第02讲 铁及其重要化合物（复习讲义）（湖南专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第02讲 铁及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 知识点2 铁的重要氧化物 知识点3 铁的氢氧化物 考向1 考查铁与水蒸气反应 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 【思维建模】Fe(OH)2制备的三种思维方法 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 【思维建模】数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 考点二 铁及其化合物的转化及应用 知识点1 亚铁盐的性质及应用 知识点2 铁盐的性质及应用 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 考向2 考查“铁三角”的转化及应用 考向3 考查铁的“价-类”二维图 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 铁及其化合物的性质及应用 选择题 非选择题 1题3分 5题3分 11题4分 12题4分 Fe2＋、Fe3＋的检验 选择题 非选择题 2题3分 6题3分 13题4分 3题3分 铁及其化合物的转化 选择题 非选择题 16题2分 9题3分 17题2分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的紧密联系，Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。考查内容集中在选择题题中出现某一选项进行分析，简答、实验、推断、计算偶而也会出现。 2．从命题思路上看，预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用与转化,在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。重点涉及：金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等。 复习目标： 1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明铁及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 1．铁元素的存在及使用 (1)存在：铁在自然界中既可以以单质的形态(陨铁)存在，也可以以化合物的形态存在，其主要化合价有_________和_________，地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 (2)使用历史：人类最早使用的铁是陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用 (3)工业炼铁的原理：用_________把铁矿石中的铁提炼出来，如用CO还原Fe2O3 2．原子结构 铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价 3． 铁的物理性质 纯铁具有 金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的 4．铁的化学性质 铁是的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成 铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成 铁的化合物 (1)Fe与非金属反应 ①Fe与O2的反应： (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) ②Fe在氯气中燃烧： (产生棕黄色的烟) ③Fe与硫的反应： (2)Fe与水蒸气的反应： 得分速记 ①铁与水蒸气反应，日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应 ②常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里的O2等共同作用下，铁易被腐蚀 (3)Fe与酸的反应 ①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应：常温下，铁遇 、 时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为 ，属于化学变化；但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应，如：少量的铁与浓硝酸共热 a．少量的铁与稀硝酸反应： 生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应： b．过量的铁与稀硝酸反应： (4)与盐溶液反应 ①与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu ②与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 得分速记 ①铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4 5.铁的冶炼 工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 (1)设备：炼铁高炉 (2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 (3)主要反应 ①还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 知识点2 铁的重要氧化物 1.物理性质比较 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 颜色状态 粉末 粉末 晶体(有磁性) 化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液 2.化学性质 ①稳定性 a．FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 b．Fe2O3和Fe3O4很稳定 ②与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋ a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O ③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．FeO与稀硝酸反应： b．Fe2O3与稀硝酸反应： c．Fe3O4与稀硝酸反应： ④与还原性酸(如：HI)的反应 a．FeO与HI反应： b．Fe2O3与HI反应： c．Fe3O4与HI反应： 知识点3 铁的氢氧化物 1.物理性质比较 氢氧化物 性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 固体 固体 铁的价态 ＋2 ＋3 溶解性 水 2.化学性质 ①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与稀硝酸反应： 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O b．Fe(OH)3与稀硝酸反应： Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ③与还原性酸(如：HI)的反应 a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O ④热稳定性：Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物 a．Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气生成FeO，在空气中最终转化为Fe2O3) b．Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O ⑤Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有 ，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3 a．转化过程中的特殊现象是： 迅速变成 ，最终变成 b．转化的方程式： (反应类型：化合反应、氧化还原反应) 得分速记 ①Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化，化学方程式为：4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O，所以在 空气中加热Fe(OH)2得不到FeO ②FeO、Fe(OH)2中的Fe为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸发生的氧化还原反应而不是复分解反应，但与HI反应时发生的是复分解反应 ③Fe2O3、Fe(OH)3中的铁为+3价，处于最高价态，只有氧化性，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸时发生的是复分解反应而不能发生氧化还原反应，但与HI反应时则发生氧化还原反应 ④Fe3O4既有+2价又有+3价，与HNO3、浓硫酸、HI反应时发生的是氧化还原反应 考向1 考查铁与水蒸气反应 例1（2024·湖南永州·三模）用下列装置进行相应实验，其中实验装置不严谨的是 A．制取完美的明矾晶体 B．验证牺牲阳极法保护铁 C．检验铁粉与水蒸气反应产生的氢气 D．探究浓硫酸的强氧化性和SO2的漂白性 A．A B．B C．C D．D 【变式训练1】（2024·湖南衡阳·模拟预测）下列有关铁及其化合物的实验方案，对应的现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 将红热的铁与水蒸气在高温条件下反应，反应结束后，将磁铁靠近产物 反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引 铁与水蒸气在高温下反应，生成Fe3O4 B 取5mLFeCl3溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3溶液至过量。再加入过量稀盐酸和BaCl2溶液 加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色。加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀 Fe3+和既发生氧化还原反应，也发生双水解 C 为了验证Fe2+的还原性，取FeCl2溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 Fe2+具有还原性 D 向少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液 溶液变血红色 CN-与Fe3+的配位能力小于SCN- A．A B．B C．C D．D 【变式训练2】（2024·湖南娄底·一模）下列有关反应的方程式书写不正确的是 A．实验室中可利用的水解反应制取，其反应的化学方程式为： B．溶液与反应的离子方程式为： C．红热的铁可以与水蒸气发生反应： D．某锂离子电池的总反应为：，则负极反应式为： 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 例2（2024·湖南长沙·二模）下列实验装置、原理、操作都能达到目的是 A．快速制取氨气 B．制取 C．中和滴定 D．碳酸、苯酚的酸性比较 A．A B．B C．C D．D 思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法 (1)有机层覆盖法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。 图1 图2 图3 (2)还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 (3)电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）下列说法正确的是 A．利用图1验证非金属性强弱：Cl>C>Si B．利用图2除去甲烷中的乙烯气体 C．利用图3制备氢氧化亚铁 D．利用图4证明MnO2是H2O2分解的催化剂 【变式训练2】（2024·湖南岳阳·一模）下列装置能完成相应实验的是 A．装置Ⅰ：验证干燥的氯气没有漂白性 B．装置Ⅱ：实验室制少量氯气 C．装置Ⅲ：配制一定物质的量浓度的NaOH溶液 D．装置Ⅳ：在较长时间内观察白色絮状沉淀 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 例3（2024·湖南岳阳·一模）现有51.2g由、和组成的固体混合物，用400g质量分数为的盐酸恰好将之完全溶解。将此固体混合物用充分还原，则生成的铁的质量为 A．38.4g B．34g C．24.6g D．44.8g 思维建模 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）部分氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如图处理： 下列说法不正确的是 A．滤液A中的阳离子为Fe2+、Cu2+、H+ B．样品中Fe元素的质量为2.24g C．参与反应的n(H2SO4)=0.04mol D．V＜896 【变式训练2·变载体】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是 A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜 C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜 D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下) 考点二 铁及其化合物的转化及应用 知识点1 亚铁盐的性质及应用 1.Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈 ，Fe2＋处于铁的中间价态，既有 ，又有 ，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性 2.氧化性 Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ 3.还原性 Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性 ①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式： ②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式： ③Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： 4.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 知识点2 铁盐的性质及应用 1.氧化性 含有Fe3＋的溶液呈 ，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为 。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②FeCl3溶液滴入 ，溶液 ，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 2.特性——检验Fe3＋ 含有Fe3＋的盐溶液遇到 时变成 ， 血红色溶液) 3.易水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极 ，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用 的方法除去溶液中的铁离子 ③利用Fe3＋易水解的性质，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，然后再稀释至所需浓度 ④Fe3＋与HCO、AlO、CO等水解呈碱性的离子不能大量共存 4.其他重要的铁盐及应用 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 莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 1.Fe3＋的检验 ①观察法：溶液呈 ，证明含有Fe3＋ ②KSCN法：加入 或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈 ，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 ③碱液法：加入 或 溶液，有 生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) ④淀粉KI试纸法：能使 ，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 ⑤铜片法：加入 ，铜片溶解且溶液变为 ，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ ⑥苯酚法：加入 溶液，溶液呈 ，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－(紫色溶液)＋6H+ ⑦H2S法：通入 或加入 ，有 析生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2.Fe2+的检验 ①观察法：溶液呈 ，证明含有Fe2＋ ②铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：加入 溶液，有 生成，证明含有Fe2＋ 离子方程式：3Fe2+＋2FeCN)63—===Fe3[FeCN)6]2↓(蓝色沉淀) ③碱液法：加入 或 溶液，产生 ，迅速变成 ，最终变为 ，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) ④KMnO4法：加入少量 ，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O ⑤KSCN法：先加入 ，溶液 ，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋ 得分速记 ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－) ②当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在 ③Fe3＋、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) 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 1． “铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 “铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系 (1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁 ①Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+ 如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ ②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+ 如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O (2)Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性 ①Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色) 4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) 3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O ②Fe(Ⅱ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ (3)Fe3+()具有较强的氧化性 ①Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等 2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ 2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+ 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应 ②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 2．基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系 (1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)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类别物质之间的转化，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、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性 3．应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 FeCl3 FeCl2 FeCl2 CuCl2 Fe Al Fe2O3 Al2O3、SiO2 CuCl2 FeCl3 CaCl2 FeCl3 MgCl2 FeCl3 (2)工业生产中溶液中Fe3＋、Fe2＋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： a．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)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 b．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)，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe2＋转化为Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 ③示例： a．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，搅拌充分反应后 过滤除去 b．除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或 Cu(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去 (3)判断离子能否共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存 ③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存 ④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、AlO、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存 (4)盐溶液的配制与保存 ①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解 ②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解 (5)物质制备 ①制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液 ②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验 例1 （2024·湖南邵阳·三模）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．无色透明的溶液中：、、、 B．的溶液中：、、、 C．与反应能放出的溶液中：、、、 D．使酚酞变红色的溶液中：、、、 【变式训练1】（2024·湖南衡阳·模拟预测）某实验小组为了探究过量铁粉与硝酸酸化的溶液反应过程中溶液显黄色的原因，设计实验如下： 实验编号 实验操作 实验现象 1 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置 烧杯底部有黑色固体，约后溶液明显变黄 2 在实验1中反应、和时，分别取上层清液滴加等量溶液 时产生白色沉淀，溶液呈红色：时白色沉淀减少，溶液颜色加深；时白色沉淀更少，溶液颜色较更浅 3 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置，分别取反应和时的上层清液滴加等量溶液 时溶液呈浅红色；时溶液颜色较时更浅 已知：与反应生成白色沉淀，下列说法错误的是 A．由上述实验可知溶液变黄的主要原因是酸性环境下的氧化性引起 B．由实验1和实验2可知，黄色溶液中含有 C．由实验2的现象推断时溶液颜色变浅是因为发生了反应 D．要验证实验1中黑色固体是否含有，可向黑色固体中加稀盐酸 【变式训练2】（2024·湖南长沙·三模）由下列实验操作及现象能得出的且正确的结论是 选项 实验操作及现象 结论 A 向20mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中滴加10mL0.1mol·L-1NaCl溶液，出现白色沉淀，继续滴加10 mL 0. 1 mol·L-1NaBr溶液，白色沉淀变成浅黄色沉淀 Ksp(AgBr)< Ksp(AgCl) B 在试管中加入2mL10%NaOH溶液，再加入5滴5%CuSO4溶液，振荡后加入0.5mL物质B的水溶液，加热，出现砖红色沉淀 物质B有还原性 C 向某溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，试纸变蓝 该溶液中一定含有铵盐 D 将20 mL 0.2 mol·L-1FeCl3溶液与30 mL 0. 1 mol·L-1KI溶液混合，滴入几滴KSCN溶液，溶液变红 为可逆反应 A．A B．B C．C D．D 考向2 考查“铁三角”的转化及应用 例2（2024·湖南衡阳·一模）价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是 A．f，d均可通过化合反应制备 B．可通过图2灼烧d得到c C．可通过图3装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D．a→f→g→e的每步转化均可一步实现 【变式训练1】（2024·湖南娄底·调研）甲、乙、丙、丁是中学化学常见物质，它们有如图所示转化关系(反应条件和其他产物省略)，有关描述错误的是 A．若甲为氢氧化钠溶液，则丁可能为二氧化碳 B．若乙为淡黄色固体，则丙可能为二氧化硫 C．若乙为两性氢氧化物，则丁溶液可能呈碱性 D．若丁是铁单质，则甲一定为氯气 【变式训练2】（2024·湖南益阳·联考）实验室用严重锈蚀的废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体()，流程如下： 下列说法正确的是 A．上述流程中涉及的反应均属于氧化还原反应 B．“酸溶”时试剂可用稀硫酸或稀盐酸 C．“还原”时发生反应的离子方程式为 D．“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶 考向3 考查铁的“价—类”二维图 例3（2024·湖南岳阳·模拟预测）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，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下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①转化 B．加热发生转化⑥，加水可发生逆反应 C．维生素C能将转化为，说明维生素C可作抗氧化剂 D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 【变式训练1】（2024·湖南岳阳·一模）“价-类”二维图是学习元素化合物性质的归纳方法。下列“价-类”二维图中，部分物质含钠或铁元素。下列说法不正确的是 A．d→c→e→f→d转化均可一步实现 B．b代表的物质中，有既能与酸反应也能与碱反应的物质 C．a代表的物质中，阴阳离子个数比均为 D．若物质g燃烧火焰呈黄色，该单质在空气中久置最终变成其酸式盐 【变式训练2】（2025·湖南衡阳·一模）如图是部分含铁物质的价类关系图。有关推断合理的是 A．在一定条件下分别与氧气或水蒸气反应均可转化为 B．溶于氢碘酸的离子方程式为： C．与、与均可通过化合反应来实现相互转化 D．是一种绿色净水剂，其杀菌消毒的原理与84消毒液相同。 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 例4（2025·湖南·模拟预测）一种以低品位锰矿(含、及少量、、)为原料生产的工艺流程如下。 已知：在该流程条件下，、完全沉淀的pH分别为3.7和5.0，、开始沉淀的pH分别为7.2和8.8.下列说法错误的是 A．“溶浸”过程中只体现了氧化性(不考虑的自身分解反应) B．“调pH”中物质A可以是MnO C．“沉锰”所得滤液中溶质的主要成分为 D．在空气中加热氧化过程的化学方程式为 【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）碱式硫酸铁[，黄褐色固体]是一种新型高效絮凝剂和污泥处理剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图： 已知：部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。 金属阳离子 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 下列说法不正确的是 A．“搅拌”时加入少量将溶液的pH调节在 B．生成滤渣的方程式为 C．该工艺流程不符合绿色化学的理念 D．“反应Ⅱ”中若用代替，当11.2L(标准状况)参与反应，则相当于节约了2mol 【变式训练2】（2024·湖南·三模）金属锰用于生产多种重要的合金。工业上由碳酸锰矿(主要成分为，还含有等杂质)制备金属锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．“浸渣”的主要成分可用于制造陶瓷和耐火材料 B．“氧化”时消耗的过氧化氢与的物质的量之比为 C．“沉铁”时发生反应的离子方程式为 D．“电解”过程中提高电解质溶液的酸度，电解效率会降低 1．（2025·湖南·高考真题）化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是 A．溶液褪色 B．产生红色沉淀 C．溶液呈紫色 D．试纸变为蓝色 A．A B．B C．C D．D 2．（2023·湖南·高考真题）取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为)，反应现象没有明显差别的是 选项 试剂① 试剂② A 氨水 溶液 B 溶液 溶液 C 溶液 酸性溶液 D 溶液 溶液 A．A B．B C．C D．D 3．（2025·广东·高考真题）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 浓硝酸具有强氧化性 B 向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑 浓硫酸具有脱水性 C 与可生成蓝色物质 KSCN溶液可用于检验 D 与浓盐酸共热，生成黄绿色气体 A．A B．B C．C D．D 4．（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 5．（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 6．（2022·河北·高考真题）以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。 (2)黄铁矿研细的目的是 。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。 (4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。 (6)若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为 和 (填化学式，不引入杂质)。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 铁及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 知识点2 铁的重要氧化物 知识点3 铁的氢氧化物 考向1 考查铁与水蒸气反应 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 【思维建模】Fe(OH)2制备的三种思维方法 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 【思维建模】数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 考点二 铁及其化合物的转化及应用 知识点1 亚铁盐的性质及应用 知识点2 铁盐的性质及应用 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 考向2 考查“铁三角”的转化及应用 考向3 考查铁的“价-类”二维图 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 铁及其化合物的性质及应用 选择题 非选择题 1题3分 5题3分 11题4分 12题4分 Fe2＋、Fe3＋的检验 选择题 非选择题 2题3分 6题3分 13题4分 3题3分 铁及其化合物的转化 选择题 非选择题 16题2分 9题3分 17题2分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的紧密联系，Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。考查内容集中在选择题题中出现某一选项进行分析，简答、实验、推断、计算偶而也会出现。 2．从命题思路上看，预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用与转化,在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。重点涉及：金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等。 复习目标： 1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明铁及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 1．铁元素的存在及使用 (1)存在：铁在自然界中既可以以单质的形态(陨铁)存在，也可以以化合物的形态存在，其主要化合价有＋2价和＋3价，地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 (2)使用历史：人类最早使用的铁是陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用 (3)工业炼铁的原理：用还原剂把铁矿石中的铁提炼出来，如用CO还原Fe2O3 2．原子结构 铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价 3． 铁的物理性质 纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力 4．铁的化学性质 铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物 (1)Fe与非金属反应 ①Fe与O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) ②Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟) ③Fe与硫的反应：Fe＋SFeS (2)Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 得分速记 ①铁与水蒸气反应，日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应 ②常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里的O2等共同作用下，铁易被腐蚀 (3)Fe与酸的反应 ①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应：常温下，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化；但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应，如：少量的铁与浓硝酸共热Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O a．少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 b．过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)与盐溶液反应 ①与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu ②与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 得分速记 ①铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4 5.铁的冶炼 工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 (1)设备：炼铁高炉 (2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 (3)主要反应 ①还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 知识点2 铁的重要氧化物 1.物理性质比较 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液 2.化学性质 ①稳定性 a．FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 b．Fe2O3和Fe3O4很稳定 ②与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋ a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O ③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O b．Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O c．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O ④与还原性酸(如：HI)的反应 a．FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O b．Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O c．Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O 知识点3 铁的氢氧化物 1.物理性质比较 氢氧化物 性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 白色固体 红褐色固体 铁的价态 ＋2 ＋3 溶解性 难溶于水 2.化学性质 ①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O b．Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ③与还原性酸(如：HI)的反应 a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O ④热稳定性：Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物 a．Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气生成FeO，在空气中最终转化为Fe2O3) b．Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O ⑤Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3 a．转化过程中的特殊现象是：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 b．转化的方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (反应类型：化合反应、氧化还原反应) 得分速记 ①Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化，化学方程式为：4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O，所以在 空气中加热Fe(OH)2得不到FeO ②FeO、Fe(OH)2中的Fe为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸发生的氧化还原反应而不是复分解反应，但与HI反应时发生的是复分解反应 ③Fe2O3、Fe(OH)3中的铁为+3价，处于最高价态，只有氧化性，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸时发生的是复分解反应而不能发生氧化还原反应，但与HI反应时则发生氧化还原反应 ④Fe3O4既有+2价又有+3价，与HNO3、浓硫酸、HI反应时发生的是氧化还原反应 考向1 考查铁与水蒸气反应 例1（2024·湖南永州·三模）用下列装置进行相应实验，其中实验装置不严谨的是 A．制取完美的明矾晶体 B．验证牺牲阳极法保护铁 C．检验铁粉与水蒸气反应产生的氢气 D．探究浓硫酸的强氧化性和SO2的漂白性 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．晶体具有自范性，木棍下方的线上可析出明矾晶体，A正确； B．锌和铁都能导电且锌比铁活泼，和氯化钠溶液形成原电池，锌失电子，保护铁，B正确； C．Fe与水蒸气高温下反应生成氢气，氢气具有可燃性，则图中装置可检验铁粉与水蒸气反应产生的氢气，C正确； D．实验装置缺少尾气处理装置，D错误； 故选D。 【变式训练1】（2024·湖南衡阳·模拟预测）下列有关铁及其化合物的实验方案，对应的现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 将红热的铁与水蒸气在高温条件下反应，反应结束后，将磁铁靠近产物 反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引 铁与水蒸气在高温下反应，生成Fe3O4 B 取5mLFeCl3溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3溶液至过量。再加入过量稀盐酸和BaCl2溶液 加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色。加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀 Fe3+和既发生氧化还原反应，也发生双水解 C 为了验证Fe2+的还原性，取FeCl2溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 Fe2+具有还原性 D 向少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液 溶液变血红色 CN-与Fe3+的配位能力小于SCN- A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．红热的铁与水蒸气在高温条件下反应后，可能铁丝剩余，则反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引，不能证明生成四氧化三铁，A错误； B．加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色，可知相互促进水解，加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀，可知亚硫酸根离子被铁离子氧化生成硫酸根离子，则Fe3+和既发生氧化还原反应，也发生双水解，B正确； C．亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，紫色褪去，不能证明亚铁离子具有还原性，C错误； D．向少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液，应该观察到无明显现象，可知CN-与Fe3+的配位能力大于SCN-，D错误； 故答案为：B。 【变式训练2】（2024·湖南娄底·一模）下列有关反应的方程式书写不正确的是 A．实验室中可利用的水解反应制取，其反应的化学方程式为： B．溶液与反应的离子方程式为： C．红热的铁可以与水蒸气发生反应： D．某锂离子电池的总反应为：，则负极反应式为： 【答案】C 【详解】A．水解反应元素的化合价不变，水解反应生成和HCl，化学方程式为，故A正确； B．溶液与反应生成SO2、S和水，离子方程式为，故B正确； C．红热的铁可以与水蒸气发生反应生成Fe3O4和H2，化学方程式为：3Fe+4H2O(g)4H2+ Fe3O4，故C错误； D．某锂离子电池的总反应为：，则负极反应式为：，故D正确。 答案选C。 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 例2（2024·湖南长沙·二模）下列实验装置、原理、操作都能达到目的是 A．快速制取氨气 B．制取 C．中和滴定 D．碳酸、苯酚的酸性比较 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．浓氨水中含有水，遇氧化钙反应放热，使氨水挥发出来，可用于快速制取氨气，A正确； B．氢氧化亚铁不稳定，在空气中易被氧化，应该在氢氧化钠溶液上方放一层煤油，并改用长滴管伸到液面下，避免接触氧气，B错误； C．氢氧化钠溶液为碱溶液，应该放在碱式滴定管中，图中所示的为酸式滴定管，而且滴定终点溶液显碱性，选择酚酞作指示剂，误差更小，C错误； D．浓盐酸具有挥发性，产生的二氧化碳会混有氯化氢气体，不能确定苯酚是碳酸与苯酚钠产生的，还是挥发出的盐酸与苯酚钠产生的，所以无法比较碳酸和苯酚的酸性，D错误； 故选A。 思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法 (1)有机层覆盖法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。 图1 图2 图3 (2)还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 (3)电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）下列说法正确的是 A．利用图1验证非金属性强弱：Cl>C>Si B．利用图2除去甲烷中的乙烯气体 C．利用图3制备氢氧化亚铁 D．利用图4证明MnO2是H2O2分解的催化剂 【答案】C 【详解】A．判断非金属强弱时，应比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，因此不能比较C、Cl的非金属强弱，且盐酸具有挥发性，无法判断C和Si非金属性强弱，A项错误； B．高锰酸钾能与乙烯反应生成CO2，因此利用图2除去甲烷中的乙烯气体会引入新杂质CO2，B项错误； C．氢氧化亚铁极易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，因此制备氢氧化亚铁时应隔绝空气，图3利用植物油隔绝空气，可以制得氢氧化亚铁，C项正确； D．要证明MnO2是H2O2分解的催化剂，应采用单一变量法，即H2O2溶液的质量和溶质质量分数保持一致，一支试管放入MnO2，一支试管不放，从而证明MnO2是H2O2分解的催化剂，D项错误； 答案选C。 【变式训练2】（2024·湖南岳阳·一模）下列装置能完成相应实验的是 A．装置Ⅰ：验证干燥的氯气没有漂白性 B．装置Ⅱ：实验室制少量氯气 C．装置Ⅲ：配制一定物质的量浓度的NaOH溶液 D．装置Ⅳ：在较长时间内观察白色絮状沉淀 【答案】D 【详解】A．有色鲜花中含有水分，Cl2与水反应产生HCl、HClO，HClO具有强氧化性，会将有色物质氧化产生无色物质，因此装置Ⅰ中不能验证干燥的氯气是否具有漂白性，A项错误； B．实验室制少量氯气要用浓盐酸与二氧化锰反应，B项错误； C．容量瓶不能直接溶解固体氢氧化钠，C项错误； D．Fe与H2SO4发生置换反应产生FeSO4和H2，打开止水夹a，反应产生的H2通过导气管通入试管B中，排出装置中的空气，然后关闭止水夹a，H2将装置A中FeSO4压入装置B中，FeSO4与NaOH溶液反应产生白色沉淀，由于白色沉淀处于H2的环境，因此不能被氧化，故装置Ⅳ能较长时间观察到白色絮状沉淀，D项正确； 答案选D。 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 例3（2024·湖南岳阳·一模）现有51.2g由、和组成的固体混合物，用400g质量分数为的盐酸恰好将之完全溶解。将此固体混合物用充分还原，则生成的铁的质量为 A．38.4g B．34g C．24.6g D．44.8g 【答案】A 【详解】HCl中的氢原子与混合物中的氧原子结合生成H2O，由原子守恒可知：，故，则完全还原后得到铁的质量为51.2g-12.8g=38.4g； 故答案为：A。 思维建模 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）部分氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如图处理： 下列说法不正确的是 A．滤液A中的阳离子为Fe2+、Cu2+、H+ B．样品中Fe元素的质量为2.24g C．参与反应的n(H2SO4)=0.04mol D．V＜896 【答案】A 【详解】A．由分析可知，由于Fe与氧化性最弱的H+发生反应生成氢气，所以溶液中的Cu2+全部被Fe还原，滤液A中不存在Cu2+，A不正确； B．样品中Fe元素全部转化为Fe2O3，其质量为3.2g，则Fe元素的质量为=2.24g，B正确； C．加入硫酸后，铁元素全部转化为FeSO4，则参与反应的n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.04mol，C正确； D．n(FeSO4)=0.04mol，若全部来自Fe与硫酸的反应，则生成H2最多为0.04mol，标况下体积为V＜896mL，D正确； 故选A。 【变式训练2·变载体】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是 A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜 C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜 D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下) 【答案】D 【解析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，而铜与+3价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2价，不可能被氧化到+3价。由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96克正是铜，得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克，与1.96不相等，说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D错误。 考点二 铁及其化合物的转化及应用 知识点1 亚铁盐的性质及应用 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，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性 2.氧化性 Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ 3.还原性 Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性 ①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ③Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 4.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 知识点2 铁盐的性质及应用 1.氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 2.特性——检验Fe3＋ 含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (血红色溶液) 3.易水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子 ③利用Fe3＋易水解的性质，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，然后再稀释至所需浓度 ④Fe3＋与HCO、AlO、CO等水解呈碱性的离子不能大量共存 4.其他重要的铁盐及应用 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 莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 1.Fe3＋的检验 ①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋ ②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 ③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) ④淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 ⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ ⑥苯酚法：加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－(紫色溶液)＋6H+ ⑦H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2.Fe2+的检验 ①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋ ②铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋ 离子方程式：3Fe2+＋2FeCN)63—===Fe3[FeCN)6]2↓(蓝色沉淀) ③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) ④KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O ⑤KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋ 得分速记 ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－) ②当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在 ③Fe3＋、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) 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 1． “铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 “铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系 (1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁 ①Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+ 如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ ②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+ 如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O (2)Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性 ①Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色) 4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) 3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O ②Fe(Ⅱ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ (3)Fe3+()具有较强的氧化性 ①Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等 2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ 2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+ 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应 ②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 2．基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系 (1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)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类别物质之间的转化，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、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性 3．应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 Fe Al 加过量强碱溶液，过滤 Fe2O3 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液，过滤 CuCl2 FeCl3 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3后过滤 CaCl2 FeCl3 加过量CaCO3后过滤 MgCl2 FeCl3 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 (2)工业生产中溶液中Fe3＋、Fe2＋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： a．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)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 b．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)，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe2＋转化为Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 ③示例： a．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，搅拌充分反应后 过滤除去 b．除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或 Cu(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去 (3)判断离子能否共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存 ③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存 ④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、AlO、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存 (4)盐溶液的配制与保存 ①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解 ②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解 (5)物质制备 ①制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液 ②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验 例1 （2024·湖南邵阳·三模）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．无色透明的溶液中：、、、 B．的溶液中：、、、 C．与反应能放出的溶液中：、、、 D．使酚酞变红色的溶液中：、、、 【答案】B 【详解】A．和会反元素生成红色的配合物，不能在无色透明的溶液中大量共存，A不选； B．常温下，的溶液中c(OH-)=<=0.1mol/L，溶液呈酸性，、、、在酸性溶液中不发生反应，可以大量共存，B选； C．与反应能放出的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，在酸性环境中会和发生氧化还原反应，不能大量共存，C不选； D．使酚酞变红色的溶液呈碱性，会和OH-发生反应，不能大量共存，D不选； 故选B。 【变式训练1】（2024·湖南衡阳·模拟预测）某实验小组为了探究过量铁粉与硝酸酸化的溶液反应过程中溶液显黄色的原因，设计实验如下： 实验编号 实验操作 实验现象 1 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置 烧杯底部有黑色固体，约后溶液明显变黄 2 在实验1中反应、和时，分别取上层清液滴加等量溶液 时产生白色沉淀，溶液呈红色：时白色沉淀减少，溶液颜色加深；时白色沉淀更少，溶液颜色较更浅 3 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置，分别取反应和时的上层清液滴加等量溶液 时溶液呈浅红色；时溶液颜色较时更浅 已知：与反应生成白色沉淀，下列说法错误的是 A．由上述实验可知溶液变黄的主要原因是酸性环境下的氧化性引起 B．由实验1和实验2可知，黄色溶液中含有 C．由实验2的现象推断时溶液颜色变浅是因为发生了反应 D．要验证实验1中黑色固体是否含有，可向黑色固体中加稀盐酸 【答案】A 【详解】A．实验1中3 min后溶液明显变黄，滴加等量KSCN溶液后呈红色，而实验3中溶液呈浅红色，说明硝酸可将Fe氧化为Fe2+，Ag+可将Fe2+氧化为Fe3+，故溶液变黄的主要是Ag+将Fe2+氧化为Fe3+，A错误； B．向含有三价铁离子的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液会变为红色，通过实验2可以证明黄色溶液中含有三价铁离子，B正确； C．由于铁粉过量，过量的铁粉会与三价铁离子反应生成亚铁离子，C正确； D．盐酸可以与Fe反应但不与Ag反应，故向实验1所得黑色固体中加过量稀盐酸，有固体剩余则证明固体中有Ag，D正确； 故错误的选A。 【变式训练2】（2024·湖南长沙·三模）由下列实验操作及现象能得出的且正确的结论是 选项 实验操作及现象 结论 A 向20mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中滴加10mL0.1mol·L-1NaCl溶液，出现白色沉淀，继续滴加10 mL 0. 1 mol·L-1NaBr溶液，白色沉淀变成浅黄色沉淀 Ksp(AgBr)< Ksp(AgCl) B 在试管中加入2mL10%NaOH溶液，再加入5滴5%CuSO4溶液，振荡后加入0.5mL物质B的水溶液，加热，出现砖红色沉淀 物质B有还原性 C 向某溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，试纸变蓝 该溶液中一定含有铵盐 D 将20 mL 0.2 mol·L-1FeCl3溶液与30 mL 0. 1 mol·L-1KI溶液混合，滴入几滴KSCN溶液，溶液变红 为可逆反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．过量的AgNO3溶液可直接与NaBr溶液反应生成AgBr沉淀，无法证明沉淀发生转化，不能比较二者Ksp，A错误； B．在试管中加入2mL10%NaOH溶液，再加入5滴5%CuSO4溶液，得到新制碱性氢氧化铜，振荡后加入0.5mL物质B的水溶液，加热，出现砖红色沉淀，说明生成氧化亚铜，同时证明物质B有还原性，B正确； C．向某溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，试纸变蓝，说明逸出了氨气，可能原溶液含氨水或有机物中某些物质与氢氧化钠溶液反应释放出氨气，不一定含铵盐，C错误； D．将20 mL 0.2 mol·L-1FeCl3溶液与30 mL 0. 1 mol·L-1KI溶液混合，FeCl3溶液剩余，滴入几滴KSCN溶液，溶液变红，不能证明该反应为可逆反应，D错误； 答案选B。 考向2 考查“铁三角”的转化及应用 例2（2024·湖南衡阳·一模）价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是 A．f，d均可通过化合反应制备 B．可通过图2灼烧d得到c C．可通过图3装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D．a→f→g→e的每步转化均可一步实现 【答案】A 【详解】A．f为亚铁盐，可通过反应Fe+2Fe3+=3Fe2+得到，d为Fe(OH)3，可通过反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=Fe(OH)3反应得到，均为化合反应，A正确； B．d为Fe(OH)3，c为Fe2O3，Fe(OH)3受热分解得到Fe2O3，灼烧应在坩埚中进行，B错误； C．图3中装置A中的导管没有插入到液面以下，生成的硫酸亚铁无法压入到B管中，无法制备氢氧化亚铁，C错误； D．a为Fe，f为亚铁盐，g为铁盐，e为Fe(OH)2，Fe与稀盐酸或稀硫酸反应得到亚铁盐，亚铁盐与氯气反应得到铁盐，铁盐不能一步得到Fe(OH)2，D错误； 故选A。 【变式训练1】（2024·湖南娄底·调研）甲、乙、丙、丁是中学化学常见物质，它们有如图所示转化关系(反应条件和其他产物省略)，有关描述错误的是 A．若甲为氢氧化钠溶液，则丁可能为二氧化碳 B．若乙为淡黄色固体，则丙可能为二氧化硫 C．若乙为两性氢氧化物，则丁溶液可能呈碱性 D．若丁是铁单质，则甲一定为氯气 【答案】D 【详解】A．若甲为氢氧化钠溶液，丁为二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应生成乙为碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳反应生成丙为碳酸氢钠，甲、丙可反应生成碳酸钠，符合转化关系，故A正确； B．乙为淡黄色固体，应为硫，甲为硫化氢，与氧气反应生成乙为硫，硫与氧气反应生成二氧化硫，硫化氢和二氧化硫反应可生成硫，故B正确； C．若乙为两性氢氧化物，为氢氧化铝，甲可为氯化铝，丁为氢氧化钠，丙为偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液呈碱性，故C正确； D．氯气和铁反应只生成氯化铁，不存在如图转化关系，故D错误。 故选：D。 【变式训练2】（2024·湖南益阳·联考）实验室用严重锈蚀的废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体()，流程如下： 下列说法正确的是 A．上述流程中涉及的反应均属于氧化还原反应 B．“酸溶”时试剂可用稀硫酸或稀盐酸 C．“还原”时发生反应的离子方程式为 D．“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶 【答案】D 【详解】A． Fe2O3与硫酸的反应不是氧化还原反应，故A错误； B． “酸溶”时不能用盐酸，会引入Cl—，故B错误； C． 所给的离子方程式电荷不守恒，“还原”时发生反应的离子方程式为，故C错误； D． 晶体带结晶水，一般采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法提取，“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶，故D正确； 故选D。 考向3 考查铁的“价—类”二维图 例3（2024·湖南岳阳·模拟预测）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，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下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①转化 B．加热发生转化⑥，加水可发生逆反应 C．维生素C能将转化为，说明维生素C可作抗氧化剂 D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 【答案】C 【详解】A．高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不能实现上述转化，A错误； B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe2O3加水不溶解不可实现逆转化，B错误； C．维生素C具有还原性，可将Fe3+转化为Fe2+，说明维生素C具有还原剂，可作抗氧化剂，C正确； D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，被氧化成Fe3O4，D错误； 故选C。 【变式训练1】（2024·湖南岳阳·一模）“价-类”二维图是学习元素化合物性质的归纳方法。下列“价-类”二维图中，部分物质含钠或铁元素。下列说法不正确的是 A．d→c→e→f→d转化均可一步实现 B．b代表的物质中，有既能与酸反应也能与碱反应的物质 C．a代表的物质中，阴阳离子个数比均为 D．若物质g燃烧火焰呈黄色，该单质在空气中久置最终变成其酸式盐 【答案】D 【详解】A．若该元素表示铁元素，d→c表示铁离子被还原为亚铁离子，c→e亚铁离子与碱反应生成氢氧化亚铁，e→f表示氢氧化铁与氧气和水反应生成氢氧化铁，f→d表示氢氧化铁与酸反应生成铁离子，A正确； B．b为钠盐，碳酸氢钠既能与酸反应也能与碱反应，B正确； C．a为Na2O或Na2O2，阴阳离子个数比均均为，C正确； D．物质g燃烧火焰呈黄色，此时元素为Na元素，其单质在空气中久置最终变为碳酸钠，属于正盐，D错误； 答案选D。 【变式训练2】（2025·湖南衡阳·一模）如图是部分含铁物质的价类关系图。有关推断合理的是 A．在一定条件下分别与氧气或水蒸气反应均可转化为 B．溶于氢碘酸的离子方程式为： C．与、与均可通过化合反应来实现相互转化 D．是一种绿色净水剂，其杀菌消毒的原理与84消毒液相同。 【答案】D 【详解】A．单质铁与水蒸气反应生成Fe3O4，不能得到Fe2O3，故A错误； B．Fe2O3与氢碘酸会发生氧化还原反应，离子方程式为：，故B错误； C．Fe(OH)2不能由Fe(OH)3通过化合反应得到，故C错误； D．h为高铁酸盐，具有强氧化性，其杀菌消毒的原理与84消毒液相同，故D正确； 答案选D。 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 例4（2025·湖南·模拟预测）一种以低品位锰矿(含、及少量、、)为原料生产的工艺流程如下。 已知：在该流程条件下，、完全沉淀的pH分别为3.7和5.0，、开始沉淀的pH分别为7.2和8.8.下列说法错误的是 A．“溶浸”过程中只体现了氧化性(不考虑的自身分解反应) B．“调pH”中物质A可以是MnO C．“沉锰”所得滤液中溶质的主要成分为 D．在空气中加热氧化过程的化学方程式为 【答案】A 【详解】A．溶浸过程中H+与MnCO3、Fe3O4、Al2O3反应生成Mn2+、Fe3+、Al3+等，根据流程图，Mn2O3在酸性条件下将H2O2氧化成O2，本身被还原成Mn2+，作还原剂，A错误； B．加入适量A调节溶液pH值，将铁离子、铝离子生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时不能引入新的杂质，物质A可以是MnO，B正确； C．由分析可知，“沉锰”过程中MnSO4和氨水反应生成Mn(OH)2和，所得滤液中溶质的主要成分为，C正确； D．Mn(OH)2在空气中加热和O2反应生成Mn3O4，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：，D正确； 故选A。 【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）碱式硫酸铁[，黄褐色固体]是一种新型高效絮凝剂和污泥处理剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图： 已知：部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。 金属阳离子 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 下列说法不正确的是 A．“搅拌”时加入少量将溶液的pH调节在 B．生成滤渣的方程式为 C．该工艺流程不符合绿色化学的理念 D．“反应Ⅱ”中若用代替，当11.2L(标准状况)参与反应，则相当于节约了2mol 【答案】B 【详解】A．加入少量调节pH，使完全沉淀，而不沉淀，根据表格数据可推断，应控制在范围内，A正确； B．和完全双水解生成，离子方程式为，B错误； C．该过程中有NO生成，不符合绿色化学的理念，C正确； D．若有11.2L(标准状况)即参与反应，则转移电子2 mol，若用作氧化剂，还原产物为NO，每1 mol转移1 mol电子，所以标况下11.2 L参与反应相当于节约2 mol，D正确； 故选B。 【变式训练2】（2024·湖南·三模）金属锰用于生产多种重要的合金。工业上由碳酸锰矿(主要成分为，还含有等杂质)制备金属锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．“浸渣”的主要成分可用于制造陶瓷和耐火材料 B．“氧化”时消耗的过氧化氢与的物质的量之比为 C．“沉铁”时发生反应的离子方程式为 D．“电解”过程中提高电解质溶液的酸度，电解效率会降低 【答案】B 【详解】A．碳酸锰矿中仅有不溶于硫酸，“浸渣”的主要成分为可用于制造玻璃、光导纤维陶瓷和耐火材料等，A项正确； B．可做过氧化氢分解的催化剂，故“氧化”时消耗的过氧化氢与的物质的量之比应大于，B项错误； C．“沉铁”时发生反应的离子方程式为，C项正确； D．若“电解”过程中过度提高电解质溶液的酸度，大量会在阴极上放电，导致电解效率降低，D项正确； 答案选B。 1．（2025·湖南·高考真题）化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是 A．溶液褪色 B．产生红色沉淀 C．溶液呈紫色 D．试纸变为蓝色 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾氧化，从而使其褪色，A正确； B．溶液与溶液发生复分解反应，生成蓝色沉淀，B错误； C．苯酚与发生显色反应，溶液呈紫色，C正确； D．浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸，发生反应：，试纸变为蓝色，D正确； 故选B。 2．（2023·湖南·高考真题）取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为)，反应现象没有明显差别的是 选项 试剂① 试剂② A 氨水 溶液 B 溶液 溶液 C 溶液 酸性溶液 D 溶液 溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．向氨水中滴加溶液并振荡，由于开始时氨水过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为，继续滴加产生沉淀；向溶液中滴加氨水并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多,发生的反应为；当氨水过量后，继续滴加氨水沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，A不符合题意； B．向中滴加溶液并振荡，由于开始时过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为；向溶液中滴加并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多,发生的反应为；当过量后，继续滴加沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，B不符合题意； C．向溶液中滴加酸性溶液并振荡，由于开始时是过量的，可以被完全还原，可以看到紫红色的溶液褪为无色，发生的反应为;向溶液中滴加酸性溶液并振荡，由于开始时是过量的，逐渐被还原，可以看到紫红色的溶液逐渐变浅，最后变为无色，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，C不符合题意； D．向溶液中滴加溶液，溶液立即变为血红色；向溶液中滴加溶液，溶液同样立即变为血红色，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别，D符合题意； 综上所述，本题选D。 3．（2025·广东·高考真题）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 浓硝酸具有强氧化性 B 向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑 浓硫酸具有脱水性 C 与可生成蓝色物质 KSCN溶液可用于检验 D 与浓盐酸共热，生成黄绿色气体 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为其见光易分解，而非因其强氧化性，陈述Ⅰ正确但因果关系错误，A不符合题意； B．浓硫酸使蔗糖变黑体现其脱水性，陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且存在因果关系，B符合题意； C．Fe2+与K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀用于检验Fe2+，而KSCN用于检验Fe3+，两者无直接因果关系，C不符合题意； D．MnO2与浓盐酸生成Cl2是独立反应，与Cl2和SO2的反应无因果关系，D不符合题意； 故选B。 4．（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 【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。 5．（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。 6．（2022·河北·高考真题）以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。 (2)黄铁矿研细的目的是 。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。 (4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。 (6)若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为 和 (填化学式，不引入杂质)。 【答案】(1) Fe2O3 SiO2 (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率 (3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 (5) +2； 6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+ (6) H2O2 NH3·H2O 【详解】（1）由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；SiO2； （2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率； （3）由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4，故答案为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4； （4）由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤； （5）沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案为：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6； （6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；NH3·H2O。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$