第12讲 亚铁盐、铁盐 铁及其化合物的转化
【复习目标】 1.掌握Fe2＋、Fe3＋的性质及检验方法。2.根据“价－类”二维图理解铁及其化合物的性质。
考点一 亚铁离子、铁离子的性质及检验
(一)亚铁盐、铁盐的性质
1.亚铁盐
(1)Fe2＋的氧化性和还原性
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、N(H＋)等均表现为还原性。
①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。
②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋N＋4H＋3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(2)Fe2＋可发生水解反应
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。
2.铁盐
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。
(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
3.重要的铁盐及应用
绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或用于制作高能电池
莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，常用于冶金、电镀及织物媒染
赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋
【微思考1】
(1)如何保存硫酸铁溶液与硫酸亚铁溶液？
。
(2)怎样除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋？
。
提示：(1)保存硫酸铁溶液应加入稀硫酸防止Fe3＋水解；保存硫酸亚铁溶液应加入稀硫酸防止Fe2＋水解，另外还应加入少量铁屑防止Fe2＋氧化
(2)先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后向混合溶液中加入Zn、ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去
(二)Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1.用KSCN溶液和氯水
溶液
2.用NaOH溶液
溶液
3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液
混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋。
混合溶液KMnO4溶液紫色褪去，说明含有Fe2＋(无Cl－等存在时)。
4.Fe2＋的特征检验方法
溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为
K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓。
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【微思考2】 菠菜是常见补铁食品之一，为探究其中铁元素的价态，现进行如下实验。
(1)取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品。分置于两支试管中；
(2)向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，现象为
，
说明滤液中含Fe2＋，反应的离子方程式为 ；
(3)向另一支试管中加入少量稀硝酸，然后加入几滴KSCN溶液，溶液呈 色。能否说明滤液中含Fe3＋，试分析其原因： 。
提示：(2)生成蓝色沉淀 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓ (3)红 不能，滤液中的Fe2＋加入稀硝酸后被氧化成Fe3＋，干扰Fe3＋检验
铁盐、亚铁盐的性质
1.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，其中实验方案设计不合理的是( )
A.④ B.③
C.③④ D.①②③④⑤
答案：C
解析：Fe3＋与铁反应生成Fe2＋，使溶液显浅绿色，体现了Fe3＋的氧化性，①合理；Fe3＋与硫氰化钾反应使溶液显红色，据此能够检验Fe3＋，②合理；硫酸铜溶液与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无色，③不合理；氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，由于实际上Fe3＋没有参与反应，该现象不能体现Fe3＋的性质，④不合理；Fe3＋与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在Fe3＋，⑤合理。综上所述，不合理的是③④两项，C符合题意。
2.下列除杂的操作不正确的是( )
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
答案：C
解析：FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，且引入杂质Na＋，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。
1.含Fe2＋、Fe3＋的溶液的除杂方法 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.除去混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的常用方法 (1)除去Mg2＋(或Cu2＋)中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)除去Mg2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
Fe2＋和Fe3＋的检验
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，不能确定Fe2＋是否存在，检验方法不合理；B项，Fe3＋会干扰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。
4.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
实验方案 步骤1 步骤2
取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液
实验现象
实验结论 FeSO4溶液部分变质
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①将上述实验现象补充完整。
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是
(用离子方程式表示)。
(2)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案 实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由： 。
答案：(1)①溶液变红 紫色褪去 ②2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ (2)不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成
解析：(1)①要证明FeSO4溶液部分变质，需证明溶液中同时含Fe3＋和Fe2＋；步骤1向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含Fe3＋；步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，说明溶液中含Fe2＋。②要使变质的FeSO4溶液复原，可向溶液中加入过量Fe粉，再过滤除去剩余Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋；(2)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成。
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，也不能向加入KSCN后的混合溶液加入过量的新制氯水，因为氧化性Cl2＞(SCN)2＞Fe3＋，过量氯水中的Cl2会氧化Fe2＋和SCN－[生成(SCN)2]，影响检验结果。 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)。
考点二 铁及其化合物的转化关系
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
1.横向变化体现了同价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化：
(1)碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；
(2)Fe2＋、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、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
【微思考】 根据上图所示，回答下列问题
(1)写出FeFe3O4的两个化学方程式： ，
。
(2)除去FeCl2溶液中的Fe3＋，可用试剂： ，离子方程式为 。
(3)写出Fe2＋Fe3＋的离子方程式： 。
(4)在强碱性条件下，Fe3＋可被ClO－氧化为Fe，转化的离子方程式为
。
(5)高铁酸钾净水原理是 。
提示：(1)3Fe＋2O2Fe3O4 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)Fe Fe＋2Fe3＋3Fe2＋
(3)5Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(4)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－2Fe＋3Cl－＋5H2O
(5)K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，同时生成的Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中悬浮物而净水
1.(2024·河北秦皇岛统考三模)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( )
学生用书 第71页
A.a与水蒸气反应可转化为c
B.b是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应转化为c
C.e可以通过化合反应制得d
D.向g中加强碱溶液可制得胶体
答案：C
解析：由题图可知，a为铁、b为氧化亚铁、c为氧化铁、d为氢氧化铁、e为氢氧化亚铁、f为亚铁盐、g为铁盐。铁高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误；氧化亚铁具有还原性，在空气中加热能被氧化生成四氧化三铁，故B错误；氢氧化亚铁还原性强，在溶液中易与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，故C正确；铁盐中加入强碱溶液生成氢氧化铁沉淀，不能生成氢氧化铁胶体，故D错误。
2.中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)：
下列说法错误的是( )
A.H2O2分子的结构式为H－O－O－H
B.A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4
C.鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D.C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O
答案：C
解析：F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化亚铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误。
3.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是( )
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Cl－＋2Fe3＋
D.可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋
答案：C
解析：试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，故通过过滤(操作Ⅰ)得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3晶体，故试剂b是稀盐酸，铜不与稀盐酸反应，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤(操作Ⅱ)可得到金属铜，滤液Z为FeCl2溶液；将两次过滤得到的FeCl2溶液混合并通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl22Cl－＋2Fe3＋，将FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，然后通过操作Ⅲ(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤)便可得到氯化铁晶体。由分析可知，试剂a是铁，试剂b是稀盐酸，故A错误；蒸发浓缩与过滤所使用的仪器不同，故B错误；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故不可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋，故D错误。
1.正误判断
(1)(2024·山东卷) 氯化铁溶液腐蚀铜电路板，体现了Fe3＋的氧化性 ( )
(2)(2024·吉林卷)检验NaBr溶液中是否含有Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液 ( )
(3)(2023·全国乙卷)硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀，其方程式为6FeSO4＋O2＋2H2O2Fe2(SO4)3＋2Fe(OH)2↓ ( )
(4)(2022·江苏卷)探究Fe2＋具有还原性：向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 ( )
(5)(2022·湖南卷)FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀：2Fe2＋＋H2O2＋4H2O2Fe(OH)3↓＋4H＋ ( )
(6)(2022·辽宁卷)已知金属性Fe＞Cu，可推理出氧化性Fe3＋＜Cu2＋ ( )
(7)(2022·海南卷)FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色 ( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√
(6)× (7)×
2.(2021·广东卷)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
答案：C
解析：题图中所示为铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、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＋2FeCl33FeCl2，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，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，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2
Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。
3.(2022·河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
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(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的操作为 ，
所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为 和 (填化学式，不引入杂质)。
答案：(1)Fe2O3 SiO2 (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O15FeSO4＋8H2SO4 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)＋2 6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋Cl＋6H＋6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6N
(6)H2O2 NH3·H2O
课时测评12 亚铁盐、铁盐 铁及其化合物的转化
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－11题，每小题2分，共22分。
1.下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.FeSO4具有还原性，可作治疗贫血的药剂
B.Fe3＋具有强氧化性，FeCl3可用作止血剂
C.氧化铁能与酸反应，可用作红色颜料
D.Fe2＋有还原性，可用于处理含有重铬酸根离子的废水
答案：D
解析：A项，FeSO4作贫血药剂时，不涉及氧化还原反应，故与FeSO4具有还原性无关，错误；B项，FeCl3能使蛋白质凝聚，可用作止血剂，与Fe3＋具有强氧化性无关，错误；C项，Fe2O3的颜色为红色，可作红色颜料，与Fe2O3能与酸反应无关，错误；D项，Fe2＋有还原性，Cr2有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，可用Fe2＋处理含有Cr2的废水，正确。
2.某同学用含有铁锈(主要成分为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，气密性已检查)，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：A项，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，正确；B项，双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，错误；C项，氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，正确；D项，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，正确。
3.验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化：
实验一 实验二
按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3 溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？
下列分析不合理的是( )
A.实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
B.实验②与③不可以调换顺序
C.实验④说明有Fe2＋生成
D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成
答案：C
解析：A项，实验①中，Fe3＋被Fe还原，生成Fe2＋，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，合理；B项，若实验②与③调换，滴加KSCN溶液后，溶液立即变红，不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2＋，合理；C项，实验④中，溶液呈黄色，不能说明有Fe2＋生成，不合理；D项，若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明溶液中含有I2，从而说明Fe3＋将I－氧化，生成I2，合理。
4.资料显示：[FeCl4]－(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在。为了验证该事实，某实验小组取三份2 mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下：
操作 现象
实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化
实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释，后滴入2滴浓KSCN溶液 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色
实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3 饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失
下列说法不正确的是( )
A.工业盐酸显黄色是因为其中混有[FeCl4]－
B.实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋
C.实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因
D.通过上述实验，可以证明[FeCl4]－只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在
答案：C
解析：[FeCl4]－(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，实验Ⅱ证明工业盐酸中有Fe3＋存在，则工业盐酸显黄色是因为其中混有[FeCl4]－，故A正确；KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确；AgNO3溶液与氯离子反应，使[FeCl4]－转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C错误；稀释或滴AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明[FeCl4]－只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。
5.(2024·江苏泰州模拟预测)铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是( )
A.Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s)
B.FeFeI2FeCl3
C.FeS2Fe2O3Fe(OH)3
D.FeFeCl2(aq)FeCl3(aq)
答案：B
解析：Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A不正确；I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2＋和I－都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确；FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C不正确；Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2＋氧化为Fe3＋，D不正确。
6.FeCl3易水解、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是( )
A.实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸
B.实验时若氯气不足量，则可能生成FeCl2
C.装置丙的作用是收集FeCl3
D.装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2
答案：C
解析：A项，实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，错误；B项，铁与氯气只能生成氯化铁，即使少量氯气也不能生成氯化亚铁，错误；C项，装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁，正确；D项，CaCl2与氯气不能反应，其目的是防止NaOH溶液中的水蒸气进入丙中使FeCl3水解，错误。
7.(2024·广东湛江市高三一模)部分含Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.可存在a→e→b的转化
B.e溶液可与KSCN溶液反应生成红色沉淀
C.能用a制作的容器运输浓硫酸
D.a可与稀硝酸反应，生成只含b的溶液
答案：B
解析：存在FeFeCl3 FeCl2的转化，A项正确；Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色溶液，不是沉淀，B项错误；常温下Fe会与浓硫酸发生钝化，可用Fe制作的容器运输浓硫酸，C项正确；当Fe过量时，反应后溶液中溶质可以只存在Fe(NO3)2，D项正确。
8.某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是( )
A.烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B.烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C.多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D.KSCN中硫元素、氮元素被氧化
答案：B
解析：NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，溶液中KSCN中的SCN－会直接被氧化为硫酸根离子，使澄清石灰水变浑浊的，可能是CO2，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，说明SCN－被NaClO氧化，SCN－中各元素的化合价为S：－2价，C：＋4价，N：－3价，故S、N元素被氧化，故D正确。
9.(2024·福建泉州模拟预测)某研究小组拟在实验室以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3，设计如下流程(已知SOCl2易水解)：
下列说法不正确的是( )
A.试剂X可选用硫酸
B.“氧化”时发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O
C.操作①②均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒
D.“脱水”时可能会产生亚铁盐
答案：A
解析：废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸，铁粉和HCl反应生成氯化亚铁，操作①过滤除去少量碳和SiO2杂质，溶液Ⅰ(溶质为氯化亚铁)加入氧化剂H2O2得到溶液Ⅱ(溶质为氯化铁)，操作②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤生成FeCl3·6H2O，在SOCl2的存在下加热脱水生成FeCl3。由于最终要制备无水FeCl3，若试剂X可选用硫酸，则引入了硫酸根杂质，故A不正确；由分析可知，“氧化”时，氧化剂H2O2将氯化亚铁氧化为氯化铁，选项所给离子方程式正确，故B正确；操作①为过滤，操作②为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒，C正确；“脱水”时，SOCl2与水会生成SO2，生成的SO2可能将Fe3＋还原成Fe2＋，故“脱水”时可能会产生亚铁盐，D正确。
10.(2024·河北三模)黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为Fe2O3，同时还含有SiO2和Al2O3等。以其为原料制取FeSO4·7H2O的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A.“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3
B.试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的Fe3＋
C.“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制Fe2＋的水解
D.“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干
答案：D
解析：加入NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，Fe2O3不反应，过滤为滤渣，加入稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，经一系列操作得到FeSO4·7H2O；由分析可知，“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，故A正确；试剂甲为Fe，铁粉作用是还原溶液中的Fe3＋，故B正确；“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，亚铁离子会发生水解反应生成氢氧化亚铁，稀硫酸过量有利于抑制Fe2＋的水解，故C正确；“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至表面出现晶膜为止，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，故D错误。
11.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中不正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋具有还原性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋＋ZnZn2＋＋Fe Fe2＋具有氧化性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性
答案：D
解析：向FeCl2溶液中通入Cl2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原剂，表现还原性，A正确；向FeCl2溶液中加入锌片，Zn将Fe2＋还原为Fe，溶液变成无色，Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B正确；向FeCl3溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，Fe作还原剂，表现还原性，C正确；向FeCl3溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D错误。
12.(6分)实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
序号 实验方案 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ 现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是
。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是 。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显 性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；
假设b：白色沉淀可能为 。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有 (填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2更 (填“难”或“易”)被空气氧化。
答案：(1)2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O24Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2＋、C ③难
解析：(1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的白色沉淀为Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②沉淀溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和C。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀更难被空气氧化。
13.(12分)(2024·北京三模)某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH溶液。
Ⅰ：K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略)
(1)装置A中产生Cl2的离子方程式是 。
(2)C中得到紫色固体和紫色溶液，写出C中Cl2发生反应的化学方程式：3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH2K2FeO4＋6KCl＋8H2O和 。
(3)实验表明：C中Fe(OH)3和KOH的用量对K2FeO4的产率有影响。
实验序号 试剂 C中实验现象
ⅰ Fe(OH)3和少量KOH 无明显现象
ⅱ Fe(OH)3和过量KOH 得到紫色溶液和紫色固体
注：上述实验中，溶液总体积、Fe(OH)3的物质的量、Cl2的通入量均相同。
结合离子方程式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是 。
Ⅱ：探究K2FeO4的性质
实验ⅲ：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
(4)根据气体中有Cl2生成，得出：氧化性K2FeO4＞Cl2，是否合理？理由是 。
(5)a溶液变红可知a中含有Fe3＋离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由
产生(用离子方程式表示)。
(6)实验ⅳ：用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是
。
(7)实验反思
①实验Ⅰ中装置B的作用是 。
②实验Ⅰ中得到紫色溶液后，持续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因：
。
答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O
(3)离子方程式为2Fe(OH)3＋10OH－＋3Cl22Fe＋8H2O＋6Cl－，实验ⅱ中KOH过量碱性较强，更容易反应生成K2FeO4
(4)不合理，溶液的酸碱性会影响物质的氧化性强弱
(5)4Fe＋20H＋3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O
(6)使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO－，防止ClO－与Cl－在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO－干扰实验
(7)①除去挥发的HCl ②通入氯气后，发生反应：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O，溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其他物质
解析：由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；(1)装置A中二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、水和Cl2，离子方程式是MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(2)C中得到紫色固体和紫色溶液，C中发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH2K2FeO4＋6KCl＋8H2O和Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O；(3)氧化反应中，Fe元素由＋3价上升到＋6价，根据得失电子守恒配平离子方程式为2Fe(OH)3＋10OH－＋3Cl22Fe＋8H2O＋6Cl－，实验ⅱ中KOH过量碱性较强，更容易生成K2FeO4，因此与少量KOH实验的现象不同；(4)制备K2FeO4的反应为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，Cl2是氧化剂，K2FeO4是氧化产物，则氧化性：Cl2＞K2FeO4，方案Ⅱ反应的氧化性：K2FeO4＞Cl2，二者相反，对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱；(5)由题意知，K2FeO4在酸性条件下分解放出气体，即快速产生O2和Fe3＋，产生的Fe3＋干扰了实验检验，反应为4Fe＋20H＋3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O；(6)K2FeO4在碱性溶液中较稳定，并且固体表面附有ClO－，加入盐酸时ClO－能与盐酸反应生成Cl2，所以用KOH溶液洗涤的目的是使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO－，防止ClO－与Cl－在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO－干扰实验；(7)①用浓盐酸制取氯气，由于盐酸易挥发，制取的氯气中混有HCl杂质气体，实验Ⅰ中装置B的作用是除去挥发的HCl；②向实验Ⅰ所得紫色溶液中继续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅，其可能的原因是通入氯气后，发生反应：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O，溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其他物质。
14.(10分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ，
温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是 。
铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为 (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2，目的是 。
分批加入H2O2，同时溶液要保持pH小于0.5，为了 。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ，
经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
答案：(1)碱煮水洗
(2)加快反应速率 水浴加热 C
(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，不引入杂质 防止Fe3＋水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
解析：(1)除去铁屑表面油污的方法是，用热碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，而H2S在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用，分批加入双氧水，避免反应过快、放出热量较多，减少双氧水分解，以免造成氧化剂损失；铁离子易水解，保持溶液呈强酸性，避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
15.(10分)实验小组研究二价铁的氧化反应，设计如下实验。
实验序号 试剂及操作 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，最终转变为红褐色 现象b：……
Ⅱ 现象c：溶液略呈黄色 现象d：溶液呈红色
(1)实验所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量铁粉反应制得，离子方程式是
。
(2)实验Ⅰ中白色沉淀转变为红褐色的化学方程式是 。
(3)现象b是 。
(4)实验小组对实验Ⅱ中何种物质氧化Fe2＋进行研究。提出两种假设：
ⅰ.酸性条件下，O2氧化了Fe2＋；
ⅱ.酸性条件下， 。
①将假设ⅱ补充完整。
②设计实验，证实了假设ⅰ不是实验Ⅱ中氧化Fe2＋的主要原因。将实验方案和现象补充完整。
步骤1：向1.0 mL 溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L－1 H2SO4溶液；
步骤2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，观察到 。
③向步骤2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH约为5，检测到有Fe3＋产生。
(5)综合上述实验，说明二价铁的氧化反应与 因素有关。
答案：(1)2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3
(3)红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色
(4)①N氧化了Fe2＋
②0.1 mol·L－1 FeSO4 溶液颜色无明显变化
(5)溶液酸碱性强弱、氧化剂种类及二价铁的存在形式(或其他合理答案)
解析：(3)Fe(NO3)2溶液与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化变为红褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后发生酸碱中和反应，红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色。(4)①在酸性条件下，N具有氧化性，可将Fe2＋氧化，因此假设ⅱ为酸性条件下，N氧化了Fe2＋。②根据控制变量法可知，要证明氧化剂为氧气，需要排除硝酸根离子的干扰，因此，可以改为向1.0 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L－1 H2SO4溶液。(5)根据实验的过程和实验现象可知，二价铁的氧化反应与溶液的酸碱性、氧化剂种类及二价铁的存在形式等因素有关。(共95张PPT)
第12讲 亚铁盐、铁盐 铁及其化合物的转化
第四章 金属及其化合物
1.掌握Fe2＋、Fe3＋的性质及检验方法。
2.根据“价－类”二维图理解铁及其化合物的性质。
复习目标
考点一 亚铁离子、铁离子的性质及检验
考点二 铁及其化合物的转化关系
课时测评
内容索引
考点一
亚铁离子、铁离子的性质及
检验
(一)亚铁盐、铁盐的性质
1.亚铁盐
(1)Fe2＋的氧化性和还原性
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有______性，又有______性，其中以______性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H＋)等均表现为______性。
①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：___________________________
_________。
②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子 __________________________________
________。
必备知识 整合
氧化
还原
还原
还原
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋
Fe2＋＋N＋4H＋3Fe3＋＋NO↑
＋2H2O
＋2H2O
(2)Fe2＋可发生水解反应
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。
2.铁盐
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈____色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为_____________________、___________________
_________。
(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到______________时变成红色。
(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
棕黄
2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
2Fe3＋＋Cu2Fe2＋
＋Cu2＋
KSCN溶液
3.重要的铁盐及应用
绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或用于制作高能电池
莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，常用于冶金、电镀及织物媒染
赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋
1
(1)如何保存硫酸铁溶液与硫酸亚铁溶液？
________________________-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。
(2)怎样除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋？
________________________-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ________________________------------------------------------------------- 。
保存硫酸铁溶液应加入稀硫酸防止Fe3＋水解；保存硫酸亚铁溶液应加入稀硫酸防止Fe2＋水解，另外还应加入少量铁屑防止Fe2＋氧化
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后向混合溶液中加入Zn、ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去
(二)Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1.用KSCN溶液和氯水
溶液
2.用NaOH溶液
溶液
灰绿
3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液
混合溶液 溶液变____色，说明含有Fe3＋。
混合溶液 KMnO4溶液__________，说明含有Fe2＋(无Cl－等存在时)。
4.Fe2＋的特征检验方法
溶液产生__________，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为__________________________________________。
红
紫色褪去
蓝色沉淀
K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓
2
菠菜是常见补铁食品之一，为探究其中铁元素的价态，现进行如下实验。
(1)取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品。分置于两支试管中；
(2)向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，现象为 ，说明滤液中含Fe2＋，反应的离子方程式为__________________________________
；
(3)向另一支试管中加入少量稀硝酸，然后加入几滴KSCN溶液，溶液呈
色。能否说明滤液中含Fe3＋，试分析其原因：_____________________
。
生成蓝色沉淀
K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－
KFe[Fe(CN)6]↓
红
加入稀硝酸后被氧化成Fe3＋，干扰Fe3＋检验
不能，滤液中的Fe2＋
考向1 铁盐、亚铁盐的性质
1.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，其中实验方案设计不合理的是
A.④ B.③
C.③④ D.①②③④⑤
关键能力 提升
√
Fe3＋与铁反应生成Fe2＋，使溶液显浅绿色，
体现了Fe3＋的氧化性，①合理；Fe3＋与硫
氰化钾反应使溶液显红色，据此能够检验
Fe3＋，②合理；硫酸铜溶液与氯化铁溶液
不反应，混合后溶液不会变成无色，③不
合理；氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，由于实际上Fe3＋没有参与反应，该现象不能体现Fe3＋的性质，④不合理；Fe3＋与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在Fe3＋，⑤合理。综上所述，不合理的是③④两项，C符合题意。
2.下列除杂的操作不正确的是
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
√
FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，且引入杂质Na＋，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。
1.含Fe2＋、Fe3＋的溶液的除杂方法
归纳总结
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.除去混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)除去Mg2＋(或Cu2＋)中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2)除去Mg2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
归纳总结
考向2 Fe2＋和Fe3＋的检验
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＋
√
A项，KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，不能确定Fe2＋是否存在，检验方法不合理；B项，Fe3＋会干扰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。
4.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
①将上述实验现象补充完整。
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________ (用离子方程式表示)。
实验方案 步骤1 步骤2
取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液
实验现象
实验结论 FeSO4溶液部分变质 溶液变红
紫色褪去
2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
①要证明FeSO4溶液部分变质，需证明溶液中同时含Fe3＋和Fe2＋；步骤1向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含Fe3＋；步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，说明溶液中含Fe2＋。②要使变质的FeSO4溶液复原，可向溶液中加入过量Fe粉，再过滤除去剩余Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋；
(2)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由：____________________________________________________________
。
实验方案 实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去
不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成
该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成。
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，也不能向加入KSCN后的混合溶液加入过量的新制氯水，因为氧化性Cl2＞(SCN)2＞Fe3＋，过量氯水中的Cl2会氧化Fe2＋和SCN－[生成(SCN)2]，影响检验结果。
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)。
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归纳总结
考点二
铁及其化合物的转化关系
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
必备知识 整合
1.横向变化体现了同价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化：
(1)碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；
(2)Fe2＋、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、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
根据上图所示，回答下列问题
(1)写出FeFe3O4的两个化学方程式：
，
。
(2)除去FeCl2溶液中的Fe3＋，可用试剂：
，离子方程式为 。
(3)写出Fe2＋Fe3＋的离子方程式：
。
3Fe＋2O2Fe3O4
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
Fe
Fe＋2Fe3＋3Fe2＋
Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(4)在强碱性条件下，Fe3＋可被ClO－氧化为Fe，转化的离子方程式为 。
(5)高铁酸钾净水原理是________________________________________
。
2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－2Fe＋3Cl－＋5H2O
K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，同时生成的Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中悬浮物而净水
1.(2024·河北秦皇岛统考三模)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.a与水蒸气反应可转化为c
B.b是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应转化为c
C.e可以通过化合反应制得d
D.向g中加强碱溶液可制得胶体
关键能力 提升
√
由题图可知，a为铁、b为氧化亚铁、c为氧
化铁、d为氢氧化铁、e为氢氧化亚铁、f为
亚铁盐、g为铁盐。铁高温下与水蒸气反应
生成四氧化三铁和氢气，故A错误；氧化亚
铁具有还原性，在空气中加热能被氧化生成四氧化三铁，故B错误；氢氧化亚铁还原性强，在溶液中易与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，故C正确；铁盐中加入强碱溶液生成氢氧化铁沉淀，不能生成氢氧化铁胶体，故D错误。
2.中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)：
下列说法错误的是
A.H2O2分子的结构式为H－O－O－H
B.A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4
C.鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D.C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O
√
F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化亚铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误。
3.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Cl－＋2Fe3＋
D.可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋
√
试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，故通过过滤(操作Ⅰ)得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3晶体，故试剂b是稀盐酸，铜不与稀盐酸反应，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤(操作Ⅱ)可得到金属铜，滤液Z为FeCl2溶液；将两次过滤得到的FeCl2溶液混合并通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl22Cl－＋2Fe3＋，将FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，
然后通过操作Ⅲ(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤)便可得到氯化铁晶体。由分析可知，试剂a是铁，试剂b是稀盐酸，故A错误；蒸发浓缩与过滤所使用的仪器不同，故B错误；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故不可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋，故D错误。
1.正误判断
(1)(2024·山东卷) 氯化铁溶液腐蚀铜电路板，体现了Fe3＋的氧化性 ( )
(2)(2024·吉林卷)检验NaBr溶液中是否含有Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液 ( )
(3)(2023·全国乙卷)硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀，其方程式为6FeSO4＋O2＋2H2O2Fe2(SO4)3＋2Fe(OH)2↓ ( )
(4)(2022·江苏卷)探究Fe2＋具有还原性：向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 ( )
高考真题 感悟
√
√
√
×
(5)(2022·湖南卷)FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀：2Fe2＋＋H2O2＋4H2O2Fe(OH)3↓＋4H＋ ( )
(6)(2022·辽宁卷)已知金属性Fe＞Cu，可推理出氧化性Fe3＋＜Cu2＋ ( )
(7)(2022·海南卷)FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色 ( )
√
×
×
2.(2021·广东卷)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
√
题图中所示为铁元素不同化合价的物质：a为
Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐
类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、
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＋2FeCl33FeCl2，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，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，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。
3.(2022·河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
Fe2O3
SiO2
(2)黄铁矿研细的目的是____________________________________________
。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为___________________
。
(4)工序①的操作为 ，所得母液循环使用。
增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿
的利用率
7Fe2(SO4)3＋FeS2＋
8H2O15FeSO4＋8H2SO4
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为__________________________________
。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为
和 (填化学式，不引入杂质)。
＋2
6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋Cl＋6H＋
6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6N
H2O2
NH3·H2O
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课 时 测 评
1.下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.FeSO4具有还原性，可作治疗贫血的药剂
B.Fe3＋具有强氧化性，FeCl3可用作止血剂
C.氧化铁能与酸反应，可用作红色颜料
D.Fe2＋有还原性，可用于处理含有重铬酸根离子的废水
A项，FeSO4作贫血药剂时，不涉及氧化还原反应，故与FeSO4具有还原性无关，错误；B项，FeCl3能使蛋白质凝聚，可用作止血剂，与Fe3＋具有强氧化性无关，错误；C项，Fe2O3的颜色为红色，可作红色颜料，与Fe2O3能与酸反应无关，错误；D项，Fe2＋有还原性，Cr2有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，可用Fe2＋处理含有Cr2的废水，正确。
√
2.某同学用含有铁锈(主要成分为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，气密性已检查)，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
√
A项，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，正确；B项，双氧
水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，错误；
C项，氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生
成氯化铁和水，正确；D项，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，正确。
3.验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化：
实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？
下列分析不合理的是
A.实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
B.实验②与③不可以调换顺序
C.实验④说明有Fe2＋生成
D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成
√
A项，实验①中，Fe3＋被Fe还原，生成Fe2＋，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，合理；B项，若实验②与③调换，滴加KSCN溶液后，溶液立即变红，不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2＋，合理；C项，实验④中，溶液呈黄色，不能说明有Fe2＋生成，不合理；D项，若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明溶液中含有I2，从而说明Fe3＋将I－氧化，生成I2，合理。
实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？
4.资料显示：[FeCl4]－(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在。为了验证该事实，某实验小组取三份2 mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下：
操作 现象
实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化
实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释，后滴入2滴浓KSCN溶液 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色
实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失
下列说法不正确的是
A.工业盐酸显黄色是因为其中混有[FeCl4]－
B.实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋
C.实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因
D.通过上述实验，可以证明[FeCl4]－只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在
√
[FeCl4]－(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，实验Ⅱ证明工业盐酸中有Fe3＋存在，则工业盐酸显黄色是因为其中混有[FeCl4]－，故A正确；KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确；AgNO3溶液与氯离子反应，使[FeCl4]－转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C错误；稀释或滴AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明[FeCl4]－只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。
操作 现象
实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化
实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释，后滴入2滴浓KSCN溶液 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色
实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失
5.(2024·江苏泰州模拟预测)铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是
A.Fe2O3FeCl3(aq) FeCl3(s)
B.FeFeI2FeCl3
C.FeS2Fe2O3 Fe(OH)3
D.FeFeCl2(aq)FeCl3(aq)
√
Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A不正确；I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2＋和I－都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确；FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C不正确；Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2＋氧化为Fe3＋，D不正确。
6.FeCl3易水解、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是
A.实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸
B.实验时若氯气不足量，则可能生成FeCl2
C.装置丙的作用是收集FeCl3
D.装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2
√
A项，实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，错误；B项，铁与氯气只能生成氯化铁，即使少量氯气也不能生成氯化亚铁，错误；C项，装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁，正确；D项，CaCl2与氯气不能反应，其目的是防止NaOH溶液中的水蒸气进入丙中使FeCl3水解，错误。
7.(2024·广东湛江市高三一模)部分含Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是
A.可存在a→e→b的转化
B.e溶液可与KSCN溶液反应生成红色沉淀
C.能用a制作的容器运输浓硫酸
D.a可与稀硝酸反应，生成只含b的溶液
√
存在FeFeCl3FeCl2的转化，A项正确；Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色溶液，不是沉淀，B项错误；常温下Fe会与浓硫酸发生钝化，可用Fe制作的容器运输浓硫酸，C项正确；当Fe过量时，反应后溶液中溶质可以只存在Fe(NO3)2，D项正确。
8.某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是
A.烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B.烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C.多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D.KSCN中硫元素、氮元素被氧化
√
NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，溶液中KSCN中的SCN－会直接被氧化为硫酸根离子，使澄清石灰水变浑浊的，可能是CO2，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，说明SCN－被NaClO氧化，SCN－中各元素的化合价为S：－2价，C：＋4价，N：－3价，故S、N元素被氧化，故D正确。
9.(2024·福建泉州模拟预测)某研究小组拟在实验室以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3，设计如下流程(已知SOCl2易水解)：
下列说法不正确的是
A.试剂X可选用硫酸
B.“氧化”时发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O
C.操作①②均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒
D.“脱水”时可能会产生亚铁盐
√
废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸，铁粉和HCl反应生成氯化亚铁，操作①过滤除去少量碳和SiO2杂质，溶液Ⅰ(溶质为氯化亚铁)加入氧化剂H2O2得到溶液Ⅱ(溶质为氯化铁)，操作②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤生成FeCl3·6H2O，在SOCl2的存在下加热脱水生成FeCl3。
由于最终要制备无水FeCl3，若试剂X可选用硫酸，则引入了硫酸根杂质，故A不正确；由分析可知，“氧化”时，氧化剂H2O2将氯化亚铁氧化为氯化铁，选项所给离子方程式正确，故B正确；操作①为过滤，操作②为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒，C正确；“脱水”时，SOCl2与水会生成SO2，生成的SO2可能将Fe3＋还原成Fe2＋，故“脱水”时可能会产生亚铁盐，D正确。
10.(2024·河北三模)黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为Fe2O3，同时还含有SiO2和Al2O3等。以其为原料制取FeSO4·7H2O的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A.“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3
B.试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的Fe3＋
C.“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制Fe2＋的水解
D.“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干
√
加入NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，Fe2O3不反应，过滤为滤渣，加入稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，经一系列操作得到FeSO4·7H2O；由分析可知，“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，故A正确；试剂甲为Fe，铁粉作用是还原溶液中的Fe3＋，故B正确；“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，亚铁离子会发生水解反应生成氢氧化亚铁，稀硫酸过量有利于抑制Fe2＋的水解，故C正确；“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至表面出现晶膜为止，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，故D错误。
11.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中不正确的是
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 Fe2＋具有还原性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋具有氧化性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 Fe3＋具有氧化性
√
向FeCl2溶液中通入Cl2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原剂，表现还原性，A正确；向FeCl2溶液中加入锌片，Zn将Fe2＋还原为Fe，溶液变成无色，Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B正确；向FeCl3溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，Fe作还原剂，表现还原性，C正确；向FeCl3溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D错误。
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 Fe2＋具有还原性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋具有氧化性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 Fe3＋具有氧化性
12.(6分)实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是 。
序号 实验方案 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ 现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变
Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。
2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是__________________________
。
序号 实验方案 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2
4Fe(OH)3
实验Ⅰ中的白色沉淀为Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显 性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；
假设b：白色沉淀可能为 。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有 (填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2更 (填“难”或“易”)被空气氧化。
碱
FeCO3
Fe2＋、C
难
①NaHCO3溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②沉淀溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和C。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀更难被空气氧化。
13.(12分)(2024·北京三模)某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及
性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH溶液。
Ⅰ：K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略)
(1)装置A中产生Cl2的离子方程式是______________________________________
。
MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋
2H2O
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；装置A中二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、水和Cl2，离子方程式是MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
(2)C中得到紫色固体和紫色溶液，写出C中Cl2发生反应的化学方程式：3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH2K2FeO4＋6KCl＋8H2O和_______________
。
KCl＋KClO＋H2O
Cl2＋2KOH
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；C中得到紫色固体和紫色溶液，C中发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH2K2FeO4＋6KCl＋8H2O和Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O；
(3)实验表明：C中Fe(OH)3和KOH的用量对K2FeO4的产率有影响。
注：上述实验中，溶液总体积、Fe(OH)3的物质的量、Cl2的通入量均相同。
结合离子方程式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是_______________
_____________________________________________________________________
。
Ⅱ：探究K2FeO4的性质
实验ⅲ：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
实验序号 试剂 C中实验现象
ⅰ Fe(OH)3和少量KOH 无明显现象
ⅱ Fe(OH)3和过量KOH 得到紫色溶液和紫色固体
为2Fe(OH)3＋10OH－＋3Cl22Fe＋8H2O＋6Cl－，实验ⅱ中KOH过量碱性较强，更容易反应生成K2FeO4
离子方程式
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；氧化反应中，Fe元素由＋3价上升到＋6价，根据得失电子守恒配平离子方程式为2Fe(OH)3＋10OH－＋3Cl22Fe＋8H2O＋6Cl－，实验ⅱ中KOH过量碱性较强，更容易生成K2FeO4，因此与少量KOH实验的现象不同；
(4)根据气体中有Cl2生成，得出：氧化性K2FeO4＞Cl2，是否合理？理由是 。
不合理，溶液的酸碱性会影响物质的氧化性强弱
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；制备K2FeO4的反应为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，Cl2是氧化剂，K2FeO4是氧化产物，则氧化性：Cl2＞K2FeO4，方案Ⅱ反应的氧化性：K2FeO4＞Cl2，二者相反，对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱；
(5)a溶液变红可知a中含有Fe3＋离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由 产生(用离子方程式表示)。
4Fe＋20H＋3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；由题意知，K2FeO4在酸性条件下分解放出气体，即快速产生O2和Fe3＋，产生的Fe3＋干扰了实验检验，反应为4Fe＋20H＋3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O；
(6)实验ⅳ：用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是 _______________________
————————————————————————————————
。
除去K2FeO4固体附着的ClO－，防止ClO－与Cl－在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO－干扰实验
使K2FeO4稳定溶出，并
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；K2FeO4在碱性溶液中较稳定，并且固体表面附有ClO－，加入盐酸时ClO－能与盐酸反应生成Cl2，所以用KOH溶液洗涤的目的是使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO－，防止ClO－与Cl－在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO－干扰实验；
(7)实验反思
①实验Ⅰ中装置B的作用是 。
除去挥发的HCl
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；用浓盐酸制取氯气，由于盐酸易挥发，制取的氯气中混有HCl杂质气体，实验Ⅰ中装置B的作用是除去挥发的HCl；
②实验Ⅰ中得到紫色溶液后，持续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因：________________________________________________________
。
通入氯气后，发生反应：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O，溶液
碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其他物质
由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl，C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气；向实验Ⅰ所得紫色溶液中继续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅，其可能的原因是通入氯气后，发生反应：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O，溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其他物质。
14.(10分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是 。
碱煮水洗
除去铁屑表面油污的方法是，用热碱溶液清洗铁屑，再用水洗。
(2)步骤②需要加热的目的是 ，温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为 (填标号)。
加快反应速率
水浴加热
C
铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，而H2S在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。
(3)步骤③中选用足量的H2O2，目的是_______________________________
。
分批加入H2O2，同时溶液要保持pH小于0.5，为了 。
将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，不引入
杂质
防止Fe3＋水解
铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用，分批加入双氧水，避免反应过快、放出热量较多，减少双氧水分解，以免造成氧化剂损失；铁离子易水解，保持溶液呈强酸性，避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
15.(10分)实验小组研究二价铁的氧化反应，设计如下实验。
(1)实验所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量铁粉反应制得，离子方程式是 。
(2)实验Ⅰ中白色沉淀转变为红褐色的化学方程式是______________________
。
2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O
4Fe(OH)3
实验序号 试剂及操作 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，最终转变为红褐色
现象b：……
Ⅱ 现象c：溶液略呈黄色
现象d：溶液呈红色
(3)现象b是 。
红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色
实验序号 试剂及操作 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，最终转变为红褐色
现象b：……
Ⅱ 现象c：溶液略呈黄色
现象d：溶液呈红色
Fe(NO3)2溶液与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化变为红褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后发生酸碱中和反应，红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色。
(4)实验小组对实验Ⅱ中何种物质氧化Fe2＋进行研究。提出两种假设：
ⅰ.酸性条件下，O2氧化了Fe2＋；
ⅱ.酸性条件下， 。
①将假设ⅱ补充完整。
②设计实验，证实了假设ⅰ不是实验Ⅱ中氧化Fe2＋的主要原因。将实验方案和现象补充完整。
步骤1：向1.0 mL 溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L－1 H2SO4溶液；
步骤2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，观察到 。
③向步骤2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH约为5，检测到有Fe3＋产生。
N氧化了Fe2＋
0.1 mol·L－1 FeSO4
溶液颜色无明显变化
①在酸性条件下，N具有氧化性，可将Fe2＋氧化，因此假设ⅱ为酸性条件下，N氧化了Fe2＋。②根据控制变量法可知，要证明氧化剂为氧气，需要排除硝酸根离子的干扰，因此，可以改为向1.0 mL 0.1 mol·L－1
FeSO4溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L－1 H2SO4溶液。
(5)综合上述实验，说明二价铁的氧化反应与__________________________
因素有关。
及二价铁的存在形式(或其他合理答案)
溶液酸碱性强弱、氧化剂种类
实验序号 试剂及操作 现象
Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，最终转变为红褐色
现象b：……
Ⅱ 现象c：溶液略呈黄色
现象d：溶液呈红色
根据实验的过程和实验现象可知，二价铁的氧化反应与溶液的酸碱性、氧化剂种类及二价铁的存在形式等因素有关。
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