大单元二　第四章　第13讲　铁盐、亚铁盐　铁及其化合物的转化-2025年高中化学大一轮复习讲义人教版

第13讲铁盐、亚铁盐铁及其化合物的转化[复习目标]1.掌握Fe2＋和Fe3＋的性质和检验方法。2.能从物质类别和元素价态变化的角度理解铁及其化合物的转化路径。考点一Fe2＋、Fe3＋的性质与检验1．铁盐(1)常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等。(2)含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、H2S反应的离子方程式分别为___________________________________________________________________________、_____________________________________________________________________________。(3)Fe3＋易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。①用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：__________________________________________________________________________________________________________________________。②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。③FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为________。④Fe3＋与HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)混合时都会得到____沉淀。2．亚铁盐(1)FeSO4·7H2O呈____色，俗称______。(2)含有Fe2＋的溶液，呈________色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为__________________________________________。(3)Fe2＋在酸性介质中比较稳定，因而保存亚铁盐溶液时，应加入一定量的酸，同时放入少量________来防止氧化。3．高铁酸钾(K2FeO4)暗紫色晶体，其中Fe为____价，具有强氧化性，可用作水体的______、______剂或高容量电池材料。4．Fe2＋和Fe3＋的检验(1)(2)(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，说明含有________。eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有________。1．硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果()2．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SOeq\o\al(2－,4)()3．Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2()4．将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO3)2晶体已氧化变质()5．向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋()一、铁盐、亚铁盐的性质1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是()A．采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体B．保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解C．25℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋可以大量共存D．FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性2．(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ΔH＞0二、应用Fe3＋、Fe2＋的性质除杂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：_______________________________________________________________________________________________________________________________。三、Fe2＋和Fe3＋的检验实验方案设计4．下列离子的检验方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋5．设计简单实验，证明Fe3O4中含有＋2、＋3两种价态的铁元素(提供的试剂有Fe3O4粉末、浓、稀硫酸、硝酸、盐酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液)。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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)。考点二铁及其重要化合物的转化关系1．铁及其化合物的“价—类”二维转化从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)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)纵向变化体现了不同价态、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)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化Fe2＋eq\o(,\s\up7(①Cl2、②NO\o\al(－,3)、H＋、③H2O2、H＋、④MnO\o\al(－,4)、H＋),\s\do5(⑤Fe、⑥Cu、⑦H2S))Fe3＋①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________；⑦________________________________________________________________________。一、过量铁对氧化产物的影响1．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。(1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。a．Fe3＋b．Fe2＋c．Fe、Fe2＋d．Fe2＋、Fe3＋①AB段铁元素以________形式存在。②BC段铁元素以________形式存在。③CD段铁元素以________形式存在。(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为________________________________________。2．向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()A．a表示Fe3＋的关系曲线B．n1＝0.75C．P点时，n(Fe2＋)＝0.5625molD．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g二、铁盐、亚铁盐的制备3．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，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)若检验溶液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_______________________________________。4．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S气体。经查阅资料得知，无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：①检查装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。(1)装置A中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作应该是____________________________________。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有________(填步骤序号)。(4)装置B中冷水浴的作用为____________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：__________________________________________________________________________________________________。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。(6)FeCl3溶液与H2S气体反应的离子方程式为_______________________________________。三、陌生含铁物质的制备5．以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁{[Fe2(OH)x(SO4)y]n}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是()已知：赤泥液的主要成分为Na2CO3。A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO2B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关C．在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变大D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤6．(2023·天津模拟)Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置，制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。Ⅰ.制取Na2FeO4(1)仪器D的名称为______________。洗气瓶B中盛有的试剂为______________。实验开始，先打开分液漏斗________(填“A”或“C”)的活塞。(2)写出大试管中发生反应的离子方程式：__________________________________________。(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O、_____________________________________________________________________________________________。Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力(4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10mL0.2mol·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为COeq\o\al(2－,3)和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.3546g。①配制0.2mol·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有______________(填字母)。②计算NaCN溶液中CN－的去除率为______。1．(2023·浙江6月选考，3)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2．下列有关判断错误的是________________________________________________(填字母)。A．铁与碘反应易生成碘化铁(2022·浙江1月选考，9A)B．FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色(2022·海南，6C)C．已知金属性：Fe>Cu，可推理出氧化性：Fe3＋<Cu2＋(2022·辽宁，8C)D．FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀：2Fe2＋＋H2O2＋4H2O=2Fe(OH)3↓＋4H＋(2022·湖南，11C)E．探究Fe2＋具有还原性：向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化(2022·江苏，11A)3．(2021·广东，10)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4．(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室的制备方法，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___________________________________________________