高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性导学案

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性导学案，共20页。

第1节　铁的多样性
核心素养发展重点
学业要求
1.依据核心元素的化合价推断物质的氧化性或还原性。
2．通过反应实现物质转化，提出有依据的假设，选取试剂，设计实验方案并实施，基于实验事实得出结论。
1.能辨识Fe、FeCl2、FeCl3等含铁元素的物质的重要的物理性质和化学性质及其实验现象，并能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。
2．能从元素化合价的角度、依据氧化还原反应原理预测铁及其化合物的性质及其物质间的转化，设计实验进行验证，并能分析、解释有关现象。
3．能利用铁及其化合物的性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案，并分析科学实验、生产、生活中的某些常见问题 ，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。




铁元素的存在
1．含量
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。
2．存在形态
(1)游离态：存在于陨铁中。
(2)化合态：主要以＋2价和＋3价的化合物存在。如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)等。
(3)日常生活用品中也有许多含有铁元素的物质，例如补铁的保健品中含有亚铁盐，红色涂料中含有三氧化二铁，激光打印机的墨粉中含有四氧化三铁。
亚铁盐和铁盐
1．Fe3＋的氧化性
实验操作
实验现象
实验结论

溶液颜色
由黄色变为
浅绿色　　
离子方程式：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe3＋作氧化剂

溶液由黄色
变为蓝绿色
离子方程式：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，
Fe3＋作氧化剂
2．Fe2＋的氧化性与还原性
实验操作
实验现象
实验结论

Zn粒表面析出固体，溶液由浅绿色变为无色
离子方程式：
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，Fe2＋被还原成铁单质，体现了Fe2＋的氧化性

加入KSCN，溶液无变化，再滴加氯水后溶液呈红色
离子方程式：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe2＋被氧化成Fe3＋，体现了Fe2＋的还原性
其他含有铁元素的物质
1．铁与水蒸气的反应

方法一
方法二
实验
装置


实验
现象
用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了H2
用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2
实验
结论
铁不能与冷水、热水反应，但在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
2．铁的氧化物
名称
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁的化合价
＋2
＋3
＋2、＋3
颜色
黑色
红棕色
黑色
溶解性
不溶于水
氧化物
类别
碱性
氧化物
碱性
氧化物
复杂氧化物
与盐酸反
应的离子
方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
3．铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备

Fe(OH)2
Fe(OH)3
操
作


现
象
产生白色沉淀，迅速变为
灰绿色，最终变为红褐色
生成红褐色沉淀
有关
反应
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(2)化学性质

Fe(OH)2
Fe(OH)3
稳定性
很不稳定，易被O2氧化
不稳定，受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
与盐酸反
应(离子
方程式)
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
铁及其化合物之间的转化关系
1．铁及其化合物之间存在两种转化关系：含有相同价态铁元素的物质之间的转化，可借助复分解反应实现；含有不同价态铁元素的物质之间的转化，可借助氧化还原反应实现。
2．写出下图中转化关系的化学方程式或离子方程式(合理即可)

①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
②3Fe＋2O2Fe3O4或3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
④FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
⑤Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
⑥Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
⑦4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
⑧Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
⑨2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
⑩2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋或2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
⑪Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
⑫Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Fe3O4中铁的化合价有＋2价和＋3价，为混合物。(　　)
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3。(　　)
(3)磁铁矿的主要成分为Fe3O4。(　　)
(4)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。(　　)
(5)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。(　　)
(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
解析　(1)Fe3O4是纯净物。
(2)FeO在空气中加热生成Fe3O4。
(5)Fe2＋与Cl2反应生成Fe3＋，说明Fe2＋具有还原性。
(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中含Fe3＋，不能说明是否含Fe2＋。
2．下列有关铁及其化合物的叙述正确的是(　　)
A．铁在自然界中只能以化合态的形式存在
B．纯净的铁为光亮的银白色金属，熔沸点较高
C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，均为黑色
D．铁的氧化物都没有磁性
答案　B
解析　自然界中存在单质铁，A错误；Fe2O3为红棕色，C错误；Fe3O4具有磁性，D错误。
3．对铁及铁的化合物颜色描述错误的是(　　)
A．还原铁粉——银白色
B．Fe(OH)3——红褐色
C．Fe(SCN)3溶液——红色
D．FeSO4溶液——浅绿色
答案　A
解析　单质铁为银白色，而还原铁粉为黑色粉末，A错误；Fe(OH)3为难溶于水的红褐色固体，B正确；Fe(SCN)3溶液为红色，C正确；FeSO4溶液为浅绿色，D正确。
4．能与Fe反应且无单质生成的是(　　)
A．KCl溶液 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．AgNO3溶液
答案　B
解析　A项，KCl溶液与铁不反应，错误；B项，发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，无单质生成，正确；C项，发生反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，有单质生成，错误；D项，发生反应Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag，有单质生成，错误。
5．下列各试剂中，不能用来鉴别Fe2＋和Fe3＋的是(　　)
A．NaOH溶液 B．盐酸
C．NH4SCN溶液 D．KSCN溶液
答案　B
解析　A项，Fe2＋与NaOH反应产生白色絮状沉淀，然后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀，Fe3＋与NaOH反应生成红褐色沉淀，可以鉴别；B项，加入盐酸，两者无任何现象，不能鉴别；C项，Fe3＋与SCN－生成红色Fe(SCN)3，Fe2＋与SCN－不能生成红色溶液，可以鉴别；D项，根据C选项分析，可以鉴别。
6．下列反应的离子方程式正确的是(　　)
A．铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．Fe跟稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
答案　D
解析　A项，得失电子、电荷均不守恒，应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；B项，违反反应事实，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；C项，得失电子、电荷均不守恒，应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。



探究一　亚铁盐和铁盐

某同学检验某工业矿渣FeO中是否含Fe2O3时的步骤为：取矿渣样品取上层清液于试管中溶液变为红色―→结论，该矿渣中含Fe2O3，其结论是否正确？为什么？(已知HNO3具有强酸性和强氧化性)
提示：该同学的结论不一定正确。因为HNO3能与FeO反应生成Fe(NO3)3，故该同学结论不一定正确。

1．Fe3＋和Fe2＋的检验
(1)观察法

(2)KSCN溶液和新制氯水法

2．检验Fe2＋溶液中是否含Fe3＋的方法是：取待测液少许于试管中，向待测液中滴加KSCN溶液，若溶液变红色，证明含Fe3＋。
3．检验Fe3＋溶液中是否含Fe2＋的方法是：取待测液1～2 mL于试管中，然后滴加几滴KMnO4(H＋)溶液，若紫色褪去，证明含Fe2＋。

在浓度相差不大的溶液中，同时含几种还原剂(如某溶液中含有Fe2＋、Br－、I－)时，若加入一种氧化剂(如通入Cl2)，则它首先与溶液中还原性最强的(I－)反应，然后与还原性较强的反应(即当I－反应完全后，再与Fe2＋反应)；同理含几种氧化剂时，所加还原剂先与氧化性最强的氧化剂反应。
几种常见微粒的氧化性和还原性强弱顺序：
氧化性：MnO(H＋)＞Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2
还原性：I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－＞Mn2＋

1．铁的化合物常见的有①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4、④FeS、⑤Fe(OH)3、⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O、⑦FeSO4，将上述物质分别溶于足量稀盐酸后进行实验，已知K3[Fe(CN)6] 溶液遇亚铁盐会产生蓝色沉淀。下列说法不正确的是(　　)
A．滴加KSCN溶液不显红色，滴加新制氯水后显红色的是①④⑦
B．加铜片能发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋的是②⑤⑥
C．滴加KSCN溶液显红色，滴加KMnO4溶液紫色褪去的是③
D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，能产生蓝色沉淀的是①③④⑦
答案　B
解析　题述含铁元素的化合物溶于足量稀盐酸后的溶液中含Fe2＋不含Fe3＋的为①FeO、④FeS、⑦FeSO4；含Fe3＋不含Fe2＋的为②Fe2O3、⑤Fe(OH)3、⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O；既含Fe2＋又含Fe3＋的为③Fe3O4；A项说明溶液中含Fe2＋不含Fe3＋，符合题意的为①④⑦；B项说明溶液中含有Fe3＋，符合题意的为②③⑤⑥；C项说明溶液中既含Fe2＋又含Fe3＋，符合题意的为③；D项说明溶液中含有Fe2＋，符合题意的有①③④⑦。
2．有下列三个氧化还原反应：
①2FeCl3＋2KI===2KCl＋2FeCl2＋I2
②2Fe＋3Cl22FeCl3
③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
若某溶液中有Fe2＋、I－和Cl－，要氧化除去I－而不影响Fe2＋和Cl－，可加入的试剂是(　　)
A．KMnO4 B．FeCl3
C．Cl2 D．HCl
答案　B
解析　本题可根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性、还原剂的还原性强于还原产物的还原性，并结合题述三个反应进行求解。

因为KMnO4、Cl2均可将Fe2＋氧化，所以除去I－又不影响Fe2＋和Cl－，只能选FeCl3。
探究二　其他含有铁元素的物质

Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时应如何防止Fe(OH)2被氧化？
提示：①隔绝空气；②排除溶液中溶解的O2。

制备Fe(OH)2的注意事项
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸馏水要煮沸、冷却，尽可能除去O2。
(3)为防止Fe2＋被氧化，FeSO4溶液中要加少量铁粉，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。
(4)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。

3．由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为(　　)
A．1∶2∶1 B．1∶2∶3
C．1∶3∶1 D．1∶1∶3
答案　D
解析　由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3∶4，所以Fe3O4物质的量的多少不影响混合物中铁元素与氧元素的质量比。Fe3O4可拆为FeO·Fe2O3，故只要FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1即可。
4．用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．CuO D．Fe3O4
答案　B
解析　由生成CaCO3 60 g可得反应掉CO为0.6 mol，即32 g金属氧化物中含氧原子为0.6 mol，则该氧化物含有铁原子：＝0.4 mol，所以N(Fe)∶N(O)＝0.4∶0.6＝2∶3，即该氧化物为Fe2O3。

1．Fe3O4有固定的组成，属于纯净物，不是混合物，由于其与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故不属于碱性氧化物。
2．Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，所以在书写其与盐酸的反应方程式时可看成FeO、Fe2O3分别与盐酸反应，然后把两个反应相加。
探究三　铁及其化合物之间的转化关系

1．把铁片分别加入足量的稀H2SO4和CuSO4溶液中，一段时间后分别取上层清液于两支试管中分别滴加几滴KSCN溶液，发现试管中的溶液均不显红色。说明Fe与H＋、Cu2＋反应生成的是Fe2＋还是Fe3＋？
提示：Fe与H＋、Cu2＋反应生成Fe2＋。
2．红热的铁丝在Cl2中剧烈燃烧反应完全后，冷却，把得到的固体粉末溶解在稀盐酸中滴加KSCN溶液，溶液变为红色。说明Fe与Cl2反应生成几价铁？
提示：Fe与Cl2反应生成＋3价铁。

铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，通常称之为“铁三角”：

(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁

如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋
2Fe＋3Cl22FeCl3
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性

如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋
(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁
如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

5．下列物质能通过化合反应直接制得的是(　　)
①FeCl2　②FeCl3　③Fe(OH)3　④Fe3O4
A．仅①②③ B．仅②③
C．仅①③④ D．①②③④
答案　D
解析　①2FeCl3＋Fe===3FeCl2；②2Fe＋3Cl22FeCl3；③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；④3Fe＋2O2Fe3O4。
6．现有下列物质：①新制氯水、②铁、③铜、④稀硫酸。
(1)将Fe2＋转化为Fe3＋，可选用的物质有________；相关的离子方程式： __________________________________________________________________。
(2)将Fe3＋转化为Fe2＋，可选用的物质有________；相关的离子方程式： __________________________________________________________________(任写一个即可)。
答案　(1)①　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)②③　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋)(合理即可)
解析　(1)将Fe2＋转化为Fe3＋，须加入强氧化剂，如氯水、溴水、HNO3等。
(2)将Fe3＋转化为Fe2＋，须加入还原剂，如铁、铜、I－、S2－等。

1．铁及其化合物之间的转化关系

2．(1)Fe3＋的检验——KSCN溶液
(2)Fe2＋的检验——先加KSCN溶液再滴加新制氯水(或HNO3或H2O2)。



1．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是(　　)
A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显＋2价，的铁显＋3价
C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
答案　D
解析　FeO不稳定，在空气里受热迅速被氧化成Fe3O4。
2．可用于检验久置的FeSO4溶液中是否含有Fe3＋的试剂是(　　)
A．过氧化钠 B．铁粉
C．盐酸 D．KSCN溶液
答案　D
解析　A项，过氧化钠具有强氧化性，能氧化亚铁离子，不能做检验试剂，错误；B项，铁和铁离子反应生成亚铁离子，久置的FeSO4溶液中加入铁，即使存在铁离子，加入铁粉现象也不明显，不能检验，错误；C项，盐酸与铁离子不反应，不能检验，错误；D项，铁离子遇到KSCN溶液显红色，可用来检验铁离子，正确。
3．检验硫酸铁溶液中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是(　　)
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．KSCN溶液 D．Cu
答案　B
解析　A项，若加入NaOH溶液，与硫酸亚铁反应产生的白色Fe(OH)2会被与硫酸铁反应产生的红褐色的Fe(OH)3掩盖，不易观察，因此不能检验，错误；B项，KMnO4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以检验，正确；C项，KSCN溶液与硫酸铁反应，使溶液变红色，而与硫酸亚铁不反应，因此不能检验，错误；D项，Cu与硫酸铁溶液发生反应而溶解，但不能与硫酸亚铁反应，因此不能检验，错误。
4．向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是(　　)
A．Fe3＋、Fe2＋ B．Fe2＋、Cu2＋
C．Cu2＋、Fe3＋ D．Cu＋、Cu2＋
答案　B
解析　当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时，将发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，因铜粉过量，故溶液中Fe3＋不可能剩余，B正确。
5．下列过程最终一定有＋3价铁生成的是(　　)
①过量的Fe与Cl2反应　②Fe粉加入CuSO4溶液中
③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．① B．①③
C．①② D．全部
答案　A
解析　不论铁是否过量，铁与Cl2发生反应的产物都为FeCl3，故①中有＋3价铁生成；Fe与CuSO4溶液反应生成FeSO4；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中，若铁粉过量，铁粉与生成的FeCl3发生反应生成FeCl2，则溶液中无Fe3＋，故③中最终不一定有＋3价铁生成。本题选A。
6．下列有关氢氧化亚铁及其制备方法(如图)的叙述不正确的是(　　)

A．氢氧化亚铁易被空气氧化
B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C．可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁
D．Fe(OH)2的制备实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
答案　B
解析　氢氧化亚铁在空气中不稳定，会被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，A正确；氢氧化亚铁为白色沉淀，B不正确；将盛有NaOH溶液的胶头滴管伸入液面以下主要是防止生成的氢氧化亚铁被空气氧化，C正确；实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸，主要是除去氢氧化钠溶液中溶解的O2，防止氢氧化亚铁被氧化，D正确。
7．已知有以下物质之间的相互转化：

试回答：
(1)写出各物质的化学式：A________，B________，C________，D________。
(2)向G溶液中滴加KSCN溶液的实验现象是____________________。
(3)向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为__________________________________________________。
(4)写出E→F的化学方程式：____________________________________。
答案　(1)Fe　FeCl2　KOH　KCl　(2)溶液变成红色
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析　观察分析图中物质间的转化关系，由信息“红褐色沉淀F”，可确定F是Fe(OH)3，则易推出G为FeCl3，E为Fe(OH)2。又由白色沉淀H不溶于稀HNO3，且是由D与AgNO3反应生成的，知H为AgCl，再由加入硝酸酸化的硝酸银后所得溶液的焰色反应，确定D溶液是KCl溶液。最后由B＋C→Fe(OH)2↓＋KCl，可以确定B为FeCl2，C为KOH，FeCl3与A反应生成FeCl2，则A为Fe。

课时作业

一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)
1．下列关于铁矿石的说法正确的是(　　)
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色
D．FeO俗称铁红
答案　C
解析　赤铁矿的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3，故A错误；铁矿石有磁铁矿、赤铁矿等，其中磁铁矿的主要成分为Fe3O4，铁锈的主要成分为Fe2O3，故B错误；磁铁矿的主要成分是Fe3O4，能溶于盐酸生成Fe2＋和Fe3＋，所得溶液加入KSCN溶液变红色，故C正确；Fe2O3为红棕色粉末，俗称铁红，故D错误。
2．许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原性铁粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的还原性铁粉往往会变成红棕色(主要成分是Fe2O3)。下列说法正确的是(　　)
A．还原性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应
B．富脂食品长时间放置易被还原
C．Fe2O3是还原产物
D．如果在包装盒内放入Fe2(SO4)3，也可起到与铁粉同样的作用
答案　A
解析　长时间放置的铁粉会变成Fe2O3，铁元素的化合价升高，可知铁粉发生了氧化反应，生成的Fe2O3是氧化产物，A正确，C错误；由题给信息可推知富脂食品易被空气中的氧气氧化，B错误；Fe2(SO4)3中铁元素呈最高价态，因此起不到同铁粉一样的还原剂的作用，D错误。
3．水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)
A．Na＋、Ca2＋、Cl－、SO
B．Fe2＋、H＋、SO、ClO－
C．Mg2＋、NH、Cl－、SO
D．K＋、Fe3＋、NO、SCN－
答案　C
解析　Ca2＋与SO生成微溶的CaSO4不能大量共存，A错误；酸性条件下ClO－与Fe2＋、SO因发生氧化还原反应不能大量共存，B错误；四种离子互不反应，能够大量共存，C正确；Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存，D错误。
4．在下列溶液中加入KSCN溶液，溶液不会显红色的是(　　)
A．加入足量铁粉后的Fe2(SO4)3溶液
B．Fe在Cl2中燃烧所得产物的水溶液
C．长期暴露在空气中的FeSO4溶液
D．加入氯水后的FeSO4溶液
答案　A
解析　A项，足量铁粉加入Fe2(SO4)3溶液中发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，溶液中无Fe3＋；B项，Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3；C项，FeSO4溶液长期暴露在空气中，Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋；D项，氯水可将Fe2＋氧化为Fe3＋。
5．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．氯化铜溶液与铁粉反应：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
B．稀H2SO4与铁粉反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D．氯化铁溶液与铁粉反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
答案　A
解析　稀H2SO4与铁粉反应生成的是FeSO4，离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应，还有H＋和OH－的反应，离子方程式为：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；D项两边电荷不守恒，氯化铁溶液与铁粉反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
6．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．①④ B．②③
C．③④ D．①②⑤
答案　C
解析　①氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，得到浅绿色溶液，①正确；②Fe3＋与SCN－结合成红色的Fe(SCN)3，②正确；③不发生反应，实验方案及现象均错；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关；⑤Fe3＋与OH－反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，⑤正确。
7．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)
A．Fe3＋与KSCN反应的现象是产生红色沉淀
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．铁在纯氧中点燃，火星四射，生成Fe2O3
答案　C
解析　Fe3＋与KSCN反应的现象是溶液变成红色，A错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B错误；除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，然后过滤即可，C正确；铁在纯氧中点燃，产物为Fe3O4，D错误。
8．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，再滴加几滴新制的氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是(　　)
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋
答案　B
解析　当加入Fe2＋后溶液不变色，再滴加氯水后混合溶液变成红色，说明原溶液中含有SCN－，同时也说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质，A、C正确；B项，滴入新制的氯水后发生反应Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋与SCN－结合生成红色物质，上述反应也说明了氧化性：Cl2>Fe3＋，故B错误。
二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)
9．《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是(　　)

A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨
B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦
C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦
D．检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑦、⑧和⑩
答案　BD
解析　将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，①、②和⑨都能用到，A不符合；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，用不到⑥，B符合；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，④、⑤和⑦都能用到，C不符合；检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、装KSCN溶液的细口瓶、胶头滴管等，③、⑧和⑩能用到，用不到⑦，不用搅拌或转移，D符合。
10．钢铁生锈是一种常见的自然现象，其锈蚀过程主要发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O
下列有关说法正确的是(　　)
A．钢铁锈蚀时发生的反应都是氧化还原反应
B．1 mol Fe完全锈蚀的过程中转移3 mol电子
C．反应①和反应②中氧化剂都是氧气和水
D．钢铁在干燥的空气中不易发生腐蚀
答案　BD
解析　A项，③反应中各元素化合价均未发生变化，不是氧化还原反应；B项，Fe在腐蚀的过程中发生的变化为Fe―→Fe(OH)2―→Fe(OH)3―→Fe2O3，可知1 mol Fe失去3 mol电子；C项，①②反应中的氧化剂均为O2；D项，由①②反应中均有H2O参加可知，在潮湿的环境中钢铁易被腐蚀，在干燥的空气中不易腐蚀。
11．选择合适的试剂完成甲、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的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
氢氧化钠溶液
B
酸性KMnO4溶液
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＋时要排除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。酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，现象为紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。
12．将铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中充分反应，固体无剩余。测得参加反应的HCl的物质的量为0.08 mol，放出气体0.224 L(标准状况下)。则下列判断中正确的是(　　)
A．原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)＝2∶1
B．向最后得到的溶液中滴入KSCN溶液，溶液显红色
C．无法计算原混合物的质量
D．溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为3∶1
答案　A
解析　将混合物加入足量的盐酸中，由于氧化性：
Fe3＋>H＋，所以依次发生的反应为
①Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；
②2FeCl3＋Fe===3FeCl2；
③Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；
已知n(H2)＝＝0.01 mol，设铁的物质的量为x，氧化铁的物质的量为y，则

由氯元素守恒得2(x＋2y)＝0.08 mol；
由得失电子守恒得2x＝2y＋0.02 mol。
解得x＝0.02 mol，y＝0.01 mol，故A正确，C错误；因为最后得到的溶液中含Fe2＋不含Fe3＋，滴加KSCN溶液不显红色，B、D错误。
三、非选择题(本题共3小题)
13．一个体重50 kg的健康人，体内约含2 g铁，这2 g铁在人体内以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。Fe2＋易被吸收，补充铁时，应给予含Fe2＋的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的Fe3＋还原成Fe2＋，有利于人体吸收。
(1)Fe2＋Fe3＋的转化时，①需要加________(填“氧化”或“还原”)剂；若加入少量锌粒，能否实现②的转化________(填“能”或“否”)，原因是______________________________________________________________________________________________________。
(2)“服用维生素C，可使食物中的Fe3＋还原成Fe2＋”这句话指出，维生素C在这一反应中具有________(填“氧化”或“还原”)性。
(3)市面出售的某种麦片中含有微量颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸的作用下转成亚铁盐，此反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
答案　(1)氧化　能　实现Fe3＋→Fe2＋要加入还原剂，Zn具有还原性，能实现②的转化　
(2)还原　(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
14．某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置如图所示。

(1)在试管B中加入NaOH溶液，加热煮沸1～2 min立即加入2 mL液体石蜡，该操作的目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是__________________________________，产生该现象的原因是__________________________________________。试管B中的现象为____________________________________。
(4)若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
答案　(1)除去溶解在NaOH溶液中的O2，并防止O2再进入溶液
(2)确保溶液中不存在Fe3＋　
(3)溶液经导管进入试管B　生成的H2使试管A、B内产生了压强差　产生白色沉淀　
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析　氢氧化亚铁不稳定，容易被氧化为氢氧化铁，因此在制备过程中应避免其与氧化性物质接触。
15．已知：I2遇淀粉溶液变蓝，K3[Fe(CN)6]遇Fe2＋生成蓝色沉淀。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0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是________________________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2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2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL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__________________________。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入淀粉溶液，溶液变蓝；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)。
(5)丁组同学向盛有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)Fe2＋　Fe3＋　
(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
解析　(1)Fe2＋具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。
(2)溶液变红，说明有Fe3＋生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水的小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。
(4)实验②中的K3[Fe(CN)6]溶液用于检验Fe2＋。

(5)溶液变为黄色，说明生成了Fe3＋；Fe2＋具有还原性，H2O2具有氧化性；H2O2→H2O，O元素化合价从－1→－2，降低1；Fe2＋→Fe3＋，Fe元素化合价从＋2→＋3，升高1。根据化合价升降总数相等、电荷守恒及原子守恒，配平离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。