第05讲 铁及其化合物（复习讲义）（上海专用）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化合物核心考点，涵盖铁单质、氧化物、氢氧化物及铁盐的性质与转化，通过价类二维图构建“铁三角”系统知识网络，设置考点梳理、考向破译、解题妙招、真题训练等环节，帮助学生形成从性质到应用的完整认知链。 资料创新采用实验探究与思维建模结合的教学策略，如通过三种方法制备Fe(OH)₂培养科学探究能力，用数轴法分析铁与稀HNO₃反应产物提升科学思维，分层设计基础巩固与综合应用练习，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第05讲 铁及其化合物 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 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 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 铁及其化合物的性质与应用 ∣ 考向 2 氢氧化亚铁的制备 考向3 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HNO 3 反应的产物 考点二 铁盐的性质、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 Fe 2＋ 和Fe 3＋ 的检验 ∣ 知识点 4 “铁三角”的转化关系及其应用 考向破译 考向1 Fe 2＋ 、Fe 3＋ 的性质及其检验 ∣ 考向2 “铁三角”的转化及应用 考向3 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 ) ( 0 4 ) ( 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 T4 T5 —— Fe2＋、Fe3＋的检验 —— —— —— 铁及其化合物的转化 —— —— —— 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1) 铁系物质组成、分类与性质结合 STSE 考查，以补铁药剂、工业湿法冶金、含铁净水材料、金属防腐为载体，凸显化学实用性；(2) 以铁基催化、新型铁电池前沿科技命题，依托价类二维图、矿物提取流程，侧重陌生信息推理，体现化学创新性；(3) 以古代冶铁、矾石制备古籍史料创设试题，传承传统冶金文明，增强文化自信。上海等级考常融合氧化还原、平衡原理综合设问，开放题型考查实验方案优化、废液除铁工艺评价，复习积累材料、环境、医药领域含铁相关素材。 ►复习目标：1. 厘清 Fe、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐的微观构成，掌握分子、离子、原子团在含铁物质中的存在形式； 2. 构建铁元素价类转化网络，吃透 Fe2+与 Fe3+相互转化、离子检验、Fe(OH)2制备等核心探究实验； 3. 结合矿物冶炼、废水处理情境分析反应原理，规范文字说理，多角度评判实验与化工方案，树立资源回收、绿色可持续化学观念。 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(主要成分是 )、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： 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 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 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： 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： ， ； ②铁的生成： 。 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＋。 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.Fe3O4和FeO含+2价的铁，是一种还原性氧化物，与氧化性酸发生氧化还原反应生成Fe3+。 4.Fe3O4和Fe2O3含+3价的铁，是一种氧化性氧化物，与还原性酸发生氧化还原反应生成Fe2+。 知识点2 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 ，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 铁及其化合物的性质与应用 例1（25-26高三上·上海·阶段检测）铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．缺铁性贫血症可以服用维生素将难吸收的氧化为，促进铁元素的吸收 B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁 C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀 D．不稳定，在空气中容易被氧化 【变式1·变载体】（25-26高三上·上海·阶段检测）氯化铁是重要的化工原料。实验室制备晶体(带一定数目结晶水)过程如下： 第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液I； 第二步：向溶液I中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液Ⅱ； 第三步：黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到晶体。 (1)第一步中发生的主要反应有：、、_______(用离子方程式表示)。 (2)第二步中通入(或加入)可以是_______。(不定项) A． B． C． D． (3)第三步中一系列操作依次是_______(填序号)。 ①加热浓缩    ②洗涤、干燥    ③过滤    ④冷却结晶 (4)在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是_______。 【变式2】【新情境——工业制备与学科知识结合】（25-26高三上·上海·阶段检测）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下： 已知： ①钛白粉废渣成分：主要为，含少量和不溶物。 ②。 ③ 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3，0.1 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 (1)铁及其化合物与生产生活密切相关。下列说法错误的是___________。 A．可用铁制槽车装运浓 B．不锈钢就是铁磁合金 C．可以用作净水剂 D．铁可用于制作磁性材料 (2)对溶液进行下列操作，观察到的现象与水解有关的是___________。 A．滴加NaOH溶液有沉淀产生 B．加热蒸干灼烧得到红棕色固体 C．通入气体有沉淀产生 D．滴加KSCN试液溶液变红 (3)检验溶液中是否含有钛元素，可采用的仪器分析方法为___________。 A．原子发射光谱 B．红外光谱 C．质谱 D．晶体X射线衍射 (4)根据③中数据分析，在制备铁黄晶种的过程中，采用___________测定pH。 (5)纯化步骤中加入过量铁粉的目的是___________。 (6)纯化步骤充分反应后，分离混合物的操作为___________。 制备晶种：为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO₄溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)： (7)产生白色沉淀后的pH低于资料③中的6.3，原因是：沉淀生成后___________。 A．>        B．<        C．= (8)时段，pH迅速下降，该过程的离子反应方程式为：___________。 制得的氧化铁黄中含有少量氧化铁红()，可用的分光光度法测定氧化铁黄的含量。已知的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图所示。 (9)称取3.47 g氧化铁黄，用稀硫酸溶解并定容至1 L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8，则氧化铁黄的质量分数为___________。(保留2位有效数字，，) (10)若吸光度A减小，则氧化铁黄的含量将___________。 A．增大        B．减小 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】（25-26高三下·上海·阶段检测）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族元素，称为铁系元素，相关化合物在科研及生产生活中应用广泛。 与邻二氮菲(phen)生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。 （1）中，存在的化学键有___________。(不定项) A．配位键 B．离子键 C．π键 D．氢键 （2）用邻二氮菲测定浓度时应控制pH为2-9的适宜范围，请解释原因：___________。 （3）补铁剂中易变质，请从原子结构角度解释其原因___________。 （4）的结构如图所示，键角1、2、3由大到小的顺序为___________； A．3>2>1    B．1>2>3    C．3>1>2    D．1>3>2 加热时更易失去的水分子是___________(填“①”或“②”)。 （5）铁与高温水蒸气反应能产生一种黑色固体，写出化学方程式___________。 考向2 氢氧化亚铁的制备 例2（2025·上海松江·二模）酵母菌法制备Fe(OH)2 实验装置(夹持仪器省略)如图所示： 已知酵母菌在常温下可以进行有氧呼吸或无氧呼吸，反应如下： 有氧呼吸   C6H12O6 + 6H2O + 6O2 → 6CO2 + 12H2O 无氧呼吸   C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2↑ （1）使用绿矾配制FeSO4溶液时，下列做法错误的是___________。 A．配制时使用新煮沸冷却的蒸馏水 B．可在容量瓶中溶解晶体 C．配制时加入适量的稀硫酸 D．在溶液中加入适量的铁粉 （2）下列___________试剂可以检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+。 A．酸性高锰酸钾溶液 B．苯酚 C．硫氰化钾溶液 D．过氧化氢溶液 （3）向橡胶塞中扎入注射器，若观察到___________，即可判断装置内氧气已经被耗尽。再用注射器向内管中分别加入NaOH和FeSO4溶液。 （4）实验后依然发现有少量的灰绿色沉淀出现，可能的原因为___________。 A．滴加了过量的氢氧化钠 B．滴加的氢氧化钠没有煮沸且密封保存 C．酵母菌无氧呼吸产生的酒精会和氢氧化亚铁反应 D．氧气含量低于一定浓度时，酵母菌就开始进行无氧呼吸 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·变载体】Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。回答下列问题： 方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入___________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用___________的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是___________；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如___________等。 方法二：用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ．检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。 Ⅱ．待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。 Ⅲ．关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。 (4)仪器a的名称是___________，B中长玻璃管的作用是___________。 (5)步骤Ⅲ装置B中的现象是___________，其发生反应的化学方程式为___________。 方法三：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。 (6)铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。 (7)阴极发生的电极反应方程式是___________。 【变式2·变题型】（2025·安徽·模拟预测）利用下图中装置进行实验，能达到实验目的的是 图① 图② 图③ 图④ A．图①装置制备 B．图②装置可制备 C．图③装置不可证明1-溴丙烷发生了消去反应 D．图④装置制备 【变式3·变考法】（24-25高三上·山东济宁·阶段检测）氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。 Ⅰ．用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。 (1)除去蒸馏水中溶解的常采用____________的方法。 (2)生成 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的目的是________________________________；还可以在溶液上面加苯等保护层。如不采取上述措施，会看到白色沉淀______________________________________(答现象)，反应的化学方程式为____________________________________________。 Ⅱ．选用稀硫酸、铁粉、溶液进行实验，装置如图。 (3)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，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压至溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 考向3 铁及其化合物的有关计算 例3铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷的稀HNO3中反应，其主要还原产物为NO，当HNO3更稀时，其主要还原产物是NH4+.现有铁与稀HNO3作用，请分析下图(假设曲线的各段内只有一种还原产物)中c、d(d点后不再有化学反应发生)两点横坐标的数值之比为 A．1∶1 B．3∶2 C．4∶5 D．2∶3 解题妙招 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 【变式1·变载体】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)与碳酸亚铁晶体一样，都能受热分解。称取3.60 g FeC2O4·2H2O，用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。 300 ℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，则其化学式为___________ (写出计算过程)。 【变式2·变题型】将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100 mL 4.40mol/L盐酸中，充分反应后产生(标准状况)，残留固体1.28 g．过滤，滤液中无．将滤液加水稀释到200 mL，测得其中为0.400 mol/L．已知，且氧化性：。则原混合物中单质铁的质量是 A．2.4 g B．3.36 g C．5.60 g D．10.08 g 【变式3·变考法】某学习小组在实验室中利用下图装置央持装置略去)测定某铁硫化物FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。 实验步骤： 步骤I：按图连接装置，检查装置气密性，装入药品； 步骤II：打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯； 步骤III：当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2； 步骤IV：实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250mL溶液； …… 取25.00mL步骤IV中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.660g。则FexSy的化学式为_____。 A．Fe2S B．FeS C．Fe2S3 D．FeS2 考点二 铁盐的性质、转化及应用 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： 。 (3)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液 。反应的离子方程式： 。 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 。 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： 。 (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=== 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”的转化关系及其应用 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。 3．应用 (1)判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生 反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生 反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成 ，不能大量共存。 (2)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 FeCl3 FeCl2 FeCl2 CuCl2 (3)盐溶液的配制与保存 (4)物质的制备 考●向●破●译 考向1 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 例1（2025·上海·一模）富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下： 已知：生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1) Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 开始沉淀时 1.9 3.4 7.0 9.1 完全沉淀时 3.2 4.7 9.0 11.1 酸浸时发生反应：2MgO·SiO2+2H2SO4=2MgSO4+SiO2+2H2O，2MgO·B2O3+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4。 (5)检验浸出液中是否含有Fe2+：___________。 (6)除去浸出液中的杂质离子：用MgO调节溶液的pH至___________以上，使杂质离子转化为___________(填化学式)沉淀，过滤。 【变式1·变载体】（24-25高三上·上海嘉定·期中）铁是生活中使用最广泛的金属元素，铁及其化合物在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。 (7)磁性氧化铁为具有磁性的黑色晶体，通常用作颜料和抛光剂，也可以用于制造录音磁带和电讯器材。用废铁屑制备胶体粒子，制取过程如图： ①下列说法不正确的是___________。 A．用溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污 B．通入是防止空气中的氧化二价铁元素 C．溶液A中和的浓度比为2:1 D．制得的粒子溶于水形成的分散系能产生丁达尔现象 ②要证明溶液A中同时存在和，写出实验方法___________。 【变式2·变题型】（24-25高三上·上海·期末）小X同学欲检测绿柱石中是否含有三价铁元素，应选择的试剂为 A．稀硝酸和KSCN溶液 B．稀硫酸和KSCN溶液 C．稀硝酸和溶液 D．的酸性溶液 【变式3·变考法】（25-26高三上·上海·期中）一种以硼镁矿(含、及少量、)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 为检验“过滤1”后的滤液中是否含有离子，可选用的化学试剂是___________。 考向2 “铁三角”的转化及应用 例2（2025·湖北黄冈·模拟预测）部分含Fe或S物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断不合理的是 A．化合物f、g、h、n均可能含铁、硫两种元素 B．化合物g、h在一定条件下可能会相互转化 C．化合物b、d、e、m均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．化合物d含有的元素均位于元素周期表p区 【变式1·变载体】（2026·安徽合肥·模拟预测）能满足下列物质间直接转化关系的物质有多种，其中推理不成立的是 A．X为，为，为 B．为，为，加入足量可实现反应③ C．为，为，③为消去反应 D．为，为，为 【变式2·变题型】（2025·广东惠州·模拟预测）以下几组物质，不能按照图示关系进行转化的是 选项 X Y Z W A Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 B Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl C FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 D S FeS H2S SO2 A．A B．B C．C D．D 【变式3·变考法】（2026·安徽合肥·模拟预测）固体X在空气中很不稳定，经四步可制备溶液P。已知固体X、Y组成元素的种类完全相同。下列叙述正确的是 A．向固体X中加入NaClO溶液可能生成固体Y B．固体Y发生氧化还原反应生成固体Z C．溶液W可用作自来水、饮用水的消毒剂 D．在空气中蒸干、灼烧溶液P可得到无水P 考向3 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 例3（2025·上海嘉定·一模）聚合氯化铁(PFC)是近年发展的一种无机高分子絮凝剂，属无毒净水剂。 I.PFC通过FeCl3部分水解得到，PFC通式为[Fe2(OH)nCl6-n ]m (n＜6)。 (2)实验室用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体，关于Fe(OH)3胶体说法错误的是_______。 A．可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成 B．向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀 C．电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动 D．Fe(OH)3胶体带电荷与胶体粒子的比表面积大有关 (3)工业盐酸呈黄色，一般认为是Fe3+导致，通过合适的试剂，证实工业盐酸中不存在Fe3+，以下试剂选择不合理的是_______。 A．苯酚溶液 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．铁粉 (4)研究证实工业盐酸呈现黄色是配离子[FeCl4]⁻的颜色。关于[FeCl4]⁻的说法正确的是_______。 A．中心离子Fe3+提供孤电子对 B．Cl⁻提供空轨道 C．配位体为Cl⁻ D．配离子[FeCl4]⁻在溶液中能完全电离出Cl⁻ II.FeCl3溶液中的[Fe(H2O)n]3+呈淡紫色，FeCl3溶液呈棕黄色是Fe3+部分水解生成的离子[Fe(OH)(H2O)5]2+导致。小嘉向3支均装有5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液的试管中，分别滴加等体积的HCl溶液、水和NaCl溶液。实验结果如下： 实验现象：A试管黄色明显加深，B、C试管中黄色稍变浅。 提示：配离子[FeCl4]⁻显黄色。 (5)对以上实验现象解释正确的是_______。 A．A试管中c(H+)增大，促进[Fe(OH)(H2O)5]2+的生成 B．A试管中存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动 C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量减小 D．由实验推测[Fe(OH)(H2O)5]2+能直接转化为[FeCl4]⁻ III.工业上利用强酸使钢铁表面性质得到改善后，排出酸洗废液。酸洗废液用于制备聚合氯化铁，过程如下： 利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2   + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ ① 氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2O⇌Fe2(OH)nCl6-n   + nHCl ② 聚合生成PFC m Fe2(OH)nCl6-n = [Fe2(OH)nCl6-n]m   ③ (6)完成反应①化学方程式的配平_______。 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ (7)取100 mL酸洗废液于250 mL烧杯中，将烧杯放置于磁力加热搅拌器上，分别加入不同体积的浓盐酸，再加入4.3 g的NaClO3，反应时间40 min，测定产物PFC的产率，结果如下： 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因_______。 IV.实验小组对酸洗废液中游离酸含量进行测定，方法如下： 准确量取10 mL的废液于500 mL容量瓶中定容，取20.00 mL待测液分别加入足量KF溶液10 mL，加入指示剂试液，用浓度为0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液体积为10.00 mL。 已知：氟离子能与一些金属离子形成稳定的无色配合物。 (8)以上指示剂选择正确的是_______。 A．酚酞试液2~3滴 B．酚酞试液2~3 mL C．甲基橙试液2~3滴 D．甲基橙试液2~3 mL (9)KF溶液的作用是_______。 (10)用一个事实说明F和O的电负性大小_______。 (11)计算酸洗废液中游离酸含量_______(即H+的物质的量浓度)。(写出计算过程，结果保留两位小数。) 【变式1·变载体】（24-25高三上·上海·期中）某校化学学习小组探究与溶液的反应，装置如下图所示，分液漏斗中盛有浓硫酸，锥形瓶中装有固体。回答下列问题： 【实验准备】 (1)a仪器的名称___________。 (2)写出实验中制备的化学方程式___________。 (3)蘸有少量NaOH溶液的棉花的作用是___________。 (4)配制100mL溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和___________。 【实验探究】 向3mL溶液中通入，观察到溶液立即由黄色变成红棕色，放置12小时后，红棕色消失，溶液变为浅绿色。结合已有知识，针对溶液呈红棕色学习小组提出以下猜想： 猜想1：水解产生了红棕色的胶体； 猜想2：与溶液中某种价含硫微粒形成了红棕色的配合物。 (5)为了验证上述猜想，甲同学用激光笔照射该红棕色溶液，___________，证明猜想1不成立。 乙同学查阅文献得知猜想2正确，并设计了下表3组实验，以确定红棕色配合物的配体是、、中的某一种(实验均在常温下进行)。 组别 溶液1(1mL) 溶液2(2mL) 现象 a 溶液 SO2的饱和溶液 溶液1和溶液2混合后，组别a、b、c所得溶液红棕色依次加深。 b SO2的饱和溶液，用固体调节。PH=5 c SO2的饱和溶液，用固体调节PH=10 已知：常温下，溶液中价含硫微粒物质的量分数随pH变化曲线如图所示。 (6)分析以上实验结果及有关信息，红棕色配合物中的配体是___________(填写微粒符号)，实验证据是___________。 (7)丙同学根据实验现象和查阅相关资料，认为SO2与FeCl3溶液了发生氧化还原反应。为了验证SO2的还原性，实验中可以代替FeCl3的试剂有___________。 a．浓H2SO4      b．酸性KMnO4溶液      c．碘水       d．NaCl溶液 (8)丁同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了。该做法___________ (填“合理”或“不合理”)，理由是___________。 【变式2·变题型】（24-25高三上·上海·阶段检测）为研究溶液中的稳定性，进行如下实验，观察，记录结果。 实验I 物质 0min 1min 1h 5h 淡黄色 桔红色 红色 深红色 几乎无色 淡黄色 黄色 桔红色 (1)溶液的稳定性：_______(填“>”或“<”)。 (2)甲同学提出实验I中两溶液的稳定性差异可能是溶液中的保护了，因为具有还原性。进行实验II，否定了该观点，补全该实验。 操作：取_______，加_______，观察。 现象：与实验I中溶液现象相同。 (3)乙同学提出实验I中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致，进行实验III。分别配制为1、2、3、4的溶液，观察，发现的溶液长时间无明显变化，越大，溶液变黄的时间越短。资料显示：亚铁盐溶液中存在反应。由实验III，乙同学可得出的结论是_______，原因是_______。 【变式3·变考法】（24-25高三上·北京·阶段检测）用晶体配制溶液，放置一天后发现产生黄色固体。实验小组同学研究固体成分及产生的原因。 (1)小组同学推测放置一天后的溶液中存在。将产生的离子方程式补充完整___________。 _________=______ (2)分离出黄色固体，经多次洗涤后完成如下实验： 证实黄色固体中含和，试剂1和试剂2分别是___________、___________。 (3)实验测定溶液放置过程中溶液的pH和黄色固体的量的变化，结果如下： 1小时 6小时 24小时 溶液的pH 2.39 2.35 1.40 黄色固体的量 几乎没有 少量 大量 分析黄色固体中除、还可能含有___________离子(写离子符号)。 (4)查阅资料：不同pH下的氧化率随时间变化的关系如图。为避免被氧化，配制溶液时，需要添加___________(写化学式)。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·北京·高考真题）用下图装置进行的相关实验。 装置 实验 试剂 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液先变红色，一段时间后，溶液的红色褪去 ② 溶液(含数滴溶液) 已知：石蕊溶液中存在(红色)(蓝色)平衡。 下列说法不正确的是 A．①中溶液变红，说明平衡逆向移动 B．取①中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现紫色 C．②中溶液变红，说明氧化性： D．取②中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现红色 2．（2026·广东·高考真题）用如图装置进行实验，反应一段时间，关闭活塞和止水夹，熄灭酒精灯，冷却后提起铁丝，注入稀硫酸。下列说法错误的是 A．溶液变棕黄色，体现的还原性 B．浓硫酸的作用是吸收水分，干燥 C．U形管中溶液遇KSCN溶液变红，说明有存在 D．烧杯溶液中最终存在： 3．（2026·江西·高考真题）高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石（含有少量和杂质）制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．浸出过程： B．浸出过程： C．净化过程： D．碳化过程： 4．（2026·重庆·高考真题）下列实验相关项目的叙述正确的是 选项 项目 叙述 A 试剂存放 用正丙醇保存金属Na B 物质鉴别 用NaOH溶液可鉴别和 C 试剂除杂 用粉可除去溶液中的 D 酸碱滴定 用残留有蒸馏水的锥形瓶会影响滴定结果 A．A B．B C．C D．D 5．（2026·湖南·高考真题）常温下，铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是 A．溶液h可能是盐酸 B．向溶液b中通入过量气体e，空气中久置后可得沉淀g C．固体残渣中有铜，可能有铁 D．溶液f中含有 6．（2026·河南·高考真题）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：在水溶液中由于水解与配位而显黄色；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的水解 B．④与⑤中：④>⑤ C．④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D．若向③中依次加入适量维生素C、溶液，会出现蓝色沉淀 7．（2026·云南·高考真题）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 8．（2026·湖北·高考真题）赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为________。 (2)预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是________。 (3)“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是________（答两条即可）。 (4)酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为________。 (5)“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于，该溶液中浓度不大于________，此时滤液中的主要成分为________（填化学式）。 (6)沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是________（填化学式）。 9.（2026·上海·高考真题）黄铜矿的湿法冶金技术，主要包括直接酸浸、氧化焙烧、硫酸化焙烧。下列是利用酸浸出黄铜矿(主要成分，含有少量杂质)回收其中铜和铁的工艺流程如图： (4)写出黄铜矿焙烧的主要反应方程式：___________ _____________ (5)用硫酸浸出黄铜矿时，生成、、。为了将目标铜元素分离提纯，需向反应液中多添加___________(选填“氧化剂”或“还原剂”)。 10．(2025·上海卷T5)铁红是颜料，什么什么自古以来使用很多的……(题干缺失)。 (1)赭红的主要成分是_______。 A．Fe2S3 B．Fe3O4 C．FeS D．Fe2O3 (2)饱和氯化铁溶液说法正确的是_______。 A．常温显中性 B．加铁粉变红褐色 C．遇沸水后得到胶体 D．加氨水有白色沉淀 (3)有关铁原子说法正确的是_______。(不定项) A．有4个不同能级的电子 B．有5个未成对电子 C．占据15个原子轨道 D．有26种能量不同的电子 (4)加热试管中固体至红热，则_______。(不定项) A．移开酒精灯后固体保持红热 B．S只做还原剂 C．主要产生的气体附产物为SO3 D．最终得到黑色的Fe2S3 (5) [Fe(SCN)(H2O)5]Cl2内界为 ，配体有 种 (6)，加水稀释至体积为原来的2倍，则 。 A．增大 B．不变 C．减小 并用浓度商Q与平衡常数K的大小关系解释原因 。 (7)已知，求FeCl3的分布系数 。 x 1 2 3 4 K 30.2 134.9 97.72 1.02 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05讲 铁及其化合物 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 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 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 铁及其化合物的性质与应用 ∣ 考向 2 氢氧化亚铁的制备 考向3 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HNO 3 反应的产物 考点二 铁盐的性质、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 Fe 2＋ 和Fe 3＋ 的检验 ∣ 知识点 4 “铁三角”的转化关系及其应用 考向破译 考向1 Fe 2＋ 、Fe 3＋ 的性质及其检验 ∣ 考向2 “铁三角”的转化及应用 考向3 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 ) ( 0 4 ) ( 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 T4 T5 —— Fe2＋、Fe3＋的检验 —— —— —— 铁及其化合物的转化 —— —— —— 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1) 铁系物质组成、分类与性质结合 STSE 考查，以补铁药剂、工业湿法冶金、含铁净水材料、金属防腐为载体，凸显化学实用性；(2) 以铁基催化、新型铁电池前沿科技命题，依托价类二维图、矿物提取流程，侧重陌生信息推理，体现化学创新性；(3) 以古代冶铁、矾石制备古籍史料创设试题，传承传统冶金文明，增强文化自信。上海等级考常融合氧化还原、平衡原理综合设问，开放题型考查实验方案优化、废液除铁工艺评价，复习积累材料、环境、医药领域含铁相关素材。 ►复习目标：1. 厘清 Fe、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐的微观构成，掌握分子、离子、原子团在含铁物质中的存在形式； 2. 构建铁元素价类转化网络，吃透 Fe2+与 Fe3+相互转化、离子检验、Fe(OH)2制备等核心探究实验； 3. 结合矿物冶炼、废水处理情境分析反应原理，规范文字说理，多角度评判实验与化工方案，树立资源回收、绿色可持续化学观念。 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： 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 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。 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＋。 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.Fe3O4和FeO含+2价的铁，是一种还原性氧化物，与氧化性酸发生氧化还原反应生成Fe3+。 4.Fe3O4和Fe2O3含+3价的铁，是一种氧化性氧化物，与还原性酸发生氧化还原反应生成Fe2+。 知识点2 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 铁及其化合物的性质与应用 例1（25-26高三上·上海·阶段检测）铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．缺铁性贫血症可以服用维生素将难吸收的氧化为，促进铁元素的吸收 B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁 C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀 D．不稳定，在空气中容易被氧化 【答案】D 【解析】A．维生素C的作用是还原Fe3+为Fe2+，而非氧化，A错误； B．铁与水蒸气高温反应生成黑色Fe3O4，而非红色Fe2O3，B错误； C．过氧化钠的强氧化性会将Fe2+氧化为Fe3+，最终生成红褐色Fe(OH)3沉淀，C错误； D．FeO中铁为+2价，在空气中易被氧化为更高价态（如Fe3O4），D正确； 故选D。 【变式1·变载体】（25-26高三上·上海·阶段检测）氯化铁是重要的化工原料。实验室制备晶体(带一定数目结晶水)过程如下： 第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液I； 第二步：向溶液I中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液Ⅱ； 第三步：黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到晶体。 (1)第一步中发生的主要反应有：、、_______(用离子方程式表示)。 (2)第二步中通入(或加入)可以是_______。(不定项) A． B． C． D． (3)第三步中一系列操作依次是_______(填序号)。 ①加热浓缩    ②洗涤、干燥    ③过滤    ④冷却结晶 (4)在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是_______。 【答案】(1) (2)BD (3)①④③② (4)抑制水解 【分析】实验室制备晶体时，分三步进行，第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，此时与HCl发生反应生成，生成的与Fe反应生成，过量的HCl再与Fe反应生成，从而得到浅绿色溶液Ⅰ；第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)强氧化剂，为保证所得溶液的纯净，此氧化剂应为或，将二价铁氧化为三价铁，充分反应得到黄色溶液Ⅱ，第三步：黄色溶液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等操作，得到晶体。 【解析】（1）第一步反应中：铁锈（主要成分是）与稀盐酸反应后生成铁离子，同时在足量的盐酸条件下，铁会和盐酸反应生成亚铁离子，但溶液的颜色为绿色，这是因为：铁过量，铁离子和铁反应会生成亚铁离子，反应方程式如下：。 （2）在第二步中，通入X，溶液由绿色转变为黄色，说明亚铁离子被氧化为铁离子；A．不仅能将氧化为，还能将氯离子氧化为氯气，且引入杂质离子，不能得到纯净的溶液，A错误；B．通入，能将氧化为且不引入杂质离子，B正确；C．加入，能将氧化为，但溶液中同时混入硝酸根离子，且生成污染空气，C错误；D．加入，能将氧化为，且不引入杂质离子，D正确； 答案选BD。 （3）第三步中，黄色溶液Ⅱ依次经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等操作，得到晶体，即答案为①④③②； （4）是强酸弱碱盐，易发生水解，则在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是：抑制水解。 【变式2】【新情境——工业制备与学科知识结合】（25-26高三上·上海·阶段检测）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下： 已知： ①钛白粉废渣成分：主要为，含少量和不溶物。 ②。 ③ 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3，0.1 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 (1)铁及其化合物与生产生活密切相关。下列说法错误的是___________。 A．可用铁制槽车装运浓 B．不锈钢就是铁磁合金 C．可以用作净水剂 D．铁可用于制作磁性材料 (2)对溶液进行下列操作，观察到的现象与水解有关的是___________。 A．滴加NaOH溶液有沉淀产生 B．加热蒸干灼烧得到红棕色固体 C．通入气体有沉淀产生 D．滴加KSCN试液溶液变红 (3)检验溶液中是否含有钛元素，可采用的仪器分析方法为___________。 A．原子发射光谱 B．红外光谱 C．质谱 D．晶体X射线衍射 (4)根据③中数据分析，在制备铁黄晶种的过程中，采用___________测定pH。 (5)纯化步骤中加入过量铁粉的目的是___________。 (6)纯化步骤充分反应后，分离混合物的操作为___________。 制备晶种：为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO₄溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)： (7)产生白色沉淀后的pH低于资料③中的6.3，原因是：沉淀生成后___________。 A．>        B．<        C．= (8)时段，pH迅速下降，该过程的离子反应方程式为：___________。 制得的氧化铁黄中含有少量氧化铁红()，可用的分光光度法测定氧化铁黄的含量。已知的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图所示。 (9)称取3.47 g氧化铁黄，用稀硫酸溶解并定容至1 L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8，则氧化铁黄的质量分数为___________。(保留2位有效数字，，) (10)若吸光度A减小，则氧化铁黄的含量将___________。 A．增大        B．减小 【答案】(1)B (2)AB (3)A (4)pH计 (5)与硫酸反应，使得水解平衡正向移动，有利于生成沉淀；防止被氧化 (6)过滤 (7)A (8) (9)97% (10)B 【分析】由题给流程可知，向钛白粉废渣中加入蒸馏水溶解，在溶液中发生水解反应生成和硫酸，再加入过量铁粉与水解生成的硫酸溶液反应，使平衡向正反应方向移动直至趋于完全生成沉淀，同时防止亚铁离子被氧化，过滤得到精制的硫酸亚铁溶液；向硫酸亚铁溶液中加入氨水，在空气中将溶液中的亚铁离子转化为铁黄晶体，铁黄晶体经系列操作得到铁黄产品。 【解析】（1）A．常温下，铁与浓硫酸发生钝化反应，故可用铁制槽车装运浓，A正确；     B．不锈钢是铁、铬、镍单质形成的合金，铁磁合金是磁性元素铁、钴、镍加入铝、铜、钛等，不锈钢不是铁磁合金，B错误； C．水解后能形成氢氧化铁胶体，可利用其吸附性用作净水剂，C正确； D．铁在空气中燃烧生成四氧化三铁，故可用于制作磁性材料，D正确； 故选B。 （2）A. 水解：，滴加NaOH溶液消耗氢离子使水解平衡正移，有沉淀产生与水解有关，A符合题意； B. 加热促进水解，使得到的物质是氢氧化铁，再蒸干灼烧得到红棕色固体，故与水解有关，B符合题意； C. 通入气体会与发生氧化还原反应，产生S沉淀，与水解无关，C不符合题意； D. 溶液中含有，滴加KSCN试液溶液变红，与水解无关，D不符合题意； 故选AB。 （3）A.原子发射光谱是利用处于激发态的待测元素原子回到基态时，发射出特征光谱线，对元素进行定性和定量分析的方法，A选； B.红外光谱常用来测定有机物中的化学键或官能团，B不选； C.质谱仪根据分子离子和碎片离子的质荷比大小进行分离并记录其信息的分析方法，C不选； D.晶体X射线衍射是利用X射线与晶体中的原子相互作用，可以产生特定的衍射花样，根据衍射花样与晶体结构的关系，从而确定晶体结构，D不选； 故选A。 （4）③中pH数据均保留小数点后1位，故应用pH计。 （5）由分析可知，加入过量铁粉的目的是与水解生成的硫酸溶液反应，使平衡向正反应方向移动直至趋于完全生成沉淀，同时铁粉具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化。 （6）由分析可知，充分反应后，分离混合物的方法是过滤得到精制的硫酸亚铁溶液和沉淀，故用过滤分离。 （7）由题意可知，氢氧化亚铁的溶度积，产生白色沉淀后的pH低于资料③中的6.3，说明氢氧根离子的浓度小于10－7.7mol/L，则溶液中亚铁离子浓度。答案选A。 （8）滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化，时段，pH迅速下降，该过程的离子反应方程式为。 （9）根据测得溶液吸光度A=0.8，可知，， 氧化铁黄的质量分数=。 （10）根据(9)分析若吸光度A减小，则浓度偏低，氧化铁黄的含量将减小，故选B。 【变式3】【新考法——结合化学生产生活】（25-26高三下·上海·阶段检测）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族元素，称为铁系元素，相关化合物在科研及生产生活中应用广泛。 与邻二氮菲(phen)生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。 （1）中，存在的化学键有___________。(不定项) A．配位键 B．离子键 C．π键 D．氢键 （2）用邻二氮菲测定浓度时应控制pH为2-9的适宜范围，请解释原因：___________。 （3）补铁剂中易变质，请从原子结构角度解释其原因___________。 （4）的结构如图所示，键角1、2、3由大到小的顺序为___________； A．3>2>1    B．1>2>3    C．3>1>2    D．1>3>2 加热时更易失去的水分子是___________(填“①”或“②”)。 （5）铁与高温水蒸气反应能产生一种黑色固体，写出化学方程式___________。 【答案】（1）AC （2）当浓度高时，邻二氮菲中N优先与形成配位键，导致与配位能力减弱；浓度低时，与形成沉淀，干扰测定 （3）的价电子排布为，失去1个电子形成半充满的稳定结构，故易被氧化 （4） C ② （5） 【解析】（1）中，中心与邻二氮菲的N原子之间形成配位键；邻二氮菲分子含有苯环，苯环中存在π键；该微粒是配离子，内部不存在离子键；氢键不属于化学键，因此选AC。 （2）若pH过小，溶液中浓度较大，而邻二氮菲中的两个N原子均含有1对孤对电子，可与形成配位键，导致其无法与结合；若pH过大，溶液中浓度较大，可与形成沉淀，也会影响测定的结果。 （3）的价层电子排布式为，失去1个电子后可形成半充满的稳定结构，所以易被氧化变质。 （4）根据价层电子对互斥理论：孤电子对斥力大于成键电子对斥力，因此中心含孤电子对的水分子（键2）键角最小；与铁形成配位键的水分子中，孤电子对的斥力减小，则键1＞键2；键3中无孤电子对，斥力最小，键角最大，则键角顺序为，选C。 水分子②仅通过氢键结合，作用力弱于与Fe形成配位键的水分子，因此加热更易失去②。 （5）铁和水蒸气高温条件下反应生成和，配平得化学方程式为。 考向2 氢氧化亚铁的制备 例2（2025·上海松江·二模）酵母菌法制备Fe(OH)2 实验装置(夹持仪器省略)如图所示： 已知酵母菌在常温下可以进行有氧呼吸或无氧呼吸，反应如下： 有氧呼吸   C6H12O6 + 6H2O + 6O2 → 6CO2 + 12H2O 无氧呼吸   C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2↑ （1）使用绿矾配制FeSO4溶液时，下列做法错误的是___________。 A．配制时使用新煮沸冷却的蒸馏水 B．可在容量瓶中溶解晶体 C．配制时加入适量的稀硫酸 D．在溶液中加入适量的铁粉 （2）下列___________试剂可以检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+。 A．酸性高锰酸钾溶液 B．苯酚 C．硫氰化钾溶液 D．过氧化氢溶液 （3）向橡胶塞中扎入注射器，若观察到___________，即可判断装置内氧气已经被耗尽。再用注射器向内管中分别加入NaOH和FeSO4溶液。 （4）实验后依然发现有少量的灰绿色沉淀出现，可能的原因为___________。 A．滴加了过量的氢氧化钠 B．滴加的氢氧化钠没有煮沸且密封保存 C．酵母菌无氧呼吸产生的酒精会和氢氧化亚铁反应 D．氧气含量低于一定浓度时，酵母菌就开始进行无氧呼吸 【答案】（1）B （2）BC （3）活塞不再下降后，缓慢向上移动 （4）BD 【分析】酵母菌法制备Fe(OH)2利用酵母菌在常温下有氧呼吸或无氧呼吸，把密封的锥形瓶中的氧气除去，再用注射器向锥形瓶内的内管中加入NaOH和FeSO4溶液，得到Fe(OH)2沉淀，NaOH溶液和FeSO4溶液的配制需要用加热沸腾过的蒸馏水，同时配制硫酸亚铁溶液时还要加入稀硫酸和铁粉，抑制水解、防止氧化。 【解析】（1）用绿矾配制硫酸亚铁溶液要抑制其水解，防止被氧化，需要用新煮沸冷却的蒸馏水，同时加入适量的硫酸和铁粉，不能在容量瓶中溶解晶体，B错误； （2）溶液中的Fe3+用苯酚检验，溶液显示紫色，也可以用KSCN溶液检验，溶液显红色，答案选BC； （3）有氧呼吸时装置中O2被消耗、生成CO2，无氧呼吸时生成CO2，故当观察到活塞不再下降后，缓慢向上移动，说明氧气被耗尽； （4）实验后依然发现有少量的灰绿色沉淀出现，说明有Fe(OH)2被氧化； A．滴加了过量的氢氧化钠不会使Fe(OH)2被氧化，A不符合； B．滴加的氢氧化钠没有煮沸且密封保存，可能造成空气中的氧气溶解于溶液，会把Fe(OH)2氧化，B符合； C．酒精不会氧化氢氧化亚铁，C不符合； D．氧气含量低于一定浓度时，酵母菌就开始进行无氧呼吸，说明容器中存在少量的氧气，D符合； 答案选BD； 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·变载体】Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。回答下列问题： 方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入___________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用___________的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是___________；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如___________等。 方法二：用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ．检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。 Ⅱ．待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。 Ⅲ．关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。 (4)仪器a的名称是___________，B中长玻璃管的作用是___________。 (5)步骤Ⅲ装置B中的现象是___________，其发生反应的化学方程式为___________。 方法三：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。 (6)铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。 (7)阴极发生的电极反应方程式是___________。 【答案】(1)稀H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3) 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 苯或煤油 (4) 恒压滴液漏斗 平衡气压或辅助排出装置B中的空气 (5) 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (6)正 (7)2H2O+2e−=H2↑+2OH− 【分析】方法一（直接沉淀法）：用煮沸除氧的蒸馏水配溶液，滴管插入液面下加，上层加苯或煤油隔绝空气，装置简单但沉淀易被氧化。 方法二（氢气保护法）：先通排尽装置空气，再让与在无氧环境反应，后续通可观察氧化过程，沉淀保存时间长但装置复杂。 方法三（电解法）：以铁为阳极电解溶液，阳极生成、阴极生成，上层加苯隔绝氧气，可持续制备纯净的，防氧化效果最好，据此分析解答。 【解析】（1）具备两个典型性质：一是容易发生水解反应，二是极易被空气中的氧气氧化为。加入稀硫酸可以增大溶液中浓度，抑制的水解；加入铁屑可以将被氧化生成的还原为，反应为，避免溶液变质。 （2）气体的溶解度会随温度升高而降低，通过加热煮沸蒸馏水的方式，可以大幅降低水中溶解的的含量，除去溶解的氧气。 （3）将长滴管插入溶液液面下再挤出溶液，能够避免溶液在滴加过程中接触空气，防止氧气进入反应体系氧化生成的；为了进一步隔绝空气，可在溶液上方添加密度小于水、且不溶于水的液态物质作为保护层，比如苯（或煤油等密度比水小的有机溶剂），这类物质可以隔绝溶液与空气的接触，避免被氧化变色。 （4）仪器a可通过活塞滴加液体，名称为恒压滴液漏斗；该实验制备Fe(OH)2，Fe(OH)2容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2和K5，装置A中产生H2排除装置B中的空气，让空气沿导管排出，因此长玻璃管作用之一是辅助排除装置B中的空气，同时长玻璃管作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。 （5）步骤III中装置C内在催化下分解生成，通入B中会将之前生成的白色氧化，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；对应反应的化学方程式为：。 （6）电解法制备需要化合价升高失去电子生成，因此需要作为阳极，与电源的正极相连。 （7）电解体系的电解质为溶液，阴极上是水电离出的得到电子生成，同时生成，电极反应方程式为：。 【变式2·变题型】（2025·安徽·模拟预测）利用下图中装置进行实验，能达到实验目的的是 图① 图② 图③ 图④ A．图①装置制备 B．图②装置可制备 C．图③装置不可证明1-溴丙烷发生了消去反应 D．图④装置制备 【答案】C 【解析】A．Fe与稀硫酸反应生成氢气可排出空气，但无法使硫酸亚铁溶液与NaOH接触，则不能制备氢氧化亚铁，A错误； B．氨气极易溶于水，通氨气的导管直接插入液面下可能会出现倒吸，B错误； C．乙醇易挥发，挥发出来的乙醇也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能证明发生消去反应，C正确； D．易水解，直接加热蒸发会促进FeCl3水解成Fe(OH)3，应在HCl氛围中蒸发结晶以抑制水解，D错误； 故选C。 【变式3·变考法】（24-25高三上·山东济宁·阶段检测）氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。 Ⅰ．用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。 (1)除去蒸馏水中溶解的常采用____________的方法。 (2)生成 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的目的是________________________________；还可以在溶液上面加苯等保护层。如不采取上述措施，会看到白色沉淀______________________________________(答现象)，反应的化学方程式为____________________________________________。 Ⅱ．选用稀硫酸、铁粉、溶液进行实验，装置如图。 (3)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，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压至溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 【答案】(1)煮沸 (2) 避免生成的沉淀接触而被氧化 迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 (3) 打开 关闭 【解析】（1）气体在水中的溶解度随温度升高而减小，将蒸馏水煮沸可除去其中溶解的，冷却后用于配制溶液，可减少后续制备过程中对的氧化，故常采用煮沸的方法； （2）图Ⅰ中将长滴管插入溶液液面下再挤出不含的溶液，生成的白色沉淀不易直接接触空气中的，目的就是避免生成的沉淀接触而被氧化。若不隔绝氧气，白色会被氧化为红褐色，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色；反应的化学方程式配平后为； （3）图Ⅱ中稀硫酸与铁粉反应生成。实验开始时先打开止水夹，使生成的氢气排出装置内空气，减少氧气对和的氧化；一段时间后关闭止水夹，继续生成的氢气使试管内压强增大，将生成的溶液压入右侧溶液中，从而生成白色沉淀并能较长时间不变色。两空顺序为：打开；关闭。 考向3 铁及其化合物的有关计算 例3铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷的稀HNO3中反应，其主要还原产物为NO，当HNO3更稀时，其主要还原产物是NH4+.现有铁与稀HNO3作用，请分析下图(假设曲线的各段内只有一种还原产物)中c、d(d点后不再有化学反应发生)两点横坐标的数值之比为 A．1∶1 B．3∶2 C．4∶5 D．2∶3 【答案】D 【分析】根据题意可知，题给出的图象可分为两部分，其一为H+浓度随n(Fe) 的改变情况；其二为产生气体的体积随n(Fe)的改变情况，从题给条件知铁在冷稀HNO3中生成NO，在热稀HNO3中生成N2O，Fe与HNO3 反应为放热反应，从O点到a点还原产物为NO，a-b段还原产物为N2O，b-c段还原产物为NH4+，cd段 H+耗尽无气体产生，是Fe与Fe(NO3)3反应，据此分析． 【解析】cd段 H+耗尽无气体产生，是Fe与Fe(NO3)3反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，d点时，反应完全结束，溶液中n(Fe2+)=nd(Fe)，c点溶液中n(Fe3+)=nc(Fe)，由方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知比nc(Fe)：nd(Fe)=2：3，故答案为D。 解题妙招 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物 【变式1·变载体】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)与碳酸亚铁晶体一样，都能受热分解。称取3.60 g FeC2O4·2H2O，用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。 300 ℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，则其化学式为___________ (写出计算过程)。 【答案】Fe2O3 【解析】300 ℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，根据Fe原子守恒得n(Fe)=n(FeC2O4·2H2O)= =0.02 mol，m(Fe)=0.02 mol×56 g·mol−1=1.12 g，n(O)= =0.03 mol，则Fe、O的原子个数之比为0.02 mol∶0.03 mol=2∶3，所以其化学式为。 【变式2·变题型】将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100 mL 4.40mol/L盐酸中，充分反应后产生(标准状况)，残留固体1.28 g．过滤，滤液中无．将滤液加水稀释到200 mL，测得其中为0.400 mol/L．已知，且氧化性：。则原混合物中单质铁的质量是 A．2.4 g B．3.36 g C．5.60 g D．10.08 g 【答案】C 【解析】根据氯离子守恒，盐酸中总氯离子物质的量为0.1 L×4.4 mol/L=0.44 mol。稀释后溶液中剩余的H⁺物质的量为0.2 L×0.4 mol/L=0.08 mol，则剩余的Cl⁻物质的量也为0.08 mol。因此，FeCl2中Cl⁻的物质的量为0.44 mol-0.08 mol=0.36 mol。所以，n(FeCl2)=0.36 mol÷2=0.18 mol；生成H2的物质的量为0.04 mol，对应消耗Fe 0.04 mol；残留固体为Cu，物质的量为0.02 mol，生成0.02 mol Cu消耗Fe 0.02 mol；由Fe与Fe3+反应生成的Fe2+物质的量为0.18 mol-0.04 mol-0.02 mol=0.12 mol。根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，消耗Fe的物质的量为0.12mol÷3=0.04 mol；总单质铁物质的量为0.04+0.02+0.04=0.1 mol，质量为5.60 g，故答案选C。 【变式3·变考法】某学习小组在实验室中利用下图装置央持装置略去)测定某铁硫化物FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。 实验步骤： 步骤I：按图连接装置，检查装置气密性，装入药品； 步骤II：打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯； 步骤III：当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2； 步骤IV：实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250mL溶液； …… 取25.00mL步骤IV中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.660g。则FexSy的化学式为_____。 A．Fe2S B．FeS C．Fe2S3 D．FeS2 【答案】 D 【分析】本实验的目的为测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。观察装置，A装置中产生足量的氧气经干燥后，进入C装置与FexSy在加热条件下反应，生成硫的氧化物，进入D被氢氧化钠溶液吸收。 【解析】 12.0gFexSy，灼烧后生成的二氧化硫被吸收，将D中所得溶液加水配制成250mL溶液，取25.00mL步骤IV中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66g。硫元素守恒n(S)=n(BaSO4)==0.02mol,250ml溶液中含硫元素物质的量0.02mol×=0.2mol,铁元素物质的量==0.1mol,则化学式中n(Fe)：n(S)=0.1：0.2=1：2，x=1，y=2，化学式为FeS2，故答案为：D； 考点二 铁盐的性质、转化及应用 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+ 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”的转化关系及其应用 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。 3．应用 (1)判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。 (2)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 (3)盐溶液的配制与保存 (4)物质的制备 考●向●破●译 考向1 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 例1（2025·上海·一模）富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下： 已知：生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1) Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 开始沉淀时 1.9 3.4 7.0 9.1 完全沉淀时 3.2 4.7 9.0 11.1 酸浸时发生反应：2MgO·SiO2+2H2SO4=2MgSO4+SiO2+2H2O，2MgO·B2O3+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4。 (5)检验浸出液中是否含有Fe2+：___________。 (6)除去浸出液中的杂质离子：用MgO调节溶液的pH至___________以上，使杂质离子转化为___________(填化学式)沉淀，过滤。 【答案】 (5)取少量浸出液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，证明含有Fe2+ (6) 4.7~9.1 Fe(OH)3、Al(OH)3 【分析】富硼渣含有镁硼酸盐(2MgO•B2O3)、镁硅酸盐(2MgO•SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质，研磨后加入硫酸，过滤除去SiO2，加入的过氧化氢把亚铁离子氧化成铁离子，加MgO调节pH，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣含有Fe(OH)3、Al(OH)3，用结晶的方法分别得到硫酸镁晶体、硼酸晶体，以此解答该题。 【解析】 （5）K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+反应产生蓝色沉淀，检验浸出液中是否含有Fe2+：取少量浸出液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，证明含有Fe2+(合理即可)； （6）除去浸出液中的杂质离子即Fe3+、Al3+等，要将二者沉淀而镁离子不沉淀，由表中数据可知，用MgO调节溶液的pH至4.7~9.1，使杂质离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3 (填化学式)沉淀，过滤； 【变式1·变载体】（24-25高三上·上海嘉定·期中）铁是生活中使用最广泛的金属元素，铁及其化合物在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。 (7)磁性氧化铁为具有磁性的黑色晶体，通常用作颜料和抛光剂，也可以用于制造录音磁带和电讯器材。用废铁屑制备胶体粒子，制取过程如图： ①下列说法不正确的是___________。 A．用溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污 B．通入是防止空气中的氧化二价铁元素 C．溶液A中和的浓度比为2:1 D．制得的粒子溶于水形成的分散系能产生丁达尔现象 ②要证明溶液A中同时存在和，写出实验方法___________。 【答案】 (7) C 取样少许，加入溶液(苯酚)，出现血红色(紫色)，说明原溶液中有；另取少许酸性，加入样品，紫色褪去，说明原溶液中存在(合理即可) 【解析】 （7）①A．溶液呈碱性、可去油污，用溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污，A正确； B．二价铁有还原性，通入是防止空气中的氧化二价铁元素，B正确； C．溶液A中的和在氮气保护下发生非氧化还原反应生成，因为每个中含有1个和2个，故溶液A中和的浓度比为1∶2，C错误； D．制得的胶体粒子溶于水形成的分散系是胶体，能产生丁达尔现象，D正确； 故选C。 ②要证明溶液A中同时存在和，需分别证明两离子的存在，方案为：取样少许，加入溶液(苯酚)，出现血红色(紫色)，说明原溶液中有；另取少许酸性，加入样品，紫色褪去，说明原溶液中存在(合理即可)。 【变式2·变题型】（24-25高三上·上海·期末）小X同学欲检测绿柱石中是否含有三价铁元素，应选择的试剂为 A．稀硝酸和KSCN溶液 B．稀硫酸和KSCN溶液 C．稀硝酸和溶液 D．的酸性溶液 【答案】B 【解析】Fe3+与KSCN会生成Fe(SCN)3红色物质，因此检验溶液中是否含有 Fe3+，可向绿柱石中加入稀硫酸溶解，取反应后上层清液，向溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，否则没有，由于硝酸会氧化亚铁离子为铁离子故不能选择硝酸； 故选B。 【变式3·变考法】（25-26高三上·上海·期中）一种以硼镁矿(含、及少量、)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 为检验“过滤1”后的滤液中是否含有离子，可选用的化学试剂是___________。 【答案】KSCN溶液 【分析】硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）加入硫酸铵溶液，得到气体，根据硼镁矿和硫酸铵化学式知，得到的气体应为NH3，用NH4HCO3吸收NH3得到(NH4)2CO3；过滤得到的滤渣1应为难溶于硫酸铵溶液的SiO2、Fe2O3、Al2O3；调节滤液pH=3.5再过滤得到H3BO3，此时滤液中主要含有MgSO4，向滤液中加入碳酸铵进行沉镁，得到Mg(OH)2•MgCO3，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有 (NH4)2SO4，据此作答； 【解析】Fe3+可与KSCN溶液显红色，故检验Fe3+可选用的化学试剂是KSCN溶液； 考向2 “铁三角”的转化及应用 例2（2025·湖北黄冈·模拟预测）部分含Fe或S物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断不合理的是 A．化合物f、g、h、n均可能含铁、硫两种元素 B．化合物g、h在一定条件下可能会相互转化 C．化合物b、d、e、m均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．化合物d含有的元素均位于元素周期表p区 【答案】C 【分析】从“价—类”二维图中可知，a为或单质，b为，c为，d为，e为，f为对应的盐，g为对应的盐，h为对应的盐，m为亚硫酸盐，n为硫酸盐。 【解析】A．若f、g、h、n均含铁、硫两种元素，则f可为，g可为、或，h可为，n可为或，故A正确； B．化合物g为亚铁盐、h为铁盐，亚铁盐和氯气等氧化剂反应可转化为铁盐，铁盐和铁单质等还原剂反应可转化为亚铁盐，故B正确； C．b、d、m中含二价铁或正四价硫，化合价易升高，均有还原性，能使酸性高锰酸钾褪色，但e为，化合价一般不升高，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误； D．化合物d为，S和O元素的价层电子排布均为，都属于p区元素，D正确； 答案选C。 【变式1·变载体】（2026·安徽合肥·模拟预测）能满足下列物质间直接转化关系的物质有多种，其中推理不成立的是 A．X为，为，为 B．为，为，加入足量可实现反应③ C．为，为，③为消去反应 D．为，为，为 【答案】B 【解析】A．X为，Y为，Z为，①与反应生成，②与反应生成和NO，③稀与反应生成，④浓与反应生成，所有转化均能一步实现，A正确； B．X为，Z为，加入足量时，与反应生成和，无法一步得到，反应③不能实现，B错误； C．X为，Y为，①与反应生成，②水解生成，③发生消去反应生成，反应③为消去反应，④与反应生成，所有转化均能一步实现，C正确； D．X为，Y为，Z为，①与反应生成，②与反应生成，③电解熔融生成，④电解溶液生成，所有转化均能一步实现，D正确； 故选 B。 【变式2·变题型】（2025·广东惠州·模拟预测）以下几组物质，不能按照图示关系进行转化的是 选项 X Y Z W A Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 B Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl C FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 D S FeS H2S SO2 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．Al(X)与氧气反应可一步生成，但不与水反应，无法一步转化为；同时是共价化合物，熔融不导电，无法通过一步反应得到Al(X)，因此不能完成图示转化，A符合题意； B． 与石灰乳反应一步得，与、水反应一步得，光照分解一步得HCl(W)，浓HCl(W)与加热一步得，可以完成转化，B不符合题意； C． 与Fe反应一步得，与碱反应一步得，与氧气、水反应一步得，与盐酸反应一步得，可以完成转化，C不符合题意； D． S(X)与Fe加热一步得FeS(Y)，FeS(Y)与非氧化性酸（如盐酸）反应一步得，与氧气点燃一步得，与反应一步得S(X)，可以完成转化，D不符合题意； 故选A。 【变式3·变考法】（2026·安徽合肥·模拟预测）固体X在空气中很不稳定，经四步可制备溶液P。已知固体X、Y组成元素的种类完全相同。下列叙述正确的是 A．向固体X中加入NaClO溶液可能生成固体Y B．固体Y发生氧化还原反应生成固体Z C．溶液W可用作自来水、饮用水的消毒剂 D．在空气中蒸干、灼烧溶液P可得到无水P 【答案】A 【分析】根据X在空气中很不稳定的性质以及图中转化关系可知，它们都是铁的化合物；X为，Y为，Z为，溶液W为溶液，溶液P为溶液；据此作答。 【解析】A．NaClO具有强氧化性，在中加入NaClO溶液可生成，A正确； B．分解生成和，属于非氧化还原反应，B错误； C．铁盐作净水剂，利用水解生成胶体，聚沉水中杂质，不能消毒，C错误； D．在空气中，蒸干、灼烧亚铁盐溶液，发生氧化还原反应，铁元素被氧化并水解，再分解得到氧化铁固体；不能得到无水盐P，D错误； 故选A。 考向3 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 例3（2025·上海嘉定·一模）聚合氯化铁(PFC)是近年发展的一种无机高分子絮凝剂，属无毒净水剂。 I.PFC通过FeCl3部分水解得到，PFC通式为[Fe2(OH)nCl6-n ]m (n＜6)。 (2)实验室用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体，关于Fe(OH)3胶体说法错误的是_______。 A．可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成 B．向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀 C．电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动 D．Fe(OH)3胶体带电荷与胶体粒子的比表面积大有关 (3)工业盐酸呈黄色，一般认为是Fe3+导致，通过合适的试剂，证实工业盐酸中不存在Fe3+，以下试剂选择不合理的是_______。 A．苯酚溶液 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．铁粉 (4)研究证实工业盐酸呈现黄色是配离子[FeCl4]⁻的颜色。关于[FeCl4]⁻的说法正确的是_______。 A．中心离子Fe3+提供孤电子对 B．Cl⁻提供空轨道 C．配位体为Cl⁻ D．配离子[FeCl4]⁻在溶液中能完全电离出Cl⁻ II.FeCl3溶液中的[Fe(H2O)n]3+呈淡紫色，FeCl3溶液呈棕黄色是Fe3+部分水解生成的离子[Fe(OH)(H2O)5]2+导致。小嘉向3支均装有5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液的试管中，分别滴加等体积的HCl溶液、水和NaCl溶液。实验结果如下： 实验现象：A试管黄色明显加深，B、C试管中黄色稍变浅。 提示：配离子[FeCl4]⁻显黄色。 (5)对以上实验现象解释正确的是_______。 A．A试管中c(H+)增大，促进[Fe(OH)(H2O)5]2+的生成 B．A试管中存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动 C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量减小 D．由实验推测[Fe(OH)(H2O)5]2+能直接转化为[FeCl4]⁻ III.工业上利用强酸使钢铁表面性质得到改善后，排出酸洗废液。酸洗废液用于制备聚合氯化铁，过程如下： 利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2   + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ ① 氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2O⇌Fe2(OH)nCl6-n   + nHCl ② 聚合生成PFC m Fe2(OH)nCl6-n = [Fe2(OH)nCl6-n]m   ③ (6)完成反应①化学方程式的配平_______。 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ (7)取100 mL酸洗废液于250 mL烧杯中，将烧杯放置于磁力加热搅拌器上，分别加入不同体积的浓盐酸，再加入4.3 g的NaClO3，反应时间40 min，测定产物PFC的产率，结果如下： 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因_______。 IV.实验小组对酸洗废液中游离酸含量进行测定，方法如下： 准确量取10 mL的废液于500 mL容量瓶中定容，取20.00 mL待测液分别加入足量KF溶液10 mL，加入指示剂试液，用浓度为0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液体积为10.00 mL。 已知：氟离子能与一些金属离子形成稳定的无色配合物。 (8)以上指示剂选择正确的是_______。 A．酚酞试液2~3滴 B．酚酞试液2~3 mL C．甲基橙试液2~3滴 D．甲基橙试液2~3 mL (9)KF溶液的作用是_______。 (10)用一个事实说明F和O的电负性大小_______。 (11)计算酸洗废液中游离酸含量_______(即H+的物质的量浓度)。(写出计算过程，结果保留两位小数。) 【答案】(2)D (3)CD (4)C (5)B (6)6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl (7)当盐酸加入量小于8mL之前，H+浓度增加，NaClO3氧化性增强，反应①速率增大，PFC的产率提高。当盐酸加入量大于8mL之后，H+浓度过高，抑制了Fe3+的水解和聚合，使得PFC产率降低 (8)A (9)与溶液中金属离子如Fe3+、Fe2+结合成更稳定的氟化物，防止对NaOH溶液的消耗造成影响 (10)HF稳定性强于H2O 或者 2F2+2H2O=4HF+O2 或者 H2与F2黑暗中发生爆炸反应，H2与O2反应需要点燃 (11)2.50 mol·L-1 【分析】II中FeCl3溶液的三支试管，A中加入HCl，增大H+浓度，抑制Fe3+水解，同时增大Cl-浓度，使[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O正向进行，黄色加深，B加水促进水解，但粒子的浓度减小，黄色变浅，C加入NaCl溶液，黄色也变浅，说明[Fe(OH)(H2O)5]2+不能直接转化为[FeCl4]⁻。 【解析】（2）A. 胶体具有丁达尔现象，可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成，A正确； B. Fe(OH)3与硫酸反应最终得到硫酸铁溶液，向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀，B正确； C. Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，C正确； D. Fe(OH)3胶体不带电荷，胶体粒子带电荷，D错误； 答案选D； （3）A．Fe3+遇苯酚显紫色，可以用苯酚溶液检验Fe3+的存在，A合理； B．Fe3+遇KSCN溶液变红色，可以用KSCN溶液检验Fe3+的存在，B合理； C．盐酸中少量的Fe3+，用NaOH溶液不能检验，NaOH先与盐酸发生酸碱中和，C不合理； D．铁粉与盐酸和FeCl3都反应，不能用Fe来检验Fe3+，D不合理； 答案选CD； （4）对于配离子[FeCl4]⁻的判断： A．中心离子Fe3+提供空轨道，Cl-提供孤电子对，A错误； B．中心离子Fe3+提供空轨道，Cl-提供孤电子对，B错误； C．中心离子为Fe3+，Cl⁻为配位体，C正确； D．配离子[FeCl4]⁻是内界，在溶液中不能电离出Cl⁻，D错误； 答案选C。 （5）A．A试管中c(H+)增大，抑制Fe3+水解生成[Fe(OH)(H2O)5]2+，A错误； B．A试管中加入盐酸，黄色加深，存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动，B正确； C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量浓度减小，物质的量是增加，C错误； D．根据试管C中现象黄色变浅可知，[Fe(OH)(H2O)5]2+不能直接转化为[FeCl4]⁻，D错误； 答案选B； （6）FeCl2与NaClO3发生氧化还原反应，物质的量之比为6：1，FeCl2被氧化为FeCl3，化合价升高1，则NaClO3被还原为NaCl,化合价降低6，配平后的方程式为：6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl； （7）由图可知，当盐酸加入量小于8mL之前，H+浓度增加，NaClO3氧化性增强，反应①速率增大，PFC的产率提高。当盐酸加入量大于8mL之后，H+浓度过高，抑制了Fe3+的水解和聚合，使得PFC产率降低； （8）酸洗废液中存在Fe2+、Fe3+和H+等，加入足量的KF，使Fe2+、Fe3+形成稳定的无色配合物，防止与NaOH反应影响测定结果； 指示剂不能用甲基橙，甲基橙的变色范围在酸性范围内，且变色为黄色，而Fe3+也是黄色的，会造成干扰，指示剂应该选用酚酞，加入试剂2-3滴即可，答案选A； （9）KF溶液的作用是：与溶液中金属离子如Fe3+、Fe2+结合成更稳定的氟化物，防止对NaOH溶液的消耗造成影响； （10）非金属性越强，电负性越大， HF稳定性强于H2O 或者 2F2+2H2O=4HF+O2 或者 H2与F2黑暗中发生爆炸反应，H2与O2反应需要点燃，都能说明非金属性F大于O，电负性F大于O； （11）根据H++OH-=H2O，n(H+)=n(OH-)=0.1000mol/L×10.00×10-3L×=0.025mol，c(H+)==2.50mol/L。 【变式1·变载体】（24-25高三上·上海·期中）某校化学学习小组探究与溶液的反应，装置如下图所示，分液漏斗中盛有浓硫酸，锥形瓶中装有固体。回答下列问题： 【实验准备】 (1)a仪器的名称___________。 (2)写出实验中制备的化学方程式___________。 (3)蘸有少量NaOH溶液的棉花的作用是___________。 (4)配制100mL溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和___________。 【实验探究】 向3mL溶液中通入，观察到溶液立即由黄色变成红棕色，放置12小时后，红棕色消失，溶液变为浅绿色。结合已有知识，针对溶液呈红棕色学习小组提出以下猜想： 猜想1：水解产生了红棕色的胶体； 猜想2：与溶液中某种价含硫微粒形成了红棕色的配合物。 (5)为了验证上述猜想，甲同学用激光笔照射该红棕色溶液，___________，证明猜想1不成立。 乙同学查阅文献得知猜想2正确，并设计了下表3组实验，以确定红棕色配合物的配体是、、中的某一种(实验均在常温下进行)。 组别 溶液1(1mL) 溶液2(2mL) 现象 a 溶液 SO2的饱和溶液 溶液1和溶液2混合后，组别a、b、c所得溶液红棕色依次加深。 b SO2的饱和溶液，用固体调节。PH=5 c SO2的饱和溶液，用固体调节PH=10 已知：常温下，溶液中价含硫微粒物质的量分数随pH变化曲线如图所示。 (6)分析以上实验结果及有关信息，红棕色配合物中的配体是___________(填写微粒符号)，实验证据是___________。 (7)丙同学根据实验现象和查阅相关资料，认为SO2与FeCl3溶液了发生氧化还原反应。为了验证SO2的还原性，实验中可以代替FeCl3的试剂有___________。 a．浓H2SO4      b．酸性KMnO4溶液      c．碘水       d．NaCl溶液 (8)丁同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了。该做法___________ (填“合理”或“不合理”)，理由是___________。 【答案】(1)球形干燥管 (2)H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2 (3)吸收外泄的二氧化硫，保护环境 (4)100mL容量瓶 (5)无光的通路或者无丁达尔现象 (6) 由表可知，pH增大，离子浓度增大，溶液的红棕色加深 (7)b c (8) 不合理 反应后有SO2剩余，硝酸具有强氧化性，可以将SO2氧化成，也会出现白色沉淀，干扰实验结果 【分析】某校化学学习小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，浓硫酸和Na2SO3固体反应生成硫酸钠和SO2，SO2通入FeCl3溶液中发生反应，观察到溶液立即由黄色变成红棕色，放置12小时后，红棕色消失，溶液变为浅绿色。提出猜想： Fe3+ 水解产生了红棕色的 Fe(OH)3 胶体；Fe3+ 与溶液中某种 +4 价含硫微粒形成了红棕色的配合物，通过调节pH或改变+4 价含硫微粒的量来验证猜想，以此解答。 【解析】（1）由图可知，a为球形干燥管； （2）浓硫酸和固体反应生成硫酸钠和，化学方程式为：； （3）二氧化硫污染空气，蘸有少量NaOH溶液的棉花的作用是吸收外泄的二氧化硫，保护环境； （4）配制100mL溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶； （5）胶体具有丁达尔效应，为验证上述猜想，甲同学用激光笔照射该红棕色溶液，溶液中无明显光路（或溶液中无丁达尔效应），证明猜想1不成立 （6）由表可知，随着溶液pH的增大，溶液中浓度增大，所得溶液红色依次加深，因此说明配离子的配体为； （7）验证SO2的还原性，代替FeCl3的试剂即为与SO2发生氧化还原反应的氧化剂，浓硫酸、NaCl与二氧化硫不反应，二氧化硫可与酸性KMnO4溶液反应生成硫酸根和二价锰离子，二氧化硫可与碘水反应生成硫酸根与碘离子，故选bc； （8）反应后有SO2剩余，加入硝酸酸化的BaCl2溶液时，加入了强氧化性的硝酸，可以将SO2氧化成，也会出现白色沉淀，干扰实验结果，故不合理； 【变式2·变题型】（24-25高三上·上海·阶段检测）为研究溶液中的稳定性，进行如下实验，观察，记录结果。 实验I 物质 0min 1min 1h 5h 淡黄色 桔红色 红色 深红色 几乎无色 淡黄色 黄色 桔红色 (1)溶液的稳定性：_______(填“>”或“<”)。 (2)甲同学提出实验I中两溶液的稳定性差异可能是溶液中的保护了，因为具有还原性。进行实验II，否定了该观点，补全该实验。 操作：取_______，加_______，观察。 现象：与实验I中溶液现象相同。 (3)乙同学提出实验I中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致，进行实验III。分别配制为1、2、3、4的溶液，观察，发现的溶液长时间无明显变化，越大，溶液变黄的时间越短。资料显示：亚铁盐溶液中存在反应。由实验III，乙同学可得出的结论是_______，原因是_______。 【答案】(1)< (2) 取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液 加2滴0.01 molL-1KSCN溶液 (3) pH越小Fe2+越稳定 溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+，pH越小，c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe2+越稳定 【分析】探究Fe2+稳定性影响因素，关键是采用变量控制法，每次改变一个变量。设计了铵根离子和不同pH对其稳定性的影响。 【解析】（1）根据表中可以看出FeSO4变色更快，故FeSO4稳定性差。 （2）推测实验I中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的保护了Fe2+，因为具有还原性。设计实验可以除去的影响因素，其他条件不变，取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液，加2滴0.01 molL-1KSCN溶液，与实验I中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同； （3）由实验III可知，溶液pH越小溶液的酸性越强，则FeSO4越稳定，根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+可知：pH越小，c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe2+越稳定； 【变式3·变考法】（24-25高三上·北京·阶段检测）用晶体配制溶液，放置一天后发现产生黄色固体。实验小组同学研究固体成分及产生的原因。 (1)小组同学推测放置一天后的溶液中存在。将产生的离子方程式补充完整___________。 _________=______ (2)分离出黄色固体，经多次洗涤后完成如下实验： 证实黄色固体中含和，试剂1和试剂2分别是___________、___________。 (3)实验测定溶液放置过程中溶液的pH和黄色固体的量的变化，结果如下： 1小时 6小时 24小时 溶液的pH 2.39 2.35 1.40 黄色固体的量 几乎没有 少量 大量 分析黄色固体中除、还可能含有___________离子(写离子符号)。 (4)查阅资料：不同pH下的氧化率随时间变化的关系如图。为避免被氧化，配制溶液时，需要添加___________(写化学式)。 【答案】(1)4、4、、4、 (2) KSCN溶液 溶液 (3)OH− (4)H2SO4 、 【解析】（1）溶液在空气中放置，具有还原性，会被空气中的氧气氧化为。由于溶液呈酸性，反应在酸性条件下进行，得电子结合生成。根据氧化还原反应得失电子守恒：失去 1 个电子，得到 4 个电子，所以和的系数为4，的系数为1。配平后的方程式为。 （2）黄色固体加过量盐酸溶解后，溶液中含有、以及过量的和。检验的常用试剂是KSCN溶液，遇溶液变红。检验的常用试剂是溶液，产生不溶于酸的白色沉淀。由于溶液中已加过量盐酸，排除了等干扰，直接加即可。中间一份加铁氰化钾溶液未见明显变化，说明固体中不含。 （3）观察表格数据：随着放置时间延长，黄色固体的量增加，而溶液的pH从2.39降至1.40，即浓度增大。这说明生成黄色固体的反应过程中有生成。结合前面的氧化反应，随后会水解生成沉淀：。因为留在溶液中导致pH下降，所以黄色固体中必然结合了。因此，固体中除了、外，还含有离子。 （4）由图可知，pH 越小， 的氧化率越低。因此，为了抑制氧化，需要保持溶液较强的酸性，即加入稀硫酸。此外，即使有少量被氧化成，加入铁粉可以发生反应，从而防止因氧化而损耗。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·北京·高考真题）用下图装置进行的相关实验。 装置 实验 试剂 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液先变红色，一段时间后，溶液的红色褪去 ② 溶液(含数滴溶液) 已知：石蕊溶液中存在(红色)(蓝色)平衡。 下列说法不正确的是 A．①中溶液变红，说明平衡逆向移动 B．取①中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现紫色 C．②中溶液变红，说明氧化性： D．取②中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现红色 【答案】D 【解析】A．与水反应生成，溶液中增大，使平衡逆向移动，浓度增大溶液变红，A正确； B．①中溶液褪色是因为具有强氧化性，将有色色素永久性漂白，滴入溶液也无法恢复颜色，溶液不再出现紫色，B正确； C．②中溶液变红是因为将氧化为，与结合显红色，氧化剂氧化性大于氧化产物，故氧化性，C正确； D．②中溶液褪色是因为过量将溶液中的氧化，但仍存在于溶液中，滴入新的溶液，会与结合使溶液再次出现红色，D错误； 故选D。 2．（2026·广东·高考真题）用如图装置进行实验，反应一段时间，关闭活塞和止水夹，熄灭酒精灯，冷却后提起铁丝，注入稀硫酸。下列说法错误的是 A．溶液变棕黄色，体现的还原性 B．浓硫酸的作用是吸收水分，干燥 C．U形管中溶液遇KSCN溶液变红，说明有存在 D．烧杯溶液中最终存在： 【答案】D 【分析】Y形管中和盐酸反应生成氯气，与发生反应，生成使溶液变棕黄，饱和食盐水洗气瓶的作用是除去氯气中混有的氯化氢 ， 长颈漏斗在这里起到了平衡气压的作用，防止装置堵塞导致压强过大，浓硫酸洗气瓶作用是干燥氯气，除去水蒸气。U型管中铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕褐色的烟（ ）。 溶液用于吸收未反应完的有毒氯气，防止污染空气。 【解析】A．生成的与发生反应，生成使溶液变棕黄，化合价升高，作还原剂，体现还原性，A正确； B．制得的中混有和水蒸气，饱和食盐水除去，浓硫酸吸收水分，干燥，防止后续加热时水蒸气影响反应，B正确； C．加热条件下与反应生成，注入稀硫酸溶解后，溶液中含，遇溶液变红，可说明存在，C正确； D．烧杯中为吸收后的溶液，根据电荷守恒，溶液中阴离子还有，正确的关系式为：，D错误； 故选D。 3．（2026·江西·高考真题）高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石（含有少量和杂质）制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．浸出过程： B．浸出过程： C．净化过程： D．碳化过程： 【答案】C 【分析】优质大理石原料（主要成分为，含少量、杂质）先经煅烧，碳酸盐受热分解得到金属氧化物、、；煅烧产物加盐酸浸出，金属氧化物与盐酸反应转化为可溶性金属阳离子、、、，得到含多种金属离子的酸性溶液；浸出液加入石灰浆（悬浊液）进行净化，调节pH使铁、镁杂质转化为氢氧化物滤渣除去；净化后溶液通入、碳化，转化为碳酸钙沉淀，最后经过滤、干燥得到高纯； 【解析】A．煅烧时，浸出时和盐酸反应，是金属氧化物不能拆，离子方程式为，A正确； B．可等价表示为，与盐酸发生复分解反应，生成、和水，反应无化合价变化，离子方程式为，B正确； C．净化过程加入的是石灰浆，为悬浊液，在书写离子方程式时不能拆分为和，须保留化学式，正确离子方程式应为，C错误； D．碳化时溶液中含，通入创造碱性环境，再通入生成，与结合析出沉淀，离子方程式为，D正确； 故选C。 4．（2026·重庆·高考真题）下列实验相关项目的叙述正确的是 选项 项目 叙述 A 试剂存放 用正丙醇保存金属Na B 物质鉴别 用NaOH溶液可鉴别和 C 试剂除杂 用粉可除去溶液中的 D 酸碱滴定 用残留有蒸馏水的锥形瓶会影响滴定结果 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．正丙醇含有羟基，可与金属Na发生反应生成丙醇钠和氢气，不能用于保存Na，通常Na保存在煤油或石蜡油中，A错误； B．向溶液中加入NaOH溶液，仅生成白色沉淀且沉淀不溶于过量NaOH；向溶液中加入NaOH溶液，先生成白色沉淀，NaOH过量后沉淀溶解生成可溶性的，二者现象不同可鉴别，B正确； C．Cu粉会与发生反应，消耗的同时引入等新杂质，无法达到除杂目的，C错误； D．酸碱滴定中，锥形瓶残留的蒸馏水不会改变待测液中溶质的总物质的量，因此不会影响滴定结果，D错误； 故选B。 5．（2026·湖南·高考真题）常温下，铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是 A．溶液h可能是盐酸 B．向溶液b中通入过量气体e，空气中久置后可得沉淀g C．固体残渣中有铜，可能有铁 D．溶液f中含有 【答案】C 【分析】黄绿色气体c为Cl2，红褐色沉淀g为Fe(OH)3，进而推出溶液d为FeCl3溶液，溶液b为FeCl2溶液，Fe(OH)3与过量溶液h（酸）反应生成溶液a，则溶液a中含有金属阳离子Fe3+，Fe3+与铜、铁混合物反应生成Fe2+、Cu2+，最终得到深蓝色溶液f，说明生成铜氨络离子，因此气体e为，f中含有。 【解析】A．若h为盐酸，盐酸与Fe(OH)3反应生成含的盐酸体系，只要不足，仅部分铜溶解，仍可满足流程，存在这种可能性，A正确； B．溶液b中含有，通入过量生成，在空气中久置会被氧气氧化为红褐色的，即沉淀g，B正确； C．流程最终得到含铜氨络离子的溶液，说明溶液b中一定含有；铁的还原性比铜强，铜铁混合物中铁先发生反应，铁完全反应后铜才反应，若固体残渣中有铜，则一定无铁，C错误； D．与过量反应生成深蓝色络离子，因此f中含有该离子，D正确； 故选C。 6．（2026·河南·高考真题）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：在水溶液中由于水解与配位而显黄色；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的水解 B．④与⑤中：④>⑤ C．④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D．若向③中依次加入适量维生素C、溶液，会出现蓝色沉淀 【答案】B 【分析】 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 抑制了的水解（ ），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。这是与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。这是因为与的配位能力比更强，生成了更稳定的绿色络合物。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸，溶液又变回红色⑥。这是因为加入的与 结合生成弱酸草酸，降低了的浓度，导致绿色络合物 分解，释放出 。这些再与溶液中的反应，重新生成红色的络合物，以此解答。 【解析】A．水解使溶液显黄色，加入稀硫酸后增大，水解平衡逆向移动，抑制水解，溶液黄色变浅，A正确； B．④中与结合生成红色配合物，游离浓度低；⑤中与结合生成更稳定的，释放出，故：⑤>④，B错误； C．④中直接是与结合显红色；⑥中加入稀硫酸后，与结合，解离出，再与结合显红色，C正确； D．维生素C具有还原性，可将③中的还原为，与反应生成蓝色沉淀，D正确； 故选B。 7．（2026·云南·高考真题）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 【答案】C 【分析】Fe与足量S加热反应生成FeS黑色固体，FeS与稀硫酸反应生成FeSO4、H2S，H2S与醋酸铅反应生成黑色固体PbS，③实验过程中上层清液与KSCN溶液混合开始无明显现象，说明①中反应无Fe3+生成，5min后出现浅红色，说明Fe2+被氧化，④实验过程中上层清液与K3[Fe(CN)6]溶液混合产生蓝色沉淀，说明①中反应有Fe2+生成。 【解析】A．由上述分析可知，a中黑色固体成分有，A项正确； B．与在空气中燃烧，二者均被氧气氧化，可能生成，B项正确； C．步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行，其目的是防止FeSO4、H2S被氧化，步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，其目的是除去溶解氧，C项错误； D．醋酸铅试纸用于检验生成的H2S气体，b中使用溶液替代溶液，H2S与发生反应：，CuS为黑色固体，难溶于稀硫酸，可达到检验H2S的目的，D项正确； 故答案为C。 8．（2026·湖北·高考真题）赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为________。 (2)预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是________。 (3)“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是________（答两条即可）。 (4)酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为________。 (5)“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于，该溶液中浓度不大于________，此时滤液中的主要成分为________（填化学式）。 (6)沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是________（填化学式）。 【答案】(1) (2)矿石产生微裂纹，增大固液接触面积，便于酸液渗透，加快浸出反应速率 (3)提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解、提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出、同时不引入杂质，不干扰后续FePO4沉淀生成（任选两条） (4) (5) NH4Cl (6) 【分析】赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），先掺入 0.8% 碳在650℃高温活化预处理，破坏矿石致密结构，提升后续酸浸效率；再用HCl-H3PO4混合酸加热酸浸，铁元素溶出，硅类杂质形成滤渣分离；浸出液加H2O2氧化，将低价铁全部转化为Fe3+，随后滴加氨水调节pH，沉淀析出，滤液含铝、镁杂质除去。结晶产物经650℃煅烧脱去结晶水，最终得到无水磷酸铁，据此回答。 【解析】（1）Fe为26号元素，电子排布，价层电子排布式为：； （2）矿石晶格畸变产生微裂纹，增大矿石与酸液的接触面积，同时内部孔隙增多，酸液更容易渗入矿石内部，有效提升浸出反应速率； （3）“酸浸”加入盐酸，提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解；提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出；同时不引入杂质，不干扰后续沉淀生成（任选两条）； （4）酸浸液中加入，被氧化为，与形成配合物，离子方程式为：； （5），，，，；加，故阳离子主要为：，阴离子主要为：，此时滤液中的主要成分为NH4Cl； （6）中与原子个数比为，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为，Fe比例偏高，说明杂质不含P、只含铁，原料杂质、煅烧脱水生成，故产物中杂质是。 9.（2026·上海·高考真题）黄铜矿的湿法冶金技术，主要包括直接酸浸、氧化焙烧、硫酸化焙烧。下列是利用酸浸出黄铜矿(主要成分，含有少量杂质)回收其中铜和铁的工艺流程如图： (4)写出黄铜矿焙烧的主要反应方程式：___________ _____________ (5)用硫酸浸出黄铜矿时，生成、、。为了将目标铜元素分离提纯，需向反应液中多添加___________(选填“氧化剂”或“还原剂”)。 【答案】 (4) (5)还原剂 【解析】 （4）依据电子守恒，中从+2价升高到+3价，每个失1e⁻，从-2价升高到+6价，每个失8e⁻，4mol 共失电子，中从0价降低到-2价，1mol 得4e⁻，故的系数为。再依据原子守恒与电荷守恒，反应物缺项为，的系数为16，配平后总反应为。 （5）反应液中含、、、，后续需要得到绿矾，需添加还原剂将还原为。 10．(2025·上海卷T5)铁红是颜料，什么什么自古以来使用很多的……(题干缺失)。 (1)赭红的主要成分是_______。 A．Fe2S3 B．Fe3O4 C．FeS D．Fe2O3 (2)饱和氯化铁溶液说法正确的是_______。 A．常温显中性 B．加铁粉变红褐色 C．遇沸水后得到胶体 D．加氨水有白色沉淀 (3)有关铁原子说法正确的是_______。(不定项) A．有4个不同能级的电子 B．有5个未成对电子 C．占据15个原子轨道 D．有26种能量不同的电子 (4)加热试管中固体至红热，则_______。(不定项) A．移开酒精灯后固体保持红热 B．S只做还原剂 C．主要产生的气体附产物为SO3 D．最终得到黑色的Fe2S3 (5) [Fe(SCN)(H2O)5]Cl2内界为 ，配体有 种 (6)，加水稀释至体积为原来的2倍，则 。 A．增大 B．不变 C．减小 并用浓度商Q与平衡常数K的大小关系解释原因 。 (7)已知，求FeCl3的分布系数 。 x 1 2 3 4 K 30.2 134.9 97.72 1.02 【答案】(1)D (2)C (3)C (4)A (5) [Fe(SCN)(H2O)5]2+ 2 (6) A 所有离子浓度变为原来，，平衡逆移 (7)0.805 【解析】(1)Fe2S3、Fe3O4、FeS均为黑色，赭红的主要成分是Fe2O3，故选D； (2)A项，饱和氯化铁溶液中铁离子水解使得溶液显酸性，A错误；B项，铁和铁离子生成亚铁离子，溶液变为浅绿色，B错误；C项，制取Fe(OH)3红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，C正确；D项，加氨水生成红褐色氢氧化铁沉淀，D错误；故选C。 (3)铁为26号元素原子，基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2；A项，有7个不同能级的电子，错误；B项，有4个未成对电子，错误；C项，占据15个原子轨道，正确；D项，同一能级能量相同，有7种能量不同的电子，错误；故选C； (4)A项，铁和硫反应为放热反应，移开酒精灯后固体保持红热，正确；B项，反应生成FeS，S化合价降低，做氧化剂，错误；C项，主要产生的气体附产物为二氧化硫，而非SO3，错误；D项，最终得到黑色的FeS，错误；故选A； (5)[Fe(SCN)(H2O)5]Cl2内界为[Fe(SCN)(H2O)5]2+，配体有SCN2-、H2O两种； (6)所有离子浓度变为原来，，平衡逆移，使得溶液中铁离子的物质的量增大，故选A； (7)、、、，=。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $