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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁盐和亚铁盐
学习任务二 铁盐、亚铁盐的性质与转化
自主学习 认知形成
Fe3＋、Fe2＋的相互转化[实验3—3]
浅绿
红
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
氧化性
还原性
【微提醒】 (1)Fe3＋处于铁的最高价态，一般只表现氧化性，能被常见还原剂：金属单质(钾钙钠除外)、I－、S2－等还原。
(1)Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中可能发生哪些化学反应？写出反应离子方程式。
提示：可能发生以下三个反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)能将Fe氧化为＋3价的氧化剂一定条件下也能氧化Fe2＋吗？
提示：能 如Cl2能将Fe氧化为＋3价，也能将Fe2＋氧化为＋3价。
1．正误判断
(1)除去FeCl3溶液中的Fe2＋，可通入适量Cl2。( )
提示：发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－将Fe2＋转化除去。
(2)在氧化还原反应中，金属阳离子一定表现氧化性。( )
提示：Fe2＋在氧化还原反应中既可以表现氧化性，也可以表现还原性。
√
×
2．(2024·福建厦门高一厦门市期中)下列各组物质反应后，滴入KSCN溶液，显红色的是( )
①Fe＋稀HCl ②FeCl2溶液＋Cl2 ③Fe＋CuSO4溶液 ④Fe2O3＋稀H2SO4
A．①② B．②④
C．①④ D．③④
【解析】 ①Fe和稀HCl反应生成FeCl2，滴入KSCN溶液不显红色；②FeCl2溶液和Cl2反应生成FeCl3，滴入KSCN溶液显红色；③Fe和CuSO4溶液反应生成FeSO4和Cu，滴入KSCN溶液不显红色；④Fe2O3和稀H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和水，滴入KSCN溶液显红色；B正确。故选B。
互动探究 能力提升
●情境创设
覆铜箔层压板，简称覆铜板，主要用于加工制造印制电路板。FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl—FeCl3)，根据工业制电路板原理在覆铜板上制作图案(如图所示)。
●问题探究
问题1.请写出发生的反应离子方程式，指出反应的氧化剂、还原剂。
提示：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 氧化剂是FeCl3(或Fe3＋)，还原剂是Cu。
问题2.腐蚀结束后，废腐蚀液中主要含有哪些金属阳离子？
提示：废腐蚀液中含有的金属阳离子有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。
问题3.某同学欲从以上废腐蚀液中分离出铜，并实现FeCl3溶液再生，设计如下方案：
(1)试剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和操作Ⅰ、Ⅱ分别是什么？
(2)试写出以上流程中有铁元素参与的反应的离子方程式。
提示：(1)试剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为铁粉、Cl2(或H2O2等)、稀盐酸，操作Ⅰ、Ⅱ为过滤。
(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑。
●要点归纳
Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互转化——“铁三角”
(2023·长沙高一质检)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu
B．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液发生反应：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag
题点1
铁盐、亚铁盐的性质
●题点例练
【解析】 A中正确的离子反应方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；C中正确的离子反应方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；D中Zn、Cu均能与AgNO3发生置换反应生成Ag，则不能比较Zn、Cu的金属活动性，D错误。故选B。
1.(2024·辽宁省沈阳市五校协作体高一期末)下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法正确的有几个( )
①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变 ②将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 ③向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色 ④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体 ⑤向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉的离子方程式：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋ ⑥Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
A．2 B．3
C．4 D．5
【解析】 向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液不再存在Fe3＋，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，①正确；氯气具有强氧化性，能氧化Fe2＋生成Fe3＋，Fe3＋能氧化Fe生成亚铁离子，涉及的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，从而除去氯气，②正确；FeCl2溶液中不存在Fe3＋，加入NH4SCN溶液不变红，③错误；将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀，④错误；选项所给离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，⑤错误；酸性环境中H2O2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，⑥正确。故选B。
要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可行的方法是( )
利用Fe2＋与Fe3＋的相互转化
A．滴入KSCN溶液 B．通入氯气
C．加入适量铜粉并过滤 D．加入适量铁粉并过滤
【解析】 KSCN溶液只能检验Fe3＋的存在，A错误；通入氯气将FeCl2氧化为FeCl3，B错误；加入铜粉发生反应：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，引入新杂质Cu2＋，C错误；加入铁粉发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，过滤除去剩余铁粉，得到纯净的FeCl2溶液，D正确。故选D。
题点2
Fe2＋、Fe3＋的检验与除杂
思维建模 》 含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质)
(1)FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。
(2)FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
(3)FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是( )
A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含有Cu2＋和Fe3＋
C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
【解析】 依据氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入铁屑后，依次发生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。列出可能存在的情况
由上表看出，D正确。故选D。
阳离子 Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋ Fe2＋、Cu2＋ Fe2＋、Cu2＋ Fe2＋ Fe2＋
滤出固体 — — Cu Cu Fe、Cu
(2024·广东省广州市黄广中学高一第二次月考)印刷电路板(PCB)是用腐蚀液将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得，一种用FeCl3溶液制作PCB并将腐蚀后废液回收再生的流程如图：下列说法不正确的是( )
废液中的氯化亚铁转化为氯化铁循环利用
→固体的成分是铜和铁，加入适量
稀硫酸过滤可回收铜循环利用
新题剖析
Fe2＋、Fe3＋、Fe相互转化的应用
A．腐蚀池中发生反应的化学方程式是Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
B．腐蚀后的废液中，主要的金属阳离子有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋
C．置换池中发生的主要反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋和Fe＋ 2Fe3＋===3Fe2＋
D．再生池中可加入过量的铁粉
【思路分析】 分析流程图，覆铜板在腐蚀池中发生反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，在沉降池中沉降后，在置换池中加入铁粉置换出Cu，同时发生Fe3＋被铁粉还原为Fe2＋的反应，则固体为Cu以及剩余的Fe，再生池中为FeCl2，通过加入氧化剂将FeCl2氧化为FeCl3，再循环利用。
【解析】 腐蚀池中为FeCl3溶液与覆铜板发生反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，A正确；腐蚀后的废液中，有未反应完的FeCl3和反应过程中生成的CuCl2及FeCl2，故废液中，主要的金属阳离子有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，B正确；置换池中铁粉分别与CuCl2、FeCl3发生了化学反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋和Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，C正确；再生池中加入过量的铁粉，无法将Fe2＋转化为Fe3＋，D错误。故选D。
3.(2024·曲靖上学期高一月考)“垃圾是放错地方的资源”。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成，印刷电路时要用FeCl3溶液做“腐蚀液”，刻制印刷后的废液中，含有FeCl3、CuCl2和FeCl2，为回收其中的铜，并使腐蚀液循环使用，有人设计了如右流程：
请按要求回答下列问题：
(1)步骤Ⅱ和Ⅲ中，分离溶液和固体的操作是________，步骤Ⅱ所得滤渣的成分是Fe和________(填化学式)。
(2)向腐蚀液中加____________溶液，可看到溶液变红色。
(3)写出实验室制备Cl2的化学方程式：____________________________________________________________。
(4)FeCl2溶液中通入Cl2生成“腐蚀液”的离子方程式：_____________________________________。
过滤
Cu
KSCN
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2Fe2＋＋Cl2
===2Fe3＋＋2Cl－
知识思维导图
课堂素养评价
1.(2024·北京人大附中高一月考)下列物质或离子只具有还原性的是( )
A．Fe2＋ B．Fe
2.(2024·北京人大附中高一月考)苹果汁是人们喜爱的饮料。现榨苹果汁露置在空气中，其中的Fe2＋会转变为Fe3＋离子，使其由淡绿色变为棕黄色。若榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止此现象的发生。这说明维生素C具有( )
A．氧化性 B．还原性
C．酸性 D．碱性
【解析】 在空气中，氧气能够把＋2价铁氧化成＋3价；而加入维生素C则能防止这种氧化，说明被氧化的是维生素C而不再是＋2价铁，说明维生素C具有还原性。故选B。
3.(2024·辽宁省大连市第十二中学高一月考)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红
B．Fe2(SO4)3与KSCN反应产生血红色沉淀
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加入过量的铁粉，然后过滤
D．Fe(OH)2为白色固体，不溶于水，能在空气中稳定存在
【解析】 四氧化三铁俗称磁性氧化铁，是一种黑色固体，三氧化二铁是一种红棕色粉末，俗称铁红，A错误；Fe2(SO4)3与KSCN发生络合反应产生血红色物质，不生成沉淀，B错误；铁可以和三价铁反应生成亚铁离子，除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加入过量的铁粉，过滤即可，C正确；Fe(OH)2为白色固体，不溶于水，在空气中易被氧气氧化为氢氧化铁，D错误。故选C。
4.铁是人体必需的微量元素之一。补铁剂中的Fe2＋在空气中很容易被氧化为Fe3＋，影响铁元素在人体中的吸收利用。某实验小组进行如图所示的对照实验，验证补铁剂和维生素C一起服用的科学性。
[实验操作]
第一步，在A、B两支试管中加入对比试剂；第二步，振荡；第三步，滴加KSCN溶液。
[实验现象]
(1)A试管中溶液变______色，B试管中无明显现象。
[实验结论]
(2)维生素C具有__________(填“氧化性”或“还原性”)，能防止Fe2＋被氧化为Fe3＋，所以补铁剂和维生素C一起服用具有科学依据。
红
还原性
[生活应用]
(3)某品牌泡腾片的主要成分为维生素C和NaHCO3，放入水中立即产生大量气泡(CO2)使口感更好，说明维生素C具有________(填“酸性”或“碱性”)。
(4)为防止烹调时蔬菜中维生素C的损失，烹调蔬菜应注意________________________________________________(写一条即可)。
酸性
避免与氧
化性物质接触(或避免与碱性物质接触)第三章 第一节 第2课时
课时达标分层练
学业考达标练
1.下列试剂中，能使Fe2＋转化为Fe3＋的是( )
①氯气 ②NaCl溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④次氯酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
【解析】 ①氯气、③酸性KMnO4溶液、④次氯酸具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，B正确；②NaCl溶液、⑤盐酸、⑥NaNO3溶液不具有强氧化性，不能氧化亚铁离子生成铁离子，A、C、D错误。故选B。
2.(2024·北京人大附中高一月考)下列离子方程式书写不正确的是( )
A．向FeCl2溶液中通入氯气：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
B．向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3
C．向FeCl3溶液中加入少量氨水：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH
D．向FeCl3溶液中加入过量铜粉：2Fe3＋＋3Cu===2Fe＋3Cu2＋
【解析】 向FeCl2溶液中通入氯气，生成铁离子和氯离子：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，A正确；向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3，B正确；向FeCl3溶液中加入少量氨水，生成氢氧化铁沉淀：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，C正确；向FeCl3溶液中加入过量铜粉，生成铜离子和亚铁离子：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，D错误。故选D。
3.(2024·辽宁省大连市第十二中学高一月考)FeCl3是有机反应中常用的催化剂。实验室用如下图所示装置制备少量FeCl3，已知：FeCl3易升华，且易水解：FeCl3＋3H2O??Fe(OH)3＋3HCl。下列说法不正确的是( )
A．甲中可制得纯净的Cl2
B．实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C．装置丙的作用是收集FeCl3
D．装置丁中CaCl2的作用是防止水蒸气进入装置丙
【解析】 高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，混有杂质HCl和水蒸气，饱和食盐水除去HCl，浓硫酸干燥氯气，A正确；氯气和铁粉在加热下反应生成FeCl3，其易升华，加热形成蒸气，在丙装置中冷凝收集氯化铁，C正确；由于氯化铁能与H2O反应生成Fe(OH)3和HCl，氯化钙作用是防止空气中水蒸气进入装置丙，D正确；无论氯气是否足量，Fe与Cl2都只生成FeCl3，B错误。故选B。
4.(2024·辽宁省大连市第十二中学高一月考)现有①Na2O2；②Fe3O4；③FeCl2；④FeCl3；⑤Fe(OH)3五种物质，下列说法正确的是( )
A．③⑤不能通过化合反应生成
B．铁在氯气中燃烧生成③
C．②溶于盐酸可生成③④
D．将1 mol①投入含有1 mol③的溶液中，生成白色絮状沉淀并有气泡冒出
【解析】 Fe与FeCl3通过化合反应产生FeCl2；Fe(OH)2、O2、H2O通过化合反应产生Fe(OH)3，A错误；铁在氯气中燃烧生成FeCl3，B错误；Fe3O4与HCl反应产生FeCl2、FeCl3，故②溶于盐酸可生成③④，C正确；Na2O2溶于水，反应产生NaOH和O2，同时能够将FeCl2氧化为FeCl3，FeCl3与NaOH反应产生Fe(OH)3红褐色沉淀，D错误。故选C。
5.维生素C又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3＋转化为易吸收的Fe2＋，下列有关分析错误的是( )
A．维生素C具有还原性
B．Fe3＋转化为Fe2＋发生了氧化反应
C．维生素C药片应隔绝空气保存
D．向Fe3＋的溶液中加入Cu，也能将Fe3＋转化为Fe2＋
【解析】 维生素C能够将Fe3＋转化为易吸收的Fe2＋，Fe元素化合价降低，得到电子被还原，说明维生素C具有还原性，A正确；Fe3＋转化为Fe2＋时，Fe元素化合价降低，得到电子被还原，发生了还原反应，B错误；维生素C药片具有强还原性，容易被空气中的氧气氧化，因此应隔绝空气保存，C正确；向Fe3＋的溶液中加入Cu，会发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，因此Cu单质也能将Fe3＋转化为Fe2＋，D正确。故选B。
6.(2024·河北省邢台市质检联盟高一月考)部分元素的单质及其化合物(或其溶液)的转化关系如图。已知A是生活中使用广泛的金属单质，常温下B是无色无味的液体，E是胃酸的主要成分。
请回答下列问题。
(1)写出下列物质的化学式：E HCl ；G FeCl3 。
(2)反应①的化学方程式为 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 ；反应②的离子方程式为 Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 。
(3)F溶液常温下呈浅绿色，该溶液中金属阳离子为 Fe2＋ (填离子符号)，下列实验操作及现象能证明溶液中含有该金属阳离子的是 b (填标号)，反应④中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 1∶2 。
a．取样，滴加氯水后滴加KSCN，溶液变红
b．取样，滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
c．取样，加入铜粉，无明显现象
【解析】 A是生活中使用广泛的金属单质，A为Fe，常温下B是无色无味的液体，B为H2O，E是胃酸的主要成分，E为HCl，A和B在高温条件下反应生成C为H2和D为Fe3O4，A和E反应生成F为FeCl2，则G为FeCl3，F和Cl2反应生成G。(1)E为HCl，G为FeCl3。(2)反应①为Fe和水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；反应②为四氧化三铁和盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁、水，离子方程式为Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。(3)F为FeCl2，溶液常温下呈浅绿色，该溶液中金属阳离子为Fe2＋；A．取样，滴加氯水后，再滴加KSCN，溶液变红，可证明存在铁离子，不能证明亚铁离子的存在，a错误；B．取样，滴加NaOH溶液，产生白色沉淀为氢氧化亚铁，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀为氢氧化铁，可以证明亚铁离子的存在，b正确；C．取样，加入铜粉，两者不反应，无明显现象，不能证明亚铁离子的存在，c错误。故选b。反应④为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，氧化剂为Cl2，还原剂为FeCl2，氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2。
选择考提升练
7.(2024·清华大学附属中学朝阳学校高一期中)CuCl2是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中，并持续通入空气，在Fe3＋的催化作用下可生成CuCl2(过程如图所示)。下列说法不正确的是( )
A．Fe3＋可循环使用
B．过程Ⅰ中，Fe3＋的氧化性小于Cu2＋
C．过程Ⅱ中Fe2＋发生氧化反应
D．该过程总反应为2Cu＋O2＋4H＋2Cu2＋＋2H2O
【解析】 Fe3＋与Cu反应生成的Fe2＋，在O2、H＋作用下可重新转化为Fe3＋，则Fe3＋可循环使用，A正确；过程Ⅰ中，发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，则Fe3＋的氧化性大于Cu2＋，B不正确；过程Ⅱ中，Fe2＋被O2氧化为Fe3＋，发生氧化反应，C正确；在两个反应中，Fe3＋作催化剂，Cu、O2、H＋为反应物，Cu2＋和H2O为生成物，该过程总反应为2Cu＋O2＋4H＋2Cu2＋＋2H2O，D正确。故选B。
8.(2024·广东省广州市天河中学高一月考)下列关于离子的检验方法中错误的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 取少量待检验溶液于试管中，先加过量稀硝酸，再滴入少量硝酸银溶液 溶液中产生白色沉淀 溶液中含有Cl－
B 取已灼烧干净的铂丝醮取少量待检验溶液，放在酒精灯外焰上灼烧 火焰呈黄色 溶液中含有Na＋
C 取少量待检验溶液于试管中，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液褪色 溶液中含有Fe2＋
D 取少量待检验溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液 溶液变红 溶液中含有Fe3＋
【解析】 待测溶液中加入硝酸酸化，再滴入硝酸银溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀只能为AgCl，则溶液中一定含有Cl－，A正确；做焰色试验时，火焰呈黄色，则表明待测溶液中一定含有Na＋，B正确；待测溶液中滴加酸性KMnO4溶液，高锰酸钾的紫色褪去，则表明KMnO4被还原，可能是Fe2＋表现还原性，也可能是S2－、Cl－等表现还原性，C错误；待测溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，则溶液中一定含有Fe3＋，D正确。故选C。
9.(2024·辽宁省大连市第十二中学高一月考)把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀盐酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1，则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．3∶5 D．2∶5
【解析】 设原混合物中含有x mol Fe2O3，y mol Fe，
Fe2O3 ＋ 6HCl===2FeCl3＋3H2O
x 2x
2FeCl3 ＋ Fe===3FeCl2
2x x 3x
Fe＋2HCl===FeCl2 ＋ H2↑
y－x y－x y－x
＝，得＝2∶5，D正确。故选D。
10.(2024·广东省广州市天河中学高一月考)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是医药上补血剂的有效成分。某课外活动中，同学们分组对硫酸亚铁进行定性和定量研究。
(1)甲组同学用FeSO4·7H2O固体配制100 mL 0.10 mol·L－1的FeSO4溶液。
①需要FeSO4·7H2O固体的质量为 2.78 g。
②所需要用到的仪器有托盘天平，烧杯，量筒，玻璃棒， 100 mL容量瓶、胶头滴管 。
③下列操作导致配制的FeSO4溶液浓度偏低的是 。
A．容量瓶用蒸馏水洗净之后未干燥，直接用于溶液的配制
B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C．摇匀后，发现液面低于刻度线，又滴加蒸馏水至与刻度线相切
D．定容时，俯视刻度线
(2)乙组同学研究pH对FeSO4溶液稳定性的影响，结果如图所示，增强FeSO4溶液稳定性的措施是 降低pH或增强溶液的酸性 。
(3)丙组同学欲验证某补血剂(含FeSO4)超过保质期后已变质，实验操作和现象是：除去药物表面包装的糖衣后将药物粉碎、 加水溶解、静置、取少量上层清液于试管中，向其中加入KSCN溶液，溶液变红色说明亚铁离子被氧化为铁离子而变质 。
(4)丁组同学测定某品牌补血剂中铁元素含量的流程如下(其他成分在测定过程中不参与反应)：
①加入H2O2的目的是 将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，以便于转化为Fe(OH)3 ，发生反应的离子方程式是 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O 。
②该补血剂中铁元素的质量分数是 2.24% 。
【解析】 (1)①100 mL 0.10 mol·L－1的FeSO4溶液中n(FeSO4)＝0.1 L×0.10 mol·L－1＝0.01 mol，则需要的m(FeSO4·7H2O)＝0.01 mol×278 g·mol－1＝2.78 g；②所需要用到的仪器有托盘天平，烧杯，量筒，玻璃棒，100 mL容量瓶及胶头滴管；③容量瓶用蒸馏水洗净之后未干燥，不影响所配溶液的体积，FeSO4溶液浓度不受影响，A错误；配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，会使部分溶质损失，所配的FeSO4溶液浓度偏低，B正确；摇匀后，又滴加蒸馏水至与刻度线相切会导致溶液的体积偏大，所配的FeSO4溶液浓度偏低，C正确；定容时，俯视刻度线会导致溶液体积偏小，所配的FeSO4溶液浓度偏高，D错误。故选BC。(2)根据图像分析可知，pH越小时，亚铁离子越不容易被氧化损耗，越稳定，所以增强Fe2＋稳定性的措施为降低pH或增强酸性。(3)欲验证该药物超过保质期后已变质，可进行的操作是：除去药物表面包装的糖衣后，将药物粉碎、加水溶解、静置、取少量上层清液于试管中，向其中加入KSCN溶液，溶液变红色说明亚铁离子被氧化为铁离子而变质。(4)①加入H2O2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，以便于转化为Fe(OH)3，发生反应的离子方程式是2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O；②氧化铁的质量为80 mg，则其中所含的铁元素的质量为80× mg＝56 mg＝0.056 g，则补血剂中铁元素的质量分数为×100%＝2.24%。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共24张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁盐和亚铁盐
课程标准要求 1.通过Fe2＋、Fe3＋检验的演示实验，学会Fe2＋、Fe3＋的不同检验方法。
2．理解Fe3＋的氧化性及Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化。
3．了解铁盐的净水作用。
学科核心素养 1.宏观辨识与微观探析：结合植物补铁剂的成分探究，了解铁盐和亚铁盐的主要性质及在生产、生活中的应用，能用化学方程式、离子方程式正确表示相应物质的主要化学性质。
2．证据推理与模型认知：能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，理解铁盐和亚铁盐的化学性质、检验方法及转化关系，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。
学习目标 1.依据氧化还原反应理论，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径。
2．通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
3．以硫酸亚铁补铁剂为学习载体，提升运用相关知识解决实际问题的能力。
学习任务一 Fe3＋和Fe2＋的检验
自主学习 认知形成
?铁盐和亚铁盐的组成
亚铁盐 铁盐
组成 含有____________的盐 含有____________的盐
常见物质 FeSO4、FeCl2等 FeCl3、Fe2(SO4)3等
Fe2＋
Fe3＋
?Fe2＋、Fe3＋的检验[实验3－2]
项目 滴入KSCN溶液的现象 解释
(用离子方程式) 结论与应用
FeCl3溶液 ______________ Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 可用KSCN溶液来检验_________
FeCl2溶液 ________________ —
溶液变红色
没有明显现象
Fe3＋
如何检验FeCl2溶液中含有Fe2＋？(可用试剂：NaOH溶液、KSCN溶液和双氧水)
提示：方案1.向待测液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀，又迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
1．正误判断
(1)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，则该溶液中一定含 Fe3＋，一定不含Fe2＋。( )
提示：Fe2＋遇KSCN溶液无现象，不能判定Fe2＋是否存在。
(2)向含Fe3＋的溶液中滴加KSCN溶液，溶液中产生红色沉淀。( )
提示：向含Fe3＋的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，不是产生红色沉淀。
×
×
(3)向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中含有Fe2＋。( )
提示：Fe2＋遇NaOH溶液，先产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，这是Fe2＋的特征反应现象，可以判定其存在。
√
2．证明某溶液中只含有Fe2＋而无Fe3＋的最佳方案是____________________________________________________________(可用试剂：KSCN溶液和双氧水)。
先滴加KSCN
溶液，无明显现象，再滴加双氧水后溶液显红色
互动探究 能力提升
●情境创设
红砖与青砖之谜
烧制砖瓦时，用富含铁元素黏土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物氧化为红色的氧化铁(Fe2O3)，而制得红色的砖瓦。烘烧完全后向窑内添加大量的煤炭后封窑约1天后，从窑顶向下慢慢浇水7天。水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应，密闭的窑内会产生大量的还原气体H2和CO，它们把红色Fe2O3又逐渐还原成为青灰色的FeO、Fe3O4，而制得青砖。
●问题探究
问题1.如何检验红砖含有＋3价的铁元素？
提示：将红砖研磨成粉末，取少许粉末于试管中，加入稀硫酸溶解，过滤；向滤液中滴加KSCN溶液，如溶液变红色，则说明红砖中含有＋3价的铁元素，或向滤液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则说明红砖中含有＋3价的铁元素。
问题2.如何检验青砖含有＋2价的铁元素？
提示：将青砖研磨成粉末，取少许粉末于试管中，加入稀硫酸溶解，过滤，向滤液中滴加少量酸性KMnO4溶液，如酸性KMnO4溶液褪色，则说明青砖中含有＋2价的铁元素。
问题3.为检验青砖含有＋2价的铁元素，某同学设计方案如下：将青砖研磨成粉末，取少许粉末于试管中，加入稀硫酸溶解，过滤，向滤液中先滴加KSCN溶液，再滴加氯水(或双氧水)溶液变红，则含有Fe2＋。此方案是否合理？为什么？
提示：不合理，因为青砖中含Fe3O4，加入稀硫酸后所得的溶液中含有Fe3＋，干扰Fe2＋的检验。
●要点归纳
1．Fe2＋检验
(1)观察法：溶液呈浅绿色(Fe2＋)。
(2)化学法 显色法一般不用酸性高锰酸钾溶液，因为过量时也是
紫红色
方法 试剂 现象 离子方程式
沉淀法 NaOH溶液 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 Fe2＋＋2OH－===4Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
显色法 KSCN溶液、氯水或H2O2 无色―→血红色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
?
2.Fe3＋检验
(1)观察法：溶液呈棕黄色(Fe3＋)
(2)化学法
方法 试剂 现象 离子方程式
沉淀法 NaOH溶液 红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
显色法 KSCN溶液 血红色溶液 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
【微提醒】 溶液中含Cl－、Br－、I－等还原性的离子时，不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋，因为酸性KMnO4溶液与Cl－、Br－、I－等还原性的离子发生氧化还原反应而褪色。
(2024·广东省广州市黄广中学高一第二次月考)下列各试剂中，不能用来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3的是( )
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．BaCl2溶液 D．KSCN溶液
题点
Fe2＋、Fe3＋的检验
●题点例练
【易错分析】 检验Fe2＋时常出现的错误
只含Fe2＋的溶液：注意检验Fe2＋时加入试剂的顺序
【解析】 FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成白色沉淀并迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，Fe2(SO4)3与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀，可鉴别，A不符合题意；亚铁离子能使酸性KMnO4溶液褪色，可鉴别，B不符合题意；二者均与氯化钡溶液反应生成白色沉淀硫酸钡，不能鉴别，C符合题意；加入KSCN溶液呈红色的是硫酸铁，没有明显现象的是硫酸亚铁，可鉴别，D不符合题意。故选C。
(2024·湖南省娄底市新化县期末)为检验某溶液中是否含有Fe3＋，可以选择的试剂是( )
A．KSCN溶液 B．AgNO3溶液
C．酸性KMnO4溶液 D．BaCl2溶液
【解析】 检验溶液中是否含有Fe3＋的方法为：向溶液中加入KSCN溶液，然后观察现象，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3＋，否则没有铁离子，故选A项。
