2023届新高考新教材一轮复习人教版第三章第2讲铁及其化合物学案

第2讲铁及其化合物

核心素布

1.能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的

理和化学性质及实验现象。性质，能以Fe2+、Fe3+的相互转化为例，理解

2.能根据铁及其化合物的性质分析实验室、变价金属元素的氧化还原反应实质。

生产、生活及环境中的某些常见问题，说明2.科学态度与社会责任：利用铁及其化合物

妥善保存、合理使用化学品的常见方法。的性质，科学认识铁及其化合物的分离、提

3.能说明铁及其化合物的应用对社会发展的纯和制备工艺流程，同时具有严谨求实的科

价值、对环境的影响。学态度和崇尚真理的意识。

考点一铁及其氧化物

［知识梳理-------基础过关」

1.铁的结构

铁位于元素周期表中第四周期ʌl族。

2.铁的性质

(1)物理性质

颜色状态导电性、导热性、延展性特性地壳含量

银白色固体被磁铁吸引占第4位

(2)化学性质

①与非金属反应

常温铁锈(成分为Fe2O3∙XH2。)

与。2反应

点燃

3Fe+2O2=^=Fe3O4

2Fe+3CI-^=2FeCl

与Cl2反应加热23

与S、12反应Fe+S^^FeS、Fe+I2=ɪ=FeI2

②与thθ(g)反应

-⅛ΓjO

3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2。

③与酸反应

与H*反应Fe÷2H+=Fe2÷H2↑

+

Fe+4H+NO3^=

酸过量

Fe3++N0t+2H20

与稀HNo3反应

3Fe+8H++2Nθ3=

酸少量

3Fe2++2NOt+4以0

与浓H2SO4、

常温下钝化,加热分别生成So2、NO2

浓HNO3反应

④与盐(CU2+、Fe?+)反应

Fe÷Cu2'==Fe2^+CuʌFe÷2Fe3+==3Fe2。

3.铁的氧化物

化学式FeOFe2O3Fe3O4

俗称—磁性氧化铁

--黑色粉末红棕色粉末黑色晶体

溶解性难溶于水难溶于水难溶于水

铁的价态+2价+3价+2价，+3价

与H'反

2+3+

FeO+2H+=Fe2+Fe3O4+8H=Fe+2Fe

应的离子Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

+H2O+4H2O

方程式

共性高温时，都能被c、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁

「一,判正误

(I)Fe在稀硝酸中发生钝化。(X)

(2)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(X)

+3+

(3)四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H=3Fe+4H2Oo(X)

(4)铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X》反应的生成物均为FeX3。(X)

(5)过量的铁与氯气反应生成FeCI2。(X)

［能力突破-----题百盘秀」

题点一铁及其氧化物的性质及实验探究

例1中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上

有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。

FeCl3∙6H2O与"FeOOH-^→纳米四氧化三铁

下列有关叙述不合理的是()

A.纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病

B.纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液中分散质直径大小相等

C.在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解

D.反应②的化学方程式为6FeOOH+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2

【解析】纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A

正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于FeCl3溶液中

溶质粒子的直径，B错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCb发生水解生

成FeOOH,即环丙胺会促进氯化铁的水解，C正确；由制备过程可知，反应②的反应物为

FeooH和CO,由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知，反应为6FeOOH+CO=2Fe3O4

+3H2O+CO2,D正确。

【答案】B

I对点训练1］铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：

实验装置

装置一

装置二

(1)装置一中，装置A的作用：__________________________________

装置二中，装湿棉花的作用：。

(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液

颜色无明显变化，试解释原因：O

答案：(1)提供水蒸气提供水蒸气

(2)在溶液中Fe3+被未反应的铁粉完全还原为Fe2+

题点二铁与硝酸的反应及定量分析

例2在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe?'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。

n(Fe2+)∕mol

CD

ABn(Fe)∕mol

①Fe3+②Fe?+③Fe、Fe2+@Fe2+>Fe3+

(I)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。

【解析】向稀HNo3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3+,随加入铁粉量的

增加，稀HNO3反应完全后，发生反应2Fe3*+Fe=3Fe2+,最后全部转化为Fe?+。

【答案】⑴①(2)@(3)@

［母题延伸］(1)上题AB段、BC段消耗铁的物质的量之比是多少？

(2)若将稀硝酸换作稀硫酸，试画出得到的Fe?+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的

量(横坐标)的关系图。

(3)上题CD段滤液中加入少量稀H2SO4写出反应的离子方程式。

提示：(I)BC段发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,反应中”(Fe3,)：∕j(Fe)=2：1,而Fe3,是

由AB段反应的铁生成的，则题图AB段、BC段消耗铁的物质的量之比是2：1。

(2)铁与稀硫酸只能生成Fe?+,图像如下：

2++3+

(3)3Fe+NO3+4H=3Fe+NOt+2H2O

［对点训练2］向含“gHNCh的稀溶液中，加入6g铁粉充分反应后全部溶解。已知有

gHNO3被还原，则a'.b不可能是()

A.2：1B.3：1

C.4：ID.9：2

解析：A满足条件的反应为

Fe+4HNO3(W)=Fe(NO3)3+NOt+2H2θφ

3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NOt+4氏0②

满足方程①的a：6=(4X63):56=9:2,

满足方程②的a:⅛=(8×63)：(3×56)=3：1。

介于方程①②之间即3≤月≤的都行。只有A不符合。

［方法点拨J铁与稀HNo3反应

随着两者量的不同，生成氧化产物亦不同，可用讨论的方法确定。

①Fe+4HNCh(稀)=Fe(NO3)3+NOt+2H2O

②Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2

①X2+②可得

③3Fe+8HNCh(稀)=3Fe(NC)3)2+2No↑+4H2O

V)(Fe)1

(1)当(HNC)W"时,硝酸过量，按①式计算。

n(HN5)4

M(Fe)4

(2)当(HZC)时，铁过量，按③式计算。

n(HN5)0

1n(Fe)2

(3)当,HZC\<5时，可依据①@或①③进行计算。

4n(HN5)ð

无论二者的量如何变化，铁与稀HNo3反应，被还原的HNO3与参加反应的HNO3的物

质的量之比总是1:4。

[对点训练3](双选)常温时，molFe(NO3)3和2molHCl溶于水得2L混合溶液，然后

向该溶液投入，〃g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的

是()

A.由于氧化性Fe3'>H',首先发生的反应是Fe+2Fe3"-3Fe2+

B.当加入g铁粉时，可生成标准状况下L气体

C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe?*和Fe?+的形式存在

D.〃?至少等于28,反应过程中溶液的质量一直在增大

解析：BD酸性条件下，No,有氧化性，因此首先发生的反应是①Fe+NO3+4H*

3+3+2+

=NOt+Fe+2H2O,然后发生反应②：Fe+2Fe=3Fe,再发生③Fe+2H+=Fe2+

3+

+H2t,Ag铁粉时，发生①反应，LNo气体，molFe,molH',B正确；根据滴加

KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3+,Cg+()××56g=28g,反应过程中溶液的质量

一直在增大，D正确。

题点三铁的氧化物组成的确定

例3(2021•济宁一模)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g,反应完全后U形管的质量增加g,则混合

物中Fe2O3的质量为。

【解析】解答此题，要明确实验目的，理解装置的工作原理、各仪器的作用。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。由反应方程式知：Fe2O3+3H2=^=2Fe+3H2O,FeO+H2=^=

Fe+H2O,w(Fe2O3)+∕n(FeO)g,两反应生成的水：，〃(氏。)g,列方程组可求得“7(Fe2O3)=

16g。

【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出口处必须检验氢气的纯度

(3)除去H?中混有的HCl气体浓硫酸干燥氢气

(4)Fe2O3+3H2=^=2Fe+3H2O,FeO+H2=^=Fe+H2O

(5)16g

［母题延伸］(1)上题U形管E右边又连接干燥管F的目的是什么？

(2)上题若无干燥管F,测得FezCh的质量将如何变化？若反应后得到的残留固体中还有

少量FeO,测得的Fe2O3质量将如何变化？

(3)上题若无C装置测得Fe2O3的质量如何变化？

提示：(1)防止空气中的水蒸气等气体进入E中。

(2)若无干燥管F,测得水的质量偏大，计算所得Fe2O3的质量偏大；若反应后得到的残

留固体中还有少量FeO,测得水的质量偏小，计算所得的Fe2O3质量将偏小。

(3)Fe2O3的质量偏大。

I对点训练4］有一块铁的“氧化物”样品，用140mLmol∙Lr盐酸恰好将之完全溶

解，molCl2,恰好使其中的Fe?+全部转变为F¥+,则该样品可能的化学式为()

A.Fe2O3B.Fe3O4

C.Fe4O5D.Fe5O7

解析：D根据2Fe2++CL==2Fe3++2Cl,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所

得溶液中w(Fe2+)=0.025mol×2=0.05mol,根据电荷守恒得2"(Fe2+)+3〃(Fe3+)=〃(C「)，

3+2+3+

则n(Fe)=0.2mol,故n(Fe)：n(Fe：0.2=1：4,故该氧化物可表示为FeO∙2Fe2O3,即

Fe5O7O

考点二铁的氢氧化物

「知识梳理-----基础过关」

铁的氢氧化物

化学式

Fe(OH)2Fe(OH)3

色态白色固体一红褐色固体一

溶解性难溶于水难溶于水

+

与盐酸Fe(OH)3+3H=

2+

Fe(OH)?+2H~=Fe+2H2O

3+

反应Fe+3H2O

受热

2Fe(OH)3=^=

—

分解FsO3+3H2O

可溶性亚铁盐与碱反应：可溶性铁盐与碱反应：

制法

2+3+

Fe+20H=Fe(OH)2IFe+30H=Fe(OH)3I

空气中，Fe(OH)?能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀

二者的

迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+

关系

2HQ=4Fe(OH)3

一秒判正误一

(1)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。(X)

3+2+

(2)向FeCI3溶液中加入Mg(C)H)2：3Mg(OH)2+2Fe=2Fe(OH)3+3Mgo(V)

(3)在中性溶液中Cl，SOΓʌNa+,Fe3+可大量共存。(X)

(4)将热的NaOH溶液滴入FeCI3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(X)

+2+

(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2+2H=Fe+

2H2O=(X)

［能力突破------题五盘交」

题点一铁的氢氧化物的性质

例1以某硫酸渣(含Fe2θ3∖SiCh等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图：

H2SO1Fe粉NHlHCo3空气

VIVV

硫酸渣f屐曲->I还原If近滤IIfl沉铁Ifl氧化I-I

II

滤渣CO2

铁黄一I过滤Ii］一

下列说法不正确的是()

A.“酸溶”中加热、搅拌或适当增大硫酸浓度均可加快溶解速率

B.滤渣的主要成分是SiCh和Fe

C.“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2I+

(NH4)2SO4+2CO2t

D.“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气

【解析】硫酸渣用硫酸酸浸时，氧化铁溶解生成硫酸铁，加入铁粉，则溶液中溶质主

要为硫酸亚铁，过滤，滤渣为过量的铁粉和未溶解的二氧化硅，滤液中加入碳酸氢筱，发生

相互促进的水解反应生成二氧化碳和氢氧化亚铁。“酸溶”中加热、搅拌或适当增大硫酸浓

度均可加快溶解速率，A正确；根据分析可知，滤渣的主要成分是SiCh和Fe,B正确；“沉

铁”过程中硫酸亚铁与碳酸氢较相互促进水解生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+

2NH4HCO3=Fe(OH)2I+(NH4)2SO4+2CO2t,C正确；“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯

气代替空气，会导致制备的铁黄含量偏低且含有杂质，D错误。

【答案】D

［母题延伸］Fe(OH)3、Fe(OH)2固体中分别加入过量氢碘酸有什么现象？写出反应的离

子方程式？

提示：Fe(C)H为红褐色固体溶解，溶液呈紫红色有紫黑色固体颗粒析出，2Fe(OH)3+6H

+÷21=2Fe2÷I2÷6H2O；

12+

Fe(OH)2白色固体溶解，溶液呈浅绿色，Fe(OH)2+2H=Fe+2H2O0

［对点训练IJ有关铁的化合物的说法中，错误的是()

-,NaOH

A.Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐r

溶液

色=J煤油

FeSO4

B.由图示操作可制取Fe(C)H)2L溶液

C.Fe3O4,Fe(OH)3都可以由化合反应制得

D.Fe(C)H)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应

解析：AFe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSo4溶液与氧气接触，可

以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4,可通

过化合反应4Fe(OH)2+2H2θ+θ2=4Fe(OH)3来制取Fe(OH)3,C正确；Fe(OH)3胶体呈红

褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。

［对点训练2］由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4^Fe2O3和Feo)得到绿帆(FeSO4∙7H2O),

再通过绿矶制备铁黄［FeO(OH)］的流程如下:

酸溶氨水/空气I

烧渣萨溶液绿矶铁黄

^Φ~®

已知：FeS?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++8H2θ=15Fe2++2SO广+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，可得纯净绿机

D.步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3

解析：C要制得绿矶，为了不引入其他杂质，步骤①最好用硫酸来溶解烧渣，A项正

确；加入FeSz后得到的溶液经步骤③可得到绿矶，故步骤②中FeS?和Fe3+发生氧化还原反

应，生成了FeSo4,离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2θ=15Fe2++2SθT+16H+,B项正

确；步骤③，由FeSO4溶液得到绿矶应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶，C项错误；步

骤④中若反应条件控制不当，则会使铁黄中混有Fe(OH)3,D项正确。

题点二Fe(OH)2的制备

例2(2021•青岛一模)由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实

验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热

点。

(1)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(填序号)。

(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSc)4溶液时还需加入。

(3)除去蒸储水中溶解的Ch常采用的方法。

【解析】⑴因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应：

4Fe(OH)2+θ2+2H2O=4Fe(OH)3o因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置

中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2

处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe?+,与电解NaCl溶液产生的OH一结合生成

Fe(OH)2,且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带

入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。

(2)稀硫酸抑制Fe?+水解，铁粉防止Fe?+被氧化。

(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程要确保在无氧条件下生成。

【答案】⑴①②③⑤(2)稀硫酸(3)加热煮沸

I母题延伸］(1)上题装置②如何操作可以得到Fe(OH)2沉淀？

(2)上题装置③中的氯化钠溶液能否换作氢氧化钠溶液、稀硫酸？

(3)上题装置⑤中苯能否换成CCl4?

提示：(1)打开止水夹a将产生的氢气导出，检验末端导管处气体纯净后，关闭止水夹a,

A中液体进入B,产生白色沉淀。

(2)氢氧化钠溶液可以，稀硫酸不行。换为稀硫酸后，酸提供的H'在阴极上反应，不能

产生OH,

(3)不能换成CCl4,因为CCLt的密度比水的密度大。

［对点训练3］如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变

化，实验时提供的试剂有铁屑及mol∙LI的硫酸，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的操作为关闭活塞E,使A中溶液压入B中

D.取下装置B中的橡胶塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2+θ2+

2H2O=4Fe(OH)3

解析：B制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以A中应预先加

入的试剂是铁屑，A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开活塞E,

用氧气排出装置中的空气，B错误；铁和稀硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E,导致A中压

强逐渐增大，将FeSO4溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳

定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+θ2

+2H2O=4Fe(OH)3,D正确。

［方法点拨JFe(OH)2制备的三种思维方法

(1)有机覆盖层法

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。

NaOH溶液

笨

FeSO,溶液

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NaC)H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Nae)H)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。

考点三铁及其化合物的转化及应用

「知识精理-----基砒过关」

1.亚铁盐的性质

(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。

(2)可水解，Fe2+(如FeSoQ溶液呈酸性。

2.铁盐的性质

(1)含有Fe3+的溶液呈黄色，Fe3+处于铁的高价态，具有氧化性。

(2)易水解。Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。

3.Fe2∖Fe3+的相互转化

pez*«Fe、Zn、Cu、H?S、KI等_________pe,t

_______i_rCh。、HNo-H2SO4(浓)、KMno4(H,)等,I

既有氧化性(强氧化剂)船口有工力性I

又后避性~般八有氧化性

完成下列反应的离子方程式：

(1)酸性FeCl2溶液长期露置于空气中：4Fe2++θ2+4H-=4Fe3++2H0

(2)向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：3Fe2++NOτ+4H+=3Fe3++NOt+2H,O°

(3)FeCI2的酸性溶液与H2O2反应：2Fe2++2H++HzC)2=2Fe3++2H2θ°

(4)向FeSO4溶液中滴加酸性KMno4溶液，溶液褪色：MnOr÷5Fe2++8H+=5Fe3+÷

2

Mn+4H2OQ

(5)向FeCI3溶液中滴加Kl溶液：2Fe3++向=2Fe2'+b°

(6)向FeCI3溶液中逐渐加入Zn粉至过量：2Fe3+÷Zn=2Fe2+÷Zn2∖Fe2++Zn=Fe

÷Zn2+o

4.应用

(1)盐溶液的配制与保存

J加少量铁粉，防止FeA被氧化

Fe2+的盐溶液[加少量相应的酸，防止Fe?一水解

Fe"的盐溶液加少量相应的酸，防止Fe"水解

(2)物质的制备

〈制备无水的Fecb乂在干燥的幽■气流中加热蒸干

、-----/[FeCh溶液

/-———--XJ■向沸水中加入饱和FeCh溶液并

〈制备Fe(OH),胶继续加热至溶液呈红褐色

5.Fe2+xFe3+的检验

(I)Fe2'的检验

方法1：样品溶液滴加KSCN溶液•无现象.∙»溶液变红色,证明含有Fe2+。

或双氧水

方法2:样品溶液加入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,

证明含有Fe2+。

方法3：样品溶液加入K/e(CN)@溶液一生成蓝色沉淀,证明含有Fe2+

(2)Fe3+的检验

方法1：样品溶液滴加上您容液溶液变红色，证明含有Fe?+

方法2：样品溶液加心理各液产生红褐色沉淀，证明含有Fe?+

方法3：样品溶液加入⑹吃&溶液生成蓝色沉淀，证明含有Fe?+

◎微点拨①检验Fe?+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-)。

②Fe3+、Fe2+、C「同时存在时不能用酸性KMnO溶液检验Fe2+(C1能还原酸性KMnO4,

有干扰)。

射秒判正误

(1)加热蒸干氯化铁溶液最终得到FeCl3晶体。(X)

(2)将Fe(No3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红，说明Fe(No3)2晶体已

氧化变质。(X)

(3)向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，溶液中一定含

有Fe2+。(×)

(4)配制FeSO4溶液时，加入稀硫酸抑制Fe?+水解，加入铁粉防止Fe?*被氧化。(J)

［能力突破-------时五盘秀」

题点一Fe2+,Fe3+的性质及应用

例1(2021•烟台调研)金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想

的评价正确的是()

选项反应情况设想评价

当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe?

A正确,Fe3+和Fe、CU均可反应

+、Cu2+,一定无Fe''

当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe?正确，Fe和CU与Fe?’都反应，故有Fe?

B

+、Cu2+,无Fe3++⅛Cu2+,无Fe?+

当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只

C正确，CU有剩余，故无Cu"

有Fe?+,无C/+

当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有不正确，不可能有Fe剩余而无CU剩余，

D

Fe2+-,Cu2+因为Fe比Cu优先与Fe?+反应

【解析】当铁、铜的量比较少时溶液中可育g有Fe3+存在，A项错误；当铁过量时，

铜不与Fe3+反应，无C/+生成，此时溶液中不存在C/+和Fe3+,B项错误；铜有剩余则溶

液中一定无Fe3+,可能有C/+,C项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D项

正确。

【答案】D

［母题变式］在FeCl3、CUCL混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，

下列说法中正确的是()

A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe?+,一定不含Ct?+

B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe?+,可能含C/+和Fe3+

C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe?+和Fe?+,一定不含Cu?

D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+

和Fe3+

解析：D氧化性Fe3+>C∕+>Fe2+,加入铁粉后有固体剩余，Fe3+一定不存在；若剩

余固体全部都是Cu,溶液中还可能有Ct?+,也可能恰好被完全置换；若剩余固体是CU和

Fe,则溶液中不可能有Cu”和Fe*。

［对点训练1］实验室测定氧化物X(Feq)的组成实验如下:

¥

足量盐酸通入0.01molCl恰好反应溶

渝2

3.04gX步骤1”

Y步骤HZ

下列有关说法正确的是()

A.样品X中氧元素的质量分数约为26.3%

B.溶液Y中C(Fe2+):C(Fe3+)=2：1

C.用酸性高锌酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+

D.根据步骤I、∏可以判断X的组成为FeO

解析：Amol氯气，mol亚铁离子，mol,mol×72g,g,mol,即X可以

看作是2FeO∙FeO,因此旺而丁100%-26∙3%,Ac(Fe^)：c(Fe^÷)=1：1,B,氯离子也

能被酸性高镒酸钾溶液氧化，不能用酸性高镒酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe?+,应该

用铁氟化钾，CI、II可以判断X的组成为FeO,D错误。

［对点训练2］铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛，利用FeSc)4制备还原铁粉的

工业流程如下：

IFeSO,

NH1HCO3

CO2(NHl)2SO,

实验室中可用FeSc)4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NMHCCh在如图装置模拟上述流程

中的“转化”环节。

⑴装置A的名称是，装置B中盛放的试剂是。NH4HCO3盛放在装置

________中。

(2)实验过程中，欲将生成的FeSO4溶液和NEHCCh溶液混合，操作方法是

,发生主要反应的离子方程式为。

FeSO4溶液要现用现配制的原因是

检验久置的FeSO4是否变质的方法是。

(3)干燥过程主要目的是脱去游离水,过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,

该反应的化学方程式为,

取干燥后的FeCO3g,与碳混合后焙烧，g,计算样品中杂质FeOOH的质量为g。

解析：⑶FeCO3、H2O,02反应生成FeOOH和CO2o设干燥后的FeCe)3样品中FeCO3.

Fee)C)H的物质的量分别为x、y,则XXII6g∙mol∣+yX89g♦moL=g,56g∙mol1×(x

+y)g,解得:xmol,ymol,故机(FeC)OH)g。

答案：(1)分液漏斗铁粉C

(2)(待D处的气体纯净后)关闭活塞3,打开活塞2

2+2+

Fe+2HCO3=FeCO3I+CO2t+H2O(⅛4Fe+HCO3=FeCO3I+H∖HCO;+H

+

=CO2t+H2O)亚铁离子易被氧化取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管

中加入KSCN溶液，观察是否显红色(合理答案即可)

(3)4FeCO3+02+2H2O=4FeOOH+4CO2

［思维建模I价类二维图在铁及其化合物转化中的应用

W

4C3

裸

卷+2h

Oh

单质弱化物盐碱物质类别

(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化；

(2)纵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。

(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原

性。

题点二Fe3+、Fe?+的检验

例2选择合适试剂完成甲、乙两组实验:

甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe?+;

乙组：检验含Fe?+的溶液中是否含有Fe3+。

下列试剂选取正确的一项是()

甲组乙组

A新制氯水、KSCN溶液NaoH溶液

B酸性KMnO4溶液KSCN溶液

CNaOH溶液澳水

D酸性KMno4溶液

【解析】甲组，在Fe3+存在的条件下，检验Fe?+,要排除Fe*干扰。所选试剂具备

下列条件：一是能与Fe?+发生有明显现象的反应；二是Fe3+不反应，不干扰现象观察。只

2++3+2+

有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe+MnO4+8H=5Fe+Mn+4H2O,现象是紫色

变浅(或褪去)。乙组，在Fe?+存在的条件下，检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe?+,Fe?+无干

扰。

【答案】B

[母题延伸]在上题题干不变的情况下B选项中甲组换成K.3[Fe(CN)6],乙组换成NaOH

溶液是否可以？

提示：可以。

[对点训练3]一定量的铁粉在氯气中充分燃烧，将所得固体完全溶解于稀盐酸，制得

溶液A。

(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是。

(2)推测A中可能含有的金属阳离子：①只有Fe3+；②只有Fe?+;③。甲同学

为探究溶液的组成，实验如下:

实验步骤实验现象实验结论及反应的离子方程式

取少量溶液A

假设②不成立，假设①或③成立；反应的离

于试管中，加入—

子方程式是______________

KSCN溶液

(3)乙同学继续探究溶液A的组成。

查阅资料：16HCl(浓)+2KMno4=2KCI+2MnCl2+5CLt+8H2O

实验过程：另取少量溶液A于试管中，逐滴加入酸性KMno4溶液，充分振荡，KMnO4

溶液紫色褪去，实验结论：(填字母)。

a.可能有Fe?+b.可能无Fe?+

c.一定有Fe2^

根据你选择的实验结论，简述理由

答案：(l)2Fe+3CL=^=2FeCb

3+3+

(2)含有Fe?+和Fe溶液变红色Fe+3SCN-=Fe(SCN)3

(3)ab因为还原性Fe2->Cl∖逐滴加入酸性KMnc)4溶液，Fe?-将MnO4还原为Mn",

使紫色褪去，故可能含有Fe2+;若溶液中无Fe2+,CI-也能将MnO$还原为Mn2+,紫色褪

去，因而溶液中也可能无Fe?+

［归纳总结］检验Fe2+WFe?'时的注意事项

(1)检验Fe?+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