第23讲 铁及其重要化合物（真题+考点+模拟）-备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用）

该高中化学高考复习讲义聚焦铁及其重要化合物核心考点，按单质、氧化物、氢氧化物、盐及转化关系构建知识体系，通过“真题明方向-精讲建体系-模练促落实”三阶教学流程，结合考点梳理、例题解析和分层训练，帮助学生系统突破重点难点。 资料以高考真题为导向，精选17道选择和2道非选择真题明确命题方向，精讲环节通过价类二维图和铁三角转化培养科学思维，设计氢氧化亚铁制备等实验活动提升科学探究能力。模练设置14道选择和4道非选择分层练习，助力学生高效巩固知识，为教师把控复习节奏提供实用指导。

以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实 备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用） 第23讲 铁及其重要化合物 第一部分 以【真题】明方向 选择题： 17 题 非选择题： 2 题 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】铁单质+3道例题 【考点2】铁的氧化物和氢氧化物+3道例题 【考点3】铁盐和亚铁盐+3道例题 【考点4】铁及其重要化合物的转化关系+3道例题 第三部分 以【模练】促落实 选择题： 14 题 非选择题： 4 题 第一部分 以【真题】明方向 1．（2026·浙江·高考真题）下列对有关实验现象的预测、不正确的是 A．溶液中滴加溶液，会立即产生红褐色沉淀 B．灼热粉末上滴加足量乙醇，黑色粉末会变成紫红色 C．苯酚与水形成的浊液中滴加足量溶液，浊液会变澄清 D．氨遇到氯化氢时，会产生白烟 2．（2026·全国卷·高考真题）下列检验方法不能达到目的的是 选项 检验目的 检验方法 A CuO是否被氢气完全还原 取少量还原后的样品，加入稀硫酸，若溶液变蓝色，则未完全还原 B 硫酸亚铁是否氧化变质 取少量样品溶于稀盐酸，加入KSCN溶液，若溶液变红色，则样品氧化变质 C 市购食盐是否为加碘盐 取少量样品溶于水，加入淀粉溶液，若溶液不变为蓝色，则不是加碘盐 D 自来水中是否存在 取水样，硝酸酸化后加入溶液，若生成白色沉淀，则存在 A．A B．B C．C D．D 3．（2026·江苏·高考真题）净水剂高铁酸钾()在酸性条件下极不稳定。向含氰(以表示)废水中加入，转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．反应①②中Fe元素化合价均升高 B．酸性条件下，转化为和 C．理论投料比 D．废水中的可被进一步氧化为 4．（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 5．（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 6．（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： 7．（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 8．（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 9．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是 A．浓硝酸见光分解： B．红热的铁在水蒸气中反应： C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸： D．向硫酸铜加入过量的氨水： 10、(2025·河南，4)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 固体X(黄色)→固体Y(红棕色)→溶液Z(棕黄色)→溶液R(浅绿色)→固体Q(黑色) 下列说法错误的是 A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C.R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备 11、(2025·北京，1)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A.月壤钛铁矿中存在活泼氢 B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 12、(2025·浙江6月选考，10)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项 选项 目标产物 制备方案 A FeCl3·6H2O FeCl2溶液通足量Cl2后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B Fe2O3 红热的铁粉与水蒸气反应 C FeCl2 FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水 D Fe(OH)2 FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤 13、(2025·山东，13)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：Fe2(C2O4)3能溶于水；Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9 mol2·L-2，Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7 mol2·L-2。下列说法错误的是 A.试剂X可选用Fe粉 B.试剂Y可选用盐酸 C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中 D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 14、(2024·广西，8)某小组对Fe2和K3的性质进行探究： Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴K3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A.实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体，溶液颜色变浅 B.实验Ⅱ中溶液呈红色 C.KSCN能区分Fe2和K3 D.焰色试验不能区分Fe2和K3 15、下列叙述不正确的是 A.浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸[2022·浙江6月选考，9C] B.工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应[2022·广东，6C] C.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2[2019·天津，3A] D.检验NaBr溶液中是否含有Fe2+，可以用K3溶液[2024·黑吉辽，8A] 16、(2024·新课标卷，9)实验室中利用如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 17、(2023·浙江1月选考，16)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 选项 实验方案 现象 结论 A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 D 向沸水中逐滴滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀 18．（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）。 19、(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。根据氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备 制备流程图如下： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为　　　。 含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为　　　　。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有　　　　。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是　　　　。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为　　　　　　　。 (5)操作②为　　　　。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为　　　　　，其作用为　　　　　　　　。 NaOH溶液的作用是　　　　。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是　　　　。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是　　　　　(填字母)。 a.ZnCl2·H2O　　　b.CuSO4·5H2O c.Na2S2O3·5H2O 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】铁单质 1、铁元素的存在 含量在地壳中居第四位，铁元素主要以+2价和+3价化合物的形式存在于矿石中。自然界中游离态的铁存在于陨铁中。 2、铁单质的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 3、铁单质的化学性质 铁位于第4周期第Ⅷ族，是较活泼的变价金属元素。 (1)与非金属单质反应 非金属 反应条件 现象 化学方程式 O2 常温、 潮湿空气中　 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈 — 点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4 Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3 S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS I2 加热 — Fe＋I2FeI2 注意：无论Fe过量与否，只能被氯气氧化为Fe(Ⅲ)，被I2、S氧化为Fe(Ⅱ)。 (2)与水蒸气：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，铁与冷水、热水均不能发生反应。 (3)与非氧化性酸(H+)：Fe+2H+===Fe2++H2↑； 与氧化性酸如浓硝酸、浓硫酸与铁反应：常温下钝化，加热时可将铁氧化为+3价铁盐。 ①与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O ②与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O 铁与稀硝酸反应的离子方程式： ①少量铁：Fe+4H++N===F+NO↑+2H2O； ②过量铁：3Fe+8H++2N===3F+2NO↑+4H2O。 (4)与Cu2+：Fe+Cu2+===Fe2++Cu， 与Fe3+：2Fe3++Fe===3Fe2+。 【例题1】颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，用途很广泛。下列说法不正确的是 A.“纳米铁”在一定的溶剂中可以发生丁达尔效应 B.“纳米铁”处理硝态氮生成N2的过程中作还原剂 C.“纳米铁”与水蒸气在高温下反应生成红棕色粉末 D.“纳米铁”可在氩气氛围中保存 【例题2】下列关于铁的说法正确的是 A.铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B.铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C.已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D.铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ 【例题3】如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。 (1)加热湿棉花的目的是　　　　。 (2)B处酒精灯上加网罩的作用是　　　　　　　　，实验开始时，应先点燃　　　(填“A”或“B”)处酒精灯，目的是　　　　。 (3)将产生的气体导入肥皂液中的目的是　　　　　　　　　　　　。 (4)该实验说明铁具有较强　　　性，若1 mol铁粉完全反应，转移的电子数为　　　NA。 【考点2】铁的氧化物和氢氧化物 1、铁的氧化物 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 +2 +3 一个+2、两个+3 (Fe3O4可看作Fe2O3·FeO) 用途 — 作红色油漆和涂料、炼铁 作磁铁、炼铁 重要方程式： (1)FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 (2)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 ①FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O ②Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O ③Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O (3)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O ②Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O ③Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O (4)与还原性酸(如：HI)的反应 ①FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O ②Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O ③Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O (5)氧化铁被CO、Al还原的化学方程式： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 2、氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水 与非氧化性酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 与氧化性酸反应 3Fe(OH)2＋10H＋＋NO=== 3Fe3＋＋NO↑＋8H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 与HI反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2＋6H2O 受热分解 Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化： 4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，溶液中生成的Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 3．氢氧化亚铁的实验室制法 (1)要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点： 一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触； 二是要防止溶液中出现三价铁离子。取用最新配制的FeSO4溶液，NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2。 (2)制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施 方法1：有机覆盖层法 实验操作 实验装置图 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。 方法2：还原性气体保护法 实验操作 实验装置图 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀。 实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 方法3：电解法 实验操作 实验装置图 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。 阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用 【例题1】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是 A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B.实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C.一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D.实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 【例题2】下列有关物质性质与用途的对应关系错误的是 A．Cl2有毒，可用于自来水消毒 B．Al2(SO4)3水解生成Al(OH)3胶体，可用于浑浊水的净化 C．硅是半导体材料，可用于生产计算机芯片 D．Fe2O3为红棕色，可用作油漆、油墨的红色颜料 【例题3】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。 方法一：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。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是_______________，B中长玻璃管的作用________________。 (2)H2O2的电子式____________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是____________，其发生反应的化学方程式为___________。 方法二：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。 (4)铁与电源的__________(填“正”或“负”)极相连。 (5)阴极发生的电极反应方程式____________________________。 (6)在标准状况下，当阴极产生 11.2 L气体时，理论上生成________g Fe(OH)2。 【考点3】铁盐和亚铁盐 1、铁盐与亚铁盐的重要化学性质 物质 亚铁盐 铁盐 氧化性与 还原性 Fe2+为中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、N(H+)等均表现为还原性。 (1)氧化性：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ (2)还原性： ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3+为铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 水解性 水解呈酸性，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。 Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 【易错提醒】 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为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的方法除去溶液中的Fe3＋。 ③用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：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。 ④FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为Fe2O3。 ⑤Fe3＋与HCO、[Al(OH)]、CO等水解呈碱性的离子因发生双水解而不能大量共存。 2、Fe2+和Fe3+的检验 (1)Fe2+的检验 ①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋。 ②铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋。 离子方程式：K+＋Fe2+＋Fe(CN)===KFe[FeCN)6]↓ (蓝色沉淀) ③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) ④KMnO4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+＋MnO＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 【易错提醒】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)。 ⑤KSCN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 【易错提醒】检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋的检验 ①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋。 ②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物(NH4SCN)溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3＋ 。 离子方程式：Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3 (红色溶液) 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苯酚法：加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH6H+＋[Fe(C6H5O)6]3－ (紫色溶液) (3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验 混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3+。 混合溶液生成蓝色沉淀，说明含有Fe2+。 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K3[Fe(CN)6]溶液，若产色蓝色沉淀，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＋。 3、其他重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 铁铵矾 [NH4Fe(SO4)2·12H2O] 无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 莫尔盐(或摩尔盐) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂。 赤血盐{K3[Fe(CN)6]} 红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 高铁酸钾(K2FeO4) ①暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。 ②化学性质：K2FeO4中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解。 a．K2FeO4在酸性条件下分解： 4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O b．K2FeO4在中性条件下分解： 4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－ 【例题1】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时，最佳顺序为①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③ 【例题2】下列关于FeCl2和FeCl3两种溶液的说法不正确的是 A.FeCl2和FeCl3溶液均呈酸性 B.保存时均需加入少量铁粉 C.可利用与铜粉的反应比较Fe2+、Fe3+的氧化性强弱 D.分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀 【例题3】某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是　　　　。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是　　　　。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是　　　　(填离子符号，下同)；实验①和③说明：在I-过量的情况下，溶液中仍含有　　　　，由此可以证明该氧化还原反应为　　　　。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为　　　　；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是　　　　　　　　　　　 　，生成沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　　　(用平衡移动原理解释)。 【考点4】铁及其重要化合物的转化关系 1．铁元素的价类二维图及转化关系 图中指定序号对应的化学方程式： ①2Fe+3Cl22FeCl3； ⑥3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3； ⑦Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O； ⑨Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O； ⑩2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O； ⑫4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3； ⑮2FeCl2+Cl2===2FeCl3； ⑯FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl； ⑰2FeCl3+Fe===3FeCl2。 2．铁及其重要化合物之间的转化关系 3．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化： Fe→Fe2+ Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ Fe→Fe3+ 2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色) 2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ 4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) 3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O Fe(Ⅱ)→Fe Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ) 2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ 2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。 Fe(Ⅲ)→Fe 2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 4．应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 混合物 (括号内为杂质) 除杂方法或所用试剂 反应原理 FeCl2溶液(FeCl3) 加过量铁粉，过滤 Fe＋2FeCl3===3FeCl2 FeCl3溶液FeCl2) 加氯水或通入Cl2 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 FeCl2溶液(CuCl2) 加过量铁粉，过滤 Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu Fe(Al) 加过量强碱溶液，过滤 2Al＋6H2O＋2NaOH===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ Fe2O3(Al2O3、SiO2) 加过量强碱溶液，过滤 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CuCl2溶液(FeCl3) 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O MgCl2溶液(FeCl3) 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O CaCl2溶液FeCl3) 加过量CaCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O (2)工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除 ①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6。 ②步骤 a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去。 【示例】除去Zn2＋中混有的Fe3＋的方法：向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去。 【示例】除去Zn2＋中混有的Fe2＋的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 (3)判断离子能否共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、Cr2O、H2O2、Cl2、Br2在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存。 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。 ③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。 ④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、[Al(OH)]、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存。 (4)盐溶液的配制与保存 (5)物质制备 ①由FeCl3溶液制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液。 ②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色。 ③由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 ④由Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4混合溶液制NH4Fe(SO4)2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 【例题1】下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A.铁粉遇空气放热，可用于制作暖贴 B.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂 C.FeCl3溶液显酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜 D.FeS难溶于水，可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)] 【例题2】下图为铁的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A.铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化① B.加热Fe(OH)3发生转化③，Fe(OH)3与HI反应发生④ C.可通过Fe(OH)2与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为1∶2 D.K2FeO4作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 【例题3】除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　。 (2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：　　　　　，离子方程式：　　　　。 (4)FeCl2(Cu2+)，除杂方法：　　　　，离子方程式：　　　　。 (5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：　　　　　　　。 第三部分 以【模练】促落实 1、下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是 A.高温下Fe与水蒸气反应：Fe+H2O(g)FeO+H2 B.Fe(OH)3胶体制备：FeCl3+3H2O3Fe(OH)3(胶体)+3HCl C.FeCl2溶液中Fe2+的检验：FeCl2+K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓+2KCl D.Fe催化甲苯的溴化反应：+Br2 2、化合物A的相关转化如下图所示。已知由E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。下列说法错误的是 A.化合物A的用途之一是作油漆、涂料和橡胶的颜料 B.B的溶液可以作为覆铜板的腐蚀液，以制作印刷电路板 C.可用酸性高锰酸钾溶液证明D的溶液中含有亚铁离子 D.单质甲的水溶液具有漂白性 3、如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程，下列叙述正确的是 A.基态Fe3+的价电子排布式为3d6 B.检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收SO2，可用试剂K3[Fe(CN)6] C.“氧化”中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+H2O===4Fe(OH)3↓ D.“氧化”后的溶液可以循环使用 4．是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是 A．反应①： B．反应②： C．反应③： D．反应④： 5、以黄铁矿(FeS2)作为电子供体的自养反硝化技术是低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。FeS2氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是 A.整个反应过程中涉及的还原剂只有FeS2、S2、S B.可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的Fe2+ C.整个反应过程中，1 mol FeS2最多提供15 mol电子 D.S2参与“反硝化”反应的离子方程式为5S2+8N+H2O===10S+4N2↑+2H+ 6、下列除杂的操作不正确的是 A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，再加入CuO充分反应后过滤 7、乳酸亚铁即[CH3CH(OH)COO]2Fe是一种食品铁强化剂。某同学为检验其水溶液中有Fe2+，设计了如下方案。其中方案合理且现象叙述正确的是 A.向乳酸亚铁溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀 B.向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，立即出现红褐色沉淀 C.向乳酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，振荡后紫色褪去 D.向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红 8、下列有关铁的说法正确的是 A.Fe在稀硝酸中发生钝化 B.给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2 C.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色 D.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀 9．磷酸铁()是制备磷酸亚铁锂()的重要前驱体，工业上常用如下流程制备磷酸铁，下列说法错误的是 A．铁元素在周期表中位于ds区 B．“氧化”步骤反应的离子方程式： C．“氧化”反应中，的实际消耗量超过理论用量可能与有关 D．“沉淀”时需控制pH，防止pH过高生成Fe(OH)3 10、下列表示客观事实的化学方程式或离子方程式不正确的是 选项 客观事实 化学(离子)方程式 A 铁的金属活动性大于铜 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ B 铁和水蒸气能发生置换反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 C 配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体加入浓盐酸中溶解后再加水稀释 Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+ D Fe3+的氧化性大于I2 2Fe3++2I-===2Fe2++I2 11、某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是 A.准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B.准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C.准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D.准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 12、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+ 13．FeS2作为电子供体的自养反硝化技术是一种利用无机物氧化提供电子，将硝酸盐还原为氮气的污水处理技术。其过程涉及三个关键反应：①FeS2被Fe3+氧化为，②自养反硝化菌利用生成的将还原为N2，③Fe2+被氧化为Fe(OH)3。下列说法错误的是 A．①反应中1mol FeS2参与反应时，转移电子数为7(为阿伏加德罗常数的值) B．②反应的离子方程式为 C．③反应的离子方程式为 D．中间产物Fe2+可用铁氰化钾试剂检验 14、室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞溶液，观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 15、实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 (1)如何检查装置A的气密性？　　　　　　　。 (2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是　　　　　　　　。 (3)装置B的作用是　　　　　　　　。装置C中装的液体是　　　　，所起的作用是　　　　。 (4)点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式： 　　　　　　　　。 (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为　　　　　　　　。 16、工业上利用黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如图： 试回答下列问题： (1)滤液X中含有的金属阳离子是　　　　　(填离子符号)。 (2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是　　　　　　　。 ②步骤Ⅲ中可选用　　　　(填字母)调节溶液的pH。 a.次氯酸钙 b.氨水 c.氢氧化钠溶液 d.高锰酸钾溶液 (3)①步骤Ⅳ加入NH4HCO3时的离子方程式为　　　　　　　。 ②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是　　　　　　　。 ③步骤Ⅳ中FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2+，检验Fe2+的方法是　　　　。 (4)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为　　　　。 17、硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室以严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体，其流程如下： (1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为　　　　　　　。 (2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为　　　　。 (3)若证明溶液B中不存在Fe3+，可选择的方法是　　　　。 (4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是　　　　。 18、共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4的工艺流程如下： (1)“共沉”制备Fe3O4粒子的离子方程式为　　　　　　　。 (2)对Fe3O4 制备有较大的影响。 ①若Fe3+过量，过量的Fe3+会生成副产物FeO(OH)。生成副产物FeO(OH)的离子方程式为 　　　　 　　　。 ②实际投料时，略小于理论反应的比值，这是因为部分Fe2+会直接生成Fe3O4，该反应的离子方程式为　　　　　　　。 (3)“共沉”时需不断地强烈搅拌，一是使反应充分进行，另一原因是　　　　　。 (4)固液分离后，用去离子水反复洗涤Fe3O4。检验是否洗涤干净的实验操作是　　。 (5)检验Fe3O4中不同价态的铁元素。选用的试剂是　　　　(填字母)。 a.浓盐酸 b.稀硫酸 c.硫氰化钾溶液 d.高锰酸钾溶液 e.溴水 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实 备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用） 第23讲 铁及其重要化合物 第一部分 以【真题】明方向 选择题： 17 题 非选择题： 2 题 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】铁单质+3道例题 【考点2】铁的氧化物和氢氧化物+3道例题 【考点3】铁盐和亚铁盐+3道例题 【考点4】铁及其重要化合物的转化关系+3道例题 第三部分 以【模练】促落实 选择题： 14 题 非选择题： 4 题 第一部分 以【真题】明方向 1．（2026·浙江·高考真题）下列对有关实验现象的预测、不正确的是 A．溶液中滴加溶液，会立即产生红褐色沉淀 B．灼热粉末上滴加足量乙醇，黑色粉末会变成紫红色 C．苯酚与水形成的浊液中滴加足量溶液，浊液会变澄清 D．氨遇到氯化氢时，会产生白烟 【答案】A 【详解】A．溶液中滴加溶液，首先生成白色沉淀，随后沉淀迅速变为灰绿色，最终才变为红褐色，不会立即产生红褐色沉淀，A错误； B．灼热与乙醇发生氧化还原反应，被还原为紫红色的单质，乙醇被氧化为乙醛，因此黑色粉末会变成紫红色，B正确； C．苯酚具有弱酸性，可与反应生成易溶于水的苯酚钠，因此浊液会变澄清，C正确； D．氨气与氯化氢气体反应生成白色固体小颗粒，现象为产生白烟，D正确； 故选A。 2．（2026·全国卷·高考真题）下列检验方法不能达到目的的是 选项 检验目的 检验方法 A CuO是否被氢气完全还原 取少量还原后的样品，加入稀硫酸，若溶液变蓝色，则未完全还原 B 硫酸亚铁是否氧化变质 取少量样品溶于稀盐酸，加入KSCN溶液，若溶液变红色，则样品氧化变质 C 市购食盐是否为加碘盐 取少量样品溶于水，加入淀粉溶液，若溶液不变为蓝色，则不是加碘盐 D 自来水中是否存在 取水样，硝酸酸化后加入溶液，若生成白色沉淀，则存在 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．若未完全还原，样品中含有的可与稀硫酸反应生成蓝色的溶液，与稀硫酸不反应，该方法可达到检验目的，A不符合题意； B．硫酸亚铁氧化变质会生成，遇溶液显红色，该方法可达到检验目的，B不符合题意； C．加碘盐中碘元素以形式存在，淀粉仅遇单质显蓝色，直接加淀粉溶液无法检验是否为加碘盐，该方法不能达到检验目的，C符合题意； D．硝酸酸化可排除等干扰离子，与反应生成不溶于硝酸的白色沉淀，该方法可达到检验目的，D不符合题意； 故选C。 3．（2026·江苏·高考真题）净水剂高铁酸钾()在酸性条件下极不稳定。向含氰(以表示)废水中加入，转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．反应①②中Fe元素化合价均升高 B．酸性条件下，转化为和 C．理论投料比 D．废水中的可被进一步氧化为 【答案】C 【详解】A．中Fe为+6价，反应①生成，其中Fe为+5价，反应②最终生成，其中Fe为+3价，两个反应中Fe元素化合价均降低，作氧化剂，A错误； B．酸性条件下极不稳定，因为是碱性氧化物，会与酸反应，所以产物不可能为，且还原产物最终为含水体系中稳定的，B错误； C．用得失电子守恒计算，1 mol 中Fe从+6价降到+3价，共得到3 mol电子；1 mol HCN（C为+2价、N为-3价）最终被氧化为（C为+4价）和（N为+5价），共失去电子； 氧化还原反应总得失电子守恒，则有，C正确； D．中N为+5价，是N元素的最高价态，无法被氧化，D错误； 故选C。 4．（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 【详解】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。 5．（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 【详解】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。 6．（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 【详解】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； 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。 7．（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 【详解】 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。 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。 8．（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 【详解】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。 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。 9．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是 A．浓硝酸见光分解： B．红热的铁在水蒸气中反应： C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸： D．向硫酸铜加入过量的氨水： 【答案】A 【详解】A．浓硝酸见光分解的正确产物应为NO2，方程式为 ：，A错误； B．红热的铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，方程式 ，B正确； C．硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质沉淀和二氧化硫气体，方程式 ，C正确； D．硫酸铜与过量氨水反应形成四氨合铜(II)离子，离子方程式正确，D正确； 故选A。 10、(2025·河南，4)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 固体X(黄色)→固体Y(红棕色)→溶液Z(棕黄色)→溶液R(浅绿色)→固体Q(黑色) 下列说法错误的是 A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C.R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备 【答案】C 【详解】由X和Q的组成元素相同及溶液Z、R的颜色推断，X中含有铁元素，因此结合物质的颜色可判断固体X为FeS2，固体Y为Fe2O3，溶液Z中含有Fe3+，溶液R中含有Fe2+，固体Q为FeS。Y为Fe2O3，为红棕色固体，常用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；溶液Z中含有Fe3+，加热煮沸后Fe3+发生水解会生成Fe(OH)3胶体，溶液颜色会由棕黄色转变为红褐色，B正确；FeS与强酸反应生成有毒的H2S，且强酸性条件下无法制得FeS，C错误；Q为FeS，可在加热条件下通过Fe和S化合制备，D正确。 11、(2025·北京，1)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A.月壤钛铁矿中存在活泼氢 B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 【答案】B 【详解】月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子，这些氢原子在加热条件下可以参与反应，说明其有一定的活泼性，A正确、B不正确；加热月壤钛铁矿生成单质铁和水蒸气的过程中有元素化合价变化，属于氧化还原反应，C正确；水蒸气液化是物理变化，会释放热量，D正确。 12、(2025·浙江6月选考，10)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项 选项 目标产物 制备方案 A FeCl3·6H2O FeCl2溶液通足量Cl2后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B Fe2O3 红热的铁粉与水蒸气反应 C FeCl2 FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水 D Fe(OH)2 FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤 【答案】C 【详解】FeCl2溶液通足量Cl2后，得到FeCl3溶液，蒸发浓缩会促进Fe3+水解生成Fe(OH)3，无法得到FeCl3·6H2O，A错误；红热的铁粉与水蒸气反应生成Fe3O4，B错误；Fe2+在水溶液中易水解且易被空气中的氧气氧化，则让FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水可以得到FeCl2，C正确；FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤，生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，D错误。 13、(2025·山东，13)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：Fe2(C2O4)3能溶于水；Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9 mol2·L-2，Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7 mol2·L-2。下列说法错误的是 A.试剂X可选用Fe粉 B.试剂Y可选用盐酸 C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中 D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 【答案】 A 【详解】钢渣用盐酸酸浸后，CaO、FeO、Fe2O3分别转化成Ca2+、Fe2+、Fe3+进入滤液Ⅰ中，则滤渣Ⅰ为SiO2，根据已知信息，CaC2O4的Ksp与FeC2O4的接近，而Fe2(C2O4)3能溶于水，则要想有效分离Ca、Fe元素，滤渣Ⅱ只能是CaC2O4，为了防止生成FeC2O4，需要将滤液Ⅰ中的Fe2+完全转化成Fe3+以保证Fe元素留在滤液Ⅱ中，因此试剂X需氧化Fe2+，不能用Fe粉，A错误；向Na2SiO3溶液中加酸可得到H2SiO3，H2SiO3受热分解可得到SiO2，因此试剂Y可以为盐酸，B正确；“分离”后，Fe元素在滤液Ⅱ中，C正确；CaC2O4存在沉淀溶解平衡：CaC2O4(s)⥫⥬Ca2+(aq)+C2(aq)，若酸浸后滤液Ⅰ的pH过小，则C2与H+结合导致C2浓度降低，平衡正向移动，导致CaC2O4的质量减少，D正确。 14、(2024·广西，8)某小组对Fe2和K3的性质进行探究： Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴K3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A.实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体，溶液颜色变浅 B.实验Ⅱ中溶液呈红色 C.KSCN能区分Fe2和K3 D.焰色试验不能区分Fe2和K3 【答案】C 【详解】实验Ⅰ中，Fe2溶液与KSCN溶液反应的实质是Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3，硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根离子，不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，故A错误；实验Ⅱ中，K3溶液中存在K+、，不能电离出Fe3+，因此K3溶液与KSCN溶液不能发生反应，溶液颜色无明显变化，故B错误；实验Ⅰ中，KSCN溶液与Fe2溶液反应产生Fe(SCN)3，溶液变为红色，但K3溶液与KSCN溶液不能发生反应，K3水溶液呈黄色，因此加入KSCN可以区分两者，故C正确；铁的焰色为无色，而K3中含有钾元素，焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色，因此焰色试验可以区分Fe2和K3，故D错误。 15、下列叙述不正确的是 A.浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸[2022·浙江6月选考，9C] B.工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应[2022·广东，6C] C.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2[2019·天津，3A] D.检验NaBr溶液中是否含有Fe2+，可以用K3溶液[2024·黑吉辽，8A] 【答案】A 16、(2024·新课标卷，9)实验室中利用如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 【详解】铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，A正确；酒精灯在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水蒸气的形成，若移至湿棉花下方则难以产生高温，且会导致水蒸气生成速率过快，未反应就逸出，利用率降低，实验效果不好，B错误；由于该实验中的反应需要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确。 17、(2023·浙江1月选考，16)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 选项 实验方案 现象 结论 A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 D 向沸水中逐滴滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀 【答案】D 【详解】FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2++Zn===Fe+Zn2+，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；溶液变成红色的原因为Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3，S和K+对平衡无影响，B错误；Fe3+可能先与单质铁反应生成Fe2+，则溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热胶体因聚沉变为沉淀，D正确。 18．（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) 【详解】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。 （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。 19、(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。根据氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备 制备流程图如下： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为　　　。 含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为　　　　。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有　　　　。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是　　　　。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为　　　　　　　。 (5)操作②为　　　　。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为　　　　　，其作用为　　　　　　　　。 NaOH溶液的作用是　　　　。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是　　　　。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是　　　　　(填字母)。 a.ZnCl2·H2O　　　b.CuSO4·5H2O c.Na2S2O3·5H2O 【答案】(1)不再有气泡产生　Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率　(2)漏斗、玻璃棒 (3)K3[Fe(CN)6]溶液　(4)2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-　(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体　(6)球形冷凝管　冷凝回流SOCl2　吸收SO2、HCl等尾气，防止污染　(7)碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用　(8)a 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】铁单质 1、铁元素的存在 含量在地壳中居第四位，铁元素主要以+2价和+3价化合物的形式存在于矿石中。自然界中游离态的铁存在于陨铁中。 2、铁单质的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 3、铁单质的化学性质 铁位于第4周期第Ⅷ族，是较活泼的变价金属元素。 (1)与非金属单质反应 非金属 反应条件 现象 化学方程式 O2 常温、 潮湿空气中　 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈 — 点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4 Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3 S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS I2 加热 — Fe＋I2FeI2 注意：无论Fe过量与否，只能被氯气氧化为Fe(Ⅲ)，被I2、S氧化为Fe(Ⅱ)。 (2)与水蒸气：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，铁与冷水、热水均不能发生反应。 (3)与非氧化性酸(H+)：Fe+2H+===Fe2++H2↑； 与氧化性酸如浓硝酸、浓硫酸与铁反应：常温下钝化，加热时可将铁氧化为+3价铁盐。 ①与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O ②与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O 铁与稀硝酸反应的离子方程式： ①少量铁：Fe+4H++N===F+NO↑+2H2O； ②过量铁：3Fe+8H++2N===3F+2NO↑+4H2O。 (4)与Cu2+：Fe+Cu2+===Fe2++Cu， 与Fe3+：2Fe3++Fe===3Fe2+。 【例题1】颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，用途很广泛。下列说法不正确的是 A.“纳米铁”在一定的溶剂中可以发生丁达尔效应 B.“纳米铁”处理硝态氮生成N2的过程中作还原剂 C.“纳米铁”与水蒸气在高温下反应生成红棕色粉末 D.“纳米铁”可在氩气氛围中保存 【答案】C 【详解】“纳米铁”颗粒大小为1~100 nm，与胶体粒子大小相近，“纳米铁”在一定的溶剂中形成的分散系属于胶体，可以发生丁达尔效应，故A正确；硝酸根离子转化为氮气，N化合价降低，“纳米铁”中Fe为0价，在反应中化合价升高，为还原剂，故B正确；“纳米铁”中Fe为0价，Fe与水蒸气在高温条件下生成黑色四氧化三铁，故C错误；铁易被氧化，可在氩气氛围中保存，故D正确。 【例题2】下列关于铁的说法正确的是 A.铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B.铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C.已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D.铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ 【答案】C 【详解】铁在空气中不能燃烧，A错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；Ag不如Cu活泼，可推测Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C正确；铁与盐酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑，反应产物与盐酸量的多少无关，D错误。 【例题3】如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。 (1)加热湿棉花的目的是　　　　。 (2)B处酒精灯上加网罩的作用是　　　　　　　　，实验开始时，应先点燃　　　(填“A”或“B”)处酒精灯，目的是　　　　。 (3)将产生的气体导入肥皂液中的目的是　　　　　　　　　　　　。 (4)该实验说明铁具有较强　　　性，若1 mol铁粉完全反应，转移的电子数为　　　NA。 【答案】(1)提供反应所需的水蒸气　(2)集中火焰，产生高温　A　用水蒸气排尽装置中的空气 (3)收集气体　(4)还原　 【考点2】铁的氧化物和氢氧化物 1、铁的氧化物 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 +2 +3 一个+2、两个+3 (Fe3O4可看作Fe2O3·FeO) 用途 — 作红色油漆和涂料、炼铁 作磁铁、炼铁 重要方程式： (1)FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 (2)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 ①FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O ②Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O ③Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O (3)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O ②Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O ③Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O (4)与还原性酸(如：HI)的反应 ①FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O ②Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O ③Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O (5)氧化铁被CO、Al还原的化学方程式： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 2、氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水 与非氧化性酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 与氧化性酸反应 3Fe(OH)2＋10H＋＋NO=== 3Fe3＋＋NO↑＋8H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 与HI反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2＋6H2O 受热分解 Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化： 4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，溶液中生成的Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 3．氢氧化亚铁的实验室制法 (1)要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点： 一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触； 二是要防止溶液中出现三价铁离子。取用最新配制的FeSO4溶液，NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2。 (2)制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施 方法1：有机覆盖层法 实验操作 实验装置图 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。 方法2：还原性气体保护法 实验操作 实验装置图 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀。 实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 方法3：电解法 实验操作 实验装置图 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。 阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用 【例题1】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是 A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B.实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C.一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D.实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 【答案】C 【详解】氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排尽装置内的空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气使装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁白色絮状沉淀，故C错误；本实验利用反应生成的氢气排净装置中的空气，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确。 【例题2】下列有关物质性质与用途的对应关系错误的是 A．Cl2有毒，可用于自来水消毒 B．Al2(SO4)3水解生成Al(OH)3胶体，可用于浑浊水的净化 C．硅是半导体材料，可用于生产计算机芯片 D．Fe2O3为红棕色，可用作油漆、油墨的红色颜料 【答案】A 【详解】A．Cl2的毒性不是其用于自来水消毒的原因；Cl2与水反应生成HClO，消毒利用的是HClO的强氧化性，A错误； B．Al2(SO4)3水解生成的Al(OH)3胶体表面积较大，能吸附水中的悬浮物，可用于浑浊水的净化，B正确； C．硅具有半导体性能，可用于生产计算机芯片，C正确； D．Fe2O3呈红棕色，可用作油漆、油墨的红色颜料，D正确； 故答案为A。 【例题3】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。 方法一：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。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是_______________，B中长玻璃管的作用________________。 (2)H2O2的电子式____________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是____________，其发生反应的化学方程式为___________。 方法二：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。 (4)铁与电源的__________(填“正”或“负”)极相连。 (5)阴极发生的电极反应方程式____________________________。 (6)在标准状况下，当阴极产生 11.2 L气体时，理论上生成________g Fe(OH)2。 【答案】(1)恒压分液漏斗（或恒压滴液漏斗） 平衡气压，辅助排出装置B中的空气 (2) (3)白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 (4)正 (5) (6)45 【详解】（1）根据仪器a的结构特征（带有侧管以平衡上下压强），可知其名称为恒压分液漏斗；在步骤Ⅰ中，通入氢气排空气时，B中的长玻璃管作为排气导管排出装置B中的空气，同时在反应过程中起到平衡气压的作用，防止装置内压强过大发生危险； （2）过氧化氢（）是共价化合物，分子中存在两个氧氢键和一个氧氧键，氧原子最外层达到8电子稳定结构，其电子式为 ； （3）步骤Ⅲ中，打开，装置C中过氧化氢在二氧化锰催化下生成的氧气进入装置B中，将生成的白色沉淀氢氧化亚铁氧化为红褐色的氢氧化铁，观察到的现象为：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；发生反应的化学方程式为 ； （4）电解法制备氢氧化亚铁时，需要铁单质失去电子生成亚铁离子（），故铁必须作电解池的阳极，与电源的正极相连； （5）阴极上水电离出的氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，电极反应式为 ； （6）标准状况下 氢气的物质的量为 。根据阴极反应 ，生成 氢气转移 电子。根据阳极反应 ，转移 电子生成 。因此理论上生成 ，其摩尔质量为 ，理论生成质量为 。 【考点3】铁盐和亚铁盐 1、铁盐与亚铁盐的重要化学性质 物质 亚铁盐 铁盐 氧化性与 还原性 Fe2+为中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、N(H+)等均表现为还原性。 (1)氧化性：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ (2)还原性： ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3+为铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 水解性 水解呈酸性，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。 Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 【易错提醒】 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为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的方法除去溶液中的Fe3＋。 ③用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：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。 ④FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为Fe2O3。 ⑤Fe3＋与HCO、[Al(OH)]、CO等水解呈碱性的离子因发生双水解而不能大量共存。 2、Fe2+和Fe3+的检验 (1)Fe2+的检验 ①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋。 ②铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋。 离子方程式：K+＋Fe2+＋Fe(CN)===KFe[FeCN)6]↓ (蓝色沉淀) ③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) ④KMnO4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+＋MnO＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 【易错提醒】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)。 ⑤KSCN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 【易错提醒】检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋的检验 ①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋。 ②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物(NH4SCN)溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3＋ 。 离子方程式：Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3 (红色溶液) 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苯酚法：加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH6H+＋[Fe(C6H5O)6]3－ (紫色溶液) (3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验 混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3+。 混合溶液生成蓝色沉淀，说明含有Fe2+。 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K3[Fe(CN)6]溶液，若产色蓝色沉淀，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＋。 3、其他重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 铁铵矾 [NH4Fe(SO4)2·12H2O] 无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 莫尔盐(或摩尔盐) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂。 赤血盐{K3[Fe(CN)6]} 红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 高铁酸钾(K2FeO4) ①暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。 ②化学性质：K2FeO4中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解。 a．K2FeO4在酸性条件下分解： 4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O b．K2FeO4在中性条件下分解： 4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－ 【例题1】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时，最佳顺序为①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③ 【答案】C 【详解】在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3+存在，再加入足量氯水，将Fe2+氧化成Fe3+，溶液变为红色。酸性KMnO4溶液也能将Fe2+氧化，但KMnO4溶液本身呈紫红色，使Fe3+与SCN-结合后溶液的红色不易被观察，且酸性KMnO4溶液会氧化SCN-，影响实验，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。 【例题2】下列关于FeCl2和FeCl3两种溶液的说法不正确的是 A.FeCl2和FeCl3溶液均呈酸性 B.保存时均需加入少量铁粉 C.可利用与铜粉的反应比较Fe2+、Fe3+的氧化性强弱 D.分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀 【答案】B 【详解】FeCl3和FeCl2均为强酸弱碱盐，Fe2+和Fe3+水解均生成H+，溶液均呈酸性，A正确；保存FeCl2溶液需加入铁粉(防止Fe2+被氧化)，但FeCl3溶液中若加铁粉，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+，B不正确；Fe3+可与Cu反应(2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)，而Fe2+无法氧化Cu，说明Fe3+氧化性强于Fe2+，C正确；FeCl3与NaOH反应直接生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，FeCl2与NaOH反应首先生成白色絮状沉淀Fe(OH)2，迅速变成灰绿色最终被氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3，D正确。 【例题3】某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是　　　　。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是　　　　。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是　　　　(填离子符号，下同)；实验①和③说明：在I-过量的情况下，溶液中仍含有　　　　，由此可以证明该氧化还原反应为　　　　。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为　　　　；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是　　　　　　　　　　　 　，生成沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　　　(用平衡移动原理解释)。 【答案】(1)防止Fe2+被氧化　 (2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-　(3)隔绝空气(排除空气中的氧气对实验的影响)　(4)Fe2+　Fe3+　可逆反应　(5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O　Fe3+催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动 【详解】(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被空气氧化。(4)根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2+，则实验②检验的离子是Fe2+；Fe3+遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I-过量的情况下，溶液中仍含有Fe3+，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。 【考点4】铁及其重要化合物的转化关系 1．铁元素的价类二维图及转化关系 图中指定序号对应的化学方程式： ①2Fe+3Cl22FeCl3； ⑥3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3； ⑦Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O； ⑨Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O； ⑩2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O； ⑫4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3； ⑮2FeCl2+Cl2===2FeCl3； ⑯FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl； ⑰2FeCl3+Fe===3FeCl2。 2．铁及其重要化合物之间的转化关系 3．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化： Fe→Fe2+ Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ Fe→Fe3+ 2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色) 2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ 4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) 3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O Fe(Ⅱ)→Fe Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ) 2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ 2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。 Fe(Ⅲ)→Fe 2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 4．应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 混合物 (括号内为杂质) 除杂方法或所用试剂 反应原理 FeCl2溶液(FeCl3) 加过量铁粉，过滤 Fe＋2FeCl3===3FeCl2 FeCl3溶液FeCl2) 加氯水或通入Cl2 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 FeCl2溶液(CuCl2) 加过量铁粉，过滤 Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu Fe(Al) 加过量强碱溶液，过滤 2Al＋6H2O＋2NaOH===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ Fe2O3(Al2O3、SiO2) 加过量强碱溶液，过滤 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CuCl2溶液(FeCl3) 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O MgCl2溶液(FeCl3) 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O CaCl2溶液FeCl3) 加过量CaCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O (2)工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除 ①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6。 ②步骤 a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去。 【示例】除去Zn2＋中混有的Fe3＋的方法：向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去。 【示例】除去Zn2＋中混有的Fe2＋的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 (3)判断离子能否共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、Cr2O、H2O2、Cl2、Br2在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存。 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。 ③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。 ④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、[Al(OH)]、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存。 (4)盐溶液的配制与保存 (5)物质制备 ①由FeCl3溶液制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液。 ②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色。 ③由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 ④由Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4混合溶液制NH4Fe(SO4)2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 【例题1】下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A.铁粉遇空气放热，可用于制作暖贴 B.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂 C.FeCl3溶液显酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜 D.FeS难溶于水，可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)] 【答案】A 【详解】氯化铁溶液具有氧化性，可以将铜氧化生成铜离子，故C错误；FeS具有还原性，因此可除去废水中的微量六价铬[Cr(Ⅵ)]，故D错误。 【例题2】下图为铁的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A.铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化① B.加热Fe(OH)3发生转化③，Fe(OH)3与HI反应发生④ C.可通过Fe(OH)2与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为1∶2 D.K2FeO4作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 【答案】D 【详解】铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁，不能实现上述转化①，故A错误；氢氧化铁与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘和水，不能发生转化④，故B错误；氢氧化亚铁与稀硝酸反应的化学方程式为3Fe(OH)2+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O，不能实现转化⑤，故C错误。 【例题3】除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　。 (2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：　　　　　　　，离子方程式：　　　　。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：　　　　　，离子方程式：　　　　。 (4)FeCl2(Cu2+)，除杂方法：　　　　，离子方程式：　　　　。 (5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：　　　　　　　。 【答案】(1)加入过量铁粉，过滤　2Fe3++Fe===3Fe2+ (2)加入氯水(或通入Cl2)　2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-　 (3)滴加H2O2　2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+　(4)加入过量铁粉，过滤　Fe+Cu2+===Cu+Fe2+　(5)先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤 第三部分 以【模练】促落实 1、下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是 A.高温下Fe与水蒸气反应：Fe+H2O(g)FeO+H2 B.Fe(OH)3胶体制备：FeCl3+3H2O3Fe(OH)3(胶体)+3HCl C.FeCl2溶液中Fe2+的检验：FeCl2+K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓+2KCl D.Fe催化甲苯的溴化反应：+Br2 【答案】A 【详解】高温下Fe与水蒸气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，故A错误。 2、化合物A的相关转化如下图所示。已知由E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。下列说法错误的是 A.化合物A的用途之一是作油漆、涂料和橡胶的颜料 B.B的溶液可以作为覆铜板的腐蚀液，以制作印刷电路板 C.可用酸性高锰酸钾溶液证明D的溶液中含有亚铁离子 D.单质甲的水溶液具有漂白性 【答案】C 【详解】由E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，可知E为氢氧化亚铁，C为氢氧化铁，A为氧化铁，B为氯化铁，D为氯化亚铁，甲为氯气，乙为碱溶液，丙为硫氰化物。 化合物A为氧化铁，用途之一是作油漆、涂料和橡胶的颜料，A正确；B为氯化铁，可与铜反应：2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+，可以作为覆铜板的腐蚀液，以制作印刷电路板，B正确；D为氯化亚铁，氯离子和亚铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故不能证明有亚铁离子，C错误；甲为氯气，氯水中含有次氯酸，具有漂白性，D正确。 3、如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程，下列叙述正确的是 A.基态Fe3+的价电子排布式为3d6 B.检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收SO2，可用试剂K3[Fe(CN)6] C.“氧化”中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+H2O===4Fe(OH)3↓ D.“氧化”后的溶液可以循环使用 【答案】D 【详解】铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价电子排布式为3d5，故A错误；“吸收”步骤发生的反应为硫酸铁溶液与二氧化硫气体反应生成硫酸亚铁和硫酸，则检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收二氧化硫，应用硫氰化钾溶液检验是否存在铁离子，而不是用铁氰化钾溶液检验是否存在亚铁离子，故B错误；“氧化”步骤发生的反应为酸性条件下硫酸亚铁溶液与空气中的氧气反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O，反应生成的硫酸铁可以循环使用，故C错误，D正确。 4．是提取硫和制造硫酸的主要原料。下列相关反应的化学方程式或离子方程式错误的是 A．反应①： B．反应②： C．反应③： D．反应④： 【答案】C 【详解】A．在氧气中高温煅烧生成和，对应化学方程式，配平、产物均正确，A正确； B．和发生铝热反应置换出，对应化学方程式，符合反应规律，B正确； C．与溶液反应时，将氧化为，自身被还原为，正确离子方程式为，选项所给方程式得失电子、电荷均不守恒，C错误； D．与反应生成蓝色的沉淀，离子方程式书写正确，D正确； 故选C。 5、以黄铁矿(FeS2)作为电子供体的自养反硝化技术是低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。FeS2氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是 A.整个反应过程中涉及的还原剂只有FeS2、S2、S B.可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的Fe2+ C.整个反应过程中，1 mol FeS2最多提供15 mol电子 D.S2参与“反硝化”反应的离子方程式为5S2+8N+H2O===10S+4N2↑+2H+ 【答案】A 【详解】FeS2加入铁离子溶解生成S2，①中Fe3+会被还原为Fe2+，Fe2+最终被氧化为氢氧化铁，则Fe2+也为还原剂，A项错误；铁氰化钾与Fe2+反应生成蓝色沉淀，则可用铁氰化钾溶液检验反应过程中的Fe2+，B项正确；FeS2在该过程中作为还原剂，被氧化，失去电子，最终生成氢氧化铁沉淀和硫酸根离子，铁元素从+2价升至+3价，硫元素从-1价升至+6价，则1 mol FeS2最多提供15 mol电子，C项正确；S2参与“反硝化”是与硝酸根离子反应生成氮气和硫酸根离子的过程，根据质量守恒定律，则反应的离子方程式为5S2+8N+H2O===10S+4N2↑+2H+，D项正确。 6、下列除杂的操作不正确的是 A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，再加入CuO充分反应后过滤 【答案】C 【详解】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3+3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3HCl，加入MgO与H+反应，上述平衡右移，使Fe3+转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀，且引入杂质Na+，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H+反应将Fe3+转化成Fe(OH)3而除去，D正确。 7、乳酸亚铁即[CH3CH(OH)COO]2Fe是一种食品铁强化剂。某同学为检验其水溶液中有Fe2+，设计了如下方案。其中方案合理且现象叙述正确的是 A.向乳酸亚铁溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀 B.向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，立即出现红褐色沉淀 C.向乳酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，振荡后紫色褪去 D.向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红 【答案】A 【详解】K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓，KFe[Fe(CN)6]是不溶于水的蓝色物质，能检验出溶液中有Fe2+，A正确；向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，B错误；CH3CH(OH)COO-中含有羟基，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；向乳酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变红，证明乳酸亚铁溶液中有Fe2+，如果向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，则不能证明溶液中有Fe2+，D错误。 8、下列有关铁的说法正确的是 A.Fe在稀硝酸中发生钝化 B.给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2 C.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色 D.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀 【答案】D 【详解】常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，A项错误；NH4SCN可用于检验Fe3+，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，C项错误；因Zn比Fe活泼，镀锌铁镀层破损时Zn被腐蚀，因Fe比Sn活泼，因而镀锡铁镀层破损时Fe被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀，D项正确。 9．磷酸铁()是制备磷酸亚铁锂()的重要前驱体，工业上常用如下流程制备磷酸铁，下列说法错误的是 A．铁元素在周期表中位于ds区 B．“氧化”步骤反应的离子方程式： C．“氧化”反应中，的实际消耗量超过理论用量可能与有关 D．“沉淀”时需控制pH，防止pH过高生成Fe(OH)3 【答案】A 【详解】A．铁元素价电子排布为，最后填充的电子在3d轨道，属于元素周期表的d区元素，而非ds区（ds区对应ⅠB、ⅡB族，如等元素），A错误； B．酸性条件下将氧化为，给出的离子方程式满足得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，B正确； C．反应生成的可催化分解，因此实际消耗量超过理论用量与有关，C正确； D．若沉淀时pH过高，会与结合生成杂质，因此沉淀步骤需要控制，避免过高引入氢氧化铁杂质，保证产物为，D正确； 故选A。 10、下列表示客观事实的化学方程式或离子方程式不正确的是 选项 客观事实 化学(离子)方程式 A 铁的金属活动性大于铜 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ B 铁和水蒸气能发生置换反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 C 配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体加入浓盐酸中溶解后再加水稀释 Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+ D Fe3+的氧化性大于I2 2Fe3++2I-===2Fe2++I2 【答案】A 【详解】证明铁的金属活动性大于铜的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu，A错误。 11、某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是 A.准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B.准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C.准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D.准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 【答案】D 【详解】准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，计算得到氧元素的质量和铁元素的质量，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，故A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，即氧化铁的质量，依据铁元素和氧元素守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，判断氧化物的化学式，能计算得到物质组成，故B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故C不选；准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前后都是固体，反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。 12、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 【详解】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，B错误；N(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，不能证明样品已经变质，C错误；若原溶液中无Fe2+而存在Fe3+，也有此现象，D错误。 13．FeS2作为电子供体的自养反硝化技术是一种利用无机物氧化提供电子，将硝酸盐还原为氮气的污水处理技术。其过程涉及三个关键反应：①FeS2被Fe3+氧化为，②自养反硝化菌利用生成的将还原为N2，③Fe2+被氧化为Fe(OH)3。下列说法错误的是 A．①反应中1mol FeS2参与反应时，转移电子数为7(为阿伏加德罗常数的值) B．②反应的离子方程式为 C．③反应的离子方程式为 D．中间产物Fe2+可用铁氰化钾试剂检验 【答案】A 【详解】A．①反应中，FeS2被Fe3+氧化为，每个S由-1价升高为+2价升高了3价，故1mol FeS2参与反应，则转移电子数为6NA，A项错误； B．结合题意，自养反硝化菌利用生成的将还原为N2，则②反应的离子方程式为，B项正确； C．结合题意，③Fe2+被氧化为Fe(OH)3，则③反应的离子方程式为，C项正确； D．Fe2+遇铁氰化钾生成蓝色沉淀，故可以检验，D项正确。 故选A。 14、室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞溶液，观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 【答案】B 【详解】检验溶液中是否含有Fe3+，应直接向待测液中滴加KSCN溶液，先向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+，干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；Fe2+发生水解反应：Fe2++2H2O⥫⥬2H++Fe(OH)2，使溶液显酸性，遇酚酞不变色，不能检验Fe2+是否水解，C错误；H2O2可氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+催化H2O2分解，有气泡产生，不能证明Fe2+催化H2O2分解，D错误。 15、实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 (1)如何检查装置A的气密性？　　　　　　　。 (2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是　　　　　　　　。 (3)装置B的作用是　　　　　　　　。装置C中装的液体是　　　　，所起的作用是　　　　。 (4)点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式：　　　　　　　　。 (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为　　　　　　　　。 【答案】(1)关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好 (2)在b出口处检验氢气的纯度　(3)除去H2中混有的HCl气体　浓硫酸　干燥氢气 (4)Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+H2Fe+H2O　(5)16 g 【详解】U形管的作用是吸收反应生成的水，为了保证纯净的H2进入D装置，必须利用B、C装置除杂(HCl气体和水蒸气)；为了保证U形管增加的质量等于反应生成水的质量，必须用F装置防止空气中的水蒸气进入E装置。 16、工业上利用黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如图： 试回答下列问题： (1)滤液X中含有的金属阳离子是　　　　　(填离子符号)。 (2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是　　　　　　　。 ②步骤Ⅲ中可选用　　　　(填字母)调节溶液的pH。 a.次氯酸钙 b.氨水 c.氢氧化钠溶液 d.高锰酸钾溶液 (3)①步骤Ⅳ加入NH4HCO3时的离子方程式为　　　　　　　。 ②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是　　　　　　　。 ③步骤Ⅳ中FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2+，检验Fe2+的方法是　　　　。 (4)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为　　　　。 【答案】(1)Fe2+、Fe3+ (2)①将Fe3+全部还原为Fe2+　②b (3)①Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O ②防止NH4HCO3受热分解；减少Fe2+的水解 ③取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(合理即可) (4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 17、硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室以严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体，其流程如下： (1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为　　　　　　　。 (2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为　　　　。 (3)若证明溶液B中不存在Fe3+，可选择的方法是　　　　。 (4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是　　　　。 【答案】(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O (2)2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+2H+===Fe2++H2↑ (3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3+ (4)防止被空气氧化 18、共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4的工艺流程如下： (1)“共沉”制备Fe3O4粒子的离子方程式为　　　　　　　。 (2)对Fe3O4 制备有较大的影响。 ①若Fe3+过量，过量的Fe3+会生成副产物FeO(OH)。生成副产物FeO(OH)的离子方程式为 　　　　 　　　。 ②实际投料时，略小于理论反应的比值，这是因为部分Fe2+会直接生成Fe3O4，该反应的离子方程式为　　　　　　　。 (3)“共沉”时需不断地强烈搅拌，一是使反应充分进行，另一原因是　　　　　。 (4)固液分离后，用去离子水反复洗涤Fe3O4。检验是否洗涤干净的实验操作是　　。 (5)检验Fe3O4中不同价态的铁元素。选用的试剂是　　　　(填字母)。 a.浓盐酸 b.稀硫酸 c.硫氰化钾溶液 d.高锰酸钾溶液 e.溴水 【答案】(1)Fe2++2Fe3++8OH-===Fe3O4↓+4H2O　(2)①Fe3++3OH-===FeO(OH)↓+H2O 　②6Fe2++12OH-+O2===2Fe3O4↓+6H2O　(3)有利于纳米微粒在混合溶液中保持稳定和分散均匀　(4)取最后一次洗涤液少许，用pH试纸检测是否呈中性，若呈中性，说明洗涤干净[或取最后一次洗涤液少许，滴加Ba(NO3)2或BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，说明洗涤干净；或取最后一次洗涤液少许，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，说明洗涤干净]　(5)b、c、d 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $