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高中第3章 物质的性质与转化第1节 铁的多样性导学案
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这是一份高中第3章 物质的性质与转化第1节 铁的多样性导学案，文件包含311铁与铁盐-2021-2022学年高一化学精讲精练新鲁科版必修第一册解析版docx、311铁与铁盐-2021-2022学年高一化学精讲精练新鲁科版必修第一册原卷版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共19页， 欢迎下载使用。
3.1.1 铁与铁盐
考点精讲
考点1：单质铁的性质及应用
1．铁元素的存在
2．铁的化学性质
【典例1】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______________________。
【解析】（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查；（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气；（4）干燥氢气可以用碱石灰或无水氯化钙；（5）铁与水蒸气发生氧化还原反应生成氢气，点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸。
【答案】（1）3Fe+4H2OFe3O4+4H2（2）检验装置的气密性
（3）为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气
（4）碱石灰或无水氯化钙；除去反应产生的H2中的水蒸气
（5）氢气；验纯；防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸
【举一反三】
（1）Fe与水蒸气反应的氧化剂是什么？
提示：3Fe+4H2OFe3O4+4H2，根据化合价升降来判断氧化剂和还原剂。因铁的化合价升高，所以铁作还原剂，水中氢的化合价降低，水作氧化剂。
（2）如何检验整套装置的气密性？
提示：在玻璃管口A处接一段乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好
【针对训练】
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
【解析】选B。A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。
2．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．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥
【解析】选C。铁和HNO3、氯气等强氧化性物质反应时，能生成+3价化合物。铁和S、HCl、CuCl2等弱氧化性物质反应时，能生成+2价化合物。铁和O2、水蒸气反应时，能生成Fe3O4。
3．（2020·嘉兴高一检测）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
【解析】选C。铁和稀盐酸反应生成气体，铁和AgNO3溶液、Cu（NO3）2溶液反应后溶液质量将减小：Fe（56）~2Ag（216），Fe（56）~Cu（64），而铁和FeCl3溶液反应的方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+，反应后单质铁全部进入溶液中而使溶液的质量增加。
4．（2020·安庆高一检测）现有2mol/L的盐酸和硫酸各100mL，分别加入等质量的铁粉，反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则往盐酸中加入铁粉的质量为（ ）。
A．2.8 g B．5.6 g C．8.4 g D．16.8 g
【解析】选C。盐酸和硫酸中溶质的物质的量为：n＝2mol/L×0.1L＝0.2mol，其中H+的物质的量分别为0.2mol和0.4mol，因为反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则说明盐酸中铁过量，盐酸完全反应，根据Fe+2H+Fe2++H2↑，则0.2mol H+完全反应生成0.1mol H2，则硫酸和锌反应产生的氢气的物质的量为：0.1mol×＝0.15mol，再根据Fe+2H+Fe2++H2↑，则反应消耗H+的物质的量为：0.15mol×2＝0.3mol＜0.4mol，所以铁全部反应，消耗铁的物质的量为：n（Fe）＝n（H2）＝0.15mol，其质量为：m（Fe）＝0.15mol×56g/mol＝8.4g。
考点2：Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化
1．Fe只有还原性，可以被氧化成+2价或+3价的铁
2．Fe2+既有氧化性又有还原性
3．Fe3+具有较强的氧化性
【典例2】（2020·北京丰台区高一检测）长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
（1）设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
实验方案
实验现象
实验结论
步骤1
取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液
__________________
FeSO4溶液
部分变质
步骤2
____________________
___________________
①将上述方案补充完整
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是__________________。（写离子反应方程式）
（2）利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3
填写下列各空：a．_____；b．____；c．_____；d．_____；e．______。
（3）FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案
实验现象
取适量Fe2（SO4）3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明理由_______。
【解析】（1）①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+；步骤2中，向待测液中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；②若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+；（2）①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3的路线为：部分变质的FeSO4Fe2（SO4）3Fe（OH）3Fe2O3，故a为H2O2，b为Fe2（SO4）3、c为NaOH、d为Fe（OH）3，e为△；②（3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。
【答案】（1）①溶液变红；取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液；紫色褪去②2Fe3++Fe＝3Fe2+
（2）①H2O2；NaOH；∆（或加热）；Fe3+；Fe（OH）3②0.2mol/L
（3）不能，维生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成
【举一反三】
（1）如何检验FeSO4溶液完全变质？
提示：FeSO4溶液完全变质，则溶液中没有Fe2+。可以向变质后的溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫红色不褪色，则说明FeSO4溶液完全变质。
（2）若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的物质的量浓度为多少？
提示：n（Fe2O3）＝＝0.01mol，则变质前，100mLFeSO4溶液中，n（FeSO4）＝0.02mol，故c（FeSO4）＝＝0.2mol/L。
【技巧与方法】“铁三角”中的转化关系
【针对训练】
1．（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++Cl2＝2Fe3++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++Zn＝Fe+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++Fe＝3Fe2+
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++Cu＝2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
【解析】选A、C。在氯化亚铁溶液中通入氯气，氯化亚铁溶液为浅绿色，+2价的铁被氧化生成+3价的铁，溶液浅绿色变为棕黄色，离子方程式为2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－，说明Fe2+具有还原性，故A正确；锌具有还原性，氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性，锌置换出铁，溶液颜色变化的同时会析出黑色固体铁，离子方程式为Fe2++Zn＝Fe+Zn2+，锌作还原剂有还原性，故B错误；向FeCl3溶液中加入铁粉发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+，故C正确；实验现象中，溶液的颜色反应前氯化铁溶液为黄色，Fe3+具有氧化性，与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜溶液，反应后氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，故D错误。
2．在含有FeCl3和BaCl2的酸性混合液中，通入足量SO2气体，有白色沉淀生成，过滤后，向滤液中滴加KSCN溶液，不出现红色，由此得出的结论是（ ）。
A．白色沉淀是BaSO3 B．白色沉淀是BaSO4
C．白色沉淀是BaSO3和S D．白色沉淀是FeSO3
【解析】选B。向滤液中加入KSCN溶液不出现红色，说明无Fe3+，即Fe3+被还原成Fe2+，则SO2被氧化成SO42－，所以生成的白色沉淀是BaSO4。有关反应的离子方程式如下：2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42－+4H+，Ba2++SO42－＝BaSO4↓。
3．印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3＝3FeCl2。现将一铜、铁混合粉末加入盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是（ ）。
A．溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜
B．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜
C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜
D．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜
【解析】选B。因为金属活动性Fe＞Cu，所以先发生Fe+2FeCl3＝3FeCl2，再发生Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，充分反应后仍有少量固体，该固体可能是Cu或Fe、Cu混合物；FeCl3反应完全，一定有FeCl2，故A错；B正确；C中CuCl2不一定含有，可能Fe没有反应完而FeCl3就已经反应完了，错误；D中固体中的铁可能已经反应完了，错误。
4．（2020·上海徐汇区高一检测）有一瓶用硫酸酸化的FeSO4溶液，置于空气中一段时间后，溶液中c（H+）＝0.1mol·L－1。为测定其中Fe2+被氧化的百分率，进行如下操作：
请计算（忽略Fe2+、Fe3+的水解）：
（1）20mL变质的FeSO4溶液中，铁元素的总的物质的量为_________；
（2）原溶液中Fe2+被氧化的百分率________；
（3）原溶液中硫酸的物质的量浓度为________。
【解析】（1）加入过量NaOH溶液，得到沉淀并充分灼烧，得到Fe2O3质量为0.8g，依据铁元素守恒得，铁元素的总物质的量：n（Fe）＝2n（Fe2O3）＝2×＝0.01mol；（2）由c（H+）＝0.1mol·L－1，根据H2SO4~2H+，20mL溶液中硫酸物质的量n（H2SO4）＝n（H+）＝×0.020L×0.1mol·L－1＝0.001mol，向变质的FeSO4溶液10mL中加入过量BaCl2溶液产生的沉淀是BaSO4，可计算出20mL溶液中SO42－总的物质的量n（SO42－）＝＝0.012mol＝n（H2SO4）+n（FeSO4）+3n［Fe2（SO4）3］，设变质的硫酸亚铁中含Fe2+、Fe3+的物质的量分别为x、y，即n（FeSO4）＝x，n［Fe2（SO4）3］＝y，则根据铁元素守恒有：x+y＝0.01mol，根据SO42－守恒有：0.001mol+x+y＝0.012mol，解得：x＝0.008mol，y＝0.002mol，原溶液中Fe2+被氧化的百分率＝×100%＝20%；（3）溶液c（H+）＝0.1mol·L－1，根据H2SO4~2H+，原硫酸溶液浓度为c（H2SO4）＝c（H+）＝×0.1mol·L－1＝0.05mol·L－1。
【答案】（1）0.01mol（2）20%（3）0.05mol·L－1
考点3：铁元素的检验
1．Fe3+的检验方法
2．Fe2+的检验方法
【典例3】（2020·四川资阳高一检测）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。
【解析】（1）铁的氧化物中铁的存在价态有+2、+3价，所以，催化剂中铁元素的价态有三种情况：价态全部为+3价；价态全部为+2价；价态为+3价、+2价。（2）稀硫酸溶液中溶解氧气，氧气可以氧化亚铁离子，用硫酸溶解氧化物应除去溶解的氧气，防止氧化亚铁离子，故煮沸硫酸的目的是：除去硫酸中溶解的氧气。（3）Fe3+遇KSCN溶液呈血红色，取A溶液于试管，滴加KSCN溶液，若溶液无明显变化，则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价，假设2成立；若溶液变为血红色，则说明催化剂中铁元素的价态含+3价，假设1或3成立。（4）若KMnO4溶液的紫红色褪去，则说明催化剂中铁元素的价态含+2价；若不褪色，则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价。
【答案】（1）催化剂中铁元素既有+3价又有+2价
（2）除去硫酸中溶解的氧气
（3）2；1或3
（4）高锰酸钾溶液不褪色
【举一反三】
（1）若KMnO4的还原产物是Mn2+，请用离子方程式表示Fe2+使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去的原因。
提示：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。
（2）某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液，向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色，由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论，该结论是否合理?其理由是什么？
提示：硝酸具有强氧化性，加入硝酸会将Fe2+氧化成Fe3+，不能得出该催化剂中铁元素为+3价。
【易错提醒】检验Fe2+的注意事项
（1）试剂加入的先后顺序不能颠倒，防止Fe2+被氧化成Fe3+而干扰检验。
（2）当溶液中同时含有Fe2+和Fe3+时，检验Fe2+只含用硫酸酸化的高锰酸钾溶液。
【针对训练】
1．向某晶体的水溶液中加入含有Fe2+的溶液后，无明显变化，当滴入几滴新制的氯水后，溶液显红色，由此得出的下列结论错误的是（ ）。
A．该晶体中一定含有SCN－
B．Fe3+的氧化性比Cl2的氧化性强
C．Fe2+被Cl2氧化为Fe3+
D．Fe2+与SCN－不能形成红色物质
【解析】选B。Fe2+与氯水中的Cl2发生如下反应：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－，氧化性：Cl2＞Fe3+。因SCN－与Fe3+反应生成红色物质，故原溶液中一定含有SCN－。
2．（2021·芜湖高一检测）某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：
已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。现对A、B、C、D作出的如下推断中，不正确的是（ ）。
A．A盐一定是FeCl3
B．白色沉淀B是AgCl
C．滤液C中一定含Fe3+
D．无法确定A中是否含有Fe2+
【解析】选A。B是由A与硝酸银反应生成的白色沉淀，则A中一定含有Cl－，B为AgCl；A与硝酸酸化的硝酸银溶液反应后生成的物质使KSCN溶液变红，则C溶液中一定含有Fe3+，而已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+，那么C溶液中的Fe3+，可能是A中本身有的Fe3+，也可能是硝酸将Fe2+氧化为Fe3+，即A中阳离子可能是Fe2+，也可能是Fe3+，A可能为FeCl3或FeCl2。
3．某同学为了检验家中的一瓶补铁药（成分为FeSO4）是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：
将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN溶液。
（1）请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：
实验
现象
结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ
a
褪色
不变红
b
不褪色
变红
c
褪色
变红
（2）能不能将KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：__________________________________________。
【解析】加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2+，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3+。（1）a根据实验现象分析，高锰酸钾褪色说明有Fe2+；KSCN溶液不变红，说明没有Fe3+；从而确定药品没有被氧化；b根据实验现象分析，高锰酸钾不褪色说明没有Fe2+；KSCN溶液变红，说明有Fe3+；从而确定药品完全被氧化；c根据实验现象分析，高锰酸钾褪色说明有Fe2+；KSCN溶液变红，说明有Fe3+；从而确定药品部分被氧化。（2）KMnO4溶液呈紫色，Fe（SCN）3是红色，所以影响观察Fe（SCN）3的红色；KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2+的检验。
【答案】（1）没有被氧化；完全被氧化；部分被氧化
（2）不能，原因是KMnO4溶液呈紫色，影响Fe3+的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2+的检验
合格考达标练
1．铁浸泡在硫酸铜溶液中，观察到的现象描述正确的是（ ）。
A．有大量气体生成
B．溶液由蓝色变成黄色
C．铁表面有黑色沉积物
D．溶液由蓝色变成浅绿色
【解析】选D。铁和蓝色的硫酸铜溶液发生置换反应，在铁表面析出红色的金属铜，同时生成浅绿色的硫酸亚铁溶液，反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu。
2．（2021·台州学考模拟）铁的化合物常常表现出多种颜色，下列反应不能产生黑色固体的是（ ）。
A．铁在氯气中燃烧
B．加热硫粉和铁粉的混合物
C．铁在氧气中燃烧
D．水蒸气通过灼热的铁粉
【解析】选A。铁在氯气中燃烧生成氯化铁，为棕黄色固体，故A选；加热硫粉和铁粉的混合物生成FeS，为黑色固体，故B不选；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，故C不选；水蒸气通过灼热的铁粉生成四氧化三铁，为黑色固体，故D不选。
3．（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．H2O2 D．KSCN溶液
【解析】选D。Fe3+和SCN－反应生成血红色的Fe（SCN）3溶液，该反应常用来检验Fe3+。
4．用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是（ ）。
A．烧杯中的溶液呈黄色
B．铜片无任何变化
C．铜片上有凹陷的“Cu”字
D．发生了反应：Fe3++Cu＝Cu2++Fe2+
【解析】选C。FeCl3与Cu发生反应：2FeCl3+Cu＝CuCl2+2FeCl2，故烧杯中的溶液为CuCl2和FeCl2，溶液的颜色不是黄色，铜片上有凹陷的“Cu”字，D项离子方程式两边电荷不守恒，应为2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+。
5．（2020·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
【解析】选B。A选项，Fe3+与NaOH发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不表现氧化性；B选项，Fe3+与Fe发生氧化还原反应生成Fe2+，表现氧化性；C选项，Fe3+与FeCl2不能发生反应，不表现氧化性；D选项，Fe3+与KSCN发生复分解反应生成Fe（SCN）3血红色溶液，不表现氧化性。
6．实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的（ ）。
A．镁粉 B．锌粉 C．铁片 D．铜片
【解析】选C。A项，镁粉与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁；B项，锌粉与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁；C项，硫酸亚铁易被氧化为硫酸铁，为防止亚铁离子被氧化，实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的铁片；D项，铜片与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，会引入新杂质。
7．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，立即出现红色沉淀
【解析】选D。Fe（SCN）3溶液是红色溶液。
8．下列化合物中，不能通过两种单质直接化合制取的是（ ）。
A．FeCl3 B．CuCl2 C．HCl D．FeCl2
【解析】选D。A项，2Fe+3Cl22FeCl3；B项，Cu+Cl2CuCl2；C项，H2+Cl22HCl；D项，Fe与Cl2反应不能生成Fe2+。
9．铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法不正确的是（ ）。
A．铁与氯气反应生成FeCl2
B．铁矿石可在高温下加入炭还原得到铁单质
C．铁在氧气中燃烧后的生成物为黑色
D．纯铁是银白色金属
【解析】选A。铁与氯气反应生成高价态的FeCl3，故A错误；铁在冶炼时，应在高温下加入炭还原得到，故B正确；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，故C正确；纯铁为银白色金属，故D正确。
10．99式主战坦克和升级版的99G式，是目前中国先进的主战坦克。坦克的主要制造材料是钢铁，下列关于铁的说法中，正确的是（ ）。
A．自然界中的陨铁主要以单质形态存在
B．单质铁与稀硫酸在常温下不反应
C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D．与盐酸反应生成氢气和FeCl3
【解析】选A。自然界中的铁元素主要以化合态形式存在，但陨铁中的铁元素以游离态形式存在，A正确；常温下，铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2，B错误；Fe2+既有还原性，也有氧化性，C错误；铁与盐酸反应生成氢气和FeCl2，D错误。
11．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。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0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是___________________。
（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________________________。
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________________。
【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发生反应：2Fe3++Fe＝3Fe2+，其目的是防止氯化亚铁被氧化。（2）氯气具有氧化性，能把氯化亚铁氧化为氯化铁，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接触，排除氧气对实验的影响。
【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）
12．（2020•江苏学业考试）某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）可用于制备FeSO4，其流程如图：
（1）“酸溶”时，提高反应速率的措施有_________（写一条）。
（2）加入Fe粉还原后，检验Fe3+是否反应完全的试剂为__________________。
（3）写出“还原”步骤中，Fe和Fe3+反应的离子方程式：__________________。
【解析】（1）适当加热、增大反应物硫酸的浓度、增大固体颗粒的表面积均可以加快反应速率，故可以是加热、增大硫酸的浓度、将烧渣粉碎等；（2）Fe3+与KSCN溶液反应溶液呈血红色，故检验Fe3+是否反应完全的试剂为KSCN溶液；（3）Fe与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+，反应的离子方程式为：2Fe3++Fe＝3Fe2+。
【答案】（1）适当加热等（2）KSCN溶液（3）2Fe3++Fe＝3Fe2+
等级考提升练
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
【解析】选B。由信息可知，Fe与醋酸反应生成铁华粉，即中药材铁华粉是指醋酸亚铁。
2．（2021·威海高一检测）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+。下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是（ ）。
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
KSCN溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
酸性KMnO4溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
【解析】选B。甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性能使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不能使高锰酸钾褪色，所以检验是否含有Fe2+可以选用高锰酸钾溶液或溴水，不能选择KSCN溶液。乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验是否含有Fe3+，可以选用KSCN溶液，不能选择酸性KMnO4溶液、溴水。
3．如图铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是（ ）。
A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替
B．将试管底部的湿棉花移到试管口部
C．用铁丝网罩住酒精灯火焰
D．点燃肥皂泡验证氢气的生成
【解析】选B。铁粉易堵塞导管口，铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，A正确；若湿棉花移到试管口部，产生的水蒸气不易与铁丝充分反应，B错误；铁丝网罩住酒精灯火焰，可提高温度，C正确；氢气能燃烧，点燃肥皂泡可验证氢气的生成，D正确。
4．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++Cl2＝Fe3++2Cl－
D．Fe（OH）3与盐酸反应：Fe（OH）3+3H+＝Fe3++3H2O
【解析】选D。A和C选项的反应不满足电荷守恒，错误；B选项，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，错误。
5．（2020·西安高一检测）下列反应中Fe3+表现氧化性的是（ ）。
A．FeCl3溶液滴入沸水中，溶液变为红褐色
B．FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
C．FeCl3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀
D．FeCl3溶液中通入H2S气体产生浅黄色S沉淀
【解析】选D。FeCl3溶液与沸水发生复分解反应生成氢氧化铁胶体，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故A不选；FeCl3溶液中加入NaOH溶液发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀和NaCl，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故B不选；FeCl3溶液中加入AgNO3溶液发生复分解反应生成AgCl沉淀和硝酸铁，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故C不选；反应生成氯化亚铁和S，Fe元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则Fe3+表现氧化性，故D选。
6．下列有关Fe2（SO4）3溶液的叙述正确的是（ ）。
A．该溶液中K+、Fe2+、SCN－、Br－可以大量共存
B．和NH3·H2O反应的离子方程式：2Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓
C．和Ba（OH）2溶液反应的离子方程式：Fe3++SO42－+Ba2++3OH－＝Fe（OH）3↓+BaSO4↓
D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFe
【解析】选D。Fe2（SO4）3溶液中的Fe3+与SCN－发生反应，在溶液中不能大量共存，A项错误；氨水不能拆写，B项错误；Fe2（SO4）3溶液和Ba（OH）2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀，铁离子和硫酸根离子的物质的量之比为2∶3，正确的离子方程式为2Fe3++3SO42－+3Ba2++6OH－＝2Fe（OH）3↓+3BaSO4↓，C项错误；1L0.1mol·L－1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1mol，0.1mol硫酸铁中含有0.2mol铁离子，与足量锌反应可以生成0.2mol铁，生成铁的质量为11.2g，D项正确。
7．（2020·江苏学业考试）用FeCl3溶液蚀刻印刷电路板，发生反应：2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。分别取适量蚀刻后的溶液进行实验，下列实验结论一定正确的是（ ）。
A．通入Cl2，再滴入KSCN溶液，溶液变红，说明所得溶液中已不含Fe2+
B．加入铁粉，充分反应，有固体剩余，说明所得溶液中已不含Fe3+
C．滴加足量稀硝酸，充分反应，则所得溶液中n（Fe3+）＝2n（Cu2+）
D．滴加足量NaOH溶液，充分反应，则所得沉淀中n［Fe（OH）2］＝n［Cu（OH）2］
【解析】选B。检验Fe2+用KMnO4溶液或先加入KSCN溶液后通入氯气，如果先通入Cl2，Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+而干扰Fe2+的检验，而无法判断原溶液是否含有Fe2+，故A错误；加入Fe粉，有固体剩余，无论固体是Fe还是Cu，都能与Fe3+反应，所以只要有固体剩余，反应后的溶液中一定不含Fe3+，故B正确；稀硝酸具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，但是原来刻蚀液中无法确定是否还含有未反应的Fe3+，所以无法判断加入足量硝酸后的溶液中n（Fe3+）、n（Cu2+）关系，故C错误；加入足量NaOH溶液，分别生成Fe（OH）2、Cu（OH）2，根据方程式2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2知，最终得到的沉淀n［Fe（OH）2］＝2n［Cu（OH）2］，故D错误。
8．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．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤
【解析】选C。铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，故①正确；铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，故②正确；硫酸铜与氯化铁不反应，混合后溶液不会变成无色，故③错误；氯化铁与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，该性质不是铁离子的性质，故④错误；铁离子与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，故⑤正确。
9．（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++Cl2＝2Fe3++2Cl－
D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+
【解析】选C。A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，酸性高锰酸钾溶液也能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子，错误。
10．（双选）将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（ ）。
A．铁粉完全溶解，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
C．Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】选AB。n（Fe）＝＝0.02mol，n（FeCl3）＝2mol·L－1×0.025L＝0.05mol，由反应Fe+2Fe3+＝3Fe2+知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁。铁完全反应，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，A正确；氯化铁有剩余，往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B正确；0.02molFe反应生成Fe2+为0.06mol，Fe3+剩余0.01mol，其物质的量之比为6∶1，C错误；氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。
11．（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
②
Fe3+具有氧化性
（5）实验结束，离开实验室前，下列做法正确的是_________（填字母）。
A．废弃药品直接倒入水池冲走
B．药品仪器归位
C．清洁实验仪器、打扫实验室卫生
D．关闭水电、门窗
【解析】（1）灼烧固体样品用坩埚，选A；（2）加入稀硫酸可以使铁的氧化物转化为Fe3+或Fe2+，便于铁元素的检验；（3）Fe3+与SCN－反应生成血红色的Fe（SCN）3溶液；KMnO4溶液具有强氧化性，还原性粒子能够使KMnO4溶液紫红色褪去；（4）①Fe2+具有还原性，能够被Cl2氧化成棕黄色的Fe3+；Fe3+具有氧化性，能够被铁粉还原成浅绿色的Fe2+，反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。（5）废弃药品应该倒入指定的容器中进行集中处理，而不能直接倒入水池冲走，以防污染环境，A选项错误；实验结束后，清理药品仪器，清洗仪器，放回原位，打扫实验室卫生，离开实验室前关闭水电、门窗。
【答案】（1）A（2）溶出铁元素（3）Fe3+
（4）①Fe2+具有还原性；②2Fe3++Fe3Fe2+（5）BCD
12．硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：
请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加，该过程的现象为。
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是_________________。
（3）步骤③中反应的离子方程式是_______________________________。
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、_______、称量。
（5）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为_______g。
【解析】（1）证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸等），若滤液由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有Fe2+。（2）由于H2O2具有氧化性，加入过量H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+。（3）步骤③的目的是将Fe3+全部转化为Fe（OH）3，所以步骤③需加入过量的NaOH溶液或氨水，反应的离子方程式是：Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓或Fe3++3NH3·H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+。（4）步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体Fe2O3，所以步骤④的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。（5）由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中m（Fe）＝（÷10）g＝0.07ag。
【答案】（1）氯水（或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂）溶液由浅绿色变为红色
（2）将Fe2+全部氧化为Fe3+
（3）Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓［或Fe3++3NH3·H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+］
（4）洗涤冷却（5）0.07a
3.1.1 铁与铁盐
考点精讲
考点1：单质铁的性质及应用
1．铁元素的存在
2．铁的化学性质
【典例1】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______________________。
【解析】（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查；（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气；（4）干燥氢气可以用碱石灰或无水氯化钙；（5）铁与水蒸气发生氧化还原反应生成氢气，点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸。
【答案】（1）3Fe+4H2OFe3O4+4H2（2）检验装置的气密性
（3）为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气
（4）碱石灰或无水氯化钙；除去反应产生的H2中的水蒸气
（5）氢气；验纯；防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸
【举一反三】
（1）Fe与水蒸气反应的氧化剂是什么？
提示：3Fe+4H2OFe3O4+4H2，根据化合价升降来判断氧化剂和还原剂。因铁的化合价升高，所以铁作还原剂，水中氢的化合价降低，水作氧化剂。
（2）如何检验整套装置的气密性？
提示：在玻璃管口A处接一段乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好
【针对训练】
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
【解析】选B。A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。
2．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．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥
【解析】选C。铁和HNO3、氯气等强氧化性物质反应时，能生成+3价化合物。铁和S、HCl、CuCl2等弱氧化性物质反应时，能生成+2价化合物。铁和O2、水蒸气反应时，能生成Fe3O4。
3．（2020·嘉兴高一检测）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
【解析】选C。铁和稀盐酸反应生成气体，铁和AgNO3溶液、Cu（NO3）2溶液反应后溶液质量将减小：Fe（56）~2Ag（216），Fe（56）~Cu（64），而铁和FeCl3溶液反应的方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+，反应后单质铁全部进入溶液中而使溶液的质量增加。
4．（2020·安庆高一检测）现有2mol/L的盐酸和硫酸各100mL，分别加入等质量的铁粉，反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则往盐酸中加入铁粉的质量为（ ）。
A．2.8 g B．5.6 g C．8.4 g D．16.8 g
【解析】选C。盐酸和硫酸中溶质的物质的量为：n＝2mol/L×0.1L＝0.2mol，其中H+的物质的量分别为0.2mol和0.4mol，因为反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则说明盐酸中铁过量，盐酸完全反应，根据Fe+2H+Fe2++H2↑，则0.2mol H+完全反应生成0.1mol H2，则硫酸和锌反应产生的氢气的物质的量为：0.1mol×＝0.15mol，再根据Fe+2H+Fe2++H2↑，则反应消耗H+的物质的量为：0.15mol×2＝0.3mol＜0.4mol，所以铁全部反应，消耗铁的物质的量为：n（Fe）＝n（H2）＝0.15mol，其质量为：m（Fe）＝0.15mol×56g/mol＝8.4g。
考点2：Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化
1．Fe只有还原性，可以被氧化成+2价或+3价的铁
2．Fe2+既有氧化性又有还原性
3．Fe3+具有较强的氧化性
【典例2】（2020·北京丰台区高一检测）长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
（1）设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
实验方案
实验现象
实验结论
步骤1
取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液
__________________
FeSO4溶液
部分变质
步骤2
____________________
___________________
①将上述方案补充完整
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是__________________。（写离子反应方程式）
（2）利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3
填写下列各空：a．_____；b．____；c．_____；d．_____；e．______。
（3）FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案
实验现象
取适量Fe2（SO4）3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明理由_______。
【解析】（1）①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+；步骤2中，向待测液中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；②若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+；（2）①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3的路线为：部分变质的FeSO4Fe2（SO4）3Fe（OH）3Fe2O3，故a为H2O2，b为Fe2（SO4）3、c为NaOH、d为Fe（OH）3，e为△；②（3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。
【答案】（1）①溶液变红；取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液；紫色褪去②2Fe3++Fe＝3Fe2+
（2）①H2O2；NaOH；∆（或加热）；Fe3+；Fe（OH）3②0.2mol/L
（3）不能，维生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成
【举一反三】
（1）如何检验FeSO4溶液完全变质？
提示：FeSO4溶液完全变质，则溶液中没有Fe2+。可以向变质后的溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫红色不褪色，则说明FeSO4溶液完全变质。
（2）若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的物质的量浓度为多少？
提示：n（Fe2O3）＝＝0.01mol，则变质前，100mLFeSO4溶液中，n（FeSO4）＝0.02mol，故c（FeSO4）＝＝0.2mol/L。
【技巧与方法】“铁三角”中的转化关系
【针对训练】
1．（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++Cl2＝2Fe3++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++Zn＝Fe+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++Fe＝3Fe2+
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++Cu＝2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
【解析】选A、C。在氯化亚铁溶液中通入氯气，氯化亚铁溶液为浅绿色，+2价的铁被氧化生成+3价的铁，溶液浅绿色变为棕黄色，离子方程式为2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－，说明Fe2+具有还原性，故A正确；锌具有还原性，氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性，锌置换出铁，溶液颜色变化的同时会析出黑色固体铁，离子方程式为Fe2++Zn＝Fe+Zn2+，锌作还原剂有还原性，故B错误；向FeCl3溶液中加入铁粉发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+，故C正确；实验现象中，溶液的颜色反应前氯化铁溶液为黄色，Fe3+具有氧化性，与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜溶液，反应后氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，故D错误。
2．在含有FeCl3和BaCl2的酸性混合液中，通入足量SO2气体，有白色沉淀生成，过滤后，向滤液中滴加KSCN溶液，不出现红色，由此得出的结论是（ ）。
A．白色沉淀是BaSO3 B．白色沉淀是BaSO4
C．白色沉淀是BaSO3和S D．白色沉淀是FeSO3
【解析】选B。向滤液中加入KSCN溶液不出现红色，说明无Fe3+，即Fe3+被还原成Fe2+，则SO2被氧化成SO42－，所以生成的白色沉淀是BaSO4。有关反应的离子方程式如下：2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42－+4H+，Ba2++SO42－＝BaSO4↓。
3．印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3＝3FeCl2。现将一铜、铁混合粉末加入盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是（ ）。
A．溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜
B．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜
C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜
D．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜
【解析】选B。因为金属活动性Fe＞Cu，所以先发生Fe+2FeCl3＝3FeCl2，再发生Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，充分反应后仍有少量固体，该固体可能是Cu或Fe、Cu混合物；FeCl3反应完全，一定有FeCl2，故A错；B正确；C中CuCl2不一定含有，可能Fe没有反应完而FeCl3就已经反应完了，错误；D中固体中的铁可能已经反应完了，错误。
4．（2020·上海徐汇区高一检测）有一瓶用硫酸酸化的FeSO4溶液，置于空气中一段时间后，溶液中c（H+）＝0.1mol·L－1。为测定其中Fe2+被氧化的百分率，进行如下操作：
请计算（忽略Fe2+、Fe3+的水解）：
（1）20mL变质的FeSO4溶液中，铁元素的总的物质的量为_________；
（2）原溶液中Fe2+被氧化的百分率________；
（3）原溶液中硫酸的物质的量浓度为________。
【解析】（1）加入过量NaOH溶液，得到沉淀并充分灼烧，得到Fe2O3质量为0.8g，依据铁元素守恒得，铁元素的总物质的量：n（Fe）＝2n（Fe2O3）＝2×＝0.01mol；（2）由c（H+）＝0.1mol·L－1，根据H2SO4~2H+，20mL溶液中硫酸物质的量n（H2SO4）＝n（H+）＝×0.020L×0.1mol·L－1＝0.001mol，向变质的FeSO4溶液10mL中加入过量BaCl2溶液产生的沉淀是BaSO4，可计算出20mL溶液中SO42－总的物质的量n（SO42－）＝＝0.012mol＝n（H2SO4）+n（FeSO4）+3n［Fe2（SO4）3］，设变质的硫酸亚铁中含Fe2+、Fe3+的物质的量分别为x、y，即n（FeSO4）＝x，n［Fe2（SO4）3］＝y，则根据铁元素守恒有：x+y＝0.01mol，根据SO42－守恒有：0.001mol+x+y＝0.012mol，解得：x＝0.008mol，y＝0.002mol，原溶液中Fe2+被氧化的百分率＝×100%＝20%；（3）溶液c（H+）＝0.1mol·L－1，根据H2SO4~2H+，原硫酸溶液浓度为c（H2SO4）＝c（H+）＝×0.1mol·L－1＝0.05mol·L－1。
【答案】（1）0.01mol（2）20%（3）0.05mol·L－1
考点3：铁元素的检验
1．Fe3+的检验方法
2．Fe2+的检验方法
【典例3】（2020·四川资阳高一检测）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。
【解析】（1）铁的氧化物中铁的存在价态有+2、+3价，所以，催化剂中铁元素的价态有三种情况：价态全部为+3价；价态全部为+2价；价态为+3价、+2价。（2）稀硫酸溶液中溶解氧气，氧气可以氧化亚铁离子，用硫酸溶解氧化物应除去溶解的氧气，防止氧化亚铁离子，故煮沸硫酸的目的是：除去硫酸中溶解的氧气。（3）Fe3+遇KSCN溶液呈血红色，取A溶液于试管，滴加KSCN溶液，若溶液无明显变化，则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价，假设2成立；若溶液变为血红色，则说明催化剂中铁元素的价态含+3价，假设1或3成立。（4）若KMnO4溶液的紫红色褪去，则说明催化剂中铁元素的价态含+2价；若不褪色，则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价。
【答案】（1）催化剂中铁元素既有+3价又有+2价
（2）除去硫酸中溶解的氧气
（3）2；1或3
（4）高锰酸钾溶液不褪色
【举一反三】
（1）若KMnO4的还原产物是Mn2+，请用离子方程式表示Fe2+使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去的原因。
提示：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。
（2）某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液，向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色，由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论，该结论是否合理?其理由是什么？
提示：硝酸具有强氧化性，加入硝酸会将Fe2+氧化成Fe3+，不能得出该催化剂中铁元素为+3价。
【易错提醒】检验Fe2+的注意事项
（1）试剂加入的先后顺序不能颠倒，防止Fe2+被氧化成Fe3+而干扰检验。
（2）当溶液中同时含有Fe2+和Fe3+时，检验Fe2+只含用硫酸酸化的高锰酸钾溶液。
【针对训练】
1．向某晶体的水溶液中加入含有Fe2+的溶液后，无明显变化，当滴入几滴新制的氯水后，溶液显红色，由此得出的下列结论错误的是（ ）。
A．该晶体中一定含有SCN－
B．Fe3+的氧化性比Cl2的氧化性强
C．Fe2+被Cl2氧化为Fe3+
D．Fe2+与SCN－不能形成红色物质
【解析】选B。Fe2+与氯水中的Cl2发生如下反应：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－，氧化性：Cl2＞Fe3+。因SCN－与Fe3+反应生成红色物质，故原溶液中一定含有SCN－。
2．（2021·芜湖高一检测）某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：
已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。现对A、B、C、D作出的如下推断中，不正确的是（ ）。
A．A盐一定是FeCl3
B．白色沉淀B是AgCl
C．滤液C中一定含Fe3+
D．无法确定A中是否含有Fe2+
【解析】选A。B是由A与硝酸银反应生成的白色沉淀，则A中一定含有Cl－，B为AgCl；A与硝酸酸化的硝酸银溶液反应后生成的物质使KSCN溶液变红，则C溶液中一定含有Fe3+，而已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+，那么C溶液中的Fe3+，可能是A中本身有的Fe3+，也可能是硝酸将Fe2+氧化为Fe3+，即A中阳离子可能是Fe2+，也可能是Fe3+，A可能为FeCl3或FeCl2。
3．某同学为了检验家中的一瓶补铁药（成分为FeSO4）是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：
将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN溶液。
（1）请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：
实验
现象
结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ
a
褪色
不变红
b
不褪色
变红
c
褪色
变红
（2）能不能将KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：__________________________________________。
【解析】加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2+，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3+。（1）a根据实验现象分析，高锰酸钾褪色说明有Fe2+；KSCN溶液不变红，说明没有Fe3+；从而确定药品没有被氧化；b根据实验现象分析，高锰酸钾不褪色说明没有Fe2+；KSCN溶液变红，说明有Fe3+；从而确定药品完全被氧化；c根据实验现象分析，高锰酸钾褪色说明有Fe2+；KSCN溶液变红，说明有Fe3+；从而确定药品部分被氧化。（2）KMnO4溶液呈紫色，Fe（SCN）3是红色，所以影响观察Fe（SCN）3的红色；KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2+的检验。
【答案】（1）没有被氧化；完全被氧化；部分被氧化
（2）不能，原因是KMnO4溶液呈紫色，影响Fe3+的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2+的检验
合格考达标练
1．铁浸泡在硫酸铜溶液中，观察到的现象描述正确的是（ ）。
A．有大量气体生成
B．溶液由蓝色变成黄色
C．铁表面有黑色沉积物
D．溶液由蓝色变成浅绿色
【解析】选D。铁和蓝色的硫酸铜溶液发生置换反应，在铁表面析出红色的金属铜，同时生成浅绿色的硫酸亚铁溶液，反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu。
2．（2021·台州学考模拟）铁的化合物常常表现出多种颜色，下列反应不能产生黑色固体的是（ ）。
A．铁在氯气中燃烧
B．加热硫粉和铁粉的混合物
C．铁在氧气中燃烧
D．水蒸气通过灼热的铁粉
【解析】选A。铁在氯气中燃烧生成氯化铁，为棕黄色固体，故A选；加热硫粉和铁粉的混合物生成FeS，为黑色固体，故B不选；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，故C不选；水蒸气通过灼热的铁粉生成四氧化三铁，为黑色固体，故D不选。
3．（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．H2O2 D．KSCN溶液
【解析】选D。Fe3+和SCN－反应生成血红色的Fe（SCN）3溶液，该反应常用来检验Fe3+。
4．用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是（ ）。
A．烧杯中的溶液呈黄色
B．铜片无任何变化
C．铜片上有凹陷的“Cu”字
D．发生了反应：Fe3++Cu＝Cu2++Fe2+
【解析】选C。FeCl3与Cu发生反应：2FeCl3+Cu＝CuCl2+2FeCl2，故烧杯中的溶液为CuCl2和FeCl2，溶液的颜色不是黄色，铜片上有凹陷的“Cu”字，D项离子方程式两边电荷不守恒，应为2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+。
5．（2020·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
【解析】选B。A选项，Fe3+与NaOH发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不表现氧化性；B选项，Fe3+与Fe发生氧化还原反应生成Fe2+，表现氧化性；C选项，Fe3+与FeCl2不能发生反应，不表现氧化性；D选项，Fe3+与KSCN发生复分解反应生成Fe（SCN）3血红色溶液，不表现氧化性。
6．实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的（ ）。
A．镁粉 B．锌粉 C．铁片 D．铜片
【解析】选C。A项，镁粉与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁；B项，锌粉与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁；C项，硫酸亚铁易被氧化为硫酸铁，为防止亚铁离子被氧化，实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的铁片；D项，铜片与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，会引入新杂质。
7．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，立即出现红色沉淀
【解析】选D。Fe（SCN）3溶液是红色溶液。
8．下列化合物中，不能通过两种单质直接化合制取的是（ ）。
A．FeCl3 B．CuCl2 C．HCl D．FeCl2
【解析】选D。A项，2Fe+3Cl22FeCl3；B项，Cu+Cl2CuCl2；C项，H2+Cl22HCl；D项，Fe与Cl2反应不能生成Fe2+。
9．铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法不正确的是（ ）。
A．铁与氯气反应生成FeCl2
B．铁矿石可在高温下加入炭还原得到铁单质
C．铁在氧气中燃烧后的生成物为黑色
D．纯铁是银白色金属
【解析】选A。铁与氯气反应生成高价态的FeCl3，故A错误；铁在冶炼时，应在高温下加入炭还原得到，故B正确；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，故C正确；纯铁为银白色金属，故D正确。
10．99式主战坦克和升级版的99G式，是目前中国先进的主战坦克。坦克的主要制造材料是钢铁，下列关于铁的说法中，正确的是（ ）。
A．自然界中的陨铁主要以单质形态存在
B．单质铁与稀硫酸在常温下不反应
C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D．与盐酸反应生成氢气和FeCl3
【解析】选A。自然界中的铁元素主要以化合态形式存在，但陨铁中的铁元素以游离态形式存在，A正确；常温下，铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2，B错误；Fe2+既有还原性，也有氧化性，C错误；铁与盐酸反应生成氢气和FeCl2，D错误。
11．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。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0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是___________________。
（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________________________。
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________________。
【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发生反应：2Fe3++Fe＝3Fe2+，其目的是防止氯化亚铁被氧化。（2）氯气具有氧化性，能把氯化亚铁氧化为氯化铁，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接触，排除氧气对实验的影响。
【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）
12．（2020•江苏学业考试）某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）可用于制备FeSO4，其流程如图：
（1）“酸溶”时，提高反应速率的措施有_________（写一条）。
（2）加入Fe粉还原后，检验Fe3+是否反应完全的试剂为__________________。
（3）写出“还原”步骤中，Fe和Fe3+反应的离子方程式：__________________。
【解析】（1）适当加热、增大反应物硫酸的浓度、增大固体颗粒的表面积均可以加快反应速率，故可以是加热、增大硫酸的浓度、将烧渣粉碎等；（2）Fe3+与KSCN溶液反应溶液呈血红色，故检验Fe3+是否反应完全的试剂为KSCN溶液；（3）Fe与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+，反应的离子方程式为：2Fe3++Fe＝3Fe2+。
【答案】（1）适当加热等（2）KSCN溶液（3）2Fe3++Fe＝3Fe2+
等级考提升练
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
【解析】选B。由信息可知，Fe与醋酸反应生成铁华粉，即中药材铁华粉是指醋酸亚铁。
2．（2021·威海高一检测）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+。下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是（ ）。
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
KSCN溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
酸性KMnO4溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
【解析】选B。甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性能使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不能使高锰酸钾褪色，所以检验是否含有Fe2+可以选用高锰酸钾溶液或溴水，不能选择KSCN溶液。乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验是否含有Fe3+，可以选用KSCN溶液，不能选择酸性KMnO4溶液、溴水。
3．如图铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是（ ）。
A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替
B．将试管底部的湿棉花移到试管口部
C．用铁丝网罩住酒精灯火焰
D．点燃肥皂泡验证氢气的生成
【解析】选B。铁粉易堵塞导管口，铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，A正确；若湿棉花移到试管口部，产生的水蒸气不易与铁丝充分反应，B错误；铁丝网罩住酒精灯火焰，可提高温度，C正确；氢气能燃烧，点燃肥皂泡可验证氢气的生成，D正确。
4．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++Cl2＝Fe3++2Cl－
D．Fe（OH）3与盐酸反应：Fe（OH）3+3H+＝Fe3++3H2O
【解析】选D。A和C选项的反应不满足电荷守恒，错误；B选项，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，错误。
5．（2020·西安高一检测）下列反应中Fe3+表现氧化性的是（ ）。
A．FeCl3溶液滴入沸水中，溶液变为红褐色
B．FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
C．FeCl3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀
D．FeCl3溶液中通入H2S气体产生浅黄色S沉淀
【解析】选D。FeCl3溶液与沸水发生复分解反应生成氢氧化铁胶体，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故A不选；FeCl3溶液中加入NaOH溶液发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀和NaCl，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故B不选；FeCl3溶液中加入AgNO3溶液发生复分解反应生成AgCl沉淀和硝酸铁，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故C不选；反应生成氯化亚铁和S，Fe元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则Fe3+表现氧化性，故D选。
6．下列有关Fe2（SO4）3溶液的叙述正确的是（ ）。
A．该溶液中K+、Fe2+、SCN－、Br－可以大量共存
B．和NH3·H2O反应的离子方程式：2Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓
C．和Ba（OH）2溶液反应的离子方程式：Fe3++SO42－+Ba2++3OH－＝Fe（OH）3↓+BaSO4↓
D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFe
【解析】选D。Fe2（SO4）3溶液中的Fe3+与SCN－发生反应，在溶液中不能大量共存，A项错误；氨水不能拆写，B项错误；Fe2（SO4）3溶液和Ba（OH）2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀，铁离子和硫酸根离子的物质的量之比为2∶3，正确的离子方程式为2Fe3++3SO42－+3Ba2++6OH－＝2Fe（OH）3↓+3BaSO4↓，C项错误；1L0.1mol·L－1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1mol，0.1mol硫酸铁中含有0.2mol铁离子，与足量锌反应可以生成0.2mol铁，生成铁的质量为11.2g，D项正确。
7．（2020·江苏学业考试）用FeCl3溶液蚀刻印刷电路板，发生反应：2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。分别取适量蚀刻后的溶液进行实验，下列实验结论一定正确的是（ ）。
A．通入Cl2，再滴入KSCN溶液，溶液变红，说明所得溶液中已不含Fe2+
B．加入铁粉，充分反应，有固体剩余，说明所得溶液中已不含Fe3+
C．滴加足量稀硝酸，充分反应，则所得溶液中n（Fe3+）＝2n（Cu2+）
D．滴加足量NaOH溶液，充分反应，则所得沉淀中n［Fe（OH）2］＝n［Cu（OH）2］
【解析】选B。检验Fe2+用KMnO4溶液或先加入KSCN溶液后通入氯气，如果先通入Cl2，Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+而干扰Fe2+的检验，而无法判断原溶液是否含有Fe2+，故A错误；加入Fe粉，有固体剩余，无论固体是Fe还是Cu，都能与Fe3+反应，所以只要有固体剩余，反应后的溶液中一定不含Fe3+，故B正确；稀硝酸具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，但是原来刻蚀液中无法确定是否还含有未反应的Fe3+，所以无法判断加入足量硝酸后的溶液中n（Fe3+）、n（Cu2+）关系，故C错误；加入足量NaOH溶液，分别生成Fe（OH）2、Cu（OH）2，根据方程式2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2知，最终得到的沉淀n［Fe（OH）2］＝2n［Cu（OH）2］，故D错误。
8．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．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤
【解析】选C。铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，故①正确；铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，故②正确；硫酸铜与氯化铁不反应，混合后溶液不会变成无色，故③错误；氯化铁与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，该性质不是铁离子的性质，故④错误；铁离子与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，故⑤正确。
9．（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++Cl2＝2Fe3++2Cl－
D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+
【解析】选C。A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，酸性高锰酸钾溶液也能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子，错误。
10．（双选）将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（ ）。
A．铁粉完全溶解，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
C．Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】选AB。n（Fe）＝＝0.02mol，n（FeCl3）＝2mol·L－1×0.025L＝0.05mol，由反应Fe+2Fe3+＝3Fe2+知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁。铁完全反应，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，A正确；氯化铁有剩余，往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B正确；0.02molFe反应生成Fe2+为0.06mol，Fe3+剩余0.01mol，其物质的量之比为6∶1，C错误；氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。
11．（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
②
Fe3+具有氧化性
（5）实验结束，离开实验室前，下列做法正确的是_________（填字母）。
A．废弃药品直接倒入水池冲走
B．药品仪器归位
C．清洁实验仪器、打扫实验室卫生
D．关闭水电、门窗
【解析】（1）灼烧固体样品用坩埚，选A；（2）加入稀硫酸可以使铁的氧化物转化为Fe3+或Fe2+，便于铁元素的检验；（3）Fe3+与SCN－反应生成血红色的Fe（SCN）3溶液；KMnO4溶液具有强氧化性，还原性粒子能够使KMnO4溶液紫红色褪去；（4）①Fe2+具有还原性，能够被Cl2氧化成棕黄色的Fe3+；Fe3+具有氧化性，能够被铁粉还原成浅绿色的Fe2+，反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。（5）废弃药品应该倒入指定的容器中进行集中处理，而不能直接倒入水池冲走，以防污染环境，A选项错误；实验结束后，清理药品仪器，清洗仪器，放回原位，打扫实验室卫生，离开实验室前关闭水电、门窗。
【答案】（1）A（2）溶出铁元素（3）Fe3+
（4）①Fe2+具有还原性；②2Fe3++Fe3Fe2+（5）BCD
12．硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：
请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加，该过程的现象为。
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是_________________。
（3）步骤③中反应的离子方程式是_______________________________。
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、_______、称量。
（5）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为_______g。
【解析】（1）证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸等），若滤液由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有Fe2+。（2）由于H2O2具有氧化性，加入过量H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+。（3）步骤③的目的是将Fe3+全部转化为Fe（OH）3，所以步骤③需加入过量的NaOH溶液或氨水，反应的离子方程式是：Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓或Fe3++3NH3·H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+。（4）步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体Fe2O3，所以步骤④的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。（5）由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中m（Fe）＝（÷10）g＝0.07ag。
【答案】（1）氯水（或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂）溶液由浅绿色变为红色
（2）将Fe2+全部氧化为Fe3+
（3）Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓［或Fe3++3NH3·H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+］
（4）洗涤冷却（5）0.07a
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