【2026年新高一化学衔接课程讲义】第12讲 铁及其化合物

高一暑假衔接课程 第12讲 铁及其化合物 【内容导航】 1．铁的单质； 2．铁的氧化物和氢氧化物； 3．铁盐和亚铁盐。 一、铁的单质 1．铁元素的存在 (1)铁在自然界中可以以______形态(如陨铁)存在，但主要以______价和______价化合物的形态存在于矿石中，在地壳中的含量居第四位，仅次于____________。 (2)我国发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑。 2．铁的物理性质 单质铁是______色固体，熔点较高，有______、______、______性，能被______吸引。 3．铁的化学性质 (1)铁与非金属单质(O2、Cl2、Br2、I2、S)反应 ①Fe与氧气反应：______________________________。 ②Fe与氯气反应：______________________________。 ③铁粉与S反应：________________________。 Fe与Cl2、Br2反应产物是______价铁，与I2、S反应产物是______价铁 (2)Fe与水蒸气的反应：____________________________________ (3)Fe与非氧化性酸反应、与不活泼金属盐溶液发生置换反应产物是______价铁 【交流讨论】 1．(1)Fe与过量稀硝酸反应，Fe被氧化成Fe3+，HNO3被还原为NO，请写出化学方程式和离子方程式。 (2)Fe3+能被Fe还原为Fe2+，请写出过量Fe与稀硝酸反应的离子方程式。 2．如图所示，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。 回答下列问题： (1)写出有关反应的化学方程式：______________________________________。 (2)干燥管C中盛放的药品是____________，作用是_____________________________。 (3)在D处画出用简单方法(用试管)收集氢气的装置图(所需其他仪器自选)。 (4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是________________；圆底烧瓶底部放入几片碎瓷片，碎瓷片的作用是_______________________________。 (5)实验开始时应先点燃__________，理由是________________________________________________。 【归纳小结】 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 【即学即练1】下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为＋3 C．铁在氯气中燃烧，如果铁过量会生成FeCl2 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 【即学即练2】用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4纯净物 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 颜色和状态 ______色粉末 ______色粉末 ______色晶体 铁的价态 水溶性 不溶 不溶 不溶 与盐酸反应 (离子方程式) 2．铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色和溶解性 ______色固体，______溶于水 ______色固体，______溶于水 稳定性 在空气中易转化为_________ 与盐酸反应 (离子方程式) 制备 转 化 化学方程式 现象 ______色絮状沉淀迅速变为______色，最终变为______色 【交流讨论】 1．Fe3O4中Fe元素有＋2、＋3两种价态，可表示成FeO·Fe2O3形式，请类比写出Fe4O5的表示形式。 2．写出下列反应的化学方程式： (1)FeO与稀硝酸反应（HNO3转化为NO）：__________________________________。 (2)Fe3O4与稀盐酸反应：____________________________________。 (3)Fe(OH)3受热分解：_____________________________。 (4)FeCl3溶液与氨水反应：________________________________。 【即学即练3】下列有关铁的化合物的说法不正确的是(　　) A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2价和＋3价 【即学即练4】化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题： (1)写出各物质的化学式： A：________、B：________、C：________、D：________。 (2)写出B转化为A的化学方程式：_____________________。 写出A受热分解的化学方程式：______________________________________。 三、铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等。 1．实验探究Fe3＋、Fe2＋的检验 离子 Fe3＋ Fe2＋ 溶液的颜色 ______色 ______色 实验操作 实验现象 溶液变成______ 开始____________，滴加新制氯水后溶液变成______ 离子方程式 结论 Fe3＋遇SCN－显______，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用先加______溶液再加_________的方法检验Fe2＋的存在 2．实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质 实验操作 实验现象 加入铁粉后，溶液由______色变为______色，试管中有黑色固体，再滴加KSCN溶液，溶液____________ 向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成______ 离子方程式 实验结论 (1)Fe3＋具有氧化性，能被还原剂(如Fe)还原为Fe2＋ (2)Fe2＋具有还原性，能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3＋ 【交流讨论】 1．(1)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe Fe2＋Fe3＋ 请写出下列反应的离子方程式： ①Fe2＋在酸性条件下被氧气氧化：____________________________________ ②Fe2＋被Cl2、Br2氧化：____________________________________ ③Fe2＋被H2O2氧化：____________________________________ ④Fe2＋使酸性KMnO4溶液褪色：____________________________________ (2)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe Fe3＋Fe2＋ 请写出下列反应的离子方程式： ①在铁盐溶液中加入Fe，Fe溶解：____________________________________ ②用FeCl3溶液腐蚀铜，制作印刷电路板：____________________________________ ③Fe3＋能使淀粉KI试纸变蓝：____________________________________ ④Fe3＋与S2-反应：____________________________________ 2．除去下列物质中所含杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂和方法填在横线上，并写出有关的离子方程式。 （1）FeCl2(FeCl3)：所选试剂 ；离子方程式 。 （2）FeCl3(FeCl2)：所选试剂 ；离子方程式 。 3．请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质。 【归纳小结】Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)观察法： 浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变血红色，则为Fe3＋。 【即学即练5】(1)FeCl2的酸性溶液在空气中被氧化的离子方程式为____________________________，为了防止FeCl2溶液中的Fe2+被氧气氧化，应采取的措施是________________________________。 (2)检验Fe2+是否被氧化的方法是______________________________________________。 【即学即练6】FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　) A．溶液中一定含Cu2＋ B．溶液中一定含Fe2＋ C．加入KSCN溶液一定不变红色 D．剩余固体中一定含Cu 第12讲 铁及其化合物 课堂检测 姓名：_______________ 1．红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是(　　) A．Na　　　B．Fe　　　C．Zn　　　D．Cu 2．下列反应中，铁只能转化为＋3价铁的是(　　) A．少量铁与稀硫酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧 C．过量铁粉在氯气中燃烧 D．Fe投入CuSO4溶液中 3．缺铁会使部分花卉叶片发黄，通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2＋和Fe3＋的叙述，错误的是(　　) A．Fe2＋的水溶液为浅绿色 B．Fe3＋的水溶液为黄色 C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性也具有还原性 D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀 4．在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。关于该反应的下列叙述中不正确的是(　　) A．生成物为氢氧化铁 B．该反应是化合反应 C．该反应是氧化还原反应 D．氢氧化亚铁作氧化剂 5．下列有关Fe2＋及Fe3＋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，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀，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＋ 6．印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋)回收再生的流程如下。 (1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是____________________________。 (2)置换池中发生反应的离子方程式有_______________________、_____________________。 (3)向再生池中通入Cl2可以使废液再生，离子方程式是_________________________；工业上通常用双氧水代替Cl2，这样做的优点是________________________。 第12讲 铁及其化合物 同步练习 1．类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测的说法中正确的是(　　) A．已知Fe与O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu与O2可直接化合生成Cu3O4 B．已知Na与H2O反应生成 NaOH和H2，推测Fe与H2O反应生成Fe(OH)2和H2 C．已知Fe能与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．已知Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应 2．下列有关金属及其化合物的说法正确的是(　　) A．钠在空气中燃烧生成白色固体Na2O2 B．过量铁粉在氯气中燃烧，可以生成FeCl2 C．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2 D．铁在潮湿的空气中不发生任何反应 3．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为(　　) A．FeO　　　　B．Fe2O3 C．Fe3O4　　 D．Fe(OH)3 4. 现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是(　　) A．苹果汁中含有Na＋ B．苹果汁中含有Cu2＋ C．苹果汁中含有OH－ D．苹果汁中含有Fe2＋ 5．制印刷电路时常用氯化铁溶液作腐蚀液，有关反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯中不可能出现的是(　　) A．有铜粉无铁粉　　　　 B．有铁粉无铜粉 C．铁粉、铜粉都有 D．铁粉、铜粉都无 6．为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质中最好选用(　　) A．KMnO4溶液 B．H2O2溶液 C．氯水 D．HNO3溶液 7．下列除杂方法或对应方程式错误的是(　　) 选项 物质(杂质) 除杂方法或试剂 方程式 A 溶液FeCl2(CuCl2) 过量Fe，过滤 Fe ＋ Cu2＋===Fe2＋ ＋ Cu B 固体NaHCO3(Na2CO3) 水溶后通入过量CO2，结晶，过滤 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 C 固体Fe(固体Cu) 加入足量稀盐酸后过滤 Fe ＋2H＋===Fe2＋ ＋ H2↑ D FeCl2(FeCl3) 过量Fe，过滤 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 8．某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是(　　) A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰 B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应 D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色 9．Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，所用的两种方法的离子方程式分别为 (1)_________________________________________； (2)_________________________________________。 Ⅱ.在装有固体A的试管中加入水，此时A未溶解，但加入一定量的无色溶液B，A逐渐溶解，并有气体生成，溶液变为浅绿色，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，请填写下列空白： (1)B的化学式是____________________________________________________。 (2)A加入无色溶液B后才溶解，其理由是_______________________________。 10．几种物质间的相互转化关系如图所示： (1)A转化为B及气体的反应中应加入的试剂是____________(填化学式)。 (2)写出B的化学式：____________，F的化学式：____________。 (3)写出G→H的化学方程式：___________________________。 (4)写出检验D溶液中金属阳离子的方法：_________________________(用离子方程式表示)；向D溶液中加入A，发生反应的离子方程式是_________________________。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $高一暑假衔接课程 第12讲 铁及其化合物 【内容导航】 1．铁的单质； 2．铁的氧化物和氢氧化物； 3．铁盐和亚铁盐。 一、铁的单质 1．铁元素的存在 (1)铁在自然界中可以以单质形态(如陨铁)存在，但主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中，在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。 (2)我国发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑。 2．铁的物理性质 单质铁是银白色固体，熔点较高，有导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。 3．铁的化学性质 (1)铁与非金属单质(O2、Cl2、Br2、I2、S)反应 ①Fe与氧气反应：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②Fe与氯气反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③铁粉与S反应：Fe＋SFeS。 Fe与Cl2、Br2反应产物是+3价铁，与I2、S反应产物是+2价铁 (2)Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (3)Fe与非氧化性酸反应、与不活泼金属盐溶液发生置换反应产物是+2价铁 【交流讨论】 1．(1)Fe与过量稀硝酸反应，Fe被氧化成Fe3+，HNO3被还原为NO，请写出化学方程式和离子方程式。 (2)Fe3+能被Fe还原为Fe2+，请写出过量Fe与稀硝酸反应的离子方程式。 答案：(1)Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O (2) 3Fe＋2NO＋8H＋===2Fe2＋＋3NO↑＋4H2O 2．如图所示，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。 回答下列问题： (1)写出有关反应的化学方程式：______________________________________。 (2)干燥管C中盛放的药品是____________，作用是_____________________________。 (3)在D处画出用简单方法(用试管)收集氢气的装置图(所需其他仪器自选)。 (4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是________________；圆底烧瓶底部放入几片碎瓷片，碎瓷片的作用是_______________________________。 (5)实验开始时应先点燃__________，理由是________________________________________________。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)碱石灰(或无水CaCl2等)　除去H2中的水蒸气 (3)如图所示(注意用向下排空气法，导管伸入试管底部) (4)为反应提供持续不断的水蒸气　防止液体暴沸 (5)酒精灯　先点燃酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防止Fe与O2反应 解析：(1)书写化学方程式时，应注意H2O的状态与产物的成分。(2)应选固体干燥剂。(3)应采用向下排空气法收集，注意导管伸入的位置。(4)通过加热圆底烧瓶中的水获得水蒸气。(5)实验时，应先加热圆底烧瓶，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再加热硬质玻璃管，防止铁粉被空气中的氧气氧化。 【归纳小结】 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 【即学即练1】下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为＋3 C．铁在氯气中燃烧，如果铁过量会生成FeCl2 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 答案：D 解析：自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，A错；铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁元素的化合价有＋2和＋3两种价态，B错；铁在氯气中燃烧，无论铁是否过量都生成FeCl3，C错。 【即学即练2】用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 答案：B 解析：装置A是将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4纯净物 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 颜色和状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价 水溶性 不溶 不溶 不溶 与盐酸反应 (离子方程式) FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 2．铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色和溶解性 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水 稳定性 在空气中易转化为Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 与盐酸反应 (离子方程式) Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转 化 化学方程式 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【交流讨论】 1．Fe3O4中Fe元素有＋2、＋3两种价态，可表示成FeO·Fe2O3形式，请类比写出Fe4O5的表示形式。 提示：2FeO·Fe2O3 2．写出下列反应的化学方程式： (1)FeO与稀硝酸反应（HNO3转化为NO）：__________________________________。 (2)Fe3O4与稀盐酸反应：____________________________________。 (3)Fe(OH)3受热分解：_____________________________。 (4)FeCl3溶液与氨水反应：________________________________。 答案：(1)3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O (2)Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O (3)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O (4) FeCl3+3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+NH4Cl 【即学即练3】下列有关铁的化合物的说法不正确的是(　　) A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2价和＋3价 答案：A 解析：Fe(OH)2中的Fe2＋具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，A项错误；FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，B项正确；Fe(OH)2只能通过复分解反应得到，Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，C项正确；Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，Fe元素的化合价为＋2、＋3价，D项正确。 【即学即练4】化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题： (1)写出各物质的化学式： A：________、B：________、C：________、D：________。 (2)写出B转化为A的化学方程式：_____________________。 写出A受热分解的化学方程式：______________________________________。 答案：(1)Fe(OH)3　Fe(OH)2　FeSO4　Fe2O3 (2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 解析：解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B是Fe(OH)2，D是Fe2O3。 三、铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等。 1．实验探究Fe3＋、Fe2＋的检验 离子 Fe3＋ Fe2＋ 溶液的颜色 棕黄色 浅绿色 实验操作 实验现象 溶液变成红色 开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成红色 离子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 结论 Fe3＋遇SCN－显红色，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用先加KSCN溶液再加新制氯水的方法检验Fe2＋的存在 2．实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质 实验操作 实验现象 加入铁粉后，溶液由棕黄色变为浅绿色，试管中有黑色固体，再滴加KSCN溶液，溶液无明显变化 向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成红色 离子方程式 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 实验结论 (1)Fe3＋具有氧化性，能被还原剂(如Fe)还原为Fe2＋ (2)Fe2＋具有还原性，能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3＋ 【交流讨论】 1．(1)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe Fe2＋Fe3＋ 请写出下列反应的离子方程式： ①Fe2＋在酸性条件下被氧气氧化：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O ②Fe2＋被Cl2、Br2氧化：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ③Fe2＋被H2O2氧化：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ④Fe2＋使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (2)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe Fe3＋Fe2＋ 请写出下列反应的离子方程式： ①在铁盐溶液中加入Fe，Fe溶解：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②用FeCl3溶液腐蚀铜，制作印刷电路板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ③Fe3＋能使淀粉KI试纸变蓝：2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2 ④Fe3＋与S2-反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ 2．除去下列物质中所含杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂和方法填在横线上，并写出有关的离子方程式。 （1）FeCl2(FeCl3)：所选试剂 ；离子方程式 。 （2）FeCl3(FeCl2)：所选试剂 ；离子方程式 。 答案：(1)铁粉　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)新制氯水　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 3．请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质。 提示　取装有溶液的两支试管，一支试管中滴加KSCN溶液，溶液变红，证明溶液中有Fe3＋；另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色，证明溶液中有Fe2＋。 【归纳小结】Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)观察法： 浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变血红色，则为Fe3＋。 【即学即练5】(1)FeCl2的酸性溶液在空气中被氧化的离子方程式为____________________________，为了防止FeCl2溶液中的Fe2+被氧气氧化，应采取的措施是________________________________。 (2)检验Fe2+是否被氧化的方法是______________________________________________。 答案：(1)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O 往溶液中加入少量铁粉 (2)取少量样品，滴加KSCN溶液，若溶液变血红色，则说明Fe2+被氧化 【即学即练6】FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　) A．溶液中一定含Cu2＋ B．溶液中一定含Fe2＋ C．加入KSCN溶液一定不变红色 D．剩余固体中一定含Cu 答案：A 解析：加入铁粉后，因为Fe3＋氧化性强于Cu2＋，铁粉先与FeCl3反应，然后与CuCl2反应，充分反应后仍存在的固体一定含有Cu，可能含有Fe，D正确；所得溶液中一定不含Fe3＋，可能含Cu2＋，一定含有Fe2＋，加入KSCN一定不变红色，B、C正确，A错误。 第12讲 铁及其化合物 课堂检测 姓名：_______________ 1．红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是(　　) A．Na　　　B．Fe　　　C．Zn　　　D．Cu 答案：B 解析：钠形成的化合物无红色物质形成，故A不符合题意；铁元素形成氧化铁呈红色，珊瑚在生长过程中吸收氧化铁形成红色，故B符合题意；锌元素形成的物质中无红色物质生成，故C不符合题意；溶解于海水中的化学元素绝大多数是以盐类离子的形式存在的，而铜的化合物多呈蓝色，故D不符合题意。 2．下列反应中，铁只能转化为＋3价铁的是(　　) A．少量铁与稀硫酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧 C．过量铁粉在氯气中燃烧 D．Fe投入CuSO4溶液中 答案：C 解析：Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故A不选；铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，含＋2、＋3价铁，故B不选；Fe与氯气反应生成氯化铁，与量无关，铁只能转化为＋3价铁，故C选；Fe投入CuSO4溶液中，生成硫酸亚铁、Cu，故D不选。 3．缺铁会使部分花卉叶片发黄，通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2＋和Fe3＋的叙述，错误的是(　　) A．Fe2＋的水溶液为浅绿色 B．Fe3＋的水溶液为黄色 C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性也具有还原性 D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀 答案：D 解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。 4．在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。关于该反应的下列叙述中不正确的是(　　) A．生成物为氢氧化铁 B．该反应是化合反应 C．该反应是氧化还原反应 D．氢氧化亚铁作氧化剂 答案：D 解析：由题意可知，氢氧化亚铁白色沉淀转化为红褐色沉淀，生成物是氢氧化铁，故A正确；上述转化符合化合反应的特征，该转化涉及的反应是化合反应，故B正确；该反应中有元素化合价变化，是氧化还原反应，故C正确；在4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3中，氢氧化亚铁作还原剂，O2作氧化剂，故D错误。 5．下列有关Fe2＋及Fe3＋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，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀，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：Fe3＋与KSCN溶液作用的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)，而Fe2＋与KSCN溶液不反应，如果该溶液既含Fe3＋，又含Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3＋而不能证明不含Fe2＋，故A错误。若原溶液中含Fe2＋，通入Cl2，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，滴加KSCN溶液后显红色；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液同样可以变为红色，故B错误。加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故C正确。氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，故D错误。 6．印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋)回收再生的流程如下。 (1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是____________________________。 (2)置换池中发生反应的离子方程式有_______________________、_____________________。 (3)向再生池中通入Cl2可以使废液再生，离子方程式是_________________________；工业上通常用双氧水代替Cl2，这样做的优点是________________________。 答案：(本题5分，每空1分) (1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ (2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu (3)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　避免有毒气体污染环境 解析：(1)腐蚀池中铜和FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2，发生反应的离子方程式是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。(2)置换池中加入过量Fe粉，Fe和FeCl3反应生成FeCl2，Fe和CuCl2反应生成FeCl2和Cu，发生反应的离子方程式有Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(3)向再生池中通入Cl2，Cl2把FeCl2氧化为FeCl3，离子方程式是2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；工业上通常用双氧水代替Cl2，氯气有毒，双氧水无毒，优点是避免有毒气体污染环境。 第12讲 铁及其化合物 同步练习 1．类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测的说法中正确的是(　　) A．已知Fe与O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu与O2可直接化合生成Cu3O4 B．已知Na与H2O反应生成 NaOH和H2，推测Fe与H2O反应生成Fe(OH)2和H2 C．已知Fe能与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．已知Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应 答案：C 解析：Fe与O2在点燃的条件下反应生成Fe3O4，Cu与O2反应生成CuO，故A错误；Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故B错误；Fe是活泼金属，能把金属活动性顺序中位于其后的金属离子从其盐溶液中置换出来，故C正确；Na在常温下能与H2O反应，但是Fe与水在常温下不反应，故D错误。 2．下列有关金属及其化合物的说法正确的是(　　) A．钠在空气中燃烧生成白色固体Na2O2 B．过量铁粉在氯气中燃烧，可以生成FeCl2 C．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2 D．铁在潮湿的空气中不发生任何反应 答案：C 解析：钠在空气中燃烧的产物是过氧化钠，过氧化钠是淡黄色固体，故A错误；氯气的氧化性较强，无论铁粉是否过量，在氯气中燃烧均生成FeCl3，故B错误；铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故C正确；铁在潮湿空气中会生锈形成Fe2O3，故D错误。 3．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为(　　) A．FeO　　　　B．Fe2O3 C．Fe3O4　　 D．Fe(OH)3 答案：B 解析：因Fe(OH)2极易被空气中氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3。 4. 现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是(　　) A．苹果汁中含有Na＋ B．苹果汁中含有Cu2＋ C．苹果汁中含有OH－ D．苹果汁中含有Fe2＋ 答案：D 解析：现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是苹果汁中的Fe2＋被氧气氧化变成了Fe3＋，而Cu2＋为蓝色，Fe3＋为黄色，OH－为无色。 5．制印刷电路时常用氯化铁溶液作腐蚀液，有关反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯中不可能出现的是(　　) A．有铜粉无铁粉　　　　 B．有铁粉无铜粉 C．铁粉、铜粉都有 D．铁粉、铜粉都无 答案：B 解析：向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，由于铁粉的还原性较强，故铁粉首先与氯化铁溶液反应，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，当铁粉完全反应后，若氯化铁还有剩余，铜粉才与氯化铁溶液反应，2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。若铁粉较少，铜粉较多，会出现A中情况；由前面的分析可知，B中情况不会出现；若铁粉较多，会出现C中情况；若铁粉和铜粉都较少，会出现D中情况。 6．为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质中最好选用(　　) A．KMnO4溶液 B．H2O2溶液 C．氯水 D．HNO3溶液 答案：B 解析：A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2＋氧化为Fe3＋，但同时会引入新的杂质，双氧水具有氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，还原产物为水，不引入新杂质，故选B。 7．下列除杂方法或对应方程式错误的是(　　) 选项 物质(杂质) 除杂方法或试剂 方程式 A 溶液FeCl2(CuCl2) 过量Fe，过滤 Fe ＋ Cu2＋===Fe2＋ ＋ Cu B 固体NaHCO3(Na2CO3) 水溶后通入过量CO2，结晶，过滤 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 C 固体Fe(固体Cu) 加入足量稀盐酸后过滤 Fe ＋2H＋===Fe2＋ ＋ H2↑ D FeCl2(FeCl3) 过量Fe，过滤 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 答案：C 解析：过量的Fe粉能与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故A正确；水溶后通入过量CO2，发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，结晶，过滤可以除去固体NaHCO3中的少量Na2CO3，故B正确；铁与稀盐酸反应，铜不与稀盐酸反应，除去了铁而剩余了铜，故C错误；过量的Fe粉能与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁溶液，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故D正确。 8．某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是(　　) A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰 B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应 D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色 答案：C 解析：在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰，A正确；乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，B正确；铁与水不反应，应该是水蒸气，C错误；丁同学认为用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，D正确。 9．Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，所用的两种方法的离子方程式分别为 (1)_________________________________________； (2)_________________________________________。 Ⅱ.在装有固体A的试管中加入水，此时A未溶解，但加入一定量的无色溶液B，A逐渐溶解，并有气体生成，溶液变为浅绿色，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，请填写下列空白： (1)B的化学式是____________________________________________________。 (2)A加入无色溶液B后才溶解，其理由是_______________________________。 答案：Ⅰ.(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Ⅱ.(1)H2SO4(合理即可)　(2)Fe与水常温下不反应，滴入硫酸后，硫酸使Fe溶解 解析：Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进其他杂质离子，可选用的氧化剂有Cl2、H2O2、O3、O2等。 Ⅱ.根据溶液变为浅绿色，推测生成了Fe2＋，原固体A为Fe，加入水，此时A未溶解。但加入一定量无色溶液B后，A逐渐溶解，并有气体生成，推测无色溶液B为酸溶液，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，是由于 Fe2＋被氧化成Fe3＋。 10．几种物质间的相互转化关系如图所示： (1)A转化为B及气体的反应中应加入的试剂是____________(填化学式)。 (2)写出B的化学式：____________，F的化学式：____________。 (3)写出G→H的化学方程式：___________________________。 (4)写出检验D溶液中金属阳离子的方法：_________________________(用离子方程式表示)；向D溶液中加入A，发生反应的离子方程式是_________________________。 答案：(1)HCl　(2)FeCl2　KCl (3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 解析：根据框图信息，可以推出A为Fe，B为FeCl2，C为Cl2，D为FeCl3，E为KOH，F为KCl，G为Fe(OH)2，H为Fe(OH)3，J为AgCl。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $