第02讲 铁及其重要化合物（讲义）（教师版） 2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

第02讲铁及其重要化合物目录01TOC\o"1-3"\h\u考情透视·目标导航 202知识导图·思维引航 303考点突破·考法探究 4考点一铁及其重要化合物 4知识点1铁 4知识点2铁的重要化合物 6考向1考查铁及其化合物的性质与应用 7考向2考查氢氧化亚铁的制备 9考向3考查铁及其化合物的有关计算 11考点二铁及其化合物的转化及应用 13知识点1亚铁盐的性质及应用 13知识点2铁盐的性质及应用 13知识点3Fe2＋和Fe3＋的检验 14知识点4“铁三角”的转化关系及其应用 15考向1考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 16考向2考查“铁三角”的转化及应用 18考向3实验探究铁及其重要化合物的转化关系 2004 22考点要求考题统计考情分析铁及其化合物的性质及应用2024全国新课标卷9题，6分2023浙江1月卷4题，2分2023全国卷7题，6分2023广东卷7题，2分2022浙江卷9题，2分2022重庆卷4题，3分2022浙江卷22题，2分2022广东卷6题，3分2021江苏卷4题，3分2021河北卷1题，3分分析近三年高考试题,从分值来看，铁所占的比重最大，除铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的紧密联系，Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。考查内容能在多种题型中出现，选择、简答、实验、推断、计算都有。预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用与转化,在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。Fe2＋、Fe3＋的检验2023湖南卷7题，3分2022广东卷11题，3分2022海南卷6题，2分2021湖南卷3题，3分铁及其化合物的转化2024安徽卷4题，3分2023全国卷11题，6分2023浙江卷16题，2分2023江苏卷11题，3分2023辽宁卷10题，3分2023浙江1月卷16题，2分2021广东卷10题，2分2020浙江6月卷25题，2分复习目标：1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。2．能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。3．能说明铁及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。

考点一铁及其重要化合物知识点1铁1.存在及位置（1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。（2）位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。2.结构（1）核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，价电子排布式：3d64s2。（2）原子结构示意图：3.铁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，能被磁铁吸引。4.铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。（1）与非金属单质的反应①与O2的反应：常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃：3Fe＋2O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4。②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3。③与S的反应：Fe＋SFeS。④与I2的反应：Fe＋I2FeI2（2）与水的反应常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。（3）与酸的反应酸化学方程式或现象稀H2SO4Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑稀HNO3Fe不足Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe过量3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O浓HNO3、浓H2SO4常温下钝化（4）与某些盐溶液反应①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。5.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＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO；②铁的生成：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。知识点2铁的重要化合物1.铁的氧化物（1）铁的氧化物物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态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（2）铁的氧化物化学性质①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。3FeO＋6H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O；④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(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＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受热分解－2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up9(△),\s\do9())Fe2O3＋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【易错提醒】①Fe(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。②Fe(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。3.铁的氢氧化物的制法（1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+。【特别提醒】空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。E.常见的制备Fe(OH)2的装置：说明：①②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中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。（2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+。考向1考查铁及其化合物的性质与应用例1（2024·江西·二模）下列关于Fe及其化合物反应的离子方程式书写正确的是A．实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化：B．固体溶于HI溶液：C．用FeCl3饱和溶液制备胶体：D．过量铁粉与稀硝酸反应：【答案】C【解析】A．与OH-不能大量共存，A项错误；B．与HI发生氧化还原反应，离子方程式为，B项错误；C．将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色即制得胶体，反应的离子方程式为，C项正确；D．过量的铁粉与稀硝酸反应生成的是，离子方程式为，D项错误；故选C。【归纳总结】基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质（1）从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生反应。（2）从Fe元素化合价看,Fe具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价,处于最高价态,具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。（3）基于物质类别和元素价态,设计铁及其化合物间转化的途径。【变式训练1】（23-24高三下·江苏·阶段考试）铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质C．能与盐酸反应，可用于制作红色涂料D．难溶于水，可用于除去废水中、【答案】A【解析】A．铁粉具有还原性，能与空气中的氧气反应，可用于食品袋中的抗氧化剂，延长食品的保质期，故A正确；B．氯化铁具有水解性，在溶液中水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的目的，则氯化铁用于除去水中悬浮杂质与氧化性无关，故B错误；C．氧化铁是红棕色粉末，常用于制作红色涂料，则氧化铁用于制作红色涂料与氧化铁能与盐酸反应无关，故C错误；D．硫化亚铁的溶解度大于硫化铜、硫化汞，常用于除去废水中的铜离子和汞离子，则硫化亚铁用于除去废水中的铜离子和汞离子与硫化亚铁难溶于水无关，故D错误；故选A。【变式训练2】（2024·北京西城·一模）还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是A．铁与水蒸气反应：B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成C．向溶液a中滴加溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应D．向溶液b中滴加溶液，溶液变红，证实了固体中含有【答案】B【解析】A．Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：，故A错误；B．肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，还不能说明是氢气，故B正确；C．若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，不能确定二价铁离子来自铁粉还是Fe3O4，故C错误；D．若滴加KSCN溶液后变红色，说明含三价铁离子，黑色固体有Fe3O4也能产生三价铁离子，故D错误。答案选B。考向2考查氢氧化亚铁的制备例2（2024·广东佛山·一模）一种制备的改进装置如图所示，下列说法错误的是A．配制溶液时需加入硫酸B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和溶液C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽D．用铁粉代替粉末，也能排尽空气【答案】D【分析】实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁。【解析】A．易水解，为防止水解，配制溶液时需加入硫酸，故A正确；B．实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；C．烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；D．氢气的密度比空气小，用铁粉代替粉末，不能排尽空气，故D错误；选D。【思维建模】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。【变式训练1】（23-24高三上·湖南邵阳·阶段考试）某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。A．仪器1中应该盛放稀硫酸B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态【答案】C【分析】用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启A、C；利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，以此分析解答。【解析】A．此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；B．打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；C．反应一段时间后，可在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；D．本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确；故合理选项是C。【变式训练2】（23-24高三上·甘肃·阶段考试）关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑D．装置④中的苯是为了隔绝氧气【答案】C【解析】A、装置①先加入稀硫酸，发生Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，后加入氢氧化钠溶液，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4,故A正确；B、装置②先打开止水夹a，产生的H2将空气排出，待氢气充满试管B后再关闭止水夹，产生的H2将反应混合液压入NaOH溶液中，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4,故B正确；C、装置③中的阳极反应为：Fe-2e-=Fe2＋，故C错误；D、苯的密度小，浮在水溶液之上，装置④中的苯能将溶液与氧气隔绝，故D正确；故选C。考向3考查铁及其化合物的有关计算例3（23-24高三下·辽宁·月考）铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物C．硝酸溶液与一定量的铁粉完全反应，得到标况下的体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为D．硝酸浓度为时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为【答案】C【解析】A．由图可知，硝酸的浓度越小，其还原产物铵根离子含量越大，故氮的价态越低的成分越多，故A正确；B．由图可知，硝酸与铁反应往往同时生成铵根离子、一氧化氮、二氧化氮、氮气、一氧化二氮中的多种还原产物，故B正确；C．标况下的体2.24L，则生成气体0.1mol，但是不确定气体中具体物质种类，故不能计算参加反应的硝酸的物质的量，故C错误；D．硝酸浓度为时，反应生成三价铁、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物质的量比为10:6:2，假设NO、NO2、N2O的物质的量分别为10mol、6mol、2mol，根据氮守恒可知，反应氧化剂硝酸为20mol，根据电子守恒可知，反应还原剂铁为（10×3+6×1+2×2×4）mol÷3=，故氧化剂与还原剂的物质的量之比可为，故D正确；故选C。【思维建模】数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物：【变式训练1】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是A．150mLB．180mLC．200mLD．250mL【答案】C【解析】整个过程来看，金属失电子，氧气得电子，金属失电子物质的量=氧气得电子物质的量，2.24L氧气的物质的量为0.1mol，得电子物质的量为0.1mol×2×2=0.4mol，故金属失电子物质的量=0.4mol，沉淀时消耗NaOH物质的量为0.4mol，则V(NaOH)＝0.4mol÷2mol/L＝0.2L＝200mL；答案选C。【变式训练2】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10mL时，剩余金属1.8g，生成气体0.224L；再增加硝酸10mL时，剩余金属0.96g，又有0.224L气体生成；继续增加硝酸10mL时，金属全部溶解，又有0.224L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是A．所加入硝酸的浓度是4mol/LB．加入硝酸10mL时，剩余金属为铁和铜C．共加入硝酸20mL时，剩余金属只有铜D．如果在金属混合物中共加入硝酸40mL时，生成的NO仍是0.672L(标准状况下)【答案】D【分析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，而铜与+3价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2价，不可能被氧化到+3价。【解析】由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96克正是铜，得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克，与1.96不相等，说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D错误。考点二铁及其化合物的转化及应用知识点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、NOeq\o\al(－,3)(H＋)等均表现为还原性。②Fe2＋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：MnOeq\o\al(－,4)＋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、SOeq\o\al(2－,3)等均表现为氧化性。①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)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HCOeq\o\al(－,3)、[Al(OH)4]－、COeq\o\al(2－,3)、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3Fe2＋和Fe3＋的检验1.Fe2＋的检验方法1eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(―――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))无现象eq\o(―――――――→,\s\up11(滴加氯水),\s\do4(或双氧水))溶液变红色，证明含有Fe2＋方法2eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(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3eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(―――――――――→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋2.Fe3＋的检验方法1eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋方法2eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(―――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋方法3eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(―――――――――→,\s\up7(加入K4[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋3.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验①Fe3＋的检验a.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变血红色，说明含有Fe3＋b.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(淀粉/KI试纸))试纸变蓝色，说明含有Fe3＋②Fe2＋的检验a.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up11(滴加酸性),\s\do4(KMnO4溶液))KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋b.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，说明含有Fe2＋c.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(滴加K3[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋【易错提醒】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－)，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”的转化用离子方程式表现转化①2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋②2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)③3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋2H2O＋NO↑④5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O2.应用（1）判断离子共存①Fe2＋与NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存；②Fe3＋与S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)发生氧化还原反应，不能大量共存；③Fe2＋、Fe3＋与HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)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FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤（3）盐溶液的配制与保存（4）物质的制备（5）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。考向1考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验例1（2024·浙江温州·一模）(赤血盐)、(黄血盐)是常用于、的实验室检验试剂。一定条件下，可发生如下两个反应：①，固态混合，释放；②，溶液混合，消耗。下列有关说法不正确的是A．检验：(蓝色)B．含有离子键、极性键、配位键C．氧化性强于D．两个反应方向不一致，原因可能是溶液中与的配位能力强于【答案】C【解析】A．检验：(蓝色)，故A正确；B．配合物含有离子键、极性键、配位键，故B正确；C．根据反应可知，氧化性强于，故C错误；D．两个反应方向不一致，原因可能是溶液中与的配位能力强于，故D正确；答案选C。【易错警示】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(新制氯水可能氧化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)。【变式训练1】（2024·辽宁沈阳·三模）和在工业生产中有广泛应用。下列离子方程式正确且符合题意的是A．硫酸铁溶液用于腐蚀铜质电路板；B．将溶液与氨水混合溶液反应，生成沉淀：C．在硫酸铁溶液中滴加溶液，产生红褐色沉淀：D．在NaClO溶液中滴加少量溶液：【答案】B【解析】A．硫酸铁溶液能和铜单质反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，可用于制作印刷电路板：，A错误；B．溶液与氨水混合溶液反应，生成沉淀和铵根离子，离子方程式正确，B正确；C．硫酸铁溶液中滴加溶液，氢氧化钡完全反应产生红褐色氢氧化铁沉淀、硫酸钡白色沉淀：，C错误；D．次氯酸根具有氧化性，在NaClO溶液中滴加少量溶液，亚铁离子被氧化为铁离子生成氢氧化铁沉淀：，D错误；故选B。【变式训练2】（2024·浙江·二模）绿矾具有广泛的用途，下列说法正确的是A．医疗上常用于治疗缺铁性贫血 B．工业常用作污水的处理剂，只是利用其还原性C．高温分解只产生和 D．可用溶液检验其是否变质【答案】A【解析】A．绿矾是硫酸亚铁晶体，医疗上常用于治疗缺铁性贫血，A正确；B．Fe2+具有还原性，因此工业常用绿矾作污水的处理剂，利用其还原性。同时Fe2+水解生成Fe(OH)2，水解生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，得到的Fe(OH)3胶体有较好的吸附作用，所以绿矾液常用作混凝剂，B错误；C．绿矾高温分解产生Fe2O3、SO2、SO3和H2O，C错误；D．绿矾中能与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，不能检验其是否变质，D错误；故选A。考向2考查“铁三角”的转化及应用例2（2024·辽宁·三模）黄铁矿(主要成分)在空气中会被缓慢氧化，过程如图所示。下列说法正确的是A．发生反应a时，每被还原，转移B．25℃时，则该温度下d的逆反应平衡常数C．c发生反应的离子方程式为：D．黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料【答案】B【解析】A．据图可知，反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和，Fe元素化合价不变，S元素化合价由反应前FeS2中的-1价升高到反应后中的+6价，化合价升高失去电子被氧化，所以每被氧化，转移，A错误；B．25℃时，即，则该温度下d的逆反应方程式为，该反应的平衡常数，所以，B正确；C．离子方程式不符合电荷守恒，c发生反应的正确离子方程式为：，C错误；D．工业制备硫酸的原料可以是硫单质也可以是黄铁矿，D错误；故选B。【题后归纳】价类二维图在铁及其化合物转化中的应用（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物和还原性。【变式训练1】（2024·海南·三模）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列描述合理的是A．c可由a在空气中燃烧得到 B．b溶于水可以得到eC．d粒子在纳米级别时可以产生丁达尔效应 D．f与g的相互转化均可通过化合反应来实现【答案】D【分析】根据化合价和物质类别分析，A为Fe，b为FeO，C为Fe2O3，e为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、f为亚铁盐、g为铁盐、h为盐。【解析】A．Fe在空气中不能燃烧，在氧气中燃烧生成Fe3O4，故A错误；B．FeO难溶于水，故B错误；C．Fe(OH)3在纳米级别时，分散中水中形成胶体，才可以产生丁达尔效应，故C错误；D．亚铁盐与铁盐的相互转化均可通过化合反应来实现，反应的化学方程式，如、，故D正确；故选D。【变式训练2】（2024·江苏·一模）铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是A．工业制硫酸涉及的物质转化：B．实验室制溴苯涉及的物质转化：，C．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式：D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式：【答案】C【解析】A．高温下与氧气反应生成，不能一步生成，转化错误，故A错误；B．，故B错误；C．高温水蒸气与铁反应的化学方程式为：，故C正确；D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式为：，故D错误；故选C。考向3实验探究铁及其重要化合物的转化关系例3（23-24高三上·青海海南·期末）已知：；熔点为16.8℃、沸点为44.8℃。用如图所示装置设计实验检验分解产物，下列说法正确的是A．实验前应先检查装置的气密性 B．装置连接顺序是甲→丁→丙→乙C．分解所得红棕色固体溶于KSCN溶液 D．丁中溴水褪色表明有漂白性【答案】A【分析】装置甲中硫酸亚铁受热分解装置，装置丙为三氧化硫的冷却收集装置，用于验证三氧化硫的生成，装置丁中盛有的溴水用于验证二氧化硫的生成，装置乙中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气，则装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙。【解析】A．该实验有气体的生成和气体性质的验证，所以实验前应先检查装置的气密性，防止气体逸出导致实验失败，故A正确；B．由分析可知，实验装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙，故B错误；C．硫酸亚铁分解所得红棕色的氧化铁不能与硫氰化钾溶液反应，故C错误；D．装置丁中溴水褪色表明二氧化硫有还原性，故D错误；故选A。【变式训练1】（2024·江西鹰潭·二模）某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05mol/L稀硫酸D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3【答案】C【解析】A．Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确；B．[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确；C．若加入H2SO4，则会干扰下一步的检验，C错误；D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成,证明Na2SO3中的被Fe3+氧化生成，D正确；故选C。【变式训练2】（2024·湖南·模拟预测）现有下列实验探究摩尔盐的化学性质。装置实验试剂a现象①紫色石蕊溶液溶液变红色②过量NaOH溶液产生白色沉淀③酸性KMnO4溶液KMnO4溶液褪色④溶液产生蓝色沉淀下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是A．①中溶液变红：；B．②中产生白色沉淀：C．③中溶液褪色：D．④中产生蓝色沉淀：【答案】B【解析】A．铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊试液变红色，A正确；B．少量摩尔盐与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为，B错误；C．+2价的铁被氧化为+3价，被还原为，反应的离子方程式为，C正确；D．用来鉴别生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为，D正确；故答案选B。1．（2024·全国新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是A．反应为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【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确；B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B。2．（2023·江苏卷）室温下，探究溶液的性质，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溶液中是否含有向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是否有还原性向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化C是否水解向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化D能否催化分解向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况【答案】B【解析】A．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，A错误；B．向溶液中滴加几滴酸性溶液，若观察溶液紫色褪去，说明有还原性，B正确；C．发生水解反应使溶液显酸性，应向溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D．向溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能是的催化作用，D错误。故选B。3．（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后元素以价形式存在，下列说法错误的是A．“焙烧”中产生 B．滤渣的主要成分为C．滤液①中元素的主要存在形式为 D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用【答案】B【分析】焙烧过程中铁转化为三氧化铁、铬元素被氧化转化为对应钠盐，水浸中氧化铁不溶转化为滤渣，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。【解析】A．铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成氧化铁、铬酸钠和二氧化碳，A正确；B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氧化铁，B错误；C．滤液①中元素的化合价是+6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr元素主要存在形式为，C正确；D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确；故选B。4．（2023·全国卷）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是A硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀B硫化钠溶液出现浑浊颜色变深C溴水颜色逐渐褪去D胆矾表面出现白色粉末【答案】D【解析】A．溶液呈棕黄色是因为有Fe3+，有浑浊是产生了Fe(OH)3，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，化学方程式为：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A错误；B．硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B错误；C．溴水的主要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C错误；D．胆矾为CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSO4，化学方程式为：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正确，D正确；故选D。5．（2023·浙江卷）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是A．能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B．金属钠导热性好，可用作传热介质C．溶液呈碱性，可用作消毒剂 D．呈