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2024年高考化学一轮总复习 第3单元 第2讲 铁及其化合物 课件
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这是一份2024年高考化学一轮总复习 第3单元 第2讲 铁及其化合物 课件，共60页。PPT课件主要包含了第2讲铁及其化合物，铁的化学性质，火星四射，水蒸气，FeO，Fe2O3，Fe3O4，磁性氧化铁，FeOH2，FeOH3等内容，欢迎下载使用。
复习目标1．掌握铁的性质及其用途。2．了解铁的氧化物的种类、性质及其用途。3．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制法、性质。4．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验及其相互转化。
考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物
1．铁的位置、存在和物理性质
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
请指出下列各说法的错因(1)铁元素位于元素周期表中第四周期ⅧB族。错因：_______________________________(2)Fe与S混合加热生成FeS2。错因：_______________________________(3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。错因：___________________________________________________
Fe与S混合加热生成FeS。
Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，产物不同。
(4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。错因：______________________________________(5)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。错因：______________________________________
Fe3O4是一种化合物，不是混合物。
Fe3＋与I－会发生氧化还原反应。
一、铁及其氧化物、氢氧化物的性质1．铁的还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价的铁。生成不同价态的反应关系如下：注意：铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe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．FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。3．Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原成Fe2＋。二、氢氧化亚铁的实验室制法1．要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。
2．制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施
角度一 铁和铁的氧化物1．下列有关铁的性质的说法正确的是( )A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在B．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2C．在加热条件下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2OD．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2
2．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为( )A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．以上都不是
角度二 Fe(OH)2的制备3．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入XC．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
解析HNO3可氧化Fe生成Fe(NO3)3，A错误；实验开始时应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a，B错误；利用氢气的压强将含Fe2＋的溶液压入锥形瓶中，NaOH与Fe2＋反应生成Fe(OH)2，在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误。
4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入____________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是______________________________________。
避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化
考点二 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验 铁及其重要化合物的相互转化
Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
2．含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验(1)Fe3＋的检验(2)Fe2＋的检验
3．铁及其重要化合物的相互转化写出标号处的化学(或离子)方程式，合理即可。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
请指出下列各说法的错因(1)若溶液中含有Fe3＋，向其中加入KSCN溶液可观察到红色沉淀生成。错因：__________________________________(2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2均能通过化合反应制取。错因：____________________________________(3)除去Cu2＋中混有的Fe3＋可向溶液中加入铜粉。错因：______________________________________
Fe(OH)2不能通过化合反应制取。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，有Fe2＋生成。
Cl－也能与KMnO4反应，使其褪色。
在溶液呈中性时，Fe3＋转化为Fe(OH)3，不能大量存在。
一、混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法1．除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。2．除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
3．除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。4．除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。
2．盐溶液的配制与保存3．物质的制备
4．净水剂高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，是一种高效复合净水剂。(1)由于具有强氧化性能杀菌、消毒。(2)由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。
角度一 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验1．将2.24 g铁粉加入50 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，有关说法正确的是( )A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，仍无色C．反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
解析根据题目已知条件可知，n(Fe)＝0.04 ml，氯化铁溶液中n(FeCl3)＝0.1 ml。根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，铁粉全部溶解，参加反应的Fe3＋为0.08 ml，Fe3＋剩余0.02 ml，反应生成0.12 ml Fe2＋。铁粉无剩余，溶液含有Fe3＋和Fe2＋，不呈浅绿色，A错误；Fe3＋剩余，滴入KSCN溶液，溶液显红色，B错误；反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为1∶6，C错误；氧化生成的Fe2＋为0.04 ml，还原生成的Fe2＋的物质的量为0.08 ml，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D正确。
2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法合理的是( )A．只需滴加KSCN溶液B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色D．滴加溴水，溶液褪色
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；也不能将加了KSCN溶液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－会还原酸性KMnO4，有干扰)。
4．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：下列叙述中不正确的是( )A．A为Fe，B为Fe3O4B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．⑤的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
1．(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( )A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2OB．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
解析化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其与稀盐酸反应可能生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A推测合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，C为－2价，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，B推测不合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3＋能将I－氧化为I2，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C推测合理；化合物FeO(OCH3)在空气中高温反应将生成Fe2O3、CO2和H2O，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D推测合理。
2．(2021·广东高考)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )A．(2021·广东高考)H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2B．(2021·湖南高考)FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4C．(2021·湖南高考)镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀D．(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
解析 H2O(g)通过灼热铁粉生成四氧化三铁和氢气，A错误；镀锌铁皮的镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，C错误；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成致密的氧化膜，D错误。
4．(2020·江苏高考)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料αFe2O3。其主要实验流程如下：(1)酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。A．适当升高酸浸温度 B．适当加快搅拌速度C．适当缩短酸浸时间
(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是_______________________________ ____________________________________。(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是_____________________________________________________[Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
(4)沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水—NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________________________ _______________________________________________________。②设计以FeSO4溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：__________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]
在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
课时作业建议用时：40分钟
解析血液中的胶体粒子遇到电解质溶液能发生聚沉，用FeCl3止血是因为其能使血液凝聚，C错误。
3．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( )A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体C．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋D．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
解析A项，由于浓硫酸具有强氧化性，加热条件下铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性；B项，将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀；D项，在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，氧气可将FeSO4氧化，得到的是不含结晶水的Fe2(SO4)3。
5．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )
6．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大
解析 FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D错误。
8．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( )
解析步骤③中由FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶，C错误。
10．(2022·湖南省高三六校联考)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：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中是否含有Fe2＋
11．向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是( )A．a点时溶液中阳离子为Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋B．b点时溶液中发生的反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 ml·L－1D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1
解析向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，先发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋①，后发生反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋②，如图加入0.56 g(即0.01 ml)Fe之后开始出现固体，则0～0.56 g之间发生反应①，消耗的n(Fe)＝0.01 ml，根据方程式可知n(Fe3＋)＝0.02 ml，生成的n(Fe2＋)＝0.03 ml；0.56～1.68 g之间发生反应②，消耗的m(Fe)＝1.12 g，剩余物即Cu的质量为1.28 g，则消耗的n(Fe)＝0.02 ml，生成的n(Cu)＝0.02 ml；1.68～2.24 g之间消耗的m(Fe)＝0.56 g，m(剩余物)＝(1.84－1.28) g＝0.56 g，说明铁过量。
二、非选择题12．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。
已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。回答下列问题：(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的________沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是____________。(2)在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作________。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为________。
实验小组同学为探究Fe2＋的性质，进行如下实验。[实验Ⅰ]向2 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液中滴加几滴0.1 ml·L－1 KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴3% H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH＝1)，溶液颜色变红。(1)甲同学通过上述实验分析Fe2＋具有______(填“氧化”或“还原”)性。乙同学查阅资料发现Fe2＋与SCN－也可发生反应，生成无色的配合物。为证实该性质，利用FeCO3进行以下实验。(2)FeCO3的制备：用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3，离子方程式为_______________________________________。
[实验Ⅱ]验证Fe2＋与SCN－发生反应。
(3)通过实验b排除了___________________________的干扰。(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________丙同学设计实验进一步证明Fe2＋可与SCN－反应。
FeCO3在水中溶解产生的Fe2＋
(5)上述实验中，d与c的对照实验。①X为______________。②实验能够证实Fe2＋可与SCN－反应，则应观察到的现象是________________________。(6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释，则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有：使后续实验颜色变化易于观察；降低c(Fe3＋)，______________________________________________________。
使c(Fe3＋)/c(Fe2＋)的值减小，有利于Fe2＋与SCN－生成配合物
复习目标1．掌握铁的性质及其用途。2．了解铁的氧化物的种类、性质及其用途。3．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制法、性质。4．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验及其相互转化。
考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物
1．铁的位置、存在和物理性质
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
请指出下列各说法的错因(1)铁元素位于元素周期表中第四周期ⅧB族。错因：_______________________________(2)Fe与S混合加热生成FeS2。错因：_______________________________(3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。错因：___________________________________________________
Fe与S混合加热生成FeS。
Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，产物不同。
(4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。错因：______________________________________(5)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。错因：______________________________________
Fe3O4是一种化合物，不是混合物。
Fe3＋与I－会发生氧化还原反应。
一、铁及其氧化物、氢氧化物的性质1．铁的还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价的铁。生成不同价态的反应关系如下：注意：铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe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．FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。3．Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原成Fe2＋。二、氢氧化亚铁的实验室制法1．要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。
2．制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施
角度一 铁和铁的氧化物1．下列有关铁的性质的说法正确的是( )A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在B．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2C．在加热条件下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2OD．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2
2．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为( )A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．以上都不是
角度二 Fe(OH)2的制备3．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入XC．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
解析HNO3可氧化Fe生成Fe(NO3)3，A错误；实验开始时应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a，B错误；利用氢气的压强将含Fe2＋的溶液压入锥形瓶中，NaOH与Fe2＋反应生成Fe(OH)2，在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误。
4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入____________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是______________________________________。
避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化
考点二 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验 铁及其重要化合物的相互转化
Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
2．含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验(1)Fe3＋的检验(2)Fe2＋的检验
3．铁及其重要化合物的相互转化写出标号处的化学(或离子)方程式，合理即可。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
请指出下列各说法的错因(1)若溶液中含有Fe3＋，向其中加入KSCN溶液可观察到红色沉淀生成。错因：__________________________________(2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2均能通过化合反应制取。错因：____________________________________(3)除去Cu2＋中混有的Fe3＋可向溶液中加入铜粉。错因：______________________________________
Fe(OH)2不能通过化合反应制取。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，有Fe2＋生成。
Cl－也能与KMnO4反应，使其褪色。
在溶液呈中性时，Fe3＋转化为Fe(OH)3，不能大量存在。
一、混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法1．除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。2．除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
3．除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。4．除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。
2．盐溶液的配制与保存3．物质的制备
4．净水剂高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，是一种高效复合净水剂。(1)由于具有强氧化性能杀菌、消毒。(2)由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。
角度一 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验1．将2.24 g铁粉加入50 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，有关说法正确的是( )A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，仍无色C．反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
解析根据题目已知条件可知，n(Fe)＝0.04 ml，氯化铁溶液中n(FeCl3)＝0.1 ml。根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，铁粉全部溶解，参加反应的Fe3＋为0.08 ml，Fe3＋剩余0.02 ml，反应生成0.12 ml Fe2＋。铁粉无剩余，溶液含有Fe3＋和Fe2＋，不呈浅绿色，A错误；Fe3＋剩余，滴入KSCN溶液，溶液显红色，B错误；反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为1∶6，C错误；氧化生成的Fe2＋为0.04 ml，还原生成的Fe2＋的物质的量为0.08 ml，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D正确。
2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法合理的是( )A．只需滴加KSCN溶液B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色D．滴加溴水，溶液褪色
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；也不能将加了KSCN溶液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－会还原酸性KMnO4，有干扰)。
4．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：下列叙述中不正确的是( )A．A为Fe，B为Fe3O4B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．⑤的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
1．(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( )A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2OB．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
解析化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其与稀盐酸反应可能生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A推测合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，C为－2价，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，B推测不合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3＋能将I－氧化为I2，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C推测合理；化合物FeO(OCH3)在空气中高温反应将生成Fe2O3、CO2和H2O，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D推测合理。
2．(2021·广东高考)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )A．(2021·广东高考)H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2B．(2021·湖南高考)FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4C．(2021·湖南高考)镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀D．(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
解析 H2O(g)通过灼热铁粉生成四氧化三铁和氢气，A错误；镀锌铁皮的镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，C错误；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成致密的氧化膜，D错误。
4．(2020·江苏高考)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料αFe2O3。其主要实验流程如下：(1)酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。A．适当升高酸浸温度 B．适当加快搅拌速度C．适当缩短酸浸时间
(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是_______________________________ ____________________________________。(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是_____________________________________________________[Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
(4)沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水—NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________________________ _______________________________________________________。②设计以FeSO4溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：__________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]
在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
课时作业建议用时：40分钟
解析血液中的胶体粒子遇到电解质溶液能发生聚沉，用FeCl3止血是因为其能使血液凝聚，C错误。
3．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( )A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体C．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋D．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
解析A项，由于浓硫酸具有强氧化性，加热条件下铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性；B项，将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀；D项，在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，氧气可将FeSO4氧化，得到的是不含结晶水的Fe2(SO4)3。
5．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )
6．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大
解析 FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D错误。
8．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( )
解析步骤③中由FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶，C错误。
10．(2022·湖南省高三六校联考)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：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中是否含有Fe2＋
11．向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是( )A．a点时溶液中阳离子为Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋B．b点时溶液中发生的反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 ml·L－1D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1
解析向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，先发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋①，后发生反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋②，如图加入0.56 g(即0.01 ml)Fe之后开始出现固体，则0～0.56 g之间发生反应①，消耗的n(Fe)＝0.01 ml，根据方程式可知n(Fe3＋)＝0.02 ml，生成的n(Fe2＋)＝0.03 ml；0.56～1.68 g之间发生反应②，消耗的m(Fe)＝1.12 g，剩余物即Cu的质量为1.28 g，则消耗的n(Fe)＝0.02 ml，生成的n(Cu)＝0.02 ml；1.68～2.24 g之间消耗的m(Fe)＝0.56 g，m(剩余物)＝(1.84－1.28) g＝0.56 g，说明铁过量。
二、非选择题12．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。
已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。回答下列问题：(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的________沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是____________。(2)在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作________。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为________。
实验小组同学为探究Fe2＋的性质，进行如下实验。[实验Ⅰ]向2 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液中滴加几滴0.1 ml·L－1 KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴3% H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH＝1)，溶液颜色变红。(1)甲同学通过上述实验分析Fe2＋具有______(填“氧化”或“还原”)性。乙同学查阅资料发现Fe2＋与SCN－也可发生反应，生成无色的配合物。为证实该性质，利用FeCO3进行以下实验。(2)FeCO3的制备：用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3，离子方程式为_______________________________________。
[实验Ⅱ]验证Fe2＋与SCN－发生反应。
(3)通过实验b排除了___________________________的干扰。(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________丙同学设计实验进一步证明Fe2＋可与SCN－反应。
FeCO3在水中溶解产生的Fe2＋
(5)上述实验中，d与c的对照实验。①X为______________。②实验能够证实Fe2＋可与SCN－反应，则应观察到的现象是________________________。(6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释，则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有：使后续实验颜色变化易于观察；降低c(Fe3＋)，______________________________________________________。
使c(Fe3＋)/c(Fe2＋)的值减小，有利于Fe2＋与SCN－生成配合物
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