第02讲 铁及其重要化合物（复习讲义）（浙江专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦铁及其重要化合物，围绕铁的性质、氧化物、氢氧化物、“铁三角”转化及高铁酸盐应用等核心考点，按知识解构-考向破译-真题溯源逻辑架构，通过考点梳理、方法指导（如Fe(OH)₂制备三法）、真题训练，帮助学生系统构建知识网络，突破转化与计算难点。 讲义创新采用“价-类”二维图和实验探究设计（如电解法制备Fe(OH)₂），培养科学思维与探究能力，设置分层练习（基础变式、新情境题）和解题妙招（数轴法分析反应产物），保障复习效率。助力教师精准把握考情，提升学生应考能力与化学核心素养。

第02讲 铁及其重要化合物 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 铁及其重要化合物 知识解构 知识点1 铁 ∣ 知识点2 铁的重要氧化物 知识点3 铁的氢氧化物 考向破译 考向1考查铁与水蒸气反应 ∣ 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 解题妙招1 Fe(OH)2制备的三种思维方法 解题妙招2 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 考点二 铁及其化合物物的转化及应用 知识解构 知识点1 亚铁盐的性质及应用 ∣ 知识点2 铁盐的性质及应用 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 ∣ 知识点4 “铁三角”的转化关系 知识点5 高铁酸盐 考向破译 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 ∣ 考向2 考查“铁三角”的转化与应用 考向3 考查铁的“价-类”二维图∣ 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 铁及其化合物的性质及应用 浙江6月卷T10，3分 浙江6月卷T8，3分 铁及其化合物的转化 浙江6月卷T2，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从命题题型和内容上看，铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的紧密联系，Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。考查内容集中在选择题题中出现某一选项进行分析，简答、实验、推断、计算偶而也会出现。 2．从命题思路上看，预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用与转化，在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。重点涉及：金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等。 ►复习目标： 1．依据氧化还原反应，理解铁、氧化亚铁及氢氧化铁的化学性质。 2．依据酸碱反应原理。理解铁的氢氧化物的制备及化学性质。 3．知道铁离子和亚铁离子的检验方法及注意事项。 4．从原子结构、氧化还原反应角度理解铁盐与亚铁盐的化学性质，知道其主要应用。 5．知道高铁酸盐的制备方法及化学性质，了解其在生活中的应用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 铁及其重要化合物 知●识●解●构 知识点1 铁 1．存在及位置 (1)游离态：铁在自然界中可以以________的形态存在于________中。 (2)化合态：铁主要以________的形态存在，主要以______价和______价存在于矿石中，如黄铁矿(主要成分是________)、赤铁矿(主要成分________)、磁铁矿(主要成分是________)、菱铁矿(主要成分是________)等。。 (3)含量：铁元素在地壳中含量仅次于_____、_____和_____，居第四位。 (4)核外电子排布式：________________或[Ar]________，价电子排布式：________。 (5)原子结构示意图： 得分速记 铁属于副族元素，但不能写成ⅧB族。 2．铁的物理性质 颜色状态 导电性、导热性、延展性 熔、沸点 特性 银____色固体 良好(导电性不如______和______) 高 被磁铁吸引 3．铁的化学性质 (1)化学性质 通性 非金属单质 弱氧化剂 Fe＋S________ 强氧化剂 2Fe＋3Cl22FeCl3(产生________的烟) 非氧化性酸 HCl 稀硫酸 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 盐 CuSO4溶液 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 水 高温水蒸气 3Fe＋4H2O(g)________ 特性 钝化 室温下，铁在________、________中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应 (2)实验探究铁粉与水蒸气的反应 实验装置 操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到________声，证明生成了______ 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)____________ 得分速记 (1)Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。 (3)Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。 (4)Fe与在少量Cl2中燃烧不能生成FeCl2，因为FeCl3和Fe必须在溶液中才能反应。所以无论Cl2是过量还是少量，Fe与Cl2反应只生成FeCl3。 (5)Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。 (6)在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 4．铁的冶炼 (1)原料：________、________、空气、________。 (2)设备：高炉。 (3)主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2________，CO2＋C________； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO________。 知识点2 铁的重要氧化物 物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 ______色粉末 ________色粉末 ______色晶体(有磁性) 溶解性 ______溶于水 铁的价态 ________ ________ ________ 与H＋反应的离子方程式 ________________ ________________ Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成单质______及CO2或H2O 用途 Fe2O3常用作______色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是______的原料 得分速记 (1)Fe3O4是一种混合价态的氧化物，可以写成FeO·Fe2O3形式，具有FeO和Fe2O3的双重性质，但它不是一种混合物，而是纯净物。 (2)铁的三种氧化物中只有Fe3O4不是碱性氧化物。 (3)FeO、Fe3O4与HNO3之间的反应是氧化还原反应。 (4)Fe2O3、Fe3O4与HI之间的反应是氧化还原反应。 知识点3 铁的氢氧化物 1．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 _____________ _____________ 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋==_____________ Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3_____________ 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－==________ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成______绿色，最后变成________色，化学方程式为__________________________ 得分速记 (1)Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 (2)Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 2．铁的氢氧化物的制法 方法 装置 说明 隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液 电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨 得分速记 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。 (2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。 (4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。 (5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。 常见的制备Fe(OH)2的装置： 考●向●破●译 考向1 考查铁与水蒸气反应 例1(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)为探究铁元素的性质，设计并进行如下实验。下列说法不正确的是( ) A．装置①可垫陶土网用酒精灯加热，且应先于装置②开始加热 B．装置②中的反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 C．检验生成气体的还原性：虚线框内选择装置乙，将灼烧后的铜丝趁热伸入试管中 D．反应结束后，取装置②中固体，加稀硫酸溶解，滴加KSCN，溶液未变红色，说明固体中无+3价铁生成 【变式1】【变载体】(2025·浙江9+1联盟高二期中)已知纳米铁粉与水蒸气在低于时生成FeO，高于时生成Fe3O4。某研究小组分别用图1和图2装置进行实验，下列说法不正确的是( ) A．图1中湿棉花用于提供反应所需的水蒸气 B．图1中肥皂液用于收集和检验反应产生的气体 C．图2实验时应该先点燃c处酒精灯，液体沸腾后再点燃处酒精喷灯 D．取少量图2反应后的固体，盐酸溶解后滴加KSCN溶液未出现血红色，说明酒精喷灯火焰未达570℃ 【变式2】【变情境】还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是( ) A．铁与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成 C．向溶液a中滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了固体中含有Fe2O3 【变式3】【新变题型】(2025·浙江强基联盟学业考试模拟)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，回答下列问题： (1)仪器a名称为 ；试剂X为 。 (2)A、B、E三个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯，反应结束时，应先熄灭 处的酒精(喷)灯。 (3)B装置中发生的反应方程式 。 (4)装置C的作用是 。 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 例2关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是( ) A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液 B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹 C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置④中的苯是为了隔绝氧气 解题妙招 Fe(OH)2制备的三种思维方法 (1)有机层覆盖法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。 图1 图2 图3 (2)还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 (3)电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 【变式1】【变情境—创新实验与逻辑思维】一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是( ) A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 【变式2】【变情境】某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是( ) A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 【变式3】【变题型】(2026·浙江杭州基础测试)氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题： (一)实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装浓氨水的仪器的名称是___________。装置C的作用是___________。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为___________。 (二)实验改进某小组同学根据已学知识，设计如图所示的装置，制备出了更纯的氢氧化亚铁。 (3)用化学方程式解释去离子水中加入少量亚硫酸钠的原因___________，将试管置于冰水混合物中的目的是___________。 (4)该方法制备氢氧化亚铁的总化学方程式是___________。 (5)有同学觉得在切割金属钠的过程中，其切口表面会迅速变灰暗，可能产生了杂质，直接投入试管会干扰后续反应。请你判断他的说法是否正确，并说明理由___________。 (6)该小组成员提出，还可以用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。 ①铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。 ②阴极发生的电极反应方程式___________。 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 例3(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)人类在四千五百多年前就开始使用铁器，铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。关于铁的一系列实验，下列说法正确的是(不考虑金属阳离子水解) ( ) A．将0.5L 2mol/L的稀硝酸与1L 1.1mol/L的稀硫酸混合后，加入22.4g铁单质，充分反应后再加入过量的Cu，则最终溶液质量一共增加62.8g B．现有稀硝酸与稀硫酸混合溶液，依次加入1.4mol、1.6mol、1.8mol铁单质，每次加入后均充分反应，且放出气体体积(已折合为标准状况)相等，则溶液质量增加194.4g C．某铁合金中含有硼和铝，分别将5.9mol该合金放入过量盐酸溶液与烧碱溶液，溶液均放出气体8.25g，则铁在合金中的质量分数约为78.39% D．将a L 0.1mol/L的盐酸溶液与33.6g铁单质反应，再加入b L 0.1mol/L稀硝酸至恰好不放出气体，则当0<a≤1.2时，a+b=2.4；当1.2<a≤1.8时，a+b=2；当1.8<a时，b=0.2 解题妙招 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 【变式1】【变载体】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是 ( ) A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL 【变式2】【变载体】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是 ( ) A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜 C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜 D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下) 【变式3】【新变题型】(2025·浙江温州高一期末)钢铁制品经常进行烤蓝处理，即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某小组为了研究烤蓝铁片：取mg烤蓝铁片样品，放入140mL1mol·L-1的盐酸中，恰好完全反应，生成标准状况下H2的体积为1120mL，向溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象；将反应后的溶液稀释至。(已知：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O)请计算： (1) H2物质的量是 mol。 (2)稀释后溶液中cFe2＋= mol/L。 (3)样品中n(Fe3O4)= mol。 考点二 铁及其化合物的转化与应用 知●识●解●构 知识点1 亚铁盐的性质及应用 1．Fe2＋的氧化性和还原性 (1)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(H＋)等均表现为还原性。 (2)Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===________________。 (3)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液________。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===________________________。 2．可水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈________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。 知识点2 铁盐的性质及应用 1．氧化性 含有Fe3＋的溶液呈_______色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为______性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子________大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的________，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===________________。 2．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________较强的溶液中。 (1)利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取________________胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2O________________________。 (2)利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的________。 (3)利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的________中，然后再稀释至所需浓度。 ④Fe3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子________大量共存。 3．特性 含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成________色，含有Fe3＋的盐溶液遇到酚类物质时变成________色。 知识点3 Fe2+和Fe3+的检验 1．Fe3＋的检验 (1)观察法：溶液呈________色，证明含有Fe3＋ (2)KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈________色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===________ (3)碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有________色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) (4)淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变________，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－==________________ (5)⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为________色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu==________________ 得分速记 (1)Fe2＋和Fe3＋盐溶液的保存与配制 Fe2＋的配制 将亚铁盐固体溶于少量的中浓盐酸，再加入蒸馏水 注意：保存时，加入铁粉，防止Fe2＋防氧化 Fe3＋的配制 将铁盐固体溶于少量同名酸中，再加蒸馏水稀释 (2)FeCl3·6H2O固体制备无水FeCl3时，要在HCl气流中加热。 2．Fe2+的检验 (1)观察法：溶液呈________色，证明含有Fe2＋ (2)碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生________色絮状沉淀，迅速变成________色，最终变为________色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) (3)KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的________色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O (4)KSCN法：先加入KSCN，溶液________红，再加新制氯水溶液变________色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性________________溶液，检验Fe3＋时最好选择________溶液。 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋。 得分速记 (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－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 (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)。 知识点4 “铁三角”的转化关系 1．“铁三角”的转化 2．铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图 说明： (1)横向变化体现了同价态__________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________类别之间的转化，主要体现物质的________性或________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________性和________性。 知识点5 高铁酸盐 制备方法 高温熔融反应法 在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如： Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O 2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ 次氯酸盐氧化法 NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝________＋3Cl－＋5H2O 利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 阳极电极反应式为：Fe＋8OH－－6e－＝________＋4H2O 性质 酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 应用 在水处理方面的应用(新型、高效、多功能水处理剂) ①K2FeO4中Fe元素呈＋6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒 ②原理：4K2FeO4＋10H2O＝4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8KOH K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用 考●向●破●译 考向1 考查Fe2+、Fe3+的性质及其检验 例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．在溶液中加KSCN，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＋ 【变式1】【变考法】证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( ) A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色 B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀 D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变 【变式2】【新情境】(2025·浙江温州高一期末)武夷山大红袍素有茶中之王的美誉。检验茶叶中是否含铁元素的操作方案如图所示，下列说法不正确的是( ) A．“操作①”应在烧杯中灼烧 B．“操作②”用热水或搅拌均可加速溶解 C．“操作③”用到的玻璃棒作用是引流 D．“操作④”若检验过程中加KSCN没有出现血红色溶液，则滤液中不含Fe3+ 【变式3】【新变题型】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＋ 考向2 考查“铁三角”的转化及应用 例2(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄[FeO(OH)]的工艺流程如图所示： 资料：i.α-Al2O3化学性质极不活泼，不溶于水也不溶于酸或碱，不溶于水，可溶于强酸或强碱。 ii.； iii.沉铁过程主要生成FeCO3 下列说法不正确的是( ) A．取“酸浸”后的溶液滴加KSCN溶液，溶液变红，发生的反应是Fe.3++3SCN- Fe(SCN)3 B．“滤渣”中主要成分为SiO2、铁粉 C．“沉铁”过程中有副产物Fe(OH)2生成，可能原因是HCO3-促进了Fe2＋的水解 D．若用CaCO3“沉铁”，则无副产物Fe(OH)2产生，当反应完成时，溶液中 【变式1】【变载体】(2025·浙江强基联盟学业考试模拟)一种以硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2等)为原料制备磁性纳米四氧化三铁的工艺流程如图： 已知：FeS2与H2SO4不反应。 下列说法不正确的是( ) A．酸溶时硫酸过量，可以提高Fe3+的浸出率 B．还原时发生的反应：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe3++16H+ C．滤液经一系列操作可得副产品芒硝(Na2SO410H2O) D．氧化时保持O2过量，使得Fe2+被完全氧化 【变式2】【变载体】(2025·浙江温州高一期末)新型印刷电路板制造工艺中改用酸性CuCl2溶液作刻蚀液。从刻蚀废液(主要含Cu2+、H+和Cl-等)中回收Cu，同时制备净水剂(聚合氯化铁)的主要流程如下。 已知：聚合氯化铁化学式为。下列说法不正确的是( ) A．步骤Ⅰ中加入氧化铁，可防止步骤Ⅱ中产生大量的氢气，消除安全隐患 B．步骤Ⅱ中铁粉需加过量 C．步骤Ⅲ中，氯酸钠做氧化剂，每生成1mol消耗 D．将溶液Z和溶液Y混合用于制备聚合氯化铁，实现了铁元素的充分利用 【变式3】【新变题型】(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)FeS2可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备FeS2的一种实验装置如图(加热及夹持装置略)。 已知：二苯醚和油胺的结构简式分别为和CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2NH2。 请回答： (1)FeS2的制备N2保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到FeS热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流2h，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品FeS2。 ①仪器a的名称是 。 ②油胺在FeS2晶体制备中起到分散剂的作用，主要是通过形成配位键，降低颗粒表面能，避免微晶在高温反应中聚集。依次写出形成该配位键的中心原子和配位原子 、 。 ③为除去产品中残留的S，可选用的洗涤试剂是 (填序号)。 A．H2O B．CS2 C．CH3CH2OH D．二苯醚 (2)FeS2的含量测定 产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+；用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用0.1000 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+至终点。重复3次。 已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)＋ne−=还原态(无色)。 ①SnCl2比FeCl3易水解，且易被氧化。配制和保存SnCl2溶液需加入的试剂是 。 ②当溶液中出现 现象(填颜色变化)时，立即停止滴加SnCl2溶液。 ③某次测定称取产品1.200 g，滴定消耗K2Cr2O7标准溶液体积为15.00 mL，则该次实验测得产品中FeS2质量分数为 。 ④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。 A．热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却 B．还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量 C．滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 考向3 考查铁的“价—类”二维图 例3(2026·浙江杭州期中)铁及其化合物的“价-类”二维图如下图所示，每个坐标可以表示一种或多种物质。 已知一种H化合物的合成方程式为(未配平)：NaClO+FeCl3+NaOH→Na2FeO4+NaCl+H2O。下列说法不正确的是( ) A．A可以与非金属单质反应直接得到G B．C是一种红棕色粉末，可以用于油漆、涂料等颜料 C．E和F均不能直接通过化合反应得到 D．上述反应每产生1 molNa2FeO4，反应同时产生45gH2O 【变式1】【变载体】(2025·浙江A9协作体高一期中)铁元素部分价态的价类二维图如图所示，下列说法不正确的是( ) A．和的反应都有可能是化合反应 B．在转化过程中，每步反应都存在物质颜色的变化 C．a和酸反应都能生成f D．b常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 【变式2】【变载体】(2025·浙江嘉兴等3地高一期中)下图是元素的价类二维图，下列说法不正确的是( ) A．a在高温下与H2O反应不能生成或 B．在转化过程中，每步转化都存在物质颜色的变化 C．在的水溶液中反应生成 D．在空气中加热，能迅速被氧化成 【变式3】【变题型】元素的“价-类”二维图是学习元素及其化合物相关知识的重要模型，下图是铁元素的“价-类”二维图。 (1)激光打印机的碳粉中含有上述氧化物的化学式为 。反应⑥制备Fe(OH)3胶体结束时的实验现象为 。 (2)上述转化过程可能属于化合反应的是 (填序号)。 (3)试剂X为一种强酸，其溶液可实现反应②，则X的化学式为 ，该反应的离子方程式为 。 (4)碱性条件下利用次氯酸钠可实现反应⑦，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 例3(2026·浙江衢州二模考试)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O易溶于水，难溶于醇，110℃时可失去全部结晶水。实验步骤如下： 步骤Ⅰ：称取一定量的硫酸亚铁铵固体于烧杯中，加蒸馏水和稀H2SO4溶解，边搅拌边加入稍过量草酸溶液，加热至沸，过滤得到FeC2O4·2H2O，洗涤。 步骤Ⅱ：向FeC2O4·2H2O中加入饱和K2C2O4溶液，40℃水浴加热，缓慢滴加3%H2O2溶液；加热至沸，再加入饱和草酸溶液，使沉淀完全溶解。 步骤Ⅲ：趁热过滤，向滤液中加入95%乙醇，冷却结晶，过滤洗涤干燥。 下列说法正确的是( ) A．步骤Ⅰ，稍过量的草酸主要是为了抑制Fe2+水解 B．步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中加热至沸的目的不同 C．步骤Ⅱ，饱和草酸溶液应一次性快速加入，以确保沉淀完全溶解 D．步骤Ⅲ，可将固体放到烘箱中，在110℃下干燥 【变式1】【变载体】(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)为探究50 mL 1.0mol·L-1FeCl3 溶液中的离子平衡和离子反应，某小组同学进行了如下实验。下列说法不正确的是( ) 操作 现象 向锥形瓶中加入6.5 g锌粉，然后加入50 mL 1.0 的FeCl3 溶液，搅拌 溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液为浅绿色，锥形瓶底部有黑色固体 收集检验反应过程中产生的气体 气体靠近火焰，有爆鸣声 A．溶液温度迅速上升主要是因为Fe3+与Zn反应放热 B．锥形瓶底部有黑色固体为铁粉 C．红褐色Fe(OH)3沉淀是因为Zn消耗H+，同时放出热量，促进水解平衡正向移动 D．反应后溶液为浅绿色是因为发生反应：2Fe3++Zn==Zn2++2Fe2+ 【变式2】【新情境】某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是( ) A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大 B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应 C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05mol/L稀硫酸 D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3 【变式3】【新变题型—实验探究亚铁离子的还原性】实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。 序号 实验方案 现象 Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变 (1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是_______________。 (2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是___________________________。 (3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。 假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2； 假设b：白色沉淀可能为________。 ②研究白色沉淀组成的实验如下： ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。 由此说明，白色沉淀中一定含有______________________________(填离子)。 ③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2026·河南卷，9，3分)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·浙江6月卷，10，3分)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项( ) 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 3．(2024·浙江6月卷，2，3分)下列说法不正确的是( ) A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 4．(2024·浙江6月卷，8，3分)下列离子方程式正确的是( ) A．用CuSO4溶液除H2S气体：Cu2++S2-=CuS↓ B．H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液：Ba2++H2SO3=BaSO3↓+2NO↑+2H+ C．NaHCO3溶液中通入少量Cl2：Cl2+2HCO3 -=Cl-+ClO=+2CO2+H2O D．用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 5．(2024·全国新课标卷，3，3分)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( ) A．反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 6．(2023•浙江省1月卷，2，3分)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析研究 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 7．(2022•浙江省6月卷，22，2分)关于化合物：FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( ) A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 铁及其重要化合物 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 铁及其重要化合物 知识解构 知识点1 铁 ∣ 知识点2 铁的重要氧化物 知识点3 铁的氢氧化物 考向破译 考向1考查铁与水蒸气反应 ∣ 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 解题妙招1 Fe(OH)2制备的三种思维方法 解题妙招2 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 考点二 铁及其化合物物的转化及应用 知识解构 知识点1 亚铁盐的性质及应用 ∣ 知识点2 铁盐的性质及应用 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 ∣ 知识点4 “铁三角”的转化关系 知识点5 高铁酸盐 考向破译 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 ∣ 考向2 考查“铁三角”的转化与应用 考向3 考查铁的“价-类”二维图∣ 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 铁及其化合物的性质及应用 浙江6月卷T10，3分 浙江6月卷T8，3分 铁及其化合物的转化 浙江6月卷T2，3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从命题题型和内容上看，铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的紧密联系，Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。考查内容集中在选择题题中出现某一选项进行分析，简答、实验、推断、计算偶而也会出现。 2．从命题思路上看，预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用与转化，在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。重点涉及：金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等。 ►复习目标： 1．依据氧化还原反应，理解铁、氧化亚铁及氢氧化铁的化学性质。 2．依据酸碱反应原理。理解铁的氢氧化物的制备及化学性质。 3．知道铁离子和亚铁离子的检验方法及注意事项。 4．从原子结构、氧化还原反应角度理解铁盐与亚铁盐的化学性质，知道其主要应用。 5．知道高铁酸盐的制备方法及化学性质，了解其在生活中的应用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 铁及其重要化合物 知●识●解●构 知识点1 铁 1．存在及位置 (1)游离态：铁在自然界中可以以单质的形态存在于陨铁中。 (2)化合态：铁主要以化合物的形态存在，主要以+2价和+3价存在于矿石中，如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)等。。 (3)含量：铁元素在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 (4)核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，价电子排布式：3d64s2。 (5)原子结构示意图： 得分速记 铁属于副族元素，但不能写成ⅧB族。 2．铁的物理性质 颜色状态 导电性、导热性、延展性 熔、沸点 特性 银白色固体 良好(导电性不如铜和铝) 高 被磁铁吸引 3．铁的化学性质 (1)化学性质 通性 非金属单质 弱氧化剂 Fe＋SFeS 强氧化剂 2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕黄色的烟) 非氧化性酸 HCl 稀硫酸 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 盐 CuSO4溶液 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 水 高温水蒸气 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 特性 钝化 室温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应 (2)实验探究铁粉与水蒸气的反应 实验装置 操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 得分速记 (1)Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。 (3)Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。 (4)Fe与在少量Cl2中燃烧不能生成FeCl2，因为FeCl3和Fe必须在溶液中才能反应。所以无论Cl2是过量还是少量，Fe与Cl2反应只生成FeCl3。 (5)Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。 (6)在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 4．铁的冶炼 (1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 (2)设备：高炉。 (3)主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 知识点2 铁的重要氧化物 物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 不溶于水 铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3=2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 Fe2O3常用作红色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料 得分速记 (1)Fe3O4是一种混合价态的氧化物，可以写成FeO·Fe2O3形式，具有FeO和Fe2O3的双重性质，但它不是一种混合物，而是纯净物。 (2)铁的三种氧化物中只有Fe3O4不是碱性氧化物。 (3)FeO、Fe3O4与HNO3之间的反应是氧化还原反应。 (4)Fe2O3、Fe3O4与HI之间的反应是氧化还原反应。 知识点3 铁的氢氧化物 1．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 得分速记 (1)Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 (2)Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 2．铁的氢氧化物的制法 方法 装置 说明 隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液 电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨 得分速记 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。 (2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。 (4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。 (5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。 常见的制备Fe(OH)2的装置： 考●向●破●译 考向1 考查铁与水蒸气反应 例1(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)为探究铁元素的性质，设计并进行如下实验。下列说法不正确的是( ) A．装置①可垫陶土网用酒精灯加热，且应先于装置②开始加热 B．装置②中的反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 C．检验生成气体的还原性：虚线框内选择装置乙，将灼烧后的铜丝趁热伸入试管中 D．反应结束后，取装置②中固体，加稀硫酸溶解，滴加KSCN，溶液未变红色，说明固体中无+3价铁生成 【答案】D 【解析】由实验装置图可知，装置①用于受热提供水蒸气，并用产生的水蒸气排尽装置中的空气；装置②中铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应后的固体中一定含有四氧化三铁，可能存在未反应的铁；盛有碱石灰的干燥管用于除去未反应的水蒸气，干燥氢气；由于氢气的密度小于空气，所以可以用装置乙检验生成氢气的还原性，具体操作为应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中。A项，装置①为圆底烧瓶，加热时需垫陶土网，防止圆底烧瓶受热不均而炸裂；实验时，应先加热装置①，利用产生水的蒸气可排尽装置中的空气，防止铁粉被氧化，然后再加热装置②发生反应，A正确；B项，装置②中发生的反应为铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，B正确；C项，装置乙检验生成氢气的还原性的具体操作为应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，反应后黑色固体变红色说明氢气具有还原性，C正确；D项，装置②中的固体一定含有四氧化三铁，可能存在未反应的铁，若有未反应的铁，加稀硫酸溶解时，四氧化三铁反应生成的铁离子可能会与铁反应完全转化为亚铁离子，则滴加硫氰化钾溶液，溶液不变红不能说明无+3价铁生成，D错误；故选D。 【变式1】【变载体】(2025·浙江9+1联盟高二期中)已知纳米铁粉与水蒸气在低于时生成FeO，高于时生成Fe3O4。某研究小组分别用图1和图2装置进行实验，下列说法不正确的是( ) A．图1中湿棉花用于提供反应所需的水蒸气 B．图1中肥皂液用于收集和检验反应产生的气体 C．图2实验时应该先点燃c处酒精灯，液体沸腾后再点燃处酒精喷灯 D．取少量图2反应后的固体，盐酸溶解后滴加KSCN溶液未出现血红色，说明酒精喷灯火焰未达570℃ 【答案】D 【解析】A项，图1中湿棉花用于提供反应所需的水蒸气，A正确；B项，图1中将气体通入肥皂液可以鼓起得泡泡短时间内收集气体，点燃气泡通过爆鸣声检验H2，B正确；C项，图2实验时应该先点燃c处酒精灯，排尽大试管内的空气后，再点燃图1中的酒精灯，C正确；D项，取少量图2反应后得到的黑色粉末，放入另一试管中，加入少量盐酸，再滴加几滴KSCN溶液，溶液没有出现血红色，不能说明产物中不含有Fe3+，可能是过量的Fe将Fe3+还原，不能说明酒精喷灯火焰未达570℃，D错误。故选D。 【变式2】【变情境】还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是( ) A．铁与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成 C．向溶液a中滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了固体中含有Fe2O3 【答案】B 【解析】A项，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A错误；B项，肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，还不能说明是氢气，故B正确；C项，若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，不能确定二价铁离子来自铁粉还是Fe3O4，故C错误；D项，若滴加KSCN溶液后变红色，说明含三价铁离子，黑色固体有Fe3O4也能产生三价铁离子，故D错误。故选B。 【变式3】【新变题型】(2025·浙江强基联盟学业考试模拟)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，回答下列问题： (1)仪器a名称为 ；试剂X为 。 (2)A、B、E三个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯，反应结束时，应先熄灭 处的酒精(喷)灯。 (3)B装置中发生的反应方程式 。 (4)装置C的作用是 。 【答案】(1)圆底烧瓶 碱石灰(无水氯化钙、五氧化二磷等) (2) A E (3) 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (4)冷凝未反应的水蒸气 【解析】在实验操作中要先点燃A处酒精灯产生水蒸气，防止Fe与氧气反应；氢气还原氧化铜的实验，气体进入E装置前要干燥，否则硬质玻璃管可能炸裂，D处作用是干燥氢气的。 (1)仪器的名称为圆底烧瓶；试剂X为碱石灰(无水氯化钙、五氧化二磷等合理试剂也可)，目的是吸收未反应完的水蒸气，防止干扰后续实验； (2)实验时要先排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化，所以先点燃A处酒精灯，产生水蒸气排空气；反应结束时，为防止生成的铁再次被氧化，要先熄灭E处酒精(喷)灯，继续通水蒸气，让铁在水蒸气氛围中冷却； (3)铁和水蒸气反应的方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2； (4)装置A产生的水蒸气进入装置B参与反应，会有未反应的水蒸气逸出，装置C能将这些未反应的水蒸气冷凝为液态水，防止其进入后续装置影响实验，特别是防止干扰氢气与氧化铜反应的检验等。 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 例2关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是( ) A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液 B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹 C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置④中的苯是为了隔绝氧气 【答案】C 【解析】A项，装置①先加入稀硫酸，发生Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，后加入氢氧化钠溶液，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4，故A正确；B项，装置②先打开止水夹a，产生的H2将空气排出，待氢气充满试管B后再关闭止水夹，产生的H2将反应混合液压入NaOH溶液中，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4，故B正确；C项，装置③中的阳极反应为：Fe-2e-=Fe2＋，故C错误；D项，苯的密度小，浮在水溶液之上，装置④中的苯能将溶液与氧气隔绝，故D正确；故选C。 解题妙招 Fe(OH)2制备的三种思维方法 (1)有机层覆盖法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。 图1 图2 图3 (2)还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 (3)电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 【变式1】【变情境—创新实验与逻辑思维】一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是( ) A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 【答案】D 【解析】实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁。A项，FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；B项，实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；C项，烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；D项，氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误；选D。 【变式2】【变情境】某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是( ) A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 【答案】C 【解析】用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启A、C；利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。A项，此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；B．打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；C项，反应一段时间后，可在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；D项，本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确；故合理选项是C。 【变式3】【变题型】(2026·浙江杭州基础测试)氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题： (一)实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装浓氨水的仪器的名称是___________。装置C的作用是___________。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为___________。 (二)实验改进某小组同学根据已学知识，设计如图所示的装置，制备出了更纯的氢氧化亚铁。 (3)用化学方程式解释去离子水中加入少量亚硫酸钠的原因___________，将试管置于冰水混合物中的目的是___________。 (4)该方法制备氢氧化亚铁的总化学方程式是___________。 (5)有同学觉得在切割金属钠的过程中，其切口表面会迅速变灰暗，可能产生了杂质，直接投入试管会干扰后续反应。请你判断他的说法是否正确，并说明理由___________。 (6)该小组成员提出，还可以用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。 ①铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。 ②阴极发生的电极反应方程式___________。 【答案】(1) 分液漏斗 做安全瓶，防倒吸 (2)Fe2++2NH3+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+ (3)2Na2SO3+O2=2Na2SO4 降低反应体系的温度，减缓钠与水反应的速率，同时减少氢氧化亚铁被氧化的可能性，从而得到更纯的产物 (4)2Na+FeSO4+2H2O=Na2SO4+Fe(OH)2↓+H2↑ (5)不正确，切口表面会迅速变灰暗，是因为生成了碱性氧化物Na2O，而Na2O与水反应生成NaOH，不会影响后续Na与水的反应 (6) 正 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 【解析】装置A为氨气的发生装置，B为制备氢氧化亚铁的装置，C为防倒吸装置，D为的尾气处理装置。 (1)装置A中盛装浓氨水的仪器的名称是分液漏斗，制备氢氧化亚铁，根据分析可知，装置的连接顺序为ACBD，装置C的作用是做安全瓶，防倒吸； (2)装置B中发生氨气与硫酸亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，反应的离子方程式为Fe2++2NH3+2H2O=2NH4+； (3)亚铁离子具有还原性，加入少量亚硫酸钠可以除去水中氧气，防止亚铁离子被氧化，化学方程式为：2Na2SO3+O2=2Na2SO4；将试管置于冰水混合物中是为了降低反应体系的温度，减缓钠与水反应的速率，同时减少氢氧化亚铁被氧化的可能性，从而得到更纯的产物； (4)钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与溶液中的Fe2+结合生成Fe(OH)2沉淀，总化学方程式：2Na+FeSO4+2H2O=Na2SO4+Fe(OH)2↓+H2↑； (5)不正确，切口表面会迅速变灰暗，是因为生成了碱性氧化物Na2O，而Na2O与水反应生成NaOH，不会影响后续Na与水的反应，故其说法不正确； (6)已知用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，即铁单质最终要变成氢氧化亚铁，化合价升高，失去电子，所以铁极为阳极，与电源正极相连；阴极得到电子，化合价降低，根据阳离子放电顺序水电离出的氢离子先放电，所以电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。 考向3 考查铁及其化合物的有关计算 例3(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)人类在四千五百多年前就开始使用铁器，铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。关于铁的一系列实验，下列说法正确的是(不考虑金属阳离子水解) ( ) A．将0.5L 2mol/L的稀硝酸与1L 1.1mol/L的稀硫酸混合后，加入22.4g铁单质，充分反应后再加入过量的Cu，则最终溶液质量一共增加62.8g B．现有稀硝酸与稀硫酸混合溶液，依次加入1.4mol、1.6mol、1.8mol铁单质，每次加入后均充分反应，且放出气体体积(已折合为标准状况)相等，则溶液质量增加194.4g C．某铁合金中含有硼和铝，分别将5.9mol该合金放入过量盐酸溶液与烧碱溶液，溶液均放出气体8.25g，则铁在合金中的质量分数约为78.39% D．将a L 0.1mol/L的盐酸溶液与33.6g铁单质反应，再加入b L 0.1mol/L稀硝酸至恰好不放出气体，则当0<a≤1.2时，a+b=2.4；当1.2<a≤1.8时，a+b=2；当1.8<a时，b=0.2 【答案】B 【解析】A项，酸性条件下铁与硝酸根离子反应生成铁离子、一氧化氮和水，反应的离子方程式为Fe+NO3-+4H+= Fe3++NO↑+2H2O，由题意可知，溶液中氢离子、硝酸根离子、铁的物质的量分别为(1mol/L×1L×2+2mol/L×0.5L)=3.2mol、2mol/L×0.5L=1mol、=0.4mol，由方程式可知，反应中铁不足量，则反应生成一氧化氮的物质的量为0.4mol，反应后溶液中氢离子、硝酸根离子、铁离子的物质的量分别为(3.2mol—0.4mol×4)=1.6mol、(1mol—0.4mol)=0.6mol、0.4mol，充分反应后再加入过量的铜发生的反应为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，由方程式可知，酸性条件下铜与硝酸根离子反应时，溶液中氢离子不足量，则反应消耗铜的质量为(1.6mol×+0.4mol×)×64g/mol=51.2g，生成一氧化氮的物质的量为1.6mol×=0.4mol，则最终溶液质量一共增加22.4g+51.2g—0.8mol×30g/mol=49.6g，故A错误；B项，向混酸中加入铁，可能发生的反应为酸性条件下铁与硝酸根离子反应生成铁离子、一氧化氮和水，反应的离子方程式为①Fe+NO3-+4H+= Fe3++NO↑+2H2O，过量的铁与溶液中的铁离子先反应生成亚铁离子，反应的离子方程式为②2Fe3++Fe=3Fe2+，再与溶液中氢离子反应生成亚铁离子和氢气，反应的离子方程式为③Fe+2H+=Fe2++H2↑，设1.4mol铁生成一氧化氮的体积和1.6mol铁生成氢气的体积都为amol，由方程式①、②可知，1.4mol铁反应后溶液中的铁离子的物质的量为amol—(1.4—a)mol×2=(3a—2.8)mol，由方程式②可知，1.6mol铁反应消耗铁离子的物质的量为(3.2—2a)mol，由铁离子物质的量相等可得：(3a—2.8)= (3.2—2a)，解得a=1.2，则1.8mol消耗铁的物质的量为1.2mol，溶液质量增加4.2 mol×56g/mol—(1.2mol×30g/mol+2.4mol×2g/mol)=194.4g，故B正确；C项，铁和铝能与盐酸反应生成氢气，硼和铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气，设合金中铁、铝、硼的物质的量为amol、bmol、cmol，由题意可得：①a+b+c=5.9，由得失电子数目守恒和生成氢气的质量可得：②2a+3b=8.25、③3b+3c=8.25，解联立方程可得：a=3.15、b=0.65、c=2.1，则合金中铁的质量分数为×100%≈81.27%，故C错误；D项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，由题意可知，铁的物质的量为=0.6mol，若a为1.2，盐酸溶液中氢离子的物质的量为0.1mol/L×1.2L=0.12mol，反应消耗的铁和生成的亚铁离子的物质的量都为0.12mol×=0.06，向溶液中再加入稀硝酸，铁先与硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，反应消耗硝酸的物质的量为0.54mol×=1.44mol，反应生成的亚铁离子能与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，反应消耗硝酸的物质的量为0.6mol×=0.8mol，则硝酸溶液的体积为=22.8mol，所以a+b=1.2+22.8=24，故D错误；故选B。 解题妙招 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 【变式1】【变载体】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是 ( ) A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL 【答案】C 【解析】整个过程来看，金属失电子，氧气得电子，金属失电子物质的量=氧气得电子物质的量，2.24L氧气的物质的量为0.1mol，得电子物质的量为0.1mol×2×2=0.4mol，故金属失电子物质的量=0.4mol，沉淀时消耗NaOH物质的量为0.4mol，则V(NaOH)＝0.4mol÷2mol/L＝0.2L＝200mL；故选C。 【变式2】【变载体】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是 ( ) A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜 C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜 D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下) 【答案】D 【解析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，而铜与+3价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2价，不可能被氧化到+3价。由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96克正是铜，得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克，与1.96不相等，说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D错误。 【变式3】【新变题型】(2025·浙江温州高一期末)钢铁制品经常进行烤蓝处理，即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某小组为了研究烤蓝铁片：取mg烤蓝铁片样品，放入140mL1mol·L-1的盐酸中，恰好完全反应，生成标准状况下H2的体积为1120mL，向溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象；将反应后的溶液稀释至。(已知：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O)请计算： (1) H2物质的量是 mol。 (2)稀释后溶液中cFe2＋= mol/L。 (3)样品中n(Fe3O4)= mol。 【答案】(1)0.05 (2)0.35 (3)0.005 【解析】根据题意可知，由于向溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象可知反应后生成的物质为FeCl2，样品放入盐酸后反生了以下两个反应：①Fe＋2HCl=FeCl2+H2↑，②Fe3O4+8HCl+Fe=4FeCl2+4H2O，溶液中的FeCl2分别来自这两个反应，这两个反应中都消耗单质铁；由于放入盐酸的量为0.140L×1mol/L=0.14mol，故产生FeCl2的物质的量为=0.07mol。 (1)生成标准状况下的气体1120mL，H2物质的量是； (2)FeCl2的物质的量为=0.07mol；稀释后溶液中； (3)由生成标准状况下的气体1120mL(0.05mol)，根据电荷守恒可知，混合物中与盐酸发生产生气体的单质铁为0.05mol；Fe3O4与Fe、HCl共同反应，Fe3O4+8HCl+Fe=4FeCl2+4H2O，在该反应中铁元素总量为：0.07mol-0.05mol=0.02mol，通过该反应方程式可知Fe3O4的物质的量为0.005mol。 考点二 铁及其化合物的转化与应用 知●识●解●构 知识点1 亚铁盐的性质及应用 1．Fe2＋的氧化性和还原性 (1)含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 (2)Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (3)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 2．可水解 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硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 知识点2 铁盐的性质及应用 1．氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。 2．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，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 (2)利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH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，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、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 3．特性 含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色，含有Fe3＋的盐溶液遇到酚类物质时变成紫色。 知识点3 Fe2+和Fe3+的检验 1．Fe3＋的检验 (1)观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋ (2)KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (3)碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) (4)淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 (5)⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ 得分速记 (1)Fe2＋和Fe3＋盐溶液的保存与配制 Fe2＋的配制 将亚铁盐固体溶于少量的中浓盐酸，再加入蒸馏水 注意：保存时，加入铁粉，防止Fe2＋防氧化 Fe3＋的配制 将铁盐固体溶于少量同名酸中，再加蒸馏水稀释 (2)FeCl3·6H2O固体制备无水FeCl3时，要在HCl气流中加热。 2．Fe2+的检验 (1)观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋ (2)碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) (3)KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O (4)KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋。 得分速记 (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－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 (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)。 知识点4 “铁三角”的转化关系 1．“铁三角”的转化 2．铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图 说明： (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和还原性。 知识点5 高铁酸盐 制备方法 高温熔融反应法 在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如： Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O 2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ 次氯酸盐氧化法 NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 阳极电极反应式为：Fe＋8OH－－6e－＝FeO＋4H2O 性质 酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 应用 在水处理方面的应用(新型、高效、多功能水处理剂) ①K2FeO4中Fe元素呈＋6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒 ②原理：4K2FeO4＋10H2O＝4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8KOH K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用 考●向●破●译 考向1 考查Fe2+、Fe3+的性质及其检验 例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．在溶液中加KSCN，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＋ 【答案】C 【解析】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＋，故A项错误；在溶液中加KSCN，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＋，故B项错误；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，故C项正确；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＋，故D项错误。 【变式1】【变考法】证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( ) A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色 B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀 D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变 【答案】B 【解析】A项，先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误； B项，KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，故B正确；C项，溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；D项，溶液中若含有Cu+，也有该现象，故D错误；故选B。 【变式2】【新情境】(2025·浙江温州高一期末)武夷山大红袍素有茶中之王的美誉。检验茶叶中是否含铁元素的操作方案如图所示，下列说法不正确的是( ) A．“操作①”应在烧杯中灼烧 B．“操作②”用热水或搅拌均可加速溶解 C．“操作③”用到的玻璃棒作用是引流 D．“操作④”若检验过程中加KSCN没有出现血红色溶液，则滤液中不含Fe3+ 【答案】A 【解析】由流程可知，灼烧后茶叶灰浸泡液过滤的滤液中可以加入KSCN溶液检验铁离子。A项，灼烧固体用坩埚，A错误；B项，使用热水，温度升高，可以加快溶解速率，搅拌也可加速溶解，B正确；C项，过滤用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，玻璃棒作用是引流，C正确；D项，加入KSCN没有出现血红色溶液，则滤液中不含Fe3+，D正确；故选A。 【变式3】【新变题型】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。 考向2 考查“铁三角”的转化及应用 例2(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄[FeO(OH)]的工艺流程如图所示： 资料：i.α-Al2O3化学性质极不活泼，不溶于水也不溶于酸或碱，不溶于水，可溶于强酸或强碱。 ii.； iii.沉铁过程主要生成FeCO3 下列说法不正确的是( ) A．取“酸浸”后的溶液滴加KSCN溶液，溶液变红，发生的反应是Fe.3++3SCN- Fe(SCN)3 B．“滤渣”中主要成分为SiO2、铁粉 C．“沉铁”过程中有副产物Fe(OH)2生成，可能原因是HCO3-促进了Fe2＋的水解 D．若用CaCO3“沉铁”，则无副产物Fe(OH)2产生，当反应完成时，溶液中 【答案】B 【解析】由题给流程可知，硫酸厂矿渣加入稀硫酸酸浸时，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，α-Al2O3和二氧化硅与稀硫酸不反应，向反应后的溶液中加入过量铁粉，铁粉与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，过滤得到含有铁、二氧化硅、α-Al2O3的滤渣和滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将亚铁离子转化为碳酸亚铁沉淀，向反应后的体系中通入空气，空气中的氧气将碳酸亚铁氧化为铁黄，过滤得到铁黄。A项，取“酸浸”后的溶液滴加KSCN溶液，Fe3+和SCN-结合生成Fe(SCN)3，溶液变红，该反应为可逆反应，离子方程式为： Fe.3++3SCN- Fe(SCN)3，A正确；B项，由分析可知，“滤渣”中主要成分为SiO2、铁粉、α-Al2O3，B错误；C项，Fe2＋在水溶液中会发生水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋3H＋，HCO3-可以和H+反应降低c(H+)，促进“沉铁”Fe2＋的水解，则过程中有副产物Fe(OH)2生成，可能原因是HCO3-促进了Fe2＋的水解，C正确；D项，假设用CaCO3"沉铁"时，溶液的pH不足以生成Fe(OH)2，当反应达到沉淀转化平衡时，有CaCO3(s)+Fe2+(aq)FeCO3(s)+Ca2+(aq) ，，D正确；故选B。 【变式1】【变载体】(2025·浙江强基联盟学业考试模拟)一种以硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2等)为原料制备磁性纳米四氧化三铁的工艺流程如图： 已知：FeS2与H2SO4不反应。 下列说法不正确的是( ) A．酸溶时硫酸过量，可以提高Fe3+的浸出率 B．还原时发生的反应：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe3++16H+ C．滤液经一系列操作可得副产品芒硝(Na2SO410H2O) D．氧化时保持O2过量，使得Fe2+被完全氧化 【答案】D 【解析】硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2等)加硫酸，生成硫酸铁，加入FeS2，发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe3++16H+，SiO2与H2SO4不反应，为滤渣，加入碳酸钠沉铁，生成碳酸铁，在空气中氧化生成四氧化三铁，滤液为硫酸钠。A项，酸溶时需保持硫酸过量，提高Fe3+浸出率，A正确；B项，“还原”是将Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，反应中S元素的化合价升高，SO42-为氧化产物，部分Fe元素的化合价降低，所以部分Fe2+为还原产物，离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe3++16H+，B正确；C项，滤液中主要是硫酸钠，滤液经结晶、过滤可得副产品芒硝，C正确；D项，四氧化三铁中三价铁和二价铁的比例为2：1，应控制氧气用量，让Fe3+和Fe2+的比例接近2：1，提高产率，D错误；故选D。 【变式2】【变载体】(2025·浙江温州高一期末)新型印刷电路板制造工艺中改用酸性CuCl2溶液作刻蚀液。从刻蚀废液(主要含Cu2+、H+和Cl-等)中回收Cu，同时制备净水剂(聚合氯化铁)的主要流程如下。 已知：聚合氯化铁化学式为。下列说法不正确的是( ) A．步骤Ⅰ中加入氧化铁，可防止步骤Ⅱ中产生大量的氢气，消除安全隐患 B．步骤Ⅱ中铁粉需加过量 C．步骤Ⅲ中，氯酸钠做氧化剂，每生成1mol消耗 D．将溶液Z和溶液Y混合用于制备聚合氯化铁，实现了铁元素的充分利用 【答案】C 【解析】刻蚀废液中加入氧化铁，氧化铁与氢离子反应生成铁离子，随后向溶液中加入过量铁粉，铁离子与铁反应生成亚铁离子，铜离子与铁反应生成亚铁离子和铜单质，固体Y为Cu和过量的Fe，溶液Y为氯化亚铁溶液，固体Y中加入稀盐酸，铜与稀盐酸不反应，铁与稀盐酸反应生成溶液Z，Z为氯化亚铁溶液，将溶液Z并入溶液Y中，加入氯酸钠后调节pH，反应生成聚合氯化铁，最终干燥得到聚合氯化铁固体。A项，步骤Ⅰ中加入氧化铁，氧化铁消耗H+，可防止步骤Ⅱ中Fe与H+反应产生大量的氢气，消除安全隐患，故A正确；B项，铁离子与铁反应生成亚铁离子，铜离子与铁反应生成亚铁离子和铜单质，为使Cu2+完全被还原为Cu单质，步骤Ⅱ中铁粉需加过量，故B正确；C项，步骤Ⅲ中，氯酸钠做氧化剂，Fe2+被NaClO3氧化为Fe3+，铁元素化合价由+2升高为+3，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据得失电子守恒，每生成1mol消耗，故C错误；D项，溶液Z和溶液Y中均含Fe2+，将溶液Z和溶液Y混合用于制备聚合氯化铁，实现了铁元素的充分利用，故D正确；选C。 【变式3】【新变题型】(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)FeS2可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备FeS2的一种实验装置如图(加热及夹持装置略)。 已知：二苯醚和油胺的结构简式分别为和CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2NH2。 请回答： (1)FeS2的制备N2保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到FeS热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流2h，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品FeS2。 ①仪器a的名称是 。 ②油胺在FeS2晶体制备中起到分散剂的作用，主要是通过形成配位键，降低颗粒表面能，避免微晶在高温反应中聚集。依次写出形成该配位键的中心原子和配位原子 、 。 ③为除去产品中残留的S，可选用的洗涤试剂是 (填序号)。 A．H2O B．CS2 C．CH3CH2OH D．二苯醚 (2)FeS2的含量测定 产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+；用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用0.1000 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+至终点。重复3次。 已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)＋ne−=还原态(无色)。 ①SnCl2比FeCl3易水解，且易被氧化。配制和保存SnCl2溶液需加入的试剂是 。 ②当溶液中出现 现象(填颜色变化)时，立即停止滴加SnCl2溶液。 ③某次测定称取产品1.200 g，滴定消耗K2Cr2O7标准溶液体积为15.00 mL，则该次实验测得产品中FeS2质量分数为 。 ④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。 A．热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却 B．还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量 C．滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 【答案】(1)(球形)冷凝管 Fe N BD (2)盐酸、金属锡 溶液颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色 90.00% BC 【解析】N2保护下，以硫和硫化亚铁为主要原料制备二硫化亚铁；测定FeS2的含量时，先用王水溶解产品，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+，然后用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+至终点。 (1)①仪器a的名称为(球形)冷凝管；②Fe2+为中心原子，提供空轨道，N为配位原子，提供孤电子对；③S难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳；结合实验装置针筒注射器内实验药品可知，S在二苯醚溶解性较好，所以可选二硫化碳和二苯醚来除去产品中残留的S； (2)① SnCl2易水解，且易被氧化，为了抑制其水解，可加入盐酸，为了避免其氧化，可加入金属锡；②当加入还原剂SnCl2后，甲基橙得电子，由氧化态变为还原态，颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色；③根据氧化还原反应滴定原理，结合得失电子守恒，得如下关系：，滴定消耗VmLcmol/L重铬酸钾溶液，则二硫化亚铁的质量分数：；④A项，热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却会使亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3+，使得重铬酸钾溶液体积偏小，导致所测结果偏低，A不符题意；B项，还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量，会使滴定消耗重铬酸钾溶液体积偏大，导致所测结果偏高，B符合题意；C项，滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失会使滴定消耗重铬酸钾溶液体积偏大，导致所测结果偏高，C符合题意；D项，滴定前仰视读数，滴定后俯视读数会使得重铬酸钾溶液体积偏小，导致所测结果偏低，D不符题意；故选BC。 考向3 考查铁的“价—类”二维图 例3(2026·浙江杭州期中)铁及其化合物的“价-类”二维图如下图所示，每个坐标可以表示一种或多种物质。 已知一种H化合物的合成方程式为(未配平)：NaClO+FeCl3+NaOH→Na2FeO4+NaCl+H2O。下列说法不正确的是( ) A．A可以与非金属单质反应直接得到G B．C是一种红棕色粉末，可以用于油漆、涂料等颜料 C．E和F均不能直接通过化合反应得到 D．上述反应每产生1 molNa2FeO4，反应同时产生45gH2O 【答案】C 【解析】A项，A为单质Fe，与Cl2等强氧化性非金属单质可直接化合生成FeCl3等+3价铁盐(G)，A正确；B项，C为Fe2O3，是红棕色粉末，俗称铁红，可用于油漆、涂料等的颜料，B正确；C项，E为Fe(OH)₃，可通过化合反应4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3得到、F为亚铁盐，可通过化合反应2FeCl3+Fe=3FeCl2得到，二者均能直接通过化合反应得到，C错误；D项，配平反应得3NaClO+2FeCl3+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，每生成1 molNa2FeO4，同时生成2.5 molH2O，质量为，D正确；故选C。 【变式1】【变载体】(2025·浙江A9协作体高一期中)铁元素部分价态的价类二维图如图所示，下列说法不正确的是( ) A．和的反应都有可能是化合反应 B．在转化过程中，每步反应都存在物质颜色的变化 C．a和酸反应都能生成f D．b常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 【答案】C 【解析】依据“价-类”二维图，可得出a、b、c、d、e、f、g分别为Fe、Fe2O3、含Fe3+的盐、Fe(OH)3、Fe(OH)2、含Fe2+的盐、FeO。A项，可能为2FeCl3+Fe=3FeCl2，可能为2FeCl2+Cl2=2FeCl3，则两反应都有可能是化合反应，A正确；B项，在转化过程中，物质的颜色分别为黑色、浅绿色、白色、红褐色，则每步反应都存在物质颜色的变化，B正确；C项，a和非氧化性酸反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，都能生成f(含Fe2+的盐)，若酸为氧化性酸(如浓硝酸、浓硫酸)，则发生钝化，生成Fe3O4，若酸为稀硝酸，生成含Fe3+的盐，C不正确；D项，b为Fe2O3，呈红棕色，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，D正确；故选C。 【变式2】【变载体】(2025·浙江嘉兴等3地高一期中)下图是元素的价类二维图，下列说法不正确的是( ) A．a在高温下与H2O反应不能生成或 B．在转化过程中，每步转化都存在物质颜色的变化 C．在的水溶液中反应生成 D．在空气中加热，能迅速被氧化成 【答案】D 【解析】a：Fe元素化合价为0，是单质，即Fe。b：Fe元素化合价为+2价的氧化物，是FeO。c：Fe元素化合价为+2价的氯化物，是FeCl2。d：Fe元素化合价为+2价的碱，是Fe(OH)2。e：Fe元素化合价为+3价的碱，是Fe(OH)3。f：Fe元素化合价为+3价的氯化物，是FeCl3。g：Fe元素化合价为+3价的氧化物，是Fe2O3 。A项，a(Fe)在高温下与H2O(g)反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 ，Fe3O4中Fe元素有+2价和+3价，不会生成+2价的碱d(Fe(OH)2)或+3价的碱e(Fe(OH)3)，A正确；B项，b(FeO，黑色)→c(FeCl2，浅绿色溶液) ，c(FeCl2，浅绿色溶液)→d(Fe(OH)2，白色沉淀)，d(Fe(OH)2，白色沉淀)→e(Fe(OH)3，红褐色沉淀) ，每步转化都存在物质颜色的变化 ，B正确；C项，a(Fe)与f(FeCl3)溶液发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl3，生成c(FeCl2)，C正确；D项，在空气中加热b(FeO) ，FeO不稳定，在空气中加热时会被氧化，先生成四氧化三铁，四氧化三铁被进一步氧化生成氧化铁，不会迅速被氧化为氧化铁，D错误；故选D。 【变式3】【变题型】元素的“价-类”二维图是学习元素及其化合物相关知识的重要模型，下图是铁元素的“价-类”二维图。 (1)激光打印机的碳粉中含有上述氧化物的化学式为 。反应⑥制备Fe(OH)3胶体结束时的实验现象为 。 (2)上述转化过程可能属于化合反应的是 (填序号)。 (3)试剂X为一种强酸，其溶液可实现反应②，则X的化学式为 ，该反应的离子方程式为 。 (4)碱性条件下利用次氯酸钠可实现反应⑦，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 【答案】(1) Fe3O4 溶液变得澄清透明，呈红褐色 (2)③④⑤⑧ (3) HI Fe2O3＋6H＋+2I-＝2Fe3＋＋I2+3H2O (4)3∶2 【解析】(1)激光打印机的碳粉为磁性氧化铁；制备Fe(OH)3胶体结束时的实验现象为溶液变得澄清透明，呈红褐色； (2)属于化合反应的是③铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，④氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，⑤氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，⑧氢氧化亚铁和氧气和水反应生成氢氧化铁； (3)试剂X为一种强电解质，其溶液可实现反应②，则X的化学式为HI，该反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O； (4)反应⑦为2Fe(OH)3+3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，氢氧化铁做还原剂，次氯酸根做氧化剂，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2。 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 例3(2026·浙江衢州二模考试)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O易溶于水，难溶于醇，110℃时可失去全部结晶水。实验步骤如下： 步骤Ⅰ：称取一定量的硫酸亚铁铵固体于烧杯中，加蒸馏水和稀H2SO4溶解，边搅拌边加入稍过量草酸溶液，加热至沸，过滤得到FeC2O4·2H2O，洗涤。 步骤Ⅱ：向FeC2O4·2H2O中加入饱和K2C2O4溶液，40℃水浴加热，缓慢滴加3%H2O2溶液；加热至沸，再加入饱和草酸溶液，使沉淀完全溶解。 步骤Ⅲ：趁热过滤，向滤液中加入95%乙醇，冷却结晶，过滤洗涤干燥。 下列说法正确的是( ) A．步骤Ⅰ，稍过量的草酸主要是为了抑制Fe2+水解 B．步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中加热至沸的目的不同 C．步骤Ⅱ，饱和草酸溶液应一次性快速加入，以确保沉淀完全溶解 D．步骤Ⅲ，可将固体放到烘箱中，在110℃下干燥 【答案】B 【解析】A项，步骤Ⅰ中已加入稀H2SO4抑制Fe2+水解，稍过量草酸的主要目的是使Fe2+完全沉淀为FeC2O4·2H2O以提高产率，A错误；B项，步骤Ⅰ加热至沸是为了使FeC2O4·2H2O沉淀陈化，颗粒变大便于过滤；步骤Ⅱ加热至沸是为了分解除去过量的H2O2，避免后续草酸被氧化，二者目的不同，B正确；C项，步骤Ⅱ中饱和草酸溶液应逐滴加入至沉淀恰好完全溶解，一次性快速加入会导致溶液酸度过高，易引入杂质或发生副反应，C错误；D项，目标产物K3[Fe(C2O4)3]·3H2O在110℃会失去全部结晶水，不能在该温度下干燥，D错误；故选B。 【变式1】【变载体】(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)为探究50 mL 1.0mol·L-1FeCl3 溶液中的离子平衡和离子反应，某小组同学进行了如下实验。下列说法不正确的是( ) 操作 现象 向锥形瓶中加入6.5 g锌粉，然后加入50 mL 1.0 的FeCl3 溶液，搅拌 溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液为浅绿色，锥形瓶底部有黑色固体 收集检验反应过程中产生的气体 气体靠近火焰，有爆鸣声 A．溶液温度迅速上升主要是因为Fe3+与Zn反应放热 B．锥形瓶底部有黑色固体为铁粉 C．红褐色Fe(OH)3沉淀是因为Zn消耗H+，同时放出热量，促进水解平衡正向移动 D．反应后溶液为浅绿色是因为发生反应：2Fe3++Zn==Zn2++2Fe2+ 【答案】B 【解析】A项，溶液温度升高，主要是H＋、Fe3＋与Zn的反应均放热，Fe3＋水解是吸热过程，A正确；B项，Zn不仅能还原Fe3＋到Fe2+，还能进一步还原Fe2+到Fe单质，Fe单质为黑色固体，根据题意，n(Zn)=0.1 mol，n(Fe3+)=0.05 mol，Zn过量，最终得到的固体是Fe和Zn的混合物，B错误；C项，溶液温度升高，H＋被还原为H2，使溶液中c(H＋)降低，都会促进Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移动，出现红褐色Fe(OH)3沉淀，C正确；D项，反应后溶液为浅绿色的原因是铁离子和锌反应生成亚铁离子和锌离子的溶液：2Fe3++Zn==Zn2++2Fe2+，Fe2+浅绿色，D正确；故选B。 【变式2】【新情境】某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是( ) A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大 B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应 C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05mol/L稀硫酸 D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3 【答案】C 【解析】A项，Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确；B项，[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确；C项，若加入H2SO4，则会干扰下一步SO42-的检验，C错误；D项，Ⅴ中有大量白色沉淀生成， 证明Na2SO3中的SO32-被Fe3+氧化生成SO42-，D正确；故选C。 【变式3】【新变题型—实验探究亚铁离子的还原性】实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。 序号 实验方案 现象 Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变 (1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是_______________。 (2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是___________________________。 (3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。 假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2； 假设b：白色沉淀可能为________。 ②研究白色沉淀组成的实验如下： ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。 由此说明，白色沉淀中一定含有______________________________(填离子)。 ③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。 【答案】(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 (3)①碱 FeCO3 ②Fe2＋和CO ③难 【解析】(1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (2)实验Ⅰ中的沉淀Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (3)①NaHCO3为小苏打，溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和CO。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2026·河南卷，9，3分)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·浙江6月卷，10，3分)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项( ) 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 【答案】C 【解析】A项，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；B项，红热的铁粉与水蒸气反应会生成Fe3O4，得不到Fe2O3，B错误；C项，Fe2+在水溶液中会水解生成HCl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；D项，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；故选C。 3．(2024·浙江6月卷，2，3分)下列说法不正确的是( ) A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 【答案】A 【解析】A项，Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确；B项，Na2O2能与CO2反应产生O2，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故CO2反应产生O2可作供氧剂，B正确；C项，FeO有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，C正确；D项，见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；Fe3O4见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确；故选A。 4．(2024·浙江6月卷，8，3分)下列离子方程式正确的是( ) A．用CuSO4溶液除H2S气体：Cu2++S2-=CuS↓ B．H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液：Ba2++H2SO3=BaSO3↓+2NO↑+2H+ C．NaHCO3溶液中通入少量Cl2：Cl2+2HCO3 -=Cl-+ClO=+2CO2+H2O D．用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 【答案】D 【解析】A项，H2S在离子方程式中应以化学式保留，正确的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+，A项错误；B项，酸性条件下NO3-会将H2SO3氧化成H2SO4，Ba2+与SO42-形成BaSO4沉淀，滴加少量Ba(NO3)2时的离子方程式为Ba2++2NO3-+3H2SO3=BaSO4↓+2NO↑+2 SO42-+4H++H2O，滴加足量Ba(NO3)2时的离子方程式为3Ba2++2NO3-+3H2SO3=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O，B项错误；C项，电离平衡常数：Ka1(H2CO3) ＞Ka(HClO) ＞Ka2(H2CO3)，Cl2与水反应生成的HClO与NaHCO3不反应，正确的离子方程式为Cl2+ HCO3 -=Cl-+HClO+CO2，C项错误；D项，Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，D项正确；故选D。 5．(2024·全国新课标卷，3，3分)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( ) A．反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 【答案】B 【解析】A项，铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正确；B项，酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；C项，用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D项，由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B 6．(2023•浙江省1月卷，2，3分)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析研究 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 【解析】A项，氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；B项，氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻铜板，B正确；C项，氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确；D项，向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确；故选A。 7．(2022•浙江省6月卷，22，2分)关于化合物：FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( ) A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 【答案】B 【解析】已知化合物：FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，CH3O-带一个单位负电荷。A项，化合物：FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合题意；B项，化合物：FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，C为-2，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FFeO、CO2、H2O，B符合题意；C项，化合物：FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2，反应原理为：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；D项，化合物：FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物：FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D不合题意；故选B。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $