2021学年第二单元 探究铁及其化合物的转化第1课时导学案及答案

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第二单元　探究铁及其化合物的转化
第1课时　反应的合理选择
[核心素养发展目标]　1.依据化合价理论，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径，强化变化观念。2.通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养证据推理意识，提升实验探究能力与创新意识。
一、FeCl3的制备路径及Fe3＋的检验
1．以铁屑为原料制备FeCl3的实验方案
途径
有关化学方程式
Fe→FeCl3
2Fe＋3Cl22FeCl3
Fe→FeCl2→FeCl3
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、Cl2＋2FeCl2===2FeCl3
Fe→Fe2O3→FeCl3
4Fe＋3O22Fe2O3、
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O

实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。
2．Fe的性质
物理性质
银白色，有金属光泽，有导热性和延展性，导电性弱(填“强”或“弱”)于铜和铝
化学性质
能与非
金属单
质反应
常温下，Fe在潮湿的空气中生锈，主要成分为Fe2O3；
在纯氧中点燃的化学方程式为3Fe＋2O2Fe3O4；
在氯气中点燃的化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3
能与酸
反应　
与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
能与水
反应
与水蒸气高温下反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
能与盐
反应
与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu

3.Fe3＋的检验
(1)沉淀法：加入NaOH溶液，观察是否产生红褐色沉淀；反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。缺点：需要加入的碱量较多，现象易受到干扰，反应的灵敏度和精确性都不高。
(2)显色法：加入KSCN溶液，观察溶液是否呈血红色；反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。优点：灵敏度高。

1．某工厂利用废弃的盐酸和铁屑为原料制备FeCl3时，有两种反应路线：①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O，从环保和经济的角度，哪一路线更合适？
提示　②中用氧气代替了①中的氯气，降低了生产成本且对环境无污染，故②更合适。
2．铁在化学反应中，常显＋2、＋3价，什么情况下只能生成＋2价的铁？
提示　与稀硫酸、盐酸及某些不活泼金属的盐溶液发生置换反应时只生成＋2价的铁。

1．能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是(　　)
A．AgNO3溶液 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
答案　B
2．下列物质溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液没有颜色变化的是(　　)
A．Fe3O4 B．Fe2O3
C．FeCl3 D．FeO
答案　D
解析　A项，Fe3O4溶于稀盐酸生成FeCl3和FeCl2，溶液中存在Fe3＋和Fe2＋，滴加KSCN溶液后溶液变成血红色；B项，Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，滴加KSCN溶液后溶液变成血红色；C项，FeCl3溶于稀盐酸，溶液中含有Fe3＋，滴加KSCN溶液后溶液变成血红色；D项，FeO和稀盐酸反应生成FeCl2，滴加KSCN溶液后溶液没有颜色变化。
3．类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测的说法正确的是(　　)
A．已知Fe与O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu与O2可直接化合生成Cu3O4
B．已知Al与NaOH溶液反应产生H2，推测Fe与NaOH溶液反应也生成H2
C．已知Fe能与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应
D．已知Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应
答案　C
解析　Fe与O2反应生成Fe3O4，Cu与O2反应生成CuO，A错误；Al与NaOH溶液反应产生H2，但铁与氢氧化钠溶液不反应，B错误；铁是活泼金属，能把在金属活动性顺序表中位于其后的金属离子从其盐溶液中置换出来，C正确；Na在常温下能与H2O反应，但是铁与水在常温下不反应，D错误。

Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。

二、Fe2＋、Fe3＋的相互转化
1．Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
实验操作

实验现象
A试管中先滴加KSCN溶液，溶液变血红色再加过量铁粉后，血红色褪去
B试管中先滴加KSCN溶液后没有变化，再滴加少量新制氯水后，溶液变成血红色
离子
方程式
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3、
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
实验结论
Fe3＋Fe2＋

2.“铁三角”中的转化关系

(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。举例：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2Fe＋3Cl22FeCl3。
(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)、空气中的O2、H2O2等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。举例：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；
FeO＋COFe＋CO2。
(3)Fe3＋具有氧化性，可被弱还原剂(Cu等)和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。举例：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。

1．要除去下列溶液中的杂质离子，请选择合适的氧化剂或还原剂。
主要物质
杂质
除杂试剂和方法
Fe3＋
Fe2＋

Fe2＋
Fe3＋

Fe2＋
Cu2＋


提示　加入H2O2　加入过量铁粉、过滤　加入过量铁粉、过滤
2．某工厂排出的污水中含有对环境有害的Fe2＋，怎样除去废水中的Fe2＋？
提示　为除去废水中的Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。
3．Fe3O4中铁有＋2价和＋3价，通过所学的知识，设计一个实验来证明两种价态的存在。
提示　取少量固体溶于硫酸，将所得溶液分成两份，其中一份加入KSCN溶液，发现溶液变血红色，说明含有Fe3＋；将另一份中加入少量的酸性KMnO4溶液中，发现酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋，这个实验中Fe2＋表现还原性。

1．正误判断
(1)FeCl2不能通过化合反应制得(　　)
(2)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现(　　)
(3)不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现(　　)
(4)FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作，是因为FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜(　　)
(5)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质(　　)
(6)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
2．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是(　　)
A．过量的Fe与Cl2反应
B．Fe与过量稀硫酸反应
C．CuCl2溶液中加入过量Fe
D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
答案　A
解析　A项，Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原；B项，Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋；C项，在溶液中Fe被Cu2＋氧化为Fe2＋；D项，首先Fe与盐酸反应生成FeCl2，Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
3．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　)
A．只需滴加KSCN溶液
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
D．滴加氢氧化钠溶液，立即产生红褐色沉淀
答案　B
解析　只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显血红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法验证Fe2＋的存在，故A错误；KSCN与Fe3＋作用使溶液显血红色，与Fe2＋作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显血红色，说明原溶液不含有Fe3＋，再滴加氯水后显血红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液含有Fe2＋，故B正确；先滴加氯水，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液不含Fe3＋，滴加KSCN溶液后也显血红色，无法证明原溶液是否含有Fe3＋，故C错误；滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀，只能证明存在Fe3＋，故D错误。

1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色

(2)利用显色反应

(3)利用Fe2＋的还原性

(4)利用Fe3＋的氧化性

2．检验溶液含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤
待测液不变色血红色
3．Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。

1．(2020·福建莆田一中高一月考)下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是(　　)
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为棕黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现血红色沉淀
答案　D
解析　常见水溶液有颜色的离子有Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnO(紫红色)，故A、B项正确；通常情况下，铁的化合价有0价、＋2价、＋3价，Fe2＋处于中间价态，既能得电子，又能失电子，所以既有氧化性，又有还原性，Fe3＋具有氧化性，C项正确；Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成血红色可溶性物质，不是血红色沉淀，D项错误。
2．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
实验操作
对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴新制氯水
ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变血红色

下列分析不合理的是(　　)
A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．实验②与③可以调换顺序
C．溶液变血红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋
答案　B
解析　向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变血红色，无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应离子方程式可知，氧化性：Cl2>
Fe3＋>Fe2＋，D正确。
3．下列有关物质检验方法不合理的是(　　)
A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加新制氯水后溶液显血红色，该溶液中一定含有Fe2＋
B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变血红
D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
答案　B
解析　B项中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。
4．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
Fe2＋Fe3＋FeO
回答下列有关问题：
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可分别选用________(填字母)。
a．Cl2 b．Fe
c．Cu d．KMnO4
(2)Fe2O3＋3NaClO＋4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)＋3NaCl＋2H2O
①还原剂是________，具有________性。
②用单线桥表示该反应的电子转移情况。
答案　(1)ab　(2)①Fe2O3　还原
②＋4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)＋3NaCl＋2H2O


题组一　Fe2＋、Fe3＋的检验
1．有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是(　　)
A．盐酸 B．烧碱溶液
C．硫氰化钾溶液 D．硝酸银溶液
答案　B
解析　将过量NaOH溶液分别加入题述几种溶液中，无明显现象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2，立即生成红褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀且沉淀颜色无变化的是MgCl2。
2．下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明原溶液中不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明原溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案　C
解析　①Fe3＋与SCN－生成血红色Fe(SCN)3；②Fe2＋遇到OH－生成白色Fe(OH)2沉淀；③Fe3＋遇到OH－生成红褐色Fe(OH)3沉淀。A项中现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋是否存在，错误；B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3＋，但原溶液是只存在Fe2＋，还是只存在Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋均含有，不能确定，错误；Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现D项所述现象，错误。
3．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，有如下实验操作：①加少量新制氯水；②加足量酸性KMnO4溶液；③加少量KSCN溶液。则最佳顺序是(　　)
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
答案　C
解析　检验的原理是Fe3＋遇SCN－显血红色，而Fe2＋遇SCN－不显血红色。加入KSCN溶液不显血红色证明无Fe3＋，再加新制氯水，如有Fe2＋则可被氧化为Fe3＋，遇SCN－显血红色。酸性KMnO4溶液也能氧化Fe2＋，但因其本身呈紫色，使Fe3＋与SCN－的反应现象不明显，因此不选用酸性KMnO4溶液。
题组二　铁盐、亚铁盐的性质
4．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是(　　)
A．铜是还原剂 B．Fe3＋具有氧化性
C．该反应是置换反应 D．该反应属于离子反应
答案　C
解析　该反应中铜元素化合价升高，被氧化，为还原剂；铁元素化合价降低，被还原，Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质，不是置换反应；该反应为离子反应。
5．下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是(　　)
A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu
B．某溶液中滴入KSCN溶液显血红色，说明含Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag
答案　B
解析　A中正确的离子反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；C中离子反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；D中Zn、Cu均能与AgNO3发生置换反应生成Ag，则不能比较Zn、Cu的金属活动性，D错误。
6．(2020·天津蓟州区月考)下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．某溶液中先加入KSCN溶液无现象，再通入Cl2，发现溶液变血红，则证明原溶液含有Fe2＋
C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，生成血红色沉淀
D．Fe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe2O3和H2
答案　B
解析　赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错误；磁铁矿粉末溶于盐酸后生成氯化亚铁、氯化铁和水，加入KSCN溶液，溶液变为血红色，不是生成血红色沉淀，C错误；Fe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，D错误。
7．要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，下列方法可行的是(　　)
A．滴入KSCN溶液 B．加入铁粉
C．通入氯气 D．加入铜粉
答案　B
解析　Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故可用Fe除去FeCl2中的FeCl3。
题组三　铁单质、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系
8．已知下述四个实验均能发生化学反应：
①
②
③
④
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴新制氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴入新制氯水，变血红

下列判断不正确的是(　　)
A．实验①中铁钉只做还原剂
B．实验②中Fe2＋只显还原性
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＋，Fe2＋遇KSCN溶液无血红色物质生成
答案　C
解析　①中发生反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，其中铁做还原剂，A正确；②中发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，其中Fe2＋做还原剂，表现还原性，B正确；③中发生反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，不属于置换反应，C不正确；氧化性：由①知Cu2＋>Fe2＋，由③知Fe3＋>Cu2＋，即Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，由④可知Fe2＋遇KSCN溶液不生成血红色物质，D正确。
9．下列物质能通过化合反应直接制得的是(　　)
①FeCl2　②FeCl3　③Fe(OH)3　④Fe3O4
A．只有①②③ B．只有②③
C．只有①③④ D．全部
答案　D
解析　Fe＋2FeCl3===3FeCl2、2Fe＋3Cl22FeCl3、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、3Fe＋2O2Fe3O4。
10．在FeCl3和CuCl2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则该溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量浓度之比为(　　)

A．3∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．1∶1
答案　C
解析　氧化性：Fe3＋>Cu2＋，加入铁后依次发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，从图像中可知加入2 mol Fe时，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成Fe2＋物质的量为6 mol，则n(FeCl3)＝4 mol；继续加入2 mol Fe发生反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，生成Fe2＋物质的量为2 mol，则n(CuCl2)＝2 mol；同一溶液中物质的量浓度之比等于物质的量之比，原溶液中FeCl3、CuCl2的物质的量之比为4 mol∶2 mol＝2∶1，则物质的量浓度之比为2∶1。

11．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Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　)
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
溴水
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液

答案　B
解析　甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液要排除Cl－等还原性离子的干扰。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
12．下列离子方程式正确的是(　　)
A．将氨水滴入到FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
C．向FeCl3溶液中加入铁粉：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
答案　B
解析　A项，在书写离子方程式时，NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项，离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D项，只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
13．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是(　　)
A．Cu2＋ B．Fe3＋ C．Fe2＋ D．H＋
答案　C
解析　因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，即Fe3＋、Cu2＋、H＋可与Fe反应，不可能存在较多。
14．将金属铁、铜投入FeCl3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
A
当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
正确，Fe3＋和铁、铜均可反应
B
当铁、铜均剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋
正确，铁和铜都与Fe3＋反应，故无Fe3＋
C
当铜剩余，铁不剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋
正确，铜剩余，故无Cu2＋
D
当铁剩余，铜不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋
不正确，不可能出现铁剩余而铜不剩余的情况，因为铁的还原性比铜的强，铁先与Fe3＋反应

答案　D
解析　因离子的氧化性强弱顺序为Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。如果Fe3＋足量，Fe3＋可将铁和铜全部氧化且Fe3＋可能还有剩余，A错误；当铁剩余时，溶液中不会存在Cu2＋，B错误；当铜剩余时，溶液中肯定无Fe3＋，一定有Fe2＋，可能有Cu2＋，C错误。
15．向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　)
A．加入KSCN溶液一定不变血红色
B．溶液中一定含Fe2＋
C．溶液中一定含Cu2＋
D．剩余固体中一定含Cu
答案　C
解析　溶液中Fe3＋、Cu2＋均具有氧化性，且氧化性：Fe3＋>Cu2＋，若加入的铁粉是少量的，Fe3＋有剩余，加入KSCN溶液仍会变血红，但若Fe3＋有剩余，则不会有Cu置换出来，即没有固体存在。铁粉无论与Fe3＋还是与Cu2＋反应，均生成Fe2＋，若铁粉是过量的，则Cu会被完全置换出来，溶液中无Cu2＋。
16．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式：_____________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3＋具有氧化性
取少量0.1 mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后，溶液颜色变为________；加入KSCN溶液后，溶液________

(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为______________________________________________。
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X是________。
答案　(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(2)浅绿色　不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(4)Fe2＋
解析　(1)在反应中Fe2＋做还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用新制氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液后，溶液不变色。
(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(4)已知MnO得电子，故MnO是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋，即X为Fe2＋。
17．同学们用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。请回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是___________________________________________________。
(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴新制氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变血红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_______________________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴新制氯水，溶液变血红，煤油的作用是_________
______________________________________________________________________________。
(4)丙同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中，加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色，发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________。
(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
答案　 (1)防止Fe2＋被氧化
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
解析　(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化。
(2)氯气具有氧化性，能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(3)煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气，排除氧气对实验的影响。
(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成，这是由于铁离子氧化碘化钾，发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。