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14铁盐、亚铁盐及相关工业流程
学会鉴别铁盐、亚铁盐
学会工业流程思路
一、铁离子和亚铁离子的性质
铁有两种盐：亚铁盐 (+2 价铁的盐) 和铁盐 (+3 价铁的盐)。+3 价的铁处于较高价，表现为较强的氧化性；+2 价的铁既有氧化性又有还原性，通常表现其还原性。
Fe3+ 的氧化性
2Fe3++ Fe = 3Fe2+
2Fe3++ Cu = 2Fe2++ Cu2+
Fe3+ 具有较强的氧化性，除了可以氧化一些常见的活泼金属外，还可以氧化 I-、S2-、
SO32- 等。
Fe2+ 的还原性
2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ 2Cl
2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++ 2H2O
4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O
Fe2+ 具有较强的还原性，除了可以被以上氧化剂氧化之外，还可以被其他常见的氧化剂 (如氧气、KMnO4 酸性溶液、HNO3 等) 氧化为 Fe3+。
二、“铁三角”
理解技巧
6
真题及模拟题训练
1．（2023·浙江·高考真题）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 往溶液中加入片 短时间内无明显现象 的氧化能力比弱
B 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁
D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 先水解得再聚集成沉淀
A．A B．B C．C D．D
2．（2022·湖北·统考高考真题）下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A．在氨水中：
B．在氯化钠溶液中：
C．在醋酸溶液中：
D．在硝酸银溶液中：
3．（2015·天津·高考真题）下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na+，无K+
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
4．（2022·陕西汉中·统考模拟预测）下列反应的离子方程式书写正确的是
A．碳酸氢铵溶液与足量澄清石灰水反应：
B．SO2通入漂白粉溶液中：
C．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：
D．向Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液：
5．（2022·山东威海·校考模拟预测）用KSCN溶液和FeCl2溶液探究的还原性时出现异常现象实验如下：不正确的是
① ② ③
溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为O2)。取褪色后溶液，滴加盐酸和溶液，产生白色沉淀 溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为O2)，经检验有丁达尔效应。 溶液变红且不褪色，滴加盐酸和溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应。
A．对比①③，可判定酸性条件下可氧化
B．实验中发生的氧化还原反应有两种
C．②中红色溶液中含有胶体
D．③中发生的氧化还原反应为：
6．（2022·上海·统考一模）下列除杂所选试剂错误的是
A．溴苯()：溶液 B．()：饱和食盐水
C．()：溶液 D．()：铁粉
三、Fe2+、Fe3+ 的检验方法
真题及模拟题演练
7．（2022·上海·一模）向、的混合液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在。则下列判断正确的是
A．加入溶液一定不变红色 B．溶液中不一定含有
C．溶液中一定含有 D．剩余固体中不一定含有
8．（2023·上海金山·统考二模）如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是
A．物质X是Fe3O4
B．Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生氧化反应
C．在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化
9．（2023·河北石家庄·统考一模）下列装置能达到相应实验目的的是
A．利用甲装置可使粉最终消失得到澄清溶液
B．利用乙装置可制备溴苯并验证有生成
C．利用丙装置可制备并测量其体积
D．利用丁装置可制备
10．（2023·福建福州·统考二模）工业上采用NaClO氧化法生产高铁酸钾，其主要的生产流程如下：
已知：在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定，难溶于醇等有机溶剂。
下列说法错误的是
A．反应②为
B．由反应③可知，此温度下
C．“提纯”步骤的洗涤剂可以选用溶液、异丙醇
D．可用于水的消毒
11．（2023·湖南岳阳·统考一模）从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：
则下列说法错误的是
A．试剂a是铁、试剂b是盐酸
B．试剂c是氯气，相应的反应为
C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒
D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性溶液褪色
12．（2022·重庆·统考模拟预测）在实验室由废铁屑制取无水，下列实验原理与装置能达到实验目的的是
A．用装置I除去废铁屑表面的油污 B．用装置II溶解废铁屑制
C．用装置III过滤得到 D．用装置IV蒸干溶液获得
13．（2022·福建漳州·统考二模）高铁酸钾()具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂，可以用如下流程进行制备。下列说法正确的是
A．“酸溶”前，可用热的溶液处理铁屑表面的油污
B．“氧化”过程的离子方程式为
C．“制备”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3
D．“转化”中析出晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于
14．（2022·山东·模拟预测）锰酸锂(LiMn2O4)是最早制得的具有三维锂离子通道的正极材料。以MnSO4和LiFePO4为原料制备锰酸锂的流程如图：(已知：Ksp(FePO4)=1.3×10-22)
下列说法正确的是
A．NaClO3的作用是将二价铁氧化为三价铁
B．“沉铁”过程所得滤渣的主要成分是Fe(OH)2
C．反应器Ⅱ中产生的气体是CO2
D．K2S2O8中O为-2价，其作用是氧化MnSO4
15．（2022·浙江舟山·浙江省普陀中学校考模拟预测）下列每步转化不能通过一步反应就实现的是
A．NH3→NO→NO2→HNO3 B．Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3
C．S→SO2→H2SO4→MgSO4 D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
16．（2021·山西吕梁·统考一模）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，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
下列说法正确的是
A．为了加快反应速率，步骤②所需要的温度越高越好
B．工业上经常使用碳酸氢钠溶液来清除废铁屑表面的油污
C．铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，所以应将尾气直接通入到盛有足量水的烧杯中吸收
D．步骤⑤中的具体实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品
17．（2022·天津南开·统考一模）高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用暖贴残渣制备高铁酸钾，流程如下
下列说法不正确的是
A．步骤 i 适当加热搅拌可以加快反应速率
B．ii 中的试剂为 H2O2
C．iii 中反应为 2Fe3+ + 5H2O +3ClO- =2 FeO +3Cl-+10H+
D．iv 中反应说明溶解度：Na2FeO4＞K2FeO4
二、多选题
18．（2022·山东·模拟预测）“安心神，坚骨髓，润肌肤”是大宋第一部官修药典《开宝本草》对铁粉的药用功效的描述。实验室用如图装置模拟制取药用铁粉并检验产物，下列说法不正确的是
A．先点燃装置丙的酒精灯，再打开装置甲的分液漏斗活塞
B．装置乙、丁中分别装有浓硫酸、无水硫酸铜
C．反应后取少量装置丙的药品滴加稀硫酸，检验是否有铁粉生成
D．装置戊可检验是否有CO2生成，并可用点燃的酒精灯除去尾气
参考答案：
1．D
【详解】A．FeCl2溶液中加入Zn片，，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；
B．溶液变成血红色的原因，，与和K+无关，B错误；
C．铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；
D．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确；
故答案为：D。
2．C
【详解】A．氨水显碱性，会与反应，不能大量共存，A项错误；
B．会发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误；
C．醋酸显酸性，在醋酸溶液中均不会发生反应，能大量共存，C项正确；
D．硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀，不能大量共存，D项错误；
答案选C。
3．B
【详解】A、Fe3+遇KSCN会使溶液呈现红色，Fe2+遇KSCN不反应无现象，滴加KSCN 溶液，溶液呈红色，则证明存在Fe3+，并不能证明无Fe2+，故A错误；
B、气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO4+5H2O═CuSO4 5H2O，可证明原气体中含有水蒸气，故B正确；
C、灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na+，并不能证明无K+，Na+焰色反应为黄色，可遮住紫光，K+焰色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，故C错误；
D、能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体不一定是CO2，故D错误；故选B。
4．C
【详解】A．碳酸氢铵溶液与足量澄清石灰水反应时，阳离子、阴离子都发生反应，反应的离子方程式为：++Ca2++2OH-= NH3·H2O+CaCO3↓+H2O，A错误；
B．SO2通入漂白粉溶液中，会发生氧化还原反应产生CaSO4、HCl及HClO，反应的离子方程式应该为：SO2+Ca2++3ClO-+H2O=CaSO4↓+2HClO+Cl-，B错误；
C．反应符合事实，遵循物质的拆分原则，C正确；
D．在酸性条件下，H+、起HNO3的作用，表现强氧化性，氧化性比Fe3+强。Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液，反应产生Fe(NO3)2、I2、NO、H2O，该反应的离子方程式应该为：10I- +3+Fe3++12H+=5I2+3NO↑+Fe2++6H2O，D错误；
故合理选项是C。
5．B
【分析】①氯化亚铁盐酸酸化的溶液中滴入KSCN溶液，PH＜1，滴入过氧化氢发生氧化还原反应，生成铁离子，形成血红色溶液，大约10秒左右红色褪去，铁离子做催化剂过氧化氢分解有气体生成（经检验为O2），取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀为硫酸钡沉淀，证明SCN-离子被氧化为磷酸根离子；
②氯化亚铁盐酸酸化的溶液中滴入KSCN溶液，PH=5，滴入过氧化氢溶液，溶液变红且不褪色，说明亚铁离子被氧化为铁离子，铁离子对过氧化氢起到催化剂作用，有气体生成（经检验为O2），氧气氧化亚铁离子生成铁离子，经检验有丁达尔效应，说明生成了氢氧化铁胶体；
③氯化亚铁盐酸酸化的溶液中滴入KSCN溶液，PH＜1，滴入过氧化氢发生氧化还原反应，通入足量氧气，溶液变红且不褪色，说明氧气氧化亚铁离子生成铁离子，滴加盐酸和BaCl2溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应，无硫酸钡沉淀生成和氢氧化铁胶体形成，排除了生成的氧气氧化SCN-的可能。
【详解】A．对比①③，实验①排除了铁离子反应，而是SCN-离子反应，实验③排除了生成的氧气氧化SCN-的可能，可以判定酸性条件下H2O2可以氧化SCN-，故A正确；
B．实验②中发生的氧化还原反应有亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，过氧化氢分解生成氧气，氧气氧化亚铁离子，不只两种，故B错误；
C．②中检验有丁达尔效应，说明红色溶液中含有Fe（OH）3胶体，故C正确；
D．③中通入足量氧气溶液变红色说明，发生的氧化还原反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，故D正确；
故选：B。
6．D
【详解】A．溴与NaOH反应后，与溴苯分层，然后分液可分离，故A正确；
B．HCl易溶于水，而氯气不溶于饱和食盐水，可用于除杂，故B正确；
C．H2S与CuSO4 反应生成CuS沉淀，可除去杂质，故C正确；
D．和都能和铁反应，不能用铁粉出去中的，故D错误；
故选D。
7．A
【分析】由于FeCl3的氧化性强于CuCl2，所以加入的铁粉先与FeCl3反应生成了FeCl2，多余的铁粉再与CuCl2反应生成了Cu单质。有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无三价铁离子存在，一定存在亚铁离子，可能含有铜离子；若有铁剩余，一定有铜生成，三价铁离子和铜离子无剩余。
【详解】A．由分析可知，充分反应后仍有固体存在，溶液中一定不含Fe3+，所以加入KSCN溶液不变红色，故A说法正确；
B．通过以上分析知，溶液中一定含有Fe2+，故B说法错误；
C．通过以上分析知，溶液中可能含有Cu2+，故C说法错误；
D．通过以上分析知，剩余固体中一定含Cu，故D说法错误；
答案选A。
8．C
【详解】A．物质X是FeO，故A错误；
B．Fe2O3→Fe的转化，铁化合价降低，因此Fe2O3发生还原反应，故B错误；
C．在空气中Z→Y是氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，其现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C正确；
D．FeCl2和FeCl3中铁的化合价发生了改变，只能通过氧化还原反应实现相互转化，不能通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化，故D错误。
综上所述，答案为C。
9．A
【详解】A．氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，氯化铁与铁粉反应生成氯化亚铁，可使铁粉最终消失，故A正确；
B．溴单质挥发，也能与硝酸银反应生成AgBr沉淀，因此不能验证HBr生成，故B错误；
C．氨气极易溶于水，不能用装水的量气管确定其体积，故C错误；
D．浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，但出气导管不能伸入液面以下，故D错误；
故选：A。
10．B
【分析】氯气通入氢氧化钠溶液中制取NaClO，次氯酸钠溶液中加硝酸铁反应生成高铁酸钠，过滤，将高铁酸钠与饱和KOH混合反应生成高铁酸钾，再经分离、提纯得到纯净的高铁酸钾固体，据此分析解答。
【详解】A．反应②中次氯酸钠氧化硝酸铁，1mol次氯酸钠得2mol电子，1mol硝酸铁生成高铁酸钠失去3mol电子，根据得失电子守恒可得反应：，故A正确；
B．由反应③可知高铁酸钠与KON溶液混合生成高铁酸钾，该反应为复分解反应，反应发生的条件为高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠，故B错误；
C．因高铁酸钾在碱性条件下稳定，且在醇中的溶解度小，因此可用溶液、异丙醇作洗涤剂，故C正确；
D．具有强氧化性，可起到杀菌消毒作用，故D正确；
故选：B。
11．C
【分析】工业废液中加入试剂a为过量的铁，操作Ⅰ为过滤，得到滤渣Y为Fe、Cu，滤液X为氯化亚铁溶液；滤渣Y中加入试剂b为盐酸，溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z氯化亚铁溶液，滤液Z和X合并通入氯气，把氯化亚铁氧化为氯化铁溶液，蒸发结晶，过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。
【详解】A．由最终得到FeCl3及其流程图可知，a为过量的铁，b为盐酸，故A正确；
B．滤液X，滤液Z中均含有FeCl2，c为氯气，把亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故B正确；
C．上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ是过滤，均要用到烧杯、漏斗、玻璃棒，故C错误；
D．亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色，加入过量试剂c之后，溶液中含大量的氯离子，依然能使少量酸性溶液褪色，故D正确；
故选C。
12．A
【详解】A．碳酸钠溶液显碱性，加热有利于碳酸根水解碱性增强，油污可以在碱性条件下水解而被除去，A正确；
B．废铁屑和盐酸反应生成FeCl2，同时废铁屑会与三价铁离子反应，生成二价铁，B错误；
C．过滤需要用玻璃棒引流，C错误；
D．加热促进Fe3+水解，蒸干氯化铁溶液得到氢氧化铁固体，D错误；
故选A。
13．A
【分析】由题给流程可知，铁屑溶于稀盐酸，过滤得到氯化亚铁溶液；向氯化亚铁溶液中通入过量空气，将氯化亚铁转化为氯化铁；向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，将氯化铁转化为高铁酸钠，向得到的高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，过滤得到高铁酸钾晶体。
【详解】A．碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，能使油脂的水解程度增大，则酸溶前可用热的碳酸钠溶液处理铁屑表面的油污，故A正确；
B．由分析可知，氧化过程为过量空气将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁，反应的离子方程式为，故B错误；
C．由分析可知，制备高铁酸钠的反应中，氯化铁是反应的还原剂，次氯酸钠是反应的氧化剂，由得失电子数目守恒可知，氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比为3：2，故C错误；
D．由分析可知，转化中发生的反应为向得到的高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，故D错误；
故选A。
14．A
【分析】LiFePO4加入盐酸和氯酸钠浸取，浸取过程中亚铁离子被氧化成铁离子，再加入碳酸钠溶液调节pH，使Fe3+沉淀，得到的滤渣为白色固体，说明不是氢氧化铁沉淀，根据元素守恒可知该沉淀应为FePO4，之后再加入饱和的碳酸钠溶液得到碳酸锂沉淀；MnSO4与K2S2O8反应，Mn2+被氧化成MnO2生成沉淀析出；将MnO2与Li2CO3混合反应得到锰酸锂。
【详解】A. 分析可知，NaClO3的作用是将二价铁氧化为三价铁，A说法正确；
B. “沉铁”过程，所得滤渣中铁为+3价，且为白色，不是氢氧化亚铁，利用原子守恒，其主要成分是FePO4，B说法错误；
C. 反应器Ⅱ中二氧化锰与碳酸锂反应生成LiMn2O4，Mn的化合价降低，C的化合价最高，则O的化合价升高，应有氧气产生，则产生的气体是CO2和O2混合气体，C说法错误；
D. K2S2O8中S的化合价为+6价，K为+1价，O的化合价有-2、-1价，则 S2O82- 中存在“-O-O-”键，作用是氧化MnSO4，D说法错误；
答案为A。
15．B
【详解】A．NH3催化氧化可得到NO，NO被空气氧化可得到NO2，NO2溶于水可生成HNO3和NO，每步转化均能通过一步反应实现，A不符合题意；
B．Si与氧气加热条件下可生成二氧化硅，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能一步转化为硅酸，B符合题意；
C．S与氧气点燃可生成SO2，SO2被氧化剂氧化，如与氯气和水反应可生成H2SO4，H2SO4与氢氧化镁等可一步转化为MgSO4，每步转化均能通过一步反应实现，C不符合题意；
D．Fe与盐酸可转化为FeCl2，FeCl2与氢氧化钠可转化为Fe(OH)2，Fe(OH)2与氧气和水发生反应可生成Fe(OH)3，每步转化均能通过一步反应实现，D不符合题意；
故选B。
16．D
【分析】废铁屑中含有油污，油污在碱性条件下水解，且碱和Fe不反应，所以可以用碱性溶液除去废铁屑中的油污，将干净铁屑进入稀硫酸中并加热，稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤除去废渣得到滤液，滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁，然后向滤液中加入H2O2，Fe2+被氧化生成Fe3+而得到硫酸铁溶液，然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体，然后通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体，以此分析解题。
【详解】A．升高温度可以加快反应速率，但温度太高一是浪费能源，二是促进Fe2+水解成碱式硫酸亚铁沉淀，造成原料的浪费，故步骤②所需要的温度不是越高越好，而是控制在80~95℃，A错误；
B．工业上经常使用碳酸钠溶液而不是碳酸氢钠溶液来清除废铁屑表面的油污，B错误；
C．铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，由于生成H2S极易溶于水，所以需用防倒吸装置，即将尾气通过倒扣的漏斗通入到盛有足量水的烧杯中吸收，C错误；
D．步骤⑤中的具体实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品，D正确；
故答案为：D。
17．C
【详解】A．步骤i为酸溶，适当加热搅拌可以加快反应速率，A正确；
B．步骤ii加入氧化性试剂将亚铁离子氧化成铁离子，可以是H2O2，B正确；
C．步骤iii溶液是碱性的，H+不能共存，应以H2O形式存在，离子方程式为：2Fe3+ + 10OH- +3ClO- =2 FeO+3Cl-+5H2O，C错误
D．步骤iv 中Na2FeO4转化成K2FeO4，说明高铁酸钾溶解度更小，则溶解度：Na2FeO4＞K2FeO4，D正确；
故选：C。
18．AC
【详解】A．先打开装置甲的分液漏斗活塞，使稀硫酸与Zn粒反应生成H2排净装置内的空气后再点燃装置丙的酒精灯，故A错误；
B．装置乙中的浓硫酸作用为吸收产生H2中的H2O，丁中的无水硫酸铜遇水会变蓝，用于检验H2O的生成，故B正确；
C．无论有无铁粉生产，装置丙中的物质遇稀硫酸都会有气体生成，(FeCO3+H2SO4=H2O+CO2+FeSO4；Fe+H2SO4=H2+FeSO4)，故C错误；
D．若有CO2生成，则装置戊中的澄清石灰水会变浑浊，尾气为H2可以点燃去除，故D正确；
故选:AC。

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