第13讲 铁及其化合物的相互转化-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版）

优化探究 大单元二　元素及其化合物 专题4　金属元素及其化合物 第13讲　铁及其化合物的相互转化 [导航·复习目标]　1.认识铁盐、亚铁盐的性质，掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法。2.能依据“价—类”二维图理解铁及其化合物的相互转化。 2 考点一　铁盐、亚铁盐的性质及检验 考点二　铁及其化合物的转化关系和应用 练真题 明考向 课时作业13　铁及其化合物的相互转化 3 考点一　铁盐、亚铁盐的性质及检验 4 1.亚铁盐的性质 (1)氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁元素的中间价态，既有氧化性， 又有还原性，其中以__________为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H＋) 等均表现___________。 (2)易水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制保存硫酸亚铁溶液时常加少量________抑制Fe2＋的水解，加少量________防止Fe2＋被氧化。 梳理 必备知识 还原性 还原性 硫酸 铁屑 5 2.铁盐的性质 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁元素的高价态，遇 Fe、Cu、HI、H2S等均表现___________。 (2)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。 氧化性 6 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时，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HC、Al、C、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 7 (3)其他常见铁盐 ①绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 ②铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 ③铁氰化钾(赤血盐){K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 ④高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 8 3.Fe2＋、Fe3＋的检验 (1)Fe2＋检验的常用方法 溶液变血红色 灰绿色 红褐色 K++Fe2++[Fe(CN)6]3- ====KFe[Fe(CN)6]↓ 9 (2)Fe3＋检验的常用方法 溶液变血红色 红褐色沉淀 显紫色 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验方法 溶液变血红色，说明含有___________。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有_______。 混合溶液 混合溶液 Fe3＋ Fe2＋ (1)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜。(　　) (2)向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液显血红色，该溶液中 一定含Fe2＋。(　　) (3)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－====2Fe2＋＋I2。 (　　) (4)用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。(　　) (5)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将 Fe(NO3)2样品溶于稀硫 酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变血红色。(　　) √ × √ × × 12 一、铁盐、亚铁盐的性质 1.下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法不正确的是(　　) A.Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂 B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液 C.室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明溶液中Fe3＋与I－不能大量共存 D.硫酸亚铁片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果 提升 关键能力 A 13 解析：Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，可用于净水，与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系，A错误；2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋，B正确；Fe3＋将I－氧化成I2，发生氧化还原反应而不能大量共存，C正确；维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2＋被氧化，D正确。 14 2.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。 (1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有____________， 可能存在的有______。  (2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______， 一定不存在___________。  (3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，可 能存在的有______，一定不存在______。  Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋ 15 二、Fe2＋、Fe3＋的检验 3.以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋的是(　　) A.滴入KSCN溶液，不显血红色 B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显血红色 C.滴入KSCN溶液，不显血红色，再加氯水，溶液变血红色 D.滴入KSCN溶液，不显血红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变血红色 C 16 解析：A项，只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显血红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法证明Fe2＋是否存在，错误；B项，若原溶液中含Fe3＋，滴加足量氯水后再滴加KSCN溶液后也显血红色，无法证明原溶液中含有的是Fe3＋还是Fe2＋，错误；C项，先滴加KSCN溶液，不显血红色，说明原溶液中不含Fe3＋，再加氯水后显血红色，说明加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，正确；D项，滴入KSCN溶液，不显血红色，证明不含Fe3＋，再加足量高锰酸钾溶液(高锰酸钾溶液是紫红色)，溶液变血红色无法证明原溶液中含有Fe2＋，错误。 17 4.选择合适试剂完成甲、乙两组实验： 甲组：检验含Fe3＋(不含Cl－)的溶液中是否含有Fe2＋； 乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是(　　) 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 氯水 D 稀氯水 酸性KMnO4溶液 B 18 解析：由于Fe2＋能使酸性KMnO4溶液褪色，即检验含Fe3＋(不含Cl－)的溶液中是否含有Fe2＋，可选用酸性KMnO4溶液；KSCN溶液遇Fe3＋变成血红色，即检验含Fe2＋的溶液中是否含Fe3＋，可选用KSCN溶液。 考点二 铁及其化合物的转化关系和应用 20 1.铁及其化合物的“价—类”二维转化 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。 梳理 必备知识 21 (1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(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)纵向变化体现了不同价态、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)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 22 2.用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化 Fe2＋ Fe3＋ ①_____________________________； ②___________________________________________； ③_____________________________________； ④_____________________________________________； ⑤_______________________； ⑥_____________________________； ⑦_________________________________。 2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－ 3Fe2＋＋4H＋＋N====3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋====2Fe3＋＋2H2O 5Fe2＋＋Mn＋8H＋====5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋ Cu＋2Fe3＋====Cu2＋＋2Fe2＋ 2Fe3＋＋H2S====2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 23 1.(2025·天津模拟)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.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 提升 关键能力 C 24 解析：图中所示铁元素不同化合价的物质： 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：Fe＋2Fe3＋==== 3Fe2＋，故A正确；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，故B正确；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胶体的操作为向沸水中滴加几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，故C错误；b→c→d→e→b的循环转化关系如FeCl2Fe FeFeCl3FeCl2，故D正确。 25 2.铁在人体中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。 (1)人体中经常进行转化 Fe2＋ Fe3＋，A反应中Fe2＋作______剂， B反应中Fe3＋作______剂。  解析：A反应中铁元素化合价升高，Fe2＋作还原剂，B反应中铁元素化合价降低，Fe3＋作氧化剂。 还原 氧化 26 (2)新配制的FeCl2溶液应加入______以防止FeCl2转化为FeCl3，要除去 FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的______。  解析：Fe2＋易被氧化，新配制的FeCl2溶液应加入铁粉以防止FeCl2转化为FeCl3；氯气能把Fe2＋氧化为Fe3＋，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的Cl2。 铁粉 Cl2 27 (3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的 离子方程式为_____________________________。  解析：铜与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋====Cu2＋＋2Fe2＋。 Cu＋2Fe3＋====Cu2＋＋2Fe2＋ 28 (4)为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶 液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为 2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－ 和____________________；处理过程中需 定期添加的原料是________。  解析：为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－ 和Fe＋2Fe3＋====3Fe2＋；总反应为2Fe＋3Cl2====2FeCl3，所以处理过程中需定期添加的原料是铁粉。 Fe＋2Fe3＋====3Fe2＋ 铁粉 29 (5)某同学为检验某未知溶液是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证： 取少许未知试液于试管中 溶液呈血红色(证明含有FeCl2)，你认为此方案________(填“合理”或“不合理”)，若 不合理，如何改进：____________________________________________ ______________________________________________________。  解析：此方案不能判断Fe3＋是否由Fe2＋氧化而成，所以该方案不合理，改进方法为取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变血红色，再加入氯水，溶液变成血红色，则证明原溶液有Fe2＋。 不合理 取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变血红色，再加入氯水，溶液变成血红色，则证明原溶液有Fe2＋ 练真题 明考向 1.(2023·江苏卷)室温下，探究0.1 mol·L－1FeSO4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Fe3＋ 向2 mL FeSO4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 Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 B 解析：检验溶液中是否含有Fe3＋应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2＋氧化为Fe3＋干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察到溶液紫红色褪去，说明Fe2＋有还原性，B正确；Fe2＋发生水解反应：Fe2＋＋2H2O⥫⥬2H＋＋Fe(OH)2，使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，若产生气泡有可能是Fe3＋的催化作用，D错误。 2.(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是 (　　) A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 A 解析：氯化铁在水溶液中能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可腐蚀覆铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确；向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色即可制得氢氧化铁胶体，D正确。 3.(2022·天津卷)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备流程，回答下列问题： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为_________________。 含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为___________________________________________。  不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 解析：将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有______________。  解析：操作①是过滤，所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有玻璃棒、漏斗。 漏斗、玻璃棒 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是_______________。  解析：Fe2＋和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，因此检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。 K3[Fe(CN)6]溶液 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为____________________________ _____________________。  解析：为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2，先是铁和铁离子反应生成亚铁离子，再是亚铁离子被氯气氧化为铁离子，此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－。 2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－ (5)操作②为________________________________________________。  在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 解析：操作②是由稀氯化铁溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O。 课时作业13　 铁及其化合物的相互转化 42 一、选择题(每小题3分) 1.明代宋应星所著《天工开物》中有记载：“其黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾(FeSO4·7H2O)炉侧土墙……刮取下来，名曰黄矾，染家用之。 金色淡者涂炙，立成紫赤也。”下列有关“黄矾”说法错误的是(　　) A.“黄矾”的主要成分中含有Fe3＋ B.“黄矾”在医药上可以作为补铁剂 C.“黄矾”可以应用于印染工业 D.“黄矾”经火烤，立刻生成Fe2O3 2 3 4 5 6 7 8 1 B 43 解析：A项，根据“黄矾”的名称及Fe3＋呈黄色，且“黄矾”是炼“皂矾”时得到的，“皂矾”的主要成分 FeSO4·7H2O有较强的还原性，易被氧化，得到“黄矾”，因此“黄矾”的主要成分中有Fe3＋，A正确；B项，人体缺亚铁离子，会造成贫血，而“黄矾”中的Fe元素是＋3价，B错误；C项，“染家用之”即染坊经常用它，所以“黄矾”可以应用于印染工业，C正确；D项，依题意，“金色淡者涂炙，立成紫赤也”，“紫赤”是红棕色的Fe2O3，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 44 2.(2025·福建厦门模拟)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或 结论不正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3的水解程度变大 B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3＋)变小 C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋ D 将FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0 A 45 解析：FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡：Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋ 3H＋，加入FeCl3固体后，溶液中c(Fe3＋)增大，上述平衡正向移动，溶液颜色加深变成红褐色，但FeCl3的水解程度减小，故A错误；溶液颜色变浅，可说明c(Fe3＋)变小，故B正确；Fe3＋具有强氧化性，可与Fe发生氧化还原反应：2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋，溶液颜色变浅绿色，故C正确；将FeCl3溶液微热，溶液变成红褐色，说明升高温度Fe3＋的水解平衡正向移动，则有FeCl3水解反应的ΔH＞0，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 46 3.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M， 它们之间的转化关系如图。A为一种金属单 质，其产量直接关系国民经济命脉。反应 ①②③均为化合反应，反应④为置换反应。 下列有关说法不正确的是(　　) A.①中所加试剂可能是氯气 B.③中需要加具有氧化性的试剂 C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化 D.元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现 2 3 4 5 6 7 8 1 C 47 解析：根据转化关系可确定A为变价金属Fe，反应①通入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③中铁元素由＋2价升高到＋3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁，C项不正确；Fe3＋能将I-氧化成I2，自身被还原成Fe2＋，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 4.(2025·河北邯郸高三质检)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试 剂。下列推断不合理的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 A.M一定为FeO B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6] 溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe A 49 解析：M所带的电荷数为0，铁元素化合 价为＋2价，则可能为FeCl2、FeS等物质， 不一定为FeO，故A不合理；若R为单质， 所带电荷数为0，则为铁单质，常温下铁 在浓硫酸中钝化，故B合理；Q带2个单位 正电荷，且铁元素化合价为＋2价，即Q为 亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]溶液可产生蓝色沉淀，可用 K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋，故C合理；根据图像可知，Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe，故D合理。 2 3 4 5 6 7 8 1 5.(2025·江苏南京高三月考)在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中， 加入足量的稀硫酸，充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是(　　) A.若X中含有铁，则反应时一定有气泡 B.若向Y中滴入KSCN溶液显血红色，则X中无铁 C.Y一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.向Y中滴入NaOH溶液，一定有沉淀产生 2 3 4 5 6 7 8 1 C 51 解析：铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸，Fe3O4和硫酸反应：Fe3O4＋4H2SO4 ====FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O，若有铁剩余，由于氧化性：Fe3＋＞H＋，所以还会依次发生反应：Fe＋Fe2(SO4)3====3FeSO4，Fe＋H2SO4==== FeSO4＋H2↑。若X中含有铁，但铁全部和Fe2(SO4)3反应，则没有气泡，故A错误；若向Y中滴入KSCN溶液显血红色，说明Y中含有Fe3＋，可能X中无铁，也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4，故B错误；不论X是Fe3O4，还是Fe3O4和Fe的混合物，和硫酸反应后都有Fe2＋生成，所以一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；若硫酸过量，向Y中滴入NaOH溶液，硫酸消耗了NaOH，则没有沉淀产生，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 6.(2025·江苏南京模拟)利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO和SiO2等)制备K2FeO4的工艺流程如图所示： 2 3 4 5 6 7 8 1 下列说法不正确的是(　　) A.“酸浸”时，充入高压氧的目的是增 大溶解氧的量，使Fe2＋充分被氧化 B.浸渣的主要成分为硅酸，若酸浸时不 进行过滤，将会导致K2FeO4产品纯度降低 C.“氧化”时，74.5 g氧化剂参与反应，转移电子2 mol D.根据流程可知K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，洗涤K2FeO4固体时可 选择KOH溶液 B 53 解析：Fe2O3、FeO与硫酸反应分别 转化为Fe3＋和Fe2＋，二氧化硅不与 硫酸反应在浸渣中，Fe2＋被氧气氧 化为Fe3＋，“酸浸”时，充入高压 氧的目的是增大溶解氧的量，使Fe2＋ 充分被氧化，加入氢氧化钠将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀与氢氧化钠和次氯酸钠溶液反应转化为含Na2FeO4溶液，含Na2FeO4溶液中加入KOH，Na2FeO4转化为K2FeO4，据此解答。根据分析可知，“酸浸”时，充入高压氧的目的是增大溶解氧的量，使Fe2＋充分被氧 2 3 4 5 6 7 8 1 化，A正确；浸渣的主要成分为二 氧化硅，二氧化硅不与硫酸反应， B错误；“氧化”时将氢氧化铁氧 化为高铁酸根离子，离子方程式： 2Fe(OH)3＋4OH－＋3ClO－====2Fe＋3Cl－＋5H2O，当有74.5 g氧化剂NaClO(即1 mol)参与反应时，Cl元素化合价从＋1价降为－1价，转移2 mol电子，C正确；含Na2FeO4溶液中加入KOH，Na2FeO4转化为K2FeO4，通过过滤得到K2FeO4固体，说明K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，用KOH洗涤K2FeO4固体可以减少溶解损失，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 二、非选择题 7.(16分)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶 液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 解析：亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。 防止Fe2＋被氧化 56 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变血红色，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变血红色，煤油的作用是________________________________。  2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－ 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变血红色。 实验②检验的离子是______(填离子符号)；实验①和③说明：在I-过量 的情况下，溶液中仍含有_____(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为____________。  2 3 4 5 6 7 8 1 Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 解析：根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；Fe3＋遇KSCN溶液显血红色，实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。 2 3 4 5 6 7 8 1 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________ __________； 一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐 色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________， 生成 沉淀的原因是______________________________________________ (用平衡移动原理解释)。  2 3 4 5 6 7 8 1 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋====2Fe3＋ ＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 8.(16分)(2024·北京卷)某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是_________。  2 3 4 5 6 7 8 9 1 Mg、Zn 61 解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应：2Fe3＋＋Cu ====Cu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应：Zn＋2H＋====Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应：Mg＋2H＋====Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 (1)在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3＋还原为Fe。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 62 (2)实验验证 2 3 4 5 6 7 8 1 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3溶液，证明 都有Fe2＋生成，依据的现象是_________________。  ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因______________________________________________________________________________________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 解析：Fe2＋与K3反应会生成蓝色的KFe沉淀。 解析： Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀。 产生蓝色沉淀 Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子 方程式：______________________________________________________ ________________________。  b.乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验_____________________________________________________________ ___________________________________(填实验操作和现象)。  证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。 c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 2 3 4 5 6 7 8 1 2Fe3＋＋2Fe＋2H＋====4Fe2＋＋H2↑(或2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋、2H＋＋Fe====Fe2＋＋H2↑) 向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3溶液，不产生蓝色沉淀 ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固 —液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，_______________________ _________________________________(填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。  2 3 4 5 6 7 8 1 加入几滴KSCN溶液，待溶液血红色消失后，停止加入盐酸 解析：ⅰ.a.Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式为2Fe3＋＋2Fe＋2H＋==== 4Fe2＋＋H2↑或2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋、2H＋＋Fe====Fe2＋＋H2↑；b.要证实在pH为3~4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2＋；ⅱ.结合a、b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3＋的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3＋还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液血红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因______________________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹 解析：对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 $$