考点10铁及其重要化合物（核心考点）2024年高考化学一轮复习（新高考专用）（学生版）

考点10铁及其重要化合物1．3年真题考点分布年份卷区考点分布铁的性质铁的氧化物的性质铁盐和亚铁盐的性质铁的氢氧化物的性质综合应用2022重庆√江苏√√√天津√浙江√√√2021江苏√海南√广东√辽宁√湖南√√浙江√2020海南√浙江√√√江苏√2．命题规律及备考策略【命题规律】近3年新高考卷对于铁及其化合物主要考查：1．铁的性质及应用2．铁的氧化物的性质及应用3．铁的氢氧化物的性质及应用4．铁盐和亚铁盐的性质及应用5．铁及其化合物间的转化关系【备考策略】熟练掌握铁及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。【命题预测】近几年的高考题中，对铁及其化合物的考查有多种形式，多涉及铁盐、亚铁盐的性质及检验，在选择题中多考查铁的化合物在生产、生活中的应用及基本性质，在实验题与流程题中，往往含铁物质在生活中的应用为背景，以物质的制备、分离提纯流程为载体，与其他金属元素或非金属元素相结合，综合考查物质元素与化合物的性质、实验操作等知识及学生分析、应用的能力，综合考查物质制备、转化、分离提纯等内容。考法1单质铁1．铁元素的存在（1）游离态：存在于_______中（2）化合态2．铁的位置与结构（1）位置（2）微粒结构示意图2．铁的物理性质颜色状态导电性、导热性、延展性特性_______色固体良好被磁铁吸引3．铁的化学性质（1）Fe与Cl2反应：_____________________（2）Fe与S反应：____________________________（3）Fe与水蒸气反应：___________________________________（4）Fe与氧化性酸（如HNO3）反应的离子方程式①Fe与过量稀HNO3的反应：_____________________②Fe与少量稀HNO3的反应：___________________________________（5）Fe与FeCl3溶液的反应：____________________________【典例1】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（）。A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯B．B中发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O（g）Fe2O3+3H2C．B中生成1molH2时，E处有1molCuO被还原D．碱石灰的作用是吸收水蒸气【拓展延伸】铁与水蒸气反应的注意事项（1）实验装置图（2）注意事项①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯③该实验中，圆底烧瓶中水的或用湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止空气倒吸⑥干燥管中盛有碱石灰或无水氯化钙，吸收氢气中的水蒸气⑦为了实验安全，点燃氢气或加热氢气时需要验纯。【典例2】在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上并且回答相应问题：①Fe3+；②Fe2+；③Fe、Fe2+；④Fe2+、Fe3+。（1）AB段铁元素以__________形式存在。（2）BC段铁元素以__________形式存在。（3）CD段铁元素以__________形式存在，将该段溶液中的离子按照浓度由大到小的顺序排列_______________。（4）若将14g铁粉溶于1L稀硝酸中恰好完全反应，放出NO气体后称量所得溶液，发现比原溶液质量增加8g，则原溶液中硝酸的物质的量浓度是___________。【拓展延伸】铁与稀硝酸反应规律1．反应方程式（1）HNO3过量：Fe+4HNO3Fe（NO3）3+NO↑+2H2O（2）Fe过量：3Fe+8HNO33Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O2．产物和相对量的关系（1）≤，产物仅有Fe（NO3）3，HNO3可能有剩余；（2）≥，产物仅有Fe（NO3）2，Fe可能有剩余；（3）＜＜，产物为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，Fe和HNO3都反应完全。3．硝酸的物质的量与气体的物质的量关系：＝1．西周晚期，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是（）。A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝2．（2023·龙岩模拟）下列叙述不正确的是：①Fe与S混合加热生成Fe2S3；②Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应；③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成；④FeCl3溶液能与Cu反应，可用于刻蚀印刷电路板（）。A．①③B．①②C．②④D．②③考法2铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名－________________颜色状态____粉末____色粉末____色晶体（有磁性）溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价____________稳定性不稳定稳定稳定与H+反应__________________________________________________________________________与CO的反应（炼铁原理）FexOy+yCOxFe+yCO2【典例3】（2021·辽宁省选择考）Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下（各步均在N2氛围中进行）：①称取FeCl2·4H2O（Mr＝199），配成50mL溶液，转移至恒压滴液漏斗中。②向三颈烧瓶中加入100mL14mol·L－1KOH溶液。③持续磁力搅拌，将FeCl2溶液以2mL·min－1的速度全部滴入三颈烧瓶中，100℃下回流3h。④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在40℃干燥。⑤管式炉内焙烧2h，得产品3.24g。部分装置如图：回答下列问题：（1）仪器a的名称是____________；使用恒压滴液漏斗的原因是___________________________。（2）实验室制取N2有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选试剂和装置。选出一种可行的方法，化学方程式为_____________________________________，对应的装置为_______（填标号）。可供选择的试剂：CuO（s）、NH3（g）、Cl2（g）、O2（g）、饱和NaNO2（aq）、饱和NH4Cl（aq）可供选择的发生装置（净化装置略去）：（3）三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4，离子方程式为___________________________。（4）为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有_______。A．采用适宜的滴液速度B．用盐酸代替KOH溶液，抑制Fe2+水解C．在空气氛围中制备D．选择适宜的焙烧温度（5）步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为_______；使用乙醇洗涤的目的是_______。（6）该实验所得磁性材料的产率为_______（保留3位有效数字）。【拓展延伸】铁的氧化物与酸反应（1）与非氧化性酸（如稀盐酸）发生复分解反应①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O（2）与氧化性酸（如稀硝酸）发生复分解反应或氧化还原反应①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O（3）与还原性酸（如氢碘酸）发生复分解反应或氧化还原反应①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O【典例4】准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀g，则这种铁的氧化物为（）。A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．以上都不是【拓展延伸】确定铁的氧化物组成的方法1．简单的铁的氧化物：元素物质的量比法（1）方法：计算铁和氧的物质的量之比，n（Fe）∶n（O）＝a∶b（2）结果①若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；②若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；③若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物组成如下表：氧化物组成Fe3O4FeO与Fe2O3FeO、Fe2O3、Fe3O4物质的量比1∶11∶1∶x（x为任意值）2．混合价态铁的氧化物：FeO和Fe2O3组合法（1）已知铁的氧化物为FeaOb，设化学式为nFeO·mFe2O3（2）根据铁元素和氧元素守恒：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(n＋2m＝a,n＋3m＝b))计算m、n的数值即可。1．下列关于铁的氧化物的说法不正确的是（）。A．铁的氧化物通常状况下都是黑色固体B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+C．氧化铁可做红色涂料D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁2．（2023·长春模拟）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，进行计算考法3铁的氢氧化物化学式Fe（OH）2Fe（OH）3色态_____固体_____固体溶解性_____溶于水_____溶于水与H+反应________________________________________________________________热分解－_____________________________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↓转化Fe（OH）2在空气中能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是_____沉淀迅速变成_____色，最后变成_____色，化学方程式：_____________________________【典例5】（2019·浙江高考）某同学设计如图装置（气密性已检查）制备Fe（OH）2白色沉淀。请回答：（1）仪器1的名称______________。装置5的作用_____________________。（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中_____________________。（3）装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因____________________________。【拓展延伸】Fe（OH）2的制备实验1．制备原理（1）反应原理：Fe2++2OH－＝Fe（OH）2↓。（2）成功关键：①溶液中不含O2等氧化性物质；②制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在密闭的、隔绝空气的体系中。2．制备Fe（OH）2常用的三种方法或图1图2图3（1）有机保护层法（这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验）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。（2）还原气保护法该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。（3）阳极铁电解法用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，电极反应为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。电解时，在两极间最先观察到白色沉淀。并在液面上覆盖，如图3所示。1．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为使生成的产物不被氧化，下列说法错误的是（）。A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中D．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管2．如图所示装置，可用以制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是（）。A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化考法4亚铁盐和铁盐的性质1．亚铁盐的性质（1）颜色：含有Fe2+的溶液，呈浅绿色（2）氧化性：Fe2+与Zn反应的离子方程式为Zn+Fe2+＝Fe+Zn2+（3）还原性：Fe2+与Cl2反应的离子方程式为2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－2．铁盐的性质（1）颜色：含有Fe3+的溶液，呈棕黄色（2）强的氧化性①与Cu反应：2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+②与I－反应：2Fe3++2I－＝2Fe2++I2（3）水解性：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+（4）特性：含有Fe3+的溶液滴加KSCN溶液时变成红色，滴加苯酚溶液变成紫色。【典例6】（2023·浙江选择考）氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是（）。A．氯化铁属于弱电解质B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板C．氯化铁可由铁与氯气反应制得D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体【拓展延伸】FeCl3变色种种【典例7】（2022·天津等级考）氯化铁是重要的化工原料。针对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↑，装置如下图所示（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___________（填序号）。a．ZnCl2·H2Ob．CuSO4·5H2Oc．Na2S2O3·5H2O【拓展延伸】Fe3+水解及其应用1．原因：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。2．制取氢氧化铁胶体（1）方法：将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，至液体呈透明的红褐色，停止加热（2）反应：FeCl3+3H2OFe（OH）3（胶体）+3HCl3．工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。4．FeCl3·6H2O加热脱水变成无水盐需要在HCl气体中或与SOCl2混合加热，已抑制水解。5．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。6．双水解：Fe3+与HCO3－、AlO2－、CO32－、ClO－、SiO32－等水解呈碱性的离子不能大量共存（1）Fe3++3HCO3－Fe（OH）3↓+3CO2↑（2）Fe3++3AlO2－+6H2O3Al（OH）3↓+Fe（OH）3↓（3）Fe3++3HCO3－+3H2OFe（OH）3↓+3CO2↑（4）2Fe3++3CO32－+3H2O2Fe（OH）3↓+3CO2↑（5）2Fe3++3SiO32－+6H2O2Fe（OH）3↓+3H2SiO3↓【典例8】某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2（SO4）3晶体，设计的操作流程如下：（1）除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器和夹持仪器分别为_________、_________，①和⑥中都用到的仪器为_________；（2）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有_________。a．玻璃棒b．烧杯c．烧瓶d．容量瓶（3）x与溶液B反应的离子方程式为___________________________；（4）某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂，再滴加KSCN溶液，发现溶液变红色，放置一段时间后，溶液褪色，该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN－被过量的氧化剂氧化所致。现给出以下试剂：1.0mo·L－1·L－1·L－1Fe2（SO4）3溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。请你设计合理实验验证该同学的猜测是否合理。简要说明实验步骤和现象______________________________________________________；（5）某同学用实验制得的Fe2（SO4）3·L－1的Fe2（SO4）3溶液，在称量出Fe2（SO4）3晶体后，溶解该晶体的具体操作为__________________。【拓展延伸】1．含Fe2+、Fe3+的除杂问题主要成分杂质除杂方法FeCl3（aq）FeCl2（aq）加入氯水或H2O2FeCl2（aq）FeCl3（aq）加过量铁粉后过滤FeCl2（aq）CuCl2（aq）加过量铁粉后过滤2．除去混合溶液中Fe3+、Fe2+的常用方法（1）除去Mg2+中混有的Fe3+的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg（OH）2中的一种，与Fe3+水解产生的H+反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而除去。（2）除去Cu2+中混有的Fe3+的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3中的一种，与Fe3+水解产生的H+反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而除去。（3）除去Mg2+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+，然后再按（1）的方法除去溶液中的Fe3+。（4）除去Cu2+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+，然后再按（2）的方法除去溶液中的Fe3+。3．从铜电路板腐蚀废液中回收铜和氯化铁流程【典例9】实验小组研究二价铁的氧化反应，设计如下实验。实验序号试剂及操作现象Ⅰ现象a：生成白色沉淀，最终转变为红褐色现象b：……Ⅱ现象c：溶液略呈黄色现象d：溶液呈红色（1）实验所用的Fe（NO3）2溶液由Fe（NO3）3溶液和足量铁粉反应制得，离子方程式是______________________________。（2）实验Ⅰ中白色沉淀转变为红褐色的化学方程式是_______________。（3）现象b是____________________________。（4）实验小组对实验Ⅱ中何种物质氧化Fe2+进行研究，提出两种假设：ⅰ.酸性条件下，O2氧化了Fe2+；ⅱ.酸性条件下，____________________________。①将假设ⅱ补充完整。②设计实验，证实了假设ⅰ不是实验Ⅱ中氧化Fe2+的主要原因。将实验方案和现象补充完整。__________·L－1H2SO4溶液；步骤2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，观察到____________________。③向步骤2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH约为5，检测到有Fe3+产生。（5）综合上述实验，说明二价铁的氧化反应与_____________有关。【拓展延伸】亚铁离子的强还原性【典例10】（2021·广东省选择考）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（）。A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系【拓展延伸】铁及其化合物的转化关系1．铁的价类二维图（1）横向变化体现了同价态不同类别（氧化物、碱、盐）物质之间的转化。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）纵向或斜向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。2．“铁三角”转化关系（1）从氧化还原反应角度分析Fe2+和Fe3+的性质与转化①Fe只具有还原性，与弱氧化剂反应Fe能被S、Fe3+、Cu2+、H+等弱氧化剂氧化为Fe2+，如Fe+2Fe3+＝3Fe2+。与强氧化剂反应Fe能被Cl2、HNO3等强氧化剂氧化为Fe3+。②Fe2+既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主，与氧化剂反应当Fe2+遇到强氧化剂（如H2O2、Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液）时，被氧化为Fe3+，如2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；与还原剂反应当Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2++Zn＝Zn2++Fe。③Fe3+具有较强的氧化性，Fe3+被C、CO、Al等还原为Fe，如Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。Fe3+被Fe、Cu、I－、H2S等还原为Fe2+，如2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+。（2）从离子反应视角判断Fe2+和Fe3+的离子共存问题①Fe2+NO3－（H+）、ClO－、MnO4－（H+）②Fe3+S2－、I－、SO32－③Fe3+HCO3－、CO32－、SiO32－等水解相互促进的离子【特别提醒】Fe3+与S2－发生氧化还原反应2Fe3++S2－＝2Fe2++S↓，若S2－过量，发生反应2Fe3++3S2－＝2FeS↓（黑色沉淀）+S↓，而非相互促进的水解反应。1．（2023·厦门模拟）用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是（）。选项实验现象解释或结论A加入FeCl3固体溶液变成红褐色FeCl3的水解程度变大B加入等体积水溶液颜色变浅c（Fe3+）变小C加入足量Fe粉溶液颜色变浅绿色2Fe3++Fe＝3Fe2+D将FeCl3溶液微热溶液变成红褐色水解反应△H＞02．（2023·安徽六安一模）某同学用含有铁锈（Fe2O3）的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示（夹持装置略，气密性已检验），下列推断不合理的是（）。A．B中收集到的气体是氢气B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2+还原为Fe3+C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体3．下列事实不能证明Fe3+有氧化性的是（）。A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜B．FeCl3溶液滴在淀粉­KI试纸上，试纸变为蓝色C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为红色D．将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀4．（2023·太原模拟）将FeCl3溶液逐滴加入到等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3++3S2－＝Fe2S3↓。则下列叙述错误的是（）。A．Fe3+在酸性环境中氧化性较强B．S2－在碱性环境中还原性较强C．相同温度下Fe（OH）3的溶解度比Fe2S3的大D．向FeCl3溶液中通入H2S，有硫析出考法5Fe2+、Fe3+的检验1．Fe2+、Fe3+的检验（1）KSCN溶液和氯水法（2）NaOH溶液法2．含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验（1）混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3+（2）混合溶液（不含Cl－）酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2+3．Fe2+的特征检验方法（1）流程：待检溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2+（2）离子反应：3Fe2++2［Fe（CN）6］3－＝Fe3［Fe（CN）6］2↓【典例11】（2022·四川德阳高三上学期期中）某催化剂为铁的氧化物，一化学兴趣小组在实验室里对该催化剂中铁元素的价态进行探究：查阅有关资料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色；HNO3具有强氧化性。请完成对铁元素价态的探究：（1）①提出合理假设。假设1：催化剂中铁元素为+3价；假设2：催化剂中铁元素为+2价；假设3：______________________________。②设计实验方案。③根据②的实验方案进行实验：（2）步骤1：取一定量的稀硫酸于试管中，加热煮沸数分钟，目的是_______________；步骤2：取少量样品于试管中，加入处理过的硫酸并加热，得到A溶液；（3）步骤3：取A溶液于试管，滴加KSCN溶液，振荡，若不出现血红色，则假设_________成立；若出现血红色，则假设_________成立；（4）步骤4：另取A溶液于试管，加入KMnO4溶液，振荡，结合步骤3中的结论，若出现_________现象，则假设1成立；反之，则假设3成立。（5）某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液，向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色，由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论，该结论是否合理?（填“是”或“否”）_________，理由是__________________。【拓展延伸】检验Fe2+和Fe3+时的注意事项（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－）。（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）。（3）Fe2+、Fe3+同时存在的混合液中检验Fe2+可用铁氰化钾{K3［Fe（CN）6］}溶液。1．向装有过量还原铁粉的试管中加入新制氯水，振荡、静置后从上层清液中取样，等分成两份，一份滴加KSCN溶液后显红色，另一份滴加K3Fe（CN）6（铁氰化钾）溶液后出现特征蓝色沉淀。下列说法不正确的是（）。A．氯水具有较强的氧化性，可以将Fe氧化成Fe3+B．反应开始时，Fe、Fe3+、Fe2+共存于试管中C．反应过程中，溶液中c（Fe3+）不断升高D．溶液中的Fe2+有可能来自于铁粉与氯水中H+的反应2．（2023·天津河西区一模）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3．实验室对茶叶中铁元素的检验，可经以下四个步骤完成：①将茶叶灼烧灰化；②茶叶灰用浓硝酸浸取并加蒸馏水稀释；③过滤得到滤液；④用KSCN溶液进行检验。下列说法中正确的是（）。A．步骤①所用仪器包括蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等B．步骤②所用的浓硝酸应保存在带橡皮塞的棕色试剂瓶中C．步骤③可以不做，改为将悬浊液静置一段时间D．步骤④观察到溶液变红色，证明茶叶中含有Fe3+【基础过关】1．下列有关说法不正确的是（）。选项生活中的应用作用A月饼袋内放有小袋铁粉铁粉有抗氧化作用B口服补血剂（琥珀酸亚铁）并同时服用维生素C维生素C有防止Fe2+被还原的作用C饼干包装盒内放有小袋硅胶硅胶有吸水作用D肉制品中添加适量的亚硝酸钠亚硝酸钠有防腐作用2．指定条件下，以铁为原料，不能一步制得的是（）。A．FeFeCl3B．FeFe2O3C．FeFe（NO3）3D．FeFeSO43．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是（）。选项实验操作实验现象离子方程式实验结论A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－Fe2+具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2++Zn＝Fe+Zn2+Fe2+具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3++Fe＝2Fe2+铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性4．将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是：①有气泡产生；②生成白色沉淀；③生成红褐色沉淀；④无变化（）。A．①③B．①②C．①②③D．④5．（2023·南阳模拟）已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：现对A、B、C作出的如下推断中，不正确的是（）。A．盐A一定是FeCl3B．白色沉淀B是AgClC．滤液C中一定含Fe3+D．无法确定A中是否含有Fe2+6．（2023·东营模拟）某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（）。A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯B．B中发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O（g）Fe2O3+3H2C．B中生成1molH2时，E处有1molCuO被还原D．碱石灰的作用是吸收水蒸气7．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是（）。A．Fe（OH）3、Fe2O3B．Fe（OH）2、Fe2O3C．Fe（OH）2、Fe（OH）3D．Fe（OH）2、Fe3O48．如图所示装置可用来制取Fe（OH）2和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6mol·L－1硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是（）。A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑B．实验开始时应先将活塞E关闭C．生成Fe（OH）2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）39．（2023·丹东模拟）纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：下列说法错误的是（）。A．保存溶液A时，应加入少量铁粉B．其制备反应类型属于氧化还原反应C．取滤液进行焰色试验，火焰为黄色D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为1∶210．由硫铁矿烧渣（主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO）得到绿矾（FeSO4·7H2O），再通过绿矾制备铁黄［FeO（OH）］的流程如下：烧渣溶液绿矾铁黄。已知：FeS2和铁黄均难溶于水。下列说法不正确的是（）。A．步骤①最好用硫酸来溶解烧渣B．步骤②涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O＝15Fe2++2SO42－+16H+C．步骤③将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾D．步骤④的反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe（OH）311．实验室用下面装置测定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23.2g，反应完全后U形管的质量增加7.2g，则混合物中Fe2O3的质量为______________。【能力提升】1．（2023·蚌埠模拟）通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是（）。选项操作、现象解释A向淀粉－KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3+能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe（OH）3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气D新制Fe（OH）2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe（OH）2易被O2氧化成Fe（OH）32．（2023·北京通州区模拟·L－1·L－1Fe2（SO4）3溶液等体积混合，取混合液分别完成下列实验：实验编号实验操作实验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3［Fe（CN）6］溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色下列说法不正确的是（）。A．由实验①和②不能说明Fe3+与I－没有发生反应B．由实验③和④说明Fe3+与I－发生反应C．由实验①和③说明Fe3+与I－发生的是可逆反应D．由实验②和④说明Fe3+与I－发生的是可逆反应3．（2023·亳州模拟）下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是（）。A．用如图装置可以制备Fe（OH）2B．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2+D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化4．（2023·郑州模拟）用铁泥（主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe）制备超顺磁性纳米Fe3O4（平均直径为25nm）的流程图如下（所加试剂均过量，部分步骤已省略）：下列叙述正确的是（）。A．不能用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+B．步骤②中发生的反应均为置换反应C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去D．将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中，有丁达尔效应5．（2023·怀来模拟）某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca（OH）2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是（）。A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化6．（2023·三门峡模拟）某固体混合物X中可能存在Fe、FeO、CuO、MnO2、K2CO3、KCl中的若干种，为确定固体成分，某同学进行了如下实验（部分实验条件略去）：下列说法正确的是（）。A．溶液1中一定存在KCl，不存在K2CO3B．固体1中一定存在Fe和CuOC．固体1中不一定存在MnO2D．溶液2中一定存在Fe3+7．某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是（）。A．通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢B．装置①可用于干燥氢气C．装置②③中的药品分别是无水硫酸铜、碱石灰D．加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排出装置中的空气8．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为（）。A．0.24mol9．某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。（一）制备硫酸亚铁溶液（1）步骤①，加入稀硫酸的目的是__________________。（2）步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是__________________________。（二）制备氢氧化亚铁（3）选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为__________（按气流方向，用装置字母表示）。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是____________________。（4）装置B中发生反应的离子方程式是__________________________________。装置C的作用是__________________________。（三）探究思考反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe（OH）2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3（OH）8。（5）Fe3（OH）8中n（Fe2+）∶n（Fe3+）＝________________，用氧化物的形式表示可写成__________。（6）设计实验证明灰绿色物质中含Fe3（OH）8：__________________。10．已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。（1）装置的连接顺序为_______________。（2）饱和食盐水的作用是_______________。（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：固体混合物淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液红色褪去①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为_______________。②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_______________。（4）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。①取褪色后的溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀。②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。实验①说明________________________________；实验②的目的是____________________________；得出结论：_________________________________。【真题感知】1．下列说法正确的是（）。A．（2022·重庆等级考）Cl2和Br2分别与Fe2+反应得到Cl－和Br－B．（2022·浙江6月选考）接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到三氧化硫C．（2022·浙江6月选考）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D．（2020·江苏高考）室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO42．下列关于铁及其化合物的说法正确的是（）。A．（2020·浙江7月选考）FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3B．（2020·浙江7月选考）Mg加入过量FeCl3溶液中可得FeC．（2020·浙江7月选考）钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀D．（2020•浙江1月选考）铁锈的主要成分可表示为Fe2O3•nH2O3．下列有关物质性质的叙述错误的是（）。A．（2021·浙江1月选考）铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨B．（2021·湖南选择考）检验溶液中FeSO4是否被氧化：取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化C．（2021·浙江6月选考）将生铁进一步炼制减少含碳量，能得到耐腐蚀的钢D．（2021·湖南选择考）FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O44．（2021·江苏选择考）下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是（