第13讲 铁盐、亚铁盐及相互转化 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件

这是一份第13讲 铁盐、亚铁盐及相互转化 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件，共46页。PPT课件主要包含了复习目标，考点一，必备知识，易错辨析，专项突破，特别提醒，考点二，含铁物质的转化与制备，热点强化等内容，欢迎下载使用。
1.掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法。2.掌握铁盐、亚铁盐的性质，能实现Fe2＋和Fe3＋的转化。
铁盐、亚铁盐的性质与检验
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋
===2Fe3＋＋2H2O
===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2Fe3＋＋Cu===Cu2＋
2.其他常见铁盐(1)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。(2)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。(3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。(4)高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。
3.Fe2＋和Fe3＋的检验
K＋＋Fe2＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
溶液变红色，说明含有 。
酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 。
1.氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应(　　)2.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 (　　)3.酸性条件下H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(　　)4.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO3)2晶体已氧化变质(　　)5.用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)
(1)向FeCl3 溶液中通入H2S 气体，生成淡黄色沉淀；向FeCl3溶液中加入几滴Na2S 溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的 Na2S溶液过量时，又生成黑色沉淀。(2)将FeCl3 溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色。(3)向FeCl3 溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色。将饱和FeCl3 溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3 胶体。(4)向少量酸性KMnO4 溶液中加入 FeSO4 溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2+ 具有还原性。反应原理为MnO4 ＋ 5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
一、铁盐、亚铁盐的性质1.铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是A.采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体B.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解C.25 ℃时，pH＝0的溶液中，D.FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性
加热促进Fe3＋的水解，且生成盐酸易挥发，采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法不能制备FeCl3固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、 、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表现还原性，故D正确。
2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有_____________，可能存在的有______。(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，一定不存在____________。(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，可能存在的有______，一定不存在______。
二、Fe2＋和Fe3＋的检验3.下列离子的检验方法合理的是A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液 中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。
4.以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋的是A.滴入KSCN溶液，不显红色B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显红色C.滴入KSCN溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红D.滴入KSCN溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红
A项，只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法证明Fe2＋是否存在，错误；B项，若原溶液中含Fe3＋，滴加足量氯水后再滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中含有的是Fe3＋还是Fe2＋，错误；C项，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液中不含Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，正确；D项，滴入KSCN溶液，不显红色，证明不含Fe3＋，再加足量高锰酸钾溶液(高锰酸钾溶液是紫红色)，溶液变红无法证明原溶液中含有Fe2＋，错误。
(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
Fe2＋、Fe3＋的相互转化
Fe2＋与Fe3＋的相互转化用离子方程式实现下列转化：
①__________________________；②________________________________________；③__________________________________；④_________________________________________；
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
⑤___________________；⑥__________________________；⑦_______________________________。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
[归纳提升](1)“铁三角”的转化关系
(2)“铁三角”的具体应用
某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题：(1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。
①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，__________________________________________(填操作步骤及现象)，证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为__________________________。
加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，均出现
2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
检验Fe2＋的方法为取少量反应后的溶液于试管中，加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，则证明存在Fe2＋；三组实验中铜粉均溶解，溶液黄色变浅或褪去，均发生反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与________________________有关。
铜粉的量、阴离子的种类
对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量，乙组相比丙组阴离子不同，乙组加入蒸馏水后出现白色沉淀，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与铜粉的量和阴离子的种类有关。
③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为________________。
加入饱和NaCl溶液引入Cl－，产生与乙组相同的阴离子，可能出现白色沉淀。
④丙组在检验反应后的溶液中是否存在Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加3滴KSCN溶液，结果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，CuSCN为白色固体；ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式：_________________________________________。
2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN(白色)↓＋(SCN)2
由已知信息，SCN－与Cu2＋的反应类比I－与Cu2＋的反应，可得离子方程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN(白色)↓＋(SCN)2。
(2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋实验步骤及现象：向3 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑，其目的是________________。
②实验中产生NO的原因为________________________________________(用离子方程式表示)。
Fe2＋被加入的稀硝酸氧化为Fe3＋，稀硝酸被还原为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋ ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)实验Ⅲ：Fe2＋与Fe3＋相互转化实验步骤及现象：将SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g，则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体，该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为________。
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)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)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
1.(2021·广东，10)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
图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；
2.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 ===2Cl－＋2Fe3＋D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋
试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过操作Ⅰ过滤得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过操作Ⅱ过滤可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶并过滤)便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不相同，故A、B错误，C正确；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2＋，D错误。
3.若利用硫铁矿焙烧取硫后的废渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取FeSO4·7H2O，设计了如下流程：
下列说法错误的是A.溶解废渣选用的酸是稀硫酸，试剂X选用铁粉B.固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3，进入固体2C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，必须控制条件防止其被氧化和分解D.若改变方案，在溶液1中直接加入NaOH溶液至过量，得到的沉淀用硫酸溶解， 其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用试剂X(铁粉)还原Fe3＋得到硫酸亚铁，A正确；分离FeSO4和Al2(SO4)3采用的是调控pH的方法，使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离，B正确；Fe2＋容易被氧化，所以在制备FeSO4·7H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，C正确；在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)3沉淀，沉淀经溶解、结晶分离得到Fe2(SO4)3，D不正确。
4.高铁酸钠(Na2FeO4)为紫色固体，易溶于水，微溶于NaOH溶液，具有强氧化性，可以杀菌消毒，是一种新型、高效、多功能的水处理剂。某化学实验小组利用NaClO在碱性介质中与FeCl3溶液的反应制备Na2FeO4并探究其性质，实验装置如图所示。
请回答下列问题：(1)橡胶管a的作用是________________________________，装置甲中反应的化学方程式为____________________________________________。
平衡气压，便于浓盐酸顺利流下
由实验装置图可知，装置甲中橡胶管a的作用是平衡气压，便于浓盐酸顺利流下；装置甲中二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(2)若去掉装置乙，其不足之处为___________________________________________________________。(3)当装置丁中出现_____________现象时，关闭K1；此时向装置丙中加入FeCl3溶液。
挥发出的氯化氢与氢氧化钠溶液反应，干扰
若装置甲中生成的氯气将装置中的空气完全排出后，过量的氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，FeCl3与溶液中的硫氰化钾反应生成硫氰化铁，使溶液变为红色。
(4)装置丙中生成Na2FeO4的离子方程式为________________________________________________________。