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专题：铁三角的转化及应用
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册全册综合优秀学案及答案，共10页。学案主要包含了“铁三角”，Fe2+和Fe3+的检验方法等内容，欢迎下载使用。
专题（4）铁三角的转化
重难点
题型
分值
重点
1. Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化
2. Fe2+和Fe3+的检验方法
选择与填空
6-8分
难点
Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化
核心知识点一：
一、“铁三角”
1. Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化，如下图（常称为铁三角）：
（1）Fe→Fe2+或Fe3+
①与弱氧化剂反应生成Fe2+
与S、Fe3+、Cu2+、H+等弱氧化剂反应生成+2价的铁，例如：
Fe+2Fe3+=3 Fe2+
Fe+ Cu2+= Cu+ Fe2+
Fe+2 H+= Fe2++ H2↑
②与强氧化剂反应生成Fe3+
与Cl2、Br2、HNO3（浓、稀）等强氧化剂反应生成+3价的铁，例如：
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
（2）Fe2+→Fe3+或Fe
①与氧化剂反应生成Fe3+
与Cl2、HNO3（浓、稀）等强氧化剂反应生成+3价的铁，例如：
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
②与还原剂反应生成Fe
与C、Al、Zn、CO、S2-等还原剂反应生成铁单质，例如：
Fe2++ Zn= Zn2+ + Fe
（3）Fe3+→Fe或Fe2+
①与还原剂反应生成Fe
与C、Al、CO等还原剂反应生成铁单质，例如：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②与还原剂反应生成Fe2+
与Fe、Cu、I-、S2-等还原剂反应生成Fe2+，例如：
2Fe3++ Cu= 2Fe2+ + Cu2+
注意：Fe3+、Fe2+、Fe的相互转化，可以应用于试剂的保存、配制和除杂，如配制硫酸亚铁溶液时加入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化。
2. “铁三角”的应用：
（1）判断离子共存：Fe2+与（H+）、ClO−、（H+），Fe3+与S2−、I−、HS−、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（2）除杂方法（括号内为杂质）：Fe2+（Fe3+）：加过量铁粉，过滤；FeCl3（FeCl2）：加氯水或H2O2；FeCl2（CuCl2）：加过量铁粉，过滤；Fe（Al）、Fe2O3（Al2O3、SiO2）：加过量强碱溶液，过滤；
（3）盐溶液的保存：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。
核心知识点二：
二、Fe2+和Fe3+的检验方法
1. 直接观察颜色
Fe2+的溶液→浅绿色； Fe3+的溶液→棕黄色
2. 用KSCN溶液和氯水
（1）流程
Fe2+：加入KSCN溶液，无明显现象，加入氯水，溶液变为红色。
Fe3+：加入KSCN溶液，溶液变为红色。
（2）有关离子方程式
Fe3++3SCN- =Fe（SCN）3（红色）
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
3. 用NaOH溶液
（1）流程
Fe2+：加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，变为灰绿色，变为红褐色沉淀。
Fe3+：加入氢氧化钠溶液，生成红褐色沉淀。
（2）有关离子方程式
Fe3++3OH-= Fe（OH）3↓（红褐色沉淀）
Fe2++2OH-= Fe（OH）2↓（白色沉淀）
Fe（OH）2+O2+2H2O=4 Fe（OH）3
4. 利用Fe3+的氧化性
（1）Fe2+的溶液+ Cu片→无明显现象；
Fe3+的溶液+ Cu片→Cu片溶解，溶液变成蓝绿色；
有关离子方程式： 2Fe3++ Cu= 2Fe2+ + Cu2+。
（2）Fe2+的溶液+淀粉碘化钾试纸→试纸不变色；
Fe3+的溶液+淀粉碘化钾试纸→试纸变蓝；
有关离子方程式：2Fe3++ I = 2Fe2+ + I2
5. 利用Fe2+的还原性
（1）Fe2+的溶液+ 酸性KMnO4溶液→溶液紫红色褪去
Fe3+的溶液+酸性KMnO4溶液→溶液不变色
（2）Fe2+的溶液+ 氯水→溶液为棕黄色
Fe3+的溶液+氯水→无明显现象
离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
注意：以上方法中以KSCN溶液鉴别最常用
6. 利用Fe2+与K3[Fe（CN）6]反应
（1）Fe2+与K3[Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀。
（2）Fe3+与K3[Fe（CN）6]不反应。
核心知识点一：
1. 下列能大量共存于溶液中的一组离子是（ ）
A. Fe3+、K+、SCN-、SO42-
B. Fe3+、Fe2+、H+、S2-
C. Mg2+、Fe2+、OH-、NO3-
D. Na+、Fe3+、NO3-、Cl-
【答案】D
【解析】Fe3+与SCN-发生反应，不能大量共存的，A项错误；Fe3+、Fe2+、与S2-均发生反应，不能大量共存，B项错误；Mg2+、Fe2+和OH-反应生成沉淀，不能大量共存，C项错误。
【考点】离子共存
2. 要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3可行的办法（ ）
A. 滴入KSCN溶液
B. 通入Cl2
C. 加入铜粉
D. 加入铁粉
【答案】D
【解析】滴入KSCN溶液，不能除去Fe3+，且引入了K+、SCN-等，A项错误；通入氯气，发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，不能除去Fe3+，B项错误；加入铜粉，发生反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，可以除去Fe3+，但引入了Cu2+，C项错误；加入铁粉，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，可以除去Fe3+，且没有引入新杂质，D项正确。
已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体．
（1）写出下列物质的化学式：
A： D： R： ．
（2）按要求写下列反应方程式：
H在潮湿空气中变成M的化学方程式： ；
D与盐酸反应的离子方程式： 。
（3）检验气体C的方法： 。
【答案】（1）Na2O2；Fe3O4；Al；
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4 Fe（OH）3；Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；
用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成。
【解析】A为淡黄色固体，且A能和水反应生成无色无味气体C，则A是Na2O2，C是O2、B是NaOH；D是具有磁性的黑色晶体，则D是Fe3O4，金属T在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则T是Fe，四氧化三铁与足量的盐酸、足量的Fe反应得到E，E与B（NaOH）反应得到白色沉淀H，则E为FeCl2，H是Fe（OH）2，H在潮湿的空气中得到M为Fe（OH）3，M与HCl反应生成W是FeCl3，金属R和氧气反应生成氧化物Q，R与Q都能和NaOH溶液反应生成N，则R是Al、Q是Al2O3、N是NaAlO2。
（1）通过以上分析知，A是Na2O2，D是Fe3O4，R是Al
（2）H在潮湿空气中变成M的化学方程式：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4 Fe（OH）3，D与盐酸反应的离子方程式：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，
（3）检验气体C（氧气）的方法：用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成。
【考点】物质的转化
核心知识点二：
证明某溶液中含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法（ ）
①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色；②先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色；③滴加NaOH溶液，先产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后呈红褐色；④滴加KSCN溶液，不显红色
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，只能证明加氯水后的溶液中含有Fe3+，无法确定加氯水前的溶液中是否含有Fe2+、Fe3+，①不正确；先滴加KSCN溶液，不显红色，证明不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，证明滴加氯水前的溶液中含有Fe2+，②正确；滴加NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后呈红褐色，这是Fe2+的特征反应现象，能证明原溶液中含有Fe2+而不含有Fe3+，③正确；滴加KSCN溶液，不显红色，只能证明原溶液中不含有Fe3+，不能证明含有Fe2+，④不正确
为了检验某未知溶液中是否含有Fe2+，一位同学设计了以下实验方案：向一支装有该未知溶液的试管中先通入Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明该未知溶液中含有Fe2+。回答以下问题：
（1）你认为此方案是否合理—————————（填“合理”或“不合理”），若不合理，要检验Fe2+应如何操作——————————————————————————————（若填“合理”，则此空可不答）。
（2）现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，可观察到的现象是————————————————————————，有关反应的化学方程式为—————————。
（3）实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2变质，常向其中加入铁粉，其原因是———————（用离子方程式表示）。
【答案】（1）不合理 先滴加KSCN溶液，无明显现象，再通入Cl2，溶液变红色，则原未知溶液中含有Fe2+ （2）出现白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2↓+2NaCl 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
（3）2Fe3+ +Fe=3Fe2+
【解析】（1）若先向溶液中通入Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，说明通入Cl2后的溶液中含有Fe3+，不能证明原未知溶液中含有Fe2+，若为含Fe3+不含Fe2+的溶液，现象与上述实验完全相同，故应先滴加KSCN，若无明显的现象，再通入Cl2，溶液变红色，证明原未知溶液中含有Fe2+。（2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，生成Fe（OH）2白色絮状沉淀，因Fe（OH）2易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe（OH）3，故生成物会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3。
【考点】铁盐、亚铁盐的转化
（答题时间：25分钟）
一、选择题
1. 下列除杂的操作不正确的是
A. MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B. FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C. CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量锌粉充分反应后过滤
D. CaCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CaCO3充分反应后过滤
2. 硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入
A. 硝酸和硝酸银溶液 B. 盐酸酸化的BaCl2溶液
C. KSCN溶液 D. 硝酸酸化的Ba（NO3）2
3. 铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是
A. Fe（OH）3 Fe2O3 B. Fe（OH）2 Fe2O3
C. Fe（OH）2 Fe（OH）3 D. Fe（OH）2 Fe3O4
4. 将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是
A. 铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B. Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1
C. 往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
D. 氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
5. A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是
A. ①中所加试剂可能是氯气
B. ③中需要加具有氧化性的试剂
C. A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D. 元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
二、填空题
6. 将FeCl3、CuCl2混合溶液加入一定质量的铁粉中充分反应，所加混合溶液的体积与反应后剩余固体质量如图所示。已知原混合溶液中Cu2＋浓度为0.140 mol·L－1，经检测M点时溶液中无Cu2＋。
求：（1）c（FeCl3）＝______mol·L－1。
（2）铁粉的质量为____g。
7. 无水FeCl3呈棕红色，极易潮解，100 ℃左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂。实验室可用下列装置（夹持仪器略去）制备并收集无水FeCl3。
（1）装置A中反应的离子方程式为________________。
（2）装置C中所加的试剂为____________。
（3）导管b的作用为___________；装置G的作用为________。
（4）实验时应先点燃A处的酒精灯，反应一会儿后，再点燃D处的酒精灯，是因为_____。
（5）为检验所得产品为FeCl3，可进行如下实验：取E中收集的产物少许，加水溶解，向所得溶液中加入____________，___________（填试剂和现象）。
1. 【答案】C
【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe（OH）3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入足量锌粉，Cu2＋、Fe3＋均与Zn反应，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CaCO3与H＋反应将Fe3＋转化成Fe（OH）3而除去，D正确。
2. 【答案】C
【解析】A选项 硝酸和硝酸银溶液，通常用于检验Cl-的存在；B. 盐酸酸化的BaCl2溶液，通常用于检验SO42-的存在；C. KSCN溶液，通常用于检验Fe3+的存在，符合题意；D. 硝酸酸化的Ba（NO3）2可用于检验不含SO32-的溶液中SO42-的存在。
3. 【答案】B
【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe（OH）2，在空气中加热Fe（OH）2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
4. 【答案】C
将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中，铁粉的物质的量n=，氯化铁的物质的量n=c×V=2mol·L-1×0.025L=0.05mol，铁粉与氯化铁的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据反应的物质的量之比等于计量数之比知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，所以氯化铁剩余0.01mol，生成的Fe2+的物质的量为0.06mol。
A. 氯化铁剩余了0.01mol，铁完全反应，故A错误；
B. Fe2+的物质的量为0.06mol，氯化铁的物质的量为0.01mol，所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6：1，故B错误；
C. 由于氯化铁剩余，向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色，故C正确；
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比是1：2，故D错误；答案选C。
5. 【答案】C
【解析】根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③中铁元素由+2价升高到+3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项错误；Fe3+能将I−氧化成I2，自身被还原成Fe2+，D项正确。
考点：铁及其化合物的转化
6. 【答案】0.04 8.96
【解析】根据上述分析可知：
（1）1L溶液内氯化铜的物质的量为0.140 mol，设铁离子的物质的量为x mol，则（0.140+0.5x）mol56g/mol=0.14064g/mol，解得x=0.04，则c（FeCl3）＝=0.04 mol·L－1，故答案为：0.04；
（2）加入8.0 L溶液时固体全部溶解，说明铁只与铁离子反应，则铁离子的物质的量为0.04 mol·L－18.0 L=0.32 mol，则根据2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋可知，铁的物质的量为56g/mol=8.96 g，故答案为：8.96。
7. 【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 浓硫酸（或浓H2SO4） 平衡压强（或使浓盐酸顺利流下） 吸收多余的Cl2 排尽实验装置中的空气 KSCN溶液 溶液变红
【解析】（1）加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
（2）氯气中有氯化氢和水杂质，为制备并收集无水FeCl3，B装置中装饱和食盐水，除去氯气中的氯化氢， C装置中装浓硫酸干燥氯气，
（3）导管b的作用为平衡装置压强，是盐酸能顺利流下；装置G为尾气处理装置，未反应的氯气有毒，不能排放到空气中，作用为吸收多余的Cl2。
（4）实验时由于装置中有空气中的水蒸气，会与铁反应，也会使产物氯化铁潮解，导致制备产品不纯，所以要先排除装置中的空气，因此实验时应先点燃A处的酒精灯，反应一会儿后，排尽装置中的空气，再点燃D处的酒精灯。
（5）为检验所得产品为FeCl3，可进行如下实验：取E中收集的产物少许，加水溶解，向所得溶液中加入KSCN溶液，溶液变红说明含有三价铁离子。
专题（4）铁三角的转化
重难点
题型
分值
重点
1. Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化
2. Fe2+和Fe3+的检验方法
选择与填空
6-8分
难点
Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化
核心知识点一：
一、“铁三角”
1. Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化，如下图（常称为铁三角）：
（1）Fe→Fe2+或Fe3+
①与弱氧化剂反应生成Fe2+
与S、Fe3+、Cu2+、H+等弱氧化剂反应生成+2价的铁，例如：
Fe+2Fe3+=3 Fe2+
Fe+ Cu2+= Cu+ Fe2+
Fe+2 H+= Fe2++ H2↑
②与强氧化剂反应生成Fe3+
与Cl2、Br2、HNO3（浓、稀）等强氧化剂反应生成+3价的铁，例如：
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
（2）Fe2+→Fe3+或Fe
①与氧化剂反应生成Fe3+
与Cl2、HNO3（浓、稀）等强氧化剂反应生成+3价的铁，例如：
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
②与还原剂反应生成Fe
与C、Al、Zn、CO、S2-等还原剂反应生成铁单质，例如：
Fe2++ Zn= Zn2+ + Fe
（3）Fe3+→Fe或Fe2+
①与还原剂反应生成Fe
与C、Al、CO等还原剂反应生成铁单质，例如：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②与还原剂反应生成Fe2+
与Fe、Cu、I-、S2-等还原剂反应生成Fe2+，例如：
2Fe3++ Cu= 2Fe2+ + Cu2+
注意：Fe3+、Fe2+、Fe的相互转化，可以应用于试剂的保存、配制和除杂，如配制硫酸亚铁溶液时加入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化。
2. “铁三角”的应用：
（1）判断离子共存：Fe2+与（H+）、ClO−、（H+），Fe3+与S2−、I−、HS−、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（2）除杂方法（括号内为杂质）：Fe2+（Fe3+）：加过量铁粉，过滤；FeCl3（FeCl2）：加氯水或H2O2；FeCl2（CuCl2）：加过量铁粉，过滤；Fe（Al）、Fe2O3（Al2O3、SiO2）：加过量强碱溶液，过滤；
（3）盐溶液的保存：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。
核心知识点二：
二、Fe2+和Fe3+的检验方法
1. 直接观察颜色
Fe2+的溶液→浅绿色； Fe3+的溶液→棕黄色
2. 用KSCN溶液和氯水
（1）流程
Fe2+：加入KSCN溶液，无明显现象，加入氯水，溶液变为红色。
Fe3+：加入KSCN溶液，溶液变为红色。
（2）有关离子方程式
Fe3++3SCN- =Fe（SCN）3（红色）
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
3. 用NaOH溶液
（1）流程
Fe2+：加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，变为灰绿色，变为红褐色沉淀。
Fe3+：加入氢氧化钠溶液，生成红褐色沉淀。
（2）有关离子方程式
Fe3++3OH-= Fe（OH）3↓（红褐色沉淀）
Fe2++2OH-= Fe（OH）2↓（白色沉淀）
Fe（OH）2+O2+2H2O=4 Fe（OH）3
4. 利用Fe3+的氧化性
（1）Fe2+的溶液+ Cu片→无明显现象；
Fe3+的溶液+ Cu片→Cu片溶解，溶液变成蓝绿色；
有关离子方程式： 2Fe3++ Cu= 2Fe2+ + Cu2+。
（2）Fe2+的溶液+淀粉碘化钾试纸→试纸不变色；
Fe3+的溶液+淀粉碘化钾试纸→试纸变蓝；
有关离子方程式：2Fe3++ I = 2Fe2+ + I2
5. 利用Fe2+的还原性
（1）Fe2+的溶液+ 酸性KMnO4溶液→溶液紫红色褪去
Fe3+的溶液+酸性KMnO4溶液→溶液不变色
（2）Fe2+的溶液+ 氯水→溶液为棕黄色
Fe3+的溶液+氯水→无明显现象
离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
注意：以上方法中以KSCN溶液鉴别最常用
6. 利用Fe2+与K3[Fe（CN）6]反应
（1）Fe2+与K3[Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀。
（2）Fe3+与K3[Fe（CN）6]不反应。
核心知识点一：
1. 下列能大量共存于溶液中的一组离子是（ ）
A. Fe3+、K+、SCN-、SO42-
B. Fe3+、Fe2+、H+、S2-
C. Mg2+、Fe2+、OH-、NO3-
D. Na+、Fe3+、NO3-、Cl-
【答案】D
【解析】Fe3+与SCN-发生反应，不能大量共存的，A项错误；Fe3+、Fe2+、与S2-均发生反应，不能大量共存，B项错误；Mg2+、Fe2+和OH-反应生成沉淀，不能大量共存，C项错误。
【考点】离子共存
2. 要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3可行的办法（ ）
A. 滴入KSCN溶液
B. 通入Cl2
C. 加入铜粉
D. 加入铁粉
【答案】D
【解析】滴入KSCN溶液，不能除去Fe3+，且引入了K+、SCN-等，A项错误；通入氯气，发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，不能除去Fe3+，B项错误；加入铜粉，发生反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，可以除去Fe3+，但引入了Cu2+，C项错误；加入铁粉，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，可以除去Fe3+，且没有引入新杂质，D项正确。
已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体．
（1）写出下列物质的化学式：
A： D： R： ．
（2）按要求写下列反应方程式：
H在潮湿空气中变成M的化学方程式： ；
D与盐酸反应的离子方程式： 。
（3）检验气体C的方法： 。
【答案】（1）Na2O2；Fe3O4；Al；
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4 Fe（OH）3；Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；
用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成。
【解析】A为淡黄色固体，且A能和水反应生成无色无味气体C，则A是Na2O2，C是O2、B是NaOH；D是具有磁性的黑色晶体，则D是Fe3O4，金属T在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则T是Fe，四氧化三铁与足量的盐酸、足量的Fe反应得到E，E与B（NaOH）反应得到白色沉淀H，则E为FeCl2，H是Fe（OH）2，H在潮湿的空气中得到M为Fe（OH）3，M与HCl反应生成W是FeCl3，金属R和氧气反应生成氧化物Q，R与Q都能和NaOH溶液反应生成N，则R是Al、Q是Al2O3、N是NaAlO2。
（1）通过以上分析知，A是Na2O2，D是Fe3O4，R是Al
（2）H在潮湿空气中变成M的化学方程式：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4 Fe（OH）3，D与盐酸反应的离子方程式：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，
（3）检验气体C（氧气）的方法：用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成。
【考点】物质的转化
核心知识点二：
证明某溶液中含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法（ ）
①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色；②先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色；③滴加NaOH溶液，先产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后呈红褐色；④滴加KSCN溶液，不显红色
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，只能证明加氯水后的溶液中含有Fe3+，无法确定加氯水前的溶液中是否含有Fe2+、Fe3+，①不正确；先滴加KSCN溶液，不显红色，证明不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，证明滴加氯水前的溶液中含有Fe2+，②正确；滴加NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后呈红褐色，这是Fe2+的特征反应现象，能证明原溶液中含有Fe2+而不含有Fe3+，③正确；滴加KSCN溶液，不显红色，只能证明原溶液中不含有Fe3+，不能证明含有Fe2+，④不正确
为了检验某未知溶液中是否含有Fe2+，一位同学设计了以下实验方案：向一支装有该未知溶液的试管中先通入Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明该未知溶液中含有Fe2+。回答以下问题：
（1）你认为此方案是否合理—————————（填“合理”或“不合理”），若不合理，要检验Fe2+应如何操作——————————————————————————————（若填“合理”，则此空可不答）。
（2）现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，可观察到的现象是————————————————————————，有关反应的化学方程式为—————————。
（3）实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2变质，常向其中加入铁粉，其原因是———————（用离子方程式表示）。
【答案】（1）不合理 先滴加KSCN溶液，无明显现象，再通入Cl2，溶液变红色，则原未知溶液中含有Fe2+ （2）出现白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2↓+2NaCl 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
（3）2Fe3+ +Fe=3Fe2+
【解析】（1）若先向溶液中通入Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，说明通入Cl2后的溶液中含有Fe3+，不能证明原未知溶液中含有Fe2+，若为含Fe3+不含Fe2+的溶液，现象与上述实验完全相同，故应先滴加KSCN，若无明显的现象，再通入Cl2，溶液变红色，证明原未知溶液中含有Fe2+。（2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，生成Fe（OH）2白色絮状沉淀，因Fe（OH）2易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe（OH）3，故生成物会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3。
【考点】铁盐、亚铁盐的转化
（答题时间：25分钟）
一、选择题
1. 下列除杂的操作不正确的是
A. MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B. FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C. CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量锌粉充分反应后过滤
D. CaCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CaCO3充分反应后过滤
2. 硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入
A. 硝酸和硝酸银溶液 B. 盐酸酸化的BaCl2溶液
C. KSCN溶液 D. 硝酸酸化的Ba（NO3）2
3. 铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是
A. Fe（OH）3 Fe2O3 B. Fe（OH）2 Fe2O3
C. Fe（OH）2 Fe（OH）3 D. Fe（OH）2 Fe3O4
4. 将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是
A. 铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B. Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1
C. 往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
D. 氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
5. A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是
A. ①中所加试剂可能是氯气
B. ③中需要加具有氧化性的试剂
C. A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D. 元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
二、填空题
6. 将FeCl3、CuCl2混合溶液加入一定质量的铁粉中充分反应，所加混合溶液的体积与反应后剩余固体质量如图所示。已知原混合溶液中Cu2＋浓度为0.140 mol·L－1，经检测M点时溶液中无Cu2＋。
求：（1）c（FeCl3）＝______mol·L－1。
（2）铁粉的质量为____g。
7. 无水FeCl3呈棕红色，极易潮解，100 ℃左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂。实验室可用下列装置（夹持仪器略去）制备并收集无水FeCl3。
（1）装置A中反应的离子方程式为________________。
（2）装置C中所加的试剂为____________。
（3）导管b的作用为___________；装置G的作用为________。
（4）实验时应先点燃A处的酒精灯，反应一会儿后，再点燃D处的酒精灯，是因为_____。
（5）为检验所得产品为FeCl3，可进行如下实验：取E中收集的产物少许，加水溶解，向所得溶液中加入____________，___________（填试剂和现象）。
1. 【答案】C
【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe（OH）3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入足量锌粉，Cu2＋、Fe3＋均与Zn反应，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CaCO3与H＋反应将Fe3＋转化成Fe（OH）3而除去，D正确。
2. 【答案】C
【解析】A选项 硝酸和硝酸银溶液，通常用于检验Cl-的存在；B. 盐酸酸化的BaCl2溶液，通常用于检验SO42-的存在；C. KSCN溶液，通常用于检验Fe3+的存在，符合题意；D. 硝酸酸化的Ba（NO3）2可用于检验不含SO32-的溶液中SO42-的存在。
3. 【答案】B
【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe（OH）2，在空气中加热Fe（OH）2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
4. 【答案】C
将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中，铁粉的物质的量n=，氯化铁的物质的量n=c×V=2mol·L-1×0.025L=0.05mol，铁粉与氯化铁的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据反应的物质的量之比等于计量数之比知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，所以氯化铁剩余0.01mol，生成的Fe2+的物质的量为0.06mol。
A. 氯化铁剩余了0.01mol，铁完全反应，故A错误；
B. Fe2+的物质的量为0.06mol，氯化铁的物质的量为0.01mol，所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6：1，故B错误；
C. 由于氯化铁剩余，向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色，故C正确；
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比是1：2，故D错误；答案选C。
5. 【答案】C
【解析】根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③中铁元素由+2价升高到+3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项错误；Fe3+能将I−氧化成I2，自身被还原成Fe2+，D项正确。
考点：铁及其化合物的转化
6. 【答案】0.04 8.96
【解析】根据上述分析可知：
（1）1L溶液内氯化铜的物质的量为0.140 mol，设铁离子的物质的量为x mol，则（0.140+0.5x）mol56g/mol=0.14064g/mol，解得x=0.04，则c（FeCl3）＝=0.04 mol·L－1，故答案为：0.04；
（2）加入8.0 L溶液时固体全部溶解，说明铁只与铁离子反应，则铁离子的物质的量为0.04 mol·L－18.0 L=0.32 mol，则根据2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋可知，铁的物质的量为56g/mol=8.96 g，故答案为：8.96。
7. 【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 浓硫酸（或浓H2SO4） 平衡压强（或使浓盐酸顺利流下） 吸收多余的Cl2 排尽实验装置中的空气 KSCN溶液 溶液变红
【解析】（1）加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
（2）氯气中有氯化氢和水杂质，为制备并收集无水FeCl3，B装置中装饱和食盐水，除去氯气中的氯化氢， C装置中装浓硫酸干燥氯气，
（3）导管b的作用为平衡装置压强，是盐酸能顺利流下；装置G为尾气处理装置，未反应的氯气有毒，不能排放到空气中，作用为吸收多余的Cl2。
（4）实验时由于装置中有空气中的水蒸气，会与铁反应，也会使产物氯化铁潮解，导致制备产品不纯，所以要先排除装置中的空气，因此实验时应先点燃A处的酒精灯，反应一会儿后，排尽装置中的空气，再点燃D处的酒精灯。
（5）为检验所得产品为FeCl3，可进行如下实验：取E中收集的产物少许，加水溶解，向所得溶液中加入KSCN溶液，溶液变红说明含有三价铁离子。
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