人教版（2019）高中化学必修一 同步学案 3.1.2铁的氢氧化物和盐

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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　铁的氢氧化物和盐
知识点一、铁的氢氧化物
1．铁的氢氧化物的制备
①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
②图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，有关反应的离子方程式是Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。
2．Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物质类别
二元弱碱
三元弱碱
颜色状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋=
Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O
稳定性
Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气)
2Fe(OH)3
Fe2O3＋3H2O
特点
易被氧化，如被氧气氧化
易被还原，如被I-氧化
【例1】在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。关于该反应的下列叙述中错误的是(　　)
A．生成物为氢氧化铁
B．该反应是化合反应
C．该反应是氧化还原反应
D．氢氧化亚铁做氧化剂
【例2】实验室制取氢氧化铁的一组试剂是(　　)
A．氯化铁溶液和烧碱溶液
B．氧化铁和烧碱溶液
C．氧化铁和水
D．铁和水蒸气
【例3】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和残渣分别是(　
　)
A．Fe(OH)3；Fe2O3
B．Fe(OH)2；Fe2O3
C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4
D．Fe2O3；Fe(OH)3
【例4】有关铁的氢氧化物的说法中错误的是（
）
A．Fe(OH)2是一种白色固体，在空气中易被氧化而变为红褐色
B．Fe(OH)2和Fe(OH)3受热都能发生分解反应
C．向Fe(OH)3沉淀中加入盐酸和氢碘酸，反应的离子方程式相同
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
3．成功制备氢氧化铁的方法
（1）前提条件
①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质，具体措施如下：
新配制FeSO4溶液且加入少量铁粉（防止Fe2+被氧化）
配制FeSO4溶液的蒸馏水、NaOH溶液均需煮沸（除去其中的溶解氧）
②在制备过程中要保证生成的Fe(OH)2处在隔绝空气的体系中
（2）常用方法
①有机物覆盖层法
在FeSO4溶液的液面上覆盖一层苯或煤油（密度小于水且不溶于水，不能用CCl4），将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面下
②还原性气体保护法
如图所示，具体操作是：先打开弹簧夹a，A中产生H2，将装置内空气排出，待对B出口处收集到的H2验纯后夹紧a，H2将A中的FeSO4，溶液压入B中，便会产生白色沉淀
【例5】有关铁的化合物的说法错误的是(　　)
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
【例6】按下列图示进行实验操作，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_________
【例7】下列物质中，不能通过化合反应一步得到的是（
）
A．FeCl2
B．Fe(OH)3
C．NaHCO3
D．Fe(OH)2
【例8】有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100
mL的大试管中先加40
mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图所示)。仔细观察，回答下列问题：
(1)大试管的下层溶液中出现的现象为
。
(2)装置中长颈漏斗内液面
(填“下降”或“上升”)。
(3)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式：
。
知识点二、铁盐和亚铁盐
1．Fe3+和Fe2+的检验
Fe2＋
Fe3＋
观察溶液的颜色
浅绿色
黄色
滴加NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色→红褐色
出现红褐色沉淀
滴加KSCN溶液
无明显现象滴加氯水后溶液变红
溶液变红色Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
【注】Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法为：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＋（特别提醒：Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色）
2．Fe、Fe2+、Fe3+之间的转化关系（铁三角）
①Fe只具有还原性，可被弱氧化剂（如H＋、S等）和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂（如Cl2等）氧化成Fe3＋
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2Fe＋3Cl22FeCl3。
②Fe2＋既有氧化性又有还原性，可被强氧化剂（如Cl2、KMnO4/H＋等）氧化为Fe3＋；可被还原剂（如CO、C等）还原为Fe
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
FeO＋COFe＋CO2。
③Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂（如Cu等）和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂（如Al、Zn、CO等）还原为Fe
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
【例9】判断正误
（1）不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现(　　)
（2）向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含Fe3＋，一定不存在Fe2＋和Mg2＋(　　)
（3）除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤(　　)
【例10】下列有关物质检验方法不合理的是(　　)
A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋
B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红
D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
【例11】证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　)
A．只需滴加硫氰化钾溶液
B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液后显红色
D．滴加氢氧化钠溶液，立即产生红褐色沉淀
【例12】下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是(　　)
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选项
M
N
P
Q
A
NH3·H2O
Ba(OH)2
铜
KSCN
B
Na
BaCl2
FeO
KSCN
C
NaOH
Ba(NO3)2
锌粉
KSCN
D
Na2O2
MgCl2
Fe
KSCN
【例13】下列离子方程式正确的是(　　)
A．将氨水滴入到FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
C．向FeCl3溶液中加入铁粉：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
【例14】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，以物质的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(　　)
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A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．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
C．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
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
【例15】除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
（1）FeCl2(Fe3＋)除去方法：______________________、过滤，离子方程式：________________________。
（2）FeCl3(FeCl2)除去方法：______________________，离子方程式：_________________________。
（3）Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：______________________，离子方程式：______________________。
（4）FeCl2(Cu2＋)除去方法：______________________，离子方程式：_________________________。
【例16】FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl—FeCl3)，印刷铜制电路板的腐蚀液回收再利用一直是研究的热点。思考解答下列问题：
（1）蚀刻铜板主要反应的离子方程式为______________________，氧化剂是
。
（2）腐蚀结束后，废腐蚀液中含有的金属阳离子有__________________。
（3）检验废腐蚀液中是否含有Fe3＋的方法是____________________________________________
__________________________________________________________________。
（4）腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。
废液溶液XFeCl3溶液
①步骤Ⅰ所加试剂和操作分别为__________________________________________________________；有关离子方程式：_____________________________。
②可实现步骤Ⅱ转化的物质或方法是______(填一种即可)；有关离子方程式：____________________。
【例17】已知有以下物质相互转化：
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试回答下列问题：
（1）写出B的化学式：
，D的化学式：
。
（2）写出由E转变成F的化学方程式：
。
（3）写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：
。
向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为：
。
答案：例1
D；
例2
A；
例3
B；
例4
C；
例5
A；
例6
①②④；
例7
D；
例8
（1）产生白色絮状沉淀　（2）上升
（3）2Na+FeSO4+2H2O=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
例9
√××；
例10
B；
例11
B；
例12
C；
例13
B；
例14
C；
例15（1）加入过量铁粉；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
（2）加入氯水或通入Cl2；2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
（3）滴加双氧水；2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋
（4）加入过量铁粉，过滤；Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
例16（1）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　FeCl3(或Fe3＋)
（2）Fe3＋、Fe2＋和Cu2＋
（3）取少量待测液于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红，则证明含Fe3＋；反之，则不含Fe3＋
（4）①过量铁粉和稀盐酸，过滤　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋
＋H2↑　②Cl2
(或H2O2)　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)
例17
（1）FeCl2　KCl　
（2）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　
（3）Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
课后练习
将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有+3价铁生成的是(　　)
A.稀硫酸
B.高锰酸钾
C.氯化锌
D.氯化铜
答案：B
2.下列离子的检验方法中合理的是
(　　)
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+
B.用酸性KMnO4溶液检验FeSO4溶液中是否含有Fe2(SO4)3
C.向某溶液中加入NaOH溶液，直接得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+
解析：A项中只能说明含有Fe3+，不能说明不含Fe2+，不合理；B项中酸性KMnO4溶液不能检验FeSO4溶液中是否含有Fe2(SO4)3，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。
答案：C
3.下列不能证明Fe3+的氧化性的事实是
(　　)
A.硫酸铁溶液可溶解铁粉
B.常用氯化铁溶液溶解含铜的印刷电路板
C.含Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成红色
D.往氯化铁溶液中通入H2S可出现浑浊
答案：C
4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
(　　)
①过量的Fe与Cl2反应　
②Fe与过量稀硫酸反应　
③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.①
B.①②
C.①②③
D.③
答案：A
5.下列各物质相互反应后，再向得到的溶液中滴入NaOH溶液，能直接生成红褐色沉淀的是
(　　)
A.氯水与氯化亚铁溶液
B.铁屑与氯化铜溶液
C.铁屑与过量稀硫酸
D.过量铁屑与氯化铁溶液
解析：向所得的溶液中滴入NaOH溶液，能直接生成红褐色沉淀，即直接生成Fe(OH)3，则说明各物质相互反应后生成Fe3+。氯水与氯化亚铁溶液发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，有Fe3+生成，故A项符合题意；铁屑与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁：CuCl2+Fe=FeCl2+Cu，无Fe3+生成，故B项不符合题意；由于稀硫酸是非氧化性酸，铁屑与过量稀硫酸反应生成的是FeSO4，无Fe3+生成，故C项不符合题意；过量的铁屑与氯化铁溶液反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2，无Fe3+生成或剩余，故D项不符合题意。
答案：A
6.实验室利用印刷电路的废腐蚀液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3)回收Cu，主要流程如下：
(1)操作1的名称是　　　　，需要用到的玻璃仪器有　　　　　　。?
(2)加入过量铁粉发生反应的离子方程式为?
　。?
(3)获得的铜粉中含有杂质，除杂所需的试剂是　　　　　　　　(填化学式)。?
(4)实验室利用如图所示装置制取一定量的FeCl3。
各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→　　　　→　　　　→　　　　→D。写出装置D中反应的离子方程式：　　　　　　　　　　。?
答案：
(1)过滤　漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(3)HCl(或H2SO4)
(4)E　C　B　Cl2+2OH-
=
Cl-+ClO-+H2O
【拓展提高】
7.向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤，向滤液中滴入KSCN溶液时无明显现象，由此得出的正确结论是
(　　)
A.白色沉淀是BaSO3
B.白色沉淀是BaSO4
C.白色沉淀是BaSO3、BaSO4的混合物
D.FeCl3全部被SO2氧化为FeCl2
解析：
向滤液中滴入KSCN溶液时无明显现象，说明FeCl3全部被SO2还原为FeCl2，SO2被氧化为H2SO4，白色沉淀是BaSO4，亚硫酸酸性弱于盐酸，与氯化钡不反应，所以不会产生BaSO3沉淀。
答案：B
8.A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应产物已略去)。
(1)写出下列物质的化学式：
D　　　　，X　　　　。?
(2)在反应①~⑦中，不属于氧化还原反应的是　　　　(填序号)。?
(3)往G溶液中加入NaOH溶液观察到的现象是?
　。
(4)反应⑦的化学方程式为　　　　　　　　　　　；该反应中每消耗0.3
mol的A，可转移电子　　　　mol。?
(5)除去D溶液中混有的少量G的离子方程式为?
　。
解析：单质A与C反应生成的E为黑色固体，E与X(酸)反应生成D、G、H，其中D、G之间可以相互转化，说明A为变价金属Fe，与C在点燃条件下生成Fe3O4，C为O2，D为含Fe3+的化合物，F为含SCN-的化合物，G为含Fe2+的化合物，H为H2O；依据G+BD分析判断B是强氧化剂，B为黄绿色气体，即B为Cl2，所以推断D为FeCl3，G为FeCl2，X为HCl。
答案：
(1)FeCl3　HCl　(2)③⑥
(3)生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　0.8
(5)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
9.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。实验时必须使用铁屑、4
mol·L-1硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：
(1)实验开始时应先将活塞E　　　
　(填“打开”或
“关闭”)。?
(2)在该实验中生成的Fe(OH)2白色沉淀可保持较长时间，可能的原因为?
　。
(3)拔去装置B中的橡胶塞，使空气进入，写出Fe(OH)2被氧化的化学方程式：?
　。
解析：
(1)实验开始时，应先打开活塞E，使生成的氢气进入实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化。(2)因B中充满氢气，生成的氢氧化亚铁处于还原性气体的氛围中，隔绝了氧气，则生成的Fe(OH)2白色沉淀可保持较长时间。(3)氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀，所以看到白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2
+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
答案：
(1)打开　
(2)反应生成的氢气排出了装置中的空气　
(3)4Fe(OH)2
+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【挑战创新】
10.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上可用作补血剂，某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，实验步骤如下。
请回答下列问题：
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是　　　　　　　　　　　　，该过程的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)步骤②加入过量H2O2溶液的目的是　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。?
(3)写出步骤③中出现红褐色悬浊液现象的离子方程式：
　。
(4)步骤④中最终得到a
g红棕色粉末，则一系列处理的操作步骤为　　　　、洗涤、　　　　、冷却、称量。?
(5)若实验无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为　　　　g。?
(6)正常人每天应补充14
mg左右的铁，如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的片剂来补充铁，则正常人每天需服用含　　　　mg
FeSO4·7H2O的片剂。?
解析：
(5)a
g
Fe2O3中铁元素的质量即为10片补血剂中铁元素的质量，所以每片补血剂中含铁元素的质量为=0.07a
g。
(6)14
mg铁即为FeSO4·7H2O片剂中铁元素的质量，所以需要FeSO4·7H2O片剂的质量为=69.5
mg。
答案：
(1)先滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水(或H2O2溶液)　先无明显现象，滴加新制氯水或(H2O2溶液)后溶液变为红色
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)Fe3++3OH-
=Fe(OH)3↓[或Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+]
(4)过滤　灼烧
(5)0.07a
(6)69.5
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精品试卷·第
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