第12讲-铁、亚铁盐和铁盐(原卷版)

第12讲铁、亚铁盐和铁盐【学习目标】1．掌握铁的性质和应用。2．掌握Fe2+和Fe3+转化和检验。【基础知识】一、铁单质1．铁元素的存在2．物理性质色、态密度熔点导热性、延展性导电性______色固体7.86g·cm－31538℃良好比铜、铝______3．化学性质（1）与酸反应生成氢气（以稀盐酸为例）①化学方程式：____________________________②离子方程式：____________________________（2）与某些盐溶液发生置换反应（以硫酸铜为例）①化学方程式：_____________________②离子方程式：_____________________（3）与非金属反应①与氧气反应：_____________________②与氯气反应：_____________________（4）铁与水的反应①常温：不反应②高温：____________________________二、亚铁盐和铁盐1．预测与假设2．实验方案（1）证明____只有氧化性，需加入_______，如铁、铜、锌等。（2）证明___只有还原性，需加入_______，如稀硫酸、硫酸铜溶液等。（3）证明____有氧化性，需加入_______，如Zn；证明其有还原性，需加入_______，如氯水、稀硝酸等。3．实验探究（1）探究Fe3+的性质①实验现象：溶液由棕黄色变成浅绿色②实验结论：Fe3+具有_____性③离子方程式：________________________________（2）探究Fe2+的性质①实验现象：溶液变成红色②实验结论：Fe2+具有_____性③离子方程式：________________________________三、Fe3+和Fe2+的检验1．Fe3+的检验2．Fe2+的检验（1）KSCN溶液-氯水法（2）酸性高锰酸钾溶液法【考点剖析】考点一：铁的性质及应用例1．（2021·潍坊高一检测）铁在自然界中分布广泛，但由于不易冶炼，因而人类对铁的利用是比较晚的，据考证，我国在公元前700年左右才知冶铁。铁在一定条件下，跟下列有关物质的反应，所得产物错误的是（）。A．FeFeCl3B．FeFeSC．FeFe（OH）3D．FeFe3O4【思维拓展】单质铁的性质1．铁的主要性质：2．铁和水蒸气反应实验（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考点二：亚铁盐的性质例2．Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景广阔，一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO4+6Na2O2＝2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，对此反应下列说法不正确的是（）。A．Na2O2在反应中既作氧化剂又作还原剂B．O2是氧化产物C．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物D．2molFeSO4发生反应时，共有8mol电子转移【思维拓展】亚铁盐的强还原性1．转化关系2．强还原性及其应用（1）能够被Cl2、Br2氧化①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－（2）能够被O2氧化①反应：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓②保存：密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+（3）能够被酸性的H2O2氧化①反应：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O②应用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法（4）与酸性条件下的MnO4－、NO3－、ClO－等离子不能大量共存①酸性MnO4－：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O②酸性NO3－：3Fe2++NO3－+4H+3Fe3++NO↑+2H2O③酸性ClO－：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－（5）还原性：I－＞Fe2+＞Br－①向FeBr2溶液通入Cl2，先氧化Fe2+，后氧化Br－②向FeI2溶液通入Cl2，先氧化I－，后氧化Fe2+考点三：铁盐的性质例3．把等物质的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应后取出部分溶液。（1）若滴加一滴KSCN溶液，溶液显红色，则溶液中存在的离子有_________。（2）若加一滴KSCN溶液，溶液不显红色，则溶液中一定存在的离子有_________，可能存在的金属粉末有_________。（3）若加入的金属全部溶解，则溶液中n（Cu2+）∶n（Fe2+）是_________。（4）若（3）反应后的溶液中有3种金属离子，欲从中回收Cu和FeCl3，需要用到的试剂有（按反应顺序填写）___________________________。【思维拓展】铁盐的强氧化性1．转化关系2．强氧化性及其应用（1）与Fe反应①反应：2Fe3++Fe3Fe2+②应用：除去Fe2+中的Fe3+（2）与Cu反应①反应：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+②应用：电子工业上腐蚀铜印刷电路板（3）Mg、Al、Zn等活泼金属①少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+（4）与KI溶液反应①反应：2Fe3++2I－2Fe2++I2（FeI3不存在的原因）②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀（5）与H2S反应①反应：2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色，产生黄色沉淀（6）与SO2反应①反应：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42－+4H+②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色3．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）加过量铁粉后过滤考点四：Fe2+、Fe3+的检验例4．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。【思维拓展】Fe2+、Fe3+的检验方法1．Fe3+的检验方法2．Fe2+的检验方法3．检验Fe3+中的Fe2+：加入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去【过关检测】一、选择题1．（2021·郴州高一检测）我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了有关中药材铁华粉的制法：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉是指（）。A．铁粉B．醋酸亚铁C．食盐D．氢氧化铁2．（2020年7月·湖南合格考真题）为了检验FeCl2溶液中是否含有Fe3+，可选择的试剂是（）。A．稀盐酸B．AgNO3溶液C．H2O2D．KSCN溶液3．铁和下列物质反应，能生成+3价化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；⑤HNO3；⑥氯气；⑦H2O（）。A．①②⑤B．①⑥C．⑤⑥D．①⑤⑥4．把铁片分别放入下列溶液后，铁片溶解而溶液质量增加，但无气体产生，此溶液是（）。A．稀盐酸B．AgNO3溶液C．FeCl3溶液D．Cu（NO3）2溶液5．（双选）（2021·武汉高一检测）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反应实验结论A向氯化亚铁溶液中通入氯气浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2++Cl22Fe3++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++ZnFe+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2Fe3++Fe3Fe2+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++Cu2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性6．下列离子方程式中，正确的是（）。A．铁与稀氯化铁溶液反应：Fe+Fe3+2Fe2+B．铁与稀盐酸反应：2Fe+6H+2Fe3++3H2↑C．FeCl2溶液与氯水反应：Fe2++Cl2Fe3++2Cl－D．Fe（OH）3与盐酸反应：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O7．（2022·临沂高一检测）把KMnO4溶液滴入一含有铁离子的酸性水溶液中，KMnO4颜色消失，试推断溶液中含有铁离子的种类，最可能的情况是（）。A．含有Fe2+，但不能确定是否含有Fe3+B．只含有Fe2+C．Fe2+和Fe3+都有D．含有Fe3+，但不能确定是否含有Fe2+8．（2022·浏阳高一检测）能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是（）。A．氢氧化钠B．铁C．氯化亚铁D．硫氰化钾9．为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是（）。A．④B．③C．③④D．①②③④⑤10．（2021·无锡高一检测）从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：则下列说法正确的是（）。A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+11．自来水厂一种预防和处理Cl2泄漏的方法如题图所示。下列有关说法不正确的是（）。A．Cl2和水反应的离子方程式为：H2O+Cl2AUTOTEXT=电解=Cl－+HClO+H+B．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2C．吸收漏氯的离子方程式为：2Fe2++Cl2AUTOTEXT=电解=2Cl－+2Fe3+D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2+、Fe3+、ClO－、Cl－12．（双选）已知下述三个实验均能发生化学反应：①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是（）。A．实验①中铁钉只作还原剂B．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明氧化性：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+13．（2022·舟山高一检测）将KSCN溶液加入下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是（）。A．加入足量的铁粉后的FeCl3溶液B．铁丝在足量氯气中燃烧后，所得产物的水溶液C．长期暴露在空气中的绿矾溶液D．加入新制氯水后的FeCl2溶液14．铁粉可与高温水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32g，则参加反应的铁粉的物质的量是（）。A．0.5molB．1molC．1.5molD．2mol15．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为（）。A．1∶4B．3∶2C．1∶2D．2∶3二、非选择题16．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气反应的实验“。请回答该实验中的问题：（1）写出该反应的化学方程式______________________________。（2）实验前必须对整套装置进行的操作是____________________。（3）圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是___________。（4）试管中要收集干燥的气体，干燥管中盛装的物质是______________________，作用是_________________________________。（5）试管中收集到的气体是___________，如果要在A处玻璃管口处点燃该气体，则必须对该气体进行___________，这一操作的目的是______________________。17．（2021·聊城高一检测）FeCl3是一种用途比较广泛的盐。（1）印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成。刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为腐蚀液，生成CuCl2和FeCl2。请写出反应的离子方程式__________________。（2）FeCl3在天然水中可生成氢氧化铁胶体，其沉降水中悬浮物的速度高于铝盐（如硫酸铝等），是城市污水及工业废水处理的高效絮凝剂。实验室制取氢氧化铁胶体的方法是______（填字母序号）。A．将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中，生成棕黄色液体即可B．在FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液C．将饱和的FeCl3溶液滴入沸水，并继续煮沸至生成红褐色液体D．将饱和的FeCl3溶液滴入沸水，并继续煮沸至生成红褐色沉淀证明此胶体已经制成的最简单方法为_________________________________。（3）FeCl3可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，化学方程式如下：2FeCl3+2KI＝2FeCl2+I2+2KI在上式上用双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。18．（2021年1月•广东合格考真题）黑木耳是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，检验黑木耳中的铁元素，实验流程如下：（1）灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的________（填字母）。（2）灰烬中含有铁的氧化物及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是___________。（3）取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有_______；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，说明滤液中存在具有_________（填“氧化性”或“还原性”）的粒子。（4）为进一步探究Fe3+和Fe2+氧化性或还原性，该学习兴趣设计并进行如下实验，记录现象，完成实验报告：实验操作实验现象离子方程式实验结论向FeCl2溶液中滴加新制氯水溶液由浅绿色变为棕黄色2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－①向FeCl3溶液中加入足量的铁粉铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色②Fe3+具有氧化性（5）实验结束，离开实验室前，