第4单元 第13讲 铁盐与亚铁盐 铁及其化合物的转化关系（课件PPT）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 双选）

正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 化学（S） 1 第四单元 金属及其化合物 2 第13讲　铁盐与亚铁盐　铁及其化合物的转化关系 3 浅绿 整合必备知识 源于教材与课标 考点1　铁盐、亚铁盐的性质与检验 浅绿 还原性 还原 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 4 硫酸 铁屑 棕黄 氧化 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋ 5 6 无明显现象 红 蓝色沉淀 7 红褐 Fe3＋ Fe3＋ 8 × × × × × 9 提升关键能力 对接高考与素养 10 11 12 13 14 15 16 17 18 整合必备知识 源于教材与课标 考点2　铁及其化合物的转化关系 19 20 21 22 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 23 提升关键能力 对接高考与素养 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 【真题演练·感悟高考】 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 课下巩固精练卷（十三） 铁盐与亚铁盐　铁及其化合物的转化关系 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 67 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 68 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 69 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 70 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 71 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 72 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 73 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 74 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 75 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 76 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 77 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 78 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 79 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 80 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 81 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 82 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 83 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 84 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 85 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 86 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 87 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 88 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 89 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 90 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 91 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 92 02 03 04 05 06 07 08 09 10 13 11 12 01 93 02 03 04 05 06 07 08 09 10 13 11 12 01 94 02 03 04 05 06 07 08 09 10 13 11 12 01 95 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 96 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 97 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 98 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 99 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 100 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 101 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 102 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 103 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 104 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 105 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 12 01 106 感谢收看 107 【备考目标】　1.了解铁盐、亚铁盐的性质及应用。2.掌握铁及其化合物之间的转化关系。3.能够迁移应用所学知识，对以铁及其化合物为载体的实验题目正确分析解答。 1．铁盐、亚铁盐的性质 亚铁盐 Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以 为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) (H＋)等均表现为 性。 ①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： ②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子方程式： 3Fe2＋＋NO eq \o\al(\s\up14(－),\s\do5(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 亚铁盐 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 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化 铁盐 氧化性 含有Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为 性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为 ； ②FeCl3溶液滴入淀粉­KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为 铁盐 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 ； 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HCO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) 、[Al(OH)4]－、CO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) 等水解呈碱性的离子不能大量共存 FeCl3＋3H2O eq \o(=====,\s\up7(△)) Fe(OH)3(胶体)＋3HCl 2．Fe2＋、Fe3＋的检验 Fe2＋ 样品溶液 eq \o(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液)) eq \o(――→,\s\up24(滴加氯水),\s\do8(或双氧水)) 溶液变 色，证明含有Fe2＋ 样品溶液 eq \o(――→,\s\up7(加入氢氧化钠溶液)) 产生白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 样品溶液 eq \o(――→,\s\up7(加入K3[Fe（CN）6]溶液)) 生成 ，证明含有Fe2＋ Fe3＋ 样品溶液 eq \o(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液)) 溶液变红色，证明含有Fe3＋ 样品溶液 eq \o(――→,\s\up7(加入氢氧化钠溶液)) 产生 色沉淀，证明有Fe3＋存在 含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液 eq \o(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液)) 溶液变红色，说明含有 混合溶液 eq \o(――→,\s\up15(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液)) 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 (提醒：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) 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2( ) (2)(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2的离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓( ) (3)pH＝7的溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ( ) (4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓( ) (5)将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO3)2晶体已氧化变质( ) 一、Fe3＋、Fe2＋的检验与除杂 1．下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是(　　 ) A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe3＋ B．在溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋ C．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最后呈红褐色 D.向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋ 解析：选C。向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，说明溶液中一定含有Fe2＋，A错误；在溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3＋，但不能确定是否含有Fe2＋，B错误；若溶液中只含有Fe2＋，Fe2＋与OH－反应生成具有还原性的Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，C正确；向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中含有Fe2＋，但不能说明无Fe3＋，D错误。 2．已知：沉淀的pH如下表： 化合物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Cu(OH)2 pH 1.14～3.0 5.8～8.3 8.4～10.8 4.2～6.7 (1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法。 向混合溶液中加入__________、__________、________其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。 (2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法。 先加入氧化剂(如________)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＋。 (3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 答案：(1)MgO　MgCO3　Mg(OH)2　(2)H2O2 (3)先向溶液中加入适量氧化剂(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 二、Fe3＋、Fe2＋的性质及探究 3．(2025·山西朔州模拟)向盛有FeCl3溶液的烧杯中加入一定量的铁粉和铜粉的混合物，反应结束后，下列判断一定错误的是(　　 ) A．烧杯中的固体有铜、无铁 B．烧杯中的固体有铁、无铜 C．烧杯中的固体铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜固体都无 解析：选B。A.烧杯中的固体有铜、无铁，说明铁已全部反应完，铜部分反应或没反应，符合逻辑；B.烧杯中的固体有铁、无铜，说明铜先被氧化了，不符合反应的先后顺序；C.烧杯中的固体铁、铜都有，说明Fe3＋只氧化了部分铁就没有了；D.烧杯中铁、铜固体都无，说明铁全部反应完后，Fe3＋也将铜全部氧化了，符合逻辑。 4．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)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______________________________________________________。 (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，溶液变红，煤油的作用是____________________________________________。 (4)丙组同学向盛有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)。 答案：(1)防止Fe2＋被氧化　(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3)隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)　(4)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2的分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 1．利用“价—类”二维图掌握铁及其化合物之间的转化 (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＋能与碱(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。 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 【示例】 写出上述“价—类”二维图中指定转化的化学或离子方程式： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ Fe2O3＋3CO eq \o(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2 3Fe＋4H2O(g) eq \o(=====,\s\up7(高温)) Fe3O4＋4H2(或3Fe＋2O2 eq \o(=====,\s\up7(点燃)) __Fe3O4) Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ＋3Cl－＋5H2O ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 5Fe2＋＋MnO eq \o\al(\s\up14(－),\s\do5(4)) ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 2．Fe2＋与Fe3＋的相互转化 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 3Fe2＋＋4H＋＋NO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) ===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 一、以“价—类”二维图考查铁及其化合物的转化 1．（双选）“价—类”二维图和实验是学习元素及其化合物的重要方法。铁及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是(　　 ) A．高温时，a与水蒸气反应转化为c B．若f、g都是盐酸盐，则这两种物质均可通过化合反应获得 C．d可与足量的HI溶液发生复分解反应得到g D．若b和c的混合物中n(Fe)∶n(O)＝5∶6，则b和c的质量比为27∶20 解析：选BD。根据铁元素的化合价以及物质种类可知，a为铁单质，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为亚铁盐，g为铁盐，h为高铁酸盐。a为Fe，高温时与水蒸气反应转化为Fe3O4，A项错误； f、g分别为FeCl2、FeCl3，两者均可通过化合反应获得，即Fe＋2FeCl3===3FeCl2、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，B项正确； d为氢氧化铁，Fe(OH)3中的＋3价铁具有氧化性，HI具有还原性，两者发生氧化还原反应生成亚铁盐，得不到铁盐，C项错误；b和c分别为FeO和Fe2O3，设FeO的物质的量为x mol，Fe2O3的物质的量为y mol，则有(x＋2y)∶(x＋3y)＝5∶6，解得x∶y＝3∶1，则FeO和Fe2O3的质量比为(3×72)∶(1×160)＝27∶20，D项正确。 2．(2025·陕西咸阳期中)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 解析：选B。由题中信息可知，a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，h为高铁酸盐，f为亚铁盐，g为铁盐。铁在浓硫酸中钝化，因此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均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱，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===4Fe(OH)3，C正确；h为高铁酸盐即含FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ，FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) 具有强氧化性，能够杀菌消毒，＋6价的铁被还原成＋3价，Fe3＋形成的氢氧化铁胶体具有较大比表面积，能够吸附悬浮杂质，可以做净水剂，D正确。 二、以工艺流程题考查铁及其化合物的转化 3．(2025·甘肃期末)用废铁屑(主要成分为Fe，含少量FeO、Fe2O3、油污、沙土)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程如图： 下列叙述不正确的是(　　 ) A．纳米Fe3O4分散到合适溶剂中制成的分散系能发生丁达尔效应 B.预处理时使用热的Na2CO3溶液效果更好 C．步骤⑤中发生反应的离子方程式为2FeOOH＋Fe2＋＋2OH－===Fe3O4＋2H2O D．滤液B中加入NaOH溶液时，可直接观察到红褐色沉淀 解析：选D。废铁屑(主要成分为Fe，含少量FeO、Fe2O3、油污、沙土)预处理后与稀盐酸反应得到的滤液A中的主要成分为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子，过滤过量的铁，滤液B中溶质为氯化 亚铁，加入氢氧化钠溶液生成Fe(OH)2浊液，向浊液中加入H2O2溶液氧化后[2Fe(OH)2＋H2O2===2FeOOH＋2H2O]与滤液B混合，经多步操作可得纳米Fe3O4。纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)分散到合适溶剂中制成的分散系属于胶体，能发生丁达尔效应，A正确；加热能促进碳酸钠水解，溶液碱性增强，去除油污效果更好，B正确；步骤⑤发生反应的离子方程式为2FeOOH＋Fe2＋＋2OH－===Fe3O4＋2H2O，C正确；滤液B中溶质为氯化亚铁，加入NaOH溶液时，发生反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，可观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D错误。 4．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： 则下列说法错误的是(　　 ) A．试剂a是铁、试剂b是盐酸 B．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒 D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性KMnO4溶液褪色 解析：选C。工业废液中加入的试剂a为过量的铁，操作 Ⅰ 为过滤，得到的滤渣Y为Fe、Cu，滤液X为氯化亚铁溶液；滤渣Y中加入的试剂b为盐酸，溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作 Ⅱ 过滤得到铜和滤液Z(氯化亚铁溶液)，滤液Z和X合并通入氯气，把氯化亚铁氧化为氯化铁，在HCl气流中蒸发结晶，过滤、洗涤、干燥得到氯化铁晶体。操作 Ⅰ、Ⅱ 是过滤，均要用到烧杯、漏斗、玻璃棒，C错误；亚铁离子、氯离子都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，加入过量试剂c之后，溶液中含大量的氯离子，依然能使少量酸性KMnO4溶液褪色，D正确。 近年高考往往以陌生物质为载体考查学生对于知识的掌握情况，比如2024江苏卷出现的Nd2Fe14B的回收提炼以及之前各地试题频繁出现的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O等陌生物质。因此在熟练掌握常规含铁物质的性质的基础上，还需强化对陌生含铁物质的制备及性质探究，以陌生物质为载体时，除简单介绍其性质外，同时围绕该点创建情境线，在情境中分析解决问题，从而构建研究物质的思维方法，最终达到从知识复习到能力培养的思维转变。 1．(2025·江苏南京模拟)由表面被氧化的废铁屑制备产品FePO4·2H2O的流程如下： 下列说法错误的是(　　 ) A．“碱洗”的目的是除去废铁屑表面的油污 B．“酸浸”时，Fe发生的反应有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ C．“氧化”时为检验氧化是否完全，可以选用KSCN溶液 D．“制备”时若改为向Na3PO4溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液，会降低产品的纯度 解析：选C。废铁屑需要进行碱洗，目的是去除废铁屑表面的油污，因为油污的存在可能会干扰后续的化学反应，影响产品的纯度和质量，A正确；加入过量的稀硫酸，除了确保废铁屑完全溶解外，还有抑制亚铁离子和铁离子水解的作用，离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，为后续的氧化过程提供必要的条件，B正确；“氧化”时为检验氧化是否完全，应检验溶液中有无Fe2＋，KSCN溶液不能用于检验Fe2＋，可改用K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，则氧化不完全，C错误；Na3PO4溶液的碱性强，“制备”时若改为向Na3PO4溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液，产品中会混有Fe(OH)3沉淀，降低产品纯度，D正确。 2．资料显示：FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) (亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，为了验证该事实，某实验小组取三份2 mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下： 操作 现象 实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化 实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释后，滴入2滴浓KSCN溶液 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色 实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失 下列说法不正确的是(　　 ) A．工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) B．实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋ C．实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因 D．通过上述实验，可以证明FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) 只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在 解析：选C。FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) (亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) ，故A正确；KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确；AgNO3溶液与氯离子反应，使FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) 转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C错误；稀释或滴AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明FeCl eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) 只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。 3．（双选）FeSO4溶液和饱和(NH4)2SO4溶液混合可制得溶解度较小的FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O(硫酸亚铁铵)。制备硫酸亚铁铵的反应装置如下图所示(装置气密性良好)，关于实验操作或叙述错误的是(　　 ) A．铁屑用热的碳酸钠溶液进行预处理 B．NaOH溶液的作用是吸收H2S气体 C．排尽装置内空气时，打开K1、K2、K3，用少量稀硫酸与铁屑反应 D．待铁屑反应完全后，关闭K2、K3，打开K1，即制得最终产物 解析：选CD。根据反应原理及图示分析，实验开始时，关闭活塞K1，打开K2、K3，打开分液漏斗活塞，向锥形瓶内加入少量稀硫酸，利用铁和稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排尽，杂质FeS与硫酸反应生成的H2S气体通过NaOH溶液时被吸收；排尽空气后，关闭K2、K3，打开K1，生成的气体将锥形瓶内硫酸亚铁溶液压至饱和硫酸铵溶液中，反应结束后，关闭K1，打开K2，剩余气体中的H2S可以通过氢氧化钠溶液吸收。碳酸钠 溶液因为水解作用呈碱性，铁屑表面的油污在热的碳酸钠溶液浸泡下容易除去，故A正确；由装置特点分析，FeS与稀硫酸反应生成H2S，关闭K1，打开K2、K3时，用NaOH溶液吸收H2S气体，故B正确；装置中的氧气可以氧化硫酸亚铁溶液，可以关闭K1、打开K2、K3，先加入少量稀硫酸与铁屑反应，利用产生的H2排尽装置内空气，故C错误；根据上述分析，若锥形瓶中的铁屑完全耗尽再关闭K2、K3，打开K1，无法将生成的硫酸亚铁溶液转移至饱和硫酸铵溶液中，故D错误。 4．(2025·辽宁模拟预测)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环境友好的综合型水处理剂，通常为紫黑色固体，在pH为10～11时稳定存在。某学习小组在实验室中制备K2FeO4并进行相关探究。 (1)制备pH为10～11的NaClO和NaOH的混合溶液，其中制备Cl2所选试剂为MnO2和浓盐酸。 选择上述装置，按气流方向从左到右合理的连接顺序为____________(填仪器接口处小写字母，尾气吸收装置及部分夹持装置已略去)；其中盛放MnO2的仪器名称为____________。 (2)将制得的NaClO和NaOH的混合溶液与Fe(NO3)3溶液反应制备Na2FeO4，装置如图所示。 ①仪器m中适合盛放的试剂为____________。 ②该制备反应的离子方程式为_______________________________；该反应需控制温度在10 ℃以下，控制反应温度适宜选用的方法为_________。 (3)向制得的Na2FeO4溶液中加入KOH，析出K2FeO4晶体。该实验条件下，K2FeO4的溶解度________(填“大于”或“小于”)Na2FeO4的溶解度。 (4)该小组同学检测到碱性条件下K2FeO4放置一段时间会产生红褐色沉淀，溶液逐渐变为绿色(生成FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )，同时还可能观察到的现象为________________________________________________________________； 温度基本不变的条件下，产生该现象的速率先慢后快，可能的原因为________________________________________________________________。 解析：(1)由实验目的和实验原理可知，装置B用于MnO2和浓盐酸反应制备Cl2，装置D用于除去Cl2中的HCl，装置E用于Cl2与一定量NaOH反应制备pH为10～11的NaClO和NaOH的混合溶液。按气流方向从左到右装置合理的连接顺序为befgh；根据装置图，盛放MnO2的仪器名称为圆底烧瓶。 (2)①由反应原理可知，制备Na2FeO4时应有碱参加反应，且高铁酸盐在pH为10～11时稳定存在，将Fe(NO3)3溶液滴入NaClO和NaOH的混合溶液中有利于保持NaOH过量，有利于该反应的进行。 (3)向Na2FeO4溶液中加入KOH，析出K2FeO4晶体，说明该实验条件下，溶解度：K2FeO4<Na2FeO4。 (4)由信息可知，K2FeO4转化为Fe(OH)3和FeO eq \o\al(\s\up14(2－),\s\do5(3)) 时，Fe元素化合价均降低，故O元素化合价升高生成O2，现象为有无色无味气体生成；温度基本不变的条件下，产生该现象的速率先慢后快，可能原因为生成物中存在该反应的催化剂。 答案：(1)befgh　圆底烧瓶　(2)Fe(NO3)3溶液　2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ＋3Cl－＋5H2O　冷水浴(或冰水浴)　(3)小于　(4)有无色无味气体生成　生成物中存在该反应的催化剂(答案合理即可) 5．(2025·内蒙古赤峰期中)实验室欲测定一份长期放置的补铁药品(有效成分是琥珀酸亚铁，化学式为FeC4H4O4)是否已经变质，实验如下： Ⅰ.取补铁药样品10.00 g碾碎，溶于100 mL稀盐酸中，过滤，滤液呈浅黄绿色。 Ⅱ.取少量滤液，滴加KSCN溶液，溶液变为浅红色；再滴入3滴H2O2溶液，溶液红色加深。 Ⅲ.准确量取Ⅰ中滤液20.00 mL，加入足量H2O2溶液，再加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、常温晾干，获得Fe(OH)3固体0.642 g。 Ⅳ.再准确量取Ⅰ中滤液20.00 mL于大试管中，加入1.00 g铜粉，用胶塞塞紧试管口，充分振荡，然后经过滤、洗涤、干燥，得到铜粉0.936 g。 回答下列问题： (1)Ⅰ中琥珀酸亚铁与稀盐酸反应生成FeCl2和琥珀酸(分子式为C4H6O4)，说明酸性：C4H6O4________HCl(填“>”或“<”)。 (2)用离子方程式解释Ⅱ中红色加深的原因： ____________________________________________________________、 Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3。 (3)Ⅳ中发生反应的离子方程式是_______________________________。 (4)该补铁药中琥珀酸亚铁的变质程度[变质程度＝ eq \f(n（Fe3＋）,n（Fe）总) ×100%]为____________(保留1位小数)。 (5)Ⅳ中溶液与铜粉反应时，必须用胶塞塞紧试管口。从化学角度看，主要原因是_______________________________________________________。 解析：步骤Ⅰ.将样品制成溶液。步骤Ⅱ.取少量滤液，滴加KSCN溶液，溶液变为浅红色，说明药品已经变质，再滴入3滴H2O2溶液，溶液红色加深，说明样品部分变质。步骤Ⅲ.根据Fe(OH)3固体0.642 g，计算20 mL溶液中铁的总量；步骤Ⅳ.根据铜粉减少的质量求出变质的铁的量。 (1)根据强酸制弱酸的原理，Ⅰ中琥珀酸亚铁与稀盐酸反应生成FeCl2和琥珀酸(分子式为C4H6O4)，说明酸性：C4H6O4＜HCl。 (4)先求20 mL溶液中被氧化的铁， 2Fe3＋　＋　Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 2 mol 64 g n 1.00 g－0.936 g n＝0.002 mol，再求20 mL溶液中铁的总量为 eq \f(0.642 g,107 g/mol) ＝0.006 mol，该补铁药中琥珀酸亚铁变质程度为 eq \f(0.002 mol,0.006 mol) ×100%≈33.3%。 答案：(1)＜　(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　(3)2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋　(4)33.3%　(5)防止空气中的氧气将Fe2＋氧化 1．(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 答案：A 2．(2023·江苏高考)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 3．(2021·广东高考)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 解析：选C。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，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，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，C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2 eq \o(――→,\s\up24(NaOH),\s\do8(　)) Fe(OH)2 eq \o(――→,\s\up24(O2、H2O),\s\do8(　)) Fe(OH)3 eq \o(――→,\s\up24(稀HCl),\s\do8(　)) FeCl3 eq \o(――→,\s\up24(Fe),\s\do8(　)) FeCl2，D不选。 4．(2023·海南高考)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有：粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题： (1)实验方案中出现的图标和，前者提示实验中会用到温度较高的设备，后者要求实验者__________(填防护措施)。 (2)灰化：干燥样品应装入__________中(填字母)，置高温炉内，控制炉温850 ℃，在充足空气气氛中燃烧成灰渣。 a．不锈钢培养皿 b．玻璃烧杯 c．石英坩埚 (3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是____________________________________ (填化学式)，因而本实验应在实验室的____________中进行(填设施名称)。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示)，存在安全风险，原因是____________________________________。 (4)测定铁含量基本流程：将滤液在200 mL容量瓶中定容，移取25.00 mL，驱尽NO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) 并将Fe3＋全部还原为Fe2＋。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。 ①选用微量滴定管的原因是________________________________。 ②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据，应采取的措施是________________。 序号 1 2 3 标准溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725 ③本实验中，使测定结果偏小的是__________(填字母)。 a．样品未完全干燥 b．微量滴定管未用标准溶液润洗 c．灰渣中有少量炭黑 解析：(4)①木耳中铁含量较少，选用微量滴定管使实验微型化，滴定更准确，节约试剂。②三次平行滴定中，第二次数据偏差较大，应舍去。③铁元素的含量＝ eq \f(铁元素质量,样品质量) ×100%，样品未完全干燥，使测定结果偏低，故选a；微量滴定管未用标准溶液润洗，标准溶液被稀释，使测定结果偏高，故不选b；灰渣中有少量炭黑，对测定结果无影响，故不选c。 答案：(1)佩戴护目镜 (2)c　(3)NO2　通风橱　仪器不稳，易倾倒 (4)①使实验微型化，滴定更准确，节约试剂　②舍去第二次数据　③a 5．(2022·河北高考)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，下同)，滤渣①的主要成分为____________。 (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。 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)。 解析：已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应为4FeS2＋11O2 eq \o(=====,\s\up7(煅烧)) 2Fe2O3＋8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2；将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热，反应为Fe2O3＋3H2SO4 eq \o(=====,\s\up7(△)) Fe2(SO4)3＋3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由(3)小问可知不生成S单质，则 硫元素被氧化为SO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ，反应为14Fe3＋＋FeS2＋8H2O eq \o(=====,\s\up7(△)) 15Fe2＋＋2SO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ＋16H＋，然后进行工序①：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到FeSO4晶体和母液，母液中主要含有H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、Na4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁，反应原理为Fe2＋＋2NH eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) ＋[Fe(CN)6]4－ eq \o(=====,\s\up7(△)) Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化，反应为6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) ＋6H＋ eq \o(=====,\s\up7(△)) 6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NH eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) ，过滤、洗涤、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6。 答案：(1)Fe2O3和SiO2　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＋8H2O eq \o(=====,\s\up7(△)) 15FeSO4＋8H2SO4　(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (5)＋2　6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) ＋6H＋ eq \o(=====,\s\up7(△)) 6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NH eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) (6)H2O2　NH3·H2O 一、选择题 1．(2025·江苏徐州模拟)下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是(　　 ) A．FeCO3受热易分解，可用作补血剂 B．K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒 C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸 D．FeSO4·7H2O具有还原性，可用作食品包装中的抗氧化剂 解析：选A。Fe2＋是血红蛋白的成分，故FeCO3可用作补血剂，与其热稳定性无关。 2．“铁肥”(主要含FeSO4·7H2O)常用于解决植物叶面变黄问题，通过溶于水配制成溶液喷施在叶面上。下列有关“铁肥”的说法错误的是(　　 ) A．“铁肥”易因保存不当被空气氧化变质 B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验“铁肥”中的Fe2＋ C．为保证“铁肥”的效果，可向配制后的溶液中加入少量铁粉 D．可用KSCN溶液检验“铁肥”是否完全失效 解析：选D。FeSO4·7H2O中Fe2＋具有还原性，易被空气中的氧气氧化而变质，A正确；K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2＋反应生成蓝色沉淀，可用来检验Fe2＋，B正确；铁粉可与Fe3＋反应生成Fe2＋，向配制后的溶液中加入少量铁粉可防止亚铁离子被氧化，C正确； KSCN溶液可与Fe3＋反应生成红色配合物，可检验Fe3＋的存在，还需要检验Fe2＋不存在才能证明“铁肥”完全失效，D错误。 3．(2025·广东汕头期末)Fe及其化合物具有重要用途，下列相关反应的方程式书写错误的是(　　 ) A．制备氢氧化铁胶体：Fe3＋＋3H2O eq \o(=====,\s\up7(△)) Fe(OH)3(胶体)＋3H＋ B．水蒸气通过灼热铁粉：3Fe＋4H2O(g) eq \o(=====,\s\up7(高温)) Fe3O4＋4H2 C.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ D．FeI2溶液中通入过量氯气：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－ 解析：选D。FeI2溶液中通入过量氯气，亚铁离子和碘离子都被完全氧化，即2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－，D错误。 4．(2025·江苏扬州三模)用表面有油污的铁屑等原料可以制备FeSO4·7H2O，实验中的部分装置和操作如下图所示，其中不能达到实验目的的是(　　 ) A．用装置甲去除铁屑表面的油污 B．用装置乙溶解铁屑制备FeSO4 C．用装置丙吸收铁屑溶解过程中产生的H2S D．用装置丁蒸干溶液，获得FeSO4·7H2O 解析：选D。FeSO4·7H2O应通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法获得，D错误。 5．(2025·天津河西期末)用FeCl3溶液制作印刷电路板(PCB)并将腐蚀后废液回收再生的流程如下。 下列有关说法正确的是(　　 ) A．腐蚀池中Cu被Fe3＋氧化 B．置换池中反应完全后的溶液中有Fe3＋ C．再生池中加入的试剂应为还原剂 D．该流程所得固体M属于纯净物 解析：选A。由流程可知覆铜板加入氯化铁，发生Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，经沉降后在置换池中加入铁粉，可置换出铜，同时生成氯化亚铁，氯化亚铁在再生池中通入氯气或加入过氧化氢，可又生成氯化铁，得到的固体含有铁、铜。 6．(2025·广东江门三模)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(　　 ) A．若M不溶于水，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FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) 解析：选A。M中含有＋2价铁，且所含电荷数为0，可能是FeO或Fe(OH)2等，A错误；R为0价铁元素，且为单质，则为Fe单质，常温下浓硫酸可以使Fe钝化，B正确；若Q为金属阳离子，化合价为＋2价，则为Fe2＋，与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，C正确；FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) 中Fe元素为＋6价，据图可知FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) 在碱性环境中稳定存在，所以Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ，D正确。 7．（双选）《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣”。铁华粉[主要成分为(CH3COO)2Fe·H2O]可用如下方法检测。下列相关说法不正确的是(　　 ) A．在铁华粉中加入稀硝酸，再滴加KSCN溶液，一定会变红 B．制备铁华粉的主要反应为Fe＋2CH3COOH===(CH3COO)2Fe＋H2↑ C．气体X的产生是因为发生了复分解反应 D．由上述实验可知，OH－结合Fe3＋的能力小于CN－ 解析：选AD。铁华粉中加入稀硫酸并加热，产生的刺激性气味的气体X为醋酸蒸气；铁华粉中加入稀盐酸生成氢气和滤液，有氢气生成说明铁华粉中含有铁单质，滤液中加入铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，说明滤液中有亚铁离子，该沉淀不溶于稀盐酸，但可与NaOH溶液反应生成棕色沉淀。铁华 粉中含有铁单质，硝酸的量比较少时，生成的Fe3＋能与Fe反应生成Fe2＋，当溶液中不存在Fe3＋时，滴入KSCN溶液不会变红，A错误；根据题干中信息可知，制备铁华粉的主要反应为Fe＋2CH3COOH===(CH3COO)2Fe＋H2↑，B正确；气体X为醋酸蒸气，反应为：(CH3COO)2Fe＋H2SO4 eq \o(=====,\s\up7(△)) 2CH3COOH↑＋FeSO4，属于复分解反应，C正确；由上述实验可知，氢氧根离子能与蓝色沉淀反应，生成棕色沉淀，说明有氢氧化铁沉淀生成，说明氢氧根离子结合铁离子的能力强于CN－，D错误。 8．某化学实验小组设计如下实验探究Zn与溶液中Fe3＋发生反应的原理。 实验 试剂 现象 Ⅰ 2 mL 0.1 mol· L－1 FeCl3溶液、过量锌粉 黄色溶液很快变浅，接着有无色气泡产生，固体中未检出铁单质 Ⅱ 2 mL 1 mol· L－1 FeCl3溶液(pH≈0.70)、过量锌粉 很快有大量气体产生，出现红褐色浑浊，30 min左右产生红褐色沉淀，溶液颜色变浅，产生少量铁单质 下列说法错误的是(　　 ) A．实验Ⅰ说明Fe3＋被还原为Fe2＋ B．可用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2＋ C．实验Ⅱ发生了置换反应和复分解反应 D．实验说明Fe3＋、H＋与Zn的反应与离子浓度有关 解析：选B。实验Ⅰ黄色溶液很快变浅，固体中未检出铁单质，说明Fe3＋被还原为Fe2＋，黄色溶液很快变浅， A正确。FeCl3溶液中的Cl－也能 被酸性高锰酸钾溶液氧化，干扰Fe2＋的检验，故不能用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2＋，B错误。FeCl3溶液中加入过量锌粉，很快有大量气体产生，是氯化铁溶液水解产生的盐酸与锌粉反应产生氯化锌和氢气，反应为置换反应；出现红褐色浑浊，是氯化铁水解生成氢氧化铁，属于复分解反应；产生少量铁单质，是锌置换出铁，属于置换反应， C正确。根据上述实验可知，实验开始时Fe3＋浓度较大，先与锌发生氧化还原反应生成氯化锌和氯化亚铁，当Fe3＋浓度较低，H＋浓度较大时，H＋与锌反应生成锌盐和氢气，故实验说明Fe3＋、H＋与Zn的反应与离子浓度有关， D正确。 9．(2025·安徽六安一模)某同学用含有铁锈(主要成分为Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检查)，下列推断不合理的是(　　 ) A．B中收集到的气体是氢气 B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋ C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁 D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体 解析：选B。铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为金属氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。 10．（双选）以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁{[Fe2(OH)x(SO4)y]n}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是(　　 ) 已知：赤泥液的主要成分为Na2CO3。 A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO2 B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关 C．在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变小 D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤 解析：选BC。高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)焙烧时，FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，并用赤泥液吸收生成 的SO2；焙烧后，Al2O3、Fe2O3、SiO2、硫酸盐进入“碱浸”步骤，Al2O3、SiO2溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理获得明矾，滤渣主要是Fe2O3，酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主要有Fe2(SO4)3，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁。聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与Fe3＋具有氧化性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，碱性增强，x变大，故C错误；由上述分析可知，由于碱浸造成二氧化硅溶于氢氧化钾，从“滤液”到“明矾”的过程中，滤液中含硅酸盐，需要进行“除硅”步骤，故D正确。 11．(2025·福建南平三模)南平市的铅锌矿储量丰富。通过以下工艺流程，综合利用冶炼铅锌矿过程中产生的废液[主要含H2SO4和As(Ⅲ)等]和窑渣(主要含FeS、CuS、CuFeS2、Fe2O3、SiO2等)。 已知：CuS、CuFeS2不溶于稀硫酸，在有O2存在下可与稀硫酸反应。下列说法错误的是(　　 ) A．“氧化”时，H2O2使As(Ⅲ)转化成As(Ⅴ) B．“浸出”时，增大液固比可提高废液中H＋的去除率 C．“浸出”与“沉砷”时，O2氧化的元素不同 D．“水解”时，加Fe2O3的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋沉淀 解析：选B。废液中加H2O2使As(Ⅲ)转化成As(Ⅴ)，窑渣(主要含FeS、CuS、CuFeS2、Fe2O3、SiO2等)加氧化后的废液，并通入氧气，将金属化合物转化为Fe3＋、Cu2＋，SiO2不溶于硫酸，过滤除去，滤液中继续通入氧气将砷转化为FeAsO4·2H2O沉淀，过滤后，滤液中加足量铁粉置换出Cu，同时Fe3＋被还原为亚铁离子，再过滤出铜，滤液中通氧气将Fe2＋氧化为三价铁，调节pH值使Fe3＋转化为氢氧化铁，再经灼烧得到氧化铁。 “氧化”时， H2O2将废液[主要含H2SO4和As(Ⅲ)等]中的As(Ⅲ)转化成As(Ⅴ)，A正确；“浸出”时，增大液固比即废液的投入量增加，则废液中H＋的去除率应降低，B错误；因CuS、CuFeS2不溶于稀硫酸，在有O2存在下可与稀硫酸反应，故“浸出”时通入O2氧化的元素主要为S，“沉砷”时O2主要是将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成 FeAsO4·2H2O沉淀，C正确；“水解”时，加Fe2O3的作用是消耗Fe3＋水解产生的H＋(调节溶液的pH)，促进水解平衡正向移动，有利于使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀且不引入新的杂质，D正确。 二、非选择题 12．(2025·陕西宝鸡一模)某学习小组同学设计实验制备FeCO3，并探究FeCO3的还原性。回答下列问题： Ⅰ.碳酸亚铁的制备 实验原理：Fe2＋＋2HCO eq \o\al(\s\up14(－),\s\do5(3)) ===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑。 实验装置(夹持仪器已省略)如图所示。 (1)仪器a的名称为________。 (2)实验开始时，先打开________(填“K1、K2或K3”，下同)，关闭________，一段时间后，关闭________________________________________， 打开________，c中反应获得FeCO3。 (3)反应结束后，将c中的混合液过滤，洗涤。简述证明FeCO3已洗涤干净的操作：____________________________________________________。 Ⅱ.定性定量探究碳酸亚铁有还原性 定性探究碳酸亚铁和氧气反应的固体成分： [提出设想] (4)假设1：固体成分是氧化铁； 假设2：固体成分是四氧化三铁； 假设3：______________________。 [查阅资料] 氧化亚铁是一种黑色粉末，不稳定，在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。 [实验验证] 所用装置如图所示，装药品，打开止水夹K，通入O2，加热玻璃管。澄清石灰水不再产生沉淀时，停止加热，继续通入O2至玻璃管冷却。 取少量玻璃管里的固体于试管中，滴加稀硫酸，微热，固体完全溶解，将溶液分成甲、乙两份，进行后续实验。 实验编号 实验步骤 实验现象 ⅰ 向甲溶液中 滴加KSCN溶液 溶液变红色 ⅱ 向乙溶液中滴加 酸性高锰酸钾溶液 溶液不变色 [实验评价] (5)上述实验______(填“ⅰ”或“ⅱ”)不能确定固体成分。 [实验结论] (6)由上述实验结果分析可知，碳酸亚铁在氧气中高温灼烧能得到的产物是__________，证明FeCO3具有还原性，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧的化学方程式为：____________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析：使用恒压滴液漏斗将稀硫酸滴加到铁屑上发生反应，生成硫酸亚铁溶液与氢气；为防止Fe2＋被装置中残留的空气氧化，实验开始时，应先打开K1和K3，关闭K2，利用稀硫酸与铁屑反应生成的氢气将装置内的空气排尽，再关闭K3，打开K2，利用生成氢气形成的压强将硫酸亚铁溶液挤压入碳酸氢铵溶液中，反应即可生成碳酸亚铁。澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，向甲溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，说明有＋3价铁，加入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，说明溶液中无＋2价铁，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧得到的产物为氧化铁和二氧化碳。 答案：(1)恒压滴液漏斗 (2)K1和K3　K2　K3　K2 (3)取最后一次洗涤液少许于洁净的试管中，加入过量稀盐酸酸化后，再滴入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则证明已经洗涤干净 (4)固体成分是氧化铁和四氧化三铁的混合物 (5)ⅰ　(6)Fe2O3和CO2　4FeCO3＋O2 eq \o(=====,\s\up7(高温)) 2Fe2O3＋4CO2 13．(2025·安徽亳州模拟)以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料得到绿矾(FeSO4·7H2O)，然后制备铁黄并测定其纯度。 Ⅰ.制备铁黄流程如下： 已知：“还原”时，Fe3＋能将FeS2中的硫元素氧化为＋6价。 回答下列问题： (1)Fe2＋的价层电子的轨道表示式为____________________，Fe3＋比Fe2＋稳定，原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为______________________ ________________________________________________________________。 (3)“还原”过程中涉及的离子方程式为__________________________ ________________________________________________________________。 (4)流程中“”环节的目的是为了除去_____________，“结晶”步骤的具体操作为_______________________________________。 Ⅱ.测定铁黄纯度流程如下： 已知：Fe3＋＋3C2O eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ===[Fe(C2O4)3]3－，[Fe(C2O4)3]3－不与稀碱液反应。 (5)若实验时加入了x mol的H2SO4，消耗y mol NaOH，设铁黄的摩尔质量为M g·mol－1，则铁黄样品纯度为________(用含w、x、y、M的代数式表示)。 (6)测定时，若滴入Na2C2O4溶液不足量，使实验结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 解析：根据题目所给示意图，硫铁矿进行焙烧，硫化铁中的S元素经过焙烧生成二氧化硫，铁转变为三氧化二铁，烧渣进行酸溶，氧化铁和氧化铝均被溶解，SiO2不溶于硫酸，再加入FeS2将溶液中的Fe3＋还原成二价铁， 过滤除去二氧化硅和过量的FeS2，得到含有硫酸亚铁和硫酸铝的滤液，使硫酸亚铁结晶，过滤，加入水溶解，再加入一定量氨水、空气制备铁黄晶体。 (5)铁黄与硫酸反应的化学方程式为2FeOOH＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋4H2O，用氢氧化钠标准溶液滴定剩余的硫酸，化学方程式为H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O，则与铁黄反应消耗的硫酸的物质的量为x－ eq \f(y,2) mol，故消耗铁黄的物质的量为 eq \f(2x－y,3) mol，则可以计算铁黄样品的纯度为 eq \f(（2x－y）M,3w) ×100%。 (6)若草酸钠溶液不过量，则不能完全使Fe3＋→[Fe(C2O4)3]3－，则没有反应的三价铁会与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，使实验结果偏小。 答案：(1)　Fe3＋的价层电子排布式为3d5，半充满，能量低，比较稳定 (2)4FeS2＋11O2 eq \o(=====,\s\up7(高温)) 2Fe2O3＋8SO2 (3)FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ＋16H＋ (4)Al3＋　蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤 (5) eq \f(（2x－y）M,3w) ×100%　(6)偏小 $