； 故答案选C。 5．（2023·江苏·高考真题）室温下，探究溶液的性质，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 向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 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 是否水解 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，A错误； B．向溶液中滴加几滴酸性溶液，若观察溶液紫色褪去，说明有还原性，B正确； C．发生水解反应使溶液显酸性，应向溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误； D．向溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能是的催化作用，D错误。 故选B。 6．（2023·浙江·高考真题）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 往溶液中加入片 短时间内无明显现象 的氧化能力比弱 B 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁 D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 先水解得再聚集成沉淀 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时，表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者可以发生反应：，溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误； B．溶液变成血红色的原因，，与和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； 故答案为：D。 二、解答题 7．（2024·重庆·高考真题）可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。 (1)的制备 保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品。 ①仪器a的名称为 ；保护的目的是 。 ②生成的化学方程式为 。 ③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是 (填“”或“”)。 (2)的含量测定 产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用溶液将还原至，终点为无色：用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色) ①比易水解，且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是 。 ②甲基橙指示终点的过程及作用原理是 。 ③若称取的产品为，标准溶液浓度为，用量为，的摩尔质量为，则产品中质量分数为 (写最简表达式)。 ④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。 A．还原时溶液滴加过量 B．热的溶液在空气中缓慢冷却 C．滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 【答案】(1) 三颈烧瓶 防止Fe2+被氧气氧化 FeS+SFeS2 CS2 (2) 浓盐酸、锡粒 当加入还原剂SnCl2后，甲基橙得电子，由氧化态变为还原态，颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色 % AC 【详解】（1）①仪器a的名称为三颈烧瓶；N2和FeS不反应，能防止Fe2+被氧气氧化，故答案为：三颈烧瓶；防止Fe2+被氧气氧化； ②反应物是S、FeS，反应条件是加热，生成物是FeS2，反应方程式为FeS+SFeS2； ③S难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，所以洗涤选用的试剂是CS2，故答案为：CS2； （2）①SnCl2比FeCl3易水解，且易被氧化，配制和保存SnCl2溶液时需要抑制水解，SnCl2水解生成HCl，需要将SnCl2溶于浓盐酸中，以抑制其水解，再加水稀释到需要的浓度，同时向溶液中加入锡粒防止其被氧化，故答案为：浓盐酸、锡粒； ②甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)，产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+终点为无色，溶液呈酸性，则甲基橙显红色，则甲基橙为氧化态；加入SnCl2后，SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+，溶液呈无色，则甲基橙变为还原态，故答案为：当加入还原剂SnCl2后，甲基橙得电子，由氧化态变为还原态，颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色； ③Fe2+被K2Cr2O7氧化为Fe3+，被还原为Cr3+，关系式为6Fe2+～，n(FeS2)=n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=6×cmol/L×10-3VL=6×10-3cVmol，产品中FeS2质量分数为； ④A．还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量，消耗的V(K2Cr2O7)偏大，测定值偏高，故A正确； B．热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却，导致部分Fe2+被氧化Fe3+，消耗的V(K2Cr2O7)偏小，测定值偏低，故B错误； C．滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，消耗的V(K2Cr2O7)偏大，测定值偏高，故C正确； D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数，消耗的V(K2Cr2O7)偏小，测定值偏低，故D错误； 故答案为：AC。 学科网（北京）股份有限公司 $$