3.1 铁及其化合物 讲义-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

铁及其化合物 学习要点： 考点01 铁 考点02 铁的氧化物 考点03 铁的氢氧化物 考点04 铁盐和亚铁盐 考点05 Fe2+和Fe3+的检验 考点06 铁及其化合物的转化关系 考点01铁 1.存在形式 铁在自然界中 和 都有。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于 、 和 。 需要记忆的小常识： 赤铁矿的主要成分： （ 色） Fe2O3的俗称： 磁铁矿的主要成分： （ 色） 氧化亚铁： （ 色） 黄铁矿的主要成分： （ ） 菱铁矿的主要成分： （ ） 生铁：含碳量2-4.3%，硬度大， 。例： 。 是用量最大，用途最广的合金。 钢可分为 钢（0.03-2%）和 钢。 碳素钢（0.03-2%）：低碳钢（0.03-0.3%），中碳钢（0.3-0.6%），高碳钢（0.6-2%）。 合金钢（特种钢）：不锈钢（加入 和 ）。 2.铁的物理性质 颜色：纯铁呈 色，常见的铁呈 色 特性： ，可用于分离提纯 铁有延展性、导热性、导电性。 铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁的熔、沸点 。 3. Fe的冶炼（工业炼铁） 原料： ， ， ， 化学方程式： 作用： 铁矿石： 焦炭： 石灰石（CaCO3）： ① ② 4．铁的化学性质 ①与盐酸反应 离子方程式： ②与硫酸铜溶液反应 离子方程式： ③与非金属单质反应 Fe和Cl2反应： Fe和O2反应： （常温） （现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体） 注意：该类反应，条件不同，产物不同，与过量/少量无关。 Fe与氧气反应，常温生成 ，点燃生成 Na与氧气反应，常温生成 ，点燃生成 ④与水蒸气反应： 化学方程式： 相关实验介绍 【实验】铁粉和水蒸气反应 化学方程式： 实验现象及解释： 现象： 结论： （1）点燃酒精灯的顺序是什么？ （2）防风罩的作用是什么？ 【例1】铁片投入下列溶液，溶液质量减轻，但无气体产生的是(　　) A.盐酸 B.CuSO4溶液 C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液 【例2（双选）】还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A.点燃肥皂泡可观察到深蓝色火焰 B.为了使加热效果更好,可使用酒精喷灯 C.该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为2：3 D.实验结束后,得到黑色固体Fe2O3 【变式1】还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是(　　) A．反应生成Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 【变式2】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（ ） A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯 B．B中发生反应的化学方程式为 2Fe+3H2O（g） Fe2O3+3H2 C．B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原 D．碱石灰的作用是吸收水蒸气 考点02铁的氧化物 名称 氧化亚铁 四氧化三铁 （ 的主要成分） 氧化铁 （ 的主要成分） 化学式 FeO Fe3O4 Fe2O3 铁的化合价 +2 +2、+3 +3 氧化物类型 氧化物 氧化物 氧化物 颜色状态 粉末 晶体 粉末 俗 名 用 途 磁性材料 油漆颜料 2．化学性质 ①与还原剂反应 Fe2O3与H2反应： Fe2O3与CO反应： Fe2O3与Al反应： ②与非氧化性酸反应（复分解反应） FeO与稀盐酸反应的离子方程式： Fe2O3与稀盐酸反应的离子方程式： Fe3O4与稀盐酸反应的离子方程式： 【例1】（2023·长春模拟）某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是（ ） A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 【变式1】实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 （1）如何检查装置A的气密性？ 。 （2）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是 。 （3）装置B的作用是 。装置C中装的液体是 ，所起的作用是 。 （4）点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式 。 （5）若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2g，反应完全后U形管的质量增加7.2g，则混合物中Fe2O3的质量为 。 考点03铁的氢氧化物 1．氢氧化铁胶体的制备 【实验步骤】在小烧杯中加入40 mL_______，加热至_____，向沸水中慢慢滴入5～6滴______氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈_____色，_______加热。即可得到氢氧化铁胶体。反应的离子方程式为___________________________________。 注意：① ② ③ ④ 相关实验介绍 【实验3-1】Fe(OH)2和Fe(OH)3的转化 化学方程式： ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ 现象： FeCl3溶液中加NaOH溶液，___________________________________ FeCl2溶液中加NaOH溶液，___________________________________ 3.热稳定性 M(OH)xMxOy Fe(OH)3_______________________ Fe(OH)2 + O2_______________________ 【例1】下列实验操作错误的是(　　) A．过滤时，玻璃棒抵在三层滤纸上，漏斗下端紧贴烧杯内壁 B．在制备时，将吸有溶液的胶头滴管下端插入溶液液面以下 C．将饱和溶液逐滴滴入沸水中至液体呈透明的红褐色为止得到氢氧化铁胶体 D．蒸发结晶时，蒸发血应在石棉网上加热 【例2】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④ 考点04 铁盐和亚铁盐 一、亚铁盐（中间价，既有氧化性，又有还原性） （1）与金属单质反应 类型一：Mg、Al、Zn发生置换反应 ①___________________________________ ②___________________________________ ③___________________________________ 类型二：Fe2+盐溶液与非常活泼的金属（K、Ca、Na）反应 ①先与水反应：___________________________________ ②碱与亚铁盐反应：___________________________________ （2）还原性（能够与Cl2、Br2、O2、H2O2、酸性KMnO4、氯水等氧化剂反应） ①FeCl2溶液中通入Cl2：___________________________________ ②FeCl2溶液中通入Br2：___________________________________ ③FeCl2溶液中通入O2：___________________________________ ④FeCl2溶液中加入H2O2：___________________________________ ⑤Fe2+与酸性KMnO4溶液反应：___________________________________ （用___________酸化） ⑥Fe2+与氯水反应：___________________________________ 回顾： 氧化性：Cl2> Br2> Fe3+> I2> S 还原性：Cl－< Br－< Fe2+< I－< S2－ ⑦向FeBr2溶液通入Cl2：先氧化_________，后氧化_________ ⑧向FeI2溶液通入Cl2：先氧化_________，后氧化_________ 二、三价铁盐（强氧化性） （1）与金属单质反应 类型一：Fe3+盐溶液与Mg、Al、Zn等活泼金属（分步反应！） ①少量锌：___________________________________ ②过量锌：___________________________________ （先还原为Fe2+，若还原剂过量Fe2+进一步被还原为Fe） 类型二：Fe3+盐溶液与非常活泼的金属（K、Ca、Na）反应 ①先与水反应：___________________________________ ②碱与亚铁盐反应：___________________________________ 类型三：与Fe、Cu反应（重要） ___________________________________ ___________________________________（应用：______________________） (2) Fe3+与S2-和I-不共存 与Na2S溶液反应 ①少量Na2S：___________________________________ ②过量Na2S：___________________________________ 与KI溶液反应：___________________________________ 【例1】（2023·上海·高三专题练习）下列物质不能通过化合反应直接转化的是(　　) A．FeCl2 B．NaHCO3 C．Fe(OH)3 D．Al(OH)3 【例2】以下除杂方法错误的是(括号内为杂质) (　　) A．：饱和溶液 B．固体(固体)：加热 C．溶液(FeCl3溶液)：加入铁粉 D．：在氧气中点燃 【例3】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋ B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 【变式1】称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0 mL 2.00 mol·L−1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60 g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04 g。请计算： (1) 加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量________。 (2) 固体混合物中氧化铜的质量________。 【变式2】向100 mL Fe2（SO4）3和CuSO4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的关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是( ) A．a点时溶液中存在的金属阳离子仅有Cu2+和Fe2+ B．b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ C．c点时加入的铁粉与Cu2+反应 D．原溶液中Fe2（SO4）3和CuSO4的物质的量之比为2:1 考点05 铁离子、亚铁离子的检验 1．Fe3+的检验 （1）试液血红色溶液（最佳方法） 离子方程式：___________________________________ 现象： (注意：Fe(SCN)3可溶于水，____________！) （2） K4[Fe(CN)6]检验法 (Fe3+用_________盐检验) 离子方程式：___________________________________ 现象： 2．Fe2+的检验 （1）试液 （2）K3[Fe(CN)6]检验法 (Fe2+用_________盐检验) 离子方程式：___________________________________ 现象： 相关实验介绍 【实验3-2】Fe3+的检验 离子方程式：___________________________ 现象： ①FeCl3溶液中加入KSCN溶液， ___________________________ ②FeCl2溶液中加入KSCN溶液， ___________________________ 【实验3-3】Fe2+和Fe3+的转化 离子方程式： ___________________________ ___________________________ ___________________________ 现象： ①FeCl3溶液中加入过量铁粉， ___________________________ ②充分反应后，加入KSCN溶液， ___________________________ ③取上清液，加入几滴氯水， ___________________________ 【例1】 【变式1】中医药典记载木耳具有“和血养营”功效（治疗贫血症的功效）。项目小组设计并通过下列实验流程检测木耳中是否含有铁元素。 （1）“灼烧”所使用的容器是 。“灼烧”时，木耳中的有机质先逐步碳化，后逐步氧化为CO和CO2。“灼烧”过程中铁元素可能存在的化合价形态有 。 （2）“酸浸”时，氧化铁和盐酸反应的化学方程式为 。加入氯水时发生的离子反应方程式是 。 （3）“检测”步骤的实验过程为 。检测铁离子的化学反应方程式为 。 考点6 Fe及其化合物的相互转化 编号 化学方程式 离子方程式 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 【例1】下列关于铁矿石的说法正确的是 (　    ) A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.Fe2O3是两性氧化物 C.磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液变红色 D.FeO俗称铁红 【例2】价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，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．用铁丝与水蒸气高温下反应可实现上述转化① B．加热发生转化③ C．实现转化⑤可以加入溶液 D．Fe与强氧化剂可以发生转化⑥ 【变式1】如图是铁及其化合物的“价一类”二维图的部分信息。 回答下列问题： （1）Fe2O3是红棕色粉末，常用作 （写一种用途）。 （2）K2FeO4位于图中 （填“X”“Y”或“Z”），可用作自来水处理剂，它与水作用的化学方程式为，每消耗39.6gK2FeO4，生成O2物质的量为 ，转移电子的数目为 。[M（K2FeO4）=198g·mol-1] （3）Fe（OH）2容易被空气中的O2氧化，最终变为红褐色，反应的化学方程式为 。 （4）某兴趣小组设计实验检验FeCl2溶液中的Fe2+，实验方案为 （可供选用的试剂：0.1mol·L-1FeCl2溶液、新制氯水、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、铁粉）。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 铁及其化合物 学习要点： 考点01 铁 考点02 铁的氧化物 考点03 铁的氢氧化物 考点04 铁盐和亚铁盐 考点05 Fe2+和Fe3+的检验 考点06 铁及其化合物的转化关系 考点01铁 1.存在形式 铁在自然界中单质和化合态都有。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。 需要记忆的小常识： 赤铁矿的主要成分：Fe2O3（红棕色） Fe2O3的俗称：铁红 磁铁矿的主要成分：Fe3O4（黑色） 氧化亚铁：FeO（黑色） 黄铁矿的主要成分：FeS2（二硫化亚铁） 菱铁矿的主要成分：FeCO3（碳酸亚铁） 生铁：含碳量2-4.3%，硬度大，脆。例：下水井盖。 钢材是用量最大，用途最广的合金。 钢可分为碳素钢（0.03-2%）和合金钢。 碳素钢（0.03-2%）：低碳钢（0.03-0.3%），中碳钢（0.3-0.6%），高碳钢（0.6-2%）。 合金钢（特种钢）：不锈钢（加入Cr和Ni）。 2.铁的物理性质 颜色：纯铁呈银白色，常见的铁呈灰黑色 特性：能够被磁铁吸引，可用于分离提纯 铁有延展性、导热性、导电性。 铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁的熔、沸点较高。 3. Fe的冶炼（工业炼铁） 原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 化学方程式： 2C＋O22CO Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 CaCO3+SiO2CaSiO3＋CO2↑（除杂） CO2+C2CO（生成还原剂） 作用： 铁矿石：提供Fe元素 焦炭：生成CO，提供还原剂 石灰石（CaCO3）： ①将铁矿石的SiO2杂质转化为炉渣CaSiO3（熔点高→熔点低） ②反应生成CO2，与焦炭反应提供还原剂CO 4．铁的化学性质 ①与盐酸反应 离子方程式：Fe+2H+Fe2++H2↑ ②与硫酸铜溶液反应 离子方程式：Fe+Cu2+Fe2++Cu ③与非金属单质反应 Fe和Cl2反应：2Fe＋3Cl2 2FeCl3 Fe和O2反应： 4Fe+3O22Fe2O3（常温） 3Fe+2O2 Fe3O4（现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体） 注意：该类反应，条件不同，产物不同，与过量/少量无关。 Fe与氧气反应，常温生成Fe2O3，点燃生成Fe3O4 Na与氧气反应，常温生成Na2O，点燃生成Na2O2 ④与水蒸气反应： 化学方程式：3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2 相关实验介绍 【实验】铁粉和水蒸气反应 化学方程式：3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2 实验现象及解释： 现象：点燃肥皂液，观察到黄色火焰，听到爆鸣声。 结论：在高温下，铁能与水蒸气反应，生成H2。 （1）点燃酒精灯的顺序是什么？ 从左往右（先加热湿棉花，后加热铁粉） （2）防风罩的作用是什么？ 聚拢火焰，提高温度（可以用酒精喷灯替代） 【例1】铁片投入下列溶液，溶液质量减轻，但无气体产生的是(　　) A.盐酸 B.CuSO4溶液 C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液 【例2（双选）】还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A.点燃肥皂泡可观察到深蓝色火焰 B.为了使加热效果更好,可使用酒精喷灯 C.该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为2：3 D.实验结束后,得到黑色固体Fe2O3 【变式1】还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是(　　) A．反应生成Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 【变式2】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（ ） A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯 B．B中发生反应的化学方程式为 2Fe+3H2O（g） Fe2O3+3H2 C．B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原 D．碱石灰的作用是吸收水蒸气 考点02铁的氧化物 名称 氧化亚铁 四氧化三铁 （磁铁矿的主要成分） 氧化铁 （赤铁矿的主要成分） 化学式 FeO Fe3O4 Fe2O3 铁的化合价 +2 +2、+3 +3 氧化物类型 碱性氧化物 特殊氧化物 碱性氧化物 颜色状态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 俗 名 磁性氧化铁 铁红 用 途 磁性材料 油漆颜料 2．化学性质 ①与还原剂反应 Fe2O3与H2反应：Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O Fe2O3与CO反应：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2（高炉炼铁） Fe2O3与Al反应：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热反应） ②与非氧化性酸反应（复分解反应） FeO与稀盐酸反应的离子方程式：FeO+2H+Fe2++H2O Fe2O3与稀盐酸反应的离子方程式：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O Fe3O4与稀盐酸反应的离子方程式：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O 【例1】（2023·长春模拟）某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是（ ） A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 【变式1】实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 （1）如何检查装置A的气密性？ 。 （2）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是 。 （3）装置B的作用是 。装置C中装的液体是 ，所起的作用是 。 （4）点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式 。 （5）若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2g，反应完全后U形管的质量增加7.2g，则混合物中Fe2O3的质量为 。 【答案】（1）关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好 （2）在b出口处检验氢气的纯度 （3）除去H2中混有的HCl气体 浓硫酸 干燥氢气 （4）Fe2O3+3H22Fe+3H2O，FeO+H2Fe+H2O （5）16g 【分析】U形管的作用是吸收反应生成的水，为了保证纯净的H2进入D装置，必须利用B、C装置除杂（HCl气体和水蒸气）；为了保证U形管增加的质量等于反应生成水的质量，必须用F装置防止空气中的水蒸气进入E装置。 【详解】（1）检验装置A的气密性时，关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好； （2）为了实验安全，在点燃酒精灯前，在F装置出口b处必须验验H2的纯度，以防爆炸事故的发生； （3）装置B的作用是除去H2中的HCl，装置C中盛装的液体是浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，作用是能干燥氢气； （4）硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式：Fe2O3+3H22Fe+3H2O，FeO+H2Fe+H2O； （5）m（Fe2O3）+m（FeO）=23.2g，两反应生成的水：m（H2O）=7.2g，n（H2O）==0.4mol，则混合物中的n（O）=0.4mol，设Fe2O3的物质的量为x mol，则FeO的物质的量为（0.4-3x）mol，72（0.4-3x）+160x=23.2，x=0.1mol，m（Fe2O3）=0.1mol×160g/mol=16.0g。 考点03铁的氢氧化物 1．氢氧化铁胶体的制备 【实验步骤】在小烧杯中加入40 mL_______，加热至_____，向沸水中慢慢滴入5～6滴______氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈_____色，_______加热。即可得到氢氧化铁胶体。反应的离子方程式为___________________________________。 注意：① ② ③ ④ 【答案】蒸馏水 沸腾 饱和 红褐 停止 Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ ①先煮开水②饱和FeCl3溶液③红褐色④停止加热 相关实验介绍 【实验3-1】Fe(OH)2和Fe(OH)3的转化 化学方程式： FeCl3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 现象： ①FeCl3溶液中加NaOH溶液，生成红褐色沉淀 ②FeCl2溶液中加NaOH溶液，白色沉淀→灰绿色→红褐色 3.热稳定性 M(OH)xMxOy 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 4Fe(OH)2+O22Fe2O3+4H2O 【例1】下列实验操作错误的是(　　) A．过滤时，玻璃棒抵在三层滤纸上，漏斗下端紧贴烧杯内壁 B．在制备时，将吸有溶液的胶头滴管下端插入溶液液面以下 C．将饱和溶液逐滴滴入沸水中至液体呈透明的红褐色为止得到氢氧化铁胶体 D．蒸发结晶时，蒸发血应在石棉网上加热 【例2】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④ 考点04铁盐和亚铁盐 一、亚铁盐（中间价，既有氧化性，又有还原性） （1）与金属单质反应 类型一：Mg、Al、Zn发生置换反应 ①Fe2++ZnFe+Zn2+ ②Fe2++MgFe+Mg2+ ③3Fe2++2Al3Fe+2Al3+ 类型二：Fe2+盐溶液与非常活泼的金属（K、Ca、Na）反应 ①先与水反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑ ②碱与亚铁盐反应：Fe2++2OH－Fe(OH)2↓ （2）还原性（能够与Cl2、Br2、O2、H2O2、酸性KMnO4、氯水等氧化剂反应） ①FeCl2溶液中通入Cl2：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－ ②FeCl2溶液中通入Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－ ③FeCl2溶液中通入O2：4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O ④FeCl2溶液中加入H2O2：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O ⑤Fe2+与酸性KMnO4溶液反应：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O （用稀硫酸酸化） ⑥Fe2+与氯水反应：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－ 回顾： 氧化性：Cl2> Br2> Fe3+> I2> S 还原性：Cl－< Br－< Fe2+< I－< S2－ ⑦向FeBr2溶液通入Cl2：先氧化Fe2+，后氧化Br－ ⑧向FeI2溶液通入Cl2：先氧化I－，后氧化Fe2+ 二、三价铁盐（强氧化性） （1）与金属单质反应 类型一：Fe3+盐溶液与Mg、Al、Zn等活泼金属（分步反应！） 2 少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+ ②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+ （先还原为Fe2+，若还原剂过量Fe2+进一步被还原为Fe） 类型二：Fe3+盐溶液与非常活泼的金属（K、Ca、Na）反应 ①先与水反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑ ②碱与亚铁盐反应：Fe3++3OH－Fe(OH)3↓ 类型三：与Fe、Cu反应（重要） 2Fe3++Fe3Fe2+ 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+（应用：印刷铜电路板） (2)与Na2S溶液反应 ①少量Na2S：2Fe3++S2－S↓+2Fe2+ ②过量Na2S：2Fe3++3S2－2FeS↓+S↓ 与KI溶液反应：2Fe3++2I－2Fe2++I2 【例1】（2023·上海·高三专题练习）下列物质不能通过化合反应直接转化的是 A．FeCl2 B．NaHCO3 C．Fe(OH)3 D．Al(OH)3 【答案】D A．FeCl3和Fe发生化合反应生成，故A不符合题意； B．Na2CO3 和CO2、H2O发生化合反应生成NaHCO3，故B不符合题意； C．Fe(OH)2和O2、H2O发生化合反应得到Fe(OH)3，故C不符合题意； D．Al(OH)3只能通过复分解反应生成，不能通过化合反应直接制得，故D符合题意； 故答案选D。 【例2】以下除杂方法错误的是(括号内为杂质) (　　) A．：饱和溶液 B．固体(固体)：加热 C．溶液(FeCl3溶液)：加入铁粉 D．：在氧气中点燃 【例3】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋ B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 解析：选B。FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项中若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3+，反应后不一定还含有Fe3＋；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2+；C项中若溶液中有Cu2+，可以有部分铜固体析出；D项中若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。 【变式1】向100 mL Fe2（SO4）3和CuSO4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的关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是( ) A．a点时溶液中存在的金属阳离子仅有Cu2+和Fe2+ B．b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ C．c点时加入的铁粉与Cu2+反应 D．原溶液中Fe2（SO4）3和CuSO4的物质的量之比为2:1 【答案】B 【详解】A．a点表示加入铁粉充分反应后，溶液中没有固体剩余，此时发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，且Fe3+未完全反应，故a点时溶液中存在的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+，A错误； B．b点表示加入铁粉充分反应后，溶液中固体的质量增加，此时发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，B正确； C．当加入铁粉的质量大于1.68 g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，故c点没有发生反应， C错误； D．当加入铁粉质量为0～0.56  g时，发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，则溶液中n（Fe3+）=2n（Fe）=2×=0.02 mol，故溶液中n[Fe2（SO4）3]=0.01 mol；当加入铁粉的质量为0.56～1.68 g（即1.12 g）时，发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，则溶液中n（Cu2+）=n（Fe）= =0.02 mol，故溶液中n（CuSO4）=0.02 mol；因此原溶液中Fe2（SO4）3与CuSO4的物质的量之比为1∶2， D错误； 故选B。 【变式2】称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0 mL 2.00 mol·L−1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60 g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04 g。请计算： (1) 加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量________。 (2) 固体混合物中氧化铜的质量________。 答案: (1) 0.100 mol (2) 2.40 g 上述过程发生的反应有 加酸溶解 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 加铁粉 Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4 ① 铁粉溶解，不产生固体 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ② 铁粉溶解，产生Cu Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ③ 铁粉溶解，不产生固体 若铁粉不够，②未反应完，则固体为Cu 若铁粉过量，①②③反应完还有剩，则固体为Fe和Cu 假设1：若固体为Cu n(Cu)= =0.0475 mol 根据②，消耗的Fe为0.0475 mol，则反应①消耗的Fe为0.1-0.0475=0.0525 mol 反应①消耗的Fe3+为0.105 mol 根据元素守恒n(Fe2O3)= =0.0525 mol m(Fe2O3)=8.4 g>4.00g 故假设1错误。 假设2：若固体为Fe和Cu 则铁粉过量，①②③均反应完，且铁还有剩，固体为Fe和Cu 设原混合物中CuO为a mol，Fe2O3为 b mol a mol CuO 0.1 mol H2SO4 CuSO4 b mol Fe2O3 → Fe2(SO4)3 0.1 mol Fe 固体（Fe，Cu） H2SO4 (可能有剩) → FeSO4 极限法： 若4.00 g均为CuO，则CuO物质的量为0.05 mol，消耗H2SO4物质的量为0.05 mol，说明H2SO4过量； 若4.00 g均为Fe2O3，则Fe2O3物质的量为0.025 mol，消耗H2SO4物质的量为0.075 mol，说明H2SO4过量。 上述计算说明H2SO4过量。 （1）根据S元素守恒，反应后溶质为FeSO4，n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.1 mol 故答案为：0.1 mol （2） a×80+b×160=4.00（混合物的质量）① 根据Fe和Cu元素守恒 a mol CuO 0.1 mol H2SO4 a mol CuSO4 Cu a mol b mol Fe2O3 → b mol Fe2(SO4)3 0.1 mol Fe Fe （2b+0.1-0.1） mol H2SO4 (可能有剩) → FeSO4 0.1 mol a×64+2b×56=3.04（Fe，Cu质量）② ①②联立，a=0.03，b=0.01 氧化铜的质量是0.03mol×80g/mol=2.40g， 故答案为：2.40g 考点05 铁离子、亚铁离子的检验 1．Fe3+的检验 （1）试液血红色溶液（最佳方法） 离子方程式：Fe3++3SCN－Fe(SCN)3 现象：产生血红色溶液 (注意：Fe(SCN)3可溶于水，不是沉淀！) （2） K4[Fe(CN)6]检验法 (Fe3+用Fe(II)盐检验) 离子方程式：K++Fe3++[Fe(CN)6]4－＝KFe[Fe(CN)6]↓ 现象：产生蓝色沉淀 2．Fe2+的检验 （1）试液无现象血红色溶液 （2）K3[Fe(CN)6]检验法 (Fe2+用Fe(III)盐检验) 离子方程式：K++Fe2++[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓ 现象：产生蓝色沉淀 相关实验介绍 【实验3-2】Fe3+的检验 离子方程式：Fe3++3SCN－Fe(SCN)3 现象： ①FeCl3溶液中加入KSCN溶液， 溶液由黄色变血红色。 ②FeCl2溶液中加入KSCN溶液， 无明显现象。 【实验3-3】Fe2+和Fe3+的转化 离子方程式： 2Fe3++Fe3Fe2+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－（Fe2+与氯水反应） Fe3++3SCN－Fe(SCN)3 现象： ①FeCl3溶液中加入过量铁粉， 溶液由黄色变浅绿色。 ②充分反应后，加入KSCN溶液， 无明显现象。 ③取上清液，加入几滴氯水， 溶液变血红色。 【例1】 答案：A 【变式1】中医药典记载木耳具有“和血养营”功效（治疗贫血症的功效）。项目小组设计并通过下列实验流程检测木耳中是否含有铁元素。 （1）“灼烧”所使用的容器是 。“灼烧”时，木耳中的有机质先逐步碳化，后逐步氧化为CO和CO2。“灼烧”过程中铁元素可能存在的化合价形态有 。 （2）“酸浸”时，氧化铁和盐酸反应的化学方程式为 。加入氯水时发生的离子反应方程式是 。 （3）“检测”步骤的实验过程为 。检测铁离子的化学反应方程式为 。 【答案】坩埚 +2和+3 取少量过滤后所得的滤液，向其中滴加少量的硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则可证明干木耳中含有铁元素，否则不含铁元素 【分析】由实验流程可知，干木耳经粉碎、灼烧后，再经盐酸酸浸、氯水氧化，过滤后可得滤液，滤液中含有氯化铁，最后在滤液中检验铁离子。 【详解】（1）实验室中灼烧固体通常在坩埚中进行，因此，“灼烧”所使用的容器是坩埚。“灼烧”时，木耳中的有机质先逐步碳化，后逐步氧化为CO和CO2。铁在化合物中的常见价态有+2和+3，因此，“灼烧”过程中铁元素可能存在的化合价形态有+2和+3。 （2）“酸浸”时，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，该反应的化学方程式为。加入氯水时，Fe2+被其氧化为Fe3+，发生反应的离子反应方程式是。 （3）实验室通常用硫氰化钾溶液检验Fe3+，“检测”步骤的实验过程为：取少量过滤后所得的滤液，向其中滴加少量的硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则可证明干木耳中含有铁元素，否则不含铁元素。检测铁离子的化学反应方程式为。 考点6 Fe及其化合物的相互转化 编号 化学方程式 离子方程式 备注 1 2C＋O22CO Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 还原剂为CO CaCO3+SiO2CaSiO3＋CO2↑ 除杂 CO2+C2CO 生成还原剂 2 Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe 铝热反应 3 4Fe+3O22Fe2O3 Fe2O3红棕色固体 4 3Fe+2O2 Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 5 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 6 2Fe＋3Cl2 2FeCl3 生成Fe3+ 7 Fe+2HClFeCl2+H2↑ Fe+2H+Fe2++H2↑ 生成Fe2+ 8 Fe+2CuCl2FeCl2+Cu Fe+Cu2+Fe2++Cu 9 FeO+2HClFeCl2+H2O FeO+2H+Fe2++H2O 10 Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O 11 Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O 特殊氧化物 12 FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl Fe3++Fe(OH)2↓ 白色沉淀 13 FeCl3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaCl Fe3++Fe(OH)3↓ 红褐色沉淀 14 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 白→灰绿→红褐 15 Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O 16 Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O 17 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 18 2FeCl2+Cl22FeCl3 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－ 氯水：Cl2＋水 19 2FeCl3+Fe3FeCl2 2Fe3++Fe3Fe2+ 20 2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ 印刷铜电路板 21 FeCl3+2KSCNFe(SCN)3+3KCl Fe3++3SCN－Fe(SCN)3 Fe3+检验 22 FeCl3+K4[Fe(CN)6]＝3KCl+KFe[Fe(CN)6]↓ K++Fe3++[Fe(CN)6]4－＝KFe[Fe(CN)6]↓ Fe3+检验 23 FeCl2+K3[Fe(CN)6]＝2KCl+KFe[Fe(CN)6]↓ K++Fe2++[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓ Fe2+检验 【例1】(2022陕西宜君县高级中学月考)下列关于铁矿石的说法正确的是 (　    ) A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.Fe2O3是两性氧化物 C.磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液变红色 D.FeO俗称铁红 【例2】价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，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．用铁丝与水蒸气高温下反应可实现上述转化① B．加热发生转化③ C．实现转化⑤可以加入溶液 D．Fe与强氧化剂可以发生转化⑥ 【答案】B 【详解】A．铁丝与水蒸气高温下反应生成Fe3O4，A错误； B．Fe（OH）3受热分解生成Fe2O3，B正确； C．Fe（OH）3中加入NaOH无法生成Fe3+，实现转化⑤通常加入酸，C错误； D．Fe与强氧化剂反应生成Fe3+无法生成Fe2+，D错误； 故答案选B。 【变式1】如图是铁及其化合物的“价一类”二维图的部分信息。    回答下列问题： （1）Fe2O3是红棕色粉末，常用作 （写一种用途）。 （2）K2FeO4位于图中 （填“X”“Y”或“Z”），可用作自来水处理剂，它与水作用的化学方程式为，每消耗39.6gK2FeO4，生成O2物质的量为 ，转移电子的数目为 。[M（K2FeO4）=198g·mol-1] （3）Fe（OH）2容易被空气中的O2氧化，最终变为红褐色，反应的化学方程式为 。 （4）某兴趣小组设计实验检验FeCl2溶液中的Fe2+，实验方案为 （可供选用的试剂：0.1mol·L-1FeCl2溶液、新制氯水、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、铁粉）。 【答案】（1）红色颜料 （2） Y 0.15mol 0.6NA （3） （4）取少量0.1mol·L-1 FeCl2溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，无明显现象，再加入少量新制氯水，溶液变血红色。 【详解】（1）Fe2O3俗称铁红，是红棕色粉末，常用作红色颜料； （2）K2FeO4中铁为+6价，属于盐类，根据“价一类”二维图可知，其位于图中Y；在方程式中，O的化合价由-2价升高到0价，则该反应生成3个氧气时，转移电子数为12，39.6gK2FeO4的物质的量为：，根据方程式可知，生成O2物质的量为0.15mol；转移电子的数目为0.6NA； （3）氢氧化亚铁容易被氧化为氢氧化铁，相应的方程式为：； （4）二价铁和KSCN溶液混合没有明显现象，可以先用氯水将其氧化为三价，随后再用KSCN溶液来检验即可，故实验方案为：取少量0.1mol·L-1 FeCl2溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，无明显现象，再加入少量新制氯水，溶液变血红色。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$