2026届高三化学一轮复习 　铁及其化合物转化关系及应用

2026届高考一轮复习 　铁及其化合物转化关系及应用 一、铁元素“价—类”二维图的应用 1.在图中空白处，将下列铁的重要化合物填入，建构成一张关系图。 FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2 2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可) 2.① ； ③ ； ⑥ ； ⑦ ； ⑨ ；⑩ ； ⑪ ；⑫ ； ⑭ ； ⑮ ； ⑯ ； ⑰ 。 【练习】 1.(2021·广东，10)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 2.(2025·四川省什邡中学高三上学期一模考试)铁元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．常温下可用铁制容器运输浓硫酸 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转变为d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 二、铁及其化合物的转化与离子除杂和离子推断 1.除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　。 (2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　。 (4)FeCl2(Cu2＋)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　。 (5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：　　　 　　　　　。 2.在CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入一定量铁粉和铜粉的混合物。 (1)从氧化还原角度分析，氧化性：CuCl2　　　(填“>”或“<”，下同)FeCl3，还原性：Fe　　　Cu。 (2)若金属全部溶解，则溶液中一定存在的金属阳离子有　　　　　　　　　　，可能存在的金属阳离子有　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)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　　　　　，一定不存在的金属阳离子有　　　　　　　　　　　　　　　。 3.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。 (1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。 a.Fe3＋　b.Fe2＋　c.Fe、Fe2＋　d.Fe2＋、Fe3＋ ①AB段铁元素以　　　　形式存在。 ②BC段铁元素以　　　　形式存在。 ③CD段铁元素以　　　　形式存在。(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为　　　　。 三、铁及其化合的转化与性质探究 1.(2023·江苏，11)室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4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 2.(2023·浙江1月选考，16)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(　　) 选项 实验方案 现象 结论 A 向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胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀 3.用棕黄色的Fe2(SO4)3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是(　　) 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入Fe2(SO4)3固体 溶液变成红褐色 Fe2(SO4)3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Fe2(SO4)3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH>0 4.(2024·浙江模拟预测)探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象或结论不正确的是(　　) 选项 实验方案 现象 结论 A 取少量Fe(NO3)2固体溶于蒸馏水，滴加少量稀硫酸，再滴入KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2固体已变质 B 乙酰水杨酸水解液中加入过量的NaHCO3溶液除去过量的硫酸，滴加几滴氯化铁溶液 溶液显紫色 说明乙酰水杨酸中含有酯基 C 向氢氧化铁胶体中逐滴加入稀硫酸至过量 先产生沉淀后逐渐溶解 Fe(OH)3先聚集为沉淀，后与H＋反应 D 向K3[Fe(CN)6]溶液中加入少许铁粉，静置一段时间 有蓝色沉淀生成 K3[Fe(CN)6]具有氧化性 5.下列实验对应的现象和结论都正确的是(　　) 选项 实验 现象 结论 A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2＋ B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成红色 Fe2＋既有氧化性又有还原性 C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：Fe3＋>I2 四、铁及化合物的转化与重要含铁化合物的实验室制法 1.(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。根据氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备 制备流程图如下： (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)操作②为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为　　　　　　　　，其作用为　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是　　　　　(填序号)。 a.ZnCl2·H2O b.CuSO4·5H2O c.Na2S2O3·5H2O 2.(2021·辽宁，18)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行)： ①称取9.95 g FeCl2·4H2O(Mr=199)，配成50 mL溶液，转移至恒压滴液漏斗中。 ②向三颈烧瓶中加入100 mL 14 mol·L-1 KOH溶液。 ③持续磁力搅拌，将FeCl2溶液以2 mL·min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中，100 ℃下回流3 h。 ④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在40 ℃干燥。 ⑤管式炉内焙烧2 h，得产品3.24 g。 部分装置如图。 (1)仪器a的名称是　　　　；使用恒压滴液漏斗的原因是　　　　　　　　　　　　。  (2)实验室制取N2有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选试剂和装置，选出一种可行的方法，化学方程式为　　　　　　　　　　，对应的装置为　　　　　　　　　　　　  (填字母)。 可供选择的试剂：CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、饱和NaNO2(aq)、饱和NH4Cl(aq) 可供选择的发生装置(净化装置略去)： (3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4，离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 (4)为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有　　　　(填字母)。  A.采用适宜的滴液速度 B.用盐酸代替KOH溶液，抑制Fe2+水解 C.在空气氛围中制备 D.选择适宜的焙烧温度 (5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为　　　　　　　　；使用乙醇洗涤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)该实验所得磁性材料的产率为　　　　(保留3位有效数字)。  3.Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。 Ⅰ.制取Na2FeO4 (1)仪器D的名称为　　　 　　　　　　　。洗气瓶B中盛有的试剂为　　　　 　　　　　　。实验开始，先打开分液漏斗　　　 　　　　　 　　　　　　　(填“A”或“C”)的活塞。 (2)写出大试管中发生反应的离子方程式：　　　 　　 　　　　　 　　　　 　　　　。 (3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、　　　 　　 　　　。 Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力 (4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为C和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。 ①配制0.2 mol·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有　　　　　　　(填字母)。 ②计算NaCN溶液中CN－的去除率为　　　　 　。 五、铁及其化合物的转化与制备流程 1.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，其流程如下： 回答下列问题： (1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若证明溶液B中不存在Fe3＋，可选择的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.(2024·贵州模拟预测)四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和抛光剂。某工厂以黄铁矿烧渣(主要含有Fe、Al、Ca等元素的氧化物及SiO2)为原料，制备Fe3O4的工艺流程如图所示。 已知：常温下，Ksp=4.9×10－17、Ksp=1.0×10－33。 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分有　　　　　(填化学式)。 (2)加入NH4HCO3“沉铁”时，发生反应的离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　。 (3)①“煅烧1”的目的是将FeCO3转化为Fe2O3，若“煅烧2”阶段发生反应时n(Fe2O3)∶n(FeS2)=1∶1，则该反应的化学方程式为　　　 　　　　　　　　　　。 ②“煅烧2”时温度对Fe3O4的纯度有很大影响。已知温度对Fe3O4纯度的影响如图所示，则“煅烧2”时，温度最好控制在　　　　　 ℃。 3.[2023·重庆，15(1)(2)(3)节选] Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如图。 (1)Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　。 (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是　　　 　　 　　　　　 　。 (3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。反应的离子方程式为　　　 　　 　　　。 4．(2025四川一模考试)以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图： (1)“酸溶”中加快溶解的方法为 (任意写出一种)。 (2)“还原”过程中的离子方程式为 。 (3)写出“滤渣”中主要成分的化学式 。 (4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为 。 ②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中= 。[已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，Ksp(FeCO3)=2×10-11] (5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是 。 (6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1225℃、=1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min金属产率下降的原因是 。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2026届高考一轮复习 　铁及其化合物转化关系及应用 一、铁元素“价—类”二维图的应用 1.在图中空白处，将下列铁的重要化合物填入，建构成一张关系图。 FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2 2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可) 答案1. 2.①2Fe＋3Cl22FeCl3； ③Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑或Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2； ⑥3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3； ⑦Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O； ⑨Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O； ⑩2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O； ⑪Fe(OH)2(隔绝空气)FeO＋H2O； ⑫4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； ⑭FeCl2＋2NH3·H2O===2NH4Cl＋Fe(OH)2↓； ⑮2FeCl2＋Cl2===2FeCl3； ⑯FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl； ⑰2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 【练习】 1.(2021·广东，10)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 答案　C 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，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故A不选；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不选；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饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。 2.(2025·四川省什邡中学高三上学期一模考试)铁元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．常温下可用铁制容器运输浓硫酸 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转变为d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 【答案】B 【解析】铁在浓硫酸中钝化，常温下可用铁制容器运输浓硫酸，A正确；b为FeO，c为Fe2O3，FeO和Fe2O3均不能与水反应，B错误；e为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易转变为Fe(OH)3，即4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，C正确；h为高铁酸盐，FeO具有强氧化性，能够杀菌消毒，+6价的铁被还原成+3价，Fe3+形成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体吸附悬浮杂质，可以做净水剂，D正确。故选B。 二、铁及其化合物的转化与离子除杂和离子推断 1.除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　。 (2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　。 (4)FeCl2(Cu2＋)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　　　　　　　　　。 (5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：　　　 　　　　　。 答案　(1)加入过量铁粉　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)加入氯水(或通入Cl2)　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3)滴加H2O2　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋　(4)加入过量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋　(5)先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤 2.在CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入一定量铁粉和铜粉的混合物。 (1)从氧化还原角度分析，氧化性：CuCl2　　　(填“>”或“<”，下同)FeCl3，还原性：Fe　　　Cu。 (2)若金属全部溶解，则溶液中一定存在的金属阳离子有　　　　　　　　　　，可能存在的金属阳离子有　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)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　　　　　，一定不存在的金属阳离子有　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)<　>　(2)Fe2＋、Cu2＋　Fe3＋　(3)Fe2＋　Fe3＋、Cu2＋ 3.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。 (1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。 a.Fe3＋　b.Fe2＋　c.Fe、Fe2＋　d.Fe2＋、Fe3＋ ①AB段铁元素以　　　　形式存在。 ②BC段铁元素以　　　　形式存在。 ③CD段铁元素以　　　　形式存在。 (2)AB段与BC段所需Fe的质量比为　　　　。 答案　(1)①a　②d　③c　(2)2∶1 解析　在一定量的稀HNO3中缓慢加入铁粉，开始时发生反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，此时铁元素在溶液中以Fe3＋形式存在，在B点时，硝酸恰好反应完全；继续加铁粉，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，此时溶液中Fe2＋的量逐渐增多，Fe3＋的量逐渐减少；在C点时，溶液中的Fe3＋恰好完全反应，此时继续加入的铁粉不再反应，溶液中的Fe2＋的量不再增多。设AB段消耗a mol Fe，生成a mol Fe3＋，根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知BC段需要消耗a mol Fe，则AB段与BC段所需Fe的质量比为2∶1。 三、铁及其化合的转化与性质探究 1.(2023·江苏，11)室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4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 答案　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＋＋2H2O2H＋＋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；H2O2可氧化Fe2＋为Fe3＋，Fe3＋可催化H2O2分解，有气泡产生，不能证明Fe2＋催化H2O2分解，D错误。 2.(2023·浙江1月选考，16)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(　　) 选项 实验方案 现象 结论 A 向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胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀 答案　D 解析　FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，溶液由浅绿色变为无色，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋强，A错误；溶液变成红色的原因为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，与S和K＋无关，B错误；Fe3＋可能先与单质铁反应生成Fe2＋，则溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴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。 3.用棕黄色的Fe2(SO4)3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是(　　) 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入Fe2(SO4)3固体 溶液变成红褐色 Fe2(SO4)3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Fe2(SO4)3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH>0 答案　A 解析　Fe2(SO4)3溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入Fe2(SO4)3固体，c(Fe3＋)增大，平衡正移，溶液变成红褐色，但Fe2(SO4)3的水解程度变小，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Fe2(SO4)3溶液微热，溶液变成红褐色，说明升高温度平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，故D正确。 4.(2024·浙江模拟预测)探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象或结论不正确的是(　　) 选项 实验方案 现象 结论 A 取少量Fe(NO3)2固体溶于蒸馏水，滴加少量稀硫酸，再滴入KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2固体已变质 B 乙酰水杨酸水解液中加入过量的NaHCO3溶液除去过量的硫酸，滴加几滴氯化铁溶液 溶液显紫色 说明乙酰水杨酸中含有酯基 C 向氢氧化铁胶体中逐滴加入稀硫酸至过量 先产生沉淀后逐渐溶解 Fe(OH)3先聚集为沉淀，后与H＋反应 D 向K3[Fe(CN)6]溶液中加入少许铁粉，静置一段时间 有蓝色沉淀生成 K3[Fe(CN)6]具有氧化性 答案　A 5.下列实验对应的现象和结论都正确的是(　　) 选项 实验 现象 结论 A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2＋ B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成红色 Fe2＋既有氧化性又有还原性 C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：Fe3＋>I2 答案　D 解析　向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成FeSO4，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化Fe2＋，则滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2＋，A错误；向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将Fe2＋氧化为Fe3＋，则加入H2O2后溶液变成红色，说明Fe2＋有还原性，B错误；向FeCl3溶液加入铜片会发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，溶液变蓝，无黑色固体出现，得到结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误；向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，则溶液变为蓝色，得到结论氧化性：Fe3＋>I2，D正确。 四、铁及化合物的转化与重要含铁化合物的实验室制法 1.(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。根据氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备 制备流程图如下： (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)操作②为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为　　　　　　　　，其作用为　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是　　　　　(填序号)。 a.ZnCl2·H2O b.CuSO4·5H2O c.Na2S2O3·5H2O 答案　(1)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　(2)漏斗、玻璃棒 (3)K3[Fe(CN)6]溶液　(4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体　(6)球形冷凝管　冷凝回流SOCl2　吸收SO2、HCl等尾气，防止污染　(7)碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用　(8)a 2.(2021·辽宁，18)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行)： ①称取9.95 g FeCl2·4H2O(Mr=199)，配成50 mL溶液，转移至恒压滴液漏斗中。 ②向三颈烧瓶中加入100 mL 14 mol·L-1 KOH溶液。 ③持续磁力搅拌，将FeCl2溶液以2 mL·min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中，100 ℃下回流3 h。 ④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在40 ℃干燥。 ⑤管式炉内焙烧2 h，得产品3.24 g。 部分装置如图。 (1)仪器a的名称是　　　　；使用恒压滴液漏斗的原因是　　　　　　　　　　　　。  (2)实验室制取N2有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选试剂和装置，选出一种可行的方法，化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　，对应的装置为　　　　　　　　　　　　  (填字母)。 可供选择的试剂：CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、饱和NaNO2(aq)、饱和NH4Cl(aq) 可供选择的发生装置(净化装置略去)： (3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4，离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 (4)为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有　　　　(填字母)。  A.采用适宜的滴液速度 B.用盐酸代替KOH溶液，抑制Fe2+水解 C.在空气氛围中制备 D.选择适宜的焙烧温度 (5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为　　　　　　　　；使用乙醇洗涤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)该实验所得磁性材料的产率为　　　　(保留3位有效数字)。  答案 　(1)(球形)冷凝管　平衡气压，便于液体顺利流下　(2)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O(或NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑)　A(或B) (3)4Fe2++8OH-===Fe↓+Fe3O4↓+4H2O　(4)AD (5)稀硝酸和硝酸银溶液　除去晶体表面水分，便于快速干燥　(6)90.0% 解析 　(2)实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化，常见的可以是将氨气通入灼热的氧化铜中反应，其化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O；可选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应，即选择装置A；还可利用饱和NaNO2(aq)和饱和NH4Cl(aq)在加热条件下发生氧化还原反应制备氨气，反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑，可选择液体与液体加热制备气体的装置，所以选择装置B。 (4)结晶度受反应速率与温度的影响，所以为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有采用适宜的滴液速度、选择适宜的焙烧温度，A、D项符合题意；若用盐酸代替KOH溶液，Fe和Fe3O4均会溶解在盐酸中，因此得不到该晶粒，故B不选；若在空气氛围中制备，则亚铁离子容易被空气氧化，故C不选。 (5)因为反应后溶液中有氯离子，所以在步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，需取最后一次洗涤液，加入稀硝酸酸化后，再加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净；乙醇易溶于水，易挥发，所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面水分，便于快速干燥。 (6)9.95 g FeCl2·4H2O(Mr=199)的物质的量为=0.05 mol，根据发生反应的离子方程式：4Fe2++8OH-===Fe↓+Fe3O4↓+4H2O，可知理论上所得的Fe和Fe3O4的物质的量各自为0.012 5 mol，所以得到的黑色产品质量应为0.012 5 mol×(56 g·mol-1+232 g·mol-1)=3.6 g，实际得到的产品为3.24 g，所以其产率为×100%=90.0%。 3.Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。 Ⅰ.制取Na2FeO4 (1)仪器D的名称为　　　 　　　　　　　。洗气瓶B中盛有的试剂为　　　　 　　　　　　。实验开始，先打开分液漏斗　　　 　　　　　 　　　　　　　(填“A”或“C”)的活塞。 (2)写出大试管中发生反应的离子方程式：　　　 　　 　　　　　 　　　　 　　　　。 (3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、　　　 　　 　　　。 Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力 (4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为C和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。 ①配制0.2 mol·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有　　　　　　　(填字母)。 ②计算NaCN溶液中CN－的去除率为　　　　 　。 答案　(1)(球形)干燥管　饱和食盐水　C (2)2Mn＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O　(3)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2Fe＋3Cl－＋5H2O　(4)①ADEF　②90% 解析　(1)仪器D为(球形)干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体中的氯化氢；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，然后再通入Cl2，所以先打开分液漏斗C的活塞。(3)结合化合价升降相等、原子守恒、电荷守恒可写出制取Na2FeO4的离子方程式：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2Fe＋3Cl－＋5H2O。(4)①溶液配制需要胶头滴管、烧杯、容量瓶、玻璃棒。②n(BaCO3)==0.001 8 mol，所以CN－的去除率为×100%=90%。 五、铁及其化合物的转化与制备流程 1.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，其流程如下： 回答下列问题： (1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若证明溶液B中不存在Fe3＋，可选择的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3＋ (4)防止被空气氧化 2.(2024·贵州模拟预测)四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和抛光剂。某工厂以黄铁矿烧渣(主要含有Fe、Al、Ca等元素的氧化物及SiO2)为原料，制备Fe3O4的工艺流程如图所示。 已知：常温下，Ksp=4.9×10－17、Ksp=1.0×10－33。 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分有　　　　　(填化学式)。 (2)加入NH4HCO3“沉铁”时，发生反应的离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　。 (3)①“煅烧1”的目的是将FeCO3转化为Fe2O3，若“煅烧2”阶段发生反应时n(Fe2O3)∶n(FeS2)=1∶1，则该反应的化学方程式为　　　 　　　　　　　　　　。 ②“煅烧2”时温度对Fe3O4的纯度有很大影响。已知温度对Fe3O4纯度的影响如图所示，则“煅烧2”时，温度最好控制在　　　　　 ℃。 答案　(1)CaSO4、SiO2 (2)Fe2＋＋2HC===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (3)①2Fe2O3＋2FeS2＋5O22Fe3O4＋4SO2　②800 解析　黄铁矿烧渣加入稀硫酸，铁、铝的氧化物均转化为硫酸盐，SiO2不反应，和生成的微溶物CaSO4成为滤渣1，滤液加入废铁皮与Fe3＋反应生成Fe2＋，调节pH除去铝，滤液加入NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀，通入O2煅烧生成CO2和Fe2O3，加入FeS2和O2煅烧得到Fe3O4。 (2)加入NH4HCO3“沉铁”时，Fe2＋和HC反应生成FeCO3沉淀、H2O和CO2，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HC===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(3)①“煅烧2”阶段发生反应时n∶n=1∶1，则1 mol Fe2O3和1 mol FeS2反应生成1 mol Fe3O4，反应中硫元素化合价由－1升高为＋4，转移10 mol电子，则会有2.5 mol O2作为氧化剂参与反应，故该反应的化学方程式为2Fe2O3＋2FeS2＋5O22Fe3O4＋4SO2。②由图可知，“煅烧2”时，温度最好控制在800 ℃，此时产品的纯度已经很高。 3.[2023·重庆，15(1)(2)(3)节选] Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如图。 (1)Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　。 (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是　　　 　　 　　　　　 　。 (3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。反应的离子方程式为　　　 　　 　　　。 答案　(1)＋3　(2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁　(3)4CaO＋6H2O＋4Fe2＋＋O2===4Fe(OH)3＋4Ca2＋ 解析　(3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化为三价铁，三价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙反应生成氢氧化铁。 4．(2025四川一模考试)以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图： (1)“酸溶”中加快溶解的方法为 (任意写出一种)。 (2)“还原”过程中的离子方程式为 。 (3)写出“滤渣”中主要成分的化学式 。 (4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为 。 ②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中= 。[已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，Ksp(FeCO3)=2×10-11] (5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是 。 (6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1225℃、=1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min金属产率下降的原因是 。 【答案】(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度 (2)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (3)SiO2、Fe (4) FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑ 140 (5)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气 (6)还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化 【解析】硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)加硫酸溶解，金属氧化物转化为金属阳离子，SiO2不溶，再加Fe，Fe3+还原为Fe2+，过滤，滤渣含有SiO2，滤液中含有Fe2+，加入NH4HCO3，发生反应：FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑，通入空气氧化，同时调节pH生成FeOOH沉淀，过滤、洗涤、烘干，得到纯净的FeOOH。 （1）“酸溶”中加快溶解速率的方法有加热或搅拌或适当增大硫酸浓度等； （2）加入铁粉，Fe与Fe3+反应生成Fe2+，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+； （3）SiO2与酸不能发生反应，Fe与Fe3+反应生成Fe2+，过量的Fe以固体形式存在，故“滤渣”中主要成分的化学式为SiO2、Fe； （4）①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑； ②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中=； （5）“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH) 2浆液，能缩短反应时间，NaNO2被还原为氮氧化物，会污染空气； （6）超过一定时间，若还原剂消耗完，空气会氧化铁，导致产率下降。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$