第15讲 铁及其化合物 -2026年暑假新高一初升高化学衔接课讲义（全国通用）

第15讲 铁及其化合物 学习目标 1、能从物质类别和铁元素化合价的角度认识亚铁盐和铁盐的主要性质，理清铁元素不同价态之间的转化关系。 2、能应用氧化还原反应原理和实验探究Fe2+和Fe3+的相互转化，掌握Fe2+和Fe3+的检验方法。 3、掌握铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质，能利用物质的性质和反应，设计Fe(OH)2的制备方案，培养科学探究与创新意识。 知识导图 新知精讲 【知识点1】铁元素的存在 1、铁元素在自然界中的含量 铁元素在地壳中的含量处于第四位，仅次于氧、硅和铝元素。 2、铁元素的存在形态 (1)游离态：如陨铁。 (2)化合态：铁元素在化合物中常见的化合价有+2、+3。 3、铁单质物理性质 纯铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，能被磁铁吸引，其熔、沸点较高，纯净的铁是光亮的银白色金属。 4、铁单质化学性质 (1)从物质类别角度分析，铁单质具有金属的通性。 (2)从铁元素化合价的角度分析，铁单质具有还原性。 ①铁单质和冷水或热水均不反应。 ②铁单质和水蒸气的反应 实验装置 实验现象 实验结论 肥皂液中有气泡产生，用火柴点燃气泡，听到爆鸣声 铁和水蒸气反应生成H2，化学方程式： 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 【温馨提示】　 (1)铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态的检验： 取少量固体于试管中，加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解，将溶液分成两份，一份加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；另一份加入KSCN溶液，溶液显红色，说明溶液中含有Fe3+。 (2)上述实验中湿棉花、肥皂液的作用分别是受热提供水蒸气，收集氢气。 【典例分析】 【例1】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 【例2】下列说法正确的是 A.我国使用最早的金属是铁制品 B.自然界中的铁元素只存在于化合物中 C.补铁保健品中的铁元素化合价为+3价 D.高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来 【例3】有下列物质： ①O2　②AgNO3溶液　③CuCl2溶液　④稀硫酸　⑤FeCl3溶液　⑥Cl2　⑦水蒸气(高温) 与Fe反应时只生成+2价铁的化合物的是　　　 (填序号，下同)，只生成+3价铁的化合物的是　　　　　　，既生成+2价又生成+3价铁的化合物的是　　　　。  【知识点2】亚铁盐和铁盐 1、常见的亚铁盐和铁盐 常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等，其溶液呈浅绿色。 常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，其溶液呈黄色。 2、亚铁盐和铁盐的性质探究(以FeSO4、FeCl3为例) (1)性质预测 ①从物质类别角度预测 FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应分别生成Fe(OH)2及Fe(OH)3，所以选取NaOH溶液进行实验。 ②从化合价角度预测 Fe3+——降低到+2价或0价，具有氧化性 (2)实验探究 ①知识支持：Fe3+和KSCN溶液反应，溶液显红色，离子方程式：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。 ②可供选择的试剂：FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、KSCN(硫氰酸钾)溶液、淀粉溶液、NaOH溶液、铁粉、锌片、铜片。 ［实验1］探究Fe3+、Fe2+盐类的性质 实验操作 实验现象 离子方程式 产生红褐色沉淀 Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 慢慢挤入NaOH溶液，生成白色沉淀 Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ ［实验2］探究Fe3+的氧化性 实验操作 实验现象 结论及有关离子方程式 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铁粉，振荡，溶液红色褪去 2Fe3++Fe3Fe2+ 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铜片，振荡，溶液红色褪去 Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+ 无色溶液变为蓝色 2Fe3++2I-2Fe2++I2，以上反应均说明Fe3+具有氧化性 ［实验3］探究Fe2+的氧化性和还原性 实验操作 实验现象 离子方程式 加入KSCN溶液，溶液无现象，滴加氯水后，溶液呈红色 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 溶液由紫红色变为黄色 5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O，以上反应均说明Fe2+具有还原性 溶液由浅绿色变为无色 Zn+Fe2+Fe+Zn2+，说明Fe2+具有氧化性 (3)实验总结 【思考1】实验室配制FeCl2溶液时，为什么要加入少量铁屑？ 【思考2】 (1)向某溶液中滴加氯水后再滴入几滴KSCN溶液，溶液变成红色，能否说明溶液中含有Fe2+？ (2)用NaOH溶液能否检验某溶液中是否存在Fe3+？ 【典例分析】 【例1】人体血红蛋白中含有Fe2+，如果误食亚硝酸盐会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+发生变化，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。该过程中铁元素的化合价 A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断 【例2】下列物质中，可与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的是 A.KSCN溶液 B.NaOH溶液 C.H2SO4 D.Fe 【例3】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，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为　　　　；  片刻，溶液黄色变浅，且有气泡出现，并放热，反应的离子方程式是　　　　。  以上反应的结果是催化了H2O2的分解，双氧水分解的化学方程式可表示为　　　。  【知识点3】Fe2+、Fe3+的检验方法 (1)Fe3+的检验方法 (2)Fe2+的检验方法 (3)同时含有Fe2+、Fe3+的检验方法 【典例分析】 【例1】证明某溶液中只含有Fe2+不含有Fe3+的实验方法是 A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B.只需滴加KSCN溶液 C.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 D.滴入氢氧化钾溶液，产生红褐色沉淀 【例2】下列所选除杂试剂或方法不正确的是 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤洗涤 D NaHCO3固体 Na2CO3固体 加热 【例3】下列关于FeCl2和FeCl3的叙述不正确的是 A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现 B.将足量铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl2溶液 C.酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂 D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质 【知识点4】铁的氧化物和氢氧化物 1、铁的氧化物的物理性质及用途 名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 铁元素的化合价 +2 +3 +2、+3 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色固体(具有磁性) 溶解性 都不溶于水 用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料 2、铁的氧化物的化学性质 (1)从物质类别的角度分析，FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，它们都能与酸反应生成相应的盐和水。 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O。 ②Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。 ③Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O。 【特别提醒】Fe3O4不属于碱性氧化物，Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 (2)从元素化合价的角度分析，铁的氧化物都具有氧化性，其中FeO中Fe元素化合价为+2价，化合价还可以升高，具有还原性。 ①FeO不稳定，在空气中受热被氧化生成Fe3O4，FeO在反应中表现还原性。 ②铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应，Fe2O3和Al发生反应的化学方程式：Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3，反应放出大量热，常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等，Fe2O3在反应中表现氧化性。 【特别提醒】FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应，常用KClO3和镁条引发该反应。 【思考1】野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行，该反应称为“铝热反应”。操作步骤为：①将铝粉和氧化铁充分混合；②撒上氯酸钾，插入镁条；③点燃镁条。原理如图。 (1)氯酸钾和镁条分别起什么作用？ 镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件，氯酸钾受热分解产生氧气，促进燃烧。 (2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应？若能，请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式，并标出电子转移。 能。反应的化学方程式及电子转移：。 (3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢？若不能，说明原因。 否。因为金属的活动性：Mg>Al，故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。 3、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 在空气中易被氧化为Fe(OH)3 受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 和非氧化性酸反应(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 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 现象：在空气中白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【思考2】Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。 方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法 根据以上两种方案，回答下列问题： (1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。 ①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是　　　。  ②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是　　　　　。  ③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是　　。  (2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为　　　　　　　 　。相关反应的离子方程式为　　　　　。  (3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？ 　　　 　，写出反应的化学方程式：　　　　。  【归纳总结】制备氢氧化亚铁实验的四个关键点 (1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2+被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。 【典例分析】 【例1】2023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施——四川省甘孜州新龙红山景区正式开园，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含 A.Fe(OH)3 B.Fe3O4 C.FeO D.Fe2O3 【例2】下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是 A.Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体 B.Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解 D.Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应 【例3】制备Fe(OH)2时，最初产生的Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化，最终生成红褐色的Fe(OH)3，因而影响了实验效果。某化学兴趣小组同学设计出以下实验改进装置探究能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。 ［A组实验］ 已知：苯是一种密度小于钠的液体，空气不能溶解在苯中，且反应过程中苯不参加反应，装置如图1。 (1)苯的作用为　　　　　。将钠块加入试管中，可以观察到的现象为　　　　　　。  ［B组实验］ 选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图2。 (2)实验时，先　　　　　(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，　　　　　　　止水夹K，制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。白色沉淀能一段时间不变色的原因是　　　　。  ［C组实验］ 经查阅文献，该小组用如图3装置设计：将一支三通管分别连接三支50 mL的注射器，在相应的连接处加玻璃活塞，实现装置的可控与密闭，以完成“一体三管装置”。 按图连接好装置，并检查装置的气密性。向注射器A中加入适量铁粉，并吸入少许蒸馏水；注射器B中吸入煮沸后冷却的稀硫酸，确保排尽空气；注射器C中吸入过量的新制的NaOH溶液。重新连接好装置。打开活塞1和活塞2，关闭活塞3，将注射器B中稀硫酸压入装有铁粉的A中，观察到有气泡产生。 (3)待其反应完毕后，　　　(描述活塞开闭情况)，将生成的FeSO4溶液压入注射器C新制的NaOH溶液中，这时就可以看到有白色沉淀生成。接着还可取下注射器A，接上注射针头，在酒精灯上点燃收集到的氢气。 (4)对比A、B两组实验装置，C组实验装置改进后的优点除操作简单、现象更加明显、能长时间看到白色Fe(OH)2沉淀的存在外，该装置还可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程，具体操作方法是　　　　　　　　　，该过程发生反应的化学方程式为　　　　。  课后精练 1、下列关于金属铁的描述不正确的是 A.纯铁是银白色金属 B.能与水蒸气反应生成氧化铁 C.工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 D.铁能导电但其导电性不如铜和铝 2、有关铁的氧化物的说法不正确的是 A.Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价，1个显+2价 B.FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物 C.FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4 D.Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料 3、探究Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性可选用的一组试剂是 A.铁粉、铜粉 B.氯水、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液 C.氯水、铜粉、KSCN溶液 D.铜粉和KI⁃淀粉试纸 4、铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和红棕色残渣分别是 A.Fe(OH)3，Fe2O3 B.Fe(OH)2，Fe2O3 C.Fe(OH)2，Fe(OH)3 D.Fe(OH)2，Fe3O4 5、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，其中实验方案设计错误的是 A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤ 6、下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体) A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 7、《本草图经》在“绿矾”项载：“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤……”。下列关于“绿矾”的说法正确的是 A.绿矾的主要成分为Fe2(SO4)3·7H2O B.绿矾的溶液中能电离出H+，所以“味酸” C.“烧之则赤”时，绿矾被氧化 D.可以用KSCN溶液检验绿矾是否已经全部变质 8、通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是 A.过程 Ⅰ 的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑ B.过程 Ⅱ 中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C.利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D.该过程总反应为CO2C+O2 9、现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、H2O2溶液、锌片。下列叙述不正确的是 A.在FeCl2溶液中加入锌片，溶液逐渐由浅绿色变为无色 B.向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变为黄色，则Fe2+具有还原性 C.向FeCl2溶液中滴加少量酸化的H2O2溶液，溶液变为黄色，并产生大量无色气体 D.向FeCl3溶液中加入足量铁粉，溶液由黄色变为浅绿色，则Fe具有还原性 10、利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如下，已知：Zn溶于强碱溶液时生成可溶于水的［Zn(OH)4］2-。下列有关说法错误的是 A.Fe3O4是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体 B.滤液中存在的离子有Na+、［Zn(OH)4］2-、OH- C.“酸溶”的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑ D.“氧化”的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+ 11、铁在一定条件下的反应如图所示。 (1)将铁放在胆矾溶液中，可以得到金属铜，请写出该反应的化学方程式：　　　　。  (2)工业上，向500~600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为　　　　(计算结果保留2位小数)。  (3)实现Fe转化为Fe2+，可选用　　　　(填化学式)溶液。  (4)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：　　　　。  12、乳酸亚铁晶体｛［CH3CH(OH)COO］2Fe·3H2O，Mr=288｝可由乳酸与FeCO3反应制得，它易溶于水，是一种很好的补铁剂。 Ⅰ.制备碳酸亚铁(装置如图所示) (1)仪器A的名称是　　　　　　。  (2)实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是　　　　 　　　；然后关闭活塞1，接下来的操作是　　　 　；装置C中发生反应的离子方程式为　　 　　　　　。  Ⅱ.制备乳酸亚铁 向纯净的FeCO3固体中加入足量乳酸溶液，在75 ℃下搅拌使之充分反应。 (3)为防止乳酸亚铁变质，在上述体系中还应加入　　　　　　　。  (4)为证明乳酸亚铁中含有Fe2+，选择的检验试剂为　　　　　　　　　　　　　。  13、电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。化学实验小组从腐蚀废液(含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜并重新获得FeCl3晶体的流程如图： 回答下列问题： (1)检验腐蚀废液中含有Fe3+常用KSCN溶液检验，反应的离子方程式：　　　　。  (2)滤渣的成分是　　(填化学式)。从滤渣中获得铜单质，可选用的试剂是　　(填字母)。  A.稀盐酸 B.浓硫酸 C.稀硝酸 D.氯化铜溶液 (3)向溶液a中通入Cl2发生反应的离子方程式为　　　　。  有同学建议，使用H2O2代替Cl2可以减少污染，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　 　。  (4)实际上Fe2+的还原性较强，实验室中的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是 　　　　 　　，相关反应的离子方程式：　　 　　。  (5)甲同学用酸性KMnO4溶液检验溶液b中是否含有Fe2+。乙同学认为甲的方案不正确，理由是　　　　(用离子方程式表示)。  14、Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。 Ⅰ.方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 (1)仪器D的名称是　　　，装置E的作用是　　，其中的现象为　　　　　。  (2)装置B中的石棉绒的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，B中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4悬浊液Fe3O4 (3)写出第②步反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。  (4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是　　　　。  第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 铁及其化合物 学习目标 1、能从物质类别和铁元素化合价的角度认识亚铁盐和铁盐的主要性质，理清铁元素不同价态之间的转化关系。 2、能应用氧化还原反应原理和实验探究Fe2+和Fe3+的相互转化，掌握Fe2+和Fe3+的检验方法。 3、掌握铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质，能利用物质的性质和反应，设计Fe(OH)2的制备方案，培养科学探究与创新意识。 知识导图 新知精讲 【知识点1】铁元素的存在 1、铁元素在自然界中的含量 铁元素在地壳中的含量处于第四位，仅次于氧、硅和铝元素。 2、铁元素的存在形态 (1)游离态：如陨铁。 (2)化合态：铁元素在化合物中常见的化合价有+2、+3。 3、铁单质物理性质 纯铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，能被磁铁吸引，其熔、沸点较高，纯净的铁是光亮的银白色金属。 4、铁单质化学性质 (1)从物质类别角度分析，铁单质具有金属的通性。 (2)从铁元素化合价的角度分析，铁单质具有还原性。 ①铁单质和冷水或热水均不反应。 ②铁单质和水蒸气的反应 实验装置 实验现象 实验结论 肥皂液中有气泡产生，用火柴点燃气泡，听到爆鸣声 铁和水蒸气反应生成H2，化学方程式： 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 【温馨提示】　 (1)铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态的检验： 取少量固体于试管中，加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解，将溶液分成两份，一份加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；另一份加入KSCN溶液，溶液显红色，说明溶液中含有Fe3+。 (2)上述实验中湿棉花、肥皂液的作用分别是受热提供水蒸气，收集氢气。 【典例分析】 【例1】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】铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学的观点错误，故选C。 【例2】下列说法正确的是 A.我国使用最早的金属是铁制品 B.自然界中的铁元素只存在于化合物中 C.补铁保健品中的铁元素化合价为+3价 D.高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来 【答案】D 【解析】我国使用最早的金属是铜制品，A项错误；自然界中的陨铁中的铁以单质形态存在，B项错误；补铁保健品中的铁元素化合价为+2价，C项错误；高炉炼铁是用CO等还原剂把铁从铁矿石中还原出来，D项正确。 【例3】有下列物质： ①O2　②AgNO3溶液　③CuCl2溶液　④稀硫酸　⑤FeCl3溶液　⑥Cl2　⑦水蒸气(高温) 与Fe反应时只生成+2价铁的化合物的是　　　 (填序号，下同)，只生成+3价铁的化合物的是　　　　　　，既生成+2价又生成+3价铁的化合物的是　　　　。  【答案】②③④⑤　⑥　①⑦ 【知识点2】亚铁盐和铁盐 1、常见的亚铁盐和铁盐 常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等，其溶液呈浅绿色。 常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，其溶液呈黄色。 2、亚铁盐和铁盐的性质探究(以FeSO4、FeCl3为例) (1)性质预测 ①从物质类别角度预测 FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应分别生成Fe(OH)2及Fe(OH)3，所以选取NaOH溶液进行实验。 ②从化合价角度预测 Fe3+——降低到+2价或0价，具有氧化性 (2)实验探究 ①知识支持：Fe3+和KSCN溶液反应，溶液显红色，离子方程式：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。 ②可供选择的试剂：FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、KSCN(硫氰酸钾)溶液、淀粉溶液、NaOH溶液、铁粉、锌片、铜片。 ［实验1］探究Fe3+、Fe2+盐类的性质 实验操作 实验现象 离子方程式 产生红褐色沉淀 Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 慢慢挤入NaOH溶液，生成白色沉淀 Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ ［实验2］探究Fe3+的氧化性 实验操作 实验现象 结论及有关离子方程式 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铁粉，振荡，溶液红色褪去 2Fe3++Fe3Fe2+ 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铜片，振荡，溶液红色褪去 Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+ 无色溶液变为蓝色 2Fe3++2I-2Fe2++I2，以上反应均说明Fe3+具有氧化性 ［实验3］探究Fe2+的氧化性和还原性 实验操作 实验现象 离子方程式 加入KSCN溶液，溶液无现象，滴加氯水后，溶液呈红色 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 溶液由紫红色变为黄色 5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O，以上反应均说明Fe2+具有还原性 溶液由浅绿色变为无色 Zn+Fe2+Fe+Zn2+，说明Fe2+具有氧化性 (3)实验总结 【思考1】实验室配制FeCl2溶液时，为什么要加入少量铁屑？ 【答案】目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+。加入的铁屑可将溶液中Fe3+转化成Fe2+，离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。 【思考2】 (1)向某溶液中滴加氯水后再滴入几滴KSCN溶液，溶液变成红色，能否说明溶液中含有Fe2+？ (2)用NaOH溶液能否检验某溶液中是否存在Fe3+？ 【答案】(1)不能。若溶液中含有Fe3+而不含Fe2+，会出现相同的现象。 (2)能。若溶液中含有Fe3+，滴加NaOH溶液会生成红褐色沉淀。 【典例分析】 【例1】人体血红蛋白中含有Fe2+，如果误食亚硝酸盐会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+发生变化，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。该过程中铁元素的化合价 A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断 【答案】A 【解析】亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力，则此过程中铁元素的化合价升高，故A正确。 【例2】下列物质中，可与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的是 A.KSCN溶液 B.NaOH溶液 C.H2SO4 D.Fe 【答案】D 【解析】Fe3+与KSCN、NaOH的反应不属于氧化还原反应，Fe3+不与硫酸反应；Fe3+与Fe反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+，体现了Fe3+的氧化性，故选D。 【例3】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，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为　　　　；  片刻，溶液黄色变浅，且有气泡出现，并放热，反应的离子方程式是　　　　。  以上反应的结果是催化了H2O2的分解，双氧水分解的化学方程式可表示为　　　。  【答案】(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (3)隔绝空气，防止Fe2+被空气中的O2氧化 (4)2Fe2++H2O2+2H++2H2O 2Fe3++H2O2+O2↑+2H+ 2H2O22H2O+O2↑ 【解析】(1)FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加少量铁屑，目的是防止Fe2+被氧化。(2)溶液变红，说明有Fe3+生成，FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl2+2Cl-。(3)甲组实验，FeCl2易被空气中的氧气氧化，因此实验不够严谨，加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成黄色，说明反应生成Fe3+，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H++2H2O；片刻溶液黄色变浅，且有气泡出现，说明消耗Fe3+、生成气体，反应的离子方程式为2Fe3++H2O2+O2↑+2H+；两个反应叠加得双氧水分解的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。 【知识点3】Fe2+、Fe3+的检验方法 (1)Fe3+的检验方法 (2)Fe2+的检验方法 (3)同时含有Fe2+、Fe3+的检验方法 【典例分析】 【例1】证明某溶液中只含有Fe2+不含有Fe3+的实验方法是 A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B.只需滴加KSCN溶液 C.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 D.滴入氢氧化钾溶液，产生红褐色沉淀 【答案】C 【解析】先滴加KSCN溶液没有明显现象，排除Fe3+，再滴加氯水，溶液变红色，证明存在Fe2+，A错误、C正确；只滴加KSCN溶液，只能检验Fe3+是否存在，不能判断是否含有Fe2+，B错误；产生红褐色沉淀，证明存在Fe3+，但是不能判断是否含有Fe2+，D错误。 【例2】下列所选除杂试剂或方法不正确的是 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤洗涤 D NaHCO3固体 Na2CO3固体 加热 【答案】D 【解析】杂质FeCl2与通入的Cl2发生反应：2FeCl2+Cl22FeCl3，能够达到除杂的目的，A正确；杂质FeCl3与过量铁粉发生反应：2FeCl3+Fe3FeCl2，然后过滤，得到纯净的FeCl2溶液，B正确；由于金属活动性：Fe>Cu，Fe可以与盐酸反应生成可溶性FeCl2，而Cu不能反应，过滤、洗涤得到纯净的铜粉，C正确；NaHCO3加热分解为Na2CO3、二氧化碳和水，可用加热法除去Na2CO3固体中的NaHCO3，D错误。 【例3】下列关于FeCl2和FeCl3的叙述不正确的是 A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现 B.将足量铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl2溶液 C.酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂 D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质 【答案】C 【解析】向FeCl2溶液中通入氯气，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2，都属于化合反应，A正确；当铁粉过量时，最终得到FeCl2溶液，B正确；Cl-具有还原性，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液不能鉴别二者，C错误；分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终均可能得到Fe(OH)3，D正确。 【知识点4】铁的氧化物和氢氧化物 1、铁的氧化物的物理性质及用途 名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 铁元素的化合价 +2 +3 +2、+3 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色固体(具有磁性) 溶解性 都不溶于水 用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料 2、铁的氧化物的化学性质 (1)从物质类别的角度分析，FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，它们都能与酸反应生成相应的盐和水。 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O。 ②Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。 ③Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O。 【特别提醒】Fe3O4不属于碱性氧化物，Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 (2)从元素化合价的角度分析，铁的氧化物都具有氧化性，其中FeO中Fe元素化合价为+2价，化合价还可以升高，具有还原性。 ①FeO不稳定，在空气中受热被氧化生成Fe3O4，FeO在反应中表现还原性。 ②铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应，Fe2O3和Al发生反应的化学方程式：Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3，反应放出大量热，常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等，Fe2O3在反应中表现氧化性。 【特别提醒】FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应，常用KClO3和镁条引发该反应。 【思考1】野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行，该反应称为“铝热反应”。操作步骤为：①将铝粉和氧化铁充分混合；②撒上氯酸钾，插入镁条；③点燃镁条。原理如图。 (1)氯酸钾和镁条分别起什么作用？ 镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件，氯酸钾受热分解产生氧气，促进燃烧。 (2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应？若能，请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式，并标出电子转移。 能。反应的化学方程式及电子转移：。 (3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢？若不能，说明原因。 否。因为金属的活动性：Mg>Al，故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。 3、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 在空气中易被氧化为Fe(OH)3 受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 和非氧化性酸反应(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 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 现象：在空气中白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【思考2】Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。 方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法 根据以上两种方案，回答下列问题： (1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。 ①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是　　　。  ②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是　　　　　。  ③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是　　。  (2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为　　　　　　　 　。相关反应的离子方程式为　　　　　。  (3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？ 　　　 　，写出反应的化学方程式：　　　　。  【答案】(1)①排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化　②隔绝空气中的氧气　③防止带入氧气 (2)打开止水夹a，待A中反应生成的H2排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a　Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ (3)白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 【归纳总结】制备氢氧化亚铁实验的四个关键点 (1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2+被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。 【典例分析】 【例1】2023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施——四川省甘孜州新龙红山景区正式开园，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含 A.Fe(OH)3 B.Fe3O4 C.FeO D.Fe2O3 【答案】D 【解析】Fe2O3为红棕色固体，俗称铁红，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含有Fe2O3，故选D。 【例2】下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是 A.Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体 B.Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解 D.Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应 【答案】A 【解析】Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，故A错误、B正确；Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。 【例3】制备Fe(OH)2时，最初产生的Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化，最终生成红褐色的Fe(OH)3，因而影响了实验效果。某化学兴趣小组同学设计出以下实验改进装置探究能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。 ［A组实验］ 已知：苯是一种密度小于钠的液体，空气不能溶解在苯中，且反应过程中苯不参加反应，装置如图1。 (1)苯的作用为　　　　　。将钠块加入试管中，可以观察到的现象为　　　　　　。  ［B组实验］ 选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图2。 (2)实验时，先　　　　　(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，　　　　　　　止水夹K，制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。白色沉淀能一段时间不变色的原因是　　　　。  ［C组实验］ 经查阅文献，该小组用如图3装置设计：将一支三通管分别连接三支50 mL的注射器，在相应的连接处加玻璃活塞，实现装置的可控与密闭，以完成“一体三管装置”。 按图连接好装置，并检查装置的气密性。向注射器A中加入适量铁粉，并吸入少许蒸馏水；注射器B中吸入煮沸后冷却的稀硫酸，确保排尽空气；注射器C中吸入过量的新制的NaOH溶液。重新连接好装置。打开活塞1和活塞2，关闭活塞3，将注射器B中稀硫酸压入装有铁粉的A中，观察到有气泡产生。 (3)待其反应完毕后，　　　(描述活塞开闭情况)，将生成的FeSO4溶液压入注射器C新制的NaOH溶液中，这时就可以看到有白色沉淀生成。接着还可取下注射器A，接上注射针头，在酒精灯上点燃收集到的氢气。 (4)对比A、B两组实验装置，C组实验装置改进后的优点除操作简单、现象更加明显、能长时间看到白色Fe(OH)2沉淀的存在外，该装置还可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程，具体操作方法是　　　　　　　　　，该过程发生反应的化学方程式为　　　　。  【答案】(1)隔绝空气　钠块在苯层与硫酸亚铁溶液分界处上下跳动且产生气泡，最后钠块消失，下层溶液中有白色沉淀生成，且能持续一段时间不变色 (2)打开　关闭　稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气 (3)关闭活塞2，打开活塞1、活塞3 (4)将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下，吸入空气　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 【解析】(1)钠的密度小于水大于苯，钠与FeSO4溶液中的水反应产生氢气会推动钠在界面处跳动，且产生气泡，最后钠块消失，下层FeSO4溶液中有白色沉淀Fe(OH)2生成，且能持续一段时间不变色。(2)实验时，先打开止水夹K，铁粉和稀硫酸反应生成氢气将装置内的空气排尽，一段时间后，关闭止水夹K，利用氢气使试管内的压强增大，将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀。(3)待其反应完毕后，关闭活塞2，打开活塞1、活塞3，将生成的FeSO4溶液压入注射器C中，就可以看到有白色沉淀生成。(4)C组实验装置改进后将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下，吸入空气，该过程发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程。 课后精练 1、下列关于金属铁的描述不正确的是 A.纯铁是银白色金属 B.能与水蒸气反应生成氧化铁 C.工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 D.铁能导电但其导电性不如铜和铝 【答案】B 【解析】高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，故选B。 2、有关铁的氧化物的说法不正确的是 A.Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价，1个显+2价 B.FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物 C.FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4 D.Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料 【答案】B 【解析】FeO、Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4是复杂氧化物，故选B。 3、探究Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性可选用的一组试剂是 A.铁粉、铜粉 B.氯水、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液 C.氯水、铜粉、KSCN溶液 D.铜粉和KI⁃淀粉试纸 【答案】C 【解析】A项，铁粉、铜粉只与Fe3+反应，不能探究Fe2+的还原性；B项，不能探究Fe3+的氧化性；D项，不能探究Fe2+的还原性。 4、铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和红棕色残渣分别是 A.Fe(OH)3，Fe2O3 B.Fe(OH)2，Fe2O3 C.Fe(OH)2，Fe(OH)3 D.Fe(OH)2，Fe3O4 【答案】B 【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，当加入NaOH溶液时生成白色氢氧化亚铁沉淀；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为红褐色的氢氧化铁，加热时氢氧化铁分解为红棕色的氧化铁。 5、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，其中实验方案设计错误的是 A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤ 【答案】C 【解析】①Fe3+与铁反应生成Fe2+使溶液显浅绿色，体现了Fe3+的氧化性，正确；②Fe3+与硫氰酸钾溶液反应使溶液显红色，据此能够检验Fe3+，正确；③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，错误；④氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，该现象不能体现Fe3+的性质，错误；⑤Fe3+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+，正确。 6、下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体) A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 【答案】B 【解析】Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选①；Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH溶液接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选②；没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故不选③；苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选④。 7、《本草图经》在“绿矾”项载：“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤……”。下列关于“绿矾”的说法正确的是 A.绿矾的主要成分为Fe2(SO4)3·7H2O B.绿矾的溶液中能电离出H+，所以“味酸” C.“烧之则赤”时，绿矾被氧化 D.可以用KSCN溶液检验绿矾是否已经全部变质 【答案】C 【解析】由题意知，绿矾的颜色为绿色，其主要成分为FeSO4·7H2O，故A错误；绿矾在溶液中能电离出Fe2+和S，故B错误；“烧之则赤”说明绿矾中的亚铁离子被氧化为铁离子，绿矾煅烧后所得固体产物为氧化铁，故C正确；绿矾变质会产生Fe3+，Fe3+与KSCN溶液反应溶液呈红色，只能用KSCN溶液检验绿矾是否已经变质，不能确定是否全部变质，故D错误。 8、通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是 A.过程 Ⅰ 的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑ B.过程 Ⅱ 中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C.利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D.该过程总反应为CO2C+O2 【答案】B 【解析】过程 Ⅰ 为太阳能供能且温度高于2 300 K时，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑，A正确；过程Ⅱ为6FeO+CO22Fe3O4+C，每生成23.2 g Fe3O4(即0.1 mol)，转移0.2 mol电子，B错误；由图知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化，而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧气，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确；由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程总反应为CO2C+O2，D正确。 9、现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、H2O2溶液、锌片。下列叙述不正确的是 A.在FeCl2溶液中加入锌片，溶液逐渐由浅绿色变为无色 B.向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液变为黄色，则Fe2+具有还原性 C.向FeCl2溶液中滴加少量酸化的H2O2溶液，溶液变为黄色，并产生大量无色气体 D.向FeCl3溶液中加入足量铁粉，溶液由黄色变为浅绿色，则Fe具有还原性 【答案】C 【解析】向FeCl2溶液中加入锌片，发生反应：FeCl2+ZnZnCl2+Fe，溶液由浅绿色变为无色，A正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，发生反应：2FeCl2+Cl22FeCl3，溶液变为黄色，FeCl2体现还原性，B正确；向FeCl2溶液中滴加酸化的H2O2溶液，发生反应：2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O，溶液变为黄色，但不产生气体，C错误；向FeCl3溶液中加入足量铁粉，发生反应：2FeCl3+Fe3FeCl2，Fe体现还原性，D正确。 10、利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如下，已知：Zn溶于强碱溶液时生成可溶于水的［Zn(OH)4］2-。下列有关说法错误的是 A.Fe3O4是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体 B.滤液中存在的离子有Na+、［Zn(OH)4］2-、OH- C.“酸溶”的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑ D.“氧化”的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+ 【答案】D 【解析】由信息可知Zn能溶于强碱溶液，由流程可知，加入氢氧化钠溶液，锌溶解生成［Zn(OH)4］2-和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液含Na2［Zn(OH)4］，分离出不溶物为Fe，加入稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁，再加入适量过氧化氢，部分亚铁离子被氧化为铁离子，得到含Fe2+、Fe3+的溶液，再通入氮气排出空气防止亚铁离子被氧化，加入氢氧化钠溶液生成四氧化三铁胶体粒子，据此分解解答。Zn溶于强碱时生成可溶于水的［Zn(OH)4］2-，Fe与NaOH溶液不反应，则滤液含过量NaOH，存在的离子有Na+、［Zn(OH)4］2-、OH-，故B正确；由流程可知，生成的Fe3O4中含+2价的铁，则过氧化氢只氧化部分亚铁离子，故D错误。 11、铁在一定条件下的反应如图所示。 (1)将铁放在胆矾溶液中，可以得到金属铜，请写出该反应的化学方程式：　　　　。  (2)工业上，向500~600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为　　　　(计算结果保留2位小数)。  (3)实现Fe转化为Fe2+，可选用　　　　(填化学式)溶液。  (4)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：　　　　。  【答案】(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu (2)9.23 mol (3)HCl(或H2SO4、CuSO4等，合理即可) (4)Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O 【解析】(1)将铁放在胆矾溶液即硫酸铜溶液中，可以得到金属铜，化学方程式：Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(2)由氯元素守恒可知，n(Cl2)=× mol≈9.23 mol。(3)Fe→Fe2+说明Fe被氧化，可选用盐酸、稀硫酸、CuSO4溶液等。(4)Fe3O4溶于稀盐酸生成Fe2+、Fe3+比例为1∶2，反应的离子方程式为Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O。 12、乳酸亚铁晶体｛［CH3CH(OH)COO］2Fe·3H2O，Mr=288｝可由乳酸与FeCO3反应制得，它易溶于水，是一种很好的补铁剂。 Ⅰ.制备碳酸亚铁(装置如图所示) (1)仪器A的名称是　　　　　　。  (2)实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是　　　　 　　　；然后关闭活塞1，接下来的操作是　　　 　；装置C中发生反应的离子方程式为　　 　　　　　。  Ⅱ.制备乳酸亚铁 向纯净的FeCO3固体中加入足量乳酸溶液，在75 ℃下搅拌使之充分反应。 (3)为防止乳酸亚铁变质，在上述体系中还应加入　　　　　　　。  (4)为证明乳酸亚铁中含有Fe2+，选择的检验试剂为　　　　　　　　　　　　　。  【答案】(1)分液漏斗　(2)排尽装置内的空气，防止Fe2+被氧化　关闭活塞3，打开活塞2　Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O (3)适量铁粉　(4)KSCN溶液与新制氯水(其他合理答案也可) 【解析】(2)铁粉中加入稀硫酸生成氢气，排尽装置中的空气，可以防止生成的Fe2+被氧气氧化；排尽空气后，要在装置C中生成FeCO3，需使B中的压强增大，将B中生成的Fe2+通过导管压到装置C中，则关闭活塞1后的操作为关闭活塞3，打开活塞2；在C中生成FeCO3，原料为Fe2+和HC，根据电荷守恒和原子守恒可以写出离子方程式。(3)Fe2+容易被氧气氧化，可以加入铁粉，使生成的Fe3+和Fe反应生成Fe2+。(4)检验Fe2+时先加KSCN溶液不变色，再加氯水将可能存在的Fe2+氧化成Fe3+，再观察溶液是否变成红色。 13、电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。化学实验小组从腐蚀废液(含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜并重新获得FeCl3晶体的流程如图： 回答下列问题： (1)检验腐蚀废液中含有Fe3+常用KSCN溶液检验，反应的离子方程式：　　　　。  (2)滤渣的成分是　　(填化学式)。从滤渣中获得铜单质，可选用的试剂是　　(填字母)。  A.稀盐酸 B.浓硫酸 C.稀硝酸 D.氯化铜溶液 (3)向溶液a中通入Cl2发生反应的离子方程式为　　　　。  有同学建议，使用H2O2代替Cl2可以减少污染，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　 　。  (4)实际上Fe2+的还原性较强，实验室中的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是 　　　　 　　，相关反应的离子方程式：　　 　　。  (5)甲同学用酸性KMnO4溶液检验溶液b中是否含有Fe2+。乙同学认为甲的方案不正确，理由是　　　　(用离子方程式表示)。  【答案】(1)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 (2)Fe和Cu　AD (3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　1∶2 (4)加入适量铁粉　2Fe3++Fe3Fe2+ (5)10Cl-+2Mn+16H+5Cl2↑+2Mn2++8H2O 【解析】从腐蚀废液(含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜并重新获得FeCl3晶体，由流程可知，加入过量铁屑与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，过滤进行分离，则溶液a为FeCl2溶液，滤渣中含 Fe、Cu，向溶液a中通入足量Cl2，将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，则溶液b为FeCl3溶液，以此解题。(2)由分析可知滤渣的成分是Fe和Cu，从滤渣中获得铜单质，可向滤渣中加入过量稀盐酸或氯化铜溶液发生置换反应将Fe转化为 Fe2+溶液，故选AD。(3)溶液a为FeCl2溶液，通入Cl2可将Fe2+转化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-；使用H2O2代替Cl2以减少污染，则发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O，过氧化氢为氧化剂，Fe2+为还原剂，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。(5)溶液b的主要成分为FeCl3，酸性KMnO4溶液可与Cl-反应而褪色，离子方程式为10Cl-+2Mn+16H+5Cl2↑+2Mn2++8H2O，故不可用酸性KMnO4溶液检验溶液b中是否含有 Fe2+。 14、Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。 Ⅰ.方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 (1)仪器D的名称是　　　，装置E的作用是　　，其中的现象为　　　　　。  (2)装置B中的石棉绒的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，B中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4悬浊液Fe3O4 (3)写出第②步反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。  (4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是　　　　。  【答案】(1)球形干燥管　检验H2　黑色固体变为红色　(2)增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应的进行　3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (3)2FeOOH+Fe2++2OH-Fe3O4+2H2O (4)取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀，则洗净 【解析】(1)装置E中的氧化铜可以和氢气反应生成铜，颜色由黑变红，可以检验B中生成的氢气。(4)反应过程中使用了FeCl2溶液，则Fe3O4固体表面可能吸附有氯离子，可以通过检验氯离子来检验是否洗涤干净。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $