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高三化学一轮复习讲义第3章 第3节 铁及其化合物
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这是一份高三化学一轮复习讲义第3章 第3节 铁及其化合物，共16页。
1．铁的位置与结构
2．铁的化学性质
(1)与非金属单质的反应
①与O2的反应
常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。
点燃：3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up15(点燃))Fe3O4。
②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up15(点燃))2FeCl3。
③与S的反应：Fe＋Seq \(=====,\s\up15(△))FeS。
(2)与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2。
(3)与酸的反应
①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
②与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
(4)与某些盐溶液的反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
3．铁的三种氧化物的主要性质
(1)与非氧化性酸反应
FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，故二者均是碱性氧化物。
(2)FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其方程式为6FeO＋O2eq \(=====,\s\up15(△))2Fe3O4。
(3)与Al发生铝热反应(以Fe3O4为例)的方程式为3Fe3O4＋8Aleq \(=====,\s\up15(高温))9Fe＋4Al2O3。
[应用体验]
1．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。
所选试剂：①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸
⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液 ⑨FeCl2溶液 ⑩FeCl3
[提示] ①⑥ ④⑤⑦⑧⑩ ②③
2．(1)Fe3O4溶于足量稀H2SO4中，溶液中有哪几种金属离子？其个数比为多少？写出反应的离子方程式。
(2)FeO、Fe3O4溶于足量稀HNO3中，溶液中有哪几种金属离子？写出有关离子方程式。
[提示] (1)Fe2＋、Fe3＋，1∶2，
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
(2)Fe3＋，
3FeO＋10H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O、
3Fe3O4＋28H＋＋NOeq \\al(－,3)===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。
[考点多维探究]
角度 铁及其氧化物的性质与应用
1．下列有关铁及其化合物的说法正确的是________(填序号)。
①FeCl2、FeS、FeI2都可以通过单质化合得到
②Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
③足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
④Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出
⑤Fe2O3eq \(――→,\s\up15(HClaq),\s\d15( ))FeCl3(aq)eq \(――→,\s\up15(△))无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化
⑥Fe只有还原性，其阳离子只有氧化性
[答案] ④
2．下列说法正确的是( )
【导学号：95812046】
A．(2014·北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化
B．(2014·北京高考)将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂水冒泡，不能说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应
C．(2013·全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．因为HNO3氧化性比Fe3＋强，故Fe与稀HNO3反应一定生成Fe3＋
B [A项，铁表面形成的氧化膜较疏松，不能保护内层金属；C项，浓盐酸只能把Fe氧化为Fe2＋；D项，过量Fe与稀HNO3反应生成Fe2＋。]
3．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 ml NO2和0.2 ml NO，下列说法正确的是( )
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1
C [由于铁的物质的量为eq \f(22.4 g,56 g·ml－1)＝0.4 ml，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 ml(此时只产生Fe2＋)和1.2 ml(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 ml NO2和0.2 ml NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 ml×(5－4)＋0.2 ml×(5－2)＝0.9 ml，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 ml，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 ml，解得x＝0.1 ml，y＝0.3 ml。]
4．(2017·长春模拟)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 ml·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( )
A．0.24 ml B．0.21 ml
C．0.16 ml D．0.14 ml
B [根据题意知反应后的溶液为Fe(NO3)2溶液，根据氮原子守恒可知n(Fe)＝eq \f(1,2)(0.12×4 ml－eq \f(1.344,22.4) ml)＝0.21 ml，故相同质量的混合物与足量CO反应生成的Fe为0.21 ml。]
铁与稀硝酸反应产物的判断
(1)当HNO3过量时：
反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋。
(2)当Fe过量时：
反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋。
(3)当eq \f(1,4)铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋。
考点2| 铁的两种氢氧化物和两种盐
[基础知识自查]
1．铁的氢氧化物
【注】 成功制备Fe(OH)2的两个关键
(1)溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。如在配制溶液时，可把蒸馏水加热煮沸，除去溶解在水中的氧气。
(2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气，滴加液体时，可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入，也可用铁粉和硫酸反应产生的氢气排净装置中的空气。
2．亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋；
②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)铁盐
①氧化性：
含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
a．Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；
b．Fe3＋与I－反应的离子方程式：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
②特性——检验Fe3＋
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。
[应用体验]
1．(1)举例说明能氧化Fe2＋的物质有哪些？
(2)举例说明能还原Fe3＋的物质有哪些？
[提示] (1)Cl2、Br2、H2O2、MnOeq \\al(－,4)、NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－等。
(2)S2－、HS－、H2S、I－、SO2、SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)、H2SO3、Fe、Cu等。
2．实验探究
(1)如何通过实验证明Fe3O4中含＋2价铁元素？
(2)如何通过实验证明Fe3O4中含＋3价铁元素？
[提示] (1)取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KMnO4溶液，若溶液的紫红色褪去，则证明含＋2价铁元素。
(2)取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则证明含＋3价铁元素。
[考点多维探究]
角度1 铁的氢氧化物的性质与制备探究
1．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
B [Feeq \(――→,\s\up15(H2SO4))Fe2＋eq \(――→,\s\up15(氨水))Fe(OH)2(白色)eq \(――→,\s\up15(O2、H2O))Fe(OH)3(红褐色)eq \(――→,\s\up15(△))Fe2O3。]
2．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入____________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是______________。
[解析] (1)稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。
(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。
[答案] (1)稀硫酸、铁屑 (2)加热煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化
3．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
【导学号：95812047】
[解析] 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于胶头滴管能带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
[答案] ①②③⑤
制备Fe(OH)2常用的三种方法
方法一：有机覆盖层法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。
图1 图2
方法二：还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。
方法三：电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图所示。
图3
角度2 Fe2＋、Fe3＋的主要性质和检验
4．下列关于0.1 ml·L－1硫酸铁溶液的叙述正确的是( )
A．在该溶液中，K＋、Fe3＋、SCN－、Br－可以大量共存
B．和KI溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2
C．在该溶液中，Fe3＋与SOeq \\al(2－,4)的物质的量之比为2∶3
D．1 L该硫酸铁溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe
D [Fe3＋和SCN－不能大量共存，A项错误；Fe3＋和I－反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，B项错误；Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐，Fe3＋会发生水解，Fe3＋与SOeq \\al(2－,4)的物质的量之比小于2∶3，C项错误；1 L 0.1 ml·L－1Fe2(SO4)3溶液中含0.2 ml Fe3＋，和足量的Zn充分反应，能生成0.2 ml Fe，质量为11.2 g，D项正确。]
5．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋
(1)AB段铁元素以________形式存在。
(2)BC段铁元素以________形式存在。
(3)CD段铁元素以________形式存在。
(4)AB段与BC段所需Fe的质量比为________。
[解析] 向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后Fe3＋全部转化为Fe2＋。
[答案] (1)① (2)④ (3)③ (4)2∶1
6．欲探究浓H2SO4与Fe共热反应后铁元素的价态，设计下列实验，请填空：
将反应后试管中的溶液稀释。取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液呈红色，则证明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋；取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2＋，否则不含Fe2＋。若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3＋，则反应的化学方程式是__________________________________。
[答案] KSCN 酸性KMnO4
2Fe＋6H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
Fe2＋、Fe3＋的常用检验方法
(1)Fe2＋的检验
①样品溶液eq \(――→,\s\up15(滴加KSCN溶液))无现象eq \(――→,\s\up15(滴加氯水))溶液变红色，证明含有Fe2＋。
②样品溶液eq \(――→,\s\up15(加入氢氧化钠溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋。
(2)Fe3＋的检验
①样品溶液eq \(――→,\s\up15(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋。
②样品溶液eq \(――→,\s\up15(加入氢氧化钠溶液))产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验
混合溶液eq \(――→,\s\up15(滴加KSCN溶液))溶液变红色，说明含有Fe3＋。
②Fe2＋的检验
a．混合溶液eq \(――→,\s\up15(滴加酸性),\s\d15(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明可能含有Fe2＋。
b．混合溶液eq \(――→,\s\up15(K3[FeCN6]溶液),\s\d15( ))生成蓝色沉淀，说明含Fe2＋。
专项突破4 “铁三角”的转化及其应用
1．“铁三角”中的转化关系
2．三个应用
(1)离子共存分析
Fe2＋、Fe3＋因氧化还原反应不能共存的离子或分子：
①Fe2＋eq \(――→,\s\up15(不共存))NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq \\al(－,4)、H2O2、Cl2、Br2、Cr2Oeq \\al(2－,7)等。
②Fe3＋eq \(――→,\s\up15(不共存))S2－、I－、SOeq \\al(2－,3)、HS－、HSOeq \\al(－,3)、H2SO3、H2S等。
(2)常见的离子除杂方法
(3)盐溶液的配制与保存
Fe2＋的盐溶液—加少量Fe，防止Fe2＋被氧化；
加少量相应的酸，防止Fe2＋水解
│
Fe3＋的盐溶液—加少量相应的酸，防止Fe3＋水解
[对点训练1] (2017·长沙模拟)在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是( )
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
B [因为a＞c，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋。]
[对点训练2] (2017·绵阳模拟)25 ℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．pH＝13的溶液：Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
B．含0.1 ml/L Fe3＋的溶液：NHeq \\al(＋,4)、Na＋、Cl－、SOeq \\al(2－,3)
C．滴入使甲基橙试剂变红色的溶液：NOeq \\al(－,3)、Fe2＋、Cl－、K＋
D．pH＝1的溶液中：Fe3＋、Fe2＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－
D [A项，pH＝13为碱性，Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)不能大量共存；B项，Fe3＋氧化SOeq \\al(2－,3)；C项，溶液为酸性，NOeq \\al(－,3)氧化Fe2＋。]
[对点训练3] 下列除杂的操作不正确的是( )
【导学号：95812048】
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CaCO3充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
C [C项，加入CaCO3，CaCO3溶解引入新杂质Ca2＋。]
[对点训练4] 实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体，经历下列过程，其中分析错误的是( )
已知：Fe3＋在pH＝5时已完全沉淀。
A．步骤②中发生的主要反应为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
B．步骤③利用CuCO3替代CuO也可调节溶液的pH
C．步骤②中可用氯水、HNO3等强氧化剂代替H2O2
D．步骤⑤的操作为：向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作2～3次
C [A项，步骤②中，H2O2具有氧化性，Fe2＋具有还原性，二者会发生氧化还原反应H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，正确；B项，CuCO3与硫酸发生反应生成CuSO4、CO2和水，产生的CO2从溶液中逸出，CuO与硫酸发生反应生成CuSO4和水，这两者最终都使溶液的pH增大，而溶液的成分不变，因此利用CuCO3替代CuO可调节溶液的pH，不影响实验结果，正确；C项，氯水、HNO3也可以氧化Fe2＋生成Fe3＋，但是会混入Cl－和NOeq \\al(－,3)，错误；D项，洗涤时，向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作2～3次，正确。]
[对点训练5] (2016·福州市质检)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A．向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为血红色
B．溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O
C．溶液酸性：A>B>C
D．加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
A [溶液A转化为溶液B发生反应：2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋；溶液B转化为溶液C发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。向溶液B中滴加KSCN溶液，未与SO2反应的Fe3＋与SCN－反应，有血红色出现，A项正确；溶液B转化为溶液C的离子方程式电荷不守恒，B项错误；根据反应方程式可知，溶液酸性：B>C>A，C项错误；溶液C转化为溶液A，可加入三价铁的氧化物，不能加入二价铁的氧化物，D项错误。]
除去某溶液中含有的Fe2＋杂质模板为：一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入溶于酸的难溶物调节pH，使Fe3＋转化为沉淀Fe(OH)3除去。但要注意避免新杂质离子的引入。
[课堂小结·反馈达标1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向
1．一组判断，展示高考易误点
(1)(2016·浙江高考)纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附。( )
(2)(2016·四川高考)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则说明常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。( )
(3)(2015·全国卷Ⅰ)将稀HNO3加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈血红色，说明稀HNO3将铁氧化为Fe3＋。( )
(4)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝、有黑色固体出现，说明金属铁比铜活泼。( )
(5)(2013·全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
(6)(2012·全国卷)FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。( )
(7)(2011·全国卷)硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑。( )
(8)磁性氧化铁溶于稀HNO3：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。( )
(9)铁在高温下与H2O(g)发生置换反应生成Fe2O3。( )
(10)(2015·广东高考)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成血红色，说明Fe2＋既有氧化性又有还原性。( )
(11)保存FeSO4时可向溶液中加入Fe和稀盐酸。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)× (11)×
2．一题串知，覆盖高考考什么
(2016·全国甲卷改编)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____________________。[考查Fe2＋、Fe3＋的性质]
(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_________。[考查Fe2＋、Fe3＋的性质与检验方法]
(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，再向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_______________________________。[考查Fe2＋的还原性]
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1 KI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________(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________。[考查Fe3＋的氧化性及性质探究]
(5)分别写出Fe与H2O(g)、足量稀HNO3反应的化学方程式______________、
__________________________________________。[考查Fe的主要性质]
(6)写出Fe(OH)2表现强还原性的现象为______________________，
其化学方程式为________________________。[考查Fe(OH)2的强还原性]
(7)分别写出Fe3＋与SO2(H2O)、Cu反应的离子方程式____________。[考查Fe3＋的强氧化性]
(8)检验Fe3O4中含有Fe2＋、Fe3＋的试剂为_____________________________，
操作方法为_______________________。[考查Fe2＋、Fe3＋的检验方法]
[答案] (1)防止Fe2＋被空气氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰 (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
(6)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(7)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(8)稀H2SO4、KMnO4溶液、KSCN溶液
取样品少许溶解于稀H2SO4中，在两支试管中，分别加入KMnO4溶液和KSCN溶液几滴，KMnO4溶液紫色褪色，KSCN溶液呈红色，则说明含有Fe2＋和Fe3＋
考纲定位
考情播报
1.掌握铁的主要性质及应用。
2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。
3.了解铁及其重要化合物的制备方法。
4.了解Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
2016·全国甲卷T28/全国乙卷T8(C)、T10(C)/全国丙卷T7(B)
2015·全国卷ⅠT10(A、B)、T27(2)(3)/全国卷ⅡT26(4)
2014·全国卷ⅠT8(D)/全国卷ⅡT7(D)、T9(C)
2013·全国卷ⅡT10(D)、T27(1)
2012·全国卷T26
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色
状态
白色固体
红褐色固体
与H＋
反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热
分解
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up15(△))Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者
的关
系
在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
CuCl2
FeCl3
加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3后过滤
CaCl2
FeCl3
加过量CaCO3后过滤
MgCl2
FeCl3
加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤
1．铁的位置与结构
2．铁的化学性质
(1)与非金属单质的反应
①与O2的反应
常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。
点燃：3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up15(点燃))Fe3O4。
②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up15(点燃))2FeCl3。
③与S的反应：Fe＋Seq \(=====,\s\up15(△))FeS。
(2)与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2。
(3)与酸的反应
①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
②与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
(4)与某些盐溶液的反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
3．铁的三种氧化物的主要性质
(1)与非氧化性酸反应
FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，故二者均是碱性氧化物。
(2)FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其方程式为6FeO＋O2eq \(=====,\s\up15(△))2Fe3O4。
(3)与Al发生铝热反应(以Fe3O4为例)的方程式为3Fe3O4＋8Aleq \(=====,\s\up15(高温))9Fe＋4Al2O3。
[应用体验]
1．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。
所选试剂：①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸
⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液 ⑨FeCl2溶液 ⑩FeCl3
[提示] ①⑥ ④⑤⑦⑧⑩ ②③
2．(1)Fe3O4溶于足量稀H2SO4中，溶液中有哪几种金属离子？其个数比为多少？写出反应的离子方程式。
(2)FeO、Fe3O4溶于足量稀HNO3中，溶液中有哪几种金属离子？写出有关离子方程式。
[提示] (1)Fe2＋、Fe3＋，1∶2，
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
(2)Fe3＋，
3FeO＋10H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O、
3Fe3O4＋28H＋＋NOeq \\al(－,3)===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。
[考点多维探究]
角度 铁及其氧化物的性质与应用
1．下列有关铁及其化合物的说法正确的是________(填序号)。
①FeCl2、FeS、FeI2都可以通过单质化合得到
②Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
③足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
④Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出
⑤Fe2O3eq \(――→,\s\up15(HClaq),\s\d15( ))FeCl3(aq)eq \(――→,\s\up15(△))无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化
⑥Fe只有还原性，其阳离子只有氧化性
[答案] ④
2．下列说法正确的是( )
【导学号：95812046】
A．(2014·北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化
B．(2014·北京高考)将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂水冒泡，不能说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应
C．(2013·全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．因为HNO3氧化性比Fe3＋强，故Fe与稀HNO3反应一定生成Fe3＋
B [A项，铁表面形成的氧化膜较疏松，不能保护内层金属；C项，浓盐酸只能把Fe氧化为Fe2＋；D项，过量Fe与稀HNO3反应生成Fe2＋。]
3．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 ml NO2和0.2 ml NO，下列说法正确的是( )
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1
C [由于铁的物质的量为eq \f(22.4 g,56 g·ml－1)＝0.4 ml，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 ml(此时只产生Fe2＋)和1.2 ml(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 ml NO2和0.2 ml NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 ml×(5－4)＋0.2 ml×(5－2)＝0.9 ml，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 ml，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 ml，解得x＝0.1 ml，y＝0.3 ml。]
4．(2017·长春模拟)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 ml·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( )
A．0.24 ml B．0.21 ml
C．0.16 ml D．0.14 ml
B [根据题意知反应后的溶液为Fe(NO3)2溶液，根据氮原子守恒可知n(Fe)＝eq \f(1,2)(0.12×4 ml－eq \f(1.344,22.4) ml)＝0.21 ml，故相同质量的混合物与足量CO反应生成的Fe为0.21 ml。]
铁与稀硝酸反应产物的判断
(1)当HNO3过量时：
反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋。
(2)当Fe过量时：
反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋。
(3)当eq \f(1,4)
考点2| 铁的两种氢氧化物和两种盐
[基础知识自查]
1．铁的氢氧化物
【注】 成功制备Fe(OH)2的两个关键
(1)溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。如在配制溶液时，可把蒸馏水加热煮沸，除去溶解在水中的氧气。
(2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气，滴加液体时，可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入，也可用铁粉和硫酸反应产生的氢气排净装置中的空气。
2．亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋；
②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)铁盐
①氧化性：
含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
a．Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；
b．Fe3＋与I－反应的离子方程式：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
②特性——检验Fe3＋
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。
[应用体验]
1．(1)举例说明能氧化Fe2＋的物质有哪些？
(2)举例说明能还原Fe3＋的物质有哪些？
[提示] (1)Cl2、Br2、H2O2、MnOeq \\al(－,4)、NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－等。
(2)S2－、HS－、H2S、I－、SO2、SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)、H2SO3、Fe、Cu等。
2．实验探究
(1)如何通过实验证明Fe3O4中含＋2价铁元素？
(2)如何通过实验证明Fe3O4中含＋3价铁元素？
[提示] (1)取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KMnO4溶液，若溶液的紫红色褪去，则证明含＋2价铁元素。
(2)取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则证明含＋3价铁元素。
[考点多维探究]
角度1 铁的氢氧化物的性质与制备探究
1．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
B [Feeq \(――→,\s\up15(H2SO4))Fe2＋eq \(――→,\s\up15(氨水))Fe(OH)2(白色)eq \(――→,\s\up15(O2、H2O))Fe(OH)3(红褐色)eq \(――→,\s\up15(△))Fe2O3。]
2．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入____________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是______________。
[解析] (1)稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。
(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。
[答案] (1)稀硫酸、铁屑 (2)加热煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化
3．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
【导学号：95812047】
[解析] 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于胶头滴管能带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
[答案] ①②③⑤
制备Fe(OH)2常用的三种方法
方法一：有机覆盖层法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。
图1 图2
方法二：还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。
方法三：电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图所示。
图3
角度2 Fe2＋、Fe3＋的主要性质和检验
4．下列关于0.1 ml·L－1硫酸铁溶液的叙述正确的是( )
A．在该溶液中，K＋、Fe3＋、SCN－、Br－可以大量共存
B．和KI溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2
C．在该溶液中，Fe3＋与SOeq \\al(2－,4)的物质的量之比为2∶3
D．1 L该硫酸铁溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe
D [Fe3＋和SCN－不能大量共存，A项错误；Fe3＋和I－反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，B项错误；Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐，Fe3＋会发生水解，Fe3＋与SOeq \\al(2－,4)的物质的量之比小于2∶3，C项错误；1 L 0.1 ml·L－1Fe2(SO4)3溶液中含0.2 ml Fe3＋，和足量的Zn充分反应，能生成0.2 ml Fe，质量为11.2 g，D项正确。]
5．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋
(1)AB段铁元素以________形式存在。
(2)BC段铁元素以________形式存在。
(3)CD段铁元素以________形式存在。
(4)AB段与BC段所需Fe的质量比为________。
[解析] 向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后Fe3＋全部转化为Fe2＋。
[答案] (1)① (2)④ (3)③ (4)2∶1
6．欲探究浓H2SO4与Fe共热反应后铁元素的价态，设计下列实验，请填空：
将反应后试管中的溶液稀释。取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液呈红色，则证明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋；取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2＋，否则不含Fe2＋。若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3＋，则反应的化学方程式是__________________________________。
[答案] KSCN 酸性KMnO4
2Fe＋6H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
Fe2＋、Fe3＋的常用检验方法
(1)Fe2＋的检验
①样品溶液eq \(――→,\s\up15(滴加KSCN溶液))无现象eq \(――→,\s\up15(滴加氯水))溶液变红色，证明含有Fe2＋。
②样品溶液eq \(――→,\s\up15(加入氢氧化钠溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋。
(2)Fe3＋的检验
①样品溶液eq \(――→,\s\up15(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋。
②样品溶液eq \(――→,\s\up15(加入氢氧化钠溶液))产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验
混合溶液eq \(――→,\s\up15(滴加KSCN溶液))溶液变红色，说明含有Fe3＋。
②Fe2＋的检验
a．混合溶液eq \(――→,\s\up15(滴加酸性),\s\d15(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明可能含有Fe2＋。
b．混合溶液eq \(――→,\s\up15(K3[FeCN6]溶液),\s\d15( ))生成蓝色沉淀，说明含Fe2＋。
专项突破4 “铁三角”的转化及其应用
1．“铁三角”中的转化关系
2．三个应用
(1)离子共存分析
Fe2＋、Fe3＋因氧化还原反应不能共存的离子或分子：
①Fe2＋eq \(――→,\s\up15(不共存))NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq \\al(－,4)、H2O2、Cl2、Br2、Cr2Oeq \\al(2－,7)等。
②Fe3＋eq \(――→,\s\up15(不共存))S2－、I－、SOeq \\al(2－,3)、HS－、HSOeq \\al(－,3)、H2SO3、H2S等。
(2)常见的离子除杂方法
(3)盐溶液的配制与保存
Fe2＋的盐溶液—加少量Fe，防止Fe2＋被氧化；
加少量相应的酸，防止Fe2＋水解
│
Fe3＋的盐溶液—加少量相应的酸，防止Fe3＋水解
[对点训练1] (2017·长沙模拟)在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是( )
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
B [因为a＞c，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋。]
[对点训练2] (2017·绵阳模拟)25 ℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．pH＝13的溶液：Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
B．含0.1 ml/L Fe3＋的溶液：NHeq \\al(＋,4)、Na＋、Cl－、SOeq \\al(2－,3)
C．滴入使甲基橙试剂变红色的溶液：NOeq \\al(－,3)、Fe2＋、Cl－、K＋
D．pH＝1的溶液中：Fe3＋、Fe2＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－
D [A项，pH＝13为碱性，Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)不能大量共存；B项，Fe3＋氧化SOeq \\al(2－,3)；C项，溶液为酸性，NOeq \\al(－,3)氧化Fe2＋。]
[对点训练3] 下列除杂的操作不正确的是( )
【导学号：95812048】
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CaCO3充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
C [C项，加入CaCO3，CaCO3溶解引入新杂质Ca2＋。]
[对点训练4] 实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体，经历下列过程，其中分析错误的是( )
已知：Fe3＋在pH＝5时已完全沉淀。
A．步骤②中发生的主要反应为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
B．步骤③利用CuCO3替代CuO也可调节溶液的pH
C．步骤②中可用氯水、HNO3等强氧化剂代替H2O2
D．步骤⑤的操作为：向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作2～3次
C [A项，步骤②中，H2O2具有氧化性，Fe2＋具有还原性，二者会发生氧化还原反应H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，正确；B项，CuCO3与硫酸发生反应生成CuSO4、CO2和水，产生的CO2从溶液中逸出，CuO与硫酸发生反应生成CuSO4和水，这两者最终都使溶液的pH增大，而溶液的成分不变，因此利用CuCO3替代CuO可调节溶液的pH，不影响实验结果，正确；C项，氯水、HNO3也可以氧化Fe2＋生成Fe3＋，但是会混入Cl－和NOeq \\al(－,3)，错误；D项，洗涤时，向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作2～3次，正确。]
[对点训练5] (2016·福州市质检)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A．向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为血红色
B．溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O
C．溶液酸性：A>B>C
D．加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
A [溶液A转化为溶液B发生反应：2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋；溶液B转化为溶液C发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。向溶液B中滴加KSCN溶液，未与SO2反应的Fe3＋与SCN－反应，有血红色出现，A项正确；溶液B转化为溶液C的离子方程式电荷不守恒，B项错误；根据反应方程式可知，溶液酸性：B>C>A，C项错误；溶液C转化为溶液A，可加入三价铁的氧化物，不能加入二价铁的氧化物，D项错误。]
除去某溶液中含有的Fe2＋杂质模板为：一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入溶于酸的难溶物调节pH，使Fe3＋转化为沉淀Fe(OH)3除去。但要注意避免新杂质离子的引入。
[课堂小结·反馈达标1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向
1．一组判断，展示高考易误点
(1)(2016·浙江高考)纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附。( )
(2)(2016·四川高考)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则说明常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。( )
(3)(2015·全国卷Ⅰ)将稀HNO3加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈血红色，说明稀HNO3将铁氧化为Fe3＋。( )
(4)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝、有黑色固体出现，说明金属铁比铜活泼。( )
(5)(2013·全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
(6)(2012·全国卷)FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。( )
(7)(2011·全国卷)硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑。( )
(8)磁性氧化铁溶于稀HNO3：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。( )
(9)铁在高温下与H2O(g)发生置换反应生成Fe2O3。( )
(10)(2015·广东高考)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成血红色，说明Fe2＋既有氧化性又有还原性。( )
(11)保存FeSO4时可向溶液中加入Fe和稀盐酸。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)× (11)×
2．一题串知，覆盖高考考什么
(2016·全国甲卷改编)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____________________。[考查Fe2＋、Fe3＋的性质]
(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_________。[考查Fe2＋、Fe3＋的性质与检验方法]
(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，再向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_______________________________。[考查Fe2＋的还原性]
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1 KI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________(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________。[考查Fe3＋的氧化性及性质探究]
(5)分别写出Fe与H2O(g)、足量稀HNO3反应的化学方程式______________、
__________________________________________。[考查Fe的主要性质]
(6)写出Fe(OH)2表现强还原性的现象为______________________，
其化学方程式为________________________。[考查Fe(OH)2的强还原性]
(7)分别写出Fe3＋与SO2(H2O)、Cu反应的离子方程式____________。[考查Fe3＋的强氧化性]
(8)检验Fe3O4中含有Fe2＋、Fe3＋的试剂为_____________________________，
操作方法为_______________________。[考查Fe2＋、Fe3＋的检验方法]
[答案] (1)防止Fe2＋被空气氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰 (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
(6)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(7)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(8)稀H2SO4、KMnO4溶液、KSCN溶液
取样品少许溶解于稀H2SO4中，在两支试管中，分别加入KMnO4溶液和KSCN溶液几滴，KMnO4溶液紫色褪色，KSCN溶液呈红色，则说明含有Fe2＋和Fe3＋
考纲定位
考情播报
1.掌握铁的主要性质及应用。
2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。
3.了解铁及其重要化合物的制备方法。
4.了解Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
2016·全国甲卷T28/全国乙卷T8(C)、T10(C)/全国丙卷T7(B)
2015·全国卷ⅠT10(A、B)、T27(2)(3)/全国卷ⅡT26(4)
2014·全国卷ⅠT8(D)/全国卷ⅡT7(D)、T9(C)
2013·全国卷ⅡT10(D)、T27(1)
2012·全国卷T26
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色
状态
白色固体
红褐色固体
与H＋
反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热
分解
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up15(△))Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者
的关
系
在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
CuCl2
FeCl3
加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3后过滤
CaCl2
FeCl3
加过量CaCO3后过滤
MgCl2
FeCl3
加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤
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