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2024年高考化学一轮复习(新高考版) 第4章 第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化
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第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化[复习目标] 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。考点一 铁盐、亚铁盐的性质与检验1.铁盐与亚铁盐 亚铁盐(Fe2+)铁盐(Fe3+)颜色浅绿色(溶液)黄色(溶液)氧化性与还原性 既有氧化性,又有还原性,以还原性为主,如在酸性条件下能被H2O2、NO氧化,反应的离子方程式分别为________________、________________________________________________________________________一般表现为______性,如能溶解铜,反应的离子方程式为________________________________________________________________________水解性水解呈酸性极易水解,只存在于酸性较强的溶液中 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(1)(2)(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+、SO( )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( )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,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存D.FeSO4溶液中加入H2O2溶液时,Fe2+表现还原性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+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)。考点二 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:Fe2+Fe3+①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________;④________________________________________________________________________;⑤________________________________________________________________________;⑥________________________________________________________________________;⑦________________________________________________________________________。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 mol·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 mol·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 mol·L-1 Fe23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_________________________________________________________________。②对比三组实验,说明加入蒸馏水后沉淀的产生与__________________________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______________________。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↓+I2,写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式:________________________________________________________________________。(2)实验Ⅱ:Fe2+转化为Fe3+实验步骤及现象:向3 mL 0.1 mol·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)。(3)实验Ⅲ:Fe2+与Fe3+相互转化实验步骤及现象:将SO2通入足量Fe3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_______________________________________________。1.(2019·浙江4月选考,24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是( )A.KClO3作氧化剂,每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3B.生成聚合硫酸铁后,水溶液的pH增大C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水D.在相同条件下,Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强2.(2022·河北,15)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__________(填化学式,下同),滤渣①的主要成分为__________。(2)黄铁矿研细的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为_________________________________。(4)工序①的名称为______________________________________________________________,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__________,氧化工序发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加试剂为__________和________(填化学式,不引入杂质)。3.(2016·全国卷Ⅱ,28)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 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是________________________________________________________。(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___________________________。(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________________________________________________________________________。(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·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________(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________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为_______________________。(5)丁组同学向盛有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_______________________________________________________________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________________________________________,生成沉淀的原因是____________(用平衡移动原理解释)。
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