专题01 铁及其化合物之间的相互转化（重难点讲义）化学人教版2019必修第一册

专题10 铁及其化合物之间的相互转化 1.理解Fe、Fe2+、Fe3+的氧化还原特性。 2.掌握Fe(0)↔Fe(II)↔Fe(III)的相互转化条件及方程式。 3.设计实验验证转化路径，分析实验现象本质。 4.联系实际（如补铁剂、净水剂），解决真实问题‌ 一、铁及其化合物之间的转化——“铁三角” 从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。 1．Fe3+的形成 由于Fe3+的氧化性较强，要想生成Fe3+，需要强氧化剂，通常有：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。 与Cl2反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−、2Fe+3Cl22FeCl3； 与KMnO4反应：5Fe2++ MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。 2．的形成 单质Fe的还原性较强，要想生成单质Fe，得需强还原剂，通常有：Al、Zn、CO、H2。 Fe2++Zn===Fe+Zn2+； FeO+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O) ； Fe2O3+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O)。 3．Fe2+的形成 Fe2+的氧化性、还原性都不强，所以，从Fe→Fe2+，弱氧化剂即可，通常有：S、H+、Cu2+、Fe3+；从Fe3+→Fe2+，能被Fe3+氧化的还原剂有：Fe、Cu、I−、S2−、HS−、SO2、SO32-。 （1）→Fe2+： Fe+2H+===Fe2++H2↑； Fe+Cu2+===Fe2++Cu(湿法炼铜)； Fe+SFeS。 （2）Fe3+→Fe2+： 2Fe3++Fe===3Fe2+(据此反应，用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+；在FeSO4溶液中，常放少量铁粉，就是为了防止FeSO4被氧化)； 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(据此反应，可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板：把一铜板粘在塑料板上，用油漆画出线路图，然后浸在FeCl3溶液中，Cu被FeCl3腐蚀，而用漆画过的线条留了下来，这就成了线路)。 4．从化合价的角度理解“铁三角” （1）Fe单质中铁元素化合价为0价，仅具有还原性 Fe+Cu2+Fe2++Cu；Fe+2H+H2↑+Fe2+；2Fe+3Cl22FeCl3；3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 （2）Fe2+化合价可以升高到+3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。 Fe2++ZnFe+Zn2+；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－；5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O （3）Fe（OH）2具有还原性，能被氧化为Fe（OH）3：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3 （4）Fe2O3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （5）Fe3+是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为+2或0价，具有氧化性。 2Fe3++Zn（少量）2Fe2++Zn2+；2Fe3++3Zn（过量）2Fe+3Zn2+；2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 二、铁及其化合物的价类二维图 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的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(氧化物、盐、碱)之间的转化： （1）Fe2O3、FeO都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水。 Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O；FeO+2H+H2O+Fe2+。 （2）FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应生成Fe（OH）2及Fe（OH）3。 Fe2++2OH－Fe（OH）2↓；Fe3++3OH－Fe（OH）3↓。 （3）Fe（OH）2和Fe（OH）3均属于碱，能与酸反应生成盐和水。 Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O；Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O。 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。 三、变价“铁”的常见考点 1．Fe2＋与Fe3＋的氧化还原性强弱顺序 氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>I2>Fe2＋ 还原性：Cl－<Br－<Fe2＋<Cu<I－<S2－ 2．工业生产时溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 （1）原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6。 （2）步骤： ①除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，调节溶液的pH≥3.7，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 ②除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH≥3.7，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 （3）示例： ①除去MgCl2溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，充分反应过滤除去。 ②除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或通入Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，充分反应后过滤除去。 3．判断离子能否大量共存 （1）Fe2＋：与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)不能大量共存(因发生氧化还原反应)。 （2）Fe3＋：与S2－、I－、SO、HS－不能大量共存(因发生氧化还原反应)。 4．含Fe2＋、Fe3＋溶液的配制要点 （1）配制FeCl3溶液时先将FeCl3固体溶于浓盐酸中(抑制FeCl3水解，防止生成沉淀而导致溶液变浑浊)，再加水稀释至所需浓度。 （2）配制FeCl2溶液时，为防止Fe2＋被空气氧化还需加入少量铁粉。 5．高铁酸钾的性质 高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe显＋6价，它是一种高效复合水处理剂： （1）由于具有强氧化性能杀菌、消毒。 （2）由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。 题型01考查“铁三角”的转化及应用 【典例】铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量，工业上常用于制取绿矾。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是 A． B． C． D． 【变式】（24-25高一下·江苏苏州月考）下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．溶液显酸性，可用作净水剂 B．属于碱性氧化物，可用作涂料 C．溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜 D．具有强氧化性，可用于水体的消毒 题型02考查利用价类二维图理解铁及其化合物的转化关系 【典例】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(　　) A．铁与高温水蒸气的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．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 【变式】价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价类二维图如图，下列有关说法不正确的是 A．a能导电，能被磁体吸引 B．物质c可以用于制备油漆的成分 C．e转化为f需加入氧化剂 D．制备b可以用g在空气中加热分解 题型03考查基于“铁三角”的铁的重要化合物制备与性质实验探究 【典例】现有下列实验探究摩尔盐的化学性质。 装置 实验 试剂a 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液变红色 ② 过量NaOH溶液 产生白色沉淀 ③ 酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色 ④ 溶液 产生蓝色沉淀 下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是 A．①中溶液变红：； B．②中产生白色沉淀： C．③中溶液褪色： D．④中产生蓝色沉淀： 【变式】（23-24高一上·河北衡水·期末）为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某同学设计如下实验操作，对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是 选项 实验操作 实验现象 实验结论 离子方程式 A 向溶液中加入片 浅绿色溶液变为无色，有黑色固体生成 具有还原性 B 向溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变为棕黄色 具有还原性 C 向溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变为浅绿色 具有还原性 D 向溶液中加入铜粉 蓝色溶液变为棕黄色 具有还原性 【巩固训练】 1.（23-24高一上·河南南阳·月考）下列一定能实现铁元素之间相互转化的措施是 A．实现①的转化，用比铁活泼的金属 B．实现②的转化，加入稀盐酸 C．实现③的转化，加入少量稀硝酸 D．实现④的转化，加入过量氯气 2.（23-24高一上·河南驻马店·期末）研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价－类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示（f、g可溶于水）。下列推断不合理的是 A．a与高温下反应可实现a转化为c B．g与Cu反应或b与反应，均可得到f C．可实现f→d→e→g→f的循环转化 D．由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒 3.（23-24高一下·四川眉山·开学考试）如图是铁与其他物质之间的性质关系(“—”表示相连物质间能发生反应，“”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去)，下列有关说法正确的是 A．变化①可用检验反应是否发生 B．变化③可通过细铁丝在氧气中燃烧实现 C．变化②的过程中，溶液的质量增加 D．变化④可能是： 4.（23-24高一上·广东梅州·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是 A．X在高温下可与H2O(g)反应生成Z B．N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化 C．可存在P→M→Z→P的循环转化关系 D．若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体 5.（23-24高一上·山西忻州·期末）某课题研究小组探究铁粉还原Fe3＋的最佳反应条件，保持其他反应条件不变，体系中Fe(Ⅲ)含量随溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是 A．最佳反应的pH是4 B．溶液酸性越强越有利于还原Fe3＋ C．铁粉还原Fe3＋的离子方程式为 D．M点后，Fe(Ⅲ)含量增大可能是因为溶液中Fe3＋变成了Fe(OH)3，更难被铁粉还原 6.（23-24高一上·山东枣庄·期末）已知有以下物质相互转化。 下列说法错误的是 A．C溶液为氢氧化钾溶液 B．配制B溶液时，常加入少量少量A C．F→G反应的离子方程式为Fe2O3+6H＋=2Fe3＋+3H2O D．E→F的反应类型，既是化合反应也属于氧化还原反应 7.（24-25高一上·浙江丽水·期中）含FeCl3、CuCl2各1mol的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(不考虑Fe3+、Cu2+与水的反应) A．溶液中一定不含Fe3+ B．溶液中金属阳离子为2mol C．氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+ D．剩余固体中一定含铜 8.（24-25高一上·四川·期末）在1L某混合溶液中，、、的物质的量浓度相等，其中的物质的量浓度为，该溶液最多能溶解铁粉的质量是 A．56g B．84g C．112g D．168g 9.（24-25高一上·浙江杭州·期末）下列关于铁及其化合物说法不正确的是 A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥 B．胶体呈红褐色，可以通过向溶液加入溶液制得 C．溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止被氧化 D．电子工业常用30%的溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板 10.（24-25高一下·上海·期中）硫元素与铁可以形成多种硫化物，其中FeS和最为常见，而FeS又是你最不陌生的，其样品如下图所示。    将铁粉与硫粉混合均匀加热，即可生成FeS。但你所不知的是：细粉级的FeS在50℃以上便可自燃，纵然是极其小心地储存，也会被氧气缓慢完全氧化，其中的Fe被氧化为+3价，同时有淡黄色晶体生成。 （1）由此信息推断的结论错误的是 A．上述铁粉与硫粉的反应是放热反应 B．细粉级的FeS被氧气缓慢时，可生成和S C．等量的铁在Cl2中燃烧时，转移的电子数多 D．在50℃以上FeS自燃，有硫生成 E．FeS与硝酸反应，生成 （2）在低温冷冻下，向溶液中滴加少量溶液，得到黑色固体，则此反应的离子方程式为 。将投入稀盐酸中溶解，有臭鸡蛋气味气体产生。此反应的产物除外，还有 和 (填写化学式)。 【强化训练】 1.（24-25高一上·浙江杭州·期中）铁是用途最广泛的金属。五羰基合铁常温下是黄色液体，易溶于汽油、苯等多种有机溶剂。可由金属铁粉和一氧化碳在一定条件下直接反应合成，五羰基合铁中C和O的化合价分别为＋2和-2。利用的生成和分解，可制得适用于做磁铁心和催化剂的高纯细铁粉。下列有关叙述不正确的是 A．的摩尔质量为： B．属于含氧酸盐 C．反应中铁元素的化合价不变 D．制备要在隔绝空气的条件下进行 2.（24-25高一上·浙江杭州·期中）高铁酸钾(，极易溶于水)是常见的水处理剂，制备高铁酸钾常用的反应原理为：处理水的原理如图。下列说法正确的是： 【查阅资料】向胶体中加入电解质后，胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀，称为电解质对胶体的聚沉作用，简称胶体的聚沉。 A．用制备，则转移0.6mol电子 B．在碱性条件下，氧化性： C．过程①②③均发生了化学变化 D．作水处理剂时，的作用为消毒杀菌、净水 3.（24-25高一上·福建厦门·期末）用部分被氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如图所示。将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 A．过滤所得的残渣中一定没有金属A B．滤液可能是CuSO4溶液 C．水合盐B可能是FeSO4•7H2O D．无水盐C可能是Fe2(SO4)3 4.（2025高一下·天津南开·学业考试）部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可由化合反应制得d 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 5.（24-25高一上·黑龙江大庆·期末）向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是 A．原溶液中和的物质的量浓度之比为 B．a点时溶液中阳离子有、、 C．点时溶液中发生的反应为： D．点时溶液中溶质的物质的量浓度无法计算 6.（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 7.（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 8.（2025·北京海淀·二模）下列关于和两种溶液的说法不正确的是 A．和溶液均呈酸性 B．保存时均需加入少量铁粉 C．可利用与铜粉的反应比较、的氧化性强弱 D．分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀 9．（2025·海南·一模）高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色消毒剂，主要用于饮用水及污水处理。一种制备K2FeO4的方法：①；②向Na2FeO4碱性溶液中加入KOH固体，析出K2FeO4。已知K2FeO4在酸性溶液中转化为Fe(OH)3。下列说法正确的是 A．配制K2FeO4消毒液需在酸性溶液中 B．相同条件下，K2FeO4溶解度比Na2FeO4的大 C．K2FeO4作消毒剂利用其强氧化性 D．制备1.98 kg K2FeO4时，理论上转移80 mol电子 10.（24-25高一下·江苏苏州·期中）铁及其化合物在生活、生产中有重要的用途。 I．生活中的铁 （1）市售某补铁药片的有效成分为FeSO4。 ①为检测其是否变质，某同学进行实验。取该补铁药片于试管中，加入适量蒸馏水溶解，过滤， ，说明补铁药片已变质。 ②该补铁药片与维生素C同服可以达到更好的补铁效果，该过程中体现了维生素C的 (填“氧化性”或“还原性”)。 II．电子工业中的铁 （2）电子工业用FeCl3溶液制造印刷电路板，发生反应为2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2。请补充完整从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液的实验方案：取腐蚀液于烧杯中，先加入过量的铁粉，充分反应后过滤， 。(实验中须选试剂：稀盐酸，硝酸银溶液，氯气) III．脱硫剂中的铁 Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的可能反应机理如题图所示。 （3）Fe2O3脱硫剂的脱硫和再生过程可描述为 。 （4）再生时需控制通入O2的浓度和温度。400℃时，若O2浓度较大，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 铁及其化合物之间的相互转化 1.理解Fe、Fe2+、Fe3+的氧化还原特性。 2.掌握Fe(0)↔Fe(II)↔Fe(III)的相互转化条件及方程式。 3.设计实验验证转化路径，分析实验现象本质。 4.联系实际（如补铁剂、净水剂），解决真实问题‌ 一、铁及其化合物之间的转化——“铁三角” 从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。 1．Fe3+的形成 由于Fe3+的氧化性较强，要想生成Fe3+，需要强氧化剂，通常有：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。 与Cl2反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−、2Fe+3Cl22FeCl3； 与KMnO4反应：5Fe2++ MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。 2．的形成 单质Fe的还原性较强，要想生成单质Fe，得需强还原剂，通常有：Al、Zn、CO、H2。 Fe2++Zn===Fe+Zn2+； FeO+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O) ； Fe2O3+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O)。 3．Fe2+的形成 Fe2+的氧化性、还原性都不强，所以，从Fe→Fe2+，弱氧化剂即可，通常有：S、H+、Cu2+、Fe3+；从Fe3+→Fe2+，能被Fe3+氧化的还原剂有：Fe、Cu、I−、S2−、HS−、SO2、SO32-。 （1）→Fe2+： Fe+2H+===Fe2++H2↑； Fe+Cu2+===Fe2++Cu(湿法炼铜)； Fe+SFeS。 （2）Fe3+→Fe2+： 2Fe3++Fe===3Fe2+(据此反应，用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+；在FeSO4溶液中，常放少量铁粉，就是为了防止FeSO4被氧化)； 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(据此反应，可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板：把一铜板粘在塑料板上，用油漆画出线路图，然后浸在FeCl3溶液中，Cu被FeCl3腐蚀，而用漆画过的线条留了下来，这就成了线路)。 4．从化合价的角度理解“铁三角” （1）Fe单质中铁元素化合价为0价，仅具有还原性 Fe+Cu2+Fe2++Cu；Fe+2H+H2↑+Fe2+；2Fe+3Cl22FeCl3；3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 （2）Fe2+化合价可以升高到+3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。 Fe2++ZnFe+Zn2+；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－；5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O （3）Fe（OH）2具有还原性，能被氧化为Fe（OH）3：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3 （4）Fe2O3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （5）Fe3+是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为+2或0价，具有氧化性。 2Fe3++Zn（少量）2Fe2++Zn2+；2Fe3++3Zn（过量）2Fe+3Zn2+；2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 二、铁及其化合物的价类二维图 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的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(氧化物、盐、碱)之间的转化： （1）Fe2O3、FeO都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水。 Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O；FeO+2H+H2O+Fe2+。 （2）FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应生成Fe（OH）2及Fe（OH）3。 Fe2++2OH－Fe（OH）2↓；Fe3++3OH－Fe（OH）3↓。 （3）Fe（OH）2和Fe（OH）3均属于碱，能与酸反应生成盐和水。 Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O；Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O。 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。 三、变价“铁”的常见考点 1．Fe2＋与Fe3＋的氧化还原性强弱顺序 氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>I2>Fe2＋ 还原性：Cl－<Br－<Fe2＋<Cu<I－<S2－ 2．工业生产时溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 （1）原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6。 （2）步骤： ①除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，调节溶液的pH≥3.7，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 ②除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH≥3.7，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 （3）示例： ①除去MgCl2溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，充分反应过滤除去。 ②除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或通入Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，充分反应后过滤除去。 3．判断离子能否大量共存 （1）Fe2＋：与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)不能大量共存(因发生氧化还原反应)。 （2）Fe3＋：与S2－、I－、SO、HS－不能大量共存(因发生氧化还原反应)。 4．含Fe2＋、Fe3＋溶液的配制要点 （1）配制FeCl3溶液时先将FeCl3固体溶于浓盐酸中(抑制FeCl3水解，防止生成沉淀而导致溶液变浑浊)，再加水稀释至所需浓度。 （2）配制FeCl2溶液时，为防止Fe2＋被空气氧化还需加入少量铁粉。 5．高铁酸钾的性质 高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe显＋6价，它是一种高效复合水处理剂： （1）由于具有强氧化性能杀菌、消毒。 （2）由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。 题型01考查“铁三角”的转化及应用 【典例】铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量，工业上常用于制取绿矾。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．高温条件下，Fe和水蒸气反应生成Fe3O4，故A错误；B．点燃条件下，Fe和氯气反应生成氯化铁，故B正确；C．Fe和足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，故C正确；D．Fe和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故D正确；故选A。 【变式】（24-25高一下·江苏苏州月考）下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．溶液显酸性，可用作净水剂 B．属于碱性氧化物，可用作涂料 C．溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜 D．具有强氧化性，可用于水体的消毒 【答案】D 【解析】A．电离出的Fe3+在水中容易生成Fe(OH)3胶体，胶体具有很强的吸附能力，决定其可以作净水剂，故前后无因果关系，故A不符合题意；B．呈红棕色，且性质稳定，决定其可用作红色颜料，前后无因果关系，故B不符合题意；C．溶液蚀刻铜电路板的反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，FeCl3体现氧化性，与其溶液呈酸性无关，故C不符合题意；D．具有强氧化性，能使蛋白质变性，可用于水体的消毒，前后因果关系成立，故D符合题意；故选D。 题型02考查利用价类二维图理解铁及其化合物的转化关系 【典例】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(　　) A．铁与高温水蒸气的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．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 【答案】D 【解析】铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转化③，故C错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成Fe(OH)3胶体。 【变式】价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价类二维图如图，下列有关说法不正确的是 A．a能导电，能被磁体吸引 B．物质c可以用于制备油漆的成分 C．e转化为f需加入氧化剂 D．制备b可以用g在空气中加热分解 【答案】D 【分析】根据铁元素的价类二维图，a是Fe、b是FeO、c是Fe2O3、d是亚铁盐、e是铁盐、f是高铁酸盐、g是Fe(OH)2、h是Fe(OH)3。 【解析】A．Fe是金属单质能导电，铁能被磁体吸引，故A正确；B．Fe2O3是红色粉末，可以用于制备油漆的成分，故B正确；C．e转化为f，铁元素化合价升高发生氧化反应，需加入氧化剂，故C正确；D．Fe(OH)2在空气中加热分解，会被氧气氧化为Fe2O3，故D错误；选D。 题型03考查基于“铁三角”的铁的重要化合物制备与性质实验探究 【典例】现有下列实验探究摩尔盐的化学性质。 装置 实验 试剂a 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液变红色 ② 过量NaOH溶液 产生白色沉淀 ③ 酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色 ④ 溶液 产生蓝色沉淀 下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是 A．①中溶液变红：； B．②中产生白色沉淀： C．③中溶液褪色： D．④中产生蓝色沉淀： 【答案】B 【解析】A．铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊试液变红色，A正确；B．少量摩尔盐与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为，B错误；C．+2价的铁被氧化为+3价，被还原为，反应的离子方程式为，C正确；D．用来鉴别生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为，D正确；故答案选B。 【变式】（23-24高一上·河北衡水·期末）为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某同学设计如下实验操作，对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是 选项 实验操作 实验现象 实验结论 离子方程式 A 向溶液中加入片 浅绿色溶液变为无色，有黑色固体生成 具有还原性 B 向溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变为棕黄色 具有还原性 C 向溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变为浅绿色 具有还原性 D 向溶液中加入铜粉 蓝色溶液变为棕黄色 具有还原性 【答案】B 【解析】A．锌具有还原性，氯化亚铁溶液中价的铁具有氧化性，能氧化锌，A错误；   B．氯化亚铁溶液为浅绿色，向氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，价的铁被氯水氧化生成价的铁，溶液由浅绿色变为棕黄色，离子方程式正确，B正确；C．向溶液中加入铁粉，发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为，C错误；D．反应前氯化铁溶液为棕黄色，具有氧化性，与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜蓝色溶液，离子方程式为，D错误；故选B。 【巩固训练】 1.（23-24高一上·河南南阳·月考）下列一定能实现铁元素之间相互转化的措施是 A．实现①的转化，用比铁活泼的金属 B．实现②的转化，加入稀盐酸 C．实现③的转化，加入少量稀硝酸 D．实现④的转化，加入过量氯气 【答案】B 【解析】A．实现①的转化，用比铁活泼的金属锌可以实现，但K、Na、Ca等不能实现，A错误；B．实现②的转化，Fe和稀盐酸反应生成，B正确；C．实现③的转化，加入少量稀硝酸，可能反应生成亚铁离子，C错误；D．实现④的转化，加入铁粉可实现，通入氯气不能实现，D错误；故选B。 2.（23-24高一上·河南驻马店·期末）研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价－类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示（f、g可溶于水）。下列推断不合理的是 A．a与高温下反应可实现a转化为c B．g与Cu反应或b与反应，均可得到f C．可实现f→d→e→g→f的循环转化 D．由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒 【答案】A 【分析】如图，根据含铁化合物的价态可知，a为铁单质，b为FeO，d为Fe(OH)2，f为Fe2+盐，c为Fe2O3，e为Fe(OH)3，g为Fe3+盐； 【解析】A．高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，A错误；   B．铁离子与Cu反应，氧化亚铁与H+反应FeO+2H+=Fe2++H2O，两个反应均能得到Fe2+，B正确；C．亚铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁和氧气反应被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁和盐酸等生成铁离子，铁离子和铁等反应转化为亚铁离子，C正确；D．高铁酸盐中铁元素价态+6价，是铁元素中价态最高的，所以具有强氧化性，D正确；故选A。 3.（23-24高一下·四川眉山·开学考试）如图是铁与其他物质之间的性质关系(“—”表示相连物质间能发生反应，“”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去)，下列有关说法正确的是 A．变化①可用检验反应是否发生 B．变化③可通过细铁丝在氧气中燃烧实现 C．变化②的过程中，溶液的质量增加 D．变化④可能是： 【答案】B 【分析】由图可知，反应①为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，反应②为Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag，反应③为3Fe +2O2Fe3O4，反应④为Fe与非氧化性酸的反应，如Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。 【解析】A．反应①中产物为硫酸亚铁，加无现象，应加铁氰化钾检验，故A错误；B．铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，故B正确；C．由反应可知，溶液中Ag+被Fe2+替换，溶液质量减少，故C错误；D．Fe与HCl反应生成FeCl2，故D错误；故选：B。 4.（23-24高一上·广东梅州·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是 A．X在高温下可与H2O(g)反应生成Z B．N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化 C．可存在P→M→Z→P的循环转化关系 D．若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体 【答案】A 【分析】由题干铁的价类二维图可知，X为Fe、Y为FeO、Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3、N为Fe(OH)2，Q为亚铁盐，P为铁盐，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，X为Fe、Z为Fe2O3，Fe在高温下可与H2O(g)反应生成Fe3O4，而不是Fe2O3，A错误；B．由分析可知，N为Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，图乙装置生成的H2可排出装置中的空气，从而减缓Fe(OH)2被氧化，B正确；C．由分析可知，Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3、P为铁盐，根据反应方程式，，可知，可存在P→M→Z→P的循环转化关系，C正确；D．由分析结合若P为盐酸盐可知，P为FeCl3，实验制备Fe(OH)3胶体的方法为：将烧杯中的蒸馏水加热煮沸后，向沸水中滴加5~6滴饱和氯化铁溶液，继续加热至溶液呈红褐色停止加热，即可制备Fe(OH)3胶体，D正确；故答案为：A。 5.（23-24高一上·山西忻州·期末）某课题研究小组探究铁粉还原Fe3＋的最佳反应条件，保持其他反应条件不变，体系中Fe(Ⅲ)含量随溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是 A．最佳反应的pH是4 B．溶液酸性越强越有利于还原Fe3＋ C．铁粉还原Fe3＋的离子方程式为 D．M点后，Fe(Ⅲ)含量增大可能是因为溶液中Fe3＋变成了Fe(OH)3，更难被铁粉还原 【答案】D 【解析】A．铁粉还原Fe3＋生成亚铁离子；而pH=4时，三价铁含有很大，说明其被还原的量很低，A错误； B．由图可知，pH<1.5时，三价铁含量增大，则溶液酸性过强，也不利于还原Fe3＋，B错误；C．铁粉还原Fe3＋的离子方程式为，C错误；D．M点后，pH增大，碱性增强，导致溶液中Fe3＋变成了Fe(OH)3，更难被铁粉还原，使得Fe(Ⅲ)含量增大，D正确；故选D。 6.（23-24高一上·山东枣庄·期末）已知有以下物质相互转化。 下列说法错误的是 A．C溶液为氢氧化钾溶液 B．配制B溶液时，常加入少量少量A C．F→G反应的离子方程式为Fe2O3+6H＋=2Fe3＋+3H2O D．E→F的反应类型，既是化合反应也属于氧化还原反应 【答案】C 【分析】根据题意可知，A为铁，B为氯化亚铁，C为氢氧化钾，D为氯化钾，E为氢氧化亚铁，F为氢氧化铁，G为氯化铁； 【解析】A．根据上述分析可知，C溶液为氢氧化钾溶液，故A正确；B．配制B溶液时，常加入少量稀盐酸，防止氯化亚铁水解，故B正确；C．F→G反应的离子方程式为Fe((OH)3+3H＋=Fe3＋+3H2O，故C错误；D．E→F的反应类型，属于化合反应，也属于氧化还原反应，故D正确；故选C。 7.（24-25高一上·浙江丽水·期中）含FeCl3、CuCl2各1mol的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(不考虑Fe3+、Cu2+与水的反应) A．溶液中一定不含Fe3+ B．溶液中金属阳离子为2mol C．氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+ D．剩余固体中一定含铜 【答案】B 【分析】含FeCl3、CuCl2各1mol的混合溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu，充分反应后仍有固体存在，可知溶液中一定不含Fe3+，固体为Cu或Cu和Fe。 【解析】A．由于充分反应后仍有固体存在，无论固体是Cu还是Fe，均能与Fe3+反应，因此溶液中一定不含Fe3+，A正确；B．加入铁粉发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu，充分反应后仍有固体存在，则含FeCl3、CuCl2各1mol均完全反应生成2.5mol FeCl2，溶液中金属阳离子大于2mol，B错误；C．根据反应：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+可得氧化性：Fe3+>Cu2+，由反应Cu2++Fe=Fe2++Cu可得氧化性：Cu2+>Fe2+，则氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+，C正确；D．反应后有固体剩余，由于还原性Fe>Cu，说明溶液中Cu2+一定被Fe置换出来，则剩余的金属中一定含有铜，D正确；故选B。 8.（24-25高一上·四川·期末）在1L某混合溶液中，、、的物质的量浓度相等，其中的物质的量浓度为，该溶液最多能溶解铁粉的质量是 A．56g B．84g C．112g D．168g 【答案】A 【解析】能溶解最多的铁粉时，溶液变为溶液。已知的物质的量浓度为，则最终溶液的浓度为。根据氯元素守恒，原溶液中各溶质的物质的量浓度均为，则原溶液中含有的铁元素的物质的量浓度为。根据铁元素守恒，则最多能溶解铁的物质的量为，即56g；故答案选A。 9.（24-25高一上·浙江杭州·期末）下列关于铁及其化合物说法不正确的是 A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥 B．胶体呈红褐色，可以通过向溶液加入溶液制得 C．溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止被氧化 D．电子工业常用30%的溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板 【答案】B 【解析】A．铁与水蒸气在高温条件下反应生成易燃易爆的氢气，故模具必须进行充分的干燥，A正确；B．溶液和溶液会反应生成氢氧化铁沉淀；制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至液体变红褐色，B错误；C．亚铁离子容易被空气中氧气氧化，铁离子和铁单质生成亚铁离子，溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止被氧化，C正确；D．FeCl3溶液可用于蚀刻印刷线路板，Fe3+与线路中的Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+，D正确；故选B。 10.（24-25高一下·上海·期中）硫元素与铁可以形成多种硫化物，其中FeS和最为常见，而FeS又是你最不陌生的，其样品如下图所示。    将铁粉与硫粉混合均匀加热，即可生成FeS。但你所不知的是：细粉级的FeS在50℃以上便可自燃，纵然是极其小心地储存，也会被氧气缓慢完全氧化，其中的Fe被氧化为+3价，同时有淡黄色晶体生成。 （1）由此信息推断的结论错误的是 A．上述铁粉与硫粉的反应是放热反应 B．细粉级的FeS被氧气缓慢时，可生成和S C．等量的铁在Cl2中燃烧时，转移的电子数多 D．在50℃以上FeS自燃，有硫生成 E．FeS与硝酸反应，生成 （2）在低温冷冻下，向溶液中滴加少量溶液，得到黑色固体，则此反应的离子方程式为 。将投入稀盐酸中溶解，有臭鸡蛋气味气体产生。此反应的产物除外，还有 和 (填写化学式)。 【答案】（1）DE （2） S 【解析】（1）A．铁粉与硫粉反应生成FeS，该反应为放热反应，A正确；B．细粉级的FeS被氧气缓慢氧化，其中的Fe被氧化为+3价，剩余的Fe为+2价，符合Fe3O4中Fe元素的化合价组成，且生成的淡黄色晶体为硫单质，B正确；C．等量的铁在氯气中燃烧，生成氯化铁，故转移的电子数更多，C正确；D．FeS在50℃条件下自燃，燃烧条件下不可能有S单质生成，S会与O2反应生成SO2，D错误；E．FeS与硝酸反应，硝酸具有强氧化性，会将FeS氧化成硫单质，D错误；故答案选DE。 （2）向硫酸铁溶液中滴加少量硫化钠，反应生成Fe2S3，离子方程式为2Fe3++3S2-=Fe2S3，将Fe2S3投入到稀盐酸中溶解，两者反应有硫化氢生成，同时铁离子能与硫离子反应生成硫单质和亚铁离子，因此产物除了硫化氢还有S和FeCl2。 【强化训练】 1.（24-25高一上·浙江杭州·期中）铁是用途最广泛的金属。五羰基合铁常温下是黄色液体，易溶于汽油、苯等多种有机溶剂。可由金属铁粉和一氧化碳在一定条件下直接反应合成，五羰基合铁中C和O的化合价分别为＋2和-2。利用的生成和分解，可制得适用于做磁铁心和催化剂的高纯细铁粉。下列有关叙述不正确的是 A．的摩尔质量为： B．属于含氧酸盐 C．反应中铁元素的化合价不变 D．制备要在隔绝空气的条件下进行 【答案】B 【解析】A．的摩尔质量为：，A正确；B．五羰基合铁常温下是黄色液体，易溶于汽油、苯等多种有机溶剂，其含有配位键，属于配合物，不是由金属阳离子和酸根离子组成的，不属于含氧酸盐，B错误；C．反应为非氧化还原反应，铁元素的化合价不变，始终为0价，C正确；D．五羰基合铁中C和O的化合价分别为＋2和-2，铁为0价，易被氧化，故制备要在隔绝空气的条件下进行，D正确；故选B。 2.（24-25高一上·浙江杭州·期中）高铁酸钾(，极易溶于水)是常见的水处理剂，制备高铁酸钾常用的反应原理为：处理水的原理如图。下列说法正确的是： 【查阅资料】向胶体中加入电解质后，胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀，称为电解质对胶体的聚沉作用，简称胶体的聚沉。 A．用制备，则转移0.6mol电子 B．在碱性条件下，氧化性： C．过程①②③均发生了化学变化 D．作水处理剂时，的作用为消毒杀菌、净水 【答案】D 【分析】高铁酸钾氧化细菌后被还原为Fe3+，Fe3+在河水中生成Fe(OH)3胶体，胶体吸附河水中的悬浮性物质后发生聚沉，可净化河水。 【解析】A．用制备，铁元素由+3价升高为+6，则转移0.3mol电子，A错误；B．根据反应方程式可知，碱性条件下，氧化剂为KClO，氧化产物为，氧化性：，B错误；C．根据分析，过程①②发生了化学变化，③为物理变化，C错误；D．具有强氧化性，能氧化细菌，其还原产物Fe3+可转化为氢氧化铁胶体，能净水，故作水处理剂时，的作用为消毒杀菌、净水，D正确；故选D。 3.（24-25高一上·福建厦门·期末）用部分被氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如图所示。将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 A．过滤所得的残渣中一定没有金属A B．滤液可能是CuSO4溶液 C．水合盐B可能是FeSO4•7H2O D．无水盐C可能是Fe2(SO4)3 【答案】C 【分析】将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，该红褐色沉淀为氢氧化铁沉淀，说明C盐中含有亚铁离子，则A为部分氧化的铁屑，部分被氧化的金属屑A和硫酸反应，生成的硫酸亚铁，则滤液中可能含有硫酸亚铁，水合盐B可能是FeSO4•7H2O，以此解题。 【解析】A．“向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色”知道C是亚铁盐，那么金属屑就是铁屑，在酸溶时可能有一些铁没有反应完，过滤后残渣中有金属A，故A错误；B．根据推断滤液是含铁的盐溶液，所以滤液可能是FeSO4溶液，故B错误；C．C盐中含有亚铁离子，则水合盐B可能是FeSO4•7H2O，故C正确；D．滴入NaOH溶液，先出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，说明C盐中含有亚铁离子，故D错误；故选：C。 4.（2025高一下·天津南开·学业考试）部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可由化合反应制得d 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 【分析】根据含铁物质的类别与相应化合价关系，a是Fe、b是亚铁盐、c是Fe(OH)2、d是Fe(OH)3、e是铁盐。 【解析】A．可由化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O= Fe(OH)3制备Fe(OH)3，故A正确；B．b中Fe显+2价，处于中间价态，既可被氧化，也可被还原，故B正确；C．将铁盐加入浓碱液中制得Fe(OH)3沉淀，故C错误；D．氯化亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，故D正确；选C。 5.（24-25高一上·黑龙江大庆·期末）向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是 A．原溶液中和的物质的量浓度之比为 B．a点时溶液中阳离子有、、 C．点时溶液中发生的反应为： D．点时溶液中溶质的物质的量浓度无法计算 【答案】D 【分析】氧化性：，加入铁粉时，铁先与Fe3+发生反应；当溶液中的Fe3+完全反应后，再与溶液中的Cu2+发生反应，据此分析解题。 【解析】A．当加入铁粉质量为0.56g以下，发生反应，故溶液中，溶液中；当加入铁粉的质量为0.56~1.68g时，发生反应：， 则溶液中，故溶液中；溶液中Fe2(SO4)3与CuSO4的物质的量浓度之比为1:2，A正确；B．a点表示的是加入铁粉后，溶液中固体的质量仍为0，此时发生反应的离子方程式为：， a点溶液中存在的阳离子有、、 ，B正确；C．b点表示加入铁粉后，溶液中固体的质量增加，此时发生反应的离子方程式为：，C正确；D．当加入铁粉的质量大于1.68g后，图中曲线出现了拐点，由点（2.24，1.84）可知，铁粉增加的质量与固体剩余物增加的质量相等， c点溶液中的铁离子、铜离子全部参与反应，溶液为硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁物质的量浓度为，D错误；故答案为：D。 6.（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。 【解析】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。 7.（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 【解析】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。 8.（2025·北京海淀·二模）下列关于和两种溶液的说法不正确的是 A．和溶液均呈酸性 B．保存时均需加入少量铁粉 C．可利用与铜粉的反应比较、的氧化性强弱 D．分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀 【答案】B 【解析】A．FeCl3和FeCl2均为强酸弱碱盐，Fe2+和Fe3+水解生成H+，溶液均呈酸性，A正确；B．保存FeCl2溶液需加入铁粉(防止Fe2+被氧化)，但FeCl3溶液若加铁粉，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+(如2Fe3++Fe=3Fe2+)，反而污染溶液，B不正确；C．Fe3+可与Cu反应(2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)，而Fe2+无法氧化Cu，说明Fe3+氧化性强于Fe2+，C正确；D．FeCl3与NaOH直接生成红褐色Fe(OH)3；FeCl2首先生成白色Fe(OH)2，但在空气中氧化为Fe(OH)3(最终红褐色)，D正确；故选B。 9．（2025·海南·一模）高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色消毒剂，主要用于饮用水及污水处理。一种制备K2FeO4的方法：①；②向Na2FeO4碱性溶液中加入KOH固体，析出K2FeO4。已知K2FeO4在酸性溶液中转化为Fe(OH)3。下列说法正确的是 A．配制K2FeO4消毒液需在酸性溶液中 B．相同条件下，K2FeO4溶解度比Na2FeO4的大 C．K2FeO4作消毒剂利用其强氧化性 D．制备1.98 kg K2FeO4时，理论上转移80 mol电子 【答案】C 【解析】A．根据已知信息K2FeO4在酸性溶液中转化为Fe(OH)3，因此配制K2FeO4消毒液不能在酸性溶液中，而应该在碱性环境中，A错误；B．根据信息②向Na2FeO4碱性溶液中加入KOH固体，析出K2FeO4，说明在相同条件下，K2FeO4溶解度比Na2FeO4的小，B错误；C．K2FeO4中Fe元素为+6价，具有强氧化剂，其还原产物是Fe3+，Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀而析出，因此K2FeO4作水处理剂时作消毒剂、净化剂，无污染，是理想的水处理剂，其作消毒剂就是利用K2FeO4具有的强氧化性，C正确；D．在制备K2FeO4时发生反应、Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，可得关系式：FeSO4～K2FeO4，根据第一个反应可知：每反应产生2 mol Na2FeO4，转移10 mol电子，第二个反应为复分解反应，则制取1 mol K2FeO4，转移5 mol电子，制备1.98 kg K2FeO4时，其物质的量为n(K2FeO4)==10 mol，则理论上转移电子的物质的量50 mol，D错误；故合理选项是C。 10.（24-25高一下·江苏苏州·期中）铁及其化合物在生活、生产中有重要的用途。 I．生活中的铁 （1）市售某补铁药片的有效成分为FeSO4。 ①为检测其是否变质，某同学进行实验。取该补铁药片于试管中，加入适量蒸馏水溶解，过滤， ，说明补铁药片已变质。 ②该补铁药片与维生素C同服可以达到更好的补铁效果，该过程中体现了维生素C的 (填“氧化性”或“还原性”)。 II．电子工业中的铁 （2）电子工业用FeCl3溶液制造印刷电路板，发生反应为2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2。请补充完整从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液的实验方案：取腐蚀液于烧杯中，先加入过量的铁粉，充分反应后过滤， 。(实验中须选试剂：稀盐酸，硝酸银溶液，氯气) III．脱硫剂中的铁 Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的可能反应机理如题图所示。 （3）Fe2O3脱硫剂的脱硫和再生过程可描述为 。 （4）再生时需控制通入O2的浓度和温度。400℃时，若O2浓度较大，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是 。 【答案】（1）滴加KSCN溶液变红 还原性 （2）得滤渣1为Fe、Cu混合物，滤液1为FeCl2溶液；滤渣1加足量稀盐酸溶解，过滤，得滤液2和滤渣2；洗涤滤渣2，取最后一次洗涤液中加盐酸和硝酸银溶液检验是否洗涤干净，得到纯净Cu单质；滤液2与滤液1混合后通入氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁 （3）Fe2O3和H2S反应生成FeS和S沉淀和水，实现脱硫；FeS被氧气氧化为Fe2O3和SO2，实现脱硫剂再生。 （4）FeS可能被氧气氧化为Fe2(SO4) 3 【解析】（1）①Fe2+易被氧化为Fe3+，Fe3+遇KSCN溶液变红。取该补铁药片于试管中，加入适量蒸馏水溶解，过滤，滴加KSCN溶液变红，说明含有Fe3+，补铁药片已变质。 ②该补铁药片与维生素C同服可以达到更好的补铁效果，说明维生素C抗氧化，则该过程中体现了维生素C的还原性。 （2）取腐蚀液于烧杯中，先加入过量的铁粉，置换出Cu，充分反应后过滤，得滤渣1为Fe、Cu混合物，滤液1为FeCl2溶液；滤渣1加足量稀盐酸溶解，过滤，得滤液2和滤渣2；洗涤滤渣2，取最后一次洗涤液加盐酸和硝酸银溶液检验是否洗涤干净，得到纯净Cu单质；滤液2与滤液1混合后通入氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁。 （3）根据流程图，Fe2O3和H2S反应生成FeS和S沉淀和水，实现脱硫；FeS被氧气氧化为Fe2O3和SO2，实现脱硫剂再生。 （4）400℃时，若O2浓度较大，FeS可能被氧气氧化为Fe2(SO4) 3，脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$