第3章 第10讲 铁及其化合物的转化(Word教参)-【精讲精练】2026年高考化学一轮复习（鲁科版）

第10讲　铁及其化合物的转化 [课程标准]　1.基于“价—类”二维图理解铁及其化合物的转化关系。2.能通过实验探究掌握Fe2＋与Fe3＋的相互转化。 考点一　基于“价—类”二维图理解铁及其化合物的转化关系 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。 1．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。如图为铁及其化合物的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现转化① B．Fe2＋转化为Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入适量的酸性H2O2溶液 C．由图可预测高铁酸盐(FeO)可能具有强氧化性 D．Fe3加热可实现转化⑥，加稀硝酸溶解可实现转化③ 解析　Fe在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，不能发生转化①，故A错误；Fe2＋转化为Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入适量的酸性H2O2溶液，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋，故B正确；由图可预测高铁酸盐(FeO)可能具有强氧化性，高铁酸盐中Fe为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒等，故C正确；Fe3加热可实现转化⑥分解生成三氧化二铁，加稀硝酸溶解生成硝酸铁，可实现转化③，故D正确。 答案　A 2．铁及其重要化合物在日常生活中应用广泛，其之间的部分转化关系如下图所示。 (1)M的化学式为________，物质类别为________。 (2)实现①的转化，可选用足量的________________(填“稀盐酸”或“NaOH溶液”)。 (3)实现③的转化，可选用下列试剂中的______________(填字母)。 A．O2　　　　　　 B．H2 C．H2SO4 D．HNO3 (4)电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘体上的铜箔(Cu)制造印刷电路板。腐蚀后溶液中的阳离子有H＋、Fe3＋、______________、______________。确认腐蚀后溶液中存在Fe3＋，可选用的试剂为____________溶液。 解析　(1)M的化学式为Fe(OH)3，物质类别是碱； (2)铁与稀盐酸反应可生成亚铁离子，该转化的离子反应方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑； (3)氢氧化亚铁到氢氧化铁需要氧化剂，可选氧气，稀硝酸也有氧化性，但是氢氧化铁与稀硝酸反应，故选A； (4)FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘体上的铜箔反应的化学反应方程式为：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，腐蚀后溶液中的阳离子有H＋、Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，为了验证有铁离子存在，可选用试剂为KSCN溶液。 答案　(1)Fe(OH)3　碱　(2)稀盐酸　(3)A　(4)Cu2＋　Fe2＋　KSCN 考点二　基于Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究 Fe2＋与Fe3＋相互转化关系如下： 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　。 1．(2023·北京房山练习)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。 实验Ⅰ：将Fe3＋转化为Fe2＋(如图) (1)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案： 实验方案 现象 结论 步骤1：取4 mL__________mol·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液 产生白 色沉淀 CuSO4溶液与KSCN溶 液反应产生了白色沉淀 步骤2：取___________，___________。 无明 显现象 查阅资料： 已知：①SCN－的化学性质与I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2。 Cu2＋与SCN－反应的离子方程式为______________。 实验Ⅱ：将Fe2＋转化为Fe3＋ 实验方案 现象 向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL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 探究上述现象出现的原因。 查阅资料：Fe2＋＋NOFe(NO)2＋(棕色) (2)用离子方程式解释NO产生的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)由反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可知得到的溶液中Fe2＋浓度为0.2 mol·L－1，Cu2＋为0.1 mol·L－1，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液，验证白色沉淀是由Cu2＋还是由Fe2＋和SCN－反应生成的；由已知：①SCN－的化学性质与I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2可知，Cu2＋与SCN－反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应的离子方程式为：2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2。 (2)Fe2＋具有还原性，酸性条件下NO具有强氧化性，二者反应生成Fe3＋、NO与水，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 答案　(1)0.1　4 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液　向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液　2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2 (2)3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 2．硫酸亚铁(FeSO4)和硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]都是在生产、生活中有重要用途的亚铁盐，探究其饱和溶液稳定性的实验如下：先分别配制FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2饱和溶液，测定pH分别为4.46、4.22，后续实验如图所示。 实验结果如表： 硫酸亚铁和硫酸亚铁铵饱和溶液稳定性对比实验研究 溶质 0 min 1 min 15 min 60 min 3 h 5 h 24 h FeSO4 淡淡的桔黄色 桔红色 红色 红色 深红 深红 深红 (NH4)2 Fe(SO4)2 几乎无色 米色 米色 浅黄 黄色 桔红 桔红 回答下列问题： (1)由该实验可以得出两种饱和溶液的稳定性：FeSO4________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)(NH4)2Fe(SO4)2，物质的量浓度：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2。 (2)FeSO4饱和溶液需要新配制，若久置会发黄、变浑浊，且pH减小，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________。 (3)影响溶液中Fe2＋稳定性的因素可提出3种假设。 假设1：NH的存在使溶液中Fe2＋稳定性增强。 假设2：________使溶液中Fe2＋稳定性增强。 假设3：H＋浓度增大使溶液中Fe2＋稳定性增强。 假设1的依据是NH具有一定的还原性，对Fe2＋有保护作用，判断该观点是否合理并说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)由对该实验进行的分析可以得出，FeSO4 先变色，则表明稳定性差，所以两种饱和溶液的稳定性：FeSO4小于(NH4)2Fe(SO4)2；由溶液的颜色可以看出，物质的量浓度：FeSO4大于(NH4)2Fe(SO4)2。 (2)FeSO4饱和溶液需要新配制，若久置会发黄、变浑浊，表明生成Fe(OH)3沉淀，pH减小，表明生成H＋，所以发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8H＋。 (3)比较FeSO4和(NH4)2Fe(SO4)2的电离产物，可得出影响溶液中Fe2＋稳定性可能因素为NH、SO浓度和pH，从而得出假设2：SO浓度增大使溶液中Fe2＋稳定性增强。 假设1的依据是NH具有一定的还原性，对Fe2＋有保护作用，可从硫酸亚铁和硫酸铵的还原性进行分析，从而得出该观点不合理，理由是：硫酸亚铁溶液易被氧化变质，硫酸铵溶液则不易被氧化，铵离子的还原性弱，不能保护亚铁离子。 答案　(1)小于　大于 (2)4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8H＋ (3)SO浓度增大　不合理，硫酸亚铁溶液易被氧化变质，硫酸铵溶液则不易被氧化，铵离子的还原性弱，不能保护亚铁离子 [对应学生用书P54] 1．(2021·广东卷)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 解析　由图可得：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，A不符合题意；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，B不符合题意；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，C符合题意；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，D不符合题意。 答案　C 2．(2023·浙江1月卷)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 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 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 解析　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；溶液变成血红色的原因，Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，与SO和K＋无关，B错误；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；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。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$