专题01 铁及其化合物之间的相互转化（重难点专练）化学人教版必修第一册

**基本信息** 以铁元素价态转化为核心，通过转化关系、价类二维图、实验探究三大模块系统整合知识，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |铁及其化合物的相互转化|5题|工业流程分析、离子反应判断|围绕Fe²⁺/Fe³⁺价态变化，构建“单质-氧化物-盐”转化链条| |铁的“价类二维图”|5题|物质分类与转化关系判断|以价态为纵轴、物质类别为横轴，建立铁元素物质网络| |铁及重要化合物的性质探究|5题|实验操作分析、现象与结论推理|结合实验现象推导性质，强化科学探究与证据推理能力|

专题01 铁及其化合物之间的相互转化 类型一 铁及其化合物的相互转化 1．铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐{K3[ Fe(CN)6]}溶液检验，黄血盐{K4[ Fe(CN)6]}溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是(　　) A． B． C． D． 2．(2026·山西阳泉高一联考)电子工业常用的FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板。从腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，可采用下列步骤： 下列说法错误的是( ) A．制造印刷电路板原理：2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+ B．滤渣③的成分是Fe和Cu C．物质④可以是稀硫酸 D．若向废液中加入一定量的①，充分反应后无固体，则所得溶液中可能有Fe3+ 3．从工业废液(主要含有)中回收并制备晶体的流程如下： 则下列说法错误的是(　　) A．试剂a是铁、试剂b是稀盐酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同 C．若试剂是，则反应的离子方程式为 D．用酸性溶液可检验浓溶液中是否含有 4．(2026·河南许昌高二期末)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，有如下转化关系，已知X和W的组成元素相同。 下列说法错误的是( ) A．Y可用作油漆的红色颜料 B．气体Z既有氧化性又有还原性 C．Q与R的反应属于化合反应 D．每生成1mnolR，一定转移4mol电子 5．(2026·云南昭通高二开学考试)如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法不正确的是( ) A．溶液B中发生的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有 C．由以上流程可推知氧化性：O2＞Fe3+＞SO42- D．此工艺的优点之一是Fe2(SO4)3能循环利用 类型二 铁的“价类二维图” 6．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列描述合理的是( ) A．c可由a在空气中燃烧得到 B．b溶于水可以得到e C．d粒子在纳米级别时可以产生丁达尔效应 D．f与g的相互转化均可通过化合反应来实现 7．利用如图所示的“价一类”二维图，可以从不同角度认识含铁元素的物质的性质及其转化关系，图中a～g均为含铁元素的物质，下列说法正确的是( ) A．可存在的直接转化 B．为具有磁性的黑色晶体，为红棕色粉末 C．d可发生化合反应生成e D．足量的a在少量Cl2中燃烧可反应生成 8．部分含铁物质的分类与相应铁元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A．在高温下，a与水蒸气可发生置换反应 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．一定条件下，f与g可以相互转化 D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 9．以不同类别物质间的转化为线索，构建铁及其化合物的转化关系如图所示： 下列叙述正确的有(　　) ①铁粉与水蒸气在高温下反应可实现的转化 ②可利用铜粉除去溶液中的杂质 ③可利用新制氯水和溶液检验是否被完全氧化为 ④向盛放在试管中的溶液中直接滴加溶液能制备并收集 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 10．“价-类”二维图是研究物质性质的常用工具，下图是铁元素的部分“价-类”二维图。回答下列问题： (1)根据上述“价-类”二维图，判断中Fe元素价态有 ，写出与稀盐酸反应的离子方程式 。 (2)是一种用途广泛的盐类物质。向煮沸的蒸馏水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，可制得Fe(OH)3胶体，制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为： 。已知Al(OH)3胶体能够净水，则Fe(OH)3胶体 (填“能”或“不能”)净水。 (3)下列描述的分别是胶体的性质或现象，请按要求填空： A．胶体的聚沉    B．胶体的电泳    C．丁达尔效应 ①“卤水点豆腐，一物降一物”，这里说到的是豆腐的制作，利用的胶体性质是 (填字母，下同)。 ②工厂采用高压静电除尘，利用的胶体性质是 。 ③拍照时，清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高 。 (4)是否能用渗析的方法除尽Fe(OH)3胶体中的Cl-？若能，请设计实验证明；若不能，请说明理由 。 类型三 铁及重要化合物的性质探究 11．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( ) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋ 12．下列实验目的、操作、现象及结论合理的是(　　) 实验目的 实验操作 现象及结论 A 检验CO还原Fe2O3的生成物中是否含有Fe3O4 取反应后的固体溶于稀盐酸，滴加NaOH溶液 若有红褐色沉淀生成，则还原产物中含有Fe3O4 B 比较Fe3＋和I2氧化性强弱 向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液 若溶液变蓝色，则氧化性：Fe3＋＞I2 C 检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+ 向溶液中滴加酸性KMnO4溶液 若紫红色退去，则溶液中含有Fe2+ D 检验溶液中是否含有CO32- 取少量溶液于试管中，滴加稀盐酸 若产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则溶液中含有CO32- 13．验证FeSO4的性质，进行如下实验。 序号 验证性质 实验装置 试剂X 实验现象 ① 能与某些盐反应 BaCl2溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 NaOH溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是(　　) A．①中产生白色沉淀的原因：SO42-+Ba2+=BaSO4↓ B．②中沉淀变成红褐色的原因：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 C．③中用镁条(已打磨)替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明FeSO4具有还原性 14．某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”，如图所示。 【资料】 a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。 b．鞣酸、维生素C均具有还原性。 下列分析不正确的是(　　) A．①→②，铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁 B．由③→④→⑤，可推知③中含二价鉄 C．由①、③、④几乎颜色相同，可推知其所含粒子种类相同 D．④→⑤，至少有两种粒子被氧化 15．氧化铁俗名铁红，是重要的铁的氧化物。 流程一：制备氧化铁 用废铁屑制备氧化铁的流程如图： (1)加入NH4HCO3溶液产生FeCO3沉淀的离子方程式为 。 (2)操作Ⅱ为洗涤操作，简述洗涤沉淀的方法 。 (3)写出“煅烧”发生反应的化学方程式 。 流程二：探究氧化铁的性质 A、B、C、D均是含铁元素的物质，氧化铁发生的反应及物质转化关系如图： (4)检验A溶液中阳离子的实验过程是 。 (5)A溶液可作为腐蚀液，将铜电路板中不需要的铜腐蚀掉。写出该反应的离子方程式 。 (6)描述白色沉淀C与O2反应的现象 ；写出该过程中发生反应的化学方程式 。 1．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下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(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作氧化剂 D．FeO42-中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 2．(2025·浙江宁波选考模拟预测)铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性：Fe3+＞SO2 B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 3．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4 (平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是( ) A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的H2O2需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 4．向含FeCl3和FeCl2混合溶液中加入一定量锌粉，反应过程中各离子的物质的量与加入锌粉的物质的量关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．起始时，FeCl3溶液和FeCl2溶液的物质的量浓度均为1mol/L B．D点的横坐标x=1.25 C．线段AB表示溶液中n(Fe3+)的变化趋势 D．反应至B点时，溶液总质量增加32.5g 5．(2026·湖南高一期末)某工厂的工业废水中含有大量的FeCl2和较多的Cu2+。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水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b是稀硫酸，目的是除去过量的Fe B．操作Ⅰ、操作Ⅱ均为过滤 C．试剂c是KMnO4溶液，目的是将Fe2+氧化为Fe3+ D．操作Ⅲ必须用到仪器坩埚 6．以废铁屑(含少量Fe2O3、FeS等杂质)为原料，制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)流程示意图如下： (1)酸浸时，H2SO4的作用是FeS +2H+ == Fe2+ +H2S↑、Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑、 (用离子方程式表示)。过程中产生的有毒气体，可用 溶液吸收。 (2)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。 酸浸时间 1min 30min 120min 用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红 用文字说明导致上述颜色变化的可能原因。 (3)已知：FeSO4·7H2O受热易失水，则操作X为：蒸发浓缩、 、过滤、洗涤。FeSO4强热后继续分解，推测产物为 、Fe2O3和SO3。 测定所得硫酸亚铁晶体中的含量，步骤如下： Ⅰ.称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成100mL溶液。 Ⅱ.取出10mL溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol/L的KMnO4 溶液，至反应完全，共消耗KMnO4 溶液cmL。(反应原理： 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O) (4)计算硫酸亚铁晶体样品中Fe2+质量分数 。 7．(2026·河北邯郸高一期末)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是分析化学中常见的还原剂。某化学小组利用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3、 SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，实验室模拟该工艺流程如下： (1)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中铁元素化合价为_________________。 (2)试剂X为__________，溶液1溶质的主要成分是_______________(写化学式)，写出一个步骤①中发生反应的化学方程式：_____________________________。 (3)步骤②中加入过量NaOH溶液的目的是____________________________。 (4)试剂Y的作用是________________________________________，写出步骤④中发生反应的离子方程式：___________________________________。检验溶液3中是否含有的试剂是_________________________。 (5)“一系列操作”依次是___________、过滤、洗涤、干燥，制得的产品须_________保存。 1．(2026·河南卷)某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知：Fe3＋在水溶液中由于水解与OH-配位而显黄色；[Fe(C2O4)]3-呈绿色。下列说法错误的是( ) A．②到③说明加入稀硫酸能抑制Fe3＋的水解 B．④与⑤中c(SCN-)：④>⑤ C．④与⑥中呈现红色均是由于Fe3＋与SCN-结合所致 D．若向③中依次加入适量维生素C、K3[Fe(CN)6]溶液，会出现蓝色沉淀 2．(2025·河南卷)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 3．(2024·广西卷)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] 4．(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 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司1 / 10 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 铁及其化合物之间的相互转化 类型一 铁及其化合物的相互转化 1．A 2．C 3．D 4．D 5．B 类型二 铁的“价类二维图” 6．D 7．C 8．B 9．A 10．(1)+2、+3 Fe3O4 +8H+ ==2Fe3+ +Fe2+ +4H2O (2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 能 (3)A B C (4)能。将盛有含Cl-的Fe(OH)3胶体的半透膜袋放入盛有蒸馏水的烧杯中，一段时间后取出，重复操作2~3次后，取最后一次渗析液少量置于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，即可证明Fe(OH)3胶体中的Cl-已被除尽，反之则未除尽 类型三 铁及重要化合物的性质探究 11．A 12．B 13．D 14．C 15．(1)Fe2++2HCO= FeCO3↓+CO2↑+H2O (2)向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，反复2-3次 (3)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 (4)用试管取A溶液少量，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+ (5)2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+ (6)白色沉淀迅速变灰绿色，最后变红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 1．D 2．A 3C 4．B 5．B 6．(1)Fe2O3 +6H+ ==2Fe3+ +3H2O、 2Fe3++Fe=3Fe2+ 氢氧化钠溶液 (2)空气中的氧气把亚铁离子氧化为铁粒子 (3)降温结晶 SO2 (4) 7．(1)+2 (2) 稀硫酸 Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3(多写H2SO4不扣分) Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O或Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O (3)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀、使Al3+转化为Na[Al(OH)4进入溶液2中，实现Fe3+、Al3+分离 (4) 将Fe3+还原为Fe2+ Fe +2Fe3+ == 3Fe2+ KSCN溶液 (5) 蒸发浓缩、冷却结晶 隔绝空气 1．B 2．C 3．C 4．C 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司1 / 10 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 铁及其化合物之间的相互转化 类型一 铁及其化合物的相互转化 1．铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐{K3[ Fe(CN)6]}溶液检验，黄血盐{K4[ Fe(CN)6]}溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是(　　) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．高温条件下，Fe和水蒸气反应生成Fe3O4，故A错误；B．点燃条件下，Fe和氯气反应生成氯化铁，故B正确；C．Fe和足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，故C正确；D．Fe和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故D正确；故选A。 2．(2026·山西阳泉高一联考)电子工业常用的FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板。从腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，可采用下列步骤： 下列说法错误的是( ) A．制造印刷电路板原理：2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+ B．滤渣③的成分是Fe和Cu C．物质④可以是稀硫酸 D．若向废液中加入一定量的①，充分反应后无固体，则所得溶液中可能有Fe3+ 【答案】C 【解析】向废液中加过量的Fe，Fe和Fe3+反应得到Fe2+，Fe和Cu2+反应得到Cu和Fe2+，①为Fe，②为FeCl2溶液，③为Fe和Cu的混合物；加过量的④HCl溶液，Fe和HCl反应生成FeCl2和氢气，Cu不和HCl反应，过滤得到Cu和滤液⑤FeCl2溶液，FeCl2溶液中通入氯气得到FeCl3溶液。A项，制造印刷电路板时FeCl3腐蚀铜箔的反应为2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+，符合氧化还原反应规律，A正确；B项，步骤①加入过量Fe粉，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu，Fe过量，因此滤渣③含未反应的Fe和生成的Cu，B正确；C项，若物质④为稀硫酸，Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，会引入SO42-杂质，最终无法得到纯净的FeCl3溶液，因此④应为稀盐酸，C错误；D项，向废液中加入一定量Fe粉，无固体生成说明Cu未被置换，若Fe粉量不足，Fe3+未被完全还原，溶液中可能存在Fe3+，D正确；故选C。 3．从工业废液(主要含有)中回收并制备晶体的流程如下： 则下列说法错误的是(　　) A．试剂a是铁、试剂b是稀盐酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同 C．若试剂是，则反应的离子方程式为 D．用酸性溶液可检验浓溶液中是否含有 【答案】D 【解析】试剂a是铁，向工业废液中加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤(操作Ⅰ)得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁的混合物；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤(操作Ⅱ)可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液和过量的盐酸，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过蒸发结晶，并过滤(操作Ⅲ)便可得到氯化铁晶体。A．试剂a是铁，试剂b是盐酸，A项正确；B．操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，所用仪器相同，B项正确；C．滤液Z和X中均含有Fe2+，若试剂c为Cl2，发生反应的离子方程式为2Fe2++ Cl2=2Fe3++2Cl-，C项正确；D．酸性KMnO4溶液能氧化Cl-而褪色，因此不能用于检验W浓溶液中是否含有Fe2+，D项错误；故选D。 4．(2026·河南许昌高二期末)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，有如下转化关系，已知X和W的组成元素相同。 下列说法错误的是( ) A．Y可用作油漆的红色颜料 B．气体Z既有氧化性又有还原性 C．Q与R的反应属于化合反应 D．每生成1mnolR，一定转移4mol电子 【答案】D 【解析】根据特征性质和题干信息，可推得各物质： X为FeS2(黄铁矿，黄色，自然界常见矿物)，Y为FeS(红棕色固体)，Z为SO2(无色气体)，Q为Fe(黑色单质)，R为S(淡黄色固体)，W为FeS(黑色固体，和X组成元素相同，均为Fe、S)，推断符合流程。A项，Y为FeS，俗称铁红，可用作红色油漆和颜料，A正确；B项，Z为SO2，S为+4价(中间价态)，既可以升价也可以降价，因此既有氧化性又有还原性，B正确；C项，Fe和S反应Fe+SFeS，是两种物质生成一种物质，属于化合反应，C正确；D项，以SO2生成S的典型反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O为例，生成3molS时总共转移4mol电子，因此生成1molS只转移电子，不是一定转移4mol电子，D错误；故选D。 5．(2026·云南昭通高二开学考试)如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法不正确的是( ) A．溶液B中发生的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有 C．由以上流程可推知氧化性：O2＞Fe3+＞SO42- D．此工艺的优点之一是Fe2(SO4)3能循环利用 【答案】B 【解析】酸性硫酸铁溶液与SO2发生氧化还原反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，溶液B通入空气，Fe2+被氧化为Fe3+：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，溶液C为再生的Fe2(SO4)3溶液，可以回流到第一步循环使用。A项，溶液B中是Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+，离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，A正确；B项，Fe3+的检验试剂为KSCN溶液，酸性高锰酸钾溶液与Fe3+不反应，B错误；C项，氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物，根据分析，第一步反应中Fe3+是氧化剂，SO42-是氧化产物，故氧化性Fe3+＞SO42-；第二步反应中O2是氧化剂，Fe3+是氧化产物，故氧化性O2＞Fe3+，因此氧化性顺序为O2＞Fe3+＞SO42-，C正确；D项，根据分析，溶液C为再生的Fe2(SO4)3溶液，可以回流到第一步循环使用，D正确；故选B。 类型二 铁的“价类二维图” 6．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列描述合理的是( ) A．c可由a在空气中燃烧得到 B．b溶于水可以得到e C．d粒子在纳米级别时可以产生丁达尔效应 D．f与g的相互转化均可通过化合反应来实现 【答案】D 【解析】根据化合价和物质类别分析，A为Fe，b为FeO，C为Fe2O3，e为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、f为亚铁盐、g为铁盐、h为FeO42-盐。A项，Fe在空气中不能燃烧，在氧气中燃烧生成Fe3O4，故A错误；B项，FeO难溶于水，故B错误；C项，Fe(OH)3在纳米级别时，分散中水中形成胶体，才可以产生丁达尔效应，故C错误；D项，亚铁盐与铁盐的相互转化均可通过化合反应来实现，反应的化学方程式，如2FeCl2+Cl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，故D正确；故选D。 7．利用如图所示的“价一类”二维图，可以从不同角度认识含铁元素的物质的性质及其转化关系，图中a～g均为含铁元素的物质，下列说法正确的是( ) A．可存在的直接转化 B．为具有磁性的黑色晶体，为红棕色粉末 C．d可发生化合反应生成e D．足量的a在少量Cl2中燃烧可反应生成 【答案】C 【解析】a～g均为含铁元素的物质，a的化合价为0，则a为铁单质，b为+2价铁的氧化物为FeO，c为+3价铁的氧化物为三氧化二铁，d与e都为碱，则d为氢氧化亚铁，e为氢氧化铁，f为Fe2+的盐，g为Fe3+的盐。A项，由于三氧化二铁不溶于水，不能直接转化为氢氧化铁，A错误；B项，b为FeO，黑色粉末，无磁性，B错误；C项，氢氧化亚铁不稳定，在空气中易发生氧化反应生成氢氧化铁，方程式为4 Fe(OH)2+2H2O+O2=4 Fe(OH)3，为化合反应，C正确；D项，氯气有强氧化性，Fe与氯气反应生成g即FeCl3，D错误；故选C。 8．部分含铁物质的分类与相应铁元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A．在高温下，a与水蒸气可发生置换反应 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．一定条件下，f与g可以相互转化 D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 【答案】B 【解析】根据价态和物质类别可知： 符号 a b c d e f g h 物质 Fe FeO Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 亚铁盐 铁盐 高铁酸盐 A项，Fe和水蒸气可以反应：，是置换反应，故A正确；B项，氧化亚铁和氧化铁不能和水反应，故B错误；C项，Fe+2Fe3+=3Fe2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-铁盐和亚铁盐能相互转化，故C正确；D项，高铁酸盐有强氧化性能杀菌消毒，还原产物Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体能净水，故D正确；故选B。 9．以不同类别物质间的转化为线索，构建铁及其化合物的转化关系如图所示： 下列叙述正确的有(　　) ①铁粉与水蒸气在高温下反应可实现的转化 ②可利用铜粉除去溶液中的杂质 ③可利用新制氯水和溶液检验是否被完全氧化为 ④向盛放在试管中的溶液中直接滴加溶液能制备并收集 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】A 【解析】①Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，故①正确；②加入铜粉发生反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，引入铜离子，故②错误；③无论Fe2+是否完全转化为Fe3+，只要有Fe3+生成，加入KSCN溶液后，溶液就变为红色，故③错误；④向盛有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，先生成氢氧化亚铁的白色沉淀，后又被氧化成氢氧化铁的红褐色沉淀，故④错误；故选A。 10．“价-类”二维图是研究物质性质的常用工具，下图是铁元素的部分“价-类”二维图。回答下列问题： (1)根据上述“价-类”二维图，判断中Fe元素价态有 ，写出与稀盐酸反应的离子方程式 。 (2)是一种用途广泛的盐类物质。向煮沸的蒸馏水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，可制得Fe(OH)3胶体，制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为： 。已知Al(OH)3胶体能够净水，则Fe(OH)3胶体 (填“能”或“不能”)净水。 (3)下列描述的分别是胶体的性质或现象，请按要求填空： A．胶体的聚沉    B．胶体的电泳    C．丁达尔效应 ①“卤水点豆腐，一物降一物”，这里说到的是豆腐的制作，利用的胶体性质是 (填字母，下同)。 ②工厂采用高压静电除尘，利用的胶体性质是 。 ③拍照时，清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高 。 (4)是否能用渗析的方法除尽Fe(OH)3胶体中的Cl-？若能，请设计实验证明；若不能，请说明理由 。 【答案】(1)+2、+3 Fe3O4 +8H+ ==2Fe3+ +Fe2+ +4H2O (2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 能 (3)A B C (4)能。将盛有含Cl-的Fe(OH)3胶体的半透膜袋放入盛有蒸馏水的烧杯中，一段时间后取出，重复操作2~3次后，取最后一次渗析液少量置于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，即可证明Fe(OH)3胶体中的Cl-已被除尽，反之则未除尽 【解析】(1)Fe3O4中Fe元素化合价有+2、+3价；Fe3O4和稀盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，离子反应方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故选：+2、+3；Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O。 (2)饱和FeCl3溶液滴入煮沸的蒸馏水中生成Fe(OH)3胶体和HCl，反应的化学方程式为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl；胶体具有吸附性，Fe(OH)3胶体能净水； (3)①“卤水点豆腐，一物降一物”，这里说到的是豆腐的制作，利用的胶体性质是胶体的聚沉，故选A；②工厂采用高压静电除尘，利用的胶体性质是胶体的电泳，故选B；③拍照时，清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高，体现了胶体具有丁达尔效应，故选：C； (4)可以利用渗析的方法除尽Fe(OH)3胶体中的Cl-，实验方案为：将盛有含Cl-的Fe(OH)3胶体的半透膜袋放入盛有蒸馏水的烧杯中，一段时间后取出，重复操作2~3次后，取最后一次渗析液少量置于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，即可证明Fe(OH)3胶体中的Cl-已被除尽，反之则未除尽。 类型三 铁及重要化合物的性质探究 11．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( ) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋ 【答案】A 【解析】B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使黑色固体中有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NO(H＋)具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中无Fe2＋而存在Fe3＋，也有此现象，错误。 12．下列实验目的、操作、现象及结论合理的是(　　) 实验目的 实验操作 现象及结论 A 检验CO还原Fe2O3的生成物中是否含有Fe3O4 取反应后的固体溶于稀盐酸，滴加NaOH溶液 若有红褐色沉淀生成，则还原产物中含有Fe3O4 B 比较Fe3＋和I2氧化性强弱 向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液 若溶液变蓝色，则氧化性：Fe3＋＞I2 C 检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+ 向溶液中滴加酸性KMnO4溶液 若紫红色退去，则溶液中含有Fe2+ D 检验溶液中是否含有CO32- 取少量溶液于试管中，滴加稀盐酸 若产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则溶液中含有CO32- 【答案】B 【解析】A．Fe2O3和Fe3O4中均含有三价铁，与盐酸反应后均得到Fe3+，滴加NaOH溶液产生红褐色沉淀，只能说明还原产物中含有三价铁，有可能是剩余的Fe2O3，A错误；B．向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液后溶液变蓝色，说明I-被氧化成I2，氧化剂为Fe3＋，利用氧化还原反应的规律，得出Fe3＋的氧化性强于I2，B正确；C．在酸性条件下高锰酸钾与氯离子发生反应：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，氯离子也能高锰酸钾溶液褪色，则紫红色退去，不能说明溶液中含有Fe2+，C错误；D．取少量溶液于试管中，滴加稀盐酸，若产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则溶液中可能含有CO32-，也可能含有HCO3-或SO32-或HSO3-，D错误；故选B。 13．验证FeSO4的性质，进行如下实验。 序号 验证性质 实验装置 试剂X 实验现象 ① 能与某些盐反应 BaCl2溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 NaOH溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是(　　) A．①中产生白色沉淀的原因：SO42-+Ba2+=BaSO4↓ B．②中沉淀变成红褐色的原因：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 C．③中用镁条(已打磨)替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明FeSO4具有还原性 【答案】D 【解析】A．①中产生白色沉淀为硫酸钡，离子方程式为：SO42-+Ba2+=BaSO4↓，A正确；B．氢氧化亚铁可以被氧气氧化为氢氧化铁，故②中沉淀变成红褐色的原因：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，B正确；C．Mg、Zn金属性均大于Fe，③中用镁条(已打磨)替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性，C正确；D．氯气可以氧化亚铁离子为铁离子，④中调换试剂的加入顺序，不能确定溶液中是否只含有亚铁离子，不能证明FeSO4具有还原性，D错误；故选D。 14．某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”，如图所示。 【资料】 a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。 b．鞣酸、维生素C均具有还原性。 下列分析不正确的是(　　) A．①→②，铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁 B．由③→④→⑤，可推知③中含二价鉄 C．由①、③、④几乎颜色相同，可推知其所含粒子种类相同 D．④→⑤，至少有两种粒子被氧化 【答案】C 【解析】已知a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。证明了鞣酸亚铁易被氧气氧化为鞣酸铁，已知维生素C具有还原性，证明了维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁，加入KSCN溶液是检验三价铁离子是否存在，H2O2氧化Fe2+生成Fe3+；A．①→②过程中，鞣酸转化为鞣酸亚铁，鞣酸亚铁发生氧化反应生成蓝黑色的鞣酸铁，故A正确；B．③→④的过程中加入KSCN，无现象，说明不含有Fe3+，④→⑤的过程中加入H2O2时生成了红色的Fe(SCN)3，说明③中含二价铁，故B正确；C．①中含有鞣酸，①→③的过程中加入了FeSO4、维生素C，③→④的过程中又加入了KSCN，所以①、③、④中所含粒子种类不相同，故C错误；D．④中含有维生素C、鞣酸、鞣酸亚铁或Fe2+等粒子，均具有还原性，则④→⑤的过程中至少有两种粒子被氧化，故D正确；故选C。 15．氧化铁俗名铁红，是重要的铁的氧化物。 流程一：制备氧化铁 用废铁屑制备氧化铁的流程如图： (1)加入NH4HCO3溶液产生FeCO3沉淀的离子方程式为 。 (2)操作Ⅱ为洗涤操作，简述洗涤沉淀的方法 。 (3)写出“煅烧”发生反应的化学方程式 。 流程二：探究氧化铁的性质 A、B、C、D均是含铁元素的物质，氧化铁发生的反应及物质转化关系如图： (4)检验A溶液中阳离子的实验过程是 。 (5)A溶液可作为腐蚀液，将铜电路板中不需要的铜腐蚀掉。写出该反应的离子方程式 。 (6)描述白色沉淀C与O2反应的现象 ；写出该过程中发生反应的化学方程式 。 【答案】(1)Fe2++2HCO= FeCO3↓+CO2↑+H2O (2)向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，反复2-3次 (3)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 (4)用试管取A溶液少量，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+ (5)2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+ (6)白色沉淀迅速变灰绿色，最后变红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 【解析】废铁屑用碳酸钠溶液除去油污，用稀硫酸在加热条件下充分反应，过滤，向滤液中加入过量的碳酸氢铵，生成碳酸亚铁沉淀，过滤后，洗涤、干燥、煅烧得到氧化铁。 (1)FeSO4与NH4HCO3反应的离子方程式Fe2++2HCO3- = FeCO3↓+CO2↑+H2O； (2)洗涤沉淀的方法：向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，反复2-3次； (3)“煅烧”时生成Fe2O3，FeCO3与O2发生反应的化学方程式：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2； (4)氧化铁与盐酸反应生成氯化铁(A)，与足量铁粉反应生成氯化亚铁(B)，与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2，被氧气氧化生成Fe(OH)3；则生成的A溶液中含有氯化铁，检验Fe3+的方法是：用试管取A溶液少量，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+； (5)Fe3+与Cu反应的离子方程式：2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+； (6)白色沉淀C是Fe(OH)2，被氧气氧化的现象：白色沉淀迅速变灰绿色，最后变红褐色；反应的化学方程式为： 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3。 1．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下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(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作氧化剂 D．FeO42-中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 【答案】D 【解析】A．高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不能实现上述①转化，A错误；B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氧化铁不能溶于水，Fe2O3加水溶解不能转化为Fe(OH)3，B错误；C．维生素C具有还原性，可将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂，C错误；D．FeO42-中铁元素的化合价为+6价，处于较高价态，因此具有强氧化性，具有杀菌消毒作用，可以作为消毒剂使用，D正确；故选D。 2．(2025·浙江宁波选考模拟预测)铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性：Fe3+＞SO2 B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 【答案】A 【解析】Fe与盐酸反应得到FeCl2，与Cl2反应得到FeCl3，FeCl2与FeCl3二者可以相互转化，二者的混合物与NaOH在一定条件下反应得到Fe3O4，Fe与水蒸气或氧气反应也能得到Fe3O4。A项，氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，FeCl3溶液中通入SO2可生成FeCl2，FeCl3为氧化剂，SO2为还原剂，说明氧化性：Fe3+＞SO2，A正确；B项，Fe与O2或水蒸气反应生成Fe3O4，生成1molFe3O4转移8mol电子，每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.8NA，B错误；C项，转化③的化学方程式为：2FeCl3+FeCl2+8NaOHFe3O4+8NaCl+4H2O，转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2∶1，C错误；D项，Fe与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为：2Fe+3Cl22FeCl3，无论Fe过量还是少量，Fe在氯气中燃烧都生成FeCl3，D错误；故选A。 3．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4 (平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是( ) A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的H2O2需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 【答案】C 【解析】铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸；加入铁粉还原铁离子：2Fe3+ +Fe =3Fe2+，过量的盐酸和Fe反应：Fe+2HCl= FeCl2+H2↑，过滤过量的铁，滤液B的溶质主要为氯化亚铁；加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2；向浊液C中加入H2O2溶液，反应完成后需除去剩余的H2O2，再与氯化亚铁混合，经一系列操作后得到产品Fe3O4。A项，滤液B的溶质主要为氯化亚铁，A项错误；B项，加入铁粉还原铁离子的反应2Fe3+ +Fe =3Fe2+不是置换反应，铁单质与过量盐酸的反应，属于置换反应，B项错误；C项，为防止H2O2在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，需除去剩余H2O2，C项正确；D项，超顺磁性纳米Fe3O4平均直径为25nm，其均匀分散在水中后得到胶体，能产生丁达尔效应，D项错误；故选C。 4．向含FeCl3和FeCl2混合溶液中加入一定量锌粉，反应过程中各离子的物质的量与加入锌粉的物质的量关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．起始时，FeCl3溶液和FeCl2溶液的物质的量浓度均为1mol/L B．D点的横坐标x=1.25 C．线段AB表示溶液中n(Fe3+)的变化趋势 D．反应至B点时，溶液总质量增加32.5g 【答案】B 【解析】氯化铁的氧化性强于氯化亚铁，则氯化亚铁和氯化铁混合溶液中加入一定量锌粉时，氯化铁溶液优先与锌反应生成亚铁离子和锌离子，反应的离子方程式为：2Fe3++Zn==Zn2++2Fe2+ ，溶液中铁离子浓度减小、亚铁离子浓度增大，由图可知，锌为0.5mol时，铁离子和锌恰好完全反应，则混合溶液中铁离子的物质的量为，亚铁离子的物质的量为2mol；当铁离子完全反应后，亚铁离子与锌发生置换反应生成铁和锌离子，反应的离子方程式为：Fe2++Zn==Zn2++Fe，溶液中亚铁离子浓度减小，线段AB表示溶液中亚铁离子的物质的量的变化趋势，B点时，亚铁离子和锌恰好完全反应，反应消耗锌的物质的量为2mol，则B点的横坐标为2.5mol，溶液总质量增加的质量为：。A．由分析可知，混合溶液中铁离子和亚铁离子的物质的量都为1mol，则起始时，溶液中氯化铁和氯化亚铁的浓度均为，故A错误；B．由分析可知，锌为0.5mol时，溶液中亚铁离子的物质的量为2mol，设AD段消耗锌为amol，根据D点时亚铁离子的物质的量与锌离子物质的量相等可得：，解得a=0.75mol，则D点的横坐标x=1.25mol，故B正确；C．由分析可知，线段AB表示溶液中亚铁离子的物质的量的变化趋势，故C错误；D．由分析可知，B点时，亚铁离子和锌恰好完全反应，溶液总质量增加的质量为：50.5g，故D错误；故选B。 5．(2026·湖南高一期末)某工厂的工业废水中含有大量的FeCl2和较多的Cu2+。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水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b是稀硫酸，目的是除去过量的Fe B．操作Ⅰ、操作Ⅱ均为过滤 C．试剂c是KMnO4溶液，目的是将Fe2+氧化为Fe3+ D．操作Ⅲ必须用到仪器坩埚 【答案】B 【解析】废水中含有FeCl2和Cu2+，试剂a为铁粉，发生的反应为Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu，经过过滤，滤渣Y为Cu和Fe，滤液X为FeCl2；在滤渣中加入试剂b稀盐酸，将Fe转化为Fe2+，Cu不参与反应，经过过滤得到Cu和FeCl2滤液Z；将滤液X和滤液Z混合，加入试剂c(Cl2或H2O2)将Fe2+氧化为Fe3+，溶液W为FeCl3，最后通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体。A项，若试剂b为稀硫酸，会引入SO42-杂质，最终得到的氯化铁晶体不纯，试剂b应为稀盐酸，A错误；B项，操作Ⅰ是分离滤液X和滤渣Y，操作Ⅱ是分离金属铜和滤液Z，均为过滤操作，B正确；C项，若用KMnO4溶液作氧化剂，会引入K+、Mn2+等新杂质，试剂c可选用氯气、H2O2等不引入杂质的氧化剂，C错误；D项，操作Ⅲ是从氯化铁溶液中获得氯化铁晶体，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，需使用蒸发皿，坩埚用于高温灼烧固体，D错误；故选B。 6．以废铁屑(含少量Fe2O3、FeS等杂质)为原料，制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)流程示意图如下： (1)酸浸时，H2SO4的作用是FeS +2H+ == Fe2+ +H2S↑、Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑、 (用离子方程式表示)。过程中产生的有毒气体，可用 溶液吸收。 (2)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。 酸浸时间 1min 30min 120min 用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红 用文字说明导致上述颜色变化的可能原因。 (3)已知：FeSO4·7H2O受热易失水，则操作X为：蒸发浓缩、 、过滤、洗涤。FeSO4强热后继续分解，推测产物为 、Fe2O3和SO3。 测定所得硫酸亚铁晶体中的含量，步骤如下： Ⅰ.称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成100mL溶液。 Ⅱ.取出10mL溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol/L的KMnO4 溶液，至反应完全，共消耗KMnO4 溶液cmL。(反应原理： 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O) (4)计算硫酸亚铁晶体样品中Fe2+质量分数 。 【答案】(1)Fe2O3 +6H+ ==2Fe3+ +3H2O、 2Fe3++Fe=3Fe2+ 氢氧化钠溶液 (2)空气中的氧气把亚铁离子氧化为铁粒子 (3)降温结晶 SO2 (4) 【解析】(1)硫酸把氧化铁溶解，故Fe2O3 +6H+ ==2Fe3+ +3H2O；而最后只得到硫酸亚铁溶液，故 2Fe3++Fe=3Fe2+；生成的有毒气体为硫化氢，故可用氢氧化钠吸收。 (2)亚铁离子很容易被空气中的氧气氧化变成铁离子，铁离子遇硫氰化钾，溶液变红色。 (3)硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而增大，故用降温结晶；硫酸亚铁分解后生成氧化铁，化合价升高，故在加热的过程中发生氧化还原反应生成二氧化硫。 (4)用高锰酸钾滴定亚铁离子，高锰酸钾的物质的量为，而亚铁离子物质的量为，而100mL硫酸亚铁中含亚铁离子的含量为。 7．(2026·河北邯郸高一期末)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是分析化学中常见的还原剂。某化学小组利用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3、 SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，实验室模拟该工艺流程如下： (1)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中铁元素化合价为_________________。 (2)试剂X为__________，溶液1溶质的主要成分是_______________(写化学式)，写出一个步骤①中发生反应的化学方程式：_____________________________。 (3)步骤②中加入过量NaOH溶液的目的是____________________________。 (4)试剂Y的作用是________________________________________，写出步骤④中发生反应的离子方程式：___________________________________。检验溶液3中是否含有的试剂是_________________________。 (5)“一系列操作”依次是___________、过滤、洗涤、干燥，制得的产品须_________保存。 【答案】(1)+2 (2) 稀硫酸 Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3(多写H2SO4不扣分) Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O或Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O (3)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀、使Al3+转化为Na[Al(OH)4进入溶液2中，实现Fe3+、Al3+分离 (4) 将Fe3+还原为Fe2+ Fe +2Fe3+ == 3Fe2+ KSCN溶液 (5) 蒸发浓缩、冷却结晶 隔绝空气 【解析】硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为Fe2O3、 SiO2、Al2O3，加入试剂X可以使Fe元素转化为溶液，故试剂X为酸，结合后续溶液中离子可判断试剂X为稀硫酸，在稀硫酸作用下Fe2O3转化为Fe2(SO4)3、Al2O3转化为Al2(SO4)3均进入溶液1；Fe2(SO4)3与过量NaOH溶液反应生成难溶于水的Fe(OH)3进入固体2，Al2(SO4)3与足量NaOH溶液反应生成易溶于水的Na[Al(OH)4]进入溶液2；结合Fe元素的化合价，该步骤需将Fe3+还原为Fe2+，故试剂Y为具有还原性的铁粉，得到含有FeSO4的溶液3；向溶液3中加入硫酸铵固体得到(NH4)2Fe(SO4)2溶液，经一系列操作得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。 (1)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中NH4+为+1价阳离子，SO42-为-2价阴离子，结合物质化合价为0可得Fe的化合价为+2。 (2)根据分析可知试剂X为稀硫酸。步骤①中的反应有Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O或Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。 (3)根据分析可知步骤②中加入过量NaOH溶液的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀、使Al3+转化为Na[Al(OH)4]进入溶液2中，实现Fe3+、Al3+分离。 (4)根据分析，试剂Y的作用是将Fe3+还原为Fe2+。加入铁粉后的离子方程式为Fe +2Fe3+ == 3Fe2+。检验溶液3中是否含有Fe3+的试剂是KSCN溶液。 (5)“一系列操作”是从(NH4)2Fe(SO4)2溶液得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的操作，依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，制得的产品具有还原性须隔绝空气保存。 1．(2026·河南卷)某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知：Fe3＋在水溶液中由于水解与OH-配位而显黄色；[Fe(C2O4)]3-呈绿色。下列说法错误的是( ) A．②到③说明加入稀硫酸能抑制Fe3＋的水解 B．④与⑤中c(SCN-)：④>⑤ C．④与⑥中呈现红色均是由于Fe3＋与SCN-结合所致 D．若向③中依次加入适量维生素C、K3[Fe(CN)6]溶液，会出现蓝色沉淀 【答案】B 【解析】 黄色的水合硫酸铁溶于水形成黄色溶液②。根据题中信息，黄色是由于Fe3+水解产生的。向②中加入稀硫酸，溶液变为浅黄色③，这是因为加入的H+ 抑制了Fe3+的水解( Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋)，使平衡向左移动，水解产物减少，颜色变浅。向浅黄色溶液③中加入KSCN溶液，溶液变为红色④。这是Fe3+与SCN-反应生成血红色络合物。向红色溶液④中加入草酸钾固体，溶液变为绿色⑤。这是因为C2O42-与Fe3+的配位能力比SCN-更强，生成了更稳定的绿色络合物[Fe(C2O4)]3-。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸，溶液又变回红色⑥。这是因为加入的H+ 与C2O42- 结合生成弱酸草酸，降低了C2O42-的浓度，导致绿色络合物[Fe(C2O4)]3- 分解，释放出Fe3+ 。这些Fe3+再与溶液中的SCN-反应，重新生成红色的络合物。A项，Fe3+水解使溶液显黄色，加入稀硫酸后c(H＋)增大，水解平衡逆向移动，抑制Fe3+水解，溶液黄色变浅，A正确；B项，④中Fe3+与SCN-结合生成红色配合物，游离SCN-浓度低；⑤中Fe3+与C2O42-结合生成更稳定的，释放出SCN-，故c(SCN-)：⑤>④，B错误；C项，④中直接是Fe3+与SCN-结合显红色；⑥中加入稀硫酸后，C2O42-与H+ 结合，解离出Fe3+，再与SCN-结合显红色，C正确；D项，维生素C具有还原性，可将③中的Fe3+还原为Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，D正确；故选B。 2．(2025·河南卷)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 【答案】C 【解析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素，根据固体颜色可知X是FeS2，Y是Fe2O3，溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+，Q是FeS。A．Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；B．含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液颜色发生变化，B正确；C．FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误；D．在加热条件下Fe和S化合生成FeS，D正确；故选C。 3．(2024·广西卷)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] 【答案】C 【解析】A项，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，故A错误；B项，实验Ⅱ中，K3[Fe(CN)6]溶液中存在有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，故B错误；C项，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，故C正确；D项，焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后，跃迁到较高能量级，然后从较高能量级跃迁到低能量级，这次跃迁会放出光子，光子的频率若在可见光频率范围内，则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色，是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内，而K3[Fe(CN)6]中含有钾元素，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]，故D错误；故选C。 4．(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】图中所示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。A．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，故A不选；B．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；C．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；D．b→c→d→e→b转化如，故D不选；故选C。 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