专题9金属与人类文明第二单元探究铁及其化合物的转化第2课时反应条件的控制 学案 （含答案）苏教版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 专题9金属与人类文明第二单元探究铁及其化合物的转化第2课时反应条件的控制 学案 （含答案）苏教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 657.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-05-01 00:38:49 | ||
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文档简介
第2课时 反应条件的控制
新课程标准
1．掌握Fe2＋与碱反应的条件，会书写相关化学方程式。
2．掌握Fe2＋的检验方法。
学业质量水平
合格性要求
1.会书写Fe2＋与碱反应的化学方程式，并能分析反应条件对化学反应的影响。(水平1)
2．能设计对照方案，并运用适当方法控制反应条件完成实验，得出结论。
等级性要求
能运用变量控制方法设计转化的实验方案，根据实验现象进行推理。
图说考点
基础知识——自学·思记·尝试
[新知预习]
一、Fe(OH)2制备条件的控制
1．反应条件对化学反应的影响
反应条件对化学反应的方向、速率和限度都会有不同程度的影响。在研究物质的性质和制备时，应依据化学反应的规律和反应物、生成物的特点，合理选择并控制好反应条件，才能达到预期的结果。
2．氢氧化亚铁制备的条件控制
制备原理 利用亚铁盐与NaOH溶液反应生成白色沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)
反应物和产物的性质分析 亚铁盐非常容易被氧气或其他氧化剂氧化，生成的Fe(OH)2也很不稳定，容易被空气中的氧气氧化
制备条件的控制 (1)必须使用新制的、不含Fe3＋的亚铁盐溶液与不含溶解氧的NaOH溶液； (2)采取措施，防止反应混合物与氧气或其他氧化剂接触，才能得到白色Fe(OH)2沉淀
实验探究
反应条件对Fe(OH)2制备的影响
实验操作
实验现象 A试管中开始生成白色絮状沉淀，并逐步变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀 B试管中白色絮状沉淀较长时间存在
现象解释 开始生成Fe(OH)2白色絮状沉淀迅速被溶解在溶液中和液面上方的氧气氧化，逐步变成灰绿色，最后生成Fe(OH)3红褐色沉淀 通过控制反应条件，生成物尽量避免与空气中的氧气接触而被氧化，可得到白色的絮状沉淀
反应方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
特别提醒
Fe(OH)2的制备方法(两个角度)
1．反应试剂
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现配现用。
(2)为了防止Fe(OH)2被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸、冷却，尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
胶头滴管的特殊用法
2．反应环境
(1)有机溶剂覆盖法：在新制FeSO4溶液的液面上覆盖一层密度比水小且与水互不相溶的有机溶剂(如苯、煤油等)，以隔绝空气(图甲)，然后将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。(2)还原性气体保护法：充入还原性气体(图乙)，实验中先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置中的O2排尽，一段时间后，关闭止水夹a，利用生成的H2将A中的亚铁盐溶液压入B中与NaOH溶液反应，这样可以长时间观察到白色沉淀。
3.Fe(OH)2与Fe(OH)3的性质比较
与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应(Fe2＋转化为Fe3＋)
Fe(OH)2 Fe(OH)3
名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁
物质类型 二元(弱)碱 三元(弱)碱
物理性质 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水
化学性质 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化(白色→灰绿色→红褐色)： 物质推断突破口 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 不稳定[较Fe(OH)2稳定]，受热易分解： 2Fe(OH)3△Fe2O3＋3H2O
与稀盐酸或稀硫酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
学而思
(1)教材中描述“FeSO4溶液中加入NaOH溶液，会产生白色絮状沉淀并迅速变为灰绿色，最后变为红褐色”。试从氧化还原反应的角度分析原因。
(2)用FeSO4溶液与NaOH溶液反应制取沉淀，为防止Fe(OH)2沉淀被氧化，在FeSO4溶液上面覆盖一层苯，是否可以？将苯换为四氯化碳呢？
二、铁及其化合物的相互转化
1．铁和铁的氧化物
(1)铁
物理性质 银白色固体，有金属光泽，熔点较高，具有良好的导热性、导电性、延展性，能被磁铁吸引
与非金属单质反应 Cl2 2Fe＋3Cl22FeCl3
O2 3Fe＋2O2Fe3O4
S Fe＋SFeS
与水蒸气反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
与非氧化性强酸反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
与盐溶液反应 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
与氧化性酸反应 ===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化
(2)铁的氧化物
氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价 ＋2(氧化性、还原性) ＋3(氧化性) ＋2、＋3(氧化性、还原性)
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
溶解性 不溶于水
物质类别 碱性氧化物 —
与非氧化性强酸反应 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O —
用途 用作色素，如应用于瓷器制作中使釉呈绿色；冶炼铁 用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料；冶炼铁 用作磁性材料；冶炼铁
特别提醒
(1)FeO不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成Fe3O4。
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。
(3)“朱门酒肉臭”中的“朱门”是指以Fe2O3为原料制备的油漆漆制的门。
(4)Fe3O4有固定的组成，属于纯净物，不是混合物。Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有＋2，又有＋3，所以在书写其与硝酸的反应方程式时可看成硝酸将其中＋2价的铁元素氧化为＋3价的铁元素。
(5)FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与Al、CO、H2等反应，如3FexOy＋2yAl3xFe＋yAl2O3。
(6)Fe2O3与HI反应时除考虑与H＋的反应，还要考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋的反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
2.铁及其化合物的“价—类”二维图
3．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质
(1)Fe2O3、FeO都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水。
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
FeO＋2H＋===H2O＋Fe2＋。
(2)FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应生成Fe(OH)2及Fe(OH)3。
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
(3)Fe(OH)2和Fe(OH)3均属于碱，能与酸反应生成盐和水。
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O；
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。
4．从氧化性和还原性的角度理解铁及其化合物的相互转化
(1)Fe单质仅有还原性，可以转化为含＋2价或＋3价铁的化合物
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋
2Fe＋3Cl22FeCl3
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)Fe2＋既有还原性又有氧化性，可以转化为铁单质或含＋3价铁的化合物
(3)Fe3＋是铁元素的高价态，具有氧化性，可以转化为含＋2价铁的化合物
5．铁元素与人体健康
(1)铁元素在人体膳食结构中分为血红素铁和非血红素铁。血红素铁是与血红蛋白、肌红蛋白中的卟啉结合的________，而非血红素铁则主要以________形式存在于植物中。
(2)血红素铁容易被人体吸收利用，而非血红素铁则需要将三价铁还原为二价铁才能被吸收。维生素C具有________性，能将三价铁转化为二价铁，因此进食含铁的植物食品时，要补充一定量的维生素C以促进铁的吸收。
应用体验
元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别①________和化学式②________。
(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3的性质，进行了如下预测：
①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3
从物质类别上看，FeCl3属于________，可能与________发生反应(填序号)；
从化合价角度看，Fe3＋具有________性，可能与________发生反应(填序号)。
(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。
①写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②反应中FeCl3作________剂，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[即时自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性。( )
(2)FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应。( )
(3)Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能。( )
(4)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。( )
(5)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物。( )
(6)FeCl2不能通过化合反应制得。( )
(7)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现。( )
(8)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气。( )
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
3．要证明某溶液中不含有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KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
4．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
5．元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的价—类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．灼烧Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
D．由图可预测：高铁酸盐)具有强氧化性，可用于消毒与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂
技能素养——合作·探究·分享
例1 选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂 选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
例2 乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，Mr＝288}可由乳酸与FeCO3反应制得，它易溶于水，是一种很好的补铁剂。
Ⅰ.制备碳酸亚铁(装置如图所示)
(1)仪器A的名称是________。
(2)实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是________________________________；然后关闭活塞1，接下来的操作是________________________；装置C中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.制备乳酸亚铁
向纯净的FeCO3固体中加入足量乳酸溶液，在75 ℃下搅拌使之充分反应。
(3)为防止乳酸亚铁变质，在上述体系中还应加入________。
(4)为证明乳酸亚铁中含有Fe2＋，选择的检验试剂为________________________。
关键能力 归纳提升
1.Fe2＋、Fe3＋的检验对比
(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
(5)利用Fe3＋的氧化性
2．Fe2＋、Fe3＋的特征反应
Fe3＋：KSCN溶液，溶液变为血红色，
；
Fe2＋：K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，
===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
状元随笔 检验Fe2＋的注意事项
(1)只含Fe2＋的溶液：检验Fe2＋加入试剂的顺序
待测液不变色血红色(含Fe2＋、不含Fe3＋)。
①加KSCN溶液前，防止加氧化性物质，使Fe2＋被氧化。如H2O2、(H＋)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液的原因：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3的血红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变血红色，不能证明不含Fe2＋。
(2)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溶液的方法检验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＋。
(3)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HNO3，原因是稀HNO3可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
课堂检测——夯实·测控·演练
1．人类最早发现铁是从天上落下的陨石，埃及人把铁叫做“天石”。下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体
B．铁的氢氧化物Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物可能是灰绿色
C．鉴别Fe2＋中混有Fe3＋，可先加入Cl2水，再加入KSCN溶液
D．铁的合金生铁比纯铁硬度大，熔点高
2．化学是一门以实验为基础的自然科学，许多实验有丰富的颜色变化，有关实验的颜色变化有错误的是( )
A．向FeSO4和KSCN的混合溶液中滴加少量的新制氯水，溶液由浅绿色变为红色
B．向FeSO4中滴加NaOH溶液，沉淀的颜色由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
C．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸，能使溶液由浅绿色变为棕黄色
D．向FeSO4中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，能使溶液由浅绿色变为浅紫红色
3.下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中，不正确的是 ( )
A．氢氧化亚铁易被空气氧化
B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁
D．实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
4．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
6．下列说法正确的是( )
A．Fe2(SO4)3易溶于水，故可用作净水剂
B．检验溶液中是否含有Fe2＋：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
C．根据下图可观察Fe(OH)2的生成
D．Fe2O3是碱性氧化物，故Fe2O3可用作红色油漆和涂料
7．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
8．下列关于铁的氧化物说法不正确的是( )
A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称铁锈
D．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁
9．有FeO、Fe2O3的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，冷却后称剩余固体比原混合物质量减轻1.6 g，若将同质量的混合物与盐酸反应，欲使其完全溶解需1 mol·L－1的盐酸的体积为( )
A．200 mL B．100 mL
C．50 mL D．无法计算
10．如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________________________________________________________________。
11．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、FeCl3溶液、0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象
探究Fe3＋具有氧化性 取少量0.1 mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液颜色变为________。加入KSCN溶液后，溶液________
(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉来观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 反应条件的控制
基础知识
学而思
提示：(1)FeSO4溶液中的Fe2＋与OH－反应生成白色的沉淀，Fe(OH)2沉淀中的Fe2＋具有还原性，与空气中具有氧化性的O2发生了氧化还原反应，被氧化为Fe3＋，即生成了红褐色的Fe(OH)3沉淀。
(2)苯的密度小于水且不溶于水，浮在溶液上面，隔绝了氧气，能防止Fe(OH)2沉淀被氧化。四氯化碳密度大于水，不能防止Fe(OH)2沉淀被氧化。
二、
5．(1)二价铁 三价铁 (2)还原
应用体验
解析：(1)Fe为金属单质，则①为单质；铁的氢氧化物有和Fe(OH)3两种，则②为Fe(OH)3；(2)从物质类别上看，FeCl3属于盐，可能与氢氧化钠和硝酸银反应；从化合价角度看，Fe3＋化合价处于最高价态，具有氧化性，可发生还原反应，可能与铁发生反应；(3)反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2为氧化还原反应，Cu失电子，化合价升高，发生氧化反应，作还原剂；铁元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，FeCl3作氧化剂，①反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；②反应中FeCl3中铁元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，作氧化剂。
答案：(1)单质 Fe(OH)3
(2)盐 ③⑤ 氧化 ②
(3)①Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
②氧化 铁元素的化合价由＋3价变为＋2价
即时自测
1．答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×
(7)√ (8)√
2．解析：因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽，并使生成的处在氢气的保护中，③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。
答案：B
3．解析：加入NH4SCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与NH4SCN反应后溶液的颜色不易被观察。
答案：C
4．答案：D
5．解析：铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，A错误；灼烧分解生成Fe2O3，而Fe(OH)3不溶于水，B错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，C错误；高铁酸盐)中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，可用于杀菌消毒，与水反应最终生成Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，可用于净水，D正确。
答案：D
技能素养
例1 解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件，实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。
答案：B
例2 解析：Ⅰ.(1)A为分液漏斗。(2)碎铁中加入稀硫酸，生成氢气，排尽装置中的空气，可以防止生成的Fe2＋被氧气氧化；排除空气后，在C中生成FeCO3，需要将B中的压强增大，使B中生成的Fe2＋通过导管压到C装置中，操作为关闭活塞3，打开活塞2；在C中生成FeCO3，原料为Fe2＋和，根据电荷守恒可以写出离子方程式。Ⅱ.(3)Fe2＋容易被氧气氧化，可以加入铁粉，使生成的Fe3＋和Fe反应生成Fe2＋。(4)检验Fe2＋先加KSCN溶液不变色，再加氯水将可能存在的Fe2＋氧化成Fe3＋，再观察是否有血红色出现。
答案：Ⅰ.(1)分液漏斗
(2)排尽装置内的空气，防止Fe2＋被氧化
关闭活塞3，打开活塞2
===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
Ⅱ.(3)适量铁粉 (4)KSCN溶液与新制氯水
课堂检测
1．答案：B
2．答案：D
3．答案：B
4．解析：图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b可以为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为，e可以为FeCl3、、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，合理，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，合理，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，不合理，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2FeCl3FeCl2，合理，故D不选。
答案：C
5．解析：A对，FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2在无氧的环境里生成。B对，在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气。C错，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气。D对，产生沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化。
答案：C
6．解析：A错，Fe2(SO4)3溶液中Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附悬浮杂质的作用，可以净水，不是利用其易溶于水的性质。B错，新制氯水会氧化Fe2＋，检验Fe2＋应先加KSCN溶液，再加氯水。C对，Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3，所以制备要隔绝空气，植物油和水不互溶，且密度小于水，用植物油能隔绝空气，达到实验目的。D错，前后叙述都正确，但是二者不存在因果关系。
答案：C
7．答案：D
8．解析：A对，铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的。B对，四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中是Fe2＋、是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3组成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋。C错，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。D对，工业上常使用铁的氧化物作原料，用一氧化碳冶炼铁。
答案：C
9．解析：FeO、Fe2O3的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，生成Fe，冷却后称剩余固体比原混合物质量减轻1.6 g，则减少的质量为O元素的质量，物质的量是0.1 mol。将FeO、Fe2O3的混合物与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3的混合物，相当于其中的O被Cl代替，根据化合价守恒，1个O被2个Cl代替，所以需1 mol·L－1的盐酸的体积V(HCl)＝0.2 mol÷1 mol·L－1＝0.2 L，即200 mL。
答案：A
10．解析：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生。
答案：(1)铁屑 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)打开
(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
11．解析：(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现还原性，因此应选择氧化剂，所以选用新制氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液不变血红色。(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
答案：(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 (2)浅绿色 不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
新课程标准
1．掌握Fe2＋与碱反应的条件，会书写相关化学方程式。
2．掌握Fe2＋的检验方法。
学业质量水平
合格性要求
1.会书写Fe2＋与碱反应的化学方程式，并能分析反应条件对化学反应的影响。(水平1)
2．能设计对照方案，并运用适当方法控制反应条件完成实验，得出结论。
等级性要求
能运用变量控制方法设计转化的实验方案，根据实验现象进行推理。
图说考点
基础知识——自学·思记·尝试
[新知预习]
一、Fe(OH)2制备条件的控制
1．反应条件对化学反应的影响
反应条件对化学反应的方向、速率和限度都会有不同程度的影响。在研究物质的性质和制备时，应依据化学反应的规律和反应物、生成物的特点，合理选择并控制好反应条件，才能达到预期的结果。
2．氢氧化亚铁制备的条件控制
制备原理 利用亚铁盐与NaOH溶液反应生成白色沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)
反应物和产物的性质分析 亚铁盐非常容易被氧气或其他氧化剂氧化，生成的Fe(OH)2也很不稳定，容易被空气中的氧气氧化
制备条件的控制 (1)必须使用新制的、不含Fe3＋的亚铁盐溶液与不含溶解氧的NaOH溶液； (2)采取措施，防止反应混合物与氧气或其他氧化剂接触，才能得到白色Fe(OH)2沉淀
实验探究
反应条件对Fe(OH)2制备的影响
实验操作
实验现象 A试管中开始生成白色絮状沉淀，并逐步变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀 B试管中白色絮状沉淀较长时间存在
现象解释 开始生成Fe(OH)2白色絮状沉淀迅速被溶解在溶液中和液面上方的氧气氧化，逐步变成灰绿色，最后生成Fe(OH)3红褐色沉淀 通过控制反应条件，生成物尽量避免与空气中的氧气接触而被氧化，可得到白色的絮状沉淀
反应方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
特别提醒
Fe(OH)2的制备方法(两个角度)
1．反应试剂
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现配现用。
(2)为了防止Fe(OH)2被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸、冷却，尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
胶头滴管的特殊用法
2．反应环境
(1)有机溶剂覆盖法：在新制FeSO4溶液的液面上覆盖一层密度比水小且与水互不相溶的有机溶剂(如苯、煤油等)，以隔绝空气(图甲)，然后将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。(2)还原性气体保护法：充入还原性气体(图乙)，实验中先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置中的O2排尽，一段时间后，关闭止水夹a，利用生成的H2将A中的亚铁盐溶液压入B中与NaOH溶液反应，这样可以长时间观察到白色沉淀。
3.Fe(OH)2与Fe(OH)3的性质比较
与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应(Fe2＋转化为Fe3＋)
Fe(OH)2 Fe(OH)3
名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁
物质类型 二元(弱)碱 三元(弱)碱
物理性质 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水
化学性质 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化(白色→灰绿色→红褐色)： 物质推断突破口 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 不稳定[较Fe(OH)2稳定]，受热易分解： 2Fe(OH)3△Fe2O3＋3H2O
与稀盐酸或稀硫酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
学而思
(1)教材中描述“FeSO4溶液中加入NaOH溶液，会产生白色絮状沉淀并迅速变为灰绿色，最后变为红褐色”。试从氧化还原反应的角度分析原因。
(2)用FeSO4溶液与NaOH溶液反应制取沉淀，为防止Fe(OH)2沉淀被氧化，在FeSO4溶液上面覆盖一层苯，是否可以？将苯换为四氯化碳呢？
二、铁及其化合物的相互转化
1．铁和铁的氧化物
(1)铁
物理性质 银白色固体，有金属光泽，熔点较高，具有良好的导热性、导电性、延展性，能被磁铁吸引
与非金属单质反应 Cl2 2Fe＋3Cl22FeCl3
O2 3Fe＋2O2Fe3O4
S Fe＋SFeS
与水蒸气反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
与非氧化性强酸反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
与盐溶液反应 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
与氧化性酸反应 ===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化
(2)铁的氧化物
氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价 ＋2(氧化性、还原性) ＋3(氧化性) ＋2、＋3(氧化性、还原性)
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
溶解性 不溶于水
物质类别 碱性氧化物 —
与非氧化性强酸反应 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O —
用途 用作色素，如应用于瓷器制作中使釉呈绿色；冶炼铁 用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料；冶炼铁 用作磁性材料；冶炼铁
特别提醒
(1)FeO不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成Fe3O4。
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。
(3)“朱门酒肉臭”中的“朱门”是指以Fe2O3为原料制备的油漆漆制的门。
(4)Fe3O4有固定的组成，属于纯净物，不是混合物。Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有＋2，又有＋3，所以在书写其与硝酸的反应方程式时可看成硝酸将其中＋2价的铁元素氧化为＋3价的铁元素。
(5)FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与Al、CO、H2等反应，如3FexOy＋2yAl3xFe＋yAl2O3。
(6)Fe2O3与HI反应时除考虑与H＋的反应，还要考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋的反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
2.铁及其化合物的“价—类”二维图
3．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质
(1)Fe2O3、FeO都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水。
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
FeO＋2H＋===H2O＋Fe2＋。
(2)FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应生成Fe(OH)2及Fe(OH)3。
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
(3)Fe(OH)2和Fe(OH)3均属于碱，能与酸反应生成盐和水。
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O；
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。
4．从氧化性和还原性的角度理解铁及其化合物的相互转化
(1)Fe单质仅有还原性，可以转化为含＋2价或＋3价铁的化合物
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋
2Fe＋3Cl22FeCl3
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)Fe2＋既有还原性又有氧化性，可以转化为铁单质或含＋3价铁的化合物
(3)Fe3＋是铁元素的高价态，具有氧化性，可以转化为含＋2价铁的化合物
5．铁元素与人体健康
(1)铁元素在人体膳食结构中分为血红素铁和非血红素铁。血红素铁是与血红蛋白、肌红蛋白中的卟啉结合的________，而非血红素铁则主要以________形式存在于植物中。
(2)血红素铁容易被人体吸收利用，而非血红素铁则需要将三价铁还原为二价铁才能被吸收。维生素C具有________性，能将三价铁转化为二价铁，因此进食含铁的植物食品时，要补充一定量的维生素C以促进铁的吸收。
应用体验
元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别①________和化学式②________。
(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3的性质，进行了如下预测：
①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3
从物质类别上看，FeCl3属于________，可能与________发生反应(填序号)；
从化合价角度看，Fe3＋具有________性，可能与________发生反应(填序号)。
(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。
①写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②反应中FeCl3作________剂，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[即时自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性。( )
(2)FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应。( )
(3)Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能。( )
(4)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。( )
(5)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物。( )
(6)FeCl2不能通过化合反应制得。( )
(7)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现。( )
(8)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气。( )
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
3．要证明某溶液中不含有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KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
4．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
5．元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的价—类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．灼烧Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
D．由图可预测：高铁酸盐)具有强氧化性，可用于消毒与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂
技能素养——合作·探究·分享
例1 选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂 选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
例2 乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，Mr＝288}可由乳酸与FeCO3反应制得，它易溶于水，是一种很好的补铁剂。
Ⅰ.制备碳酸亚铁(装置如图所示)
(1)仪器A的名称是________。
(2)实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是________________________________；然后关闭活塞1，接下来的操作是________________________；装置C中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.制备乳酸亚铁
向纯净的FeCO3固体中加入足量乳酸溶液，在75 ℃下搅拌使之充分反应。
(3)为防止乳酸亚铁变质，在上述体系中还应加入________。
(4)为证明乳酸亚铁中含有Fe2＋，选择的检验试剂为________________________。
关键能力 归纳提升
1.Fe2＋、Fe3＋的检验对比
(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
(5)利用Fe3＋的氧化性
2．Fe2＋、Fe3＋的特征反应
Fe3＋：KSCN溶液，溶液变为血红色，
；
Fe2＋：K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，
===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
状元随笔 检验Fe2＋的注意事项
(1)只含Fe2＋的溶液：检验Fe2＋加入试剂的顺序
待测液不变色血红色(含Fe2＋、不含Fe3＋)。
①加KSCN溶液前，防止加氧化性物质，使Fe2＋被氧化。如H2O2、(H＋)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液的原因：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3的血红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变血红色，不能证明不含Fe2＋。
(2)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溶液的方法检验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＋。
(3)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HNO3，原因是稀HNO3可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
课堂检测——夯实·测控·演练
1．人类最早发现铁是从天上落下的陨石，埃及人把铁叫做“天石”。下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体
B．铁的氢氧化物Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物可能是灰绿色
C．鉴别Fe2＋中混有Fe3＋，可先加入Cl2水，再加入KSCN溶液
D．铁的合金生铁比纯铁硬度大，熔点高
2．化学是一门以实验为基础的自然科学，许多实验有丰富的颜色变化，有关实验的颜色变化有错误的是( )
A．向FeSO4和KSCN的混合溶液中滴加少量的新制氯水，溶液由浅绿色变为红色
B．向FeSO4中滴加NaOH溶液，沉淀的颜色由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
C．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸，能使溶液由浅绿色变为棕黄色
D．向FeSO4中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，能使溶液由浅绿色变为浅紫红色
3.下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中，不正确的是 ( )
A．氢氧化亚铁易被空气氧化
B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁
D．实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
4．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
6．下列说法正确的是( )
A．Fe2(SO4)3易溶于水，故可用作净水剂
B．检验溶液中是否含有Fe2＋：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象
C．根据下图可观察Fe(OH)2的生成
D．Fe2O3是碱性氧化物，故Fe2O3可用作红色油漆和涂料
7．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
8．下列关于铁的氧化物说法不正确的是( )
A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称铁锈
D．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁
9．有FeO、Fe2O3的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，冷却后称剩余固体比原混合物质量减轻1.6 g，若将同质量的混合物与盐酸反应，欲使其完全溶解需1 mol·L－1的盐酸的体积为( )
A．200 mL B．100 mL
C．50 mL D．无法计算
10．如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________________________________________________________________。
11．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、FeCl3溶液、0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象
探究Fe3＋具有氧化性 取少量0.1 mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液颜色变为________。加入KSCN溶液后，溶液________
(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉来观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 反应条件的控制
基础知识
学而思
提示：(1)FeSO4溶液中的Fe2＋与OH－反应生成白色的沉淀，Fe(OH)2沉淀中的Fe2＋具有还原性，与空气中具有氧化性的O2发生了氧化还原反应，被氧化为Fe3＋，即生成了红褐色的Fe(OH)3沉淀。
(2)苯的密度小于水且不溶于水，浮在溶液上面，隔绝了氧气，能防止Fe(OH)2沉淀被氧化。四氯化碳密度大于水，不能防止Fe(OH)2沉淀被氧化。
二、
5．(1)二价铁 三价铁 (2)还原
应用体验
解析：(1)Fe为金属单质，则①为单质；铁的氢氧化物有和Fe(OH)3两种，则②为Fe(OH)3；(2)从物质类别上看，FeCl3属于盐，可能与氢氧化钠和硝酸银反应；从化合价角度看，Fe3＋化合价处于最高价态，具有氧化性，可发生还原反应，可能与铁发生反应；(3)反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2为氧化还原反应，Cu失电子，化合价升高，发生氧化反应，作还原剂；铁元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，FeCl3作氧化剂，①反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；②反应中FeCl3中铁元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，作氧化剂。
答案：(1)单质 Fe(OH)3
(2)盐 ③⑤ 氧化 ②
(3)①Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
②氧化 铁元素的化合价由＋3价变为＋2价
即时自测
1．答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×
(7)√ (8)√
2．解析：因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽，并使生成的处在氢气的保护中，③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。
答案：B
3．解析：加入NH4SCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与NH4SCN反应后溶液的颜色不易被观察。
答案：C
4．答案：D
5．解析：铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，A错误；灼烧分解生成Fe2O3，而Fe(OH)3不溶于水，B错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，C错误；高铁酸盐)中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，可用于杀菌消毒，与水反应最终生成Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，可用于净水，D正确。
答案：D
技能素养
例1 解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件，实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。
答案：B
例2 解析：Ⅰ.(1)A为分液漏斗。(2)碎铁中加入稀硫酸，生成氢气，排尽装置中的空气，可以防止生成的Fe2＋被氧气氧化；排除空气后，在C中生成FeCO3，需要将B中的压强增大，使B中生成的Fe2＋通过导管压到C装置中，操作为关闭活塞3，打开活塞2；在C中生成FeCO3，原料为Fe2＋和，根据电荷守恒可以写出离子方程式。Ⅱ.(3)Fe2＋容易被氧气氧化，可以加入铁粉，使生成的Fe3＋和Fe反应生成Fe2＋。(4)检验Fe2＋先加KSCN溶液不变色，再加氯水将可能存在的Fe2＋氧化成Fe3＋，再观察是否有血红色出现。
答案：Ⅰ.(1)分液漏斗
(2)排尽装置内的空气，防止Fe2＋被氧化
关闭活塞3，打开活塞2
===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
Ⅱ.(3)适量铁粉 (4)KSCN溶液与新制氯水
课堂检测
1．答案：B
2．答案：D
3．答案：B
4．解析：图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b可以为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为，e可以为FeCl3、、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，合理，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，合理，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，不合理，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2FeCl3FeCl2，合理，故D不选。
答案：C
5．解析：A对，FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2在无氧的环境里生成。B对，在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气。C错，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气。D对，产生沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化。
答案：C
6．解析：A错，Fe2(SO4)3溶液中Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附悬浮杂质的作用，可以净水，不是利用其易溶于水的性质。B错，新制氯水会氧化Fe2＋，检验Fe2＋应先加KSCN溶液，再加氯水。C对，Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3，所以制备要隔绝空气，植物油和水不互溶，且密度小于水，用植物油能隔绝空气，达到实验目的。D错，前后叙述都正确，但是二者不存在因果关系。
答案：C
7．答案：D
8．解析：A对，铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的。B对，四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中是Fe2＋、是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3组成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋。C错，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。D对，工业上常使用铁的氧化物作原料，用一氧化碳冶炼铁。
答案：C
9．解析：FeO、Fe2O3的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，生成Fe，冷却后称剩余固体比原混合物质量减轻1.6 g，则减少的质量为O元素的质量，物质的量是0.1 mol。将FeO、Fe2O3的混合物与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3的混合物，相当于其中的O被Cl代替，根据化合价守恒，1个O被2个Cl代替，所以需1 mol·L－1的盐酸的体积V(HCl)＝0.2 mol÷1 mol·L－1＝0.2 L，即200 mL。
答案：A
10．解析：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生。
答案：(1)铁屑 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)打开
(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
11．解析：(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现还原性，因此应选择氧化剂，所以选用新制氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液不变血红色。(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
答案：(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 (2)浅绿色 不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe