化学 必修 第二册(苏教)
第二单元 探究铁及其化合物的转化
1．能依据金属及其化合物的性质提出物质间的转化思路，会书写相关化学反应方程式。2．能从多个方面对可能的转化路径进行优选。3．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。4．掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法及Fe(OH)2的制备方法。
一、反应的合理选择
1．FeCl3制备路径的合理选择
(1)铁元素的常见价态有 ，在相同价态铁元素化合物之间相互转化，通过 即可实现；在不同价态铁元素化合物之间相互转化，则需通过 才能实现。
(2)以铁屑为原料制备FeCl3的路径
制备路径 相关原理及化学方程式
路径1 Fe→FeCl3 铁在氯气中点燃，经冷凝后得到固体三氯化铁：
路径2 Fe→FeCl2→FeCl3 先用盐酸溶解铁，得到FeCl2，再用Cl2将FeCl2氧化为FeCl3，分离提纯后得到产物： 、
路径3 Fe→Fe2O3→FeCl3 在一定条件下用空气将铁氧化成氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯后得到产物：4Fe＋3O22Fe2O3、
(3)实际制备物质时，必须根据反应 、反应 、反应 、产物要求、反应装置、 、生产 等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。
2．Fe3＋检验方法的合理选择
(1)沉淀法
①试剂： ；
②现象： ；
③离子反应： ；
④不足之处：用碱量较多，容易受到干扰，反应的灵敏性和精确性不高。
(2)显色法
①试剂： ；
②现象： ；
③离子反应： 。
④优点：灵敏度高，现象明显。
3．铁及其化合物的性质实验
实验序号 实验步骤 实验现象 结论(用离子方程式表示)
实验1 取两支试管分别编号为A、B，向A试管中加入3 mL 0．1 mol·L－1 FeCl3溶液，向B试管中加入3 mL 0．1 mol·L－1 FeCl2溶液；然后向两支试管中各滴加2滴硫氰化钾溶液，观察实验现象 A试管中溶液变为血红色，B试管中没有明显现象
实验2 向实验1的A试管中加入过量铁粉，观察实验现象 血红色消失
实验3 向实验1的B试管中加入少量新制氯水，观察实验现象 溶液变为血红色
实验4 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上溶液冲到小烧杯中 铜片上留下“＋”的痕迹，小烧杯中溶液变为蓝色
4．Fe3＋和Fe2＋的转化
(1)Fe2＋容易被氧化剂氧化为Fe3＋，如与H2O2反应的离子方程式为 。
(2)Fe3＋能够被还原剂还原为Fe2＋，如Fe3＋被Fe、Cu还原为Fe2＋。
二、反应条件的控制(以亚铁盐与NaOH溶液反应为例)
(1)实验操作：向FeSO4溶液中加入NaOH溶液。
(2)实验现象：产生 沉淀并迅速变成 ，最后变成 。
(3)有关反应
①
②
(4)实验结论
①Fe2＋与OH－反应生成白色的 ；
②Fe(OH)2极易被空气中的 氧化，在制备过程中应采取措施防止反应混合物与氧化剂接触。
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性。( )
(2)实验室配制FeSO4溶液时，常在溶液中加入少量铁粉。( )
(3)氯化亚铁不可能由化合反应生成。( )
(4)Fe3＋、Cu2＋、H＋、Fe2＋四种离子中氧化能力最强的是Fe3＋。( )
(5)常温下，Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－能在无色透明的溶液中大量共存。( )
(6)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，产生红色沉淀。( )
(7)向某溶液中滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，则原溶液中有Fe2＋。( )
某同学为了检验家中的一瓶补铁药(主要成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，并结合已学的知识设计了如下实验： 将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在另一支试管中滴入KSCN溶液。 [问题探究] 1．若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变血红，可以得出什么结论？ 提示：根据实验现象分析，酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有Fe2＋；滴入KSCN溶液后不变 血红，说明没有Fe3＋，从而确定补铁药没有被氧化变质。 2．若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色，滴入KSCN溶液后变血红，可以得出什么结论？ 提示：根据实验现象分析，酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明没有Fe2＋；滴入KSCN溶液后变血红，说明有Fe3＋，从而确定补铁药完全被氧化。 3．若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后变血红，可以得出什么结论？ 提示：根据实验现象分析，酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有Fe2＋；滴入KSCN溶液后变血红，说明有Fe3＋，从而确定补铁药部分被氧化。
知识点一 Fe2＋、Fe3＋的检验
一、单一溶液中检验Fe2＋、Fe3＋的方法
1．溶液颜色
(1)含有Fe2＋的溶液显浅绿色。
(2)含有Fe3＋的溶液显棕黄色。
2．用KSCN溶液和氯水
(1)流程
(2)有关反应
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
3．用NaOH溶液
(1)流程
(2)有关反应
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色絮状沉淀)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
4．用KMnO4(H＋)溶液
(1)流程
(2)有关反应
5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
二、Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。
1．下列试剂可用于检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有Fe2＋的是( )
A．NaOH溶液 B．KSCN溶液
C．酸性KMnO4溶液 D．氯水
2．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
知识点二 铁及其化合物的相互转化
1．铁的氧化物和氢氧化物
(1)铁的氧化物
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 不溶于水 不溶于水 不溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
稳定性 不稳定，在空气中受热迅速被氧化成Fe3O4 稳定 稳定
与盐酸反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
(2)铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性 不稳定 常温下稳定，加热分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋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迅速被氧气氧化成Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2．Fe、Fe2＋、Fe3＋间的相互转化关系
(1)图示
(2)转化示例
①FeFe2＋
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Al＋3Fe2＋===2Al3＋＋3Fe
②FeFe3＋
2Fe＋3Cl22FeCl3
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
③Fe2＋Fe3＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
[注意] (1)常温下，Fe在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，因此常温下能用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。
(2)①Fe在O2中燃烧以及与H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
②Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
③Fe与S反应时只能生成FeS。
3．“铁三角”转化关系的应用
(1)判断离子共存
①Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、NO(H＋)等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。
(2)分离与提纯
主要物质 杂质 除杂试剂和方法
Fe3＋ Fe2＋ 加入H2O2
Fe2＋ Fe3＋ 加入过量Fe粉，过滤
Fe2＋ Cu2＋ 加入过量Fe粉，过滤
3．为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用( )
A．烧碱溶液 B．浓氨水
C．镁粉 D．铁粉
4．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。如图为铁元素的价—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(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO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
知识点三 Fe(OH)2的制备
1．氢氧化亚铁的制备
(1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；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。
2．常用方法
(1)有机层隔离法
①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因此可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。
(2)还原性气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了Fe(OH)2不被氧化，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，胶头滴管尖嘴部分不能伸到试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
6．某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1)仪器1的名称：________。装置5的作用：______________________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中：________________________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：______________________。
本课总结
自我反思：
随堂提升
1．下列物质中，在一定条件下能将铁元素从0价转变为＋3价的是( )
A．氯气 B．盐酸
C．硫酸铜溶液 D．稀硫酸
2．在下列溶液中加入KSCN溶液，溶液不会显血红色的是( )
A．加入足量铁粉后的Fe2(SO4)3溶液
B．Fe在Cl2中燃烧所得产物的水溶液
C．长期暴露在空气中的绿矾溶液
D．加入氯水后的FeSO4溶液
3．在FeCl3和CuCl2混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋
4．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．④ B．③
C．③④ D．①②③④⑤
5．为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。
(1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A________，B________。
(2)写出上述过程中有关反应的化学方程式：
Fe2O3→A：______________________________；A→B：__________________。
(3)B→C可看到的现象是__________________________________________________。
(4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为________效应。
课时分层练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 铁的化合物的性质 铁的性质 Fe2＋、Fe3＋的鉴别 Fe(OH)2的制备实验 Fe及其化合物的相互转化 Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化及相关计算 Fe及其化合物的相互转化
题号 9 10 11 12 13 14
难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 Fe3＋氧化性的应用 Fe及其化合物的相互转化及相关计算 Fe2＋、Fe3＋的性质及转化 Fe及其化合物性质的应用及相关计算 铁、铝及其化合物的相互转化及性质的应用 铁及其化合物氧化性或还原性的探究
[学习·理解]
1．下列物质能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且能使Fe元素由0价变为＋3价的是( )
A．氢气 B．氯气
C．浓盐酸 D．稀硫酸
2．在FeSO4溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，过滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．Fe B．FeO
C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
3．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是( )
A．稀硫酸 B．CuSO4溶液
C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液
4．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( )
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
5．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色
6．用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污
B．通入N2是为了防止空气中的O2氧化Fe2＋
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1
7．500 mL某溶液中含有0．1 mol Fe2＋、0．2 mol Fe3＋，加入0．2 mol铁粉，待Fe3＋反应完全后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A．0．4 mol·L－1 B．0．6 mol·L－1
C．0．8 mol·L－1 D．1．0 mol·L－1
8．(1)下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是________(填字母，下同)。
a．金红石(TiO2) b．赤铁矿(Fe2O3)
c．辉铜矿(Cu2S)
(2)实现Fe转化为Fe2＋可选用足量的________。
a．稀盐酸 b．氢氧化钠溶液
c．稀硫酸
(3)在点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应，该反应的化学方程式为_____________________。
[应用·实践]
9．实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．FeCl3溶液腐蚀铜板的原理为Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋
B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
10．铁和氧化铁的混合物共a mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到b mol氢气，且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显血红色，则原混合物中单质铁的物质的量为( )
A．(a＋b) mol B．(a－b) mol
C．(a－b) mol D．(a＋b) mol
11．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( )
A．Fe3＋ B．Mg2＋
C．Fe2＋ D．Al3＋
12．某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同，且SO的物质的量浓度为6 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为( )
A．5．6 g B．11．2 g
C．22．4 g D．33．6 g
13．A～J分别表示中学化学中常见的物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应物、生成物没有列出)：
已知：A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种金属元素；固体化合物G电解后只生成H、I两种单质。
(1)写出下列物质的化学式：
E________，F________，J________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(3)写出“CD”的离子方程式(各写一个)：
C→D：____________________________；
D→C：____________________________。
[创新·提高]
14．某同学欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性。
(1)实验前该同学预测：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是__________________________________。
(2)该同学欲用实验证明他的预测。实验室提供的试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0．1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①对于证明Fe2＋具有氧化性，该同学认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为____________。
②若该同学计划在0．1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应是__________________________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为________色。
③实验中，该同学发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选________滴入该同学所得的混合液中，并通过溶液出现________色的现象，证明该同学的观点和实验方案都是正确的。
(3)该同学分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？
①请你为该同学梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成________(填化学符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成________。
②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室中的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是____________。
15化学 必修 第二册(苏教)
第二单元 探究铁及其化合物的转化
1．能依据金属及其化合物的性质提出物质间的转化思路，会书写相关化学反应方程式。2．能从多个方面对可能的转化路径进行优选。3．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。4．掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法及Fe(OH)2的制备方法。
一、反应的合理选择
1．FeCl3制备路径的合理选择
(1)铁元素的常见价态有＋2、＋3价，在相同价态铁元素化合物之间相互转化，通过非氧化还原反应即可实现；在不同价态铁元素化合物之间相互转化，则需通过氧化还原反应才能实现。
(2)以铁屑为原料制备FeCl3的路径
制备路径 相关原理及化学方程式
路径1 Fe→FeCl3 铁在氯气中点燃，经冷凝后得到固体三氯化铁：2Fe＋3Cl22FeCl3
路径2 Fe→FeCl2→FeCl3 先用盐酸溶解铁，得到FeCl2，再用Cl2将FeCl2氧化为FeCl3，分离提纯后得到产物：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
路径3 Fe→Fe2O3→FeCl3 在一定条件下用空气将铁氧化成氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯后得到产物：4Fe＋3O22Fe2O3、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
(3)实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。
2．Fe3＋检验方法的合理选择
(1)沉淀法
①试剂：NaOH溶液；
②现象：生成红褐色沉淀；
③离子反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓；
④不足之处：用碱量较多，容易受到干扰，反应的灵敏性和精确性不高。
(2)显色法
①试剂：KSCN溶液；
②现象：溶液变血红色；
③离子反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
④优点：灵敏度高，现象明显。
3．铁及其化合物的性质实验
实验序号 实验步骤 实验现象 结论(用离子方程式表示)
实验1 取两支试管分别编号为A、B，向A试管中加入3 mL 0．1 mol·L－1 FeCl3溶液，向B试管中加入3 mL 0．1 mol·L－1 FeCl2溶液；然后向两支试管中各滴加2滴硫氰化钾溶液，观察实验现象 A试管中溶液变为血红色，B试管中没有明显现象 Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3
实验2 向实验1的A试管中加入过量铁粉，观察实验现象 血红色消失 ===3Fe2＋
实验3 向实验1的B试管中加入少量新制氯水，观察实验现象 溶液变为血红色 2Fe2＋＋＋2Cl－、===Fe(SCN)3
实验4 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上溶液冲到小烧杯中 铜片上留下“＋”的痕迹，小烧杯中溶液变为蓝色 2Fe3＋＋＋Cu2＋
4．Fe3＋和Fe2＋的转化
(1)Fe2＋容易被氧化剂氧化为Fe3＋，如与H2O2反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)Fe3＋能够被还原剂还原为Fe2＋，如Fe3＋被Fe、Cu还原为Fe2＋。
二、反应条件的控制(以亚铁盐与NaOH溶液反应为例)
(1)实验操作：向FeSO4溶液中加入NaOH溶液。
(2)实验现象：产生白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
(3)有关反应
①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)实验结论
①Fe2＋与OH－反应生成白色的Fe(OH)2；
②Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，在制备过程中应采取措施防止反应混合物与氧化剂接触。
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性。( )
(2)实验室配制FeSO4溶液时，常在溶液中加入少量铁粉。( )
(3)氯化亚铁不可能由化合反应生成。( )
(4)Fe3＋、Cu2＋、H＋、Fe2＋四种离子中氧化能力最强的是Fe3＋。( )
(5)常温下，Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－能在无色透明的溶液中大量共存。( )
(6)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，产生红色沉淀。( )
(7)向某溶液中滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，则原溶液中有Fe2＋。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×
某同学为了检验家中的一瓶补铁药(主要成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，并结合已学的知识设计了如下实验： 将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在另一支试管中滴入KSCN溶液。 [问题探究] 1．若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变血红，可以得出什么结论？ 提示：根据实验现象分析，酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有Fe2＋；滴入KSCN溶液后不变 血红，说明没有Fe3＋，从而确定补铁药没有被氧化变质。 2．若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色，滴入KSCN溶液后变血红，可以得出什么结论？ 提示：根据实验现象分析，酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明没有Fe2＋；滴入KSCN溶液后变血红，说明有Fe3＋，从而确定补铁药完全被氧化。 3．若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后变血红，可以得出什么结论？ 提示：根据实验现象分析，酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有Fe2＋；滴入KSCN溶液后变血红，说明有Fe3＋，从而确定补铁药部分被氧化。
知识点一 Fe2＋、Fe3＋的检验
一、单一溶液中检验Fe2＋、Fe3＋的方法
1．溶液颜色
(1)含有Fe2＋的溶液显浅绿色。
(2)含有Fe3＋的溶液显棕黄色。
2．用KSCN溶液和氯水
(1)流程
(2)有关反应
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
3．用NaOH溶液
(1)流程
(2)有关反应
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色絮状沉淀)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
4．用KMnO4(H＋)溶液
(1)流程
(2)有关反应
5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
二、Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。
1．下列试剂可用于检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有Fe2＋的是( )
A．NaOH溶液 B．KSCN溶液
C．酸性KMnO4溶液 D．氯水
答案：C
解析：加NaOH溶液时，若有Fe2＋存在而生成Fe(OH)2，会被生成的Fe(OH)3的红褐色掩盖；加KSCN溶液可检验Fe3＋无法检验Fe2＋；加入氯水无明显现象。
2．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案：C
解析：Fe3＋与SCN－反应生成血红色Fe(SCN)3，该现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋的存在，A不合理；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，同样溶液变血红色，所以不能确定原溶液是否含有Fe2＋，B不合理；Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现题述现象，D不合理。
知识点二 铁及其化合物的相互转化
1．铁的氧化物和氢氧化物
(1)铁的氧化物
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 不溶于水 不溶于水 不溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
稳定性 不稳定，在空气中受热迅速被氧化成Fe3O4 稳定 稳定
与盐酸反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
(2)铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性 不稳定 常温下稳定，加热分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋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迅速被氧气氧化成Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2．Fe、Fe2＋、Fe3＋间的相互转化关系
(1)图示
(2)转化示例
①FeFe2＋
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Al＋3Fe2＋===2Al3＋＋3Fe
②FeFe3＋
2Fe＋3Cl22FeCl3
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
③Fe2＋Fe3＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
[注意] (1)常温下，Fe在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，因此常温下能用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。
(2)①Fe在O2中燃烧以及与H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
②Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
③Fe与S反应时只能生成FeS。
3．“铁三角”转化关系的应用
(1)判断离子共存
①Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、NO(H＋)等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。
(2)分离与提纯
主要物质 杂质 除杂试剂和方法
Fe3＋ Fe2＋ 加入H2O2
Fe2＋ Fe3＋ 加入过量Fe粉，过滤
Fe2＋ Cu2＋ 加入过量Fe粉，过滤
3．为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用( )
A．烧碱溶液 B．浓氨水
C．镁粉 D．铁粉
答案：D
解析：除去杂质时不能引入新的杂质，只能用铁粉，将Fe3＋还原为Fe2＋，同时将Cu2＋还原为Cu。
4．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。如图为铁元素的价—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(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO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
答案：D
解析：铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，A错误；灼烧Fe(OH)3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(FeO)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。
知识点三 Fe(OH)2的制备
1．氢氧化亚铁的制备
(1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；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。
2．常用方法
(1)有机层隔离法
①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因此可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。
(2)还原性气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了Fe(OH)2不被氧化，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，胶头滴管尖嘴部分不能伸到试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
答案：C
解析：Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，故要得到Fe(OH)2白色沉淀，就要与空气或氧气隔绝。C项中胶头滴管尖嘴部分不伸到试管内，则滴加溶液时会溶解少量氧气。
6．某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1)仪器1的名称：________。装置5的作用：______________________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中：________________________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：______________________。
答案：(1)分液漏斗 液封，防止空气进入装置4
(2)在装置2、3之间添加控制开关
(3)装置4内的空气没有排尽
本课总结
自我反思：
随堂提升
1．下列物质中，在一定条件下能将铁元素从0价转变为＋3价的是( )
A．氯气 B．盐酸
C．硫酸铜溶液 D．稀硫酸
答案：A
2．在下列溶液中加入KSCN溶液，溶液不会显血红色的是( )
A．加入足量铁粉后的Fe2(SO4)3溶液
B．Fe在Cl2中燃烧所得产物的水溶液
C．长期暴露在空气中的绿矾溶液
D．加入氯水后的FeSO4溶液
答案：A
3．在FeCl3和CuCl2混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋
答案：A
解析：氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入过量铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，则溶液中金属离子是Fe2＋。
4．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．④ B．③
C．③④ D．①②③④⑤
答案：C
解析：①Fe3＋Fe2＋(溶液由棕黄色变为浅绿色)；②Fe3＋Fe(SCN)3(溶液呈血红色)；③Fe3＋与Cu2＋不反应，实验方案及现象均错误；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关，实验方案错误；⑤Fe3＋Fe(OH)3(红褐色沉淀)。
5．为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。
(1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A________，B________。
(2)写出上述过程中有关反应的化学方程式：
Fe2O3→A：______________________________；A→B：__________________。
(3)B→C可看到的现象是__________________________________________________。
(4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为________效应。
答案：(1)血红色 浅绿色
(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O Fe＋2FeCl3===3FeCl2
(3)先生成白色絮状沉淀，然后逐步变为灰绿色，最终变成红褐色 (4)Fe(OH)3 丁达尔
课时分层练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 铁的化合物的性质 铁的性质 Fe2＋、Fe3＋的鉴别 Fe(OH)2的制备实验 Fe及其化合物的相互转化 Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化及相关计算 Fe及其化合物的相互转化
题号 9 10 11 12 13 14
难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 Fe3＋氧化性的应用 Fe及其化合物的相互转化及相关计算 Fe2＋、Fe3＋的性质及转化 Fe及其化合物性质的应用及相关计算 铁、铝及其化合物的相互转化及性质的应用 铁及其化合物氧化性或还原性的探究
[学习·理解]
1．下列物质能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且能使Fe元素由0价变为＋3价的是( )
A．氢气 B．氯气
C．浓盐酸 D．稀硫酸
答案：B
2．在FeSO4溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，过滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．Fe B．FeO
C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
答案：D
3．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是( )
A．稀硫酸 B．CuSO4溶液
C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液
答案：C
解析：铁与稀硫酸反应有氢气生成，溶液质量增加；铁与CuSO4溶液反应置换出铜，与AgNO3溶液反应置换出银，都使溶液质量减轻。
4．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( )
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
答案：B
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。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
5．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色
答案：B
解析：B中盛有一定量的NaOH溶液，A中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，关闭E时，A中的H2将FeSO4溶液压入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2白色沉淀，A、C正确；实验开始时应先将活塞E打开，用氢气排尽装置中的空气，B错误。
6．用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污
B．通入N2是为了防止空气中的O2氧化Fe2＋
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1
答案：D
解析：Na2CO3溶液显碱性，油污(油脂)在碱性溶液中发生水解，用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污，A正确；Fe2＋容易被O2氧化，所以通入N2的目的是防止空气中的O2氧化Fe2＋，B正确；利用H2O2的氧化性，把部分Fe2＋氧化成Fe3＋，C正确；Fe3O4中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为1∶2，即溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2，D错误。
7．500 mL某溶液中含有0．1 mol Fe2＋、0．2 mol Fe3＋，加入0．2 mol铁粉，待Fe3＋反应完全后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A．0．4 mol·L－1 B．0．6 mol·L－1
C．0．8 mol·L－1 D．1．0 mol·L－1
答案：C
解析：由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，0．2 mol Fe3＋与0．1 mol铁粉反应生成0．3 mol Fe2＋，则所得溶液中Fe2＋的物质的量为0．4 mol，c(Fe2＋)＝＝0．8 mol·L－1。
8．(1)下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是________(填字母，下同)。
a．金红石(TiO2) b．赤铁矿(Fe2O3)
c．辉铜矿(Cu2S)
(2)实现Fe转化为Fe2＋可选用足量的________。
a．稀盐酸 b．氢氧化钠溶液
c．稀硫酸
(3)在点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应，该反应的化学方程式为_____________________。
答案：(1)b (2)ac (3)2Fe＋3Cl22FeCl3
[应用·实践]
9．实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．FeCl3溶液腐蚀铜板的原理为Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋
B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
答案：D
解析：从浸出液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧化FeCl2产生FeCl3。FeCl3溶液腐蚀铜板的原理为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，故A错误；据分析可知，滤渣中含Fe、Cu，故B错误；氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变血红色，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；溶液a为FeCl3，可用于处理覆铜板，故D正确。
10．铁和氧化铁的混合物共a mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到b mol氢气，且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显血红色，则原混合物中单质铁的物质的量为( )
A．(a＋b) mol B．(a－b) mol
C．(a－b) mol D．(a＋b) mol
答案：A
解析：与H＋反应生成H2的铁的物质的量等于氢气的物质的量，即n(Fe)＝n(H2)＝b mol；其余的铁则和Fe3＋反应生成Fe2＋，参加该反应的铁的物质的量为(a－b) mol，故原混合物中含铁b mol＋(a－b) mol＝(a＋b) mol。
11．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( )
A．Fe3＋ B．Mg2＋
C．Fe2＋ D．Al3＋
答案：C
解析：四种离子的变化：Fe3＋→Fe(OH)3→Fe3＋；Mg2＋→Mg(OH)2→Mg2＋；Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3＋；Al3＋→AlO→Al3＋。
12．某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同，且SO的物质的量浓度为6 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为( )
A．5．6 g B．11．2 g
C．22．4 g D．33．6 g
答案：C
解析：设阳离子浓度为x，根据电荷守恒：2x＋3x＋x＝6 mol·L－1×2，解得x＝2 mol·L－1，该混合溶液中H＋、Cu2＋、Fe3＋均能与Fe发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，所以溶解Fe的物质的量为＋＋2 mol·L－1×0．1 L＝0．4 mol，m(Fe)＝0．4 mol×56 g·mol－1＝22．4 g。
13．A～J分别表示中学化学中常见的物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应物、生成物没有列出)：
已知：A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种金属元素；固体化合物G电解后只生成H、I两种单质。
(1)写出下列物质的化学式：
E________，F________，J________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(3)写出“CD”的离子方程式(各写一个)：
C→D：____________________________；
D→C：____________________________。
答案：(1)Fe(OH)2 Fe(OH)3 NaAlO2
(2)①3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3
②Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
③2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(合理即可)
解析：本题可以从E、F间的转化关系和G的性质(反应)上找解题突破口。因E、F为C、D与碱反应的产物，且E在空气中能转化为F，结合学过的Fe(OH)2到Fe(OH)3的转化，推测E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3。又因A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种金属元素，故C为FeCl2，D为FeCl3。B中含铁元素，且B中既有Fe2＋又有Fe3＋，所以B为Fe3O4，A为Fe。G能与NaOH溶液反应，能电解，且电解产物之一能与Fe3O4反应置换出Fe，结合所学的铝热反应可知I为Al，G为Al2O3。
[创新·提高]
14．某同学欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性。
(1)实验前该同学预测：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是__________________________________。
(2)该同学欲用实验证明他的预测。实验室提供的试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0．1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①对于证明Fe2＋具有氧化性，该同学认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为____________。
②若该同学计划在0．1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应是__________________________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为________色。
③实验中，该同学发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选________滴入该同学所得的混合液中，并通过溶液出现________色的现象，证明该同学的观点和实验方案都是正确的。
(3)该同学分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？
①请你为该同学梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成________(填化学符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成________。
②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室中的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是____________。
答案：(1)Fe2＋中铁元素的化合价处于中间价态，既可以升高也可以降低
(2)①Zn>Fe>Cu ②Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 棕黄 ③KSCN溶液 血红
(3)①Fe Fe3＋ ②加入适量铁粉
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