第4章 第12讲 亚铁盐、铁盐 铁及其化合物的转化（教师用书word）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（双选）

第12讲　亚铁盐、铁盐　铁及其化合物的转化 【复习目标】　1.掌握Fe2＋、Fe3＋的性质及检验方法。2.根据“价－类”二维图理解铁及其化合物的性质。 考点一　亚铁离子、铁离子的性质及检验 (一)亚铁盐、铁盐的性质 1.亚铁盐 (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，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H＋)等均表现为还原性。 ①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。 ②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋N＋4H＋3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (2)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。 2.铁盐 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。 (2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。 (3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 3.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) 用作水处理剂或用于制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，常用于冶金、电镀及织物媒染 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 【微思考1】　 (1)如何保存硫酸铁溶液与硫酸亚铁溶液？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)怎样除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：(1)保存硫酸铁溶液应加入稀硫酸防止Fe3＋水解；保存硫酸亚铁溶液应加入稀硫酸防止Fe2＋水解，另外还应加入少量铁屑防止Fe2＋氧化 (2)先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后向混合溶液中加入Zn、ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去 (二)Fe2＋、Fe3＋的检验方法 1.用KSCN溶液和氯水 溶液 2.用NaOH溶液 溶液 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋。 混合溶液KMnO4溶液紫色褪去，说明含有Fe2＋(无Cl－等存在时)。 4.Fe2＋的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓。 学生用书⬇第69页 【微思考2】　菠菜是常见补铁食品之一，为探究其中铁元素的价态，现进行如下实验。 (1)取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品。分置于两支试管中； (2)向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，现象为　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　， 说明滤液中含Fe2＋，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　； (3)向另一支试管中加入少量稀硝酸，然后加入几滴KSCN溶液，溶液呈　　　　色。能否说明滤液中含Fe3＋，试分析其原因：　　　　　　　　　　　　　　。 提示：(2)生成蓝色沉淀　K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓　(3)红　不能，滤液中的Fe2＋加入稀硝酸后被氧化成Fe3＋，干扰Fe3＋检验 铁盐、亚铁盐的性质 1.为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计不合理的是(　　) A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤ 答案：C 解析：Fe3＋与铁反应生成Fe2＋，使溶液显浅绿色，体现了Fe3＋的氧化性，①合理；Fe3＋与硫氰化钾反应使溶液显红色，据此能够检验Fe3＋，②合理；硫酸铜溶液与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无色，③不合理；氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，由于实际上Fe3＋没有参与反应，该现象不能体现Fe3＋的性质，④不合理；Fe3＋与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在Fe3＋，⑤合理。综上所述，不合理的是③④两项，C符合题意。 2.下列除杂的操作不正确的是(　　) A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 答案：C 解析：FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，且引入杂质Na＋，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。 1.含Fe2＋、Fe3＋的溶液的除杂方法 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或H2O2溶液 FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤 FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤 2.除去混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的常用方法 (1)除去Mg2＋(或Cu2＋)中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)除去Mg2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 Fe2＋和Fe3＋的检验 3.下列离子的检验方法合理的是(　　) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 答案：C 解析：A项，KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，不能确定Fe2＋是否存在，检验方法不合理；B项，Fe3＋会干扰Fe2＋的检验，若原溶液中含有Fe3＋且不含Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C项，Fe3＋与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D项，Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理。 4.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度 实验方案 步骤1 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 实验现象 实验结论 FeSO4溶液部分变质 学生用书⬇第70页 ①将上述实验现象补充完整。 ②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是　　　　　　　　　　　　 (用离子方程式表示)。 (2)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由：　　　　　　　　　　　。 答案：(1)①溶液变红　紫色褪去　②2Fe3＋＋Fe3Fe2＋　(2)不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成 解析：(1)①要证明FeSO4溶液部分变质，需证明溶液中同时含Fe3＋和Fe2＋；步骤1向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含Fe3＋；步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，说明溶液中含Fe2＋。②要使变质的FeSO4溶液复原，可向溶液中加入过量Fe粉，再过滤除去剩余Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋；(2)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成。 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 1.检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能向加入KSCN后的混合溶液加入过量的新制氯水，因为氧化性Cl2＞(SCN)2＞Fe3＋，过量氯水中的Cl2会氧化Fe2＋和SCN－[生成(SCN)2]，影响检验结果。 2.Fe3＋、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)。 考点二　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类别物质(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； (2)Fe2＋、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、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 【微思考】　根据上图所示，回答下列问题 (1)写出FeFe3O4的两个化学方程式：　　　　　　　　　　　　　，　　　　　 　　　　　　　。 (2)除去FeCl2溶液中的Fe3＋，可用试剂：　　　　，离子方程式为　　　　　　　。 (3)写出Fe2＋Fe3＋的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (4)在强碱性条件下，Fe3＋可被ClO－氧化为Fe，转化的离子方程式为　　　　　　 　　　　　　　。 (5)高铁酸钾净水原理是　　　　　　　　　　　　　。 提示：(1)3Fe＋2O2Fe3O4　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)Fe　Fe＋2Fe3＋3Fe2＋ (3)5Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (4)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－2Fe＋3Cl－＋5H2O (5)K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，同时生成的Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中悬浮物而净水 1.(2024·河北秦皇岛统考三模)如图为铁元素的“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(　　) 学生用书⬇第71页 A.a与水蒸气反应可转化为c B.b是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应转化为c C.e可以通过化合反应制得d D.向g中加强碱溶液可制得胶体 答案：C 解析：由题图可知，a为铁、b为氧化亚铁、c为氧化铁、d为氢氧化铁、e为氢氧化亚铁、f为亚铁盐、g为铁盐。铁高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误；氧化亚铁具有还原性，在空气中加热能被氧化生成四氧化三铁，故B错误；氢氧化亚铁还原性强，在溶液中易与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，故C正确；铁盐中加入强碱溶液生成氢氧化铁沉淀，不能生成氢氧化铁胶体，故D错误。 2.中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)： 下列说法错误的是(　　) A.H2O2分子的结构式为H－O－O－H B.A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4 C.鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D.C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O 答案：C 解析：F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化亚铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误。 3.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是(　　) A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C.试剂c是氯气，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Cl－＋2Fe3＋ D.可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋ 答案：C 解析：试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，故通过过滤(操作Ⅰ)得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3晶体，故试剂b是稀盐酸，铜不与稀盐酸反应，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤(操作Ⅱ)可得到金属铜，滤液Z为FeCl2溶液；将两次过滤得到的FeCl2溶液混合并通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl22Cl－＋2Fe3＋，将FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，然后通过操作Ⅲ(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤)便可得到氯化铁晶体。由分析可知，试剂a是铁，试剂b是稀盐酸，故A错误；蒸发浓缩与过滤所使用的仪器不同，故B错误；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故不可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋，故D错误。 1.正误判断 (1)(2024·山东卷) 氯化铁溶液腐蚀铜电路板，体现了Fe3＋的氧化性 (　　) (2)(2024·吉林卷)检验NaBr溶液中是否含有Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液 (　　) (3)(2023·全国乙卷)硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀，其方程式为6FeSO4＋O2＋2H2O2Fe2(SO4)3＋2Fe(OH)2↓ (　　) (4)(2022·江苏卷)探究Fe2＋具有还原性：向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 (　　) (5)(2022·湖南卷)FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀：2Fe2＋＋H2O2＋4H2O2Fe(OH)3↓＋4H＋ (　　) (6)(2022·辽宁卷)已知金属性Fe＞Cu，可推理出氧化性Fe3＋＜Cu2＋ (　　) (7)(2022·海南卷)FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色 (　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√ (6)×　(7)× 2.(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 答案：C 解析：题图中所示为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＋2FeCl33FeCl2，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)2 Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。 3.(2022·河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6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　　　　　　　　　　　　　。 学生用书⬇第72页 (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的操作为　　　　　　　， 所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe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Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，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＋Cl＋6H＋6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6N　 (6)H2O2　NH3·H2O 学科网（北京）股份有限公司 $