第4章 第15讲 铁盐、亚铁盐 含铁物质的相互转化(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案

该高中化学讲义聚焦铁盐、亚铁盐性质与检验及含铁物质相互转化核心考点，依据课标从价态与物质类别视角构建知识体系，通过考点梳理（表格对比Fe²⁺/Fe³⁺性质）、方法指导（检验干扰分析）、真题训练（题点练习与高考题解析）环节，帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 资料以“价—类”二维图整合知识网络培养科学思维，设计菠菜铁价态探究等实验活动落实科学探究与实践，设置基础检验、性质转化、综合应用分层练习。通过对比分析Fe²⁺/Fe³⁺转化条件等策略，高效提升学生应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第15讲　铁盐、亚铁盐　含铁物质的相互转化 [课标标准] 1．能列举、描述、辨识Fe2+与Fe3+的化学性质及实验现象。 2．能利用Fe2+与Fe3+的性质和反应，设计其制备、分离、提纯、检验等简单实验的方案。 3．能从物质类别和元素价态变化的视角说明铁及其化合物之间的转化途径。 考点一　铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．铁盐与亚铁盐 物质 亚铁盐(Fe2+) 铁盐(Fe3+) 颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液) 氧化 性与 还原 性 既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，能被Cl2、Br2、酸性KMnO4溶液等氧化，如在酸性条件下，被H2O2、氧化反应的离子方程式分别为2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O、 一般表现为氧化性，能被I－、H2S、SO2、Fe等还原，如溶解铜反应的离子方程式为2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+ 水解 性 水解呈酸性 极易水解，只能大量存在于酸性较强的溶液中 2.常见的铁盐 (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)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。 3．Fe2+和Fe3+的检验 (1)Fe2+的检验 (2)Fe3+的检验 (3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)中性溶液中可能大量存在Fe3+、K＋、Cl－、 (2)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　) (3)含Fe3+的溶液中加入KI、Na2SO3、Cu可以使Fe3+转化为Fe2+(　　) (4)配制FeCl2溶液时加少量铁粉，以防止其被氧化(　　) (5)检验Fe(NO3)2晶体是否变质，将样品溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)× 题点1　Fe2+、Fe3+的检验 1．(2025·江苏泰州高三阶段练习)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+ 解析：C　A项中只能说明含有Fe3+，不能说明不含Fe2+；B项中原溶液也可能只有Fe3+而没有Fe2+；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。 2．菠菜常用作补铁食品之一，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：____________。 答案：(2)生成蓝色沉淀　3-===KFe[Fe(CN)6]↓　(3)红　不能，滤液中的Fe2+，加入稀硝酸后生成Fe3+，干扰Fe3+检验 　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，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。 (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)。 题点2　Fe2+、Fe3+的性质与转化 3．欲探究铁及其化合物的还原性或氧化性，可供选用的试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、酸性KMnO4溶液、锌片。下列说法中不正确的是(　　) A．在FeCl2溶液中加入锌片，溶液由浅绿色变为无色：Zn＋Fe2+===Zn2+＋Fe B．在FeCl3溶液中加入足量铁粉，溶液由棕黄色变为浅绿色，体现Fe3+的氧化性 C.在酸性KMnO4溶液中滴加FeCl2溶液，溶液的紫红色逐渐褪色，体现Fe2+的还原性 D．在FeCl2溶液中滴加氯水，溶液由浅绿色变为棕黄色：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－ 解析：C　由于还原性：Zn>Fe，FeCl2溶液中加入锌片，锌置换出铁，溶液由浅绿色变为无色，A正确；在FeCl3溶液中加入足量铁粉，发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，溶液由棕黄色变为浅绿色，体现Fe3+的氧化性，B正确；在酸性KMnO4溶液中滴加FeCl2溶液，溶液的紫红色逐渐褪色，由于Fe2+、Cl－均能将还原为Mn2+而使溶液褪色，故不能说明Fe2+具有还原性，C错误；在FeCl2溶液中滴加氯水，Cl2将FeCl2氧化生成FeCl3，溶液由浅绿色变为棕黄色，D正确。 4．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________，可能存在的金属阳离子有________。 (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________，一定不存在的金属阳离子有________。 (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________，可能存在的金属阳离子有________，一定不存在的金属阳离子有________。 答案：(1)Fe2+、Cu2+　Fe3+　(2)Fe2+　Cu2+、Fe3+　(3)Fe2+　Cu2+　Fe3+ 考点二　铁及其化合物的相互转化 1．铁元素的“价—类”二维图 (1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)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。 2．铁及其化合物转化关系的应用 (1)判断离子共存 ①Fe2+与(H＋)、ClO－、(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3+与S2-、I－、发生氧化还原反应，不能大量共存； ③Fe3+与、等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。 (2)盐溶液的配制与保存 (3)物质的制备 (4)物质的除杂 ①如铜(或镁)盐溶液中含有Fe3+，可加入CuO、CuCO3等调节溶液的pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。 ②如铜(或镁)盐溶液中含有Fe2+，可先把Fe2+氧化为Fe3+(加入H2O2作氧化剂)，再按照①的方法操作。 1．(2026·云南保山高三联考)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，下列推断合理的是(　　) A．若A为单质，则常温下浓硝酸可将A溶解 B．若B不溶于水，则B一定为Fe2O3 C．若C为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，可由Fe2O3与过量氢碘酸反应生成 D．Fe3+与氧化剂在酸性条件下反应可生成能对饮用水进行消毒、净化 解析：C　常温下铁与浓硝酸钝化，阻止反应进一步进行，A错误；若B不溶于水，则B可能为Fe2O3，或者是氢氧化铁等，B错误；若C为金属阳离子，则C为Fe2+，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，生成蓝色沉淀，Fe2+可由Fe2O3与过量氢碘酸发生氧化还原反应生成，C正确；由图知在碱性条件下稳定，则Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成具有强氧化性，并且氢氧化铁胶体可以净化水，则能对饮用水进行消毒、净化，D错误。 2．(2026·河北名校联盟高三联考)黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为Fe2O3，同时还含有SiO2和Al2O3等。以其为原料制取FeSO4·7H2O的工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3 B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的Fe3+ C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解 D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干 解析：D　NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na2SiO3和Na[Al(OH)4]，“滤液”的主要成分为Na2SiO3和Na[Al(OH)4]，A正确；稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入还原剂铁粉，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，故试剂甲为铁粉，作用是还原溶液中的Fe3+，B正确；“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，亚铁离子能发生水解反应生成氢氧化亚铁，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解，C正确；“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至溶液表面出现晶膜为止，趁热过滤，取滤液冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，D错误。 1．(2025·浙江6月选考，10)下列含铁化合物的制备方案正确的是(　　) 选项 目标产物 制备方案 A FeCl3·6H2O FeCl2溶液通足量Cl2后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B Fe2O3 红热的铁粉与水蒸气反应 C FeCl2 FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水 D Fe(OH)2 FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤 解析：C　FeCl2溶液通足量Cl2后，得到FeCl3溶液，若通过加热蒸发浓缩会促进Fe3+水解且水解生成的HCl挥发，导致生成Fe(OH)3，无法得到FeCl3·6H2O，A错误；红热的铁粉与水蒸气反应会生成Fe3O4，得不到Fe2O3，B错误；Fe2+在水溶液中会水解且易被空气中的氧气氧化，则让FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水可以得到FeCl2，C正确；FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤，生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，D错误。 2．(2024·广西卷，8)某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究： Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是(　　) A．实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6] D．焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6] 解析：C　实验Ⅰ中，Fe2(SO4)3溶液与KSCN溶液反应的实质是：Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3，硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根，并不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，A错误；实验Ⅱ中，K3[Fe(CN)6]溶液中存在K＋、[Fe(CN)6]3-，[Fe(CN)6]3-并不能电离出Fe3+，因此K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应，溶液颜色无明显变化，B错误；实验Ⅰ中，KSCN溶液与Fe2(SO4)3溶液反应产生Fe(SCN)3，溶液变为红色，但K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应，K3[Fe(CN)6]是一种深红色晶体，水溶液呈黄色，带有黄绿色荧光，因此加入KSCN可以区分两者，C正确；K3[Fe(CN)6]做焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色，因此焰色试验可以区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]，D错误。 3．(2025·江苏卷，16节选)(2)文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。 ①无氧环境中，文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与反应生成FeS和Fe(OH)2的离子方程式：__________________。 ②有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeOOH等凝结物。 (ⅰ)铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液(能与Fe2+形成蓝色沉淀)和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为______________________。 (ⅱ)铁的氢氧化物吸附某些阳离子形成带正电的胶粒，是凝结物富集Cl－的可能原因。该胶粒的形成过程中，参与的主要阳离子有________(填离子符号)。 (3)为比较含氯FeOOH在NaOH溶液与蒸馏水中浸泡的脱氯效果，请补充实验方案：取一定量含氯FeOOH模拟样品，将其分为两等份，__________________________， 比较滴加AgNO3溶液体积[Ksp(AgCl)＝1.8×10-10。实验须遵循节约试剂用量的原则，必须使用的试剂：蒸馏水、0.5 mol·L-1 NaOH溶液、0.5 mol·L-1 HNO3溶液、0.05 mol·L-1 AgNO3溶液]。 解析：(2)①无氧、弱碱性的海水中，Fe在细菌作用下，被氧化为＋2价的FeS、，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出该反应的离子方程式：4Fe＋FeS＋3Fe(OH)2＋2OH－。②(ⅰ)由题图可知，在生铁片、空气和溶液的接触面处O2得电子转化成OH－，酚酞遇碱变红色，故溶液的边缘位置形成红色环，Fe失电子转化为Fe2+，Fe2+向生铁片中心位置移动，与K3[Fe(CN)6]形成蓝色沉淀，故生铁片中心区域形成蓝斑。(ⅱ)铁片发生吸氧腐蚀，负极区生成Fe2+，被O2进一步氧化为Fe3+，此时体系中的阳离子主要有Fe3+、Fe2+。(3)要检验脱氯效果，应控制样品用量、脱氯时间、取用体积等变量相同，利用Ag＋与Cl－的反应进行实验。实验中，首先需要将等量的含氯FeOOH模拟样品分别用等体积的NaOH溶液与蒸馏水浸泡脱氯，然后过滤，得到上清液，取等体积的两种上清液，先用HNO3溶液酸化，再加入AgNO3溶液，通过比较出现AgCl白色沉淀时消耗AgNO3溶液体积的大小，即可比较脱氯效果。 答案：(2)①4Fe＋2OH－　②(ⅰ)液滴边缘形成红色环，生铁片中心产生蓝色沉淀　(ⅱ)Fe3+、Fe2+　(3)分别加入等体积(如5 mL)的0.5 mol·L-1 NaOH溶液和蒸馏水至浸没样品，在室温下，搅拌、浸泡30 min；过滤，各取等量上清液(如2 mL)置于两支小试管中，分别滴加3 mL 0.5 mol·L-1 HNO3溶液酸化，再分别滴加0.05 mol·L-1 AgNO3溶液；记录每份上清液至出现AgCl白色沉淀时消耗的AgNO3溶液体积 学科网（北京）股份有限公司 $