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铁及其化合物
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的性质及应用，能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件。
2.科学态度与社会责任：利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程，形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。
3.科学探究与创新意识：能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案，并进行实验探究。
【目标导航】
1.了解铁的氧化物性质，铁的氢氧化物的性质和制备，学会运用实验、观察等获取科学事实的基本方法，研究物质的性质。
2.掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法，初步学会运用：分类、比较、分析、归纳、演绎等整理科学事实的基本方法，学习物质的性质。
【重难点精讲】
一、铁的单质
1.存在及位置：
(1)存在：主要以+2、+3的化合物(陨石除外)的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)等。
(2)位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。
2.结构
3.铁的物理性质：银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。
4.铁的化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
(1)与非金属单质的反应
①与O2的反应：
a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
b.点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。
②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。
③与S的反应：Fe＋SFeS。
④与I2的反应：Fe＋I2FeI2
(2)与水的反应
【思考与讨论】参考答案：
【实验原理】3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【实验现象】加热时试管内铁粉红热，有气体产生，将导气管伸入盛有肥皂液的蒸发皿中吹泡，当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，可听到爆鸣声。
【生成物分析】通常铁与冷水或热水都不反应，但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时，点燃生成的气体，可听到爆鸣声，说明生成了可燃性气体，根据元素守恒，气体应为氢气。从氧化还原角度分析，H0中H化合价由+1降低为0价，H2O作氧化剂；Fe有还原性，在反应中化合价升高，那么，Fe最终生成什么物质呢？经X射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成；还可以用铁棒靠近，若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿，有磁性)。
【结论】常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
【注意事项】
①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。
②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯。
③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的水蒸气。
④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾。
⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止空气倒吸。
⑥干燥管中盛有碱石灰或无水氯化钙，吸收氢气中的水蒸气。
(3)与酸的反应
酸 化学方程式或现象
稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化
(4)与某些盐溶液反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。
二、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
(1)物理性质和用途
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3
用途 油漆、涂料、油墨、橡胶的红色颜料 做磁性材料，如录音磁带、电讯器材
(2)化学性质
1)稳定性
①FeO：不稳定，易被氧化，6FeO+O22Fe3O4
②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定
2)与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应
①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O
②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
3)与氧化性酸(如稀硝酸)发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O
②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
4)与还原性酸(如氢碘酸)发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O
②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O
(5)能够被某些还原剂还原
①H2：FeO+H2Fe+H2O
②CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁的主反应)
③C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑
④Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(铝热反应)
2.铁的氢氧化物
【实验3-1】
实验装置
实验原理 Fe3+＋3OH-===Fe(OH)3↓；Fe2+＋2OH-===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
实验用品 FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液；试管、长胶头滴管
实验步骤 在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象
实验现象 在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液生成红褐色的Fe(OH)3沉淀。在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，先生成白色絮状沉淀，而后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
实验说明 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧隔绝。②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油，以隔绝空气)。③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下：
(1)物理性质和制备
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 白色固体 红褐色固体
水溶性 难溶于水 难溶于水
制备 Fe3++3OH－Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+ Fe2++2OH－Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3↓
(2)化学性质
1)热不稳定性
①Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
②Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO+H2O(隔绝空气)
2)与稀盐酸反应
①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
3)与稀硝酸反应
①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
②Fe(OH)2：3Fe(OH)2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O
4)与氢碘酸反应
①Fe(OH)3：2Fe(OH)3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O
②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
5)被氧气氧化:Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(3)二者之间的关系：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，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。
②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。
【思考与讨论】参考答案：
空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：
A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
E.常见的制备Fe(OH)2的装置：
说明：①②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中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀(高二选择性必修1中学)。
3．亚铁盐
【实验3-2】
实验装置
实验原理 Fe3+＋3SCN-===Fe(SCN)3
实验用品 FeCl2溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液；试管、胶头滴管。
实验步骤 在2支试管里分别加入少量的FeCl2溶液和FeCl3溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。
实验现象 向FeCl3溶液滴入KSCN溶液，溶液呈现红色；向FeCl2滴入KSCN溶液，溶液无明显变化
实验说明 ①Fe2+的检验方法：碱液法；KSCN+氧化剂法；酸性高锰酸钾法；铁氰化钾法。②Fe3+的检验方法：碱液法；KSCN法；苯酚法。
【实验3-3】
实验装置
实验原理 2Fe3+＋Fe=3Fe2+，2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-，Fe3+＋3SCN-=Fe(SCN)3
实验用品 FeCl3溶液、铁粉、KSCN溶液、氯水；试管、胶头滴管
实验步骤 在盛有2mLFeCl3溶液的试管中，加入过量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水（如图3-10右），又发生了什么变化？
实验现象 在盛有2mLFeCl3溶液的试管中，加入过量铁粉，振荡试管并静置后，黄色溶液变为浅绿色，滴入几滴KSCN溶液后无明显变化，在上层清液中再滴入几滴氯水时，溶液又迅速出现红色。
实验说明 从元素价态的角度对Fe3+、Fe2+性质进行预测：Fe3+中铁元素为+3价，有得电子、价态降低的可能，推测其具有氧化性；Fe2+中铁元素为+2价，有失去电子、价态升高的可能，推测其具有还原性。在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，振荡试管并静置后，黄色溶液变为浅绿色，说明三价铁具有氧化性，与铁粉发生了氧化还原反应：2Fe3++Fe=3Fe2+;滴入KSCN溶液后无明显变化，进一步说明溶液中不存在F3+(已被完全还原为Fe2+)。在上层清液中再滴入几滴氯水时，溶液又迅速出现红色，说明又生成了三价铁，发生的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,证实了Fe2+具有还原性。
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。
1）弱氧化性
（1）Mg、Al、Zn与亚铁盐溶液发生置换反应
①Fe2++ZnFe+Zn2+
②Fe2++MgFe+Mg2+
③3Fe2++3Al3Fe+2Al3+
（2）K、Ca、Na与亚铁盐溶液反应
①先与水反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑
②碱与亚铁盐反应：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
2）强还原性
（1）能够被Cl2、Br2氧化
①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－
②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－
（2）能够被O2氧化
①反应：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓
②保存：密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+
（3）能够被酸性的H2O2氧化
①反应：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
②应用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法
（4）与酸性条件下的MnO4－、NO3－、ClO－等离子不能大量共存
①酸性MnO4－：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
②酸性NO3－：3Fe2++NO3－+4H+3Fe3++NO↑+2H2O
③酸性ClO－：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－
（5）还原性：I－＞Fe2+＞Br－
①向FeBr2溶液通入Cl2，先氧化Fe2+，后氧化Br－
②向FeI2溶液通入Cl2，先氧化I－，后氧化Fe2+
3）与碱溶液反应
①烧碱：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
②氨水：Fe2++2NH3·H2OFe(OH)2↓+2NH4+
4．铁盐的性质及应用
含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。铁盐作为盐，具有盐的通性，能与碱反应，Fe3+还能与SCN－、CN－、F－发生络合反应。
1）与碱溶液反应
（1）烧碱：Fe3++3OH－Fe（OH）3↓
（2）氨水：Fe3++3NH3·H2OFe（OH）3↓+3NH4+
2）与KSCN溶液反应
（1）反应：Fe3++3SCN－Fe（SCN）3
（2）现象：产生血红色溶液
（3）应用：检验Fe3+的最佳方法
3）强氧化性
（1）与Fe反应
①反应：2Fe3++Fe3Fe2+
②应用：除去Fe2+中的Fe3+
（2）与Cu反应
①反应：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
②应用：电子工业上腐蚀铜印刷电路板
（3）Mg、Al、Zn等活泼金属
①少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+
②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+
（4）与KI溶液反应
①反应：2Fe3++2I－2Fe2++I2（FeI3不存在的原因）
②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀
（5）与H2S反应
①反应：2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色，产生黄色沉淀
（6）与SO2反应
①反应：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42－+4H+
②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色
5.铁离子和亚铁离子的检验
1）Fe3+的检验
（1）KSCN法：试液血红色溶液（最佳方法）；
（2）碱液法：试液产生红褐色沉淀；
2）Fe2+的检验
（1）KSCN+氧化剂法：试液无现象血红色溶液
（2）碱液法：溶液先产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
（3）铁氰化钾K3[Fe(CN)6]法：①反应：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓。②现象：产生蓝色沉淀；
（4）酸性高锰酸钾法：①反应：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。②现象：使酸性高锰酸钾溶液褪色。
3）混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验
a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋
b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
②Fe2＋的检验
a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋
b.溴水褪色，说明含有Fe2＋
c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋
【特别提醒】检验FeCl3溶液中是否含FeCl2溶液，不能用酸性高锰酸钾溶液，因为Cl－也能使其褪色，应该用铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液。
6.铁及其化合物之间的转化关系
1）铁及其化合物的“价—类”二维图
2）铁及其化合物之间的主要转化关系
说明：1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化；①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
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。
【思考与讨论】参考答案：
（1）金属单质Fe化合价为0价，处于铁元素的最低价态，因此，单质Fe作还原剂；Fe2(S04)3中铁元素为+3价，为铁的较高价态，有得电子、价态降低的可能，可作氧化剂；FeSO4中铁元素为+2价，处于铁元素的中间价态，即可以被氧化为+3价的铁离子，又可以被还原为0价铁，因此FeSO4既可以作氧化剂又可以作还原剂。
化学方程式：
Fe作还原剂：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
离子方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe2(SO4)3作氧化剂：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4
离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+
FeSO4作还原剂：6FeSO4+3Cl2=2FeCl3+2Fe2(SO4)3
离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
FeSO4作氧化剂：Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
离子方程式：Fe2++Zn=Fe+Zn2+
（2）
4）从化合价的角度理解“铁三角”
（1）Fe单质中铁元素化合价为0价，仅具有还原性
Fe+Cu2+Fe2++Cu；Fe+2H+H2↑+Fe2+；2Fe+3Cl22FeCl3；3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
（2）Fe2+化合价可以升高到+3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。
Fe2++ZnFe+Zn2+；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－；5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
（3）Fe（OH）2具有还原性，能被氧化为Fe（OH）3
4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3
（4）Fe2O3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（5）Fe3+是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为+2或0价，具有氧化性。
2Fe3++Zn（少量）2Fe2++Zn2+；2Fe3++3Zn（过量）2Fe+3Zn2+；2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
【探究——利用覆铜板制作图案】
【实验现象】没有被油性笔颜料覆盖部分，表面的铜被反应掉，露出覆铜板底色；被油性笔颜料覆盖部分的铜没有参加反应，依然为亮红色。覆铜板上可清楚看出所画图案。
【实验说明】本实验应用了FeCl3可作氧化剂，具有氧化性的知识。将预先设计好的图案用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被反应。铜为金属元素单质，可作还原剂，具有还原性，FeCl3可以与覆铜板上不需要的铜发生氧化还原反应，生成易溶于水的CuCl2:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。反应完成后，未被保护的覆铜板部分露出底色，并产生凹痕，将覆盖在图案上的物料清洗干净后，设计好的图案即凸显出来。
【思考与讨论】
（1）实验中FeCl3作氧化剂，Fe3+化合价降低，得到电子；Cu作为金属单质，在反应中失去电子，作还原剂，发生的反应是：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
（2）使用后的“腐蚀液”含有大量CuC12、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪贵可从该腐蚀液中回收铜，并将铁的化合物金部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用。从铜电路板腐蚀废液中回收铜和氯化铁流程：
【典题精练】
考点1、考查铁及其化合物的性质与应用
例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，正确的是
A．赤铁矿的主要成分是
B．溶液可用来腐蚀电路板
C．除去溶液中的杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe与KSCN产生血红色沉淀
【解析】A．用于炼铁的主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3），故A错误；B．氯化铁和铜生成氯化亚铁和氯化铜，故溶液可用来腐蚀电路板，故B错误；C．加入过量Fe单质除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2，故C正确；D．Fe3+与KSCN溶液产生红色的络合物，这种络合物是溶于水的，产生红色溶液，故D错误；答案选C。
【答案】C
考点2、考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验
例2．铁盐与亚铁盐在生产生活中具有广泛的用途。证明某溶液只含有 Fe2+而不含 Fe3+的实验方法是
A．只需滴加 KSCN
B．先滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液后显红色
C．滴加NaOH 溶液，马上有灰绿色沉淀生成
D．溶液先滴加KSCN 溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
【解析】A．只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3+，无法验证Fe2+存在，故A错误；B．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故B错误；C．Fe2+可与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，Fe3+可与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀氢氧化铁，灰绿色是氢氧化亚铁和氢氧化铁混合物颜色，滴加NaOH 溶液，马上有灰绿色沉淀生成，说明含有Fe3+和Fe2+存在，故C错误；D．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，故D正确；故答案选D。
【答案】D
【易错警示】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(新制氯水可能氧化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3、考查“铁三角”的转化及应用
例3．铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量，工业上常用于制取绿矾。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是
A． B．
C． D．
【解析】A．高温条件下，Fe和水蒸气反应生成Fe3O4，故A错误；B．点燃条件下，Fe和氯气反应生成氯化铁，故B正确；C．Fe和足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，故C正确；D．Fe和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故D正确；故选A。
【答案】A
【题后归纳】价类二维图在铁及其化合物转化中的应用
(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化；
(2)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。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性。
考点4、考查氢氧化亚铁的制备
例4．实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是
A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开
C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀
D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁
【分析】用右图装置制备氢氧化亚铁，A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集D处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭C，利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。
【解析】A．氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；B．氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排除空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；C．一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；D．本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确；故选：C。
【答案】C
【反思归纳】防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
考点5、考查有关铁及其化合物的计算
例5．向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法不正确的是
A．OA段产生的是NO，BC段产生
B．原混合酸中物质的量浓度为
C．A点溶液中的溶质为和
D．原混合酸中物质的量浓度为
【分析】根据氧化性:： >>，则OA段发生：， AB段发生：，BC段发生：，由此分析：
【解析】A．由上述分析可知，OA段发生，BC段发生：，则OA段产生的是NO，BC段产生，A正确；B．OA段发生， OA段消耗11.2gFe，则，，B正确；C．OA段发生，A点被反应完，则A点溶液中溶质为和，C正确；D．OA段消耗的物质的量为0.2mol，故消耗的物质的量为0.8mol，BC段消耗5.6gFe，，故消耗的物质的量为0.2mol，总共被消耗1mol，则的浓度应该为5mol/L，由于的浓度为1mol/L，故原混合酸中物质的量浓度为，D错误；故选D。
【答案】D
考点6、考查铁及其化合物性质的实验探究
例6．为探究某食品包装袋内的一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于于盐酸中，进行下列实验，其中结论正确的是
A．向溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+，样品完全变质
B．向溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3+样品变质
C．若滴加KSCN溶液未变红色，再滴加氯水变红色，则说明铁样品粉未变质
D．向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，则说明样品完全变质
【解析】A．滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有铁离子，未检验Fe2+，因此不能说明不含Fe2+，故A错误；B．氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，加入KSCN溶液呈红色，不能确定样品是部分变质还是全部变质还是没有变质，故B错误；C．若再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中不含铁离子，再滴加氯水，溶液变红，含有亚铁离子，则说明铁样品粉未变质，故C正确；D．向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，说明溶液中含有铁离子，未检验Fe2+，则不能说明样品完全变质，故D错误；故选：C。
【答案】C
【名师点睛】性质探究性实验方案的设计：主要是从物质的结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质，而后据此设计出合理的实验方案，去探索它所可能具有的性质。设计的基本流程为：根据物质的组成、结构和类型→提出性质猜想→设计实验逐个验证→记录现象和数据→归纳分析→合理推断得出结论。
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铁及其化合物
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的性质及应用，能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件。
2.科学态度与社会责任：利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程，形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。
3.科学探究与创新意识：能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案，并进行实验探究。
【目标导航】
1.了解铁的氧化物性质，铁的氢氧化物的性质和制备，学会运用实验、观察等获取科学事实的基本方法，研究物质的性质。
2.掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法，初步学会运用：分类、比较、分析、归纳、演绎等整理科学事实的基本方法，学习物质的性质。
【重难点精讲】
一、铁的单质
1.存在及位置：
(1)存在：主要以+2、+3的化合物(陨石除外)的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)等。
(2)位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。
2.结构
3.铁的物理性质：银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。
4.铁的化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
(1)与非金属单质的反应
①与O2的反应：
a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
b.点燃：____________。
②与Cl2的反应：____________。
③与S的反应：____________。
④与I2的反应：____________
(2)与水的反应
【思考与讨论】参考答案：
【实验原理】3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【实验现象】加热时试管内铁粉红热，有气体产生，将导气管伸入盛有肥皂液的蒸发皿中吹泡，当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，可听到爆鸣声。
【生成物分析】通常铁与冷水或热水都不反应，但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时，点燃生成的气体，可听到爆鸣声，说明生成了可燃性气体，根据元素守恒，气体应为氢气。从氧化还原角度分析，H0中H化合价由+1降低为0价，H2O作氧化剂；Fe有还原性，在反应中化合价升高，那么，Fe最终生成什么物质呢？经X射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成；还可以用铁棒靠近，若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿，有磁性)。
【结论】常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
【注意事项】
①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。
②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯。
③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的水蒸气。
④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾。
⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止空气倒吸。
⑥干燥管中盛有碱石灰或无水氯化钙，吸收氢气中的水蒸气。
(3)与酸的反应
酸 化学方程式或现象
稀H2SO4 ____________
稀HNO3 Fe不足 ____________
Fe过量 ____________
浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化
(4)与某些盐溶液反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式：____________。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：____________。
【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。
二、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
(1)物理性质和用途
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3
用途 油漆、涂料、油墨、橡胶的红色颜料 做磁性材料，如录音磁带、电讯器材
(2)化学性质
1)稳定性
①FeO：不稳定，易被氧化，6FeO+O22Fe3O4
②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定
2)与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应
①FeO：____________
②Fe3O4：____________
③Fe2O3：____________
3)与氧化性酸(如稀硝酸)发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：____________
②Fe3O4：____________
③Fe2O3：____________
4)与还原性酸(如氢碘酸)发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：____________
②Fe3O4：____________
③Fe2O3：____________
(5)能够被某些还原剂还原
①H2：____________
②CO：____________(高炉炼铁的主反应)
③C____________
④Al：____________(铝热反应)
2.铁的氢氧化物
【实验3-1】
实验装置
实验原理 Fe3+＋3OH-===Fe(OH)3↓；Fe2+＋2OH-===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
实验用品 FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液；试管、长胶头滴管
实验步骤 在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象
实验现象 在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液生成红褐色的Fe(OH)3沉淀。在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，先生成白色絮状沉淀，而后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
实验说明 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧隔绝。②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油，以隔绝空气)。③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下：
(1)物理性质和制备
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 白色固体 红褐色固体
水溶性 难溶于水 难溶于水
制备 Fe3++3OH－Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+ Fe2++2OH－Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3↓
(2)化学性质
1)热不稳定性
①Fe(OH)3：____________
②Fe(OH)2：____________(隔绝空气)
2)与稀盐酸反应
①Fe(OH)3：____________
②Fe(OH)2：____________
3)与稀硝酸反应
①Fe(OH)3：____________
②Fe(OH)2：____________
4)与氢碘酸反应
①Fe(OH)3：____________
②Fe(OH)2：____________
5)被氧气氧化:Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为____________。
(3)二者之间的关系：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，化学方程式为____________。
【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。
②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。
【思考与讨论】参考答案：
空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：
A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
E.常见的制备Fe(OH)2的装置：
说明：①②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中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀(高二选择性必修1中学)。
3．亚铁盐
【实验3-2】
实验装置
实验原理 Fe3+＋3SCN-===Fe(SCN)3
实验用品 FeCl2溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液；试管、胶头滴管。
实验步骤 在2支试管里分别加入少量的FeCl2溶液和FeCl3溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。
实验现象 向FeCl3溶液滴入KSCN溶液，溶液呈现红色；向FeCl2滴入KSCN溶液，溶液无明显变化
实验说明 ①Fe2+的检验方法：碱液法；KSCN+氧化剂法；酸性高锰酸钾法；铁氰化钾法。②Fe3+的检验方法：碱液法；KSCN法；苯酚法。
【实验3-3】
实验装置
实验原理 2Fe3+＋Fe=3Fe2+，2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-，Fe3+＋3SCN-=Fe(SCN)3
实验用品 FeCl3溶液、铁粉、KSCN溶液、氯水；试管、胶头滴管
实验步骤 在盛有2mLFeCl3溶液的试管中，加入过量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水（如图3-10右），又发生了什么变化？
实验现象 在盛有2mLFeCl3溶液的试管中，加入过量铁粉，振荡试管并静置后，黄色溶液变为浅绿色，滴入几滴KSCN溶液后无明显变化，在上层清液中再滴入几滴氯水时，溶液又迅速出现红色。
实验说明 从元素价态的角度对Fe3+、Fe2+性质进行预测：Fe3+中铁元素为+3价，有得电子、价态降低的可能，推测其具有氧化性；Fe2+中铁元素为+2价，有失去电子、价态升高的可能，推测其具有还原性。在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，振荡试管并静置后，黄色溶液变为浅绿色，说明三价铁具有氧化性，与铁粉发生了氧化还原反应：2Fe3++Fe=3Fe2+;滴入KSCN溶液后无明显变化，进一步说明溶液中不存在F3+(已被完全还原为Fe2+)。在上层清液中再滴入几滴氯水时，溶液又迅速出现红色，说明又生成了三价铁，发生的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,证实了Fe2+具有还原性。
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。
1）弱氧化性
（1）Mg、Al、Zn与亚铁盐溶液发生置换反应
①Fe2++ZnFe+Zn2+
②Fe2++MgFe+Mg2+
③3Fe2++3Al3Fe+2Al3+
（2）K、Ca、Na与亚铁盐溶液反应
①先与水反应：____________
②碱与亚铁盐反应：____________
2）强还原性
（1）能够被Cl2、Br2氧化
①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：____________
②Br2：____________
（2）能够被O2氧化
①反应：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓
②保存：密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+
（3）能够被酸性的H2O2氧化
①反应：____________
②应用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法
（4）与酸性条件下的MnO4－、NO3－、ClO－等离子不能大量共存
①酸性MnO4－：____________
②酸性NO3－：____________
③酸性ClO－：____________
（5）还原性：I－＞Fe2+＞Br－
①向FeBr2溶液通入Cl2，先氧化Fe2+，后氧化Br－
②向FeI2溶液通入Cl2，先氧化I－，后氧化Fe2+
3）与碱溶液反应
①烧碱：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
②氨水：____________
4．铁盐的性质及应用
含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。铁盐作为盐，具有盐的通性，能与碱反应，Fe3+还能与SCN－、CN－、F－发生络合反应。
1）与碱溶液反应
（1）烧碱：Fe3++3OH－Fe（OH）3↓
（2）氨水：____________
2）与KSCN溶液反应
（1）反应：____________
（2）现象：产生血红色溶液
（3）应用：检验Fe3+的最佳方法
3）强氧化性
（1）与Fe反应
①反应：2Fe3++Fe3Fe2+
②应用：除去Fe2+中的Fe3+
（2）与Cu反应
①反应：____________
②应用：电子工业上腐蚀铜印刷电路板
（3）Mg、Al、Zn等活泼金属
①少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+
②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+
（4）与KI溶液反应
①反应：____________（FeI3不存在的原因）
②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀
（5）与H2S反应
①反应：____________
②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色，产生黄色沉淀
（6）与SO2反应
①反应：____________
②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色
5.铁离子和亚铁离子的检验
1）Fe3+的检验
（1）KSCN法：试液血红色溶液（最佳方法）；
（2）碱液法：试液产生红褐色沉淀；
2）Fe2+的检验
（1）KSCN+氧化剂法：试液无现象血红色溶液
（2）碱液法：溶液先产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
（3）铁氰化钾K3[Fe(CN)6]法：①反应：____________。②现象：产生蓝色沉淀；
（4）酸性高锰酸钾法：①反应：____________。②现象：使酸性高锰酸钾溶液褪色。
3）混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验
a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋
b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
②Fe2＋的检验
a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋
b.溴水褪色，说明含有Fe2＋
c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋
【特别提醒】检验FeCl3溶液中是否含FeCl2溶液，不能用酸性高锰酸钾溶液，因为Cl－也能使其褪色，应该用铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液。
6.铁及其化合物之间的转化关系
1）铁及其化合物的“价—类”二维图
2）铁及其化合物之间的主要转化关系
说明：1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化；①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
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。
【思考与讨论】参考答案：
（1）金属单质Fe化合价为0价，处于铁元素的最低价态，因此，单质Fe作还原剂；Fe2(S04)3中铁元素为+3价，为铁的较高价态，有得电子、价态降低的可能，可作氧化剂；FeSO4中铁元素为+2价，处于铁元素的中间价态，即可以被氧化为+3价的铁离子，又可以被还原为0价铁，因此FeSO4既可以作氧化剂又可以作还原剂。
化学方程式：
Fe作还原剂：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
离子方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe2(SO4)3作氧化剂：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4
离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+
FeSO4作还原剂：6FeSO4+3Cl2=2FeCl3+2Fe2(SO4)3
离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
FeSO4作氧化剂：Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
离子方程式：Fe2++Zn=Fe+Zn2+
（2）
4）从化合价的角度理解“铁三角”
（1）Fe单质中铁元素化合价为0价，仅具有还原性
Fe+Cu2+Fe2++Cu；Fe+2H+H2↑+Fe2+；2Fe+3Cl22FeCl3；3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
（2）Fe2+化合价可以升高到+3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。
Fe2++ZnFe+Zn2+；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－；5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
（3）Fe（OH）2具有还原性，能被氧化为Fe（OH）3
4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3
（4）Fe2O3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（5）Fe3+是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为+2或0价，具有氧化性。
2Fe3++Zn（少量）2Fe2++Zn2+；2Fe3++3Zn（过量）2Fe+3Zn2+；2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
【探究——利用覆铜板制作图案】
【实验现象】没有被油性笔颜料覆盖部分，表面的铜被反应掉，露出覆铜板底色；被油性笔颜料覆盖部分的铜没有参加反应，依然为亮红色。覆铜板上可清楚看出所画图案。
【实验说明】本实验应用了FeCl3可作氧化剂，具有氧化性的知识。将预先设计好的图案用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被反应。铜为金属元素单质，可作还原剂，具有还原性，FeCl3可以与覆铜板上不需要的铜发生氧化还原反应，生成易溶于水的CuCl2:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。反应完成后，未被保护的覆铜板部分露出底色，并产生凹痕，将覆盖在图案上的物料清洗干净后，设计好的图案即凸显出来。
【思考与讨论】
（1）实验中FeCl3作氧化剂，Fe3+化合价降低，得到电子；Cu作为金属单质，在反应中失去电子，作还原剂，发生的反应是：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
（2）使用后的“腐蚀液”含有大量CuC12、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪贵可从该腐蚀液中回收铜，并将铁的化合物金部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用。从铜电路板腐蚀废液中回收铜和氯化铁流程：
【典题精练】
考点1、考查铁及其化合物的性质与应用
例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，正确的是
A．赤铁矿的主要成分是
B．溶液可用来腐蚀电路板
C．除去溶液中的杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe与KSCN产生血红色沉淀
考点2、考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验
例2．铁盐与亚铁盐在生产生活中具有广泛的用途。证明某溶液只含有 Fe2+而不含 Fe3+的实验方法是
A．只需滴加 KSCN
B．先滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液后显红色
C．滴加NaOH 溶液，马上有灰绿色沉淀生成
D．溶液先滴加KSCN 溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
考点3、考查“铁三角”的转化及应用
例3．铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量，工业上常用于制取绿矾。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是
A． B．
C． D．
考点4、考查氢氧化亚铁的制备
例4．实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是
A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开
C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀
D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁
考点5、考查有关铁及其化合物的计算
例5．向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法不正确的是
A．OA段产生的是NO，BC段产生
B．原混合酸中物质的量浓度为
C．A点溶液中的溶质为和
D．原混合酸中物质的量浓度为
考点6、考查铁及其化合物性质的实验探究
例6．为探究某食品包装袋内的一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于于盐酸中，进行下列实验，其中结论正确的是
A．向溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+，样品完全变质
B．向溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3+样品变质
C．若滴加KSCN溶液未变红色，再滴加氯水变红色，则说明铁样品粉未变质
D．向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，则说明样品完全变质
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