


高考一轮复习第七课第2节:铁盐、亚铁盐学案
展开一、“铁三角”及其应用
“铁三角”的四应用:
(1)判断离子共存: Fe3+、Fe2+与、、等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存;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。
(4)物质制备:
①制备无水氯化铁:在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液;
②制备氢氧化铁胶体:向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。
二、重要的铁盐
三氯化铁(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++CuCu2++2Fe2+。
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。
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能电池。
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。
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。
三、铁盐和亚铁盐的性质
l.Fe3+检验的实验探究
2.Fe3+的氧化性
提示:1.变成红色 无明显变化 红色 Fe3+
2.浅绿 不变红 红色 2Fe3++Fe ===3Fe2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl− Fe2+ Fe3+
四、Fe3+、Fe2+的检验
五、铁及其化合物之间的转化——“铁三角”
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,才能实现不同价态铁的相互转化,我们把这个相互转化设计成三角形,常称为铁三角。
(1)Fe3+的形成
由于Fe3+的氧化性较强,要想生成Fe3+,需要强氧化剂,通常有:Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。
与Cl2反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−、2Fe+3Cl22FeCl3;
与KMnO4反应:5Fe2+++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
(2)的形成
单质Fe的还原性较强,要想生成单质Fe,得需强还原剂,通常有:Al、Zn、CO、H2。
Fe2++Zn===Fe+Zn2+;
FeO+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O) ;
Fe2O3+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O)。
(3)Fe2+的形成
Fe2+的氧化性、还原性都不强,所以,从Fe→Fe2+,弱氧化剂即可,通常有:S、H+、Cu2+、Fe3+;从Fe3+→Fe2+,能被Fe3+氧化的还原剂有:Fe、Cu、I−、S2−、HS−、SO2、。
A.→Fe2+:
Fe+2H+===Fe2++H2↑;
Fe+Cu2+===Fe2++Cu(湿法炼铜);
Fe+SFeS。
B.Fe3+→Fe2+:
2Fe3++Fe===3Fe2+(据此反应,用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+;在FeSO4溶液中,常放少量铁粉,就是为了防止FeSO4被氧化);
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(据此反应,可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板:把一铜板粘在塑料板上,用油漆画出线路图,然后浸在FeCl3溶液中,Cu被FeCl3腐蚀,而用漆画过的线条留了下来,这就成了线路)。
探究讨论
1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是( )
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为黄色
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
答案 D
解析 常见水溶液有颜色的离子有Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnOeq \\al(-,4)(紫色),故A、B项正确;通常情况下,铁的化合价有0价、+2价、+3价,Fe2+处于中间价态,既能得电子,又能失电子,所以既有氧化性,又有还原性,一般认为Fe3+处于最高价,因此具有氧化性,C项正确;Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀,D项错误。
2.(2019·河北衡水月考)某化学小组为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化,进行如下实验。
下列分析不合理的是( )
A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe===3Fe2+
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
答案 B
解析 向FeCl3溶液中加入过量铁粉,铁与Fe3+反应生成Fe2+,溶液由黄色变为浅绿色,A正确;先加氯水,Fe2+被氧化为Fe3+,再加KSCN溶液,溶液变红,无法检验Fe2+,B错误;滴入氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,C正确;由反应方程式可知,氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D正确。
3.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含Fe2+,有如下实验操作:
①加足量新制氯水 ②加足量酸性KMnO4溶液 ③加少量KSCN溶液,则最佳顺序是( )
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
答案 C
解析 检验的原理是Fe3+遇SCN-显红色,而Fe2+遇SCN-不显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3+,再加新制氯水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+,遇SCN-显红色。酸性KMnO4溶液也能氧化Fe2+,但因其本身呈紫色,使Fe3+与SCN-的反应现象不明显,因此不选用酸性KMnO4溶液。
好题精做
题组一 Fe2+、Fe3+的检验
1.有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是( )
A.盐酸 B.烧碱溶液
C.硫氰酸钾溶液 D.硝酸银溶液
答案 B
解析 将过量NaOH溶液分别加入题述几种溶液中,无明显现象的是NaCl,生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2,立即生成红褐色沉淀的是FeCl3,生成白色沉淀且沉淀颜色无变化的是MgCl2。
2.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,说明原溶液中不含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KSCN溶液呈红色,说明原溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明原溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
答案 C
解析 ①Fe3+与SCN-生成红色Fe(SCN)3;②Fe2+遇到OH-生成白色Fe(OH)2沉淀;③Fe3+遇到OH-生成红褐色Fe(OH)3沉淀。A项中现象可以证明存在Fe3+,但无法确定Fe2+是否存在,错误;B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3+,但原溶液是只存在Fe2+,还是只存在Fe3+或Fe2+、Fe3+均含有,不能确定,错误;Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察,所以当含Fe2+的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时,也同样出现D项所述现象,D项错误。
题组二 铁盐、亚铁盐的性质
3.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。根据该反应判断下列说法不正确的是( )
A.铜是还原剂
B.Fe3+具有氧化性
C.该反应是置换反应
D.该反应属于离子反应
答案 C
解析 该反应中铜元素化合价升高,被氧化,为还原剂;铁元素化合价降低,被还原,Fe3+为氧化剂;生成物中没有单质,不是置换反应;该反应为离子反应。
【考点】 铁离子、亚铁离子的转化
【题点】 铁离子、亚铁离子的转化
4.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A.把铁片插入CuSO4溶液中,验证古代湿法冶铜:2Fe+3Cu2+===2Fe3++3Cu
B.某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明含Fe3+:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
C.FeCl3溶液中加入铜粉:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
D.若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,可用Zn、Cu和AgNO3溶液:Zn+2Ag+===Zn2++2Ag
答案 B
解析 A中正确的离子反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu;C中离子反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;D中Zn、Cu均能与AgNO3发生置换反应生成Ag,则不能比较Zn、Cu的金属性,D错误。
【考点】 离子方程式的书写
【题点】 有关铁及其化合物离子方程式的书写
5.(2019·天津市蓟州区月考)下列关于铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.某溶液中先加入KSCN溶液无现象,再通入Cl2,发现溶液变红,则证明原溶液含有Fe2+
C.磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,生成红色沉淀
D.Fe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe2O3和H2
答案 B
解析 赤铁矿的主要成分是Fe2O3,A错误;磁铁矿粉末溶于盐酸后生成氯化亚铁、氯化铁和水,加入KSCN溶液,溶液变为红色,不是生成红色沉淀,C错误;Fe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2,D错误。
【考点】 铁及其化合物
【题点】 铁及其化合物的物理、化学性质
6.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,下列方法可行的是( )
A.滴入KSCN溶液 B.加入铁粉
C.通入氯气 D.加入铜粉
答案 B
解析 Fe+2FeCl3===3FeCl2,故可用Fe除去FeCl2中的FeCl3。
题组三 Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系
7.已知下述四个实验均能发生化学反应:
下列判断不正确的是( )
A.实验①中铁钉只做还原剂
B.实验②中Fe2+只显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明:氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,Fe2+遇KSCN溶液无红色物质生成
答案 C
解析 ①中发生反应Fe+Cu2+===Fe2++Cu,其中铁做还原剂,A正确;②中发生反应2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,其中Fe2+做还原剂,表现还原性,B正确;③中发生反应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,不属于置换反应,C不正确;氧化性:由①知Cu2+>Fe2+,由③知Fe3+>Cu2+,即Fe3+>Cu2+>Fe2+,由④可知Fe2+遇KSCN溶液不生成红色物质,D正确。
8.下列物质能通过化合反应直接制得的是( )
①FeCl2 ②FeCl3 ③Fe(OH)3 ④Fe3O4
A.只有①②③ B.只有②③
C.只有①③④ D.全部
答案 D
解析 Fe+2FeCl3===3FeCl2、2Fe+3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3、3Fe+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4。
9.(2019·哈尔滨高一检测)同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:
(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 。
(2)甲同学取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)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是
。
(4)丙同学取10 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 ml·L-1FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中,加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色,发生反应的离子方程式为 。
(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,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)2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
解析 (1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。
(2)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气,排除氧气对实验的影响。
(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成,这是由于铁离子氧化碘化钾,发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
(5)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,说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
【考点】 Fe2+和Fe3+的性质
【题点】 Fe2+和Fe3+的性质的实验探究
实验操作
现象
解释
结论与应用
溶液的颜色______
Fe3+ + 3SCN−===Fe(SCN)3 (红色)
含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时,变成_______;可以利用该反应检验_______的存在[来源:学。科。网]
溶液的颜色_______
实验操作
实验现象
加适量铁粉振荡后,溶液变成_______色,再加KSCN溶液_______,再滴加氯水后,溶液变成_______
离子方程式
________________________
结论
Fe3+遇到较强的还原剂时,会被还原成_______;
Fe2+在较强的氧化剂的作用下会被氧化成_______
Fe2+
Fe3+
(1)观察法
浅绿色
棕黄色
(2)加碱法(NaOH)
①现象:白色沉淀灰绿色红褐色沉淀
②反应:Fe2++2OH−===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(红褐色)
①现象:红褐色沉淀
②反应:Fe3++3OH−=== Fe(OH)3↓(红褐色)
(3)加盐法(SCN−)
①现象:加入KSCN溶液无明显现象,再滴入氯水变成红色溶液
②反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−
Fe3++3SCN−=== Fe(SCN)3(红色)
①现象:加入KSCN溶液,溶液变为红色
②反应:Fe3++3SCN−===Fe(SCN)3(红色)
实验操作
对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉
ⅰ.溶液由黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴氯水
①
②
③
④
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水,变红
新高考化学一轮复习精品学案 第4章 第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化(含解析): 这是一份新高考化学一轮复习精品学案 第4章 第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化(含解析),共17页。
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