第三章 第一节 第2课时 铁盐和亚铁盐
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| 名称 | 第三章 第一节 第2课时 铁盐和亚铁盐 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-07 15:30:23 | ||
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文档简介
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第三章 第一节 铁及其化合物
第2课时 铁盐和亚铁盐
【学习目标】
1．掌握铁盐和亚铁盐的化学性质。
2． 掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
【素养目标】
1．通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。培养学生“科学探究与证据推理”的核心素养。
2．通过实验探究Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养学生“科学探究与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：铁盐和亚铁盐的转化
1．Fe3＋和Fe2＋的相互转化
实验 操作
实验现象 加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液颜色不变，再滴加氯水后，溶液变成红色
离子方程式 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
2．“铁三角”的转化关系
(1)Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化
①与弱氧化剂反应
Fe能被S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等弱氧化剂氧化为Fe2＋，如Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
②与强氧化剂反应
Fe能被Cl2、HNO3等强氧化剂氧化为Fe3＋。
(2)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主
①与氧化剂反应
当Fe2＋遇到强氧化剂(如H2O2、Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液)时，被氧化为Fe3＋，如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
②与还原剂反应
当Fe2＋遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。
(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe
①Fe3＋被C、CO、Al等还原为Fe，如Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。
②Fe3＋被Fe、Cu、I－、H2S等还原为Fe2＋，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
【点拨】Fe3＋与S2－发生氧化还原反应2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，若S2－过量，发生反应2Fe3＋＋3S2－===2FeS↓(黑色沉淀)＋S↓。
3．“铁三角”的应用
(1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或H2O2溶液
FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤
(2)判断离子共存
Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)
Fe3＋S2－、I－、SO
(3)盐溶液的保存
典例1．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋物质的量相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．2∶3 B．3∶2 C．1∶2 D．1∶1
【答案】A
【解析】 设参加反应的Fe3＋的物质的量为x，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
x 1.5x
完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋物质的量相等，即溶液中剩余Fe3＋的物质的量为1.5x，所以已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为x∶1.5x＝2∶3。
典例2．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
实验操作 对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
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＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，再加KSCN溶液，溶液变红，不能排除Fe3＋的影响，故无法检验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。]
知识点二：Fe3＋和Fe2＋的检验
1．直接观察颜色
2．利用氢氧化物沉淀的颜色
3．利用显色反应
4．利用Fe2＋的还原性
【总结】
【注意】(1)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。
(2)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
典例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＋
【答案】C
【解析】A项，KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确定，检验方法不合理；B项，Fe3＋干扰Fe2＋的检验，若原溶液中含有Fe3＋且不含Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C项，Fe3＋与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D项，Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理。
典例4．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【答案】C
【解析】在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。
核心价值与学科素养
【知识结构化】
横向变化体现了同价态不同类别之间的转化：氧化物→碱→盐。
纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(1)写出符合Ⅰ的离子方程式
①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
②向FeCl3溶液滴入KI 淀粉溶液，溶液变蓝：2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
③FeCl3可溶解铁片：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(2)写出符合Ⅱ的离子方程式
①向FeCl2溶液滴加氯水：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
②向FeCl2溶液滴加H2O2：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
③FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
④将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
典例5．在一些高档茶叶、点心等的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色。下列说法不正确的是( )
A．小袋中原来装有氧化铁 B．小袋中原来装有铁粉
C．该灰黑色粉末不可食用 D．该灰黑色粉末用作抗氧化剂
【答案】A
【解析】从题中信息“滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色”判断，黑色粉末中含有铁元素。Fe2O3为红棕色粉末，A项错误；该灰黑色粉末为还原铁粉，用于吸收包装盒中的氧气，防止高档茶叶、点心等变质，B、C、D项正确。
典例6．人体内的血红蛋白是含铁的化合物，它具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。此时，可服含硫酸亚铁的药物或多食用含铁丰富的食物。
(1)血红蛋白中的铁的价态主要为________价，理由是____________________________。
(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C而解毒，其原理是
________________________________________________________________。
【答案】 (1)＋2价 ＋2价铁能与O2结合，把O2运输到各组织需要的部位
(2)亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒
典例7．硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血，但存放不当很容易变质，药片中的Fe2＋被氧化生成Fe3＋。若将药片配成溶液，需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水，原因是 。实验室检验Fe3＋，除了可以用碱外，常用的试剂是 (填化学式)，若 ，则证明有Fe3＋。
【答案】防止水中溶解的氧气氧化Fe2＋ KSCN 溶液变成红色
【解析】硫酸亚铁缓释片溶于水时，药片中的Fe2＋易被水中溶解的O2氧化为Fe3＋，因此将药片配成溶液时，应预先将蒸馏水煮沸，以除去水中溶解的O2；检验Fe3＋，还可以用KSCN溶液，Fe3＋与SCN－发生反应使溶液变红色。
【跟踪练习】 基础过关
1． 铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关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．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
【答案】C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。
2． 下列离子方程式中，正确的是( )
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
【答案】D
【解析】由于盐酸中H＋的氧化性弱，故铁与盐酸反应时Fe只能被氧化为Fe2＋，A项错误；B项是化学方程式，不是离子方程式；C项中电荷不守恒，错误。
3． 为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )
A．只有④ B．只有③
C．③④ D．③④⑤
【答案】C
【解析】实验③中现象错误，CuSO4溶液为蓝色，CuSO4与FeCl3不反应，混合后溶液不会变成无色；实验④涉及反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，体现的是Cl－的性质。
4． 某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是( )
A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋
C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
【答案】B
【解析】铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。
5．某工程师为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用如图所示方案：
(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，④________，⑤________。
(2)请写出相关反应的化学方程式：________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________。
【答案】 (1)①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
(2)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
【解析】从腐蚀废液中回收Cu的流程如图所示：
能力达成
6．向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．Fe3＋对该反应有催化作用
B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供
C．可用K3[Fe(CN)6] 溶液区分Fe3＋与Fe2＋
D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O
【答案】B
【解析】依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，将两步反应联立得2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，所以Fe3＋作催化剂，故A、D正确；Fe(NO3)3溶液为强酸弱碱盐，NO酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，故B错误；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反应生成蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋，故C正确。
7． 硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大
【答案】D
【解析】碱式硫酸铁能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性，可用作净水剂，A项正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B项正确；KSCN溶液遇Fe2＋无明显现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化，其中的Fe2＋变成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋变红，C项正确；FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D项错误。
8． 常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体
C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D．m至少等于28，反应过程中溶液的质量一直在减小
【答案】B
【解析】 酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是①Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应②：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，再发生③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，发生①反应，生成标准状况下的6.72 L NO气体，生成0.3 mol Fe3＋，消耗1.2 mol H＋，B正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3＋，C错误；根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋(0.1＋0.3)×0.5×56 g＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。
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第三章 第一节 铁及其化合物
第2课时 铁盐和亚铁盐
【学习目标】
1．掌握铁盐和亚铁盐的化学性质。
2． 掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
【素养目标】
1．通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。培养学生“科学探究与证据推理”的核心素养。
2．通过实验探究Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养学生“科学探究与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：铁盐和亚铁盐的转化
1．Fe3＋和Fe2＋的相互转化
实验 操作
实验现象 加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液颜色不变，再滴加氯水后，溶液变成红色
离子方程式 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
2．“铁三角”的转化关系
(1)Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化
①与弱氧化剂反应
Fe能被S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等弱氧化剂氧化为Fe2＋，如Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
②与强氧化剂反应
Fe能被Cl2、HNO3等强氧化剂氧化为Fe3＋。
(2)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主
①与氧化剂反应
当Fe2＋遇到强氧化剂(如H2O2、Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液)时，被氧化为Fe3＋，如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
②与还原剂反应
当Fe2＋遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。
(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe
①Fe3＋被C、CO、Al等还原为Fe，如Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。
②Fe3＋被Fe、Cu、I－、H2S等还原为Fe2＋，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
【点拨】Fe3＋与S2－发生氧化还原反应2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，若S2－过量，发生反应2Fe3＋＋3S2－===2FeS↓(黑色沉淀)＋S↓。
3．“铁三角”的应用
(1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或H2O2溶液
FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加过量铁粉后过滤
(2)判断离子共存
Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)
Fe3＋S2－、I－、SO
(3)盐溶液的保存
典例1．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋物质的量相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．2∶3 B．3∶2 C．1∶2 D．1∶1
【答案】A
【解析】 设参加反应的Fe3＋的物质的量为x，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
x 1.5x
完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋物质的量相等，即溶液中剩余Fe3＋的物质的量为1.5x，所以已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为x∶1.5x＝2∶3。
典例2．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
实验操作 对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
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＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，再加KSCN溶液，溶液变红，不能排除Fe3＋的影响，故无法检验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。]
知识点二：Fe3＋和Fe2＋的检验
1．直接观察颜色
2．利用氢氧化物沉淀的颜色
3．利用显色反应
4．利用Fe2＋的还原性
【总结】
【注意】(1)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。
(2)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
典例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＋
【答案】C
【解析】A项，KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确定，检验方法不合理；B项，Fe3＋干扰Fe2＋的检验，若原溶液中含有Fe3＋且不含Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C项，Fe3＋与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D项，Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理。
典例4．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【答案】C
【解析】在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。
核心价值与学科素养
【知识结构化】
横向变化体现了同价态不同类别之间的转化：氧化物→碱→盐。
纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(1)写出符合Ⅰ的离子方程式
①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
②向FeCl3溶液滴入KI 淀粉溶液，溶液变蓝：2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
③FeCl3可溶解铁片：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(2)写出符合Ⅱ的离子方程式
①向FeCl2溶液滴加氯水：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
②向FeCl2溶液滴加H2O2：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
③FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
④将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
典例5．在一些高档茶叶、点心等的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色。下列说法不正确的是( )
A．小袋中原来装有氧化铁 B．小袋中原来装有铁粉
C．该灰黑色粉末不可食用 D．该灰黑色粉末用作抗氧化剂
【答案】A
【解析】从题中信息“滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色”判断，黑色粉末中含有铁元素。Fe2O3为红棕色粉末，A项错误；该灰黑色粉末为还原铁粉，用于吸收包装盒中的氧气，防止高档茶叶、点心等变质，B、C、D项正确。
典例6．人体内的血红蛋白是含铁的化合物，它具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。此时，可服含硫酸亚铁的药物或多食用含铁丰富的食物。
(1)血红蛋白中的铁的价态主要为________价，理由是____________________________。
(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C而解毒，其原理是
________________________________________________________________。
【答案】 (1)＋2价 ＋2价铁能与O2结合，把O2运输到各组织需要的部位
(2)亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒
典例7．硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血，但存放不当很容易变质，药片中的Fe2＋被氧化生成Fe3＋。若将药片配成溶液，需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水，原因是 。实验室检验Fe3＋，除了可以用碱外，常用的试剂是 (填化学式)，若 ，则证明有Fe3＋。
【答案】防止水中溶解的氧气氧化Fe2＋ KSCN 溶液变成红色
【解析】硫酸亚铁缓释片溶于水时，药片中的Fe2＋易被水中溶解的O2氧化为Fe3＋，因此将药片配成溶液时，应预先将蒸馏水煮沸，以除去水中溶解的O2；检验Fe3＋，还可以用KSCN溶液，Fe3＋与SCN－发生反应使溶液变红色。
【跟踪练习】 基础过关
1． 铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关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．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
【答案】C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。
2． 下列离子方程式中，正确的是( )
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
【答案】D
【解析】由于盐酸中H＋的氧化性弱，故铁与盐酸反应时Fe只能被氧化为Fe2＋，A项错误；B项是化学方程式，不是离子方程式；C项中电荷不守恒，错误。
3． 为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )
A．只有④ B．只有③
C．③④ D．③④⑤
【答案】C
【解析】实验③中现象错误，CuSO4溶液为蓝色，CuSO4与FeCl3不反应，混合后溶液不会变成无色；实验④涉及反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，体现的是Cl－的性质。
4． 某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是( )
A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋
C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
【答案】B
【解析】铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。
5．某工程师为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用如图所示方案：
(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，④________，⑤________。
(2)请写出相关反应的化学方程式：________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________。
【答案】 (1)①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
(2)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
【解析】从腐蚀废液中回收Cu的流程如图所示：
能力达成
6．向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．Fe3＋对该反应有催化作用
B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供
C．可用K3[Fe(CN)6] 溶液区分Fe3＋与Fe2＋
D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O
【答案】B
【解析】依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，将两步反应联立得2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，所以Fe3＋作催化剂，故A、D正确；Fe(NO3)3溶液为强酸弱碱盐，NO酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，故B错误；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反应生成蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋，故C正确。
7． 硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大
【答案】D
【解析】碱式硫酸铁能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性，可用作净水剂，A项正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B项正确；KSCN溶液遇Fe2＋无明显现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化，其中的Fe2＋变成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋变红，C项正确；FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D项错误。
8． 常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体
C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D．m至少等于28，反应过程中溶液的质量一直在减小
【答案】B
【解析】 酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是①Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应②：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，再发生③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，发生①反应，生成标准状况下的6.72 L NO气体，生成0.3 mol Fe3＋，消耗1.2 mol H＋，B正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3＋，C错误；根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋(0.1＋0.3)×0.5×56 g＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。
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