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2025年高考化学精品教案第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物的转化关系
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这是一份2025年高考化学精品教案第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物的转化关系，共27页。
考点1 基于价类二维思想理解铁及其化合物的转化关系
1.铁元素的“价—类”二维转化关系
（1）横向变化体现了同价态不同物质类别（氧化物、盐、碱）之间的转化：①碱性氧化物（Fe2O3、FeO）都能溶于酸（H＋）转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱（OH－）反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
（2）纵向变化体现不同价态、同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
（3）斜向变化体现不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
2.“铁三角”中的转化关系
写出下列反应的化学方程式（若有离子方程式请写出离子方程式）。
（1）[有关Fe的反应]①铁与盐酸反应： Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑ ；
②铁与氯气在加热条件下反应： 2Fe＋3Cl2 △ 2FeCl3 。
（2）[有关Fe2＋的反应]①向含有Fe2＋的溶液中通入Cl2： 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ ；
②向含有Fe2＋的溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液： 5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋ 5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ；
③Fe（OH）2在潮湿的空气中： 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3 ；
④FeO与CO在高温下反应： FeO＋CO 高温 Fe＋CO2 。
（3）[有关Fe3＋的反应]①Fe2O3与CO在高温下反应： 3CO＋Fe2O3 高温 2Fe＋3CO2 ；
②向含有Fe3＋的溶液中加入过量铁粉： 2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋ ；
③Fe（OH）3受热分解： 2Fe（OH）3 △ Fe2O3＋3H2O ；
④将Fe2O3溶于盐酸： Fe2O3＋6H＋ 2Fe3＋＋3H2O ；
⑤Fe（OH）3与稀硫酸反应： Fe（OH）3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O 。
命题点 “价—类”二维图在铁及其化合物的转化中的应用
1.[2021广东]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（ C ）
A.a可与e反应生成b
B.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
解析 分析题图可知a为Fe，b为亚铁盐，e为铁盐，c为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3。Fe能与Fe3＋发生归中反应生成Fe2＋，A项正确；Fe2＋既有还原性又有氧化性，既能被氧化又能被还原，B项正确；将含Fe3＋的盐加入浓碱液中得到的是Fe（OH）3沉淀，不能制得Fe（OH）3胶体，C项错误；存在循环转化：Fe2＋OH-Fe(OH)2空气中Fe(OH)3OH+Fe3＋Fe
Fe2＋，D项正确。
命题拓展
判断下列说法的正误。
（1）用蒸发皿蒸干b溶液，最终得到c固体 。（ ✕ ）
（2）e可用于腐蚀印刷电路板上的Cu。（ √ ）
2.如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是（ D ）
A.铁在高温条件下与水蒸气反应可实现转化①
B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe（OH）3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D.由图可预测：高铁酸盐（FeO42－）具有强氧化性，可用于消毒，FeO42－与水反应最终可生成Fe（OH）3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂
解析 铁在高温条件下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，A项错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速被氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，B项错误；加热Fe（OH）3发生转化⑥生成氧化铁，Fe（OH）3不溶于水，氢氧化铁与酸反应可实现转化③，C项错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应生成Fe3＋，Fe3＋与水反应生成Fe（OH）3胶体，可吸附水中的悬浮物，D项正确。
3.用废铁屑制备磁性氧化铁（Fe3O4）的过程如图：
下列说法不正确的是（ D ）
A.浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好
B.检验溶液A中的Fe3＋可以用KSCN溶液
C.加H2O2时发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ 2Fe3＋ ＋2H2O
D.制备Fe3O4的反应Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－ △ Fe3O4＋4H2O是氧化还原反应
解析 浸泡过程中适当加热并搅拌可以提高反应速率，效果更好，A项正确；检验铁离子可以用KSCN溶液，B项正确；过氧化氢能氧化亚铁离子，离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ 2Fe3＋ ＋2H2O，C项正确；制备Fe3O4的反应为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－ △ Fe3O4＋4H2O，该反应没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，D项错误。
考点2 铁盐的性质及其探究
1.亚铁盐和铁盐的性质
2.Fe2＋、Fe3＋的检验
（1）Fe2＋的检验
Fe2＋的检验①滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，然后沉淀变成灰绿色，最后变成[3] 红褐色 ②滴加KSCN溶液，不变红，滴加氯水后变[4] 红 ③滴加K3[Fe（CN）6]溶液，生成[5] 蓝色 沉淀
（2）Fe3＋的检验
Fe3＋的检验①滴加NaOH溶液，产生[6] 红褐色 沉淀②滴加KSCN溶液，溶液变[7] 红 ③滴加苯酚溶液，溶液变[8] 紫 ④滴加K4[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀
注意 检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加入KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中（新制氯水可能会氧化SCN－）。
3.重要的铁盐
（1）氯化铁（FeCl3）：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu Cu2＋＋2Fe2＋。
（2）绿矾（FeSO4·7H2O）：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高容量电池材料。
（4）铁铵矾[NH4Fe（SO4）2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
（5）赤血盐[K3Fe（CN）6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
1.易错辨析。
（1）[2022湖北改编]在0.1 ml·L－1氯化钠溶液中可以大量存在：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO3－。（ ✕ ）
（2）FeCl2不能通过化合反应制备。（ ✕ ）
（3）[2022全国甲改编]将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去，证明铁锈中含有二价铁。（ ✕ ）
（4）[2022广东改编]FeCl3水解可生成Fe（OH）3胶体，因此FeCl3可用作净水剂。（ √ ）
（5）硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果。（ √ ）
（6）“青矾（FeSO4）”宜密封保存，防止氧化变质。（ √ ）
2.[溶液的配制]（1）配制氯化铁溶液：将氯化铁晶体先溶于浓盐酸中，目的是抑制 Fe3＋ 水解，然后用蒸馏水稀释至所需浓度。
（2）配制硫酸亚铁溶液：将绿矾晶体溶于稀硫酸中，目的是 抑制Fe2＋水解 ，然后加入还原铁粉，目的是 防止Fe2＋被氧化 。
3.[Fe3＋、Fe2＋的检验]（1）已知试剂：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溴水、新制氯水，请选择合适的试剂，进行下列检验，并简述操作过程。
①检验Fe2（SO4）3溶液中是否含有FeSO4： 酸性KMnO4溶液；取少量溶液，向其中滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，说明Fe2（SO4）3溶液中含有FeSO4 。
②检验FeSO4溶液中是否含有Fe2（SO4）3： KSCN溶液；取少量溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明FeSO4溶液中含有Fe2（SO4）3 。
（2）能否用酸性高锰酸钾溶液检验氯化铁溶液中含有的Fe2＋？简述原因 不能。Cl－也能还原MnO4－生成Mn2＋而使酸性高锰酸钾溶液褪色，产生干扰 。
（3）写出用铁氰化钾溶液检验Fe2＋生成蓝色沉淀的反应的离子方程式： K＋＋Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－ KFe[Fe（CN）6]↓ 。
4.[Fe2＋、Fe3＋的除杂问题]写出下列除杂方法。
（1）除去FeCl3溶液中的FeCl2： 加入适量新制氯水或H2O2溶液 ；
（2）除去FeCl2溶液中的FeCl3： 加入过量铁粉后过滤 ；
（3）除去FeCl2溶液中的CuCl2： 加入过量铁粉后过滤 。
命题点1 Fe2＋和Fe3＋的性质
1.[全国Ⅱ高考]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 ml·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是 防止Fe2＋被氧化 。
（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 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ 。
（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 隔绝空气（排除氧气对实验的影响） 。
（4）丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·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1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
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 Fe2＋ （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 Fe3＋ （填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为 可逆反应 。
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，生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，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K3[Fe（CN）6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该反应为可逆反应。
命题点2 基于Fe2＋和Fe3＋转化的性质探究
2.[以实验装置图为载体考查物质制备][海南高考改编]工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：
（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为 MnO2＋4HCl（浓） △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ，装置B中加入的试剂是 浓硫酸 。该装置中存在一个缺陷，使制得的FeCl3中会含有少量FeCl2，请为装置作一处改进，使制得的FeCl3较纯净 在A、B装置之间加装一个除HCl的装置 。
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 氯化氢 。尾气的成分是 氯化氢、氢气 。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是 易发生倒吸、没有处理氢气 。
（3）若操作不当，制得的FeCl2 会含有少量FeCl3 ，检验FeCl3常用的试剂是 KSCN溶液 。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先 通入氯化氢（赶尽装置中的空气） ，再 点燃C处的酒精灯 。
解析 （1）制备无水FeCl3时，需要先制备Cl2，实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，制备的Cl2中会混有H2O（g），用浓硫酸干燥。（2）制备无水FeCl2时，需要先制备干燥的HCl，HCl与铁屑反应生成FeCl2和H2，尾气中含有生成的H2和过量的HCl。D装置存在的问题：D中的导管插入液面以下易发生倒吸，且H2没有被处理。（3）利用Fe3＋遇KSCN显红色，用KSCN溶液检验FeCl3。反应发生前装置中有空气，应先通入一段时间HCl，将装置中空气赶出，再点燃C处的酒精灯。
命题拓展
（1）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知： 样品中没有Fe（Ⅲ） 、 Fe（Ⅱ）易被氧气氧化为Fe（Ⅲ） 。
（2）为探究硫酸亚铁的分解产物，将硫酸亚铁置入装置A中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为 c、a （填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 生成白色沉淀、褪色 。
a.品红b.NaOH
c.BaCl2d.Ba（NO3）2
e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 2FeSO4 高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ 。
解析 （1）加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含Fe（Ⅲ）；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。（2）实验后残留的红色固体是氧化铁。根据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必然降低，生成二氧化硫。根据得失电子守恒和原子守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4 高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于三氧化硫极易溶于水且能与水反应生成硫酸，欲检验二氧化硫和三氧化硫，必须先用氯化钡溶液检验三氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫。
命题点3 重要的铁盐——高铁酸钾的制备
3.[北京高考改编]高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型高效绿色水处理剂。实验室利用如图所示装置制备K2FeO4，并探究其性质。
已知K2FeO4具有下列性质：紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。具有强氧化性，在酸性或中性溶液中与水反应快速产生O2，在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定。与水反应能产生Fe（OH）3胶体，可除去水中的悬浮物，有净水作用。
回答下列问题：
（1）A中制取的气体是 Cl2 。
（2）B的作用是 除去氯气中的HCl 。
（3）C采用冰水冷却的目的是 防止高铁酸钾损失 。C中得到紫色固体和溶液，C中发生的反应有①3Cl2＋2Fe（OH）3＋10KOH 2K2FeO4＋6HCl＋8H2O，② Cl2＋2KOH KCl＋KClO＋H2O 。
（4）D中盛装的试剂除可选用NaOH溶液外，还可选用 B （填字母）。
A.NaCl溶液B.FeCl2溶液
C.H2SO4溶液D.澄清石灰水
（5）探究K2FeO4的性质：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有Cl2。该现象 不能 （“能”或“不能”）证明K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，理由是 ClO－＋Cl－＋2H＋ Cl2↑＋H2O （用离子方程式表示）。
（6）K2FeO4与水反应的化学方程式为 4K2FeO4＋10H2O 4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑ 。
解析 （1）装置A用于制备氯气，其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓） △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（2）装置A制备的氯气中混有HCl，HCl能与装置C中的KOH溶液反应，故装置B的作用是除去氯气中的HCl。（3）根据题意，高铁酸钾在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定，因此制备高铁酸钾时，装置C采用冰水浴，目的是防止高铁酸钾损失；氯气也能与KOH溶液反应，其化学方程式为Cl2＋2KOH KCl＋KClO＋H2O。（4）装置D的作用是除去多余氯气，防止污染空气，NaCl溶液、H2SO4溶液不与氯气反应，不能替换NaOH溶液，氢氧化钙微溶于水，因此澄清石灰水中氢氧化钙含量较低，不能完全吸收氯气，不能用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液，FeCl2能与氯气反应生成氯化铁，能吸收氯气，可用氯化亚铁溶液代替氢氧化钠溶液，故答案为B。（5）根据问题（3），C中溶液中含有KClO和KCl，加入硫酸，发生ClO－＋Cl－＋2H＋ Cl2↑＋H2O，因此加入稀硫酸，产生黄绿色气体，不能证明高铁酸钾将Cl－氧化。（6）根据信息可知，高铁酸钾与水反应生成氢氧化铁胶体，铁元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，应还有氧气产生，因此化学方程式为4K2FeO4＋10H2O 4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑。
命题拓展
[素材拓展]（1）湿法制备K2FeO4：在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe（NO3）3即可制得K2FeO4。该反应的离子方程式为 3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－ 2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 。
（2）某新型电池以金属锂为负极，K2FeO4为正极，溶有LiPF6的有机溶剂为电解质。该电池工作时Li＋通过电解质迁入K2FeO4晶体中，生成K2LixFeO4。该电池的正极反应式为 K2FeO4＋xe－＋xLi＋ K2LixFeO4 。
（3）以铁电极为阳极电解NaOH浓溶液制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气的离子方程式为 Fe＋2H2O＋2OH－ 电解 FeO42－＋3H2↑ 。
知识拓展
K2FeO4物理性质 深紫色固体，易溶于水，微溶于KOH溶液化学性质K2FeO4具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解K2FeO4在酸性条件下分解：4FeO42－+20H＋ 4Fe3++3O2↑+10H2OK2FeO4在中性条件下分解：4FeO42－+10H2O 4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH－制备方法湿法：3ClO－+2Fe3++10OH－ 2FeO42－+3Cl－＋5H2O干法：Fe2O3+3KNO3+4KOH △ 2K2FeO4＋3KNO2+2H2O电解法：Fe－6e－+8OH－ FeO42－+4H2O
素养3 模型建构——含铁化合物制备的化工流程设计模型
命题特点：“微型流程”或“大型流程”中有关Fe2＋、Fe3＋的检验以及除杂、制备模型[常温下，溶液pH≥2.8时，Fe（OH）3沉淀析出]。
1.制备流程设计
2.制备流程操作
（1）由FeCl3溶液制FeCl3·6H2O的操作：在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（2）由FeCl3·6H2O制无水FeCl3的操作：在HCl气流中灼烧。
（3）由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（4）由Fe2（SO4）3和（NH4）2SO4混合溶液制NH4Fe（SO4）2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（5）制备Fe（OH）3胶体：向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至液体呈透明的红褐色为止。
1.[2023山东省实验中学检测]以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2）为原料生产聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）3－n2]m（n＜2）的流程如图所示。
下列说法正确的是（ A ）
A.“碱浸”的目的是除去铝元素
B.检验“酸浸”后滤液中是否含有Fe2＋，选用试剂为KSCN溶液和氯水
C.可用SO2代替“氧化、水解、聚合”过程中的NaClO3
D.为增大反应速率，“氧化、水解、聚合”过程应在较高温度下进行
解析
2.[2022天津]FeCl3·6H2O的制备流程图如下：
（1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 不再有气泡产生 。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为 Fe和Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 。
（2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有 漏斗、玻璃棒 。
（3）检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是 K3[Fe（CN）6]溶液 。
（4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ 。
（5）操作②为 在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 。
解析 （1）铁与稀盐酸反应产生H2，反应完全时溶液中不再产生气泡。含有少量铜的废铁屑加入稀盐酸中，形成原电池，能够加快铁与盐酸的反应速率。（2）操作①得到滤液，为过滤，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、玻璃棒。（3）利用Fe2＋和K3[Fe（CN）6]反应生成特征蓝色沉淀可检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋。（4）向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉，发生反应2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋，再通入Cl2，发生反应2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－。（5）操作②是由稀FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O。
素养4 定性、定量分析——食品、蔬菜、药品中铁元素的检验及含量测定
命题特点：从定量、定性实验视角考查Fe2＋、Fe3＋的检验、含量计算。
（1）定量检测 沉淀法：铁元素→氢氧化物，洗涤、灼烧、冷却、称量氧化铁的质量；滴定法：利用还原剂将铁元素全部转化为二价铁，用标准酸性高锰酸钾溶液滴定。
（2）定性检验 常根据溶液颜色和生成沉淀颜色来确定。
实验探究：补铁剂（除Fe2＋外不考虑含有的其他还原性离子）中铁元素价态检验
（1）预测补铁剂中铁元素价态
补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：
①可能为＋2（Fe2＋）；
②可能为＋3（Fe3＋）；
③可能既有＋2，又有＋3（Fe2＋和Fe3＋）。
（2）实验方案
（3）实验操作、现象及结论
方案一：
方案二：
（4）实验结论分析
经过实验验证，补铁剂中铁元素为＋2价，相关反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3等。
1.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定的实验流程如下：
下列说法不正确的是（ D ）
A.步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样
B.步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7W g
解析 步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样，以防压碎或研磨时固体飞出，造成样品损失，A项正确；步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化成Fe3＋，便于沉淀，B项正确；W g固体中 m（Fe）＝112160×W g＝0.7W g，则每片补血剂中铁元素的质量为 0.07W g，D项错误。
命题拓展
[设问拓展]（1）过滤操作中，除漏斗外，还要用到的玻璃仪器有 烧杯、玻璃棒 。
（2）可以用 O2（或新制氯水） 代替H2O2。
（3）加入过量氨水产生红褐色悬浊液，发生反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O Fe（OH）3↓＋3NH4＋。
2.[定量检测]人教版《化学》（必修第一册）新增加了“研究与实践”栏目，在“检验食品中的铁元素”的研究与实践中设置了菠菜中铁元素的检测。某实验小组对菠菜中的铁元素（主要以难溶的FeC2O4形式存在）进行检测。实验如下：
Ⅰ.水煮检验法：
Ⅱ.灼烧检验法：
（1）CCl4的作用为 作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰 。
（2）操作i中所用到的分离仪器的名称为 分液漏斗 。
（3）溶液A中未能检测出Fe2＋的可能原因是 FeC2O4在水中的溶解度小；在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 。
（4）取无色溶液B，先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色。用离子方程式表示H2O2的作用： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O 。
（5）甲同学取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出结论，溶液B中含有Fe2＋。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是 酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原 。
（6）菠菜中铁元素的含量可以用x mg/100 g表示，即每100 g菠菜中含铁元素的量是x mg。Fe2＋可以通过用KMnO4标准溶液滴定的方法来测定，准确称取500 g菠菜样品，充分燃烧成灰后，经酸浸、还原处理后将所得溶液转移到 250 mL 容量瓶中并定容；从中取出25.00 mL待测液置于锥形瓶中，再用2.000×10－4 ml/L KMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00 mL KMnO4标准溶液时恰好完全反应。菠菜中铁元素的含量为 2.24 mg/100 g。（结果保留3位有效数字）
解析 （1）CCl4作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰。（2）操作i用来分离互不相溶的液体，分液操作所用到的分离仪器是分液漏斗。（3）铁元素主要以难溶的FeC2O4形式存在，Fe2＋的浓度小；或在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁，所以溶液A中未能检测出Fe2＋。（4）H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O。（5）用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液B中含有Cl－，还可能含有少量H2C2O4，酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原，使酸性KMnO4溶液紫色消失，故不能证明溶液B中含有Fe2＋。（6）Fe2＋与酸性KMnO4溶液的反应为MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋ Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，设25.00 mL待测液中含n ml Fe2＋，则有
5Fe2＋ ～ KMnO4
5 1
n ml 2.000×10－4 ml/L×20.00×10－3 L＝4×10－6 ml
5nml＝14×10－6ml，解得n＝2×10－5，则250 mL待测液中含Fe2＋的物质的量为2×10－5ml×10＝2×10－4 ml，m（Fe2＋）＝2×10－4 ml×56 g/ml＝1.12×10－2 g＝11.2 mg，所以菠菜中铁元素的含量为11.2 mg/500 g＝2.24 mg/100 g。
3.[定性检测]铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：
试回答下列问题：
（1）试剂1是 稀盐酸 ，试剂2是 KSCN溶液 ，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3 。
（2）加入试剂2后溶液颜色由淡黄色转变为淡红色是因为 少量的Fe2＋转化为Fe3＋ ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的离子方程式： 4Fe2＋＋O2＋4H＋ 4Fe3＋＋2H2O 。
（3）该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？ 不合理 （填“合理”或“不合理”）。若你认为合理，请说明理由（若你认为不合理，该空不作答）： ；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证（若你认为合理，该空不作答）： 猜想：Fe（SCN）3中的SCN－被过量的氯水氧化；设计实验：在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，不变红色（或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色） 。
解析 （1）该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，试剂1用于溶解样品，可以选用稀盐酸；试剂2用于检验Fe3＋，可以选用KSCN溶液；氯水氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋与SCN－结合生成硫氰化铁，离子方程式为Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3。（2）加入试剂2之后溶液由淡黄色变为淡红色，说明少量Fe2＋被氧化成Fe3＋；Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋ 4Fe3＋＋2H2O。（3）因为氯水氧化性强，不会还原Fe3＋，该同学的猜想不合理；可能是SCN－被过量的氯水氧化，可取少量褪色后的溶液，加入FeCl3溶液，不变红色；或取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液，变红色。
1.[化学平衡][2020浙江]5 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液与1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋（aq）＋2I－（aq）⇌2Fe2＋（aq）＋I2（aq），达到平衡。下列说法不正确的是（ D ）
A.加入苯，振荡，平衡正向移动
B.经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C.加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D.该反应的平衡常数K＝c2（Fe2+）c2（Fe3+）·c2（I－）
解析 碘易溶于苯，加入苯，碘进入到苯中，使水溶液中碘的浓度减小，平衡正向移动，A项正确；如果反应能进行到底，则经过苯两次萃取后溶液中不会有Fe3＋，加入KSCN，溶液不会呈血红色，溶液呈血红色说明此反应是可逆反应，有反应限度，B项正确；加入FeSO4固体，Fe2＋浓度增大，平衡逆向移动，C项正确；该反应的平衡常数K＝c2（Fe2+）·c（I2）c2（Fe3+）·c2（I－），D项错误。
2.[聚合硫酸铁的制备][江苏高考]聚合硫酸铁[Fe2（OH）6－2n（SO4）n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
（1）将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O ；水解聚合反应会导致溶液的pH 减小 。
（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液（Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋），充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 ml·L－1 K2Cr2O7溶液滴定至终点（滴定过程中Cr2O72－与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋），消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将 偏大 （填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。
②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）。
n（Cr2O72－）＝5.000×10－2 ml·L－1×22.00 mL×10－3 L·mL－1＝1.100×10－3 ml
由滴定时Cr2O72－→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，根据得失电子守恒可得微粒的关系式：Cr2O72－～6Fe2＋（或Cr2O72－＋14H＋＋6Fe2＋ 6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O）
则n（Fe2＋）＝6n（Cr2O72－）＝6×1.100×10－3 ml＝6.600×10－3 ml
样品中铁元素的质量：
m（Fe）＝6.600×10－3 ml×56 g·ml－1＝0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数：
w（Fe）＝0.369 6 g3.000 g×100％＝12.32％
解析 （1）H2O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被还原为H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式。Fe3＋发生水解聚合反应使溶液pH减小。（2）聚合硫酸铁中的Fe3＋被Sn2＋还原为Fe2＋，然后用K2Cr2O7溶液滴定Fe2＋，根据6Fe2＋～Cr2O72－，可知n（Fe2＋）＝6×5.000×10－2×22.00×10－3 ml＝6.600×10－3 ml，进而计算出该样品中铁元素的质量分数w（Fe）＝56×6.600×10－3g3.000 g×100％＝12.32％。若不除去具有还原性的Sn2＋，则消耗K2Cr2O7的量偏多，导致样品中铁的质量分数的测定结果偏大。
3.[上海高考]高铁酸盐具有极强的氧化性，可作水处理剂。低温下，在Na2FeO4溶液中加入KOH浓溶液可析出K2FeO4。完成下列填空：
（1）写出上述得到K2FeO4的化学方程式 Na2FeO4＋2KOH K2FeO4↓＋2NaOH 。
（2）Na2FeO4和稀H2SO4发生反应：Na2FeO4＋H2SO4 Fe2（SO4）3＋O2↑＋Na2SO4＋H2O。配平上述化学方程式 4Na2FeO4＋10H2SO4 2Fe2（SO4）3＋3O2↑＋4Na2SO4＋10H2O 。若反应中产生3.36 L（标准状况）的氧气，则转移电子数为 0.6NA 。
（3）实验室配制Fe2（SO4）3溶液时，需加入少量稀硫酸，结合离子方程式用化学平衡移动原理解释其原因 Fe3＋易水解：Fe3＋＋3H2O⇌Fe（OH）3＋3H＋，加入少量稀硫酸可使水解平衡逆向移动，抑制其水解，减少损耗 。
（4）在Fe2（SO4）3溶液中滴加NaHSO3溶液，n（SO42－）增大，则还原产物是 FeSO4 。写出检验上述反应中Fe2（SO4）3是否消耗完全的方法 取少量溶液于试管中，向试管中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明Fe2（SO4）3消耗完全，若溶液变成红色，则证明Fe2（SO4）3未消耗完全 。
解析 （1）低温下，在Na2FeO4溶液中加入KOH浓溶液可析出K2FeO4，反应的化学方程式为Na2FeO4＋2KOH K2FeO4↓＋2NaOH。（2）Na2FeO4和稀H2SO4发生反应：Na2FeO4＋H2SO4 Fe2（SO4）3＋O2↑＋Na2SO4＋H2O，Na2FeO4中Fe元素的化合价由＋6降低至＋3，反应中O元素的化合价由－2升高至0，根据得失电子守恒、原子守恒配平可得反应方程式为4Na2FeO4＋10H2SO4 2Fe2（SO4）3＋3O2↑＋4Na2SO4＋10H2O，反应中每生成1 ml O2转移4 ml电子，标准状况下3.36 L O2的物质的量为0.15 ml，则转移电子0.15 ml×4＝0.6 ml，数目为0.6NA。（3）Fe2（SO4）3溶液中Fe3＋易水解：Fe3＋＋3H2O⇌Fe（OH）3＋3H＋，加入少量稀硫酸可使水解平衡逆向移动，抑制其水解，减少损耗。（4）在Fe2（SO4）3溶液中滴加NaHSO3溶液，n（SO42－）增大，说明发生反应：2Fe3＋＋HSO3－＋H2O SO42－＋2Fe2＋＋3H＋，Fe3＋被还原成Fe2＋，故还原产物为FeSO4，检验上述反应中Fe2（SO4）3是否消耗完全即检验溶液中是否还存在Fe3＋，可用KSCN溶液进行检验，具体方法：取少量溶液于试管中，向试管中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明Fe2（SO4）3消耗完全，若溶液变成红色，则证明Fe2（SO4）3未消耗完全。
1.[2023浙江]氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是（ A ）
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
解析 氯化铁在水溶液中完全电离，属于强电解质，A错误；氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，故氯化铁溶液可腐蚀覆铜板：Cu＋2FeCl3 2FeCl2＋CuCl2，B正确；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C正确；向沸腾的蒸馏水中逐滴加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体，D正确。
2.关于下列转化过程分析不正确的是（ B ）
A.过程Ⅰ的反应属于分解反应
B.过程Ⅰ中Fe3O4分解时，每消耗1 ml Fe3O4转移1 ml 电子
C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2O △ Fe3O4＋H2↑
D.该过程的总反应为2H2O 光照 催化剂 O2↑＋2H2↑
解析 过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O4太阳能 6FeO＋O2↑，属于分解反应，当有2 ml Fe3O4分解时，生成1 ml O2，转移4 ml电子，故每消耗1 ml Fe3O4转移2 ml电子，A项正确，B项错误；过程Ⅱ中FeO与H2O在加热条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3FeO＋H2O △ Fe3O4＋H2↑，C项正确；由过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应方程式可得，该过程的总反应为2H2O 光照 催化剂 O2↑＋2H2↑，D项正确。
3.下列说法正确的是（ B ）
A.[2023全国乙改编]硫酸亚铁溶液久置后出现棕黄色沉淀发生的反应为6FeSO4＋O2＋2H2O 2Fe2（SO4）3＋2Fe（OH）2↓
B.[2023辽宁改编]可用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.[2022海南改编]FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色
D.[天津高考改编]某溶液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋
解析 FeSO4溶液久置后出现的棕黄色沉淀应为Fe（OH）3，而不是Fe（OH）2，发生的反应为12FeSO4＋3O2＋6H2O 4Fe2（SO4）3＋4Fe（OH）3↓，A项错误；FeSO4溶液变质有Fe3＋生成，KSCN与Fe3＋会形成红色物质，故可用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质，B项正确；FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，C项错误；Fe2＋遇K3[Fe（CN）6]溶液能够产生蓝色沉淀，因此原溶液中一定含有Fe2＋，但是否含有Fe3＋无法确定，若要确定Fe3＋的存在，则需要向溶液中加入KSCN溶液，观察溶液是否变为红色，D项错误。
4.[铁及其化合物的转化]部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（ A ）
A.M一定为FeO
B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化
C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe（CN）6]溶液检验
D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO42－
解析 由题图可知，M还可以是Fe（OH）2等，A项错误；若R为单质，则R为Fe，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，B项正确；若Q为金属阳离子，则Q为Fe2＋，可用K3[Fe（CN）6]溶液检验Fe2＋，C项正确；由题图可知，Fe3＋在碱性条件下与氧化剂反应可生成FeO42－，D项正确。
5.[2024黑龙江大庆实验中学期中]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是（ C ）
解析 氯气会将FeCl2氧化为FeCl3，达不到除杂目的，A项错误；CO2、HCl均能与饱和Na2CO3溶液反应，不能用于除去CO2中的HCl杂质，B项错误；MgCl2能与NaOH反应而NaCl不与NaOH反应，产生的氢氧化镁沉淀过滤后再用适量的稀盐酸除去过量的NaOH，C项正确；Cu与铁离子反应会引入Cu2＋杂质，D项错误。
6.[2023江苏]室温下，探究0.1 ml·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是（ B ）
解析 先加新制氯水，会将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，检验FeSO4溶液中是否含有Fe3＋，应直接加KSCN溶液，A不能达到探究目的；酸性KMnO4溶液（紫红色）具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身颜色变浅或褪去，可用于检验Fe2＋的还原性，B能达到探究目的；FeSO4属于强酸弱碱盐，Fe2＋水解使溶液显酸性，探究Fe2＋是否水解，应向FeSO4溶液中滴加紫色石蕊试液，看溶液是否变红，C不能达到探究目的；Fe2＋会被氧化成
Fe3＋，无法判断起催化作用的是Fe2＋还是Fe3＋，D不能达到探究目的。
7.[2023浙江改编]探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（ D ）
解析 往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应Fe2＋＋Zn Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的强，A项错误；往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3，溶液变血红色，再加入少量K2SO4固体，对平衡无影响，故不能说明Fe3＋与SCN－的反应不可逆，B项错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应Fe＋2Fe3＋ 3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，C项错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe（OH）3胶体，持续煮沸，Fe（OH）3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D项正确。
8.[浙江高考]某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制备七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），设计了如下流程：
下列说法不正确的是（ D ）
A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B.固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al（OH）3进入固体2
C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
解析 由于最终制备的是硫酸盐，所以溶解所用的酸应该为硫酸，且要将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，所以试剂X应该为Fe单质，A项正确；加硫酸后，SiO2不能溶解，所以固体1中一定含有SiO2，而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3＋转化为Al（OH）3沉淀，B项正确；Fe2＋极易被氧化，而FeSO4·7H2O受热易分解，故从溶液2得到产品的过程中需要防止产品氧化和分解，C项正确；改变后的方案中，Fe主要以Fe3＋形式存在，得到的不是FeSO4·7H2O，D项错误。
9.[2024江苏盐城开学考]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（ C ）
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＋
解析 根据工业废液的成分和制得氯化铁晶体对流程进行如下梳理：
试剂b若为稀硫酸，则会引入SO42－杂质离子，A项错误；操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为在HCl氛围中蒸发浓缩、冷却结晶，所用仪器不同，B项错误；滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此试剂c为氯气，氯气可将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，C项正确；Fe2＋、Cl－都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有Fe2＋，D项错误。
10.甘氨酸亚铁[（NH2CH2COO）2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘氨酸（NH2CH2COOH）制备甘氨酸亚铁，实验装置如图所示（夹持和加热、搅拌仪器已省略）。
有关物质的性质如表：
实验过程：
Ⅰ.合成：装置C的三颈烧瓶中盛有0.1 ml FeCO3、200 mL 1.0 ml·L－1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时，先打开仪器a的旋塞，待装置C中空气排净后，加热三颈烧瓶并不断搅拌，通过仪器b向三颈烧瓶中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右，使反应物充分反应。
Ⅱ.分离：反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 分液漏斗 。
（2）装置B中盛有的试剂是 饱和NaHCO3溶液 ；实验过程中装置D的导管需要一直插入液面以下的原因是 防止空气进入C，氧化Fe2＋ 。
（3）合成过程中加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和 防止Fe2＋被氧化 。
（4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，甘氨酸亚铁产量下降。原因是 溶液碱性增强，会导致溶液中的Fe2＋直接与OH－反应生成Fe（OH）2沉淀 。
（5）过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是 溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出 。
（6）可以用 KSCN溶液（其他合理答案也可） （写化学式）试剂检验产品中是否含有Fe3＋。
（7）本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁（M＝204 g·ml－1），则其产率是 75％ 。
解析 实验剖析：装置A中盐酸和石灰石反应制取二氧化碳气体，由于盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳气体中混有氯化氢，因此装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置C用于甘氨酸亚铁的制取；亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此必须将装置D中导管插入液面以下，防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。（1）仪器a为分液漏斗。（2）由实验剖析可知，装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置D的导管插入液面以下是为了防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。（3）根据题中表格提供的信息，柠檬酸具有强酸性和强还原性，知合成过程中加入柠檬酸可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化。（4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，溶液碱性增强，会导致溶液中的亚铁离子直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀。（5）由已知信息可知，甘氨酸亚铁难溶于乙醇，柠檬酸易溶于乙醇，所以过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出。（6）检验Fe3＋的试剂可以为KSCN溶液，加入KSCN，若溶液变为红色，则说明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。（7）所用甘氨酸的物质的量为0.2 L×1.0 ml·L－1＝0.2 ml，所用碳酸亚铁的物质的量为0.1 ml，因此理论上可生成0.1 ml甘氨酸亚铁，其质量为204 g·ml－1×0.1 ml＝20.4 g，实际得到产品的质量为15.3 g，则产率为15.3 g20.4 g×100％＝75％。
11.高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿（主要成分是FeCO3，含少量SiO2）为原料制备高铁酸钠的过程如图1所示：
图1
已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。
（1）Na2FeO4中铁元素的化合价为 ＋6 ；下列标志应贴在盛装Na2FeO4容器上的是d（填标号）。
（2）粉碎菱铁矿的目的是 增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 。
（3）操作1与操作2的名称均为 过滤 ，步骤②的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋， 其离子方程式为 2Fe2＋＋ClO－＋2H＋ 2Fe3＋＋Cl－＋H2O 。
（4）高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释净水原理： 高铁酸钠在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3＋，Fe3＋易水解生成Fe（OH）3胶体，可吸附水中的悬浮杂质，从而起到净水的作用 。
（5）已知4FeO42－＋10H2O 4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑，将一定量的Na2FeO4投入pH不同的工业污水中（污水中其余成分均相同），
图2
测得溶液中Na2FeO4的质量浓度变化如图2中曲线Ⅰ、Ⅱ所示。试分析曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH 高 （填“高”或“低”）。
解析 （1）根据化合物中各元素化合价的代数和为0，由Na为＋1价，O为－2价，可知Fe为＋6价。由题干信息可知，Na2FeO4具有强氧化性，故需贴无机氧化剂的标志。（2）粉碎后，反应物表面积增大，可提高酸浸速率，提高浸出率。（3）SiO2不与稀硫酸反应，酸浸后经操作1（过滤）将SiO2除去，得到H2SO4和FeSO4的混合溶液；步骤④在Na2FeO4溶液中加入NaOH固体后Na2FeO4结晶析出，经操作2（过滤）得到Na2FeO4固体，故这两个操作均为过滤。步骤②加入氧化剂NaClO，Fe2＋被氧化为Fe3＋，故该反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋ 2Fe3＋＋Cl－＋H2O。（4）高铁酸钠可用于消毒，主要是因为其具有强氧化性，消毒过程中，＋6价Fe被还原，生成＋3价Fe，即Fe3＋，其水解生成的Fe（OH）3胶体具有吸附性，可起到净水的作用。（5）Na2FeO4在碱性环境中可稳定存在，故污水的碱性越强（pH越大），溶液中Na2FeO4的质量浓度越大，结合题图2可知，曲线Ⅰ的pH比曲线Ⅱ高。
12.[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α－Fe2O3。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 AB （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H2（填化学式）；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是 取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否呈红色 。
（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 pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全 [Ksp（CaF2）＝5.3×10－9，Ka（HF）＝6.3×10－4]。
（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 Fe2＋＋HCO3－＋NH3·H2O FeCO3↓＋NH4＋＋H2O（或Fe2＋＋HCO3－＋NH3 FeCO3↓＋NH4＋） 。
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： 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 [FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）2开始沉淀的pH＝6.5]。
解析 （1）适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度，均可以加快铁泥的溶解，即提高铁元素的浸出率。（2）“酸浸”时，H2SO4过量，加入过量铁粉，除生成Fe2＋外，还会产生H2。Fe3＋与KSCN反应所得溶液呈红色，当加入KSCN溶液观察不到红色，则说明Fe3＋已完全被还原为Fe2＋。（3）当c（Ca2＋）·c2（F－）＜Ksp（CaF2）时，CaF2不会沉淀出来，HF为弱酸，当pH过低时，H＋与F－结合成弱电解质HF，则c（F－）减小，导致CaF2沉淀不完全。（4）①Fe2＋与HCO3－反应生成FeCO3沉淀，HCO3－电离出的H＋与NH3·H2O结合生成NH4＋，则生成FeCO3沉淀的离子方程式可以写成 Fe2＋＋HCO3－＋NH3·H2O FeCO3↓＋NH4＋＋H2O或Fe2＋＋HCO3－＋NH3 FeCO3↓＋NH4＋。②用FeSO4和氨水－NH4HCO3混合溶液反应生成FeCO3，若pH大于6.5，则会生成Fe（OH）2沉淀，故需要控制pH不大于6.5；对生成的FeCO3用蒸馏水洗涤 2～3次；因FeCO3表面会附着有SO42－，若用盐酸酸化的BaCl2溶液检验不出SO42－，则说明FeCO3已洗涤干净。
13.[2022河北改编]以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe（NH4）Fe（CN）6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 Fe2O3、SiO2 （填化学式）；滤渣①的主要成分为 SiO2 （填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是 增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分 。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 7Fe2（SO4）3＋FeS2＋8H2O △ 15FeSO4＋8H2SO4 。
（4）工序①的名称为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ＋2 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO3－ △ 6Fe（NH4）Fe（CN）6＋Cl－＋3H2O＋6NH3↑ 。
（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 O2（合理即可） 和 NH3·H2O（或NH3） （填化学式，不引入杂质）。
解析
（1）黄铁矿含FeS2、石英（主要成分为SiO2），焙烧时FeS2发生反应：4FeS2＋11O2焙烧 2Fe2O3＋8SO2，石英不反应，因此红渣的主要成分为Fe2O3、SiO2。“酸浸”时Fe2O3和硫酸反应生成Fe2（SO4）3和水，SiO2与硫酸不反应，因此滤渣①的主要成分为SiO2。（3）还原工序中，FeS2与Fe2（SO4）3溶液反应，若不生成S单质，则FeS2中硫元素被氧化为SO42－，Fe2（SO4）3被还原为FeSO4，FeS2→2SO42－失14e－、Fe2（SO4）3→2FeSO4得2e－，根据得失电子守恒，FeS2、Fe2（SO4）3的化学计量数分别为1、7，再根据原子守恒配平化学方程式即可。（4）由流程图知，通过工序①获得了FeSO4晶体，则工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所得母液为硫酸，可以返回“酸浸”循环利用。（5）根据NH4＋、CN－的化合价分别为＋1、－1及化合物中正负化合价代数和为0，可知该物质中Fe的化合价为＋2。氧化工序中NaClO3将Fe（NH4）2Fe（CN）6氧化为Fe（NH4）Fe（CN）6，NaClO3被还原为NaCl，Fe（NH4）2Fe（CN）6→Fe（NH4）Fe（CN）6失e－，ClO3－→Cl－得6e－，根据得失电子守恒，Fe（NH4）2Fe（CN）6、ClO3－的化学计量数分别为6、1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式即可。（6）还原工序得到的滤液为FeSO4和H2SO4的混合溶液，用其制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4的过程中铁元素被氧化，为了不引入杂质，结合元素守恒知，所加试剂为O2（或H2O2）和NH3·H2O（或NH3）。 课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
认识铁及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值
基于价类二维思想理解铁及其化合物的转化关系
2023重庆，T15；2021全国乙，T26；2021北京，T18；2021海南，T15；2021广东，T10；2021河北，T15；2020海南，T15
1.证据推理与模型认知：能从铁及其化合物的类别通性、化合价升降趋势、原子结构的角度说明铁及其化合物的性质及物质的转化路径；能根据铁盐的性质解释实验中的不同现象，从不同视角分析二价铁和三价铁的性质差异。
2.科学探究与创新意识：能基于铁盐性质进行简单的分离、检验、制备等实验设计与操作
铁盐的性质及其探究
2023江苏，T11；2023湖南，T7；2023全国乙，T11；2023年1月浙江，T16；2023年6月浙江，T3；2021江苏，T4；2020全国Ⅰ，T27；2020全国Ⅲ，T11；2020江苏，T19；2019全国Ⅰ，T27；2019江苏，T18
命题分析
预测
1.铁是含多种价态的元素，高考中常以三价铁和二价铁之间的相互转化设计实验考查铁及其化合物的性质，以语言描述形式考查Fe2＋、Fe3＋的检验等，另外，选择题常基于价类二维思想考查铁及其化合物的转化。
2.2025年高考在非选择题中可能会结合真实情境考查铁盐的性质探究，加大对考生实验设计能力的考查
Fe2＋
（1）氧化性：与活泼金属发生置换反应，如Fe2＋＋Zn [1] Zn2＋＋Fe 。
（2）以还原性为主，如遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NO3－（H＋）等均表现出还原性。
（3）可水解：如配制硫酸亚铁溶液时常加少量[2] 硫酸 抑制Fe2＋的水解
Fe3＋
（1）氧化性：遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现出氧化性，与S2－、I－、HS－、SO32－等具有较强还原性的离子不能大量共存。
（2）易水解：①只能存在于酸性较强的溶液中，工业上常用将pH调节至3.1以上的方法除去溶液中的Fe3＋；
②配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，再稀释至所需浓度，抑制Fe3＋水解；
③溶液中Fe3＋分别与HCO3－、[Al（OH）4]－、CO32－、ClO－等因发生相互促进的水解反应而不能大量共存
实验操作
实验现象
实验结论
加入KSCN溶液，溶液颜色无变化；再加入少量氯水后，溶液变为红色
含有Fe2＋，不含Fe3＋
实验操作
实验现象
实验结论
不变红色
不含Fe3＋
紫红色褪去
含Fe2＋
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
CO2
NaCl溶液
FeSO4溶液
Y
FeCl3
HCl
MgCl2
Fe2（SO4）3
Z
Cl2
饱和Na2CO3溶液
NaOH溶液，稀盐酸
Cu
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有Fe3＋
向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B
Fe2＋是否有还原性
向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C
Fe2＋是否水解
向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D
Fe2＋能否催化H2O2分解
向2 mL 5％ H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
实验方案
现象
结论
A
往FeCl2溶液中加入Zn片
短时间内无明显现象
Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B
往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体
溶液先变成血红色后无明显变化
Fe3＋与SCN－的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有＋3价铁
D
向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出沉淀
Fe3＋先水解得Fe（OH）3胶体，Fe（OH）3胶体再聚集成Fe（OH）3沉淀
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇
易溶于水和乙醇
易溶于水，难溶于乙醇
两性化合物
酸性、还原性
—
考点1 基于价类二维思想理解铁及其化合物的转化关系
1.铁元素的“价—类”二维转化关系
（1）横向变化体现了同价态不同物质类别（氧化物、盐、碱）之间的转化：①碱性氧化物（Fe2O3、FeO）都能溶于酸（H＋）转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱（OH－）反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
（2）纵向变化体现不同价态、同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
（3）斜向变化体现不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
2.“铁三角”中的转化关系
写出下列反应的化学方程式（若有离子方程式请写出离子方程式）。
（1）[有关Fe的反应]①铁与盐酸反应： Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑ ；
②铁与氯气在加热条件下反应： 2Fe＋3Cl2 △ 2FeCl3 。
（2）[有关Fe2＋的反应]①向含有Fe2＋的溶液中通入Cl2： 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ ；
②向含有Fe2＋的溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液： 5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋ 5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ；
③Fe（OH）2在潮湿的空气中： 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3 ；
④FeO与CO在高温下反应： FeO＋CO 高温 Fe＋CO2 。
（3）[有关Fe3＋的反应]①Fe2O3与CO在高温下反应： 3CO＋Fe2O3 高温 2Fe＋3CO2 ；
②向含有Fe3＋的溶液中加入过量铁粉： 2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋ ；
③Fe（OH）3受热分解： 2Fe（OH）3 △ Fe2O3＋3H2O ；
④将Fe2O3溶于盐酸： Fe2O3＋6H＋ 2Fe3＋＋3H2O ；
⑤Fe（OH）3与稀硫酸反应： Fe（OH）3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O 。
命题点 “价—类”二维图在铁及其化合物的转化中的应用
1.[2021广东]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（ C ）
A.a可与e反应生成b
B.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
解析 分析题图可知a为Fe，b为亚铁盐，e为铁盐，c为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3。Fe能与Fe3＋发生归中反应生成Fe2＋，A项正确；Fe2＋既有还原性又有氧化性，既能被氧化又能被还原，B项正确；将含Fe3＋的盐加入浓碱液中得到的是Fe（OH）3沉淀，不能制得Fe（OH）3胶体，C项错误；存在循环转化：Fe2＋OH-Fe(OH)2空气中Fe(OH)3OH+Fe3＋Fe
Fe2＋，D项正确。
命题拓展
判断下列说法的正误。
（1）用蒸发皿蒸干b溶液，最终得到c固体 。（ ✕ ）
（2）e可用于腐蚀印刷电路板上的Cu。（ √ ）
2.如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是（ D ）
A.铁在高温条件下与水蒸气反应可实现转化①
B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe（OH）3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D.由图可预测：高铁酸盐（FeO42－）具有强氧化性，可用于消毒，FeO42－与水反应最终可生成Fe（OH）3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂
解析 铁在高温条件下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，A项错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速被氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，B项错误；加热Fe（OH）3发生转化⑥生成氧化铁，Fe（OH）3不溶于水，氢氧化铁与酸反应可实现转化③，C项错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应生成Fe3＋，Fe3＋与水反应生成Fe（OH）3胶体，可吸附水中的悬浮物，D项正确。
3.用废铁屑制备磁性氧化铁（Fe3O4）的过程如图：
下列说法不正确的是（ D ）
A.浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好
B.检验溶液A中的Fe3＋可以用KSCN溶液
C.加H2O2时发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ 2Fe3＋ ＋2H2O
D.制备Fe3O4的反应Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－ △ Fe3O4＋4H2O是氧化还原反应
解析 浸泡过程中适当加热并搅拌可以提高反应速率，效果更好，A项正确；检验铁离子可以用KSCN溶液，B项正确；过氧化氢能氧化亚铁离子，离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ 2Fe3＋ ＋2H2O，C项正确；制备Fe3O4的反应为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－ △ Fe3O4＋4H2O，该反应没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，D项错误。
考点2 铁盐的性质及其探究
1.亚铁盐和铁盐的性质
2.Fe2＋、Fe3＋的检验
（1）Fe2＋的检验
Fe2＋的检验①滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，然后沉淀变成灰绿色，最后变成[3] 红褐色 ②滴加KSCN溶液，不变红，滴加氯水后变[4] 红 ③滴加K3[Fe（CN）6]溶液，生成[5] 蓝色 沉淀
（2）Fe3＋的检验
Fe3＋的检验①滴加NaOH溶液，产生[6] 红褐色 沉淀②滴加KSCN溶液，溶液变[7] 红 ③滴加苯酚溶液，溶液变[8] 紫 ④滴加K4[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀
注意 检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加入KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中（新制氯水可能会氧化SCN－）。
3.重要的铁盐
（1）氯化铁（FeCl3）：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu Cu2＋＋2Fe2＋。
（2）绿矾（FeSO4·7H2O）：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高容量电池材料。
（4）铁铵矾[NH4Fe（SO4）2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
（5）赤血盐[K3Fe（CN）6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
1.易错辨析。
（1）[2022湖北改编]在0.1 ml·L－1氯化钠溶液中可以大量存在：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO3－。（ ✕ ）
（2）FeCl2不能通过化合反应制备。（ ✕ ）
（3）[2022全国甲改编]将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去，证明铁锈中含有二价铁。（ ✕ ）
（4）[2022广东改编]FeCl3水解可生成Fe（OH）3胶体，因此FeCl3可用作净水剂。（ √ ）
（5）硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果。（ √ ）
（6）“青矾（FeSO4）”宜密封保存，防止氧化变质。（ √ ）
2.[溶液的配制]（1）配制氯化铁溶液：将氯化铁晶体先溶于浓盐酸中，目的是抑制 Fe3＋ 水解，然后用蒸馏水稀释至所需浓度。
（2）配制硫酸亚铁溶液：将绿矾晶体溶于稀硫酸中，目的是 抑制Fe2＋水解 ，然后加入还原铁粉，目的是 防止Fe2＋被氧化 。
3.[Fe3＋、Fe2＋的检验]（1）已知试剂：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溴水、新制氯水，请选择合适的试剂，进行下列检验，并简述操作过程。
①检验Fe2（SO4）3溶液中是否含有FeSO4： 酸性KMnO4溶液；取少量溶液，向其中滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，说明Fe2（SO4）3溶液中含有FeSO4 。
②检验FeSO4溶液中是否含有Fe2（SO4）3： KSCN溶液；取少量溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明FeSO4溶液中含有Fe2（SO4）3 。
（2）能否用酸性高锰酸钾溶液检验氯化铁溶液中含有的Fe2＋？简述原因 不能。Cl－也能还原MnO4－生成Mn2＋而使酸性高锰酸钾溶液褪色，产生干扰 。
（3）写出用铁氰化钾溶液检验Fe2＋生成蓝色沉淀的反应的离子方程式： K＋＋Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－ KFe[Fe（CN）6]↓ 。
4.[Fe2＋、Fe3＋的除杂问题]写出下列除杂方法。
（1）除去FeCl3溶液中的FeCl2： 加入适量新制氯水或H2O2溶液 ；
（2）除去FeCl2溶液中的FeCl3： 加入过量铁粉后过滤 ；
（3）除去FeCl2溶液中的CuCl2： 加入过量铁粉后过滤 。
命题点1 Fe2＋和Fe3＋的性质
1.[全国Ⅱ高考]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 ml·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是 防止Fe2＋被氧化 。
（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 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ 。
（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 隔绝空气（排除氧气对实验的影响） 。
（4）丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·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1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
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 Fe2＋ （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 Fe3＋ （填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为 可逆反应 。
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，生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，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K3[Fe（CN）6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该反应为可逆反应。
命题点2 基于Fe2＋和Fe3＋转化的性质探究
2.[以实验装置图为载体考查物质制备][海南高考改编]工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：
（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为 MnO2＋4HCl（浓） △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ，装置B中加入的试剂是 浓硫酸 。该装置中存在一个缺陷，使制得的FeCl3中会含有少量FeCl2，请为装置作一处改进，使制得的FeCl3较纯净 在A、B装置之间加装一个除HCl的装置 。
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 氯化氢 。尾气的成分是 氯化氢、氢气 。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是 易发生倒吸、没有处理氢气 。
（3）若操作不当，制得的FeCl2 会含有少量FeCl3 ，检验FeCl3常用的试剂是 KSCN溶液 。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先 通入氯化氢（赶尽装置中的空气） ，再 点燃C处的酒精灯 。
解析 （1）制备无水FeCl3时，需要先制备Cl2，实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，制备的Cl2中会混有H2O（g），用浓硫酸干燥。（2）制备无水FeCl2时，需要先制备干燥的HCl，HCl与铁屑反应生成FeCl2和H2，尾气中含有生成的H2和过量的HCl。D装置存在的问题：D中的导管插入液面以下易发生倒吸，且H2没有被处理。（3）利用Fe3＋遇KSCN显红色，用KSCN溶液检验FeCl3。反应发生前装置中有空气，应先通入一段时间HCl，将装置中空气赶出，再点燃C处的酒精灯。
命题拓展
（1）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知： 样品中没有Fe（Ⅲ） 、 Fe（Ⅱ）易被氧气氧化为Fe（Ⅲ） 。
（2）为探究硫酸亚铁的分解产物，将硫酸亚铁置入装置A中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为 c、a （填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 生成白色沉淀、褪色 。
a.品红b.NaOH
c.BaCl2d.Ba（NO3）2
e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 2FeSO4 高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ 。
解析 （1）加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含Fe（Ⅲ）；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。（2）实验后残留的红色固体是氧化铁。根据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必然降低，生成二氧化硫。根据得失电子守恒和原子守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4 高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于三氧化硫极易溶于水且能与水反应生成硫酸，欲检验二氧化硫和三氧化硫，必须先用氯化钡溶液检验三氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫。
命题点3 重要的铁盐——高铁酸钾的制备
3.[北京高考改编]高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型高效绿色水处理剂。实验室利用如图所示装置制备K2FeO4，并探究其性质。
已知K2FeO4具有下列性质：紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。具有强氧化性，在酸性或中性溶液中与水反应快速产生O2，在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定。与水反应能产生Fe（OH）3胶体，可除去水中的悬浮物，有净水作用。
回答下列问题：
（1）A中制取的气体是 Cl2 。
（2）B的作用是 除去氯气中的HCl 。
（3）C采用冰水冷却的目的是 防止高铁酸钾损失 。C中得到紫色固体和溶液，C中发生的反应有①3Cl2＋2Fe（OH）3＋10KOH 2K2FeO4＋6HCl＋8H2O，② Cl2＋2KOH KCl＋KClO＋H2O 。
（4）D中盛装的试剂除可选用NaOH溶液外，还可选用 B （填字母）。
A.NaCl溶液B.FeCl2溶液
C.H2SO4溶液D.澄清石灰水
（5）探究K2FeO4的性质：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有Cl2。该现象 不能 （“能”或“不能”）证明K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，理由是 ClO－＋Cl－＋2H＋ Cl2↑＋H2O （用离子方程式表示）。
（6）K2FeO4与水反应的化学方程式为 4K2FeO4＋10H2O 4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑ 。
解析 （1）装置A用于制备氯气，其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓） △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（2）装置A制备的氯气中混有HCl，HCl能与装置C中的KOH溶液反应，故装置B的作用是除去氯气中的HCl。（3）根据题意，高铁酸钾在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定，因此制备高铁酸钾时，装置C采用冰水浴，目的是防止高铁酸钾损失；氯气也能与KOH溶液反应，其化学方程式为Cl2＋2KOH KCl＋KClO＋H2O。（4）装置D的作用是除去多余氯气，防止污染空气，NaCl溶液、H2SO4溶液不与氯气反应，不能替换NaOH溶液，氢氧化钙微溶于水，因此澄清石灰水中氢氧化钙含量较低，不能完全吸收氯气，不能用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液，FeCl2能与氯气反应生成氯化铁，能吸收氯气，可用氯化亚铁溶液代替氢氧化钠溶液，故答案为B。（5）根据问题（3），C中溶液中含有KClO和KCl，加入硫酸，发生ClO－＋Cl－＋2H＋ Cl2↑＋H2O，因此加入稀硫酸，产生黄绿色气体，不能证明高铁酸钾将Cl－氧化。（6）根据信息可知，高铁酸钾与水反应生成氢氧化铁胶体，铁元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，应还有氧气产生，因此化学方程式为4K2FeO4＋10H2O 4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑。
命题拓展
[素材拓展]（1）湿法制备K2FeO4：在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe（NO3）3即可制得K2FeO4。该反应的离子方程式为 3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－ 2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 。
（2）某新型电池以金属锂为负极，K2FeO4为正极，溶有LiPF6的有机溶剂为电解质。该电池工作时Li＋通过电解质迁入K2FeO4晶体中，生成K2LixFeO4。该电池的正极反应式为 K2FeO4＋xe－＋xLi＋ K2LixFeO4 。
（3）以铁电极为阳极电解NaOH浓溶液制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气的离子方程式为 Fe＋2H2O＋2OH－ 电解 FeO42－＋3H2↑ 。
知识拓展
K2FeO4物理性质 深紫色固体，易溶于水，微溶于KOH溶液化学性质K2FeO4具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解K2FeO4在酸性条件下分解：4FeO42－+20H＋ 4Fe3++3O2↑+10H2OK2FeO4在中性条件下分解：4FeO42－+10H2O 4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH－制备方法湿法：3ClO－+2Fe3++10OH－ 2FeO42－+3Cl－＋5H2O干法：Fe2O3+3KNO3+4KOH △ 2K2FeO4＋3KNO2+2H2O电解法：Fe－6e－+8OH－ FeO42－+4H2O
素养3 模型建构——含铁化合物制备的化工流程设计模型
命题特点：“微型流程”或“大型流程”中有关Fe2＋、Fe3＋的检验以及除杂、制备模型[常温下，溶液pH≥2.8时，Fe（OH）3沉淀析出]。
1.制备流程设计
2.制备流程操作
（1）由FeCl3溶液制FeCl3·6H2O的操作：在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（2）由FeCl3·6H2O制无水FeCl3的操作：在HCl气流中灼烧。
（3）由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（4）由Fe2（SO4）3和（NH4）2SO4混合溶液制NH4Fe（SO4）2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（5）制备Fe（OH）3胶体：向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至液体呈透明的红褐色为止。
1.[2023山东省实验中学检测]以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2）为原料生产聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）3－n2]m（n＜2）的流程如图所示。
下列说法正确的是（ A ）
A.“碱浸”的目的是除去铝元素
B.检验“酸浸”后滤液中是否含有Fe2＋，选用试剂为KSCN溶液和氯水
C.可用SO2代替“氧化、水解、聚合”过程中的NaClO3
D.为增大反应速率，“氧化、水解、聚合”过程应在较高温度下进行
解析
2.[2022天津]FeCl3·6H2O的制备流程图如下：
（1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 不再有气泡产生 。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为 Fe和Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 。
（2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有 漏斗、玻璃棒 。
（3）检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是 K3[Fe（CN）6]溶液 。
（4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ 。
（5）操作②为 在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 。
解析 （1）铁与稀盐酸反应产生H2，反应完全时溶液中不再产生气泡。含有少量铜的废铁屑加入稀盐酸中，形成原电池，能够加快铁与盐酸的反应速率。（2）操作①得到滤液，为过滤，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、玻璃棒。（3）利用Fe2＋和K3[Fe（CN）6]反应生成特征蓝色沉淀可检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋。（4）向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉，发生反应2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋，再通入Cl2，发生反应2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－。（5）操作②是由稀FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O。
素养4 定性、定量分析——食品、蔬菜、药品中铁元素的检验及含量测定
命题特点：从定量、定性实验视角考查Fe2＋、Fe3＋的检验、含量计算。
（1）定量检测 沉淀法：铁元素→氢氧化物，洗涤、灼烧、冷却、称量氧化铁的质量；滴定法：利用还原剂将铁元素全部转化为二价铁，用标准酸性高锰酸钾溶液滴定。
（2）定性检验 常根据溶液颜色和生成沉淀颜色来确定。
实验探究：补铁剂（除Fe2＋外不考虑含有的其他还原性离子）中铁元素价态检验
（1）预测补铁剂中铁元素价态
补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：
①可能为＋2（Fe2＋）；
②可能为＋3（Fe3＋）；
③可能既有＋2，又有＋3（Fe2＋和Fe3＋）。
（2）实验方案
（3）实验操作、现象及结论
方案一：
方案二：
（4）实验结论分析
经过实验验证，补铁剂中铁元素为＋2价，相关反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3等。
1.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定的实验流程如下：
下列说法不正确的是（ D ）
A.步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样
B.步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7W g
解析 步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样，以防压碎或研磨时固体飞出，造成样品损失，A项正确；步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化成Fe3＋，便于沉淀，B项正确；W g固体中 m（Fe）＝112160×W g＝0.7W g，则每片补血剂中铁元素的质量为 0.07W g，D项错误。
命题拓展
[设问拓展]（1）过滤操作中，除漏斗外，还要用到的玻璃仪器有 烧杯、玻璃棒 。
（2）可以用 O2（或新制氯水） 代替H2O2。
（3）加入过量氨水产生红褐色悬浊液，发生反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O Fe（OH）3↓＋3NH4＋。
2.[定量检测]人教版《化学》（必修第一册）新增加了“研究与实践”栏目，在“检验食品中的铁元素”的研究与实践中设置了菠菜中铁元素的检测。某实验小组对菠菜中的铁元素（主要以难溶的FeC2O4形式存在）进行检测。实验如下：
Ⅰ.水煮检验法：
Ⅱ.灼烧检验法：
（1）CCl4的作用为 作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰 。
（2）操作i中所用到的分离仪器的名称为 分液漏斗 。
（3）溶液A中未能检测出Fe2＋的可能原因是 FeC2O4在水中的溶解度小；在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 。
（4）取无色溶液B，先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色。用离子方程式表示H2O2的作用： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O 。
（5）甲同学取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出结论，溶液B中含有Fe2＋。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是 酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原 。
（6）菠菜中铁元素的含量可以用x mg/100 g表示，即每100 g菠菜中含铁元素的量是x mg。Fe2＋可以通过用KMnO4标准溶液滴定的方法来测定，准确称取500 g菠菜样品，充分燃烧成灰后，经酸浸、还原处理后将所得溶液转移到 250 mL 容量瓶中并定容；从中取出25.00 mL待测液置于锥形瓶中，再用2.000×10－4 ml/L KMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00 mL KMnO4标准溶液时恰好完全反应。菠菜中铁元素的含量为 2.24 mg/100 g。（结果保留3位有效数字）
解析 （1）CCl4作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰。（2）操作i用来分离互不相溶的液体，分液操作所用到的分离仪器是分液漏斗。（3）铁元素主要以难溶的FeC2O4形式存在，Fe2＋的浓度小；或在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁，所以溶液A中未能检测出Fe2＋。（4）H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O。（5）用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液B中含有Cl－，还可能含有少量H2C2O4，酸性条件下，H2C2O4和Cl－都可能将MnO4－还原，使酸性KMnO4溶液紫色消失，故不能证明溶液B中含有Fe2＋。（6）Fe2＋与酸性KMnO4溶液的反应为MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋ Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，设25.00 mL待测液中含n ml Fe2＋，则有
5Fe2＋ ～ KMnO4
5 1
n ml 2.000×10－4 ml/L×20.00×10－3 L＝4×10－6 ml
5nml＝14×10－6ml，解得n＝2×10－5，则250 mL待测液中含Fe2＋的物质的量为2×10－5ml×10＝2×10－4 ml，m（Fe2＋）＝2×10－4 ml×56 g/ml＝1.12×10－2 g＝11.2 mg，所以菠菜中铁元素的含量为11.2 mg/500 g＝2.24 mg/100 g。
3.[定性检测]铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：
试回答下列问题：
（1）试剂1是 稀盐酸 ，试剂2是 KSCN溶液 ，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3 。
（2）加入试剂2后溶液颜色由淡黄色转变为淡红色是因为 少量的Fe2＋转化为Fe3＋ ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的离子方程式： 4Fe2＋＋O2＋4H＋ 4Fe3＋＋2H2O 。
（3）该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？ 不合理 （填“合理”或“不合理”）。若你认为合理，请说明理由（若你认为不合理，该空不作答）： ；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证（若你认为合理，该空不作答）： 猜想：Fe（SCN）3中的SCN－被过量的氯水氧化；设计实验：在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，不变红色（或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色） 。
解析 （1）该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，试剂1用于溶解样品，可以选用稀盐酸；试剂2用于检验Fe3＋，可以选用KSCN溶液；氯水氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋与SCN－结合生成硫氰化铁，离子方程式为Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3。（2）加入试剂2之后溶液由淡黄色变为淡红色，说明少量Fe2＋被氧化成Fe3＋；Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋ 4Fe3＋＋2H2O。（3）因为氯水氧化性强，不会还原Fe3＋，该同学的猜想不合理；可能是SCN－被过量的氯水氧化，可取少量褪色后的溶液，加入FeCl3溶液，不变红色；或取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液，变红色。
1.[化学平衡][2020浙江]5 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液与1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋（aq）＋2I－（aq）⇌2Fe2＋（aq）＋I2（aq），达到平衡。下列说法不正确的是（ D ）
A.加入苯，振荡，平衡正向移动
B.经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C.加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D.该反应的平衡常数K＝c2（Fe2+）c2（Fe3+）·c2（I－）
解析 碘易溶于苯，加入苯，碘进入到苯中，使水溶液中碘的浓度减小，平衡正向移动，A项正确；如果反应能进行到底，则经过苯两次萃取后溶液中不会有Fe3＋，加入KSCN，溶液不会呈血红色，溶液呈血红色说明此反应是可逆反应，有反应限度，B项正确；加入FeSO4固体，Fe2＋浓度增大，平衡逆向移动，C项正确；该反应的平衡常数K＝c2（Fe2+）·c（I2）c2（Fe3+）·c2（I－），D项错误。
2.[聚合硫酸铁的制备][江苏高考]聚合硫酸铁[Fe2（OH）6－2n（SO4）n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
（1）将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O ；水解聚合反应会导致溶液的pH 减小 。
（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液（Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋），充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 ml·L－1 K2Cr2O7溶液滴定至终点（滴定过程中Cr2O72－与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋），消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将 偏大 （填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。
②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）。
n（Cr2O72－）＝5.000×10－2 ml·L－1×22.00 mL×10－3 L·mL－1＝1.100×10－3 ml
由滴定时Cr2O72－→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，根据得失电子守恒可得微粒的关系式：Cr2O72－～6Fe2＋（或Cr2O72－＋14H＋＋6Fe2＋ 6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O）
则n（Fe2＋）＝6n（Cr2O72－）＝6×1.100×10－3 ml＝6.600×10－3 ml
样品中铁元素的质量：
m（Fe）＝6.600×10－3 ml×56 g·ml－1＝0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数：
w（Fe）＝0.369 6 g3.000 g×100％＝12.32％
解析 （1）H2O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被还原为H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式。Fe3＋发生水解聚合反应使溶液pH减小。（2）聚合硫酸铁中的Fe3＋被Sn2＋还原为Fe2＋，然后用K2Cr2O7溶液滴定Fe2＋，根据6Fe2＋～Cr2O72－，可知n（Fe2＋）＝6×5.000×10－2×22.00×10－3 ml＝6.600×10－3 ml，进而计算出该样品中铁元素的质量分数w（Fe）＝56×6.600×10－3g3.000 g×100％＝12.32％。若不除去具有还原性的Sn2＋，则消耗K2Cr2O7的量偏多，导致样品中铁的质量分数的测定结果偏大。
3.[上海高考]高铁酸盐具有极强的氧化性，可作水处理剂。低温下，在Na2FeO4溶液中加入KOH浓溶液可析出K2FeO4。完成下列填空：
（1）写出上述得到K2FeO4的化学方程式 Na2FeO4＋2KOH K2FeO4↓＋2NaOH 。
（2）Na2FeO4和稀H2SO4发生反应：Na2FeO4＋H2SO4 Fe2（SO4）3＋O2↑＋Na2SO4＋H2O。配平上述化学方程式 4Na2FeO4＋10H2SO4 2Fe2（SO4）3＋3O2↑＋4Na2SO4＋10H2O 。若反应中产生3.36 L（标准状况）的氧气，则转移电子数为 0.6NA 。
（3）实验室配制Fe2（SO4）3溶液时，需加入少量稀硫酸，结合离子方程式用化学平衡移动原理解释其原因 Fe3＋易水解：Fe3＋＋3H2O⇌Fe（OH）3＋3H＋，加入少量稀硫酸可使水解平衡逆向移动，抑制其水解，减少损耗 。
（4）在Fe2（SO4）3溶液中滴加NaHSO3溶液，n（SO42－）增大，则还原产物是 FeSO4 。写出检验上述反应中Fe2（SO4）3是否消耗完全的方法 取少量溶液于试管中，向试管中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明Fe2（SO4）3消耗完全，若溶液变成红色，则证明Fe2（SO4）3未消耗完全 。
解析 （1）低温下，在Na2FeO4溶液中加入KOH浓溶液可析出K2FeO4，反应的化学方程式为Na2FeO4＋2KOH K2FeO4↓＋2NaOH。（2）Na2FeO4和稀H2SO4发生反应：Na2FeO4＋H2SO4 Fe2（SO4）3＋O2↑＋Na2SO4＋H2O，Na2FeO4中Fe元素的化合价由＋6降低至＋3，反应中O元素的化合价由－2升高至0，根据得失电子守恒、原子守恒配平可得反应方程式为4Na2FeO4＋10H2SO4 2Fe2（SO4）3＋3O2↑＋4Na2SO4＋10H2O，反应中每生成1 ml O2转移4 ml电子，标准状况下3.36 L O2的物质的量为0.15 ml，则转移电子0.15 ml×4＝0.6 ml，数目为0.6NA。（3）Fe2（SO4）3溶液中Fe3＋易水解：Fe3＋＋3H2O⇌Fe（OH）3＋3H＋，加入少量稀硫酸可使水解平衡逆向移动，抑制其水解，减少损耗。（4）在Fe2（SO4）3溶液中滴加NaHSO3溶液，n（SO42－）增大，说明发生反应：2Fe3＋＋HSO3－＋H2O SO42－＋2Fe2＋＋3H＋，Fe3＋被还原成Fe2＋，故还原产物为FeSO4，检验上述反应中Fe2（SO4）3是否消耗完全即检验溶液中是否还存在Fe3＋，可用KSCN溶液进行检验，具体方法：取少量溶液于试管中，向试管中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明Fe2（SO4）3消耗完全，若溶液变成红色，则证明Fe2（SO4）3未消耗完全。
1.[2023浙江]氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是（ A ）
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
解析 氯化铁在水溶液中完全电离，属于强电解质，A错误；氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，故氯化铁溶液可腐蚀覆铜板：Cu＋2FeCl3 2FeCl2＋CuCl2，B正确；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C正确；向沸腾的蒸馏水中逐滴加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体，D正确。
2.关于下列转化过程分析不正确的是（ B ）
A.过程Ⅰ的反应属于分解反应
B.过程Ⅰ中Fe3O4分解时，每消耗1 ml Fe3O4转移1 ml 电子
C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2O △ Fe3O4＋H2↑
D.该过程的总反应为2H2O 光照 催化剂 O2↑＋2H2↑
解析 过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O4太阳能 6FeO＋O2↑，属于分解反应，当有2 ml Fe3O4分解时，生成1 ml O2，转移4 ml电子，故每消耗1 ml Fe3O4转移2 ml电子，A项正确，B项错误；过程Ⅱ中FeO与H2O在加热条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3FeO＋H2O △ Fe3O4＋H2↑，C项正确；由过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应方程式可得，该过程的总反应为2H2O 光照 催化剂 O2↑＋2H2↑，D项正确。
3.下列说法正确的是（ B ）
A.[2023全国乙改编]硫酸亚铁溶液久置后出现棕黄色沉淀发生的反应为6FeSO4＋O2＋2H2O 2Fe2（SO4）3＋2Fe（OH）2↓
B.[2023辽宁改编]可用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.[2022海南改编]FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色
D.[天津高考改编]某溶液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋
解析 FeSO4溶液久置后出现的棕黄色沉淀应为Fe（OH）3，而不是Fe（OH）2，发生的反应为12FeSO4＋3O2＋6H2O 4Fe2（SO4）3＋4Fe（OH）3↓，A项错误；FeSO4溶液变质有Fe3＋生成，KSCN与Fe3＋会形成红色物质，故可用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质，B项正确；FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，C项错误；Fe2＋遇K3[Fe（CN）6]溶液能够产生蓝色沉淀，因此原溶液中一定含有Fe2＋，但是否含有Fe3＋无法确定，若要确定Fe3＋的存在，则需要向溶液中加入KSCN溶液，观察溶液是否变为红色，D项错误。
4.[铁及其化合物的转化]部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（ A ）
A.M一定为FeO
B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化
C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe（CN）6]溶液检验
D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO42－
解析 由题图可知，M还可以是Fe（OH）2等，A项错误；若R为单质，则R为Fe，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，B项正确；若Q为金属阳离子，则Q为Fe2＋，可用K3[Fe（CN）6]溶液检验Fe2＋，C项正确；由题图可知，Fe3＋在碱性条件下与氧化剂反应可生成FeO42－，D项正确。
5.[2024黑龙江大庆实验中学期中]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是（ C ）
解析 氯气会将FeCl2氧化为FeCl3，达不到除杂目的，A项错误；CO2、HCl均能与饱和Na2CO3溶液反应，不能用于除去CO2中的HCl杂质，B项错误；MgCl2能与NaOH反应而NaCl不与NaOH反应，产生的氢氧化镁沉淀过滤后再用适量的稀盐酸除去过量的NaOH，C项正确；Cu与铁离子反应会引入Cu2＋杂质，D项错误。
6.[2023江苏]室温下，探究0.1 ml·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是（ B ）
解析 先加新制氯水，会将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，检验FeSO4溶液中是否含有Fe3＋，应直接加KSCN溶液，A不能达到探究目的；酸性KMnO4溶液（紫红色）具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身颜色变浅或褪去，可用于检验Fe2＋的还原性，B能达到探究目的；FeSO4属于强酸弱碱盐，Fe2＋水解使溶液显酸性，探究Fe2＋是否水解，应向FeSO4溶液中滴加紫色石蕊试液，看溶液是否变红，C不能达到探究目的；Fe2＋会被氧化成
Fe3＋，无法判断起催化作用的是Fe2＋还是Fe3＋，D不能达到探究目的。
7.[2023浙江改编]探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（ D ）
解析 往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应Fe2＋＋Zn Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的强，A项错误；往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3，溶液变血红色，再加入少量K2SO4固体，对平衡无影响，故不能说明Fe3＋与SCN－的反应不可逆，B项错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应Fe＋2Fe3＋ 3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，C项错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe（OH）3胶体，持续煮沸，Fe（OH）3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D项正确。
8.[浙江高考]某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制备七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），设计了如下流程：
下列说法不正确的是（ D ）
A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B.固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al（OH）3进入固体2
C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
解析 由于最终制备的是硫酸盐，所以溶解所用的酸应该为硫酸，且要将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，所以试剂X应该为Fe单质，A项正确；加硫酸后，SiO2不能溶解，所以固体1中一定含有SiO2，而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3＋转化为Al（OH）3沉淀，B项正确；Fe2＋极易被氧化，而FeSO4·7H2O受热易分解，故从溶液2得到产品的过程中需要防止产品氧化和分解，C项正确；改变后的方案中，Fe主要以Fe3＋形式存在，得到的不是FeSO4·7H2O，D项错误。
9.[2024江苏盐城开学考]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（ C ）
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＋
解析 根据工业废液的成分和制得氯化铁晶体对流程进行如下梳理：
试剂b若为稀硫酸，则会引入SO42－杂质离子，A项错误；操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为在HCl氛围中蒸发浓缩、冷却结晶，所用仪器不同，B项错误；滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此试剂c为氯气，氯气可将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，C项正确；Fe2＋、Cl－都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有Fe2＋，D项错误。
10.甘氨酸亚铁[（NH2CH2COO）2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘氨酸（NH2CH2COOH）制备甘氨酸亚铁，实验装置如图所示（夹持和加热、搅拌仪器已省略）。
有关物质的性质如表：
实验过程：
Ⅰ.合成：装置C的三颈烧瓶中盛有0.1 ml FeCO3、200 mL 1.0 ml·L－1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时，先打开仪器a的旋塞，待装置C中空气排净后，加热三颈烧瓶并不断搅拌，通过仪器b向三颈烧瓶中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右，使反应物充分反应。
Ⅱ.分离：反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 分液漏斗 。
（2）装置B中盛有的试剂是 饱和NaHCO3溶液 ；实验过程中装置D的导管需要一直插入液面以下的原因是 防止空气进入C，氧化Fe2＋ 。
（3）合成过程中加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和 防止Fe2＋被氧化 。
（4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，甘氨酸亚铁产量下降。原因是 溶液碱性增强，会导致溶液中的Fe2＋直接与OH－反应生成Fe（OH）2沉淀 。
（5）过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是 溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出 。
（6）可以用 KSCN溶液（其他合理答案也可） （写化学式）试剂检验产品中是否含有Fe3＋。
（7）本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁（M＝204 g·ml－1），则其产率是 75％ 。
解析 实验剖析：装置A中盐酸和石灰石反应制取二氧化碳气体，由于盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳气体中混有氯化氢，因此装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置C用于甘氨酸亚铁的制取；亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此必须将装置D中导管插入液面以下，防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。（1）仪器a为分液漏斗。（2）由实验剖析可知，装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置D的导管插入液面以下是为了防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。（3）根据题中表格提供的信息，柠檬酸具有强酸性和强还原性，知合成过程中加入柠檬酸可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化。（4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，溶液碱性增强，会导致溶液中的亚铁离子直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀。（5）由已知信息可知，甘氨酸亚铁难溶于乙醇，柠檬酸易溶于乙醇，所以过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出。（6）检验Fe3＋的试剂可以为KSCN溶液，加入KSCN，若溶液变为红色，则说明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。（7）所用甘氨酸的物质的量为0.2 L×1.0 ml·L－1＝0.2 ml，所用碳酸亚铁的物质的量为0.1 ml，因此理论上可生成0.1 ml甘氨酸亚铁，其质量为204 g·ml－1×0.1 ml＝20.4 g，实际得到产品的质量为15.3 g，则产率为15.3 g20.4 g×100％＝75％。
11.高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿（主要成分是FeCO3，含少量SiO2）为原料制备高铁酸钠的过程如图1所示：
图1
已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。
（1）Na2FeO4中铁元素的化合价为 ＋6 ；下列标志应贴在盛装Na2FeO4容器上的是d（填标号）。
（2）粉碎菱铁矿的目的是 增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 。
（3）操作1与操作2的名称均为 过滤 ，步骤②的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋， 其离子方程式为 2Fe2＋＋ClO－＋2H＋ 2Fe3＋＋Cl－＋H2O 。
（4）高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释净水原理： 高铁酸钠在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3＋，Fe3＋易水解生成Fe（OH）3胶体，可吸附水中的悬浮杂质，从而起到净水的作用 。
（5）已知4FeO42－＋10H2O 4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑，将一定量的Na2FeO4投入pH不同的工业污水中（污水中其余成分均相同），
图2
测得溶液中Na2FeO4的质量浓度变化如图2中曲线Ⅰ、Ⅱ所示。试分析曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH 高 （填“高”或“低”）。
解析 （1）根据化合物中各元素化合价的代数和为0，由Na为＋1价，O为－2价，可知Fe为＋6价。由题干信息可知，Na2FeO4具有强氧化性，故需贴无机氧化剂的标志。（2）粉碎后，反应物表面积增大，可提高酸浸速率，提高浸出率。（3）SiO2不与稀硫酸反应，酸浸后经操作1（过滤）将SiO2除去，得到H2SO4和FeSO4的混合溶液；步骤④在Na2FeO4溶液中加入NaOH固体后Na2FeO4结晶析出，经操作2（过滤）得到Na2FeO4固体，故这两个操作均为过滤。步骤②加入氧化剂NaClO，Fe2＋被氧化为Fe3＋，故该反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋ 2Fe3＋＋Cl－＋H2O。（4）高铁酸钠可用于消毒，主要是因为其具有强氧化性，消毒过程中，＋6价Fe被还原，生成＋3价Fe，即Fe3＋，其水解生成的Fe（OH）3胶体具有吸附性，可起到净水的作用。（5）Na2FeO4在碱性环境中可稳定存在，故污水的碱性越强（pH越大），溶液中Na2FeO4的质量浓度越大，结合题图2可知，曲线Ⅰ的pH比曲线Ⅱ高。
12.[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α－Fe2O3。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 AB （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H2（填化学式）；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是 取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否呈红色 。
（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 pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全 [Ksp（CaF2）＝5.3×10－9，Ka（HF）＝6.3×10－4]。
（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 Fe2＋＋HCO3－＋NH3·H2O FeCO3↓＋NH4＋＋H2O（或Fe2＋＋HCO3－＋NH3 FeCO3↓＋NH4＋） 。
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： 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 [FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）2开始沉淀的pH＝6.5]。
解析 （1）适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度，均可以加快铁泥的溶解，即提高铁元素的浸出率。（2）“酸浸”时，H2SO4过量，加入过量铁粉，除生成Fe2＋外，还会产生H2。Fe3＋与KSCN反应所得溶液呈红色，当加入KSCN溶液观察不到红色，则说明Fe3＋已完全被还原为Fe2＋。（3）当c（Ca2＋）·c2（F－）＜Ksp（CaF2）时，CaF2不会沉淀出来，HF为弱酸，当pH过低时，H＋与F－结合成弱电解质HF，则c（F－）减小，导致CaF2沉淀不完全。（4）①Fe2＋与HCO3－反应生成FeCO3沉淀，HCO3－电离出的H＋与NH3·H2O结合生成NH4＋，则生成FeCO3沉淀的离子方程式可以写成 Fe2＋＋HCO3－＋NH3·H2O FeCO3↓＋NH4＋＋H2O或Fe2＋＋HCO3－＋NH3 FeCO3↓＋NH4＋。②用FeSO4和氨水－NH4HCO3混合溶液反应生成FeCO3，若pH大于6.5，则会生成Fe（OH）2沉淀，故需要控制pH不大于6.5；对生成的FeCO3用蒸馏水洗涤 2～3次；因FeCO3表面会附着有SO42－，若用盐酸酸化的BaCl2溶液检验不出SO42－，则说明FeCO3已洗涤干净。
13.[2022河北改编]以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe（NH4）Fe（CN）6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 Fe2O3、SiO2 （填化学式）；滤渣①的主要成分为 SiO2 （填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是 增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分 。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 7Fe2（SO4）3＋FeS2＋8H2O △ 15FeSO4＋8H2SO4 。
（4）工序①的名称为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ＋2 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 6Fe（NH4）2Fe（CN）6＋ClO3－ △ 6Fe（NH4）Fe（CN）6＋Cl－＋3H2O＋6NH3↑ 。
（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 O2（合理即可） 和 NH3·H2O（或NH3） （填化学式，不引入杂质）。
解析
（1）黄铁矿含FeS2、石英（主要成分为SiO2），焙烧时FeS2发生反应：4FeS2＋11O2焙烧 2Fe2O3＋8SO2，石英不反应，因此红渣的主要成分为Fe2O3、SiO2。“酸浸”时Fe2O3和硫酸反应生成Fe2（SO4）3和水，SiO2与硫酸不反应，因此滤渣①的主要成分为SiO2。（3）还原工序中，FeS2与Fe2（SO4）3溶液反应，若不生成S单质，则FeS2中硫元素被氧化为SO42－，Fe2（SO4）3被还原为FeSO4，FeS2→2SO42－失14e－、Fe2（SO4）3→2FeSO4得2e－，根据得失电子守恒，FeS2、Fe2（SO4）3的化学计量数分别为1、7，再根据原子守恒配平化学方程式即可。（4）由流程图知，通过工序①获得了FeSO4晶体，则工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所得母液为硫酸，可以返回“酸浸”循环利用。（5）根据NH4＋、CN－的化合价分别为＋1、－1及化合物中正负化合价代数和为0，可知该物质中Fe的化合价为＋2。氧化工序中NaClO3将Fe（NH4）2Fe（CN）6氧化为Fe（NH4）Fe（CN）6，NaClO3被还原为NaCl，Fe（NH4）2Fe（CN）6→Fe（NH4）Fe（CN）6失e－，ClO3－→Cl－得6e－，根据得失电子守恒，Fe（NH4）2Fe（CN）6、ClO3－的化学计量数分别为6、1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式即可。（6）还原工序得到的滤液为FeSO4和H2SO4的混合溶液，用其制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4的过程中铁元素被氧化，为了不引入杂质，结合元素守恒知，所加试剂为O2（或H2O2）和NH3·H2O（或NH3）。 课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
认识铁及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值
基于价类二维思想理解铁及其化合物的转化关系
2023重庆，T15；2021全国乙，T26；2021北京，T18；2021海南，T15；2021广东，T10；2021河北，T15；2020海南，T15
1.证据推理与模型认知：能从铁及其化合物的类别通性、化合价升降趋势、原子结构的角度说明铁及其化合物的性质及物质的转化路径；能根据铁盐的性质解释实验中的不同现象，从不同视角分析二价铁和三价铁的性质差异。
2.科学探究与创新意识：能基于铁盐性质进行简单的分离、检验、制备等实验设计与操作
铁盐的性质及其探究
2023江苏，T11；2023湖南，T7；2023全国乙，T11；2023年1月浙江，T16；2023年6月浙江，T3；2021江苏，T4；2020全国Ⅰ，T27；2020全国Ⅲ，T11；2020江苏，T19；2019全国Ⅰ，T27；2019江苏，T18
命题分析
预测
1.铁是含多种价态的元素，高考中常以三价铁和二价铁之间的相互转化设计实验考查铁及其化合物的性质，以语言描述形式考查Fe2＋、Fe3＋的检验等，另外，选择题常基于价类二维思想考查铁及其化合物的转化。
2.2025年高考在非选择题中可能会结合真实情境考查铁盐的性质探究，加大对考生实验设计能力的考查
Fe2＋
（1）氧化性：与活泼金属发生置换反应，如Fe2＋＋Zn [1] Zn2＋＋Fe 。
（2）以还原性为主，如遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NO3－（H＋）等均表现出还原性。
（3）可水解：如配制硫酸亚铁溶液时常加少量[2] 硫酸 抑制Fe2＋的水解
Fe3＋
（1）氧化性：遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现出氧化性，与S2－、I－、HS－、SO32－等具有较强还原性的离子不能大量共存。
（2）易水解：①只能存在于酸性较强的溶液中，工业上常用将pH调节至3.1以上的方法除去溶液中的Fe3＋；
②配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，再稀释至所需浓度，抑制Fe3＋水解；
③溶液中Fe3＋分别与HCO3－、[Al（OH）4]－、CO32－、ClO－等因发生相互促进的水解反应而不能大量共存
实验操作
实验现象
实验结论
加入KSCN溶液，溶液颜色无变化；再加入少量氯水后，溶液变为红色
含有Fe2＋，不含Fe3＋
实验操作
实验现象
实验结论
不变红色
不含Fe3＋
紫红色褪去
含Fe2＋
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
CO2
NaCl溶液
FeSO4溶液
Y
FeCl3
HCl
MgCl2
Fe2（SO4）3
Z
Cl2
饱和Na2CO3溶液
NaOH溶液，稀盐酸
Cu
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有Fe3＋
向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B
Fe2＋是否有还原性
向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C
Fe2＋是否水解
向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D
Fe2＋能否催化H2O2分解
向2 mL 5％ H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
实验方案
现象
结论
A
往FeCl2溶液中加入Zn片
短时间内无明显现象
Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B
往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体
溶液先变成血红色后无明显变化
Fe3＋与SCN－的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有＋3价铁
D
向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出沉淀
Fe3＋先水解得Fe（OH）3胶体，Fe（OH）3胶体再聚集成Fe（OH）3沉淀
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇
易溶于水和乙醇
易溶于水，难溶于乙醇
两性化合物
酸性、还原性
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