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第2讲　铁及其化合物
复习目标
1．掌握铁的性质及其用途。
2．了解铁的氧化物的种类、性质及其用途。
3．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制法、性质。
4．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验及其相互转化。
考点一　铁的单质、氧化物和氢氧化物
INCLUDEPICTURE"基础自主夯实.TIF"
1．铁的位置、存在和物理性质
INCLUDEPICTURE"320HXH+3教.TIF"
2．铁的化学性质
(1)与非金属单质反应
非金属 反应条件 现象 化学方程式
O2 常温、潮湿空气中　 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈 —
点燃 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4
S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS
Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3
(2)与H2O反应
铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
(3)与稀盐酸、稀硫酸等发生置换反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(4)与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应
①常温下，铁在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化。
②加热时：
与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。
与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O。
与稀硝酸：Fe(不足)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(5)铁与某些盐溶液反应
铁与FeCl3溶液、CuSO4溶液反应的离子方程式分别为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
3．铁的氧化物
名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
属类 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物
化学性质 与H＋反应 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
稳定性 不稳定，在空气中加热被氧化为Fe3O4 在空气中稳定 在空气中稳定
4．氢氧化亚铁、氢氧化铁的性质和制法
名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态，水溶性 白色固体，难溶于水 红褐色固体，难溶于水
与H＋反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化，颜色由白色→灰绿色→红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 较稳定，在空气中久置会部分失水成铁锈，受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制取 新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 铁盐与可溶性碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
INCLUDEPICTURE"误点查正.TIF"　请指出下列各说法的错因
(1)铁元素位于元素周期表中第四周期ⅧB族。
错因：铁元素位于Ⅷ族。
(2)Fe与S混合加热生成FeS2。
错因：Fe与S混合加热生成FeS。
(3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。
错因：Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，产物不同。
(4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。
错因：Fe3O4是一种化合物，不是混合物。
(5)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。
错因：Fe3＋与I－会发生氧化还原反应。
INCLUDEPICTURE"课堂精讲答疑.TIF"
一、铁及其氧化物、氢氧化物的性质
1．铁的还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价的铁。生成不同价态的反应关系如下：
注意：铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
2．FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
3．Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原成Fe2＋。
二、氢氧化亚铁的实验室制法
1．要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。
2．制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施
方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图所示
方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图所示
方法三：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图所示
INCLUDEPICTURE"题组巩固提升.TIF"
角度一　铁和铁的氧化物
1．下列有关铁的性质的说法正确的是(　　)
A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
B．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2
C．在加热条件下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2O
D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2
答案　D
2．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为(　　)
A．Fe3O4 B．Fe2O3
C．FeO D．以上都不是
答案　C
解析　4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量均为0.04 mol，增加的氧原子为0.04 mol，质量为0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64 g，铁元素质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁原子与氧原子的物质的量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。
INCLUDEPICTURE"方法技巧.TIF"判断铁氧化物组成的方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。
角度二　Fe(OH)2的制备
3．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(　　)
A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
答案　D
解析　HNO3可氧化Fe生成Fe(NO3)3，A错误；实验开始时应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a，B错误；利用氢气的压强将含Fe2＋的溶液压入锥形瓶中，NaOH与Fe2＋反应生成Fe(OH)2，在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误。
4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入____________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是________________________________。
答案　(1)铁屑　(2)加热煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化
考点二　Fe2＋、Fe3＋的性质及检验　铁及其重要化合物的相互转化
INCLUDEPICTURE"基础自主夯实.TIF"
1．亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐
Fe2＋既有氧化性，又有还原性。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。
②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)铁盐
①Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成红色。
③FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
2．含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
(1)Fe3＋的检验
(2)Fe2＋的检验
3．铁及其重要化合物的相互转化
写出标号处的化学(或离子)方程式，合理即可。
①Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(或Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2)
②3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(或3Fe＋2O2Fe3O4)
③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
④2Fe＋3Cl22FeCl3(或Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O)
⑤4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
INCLUDEPICTURE"误点查正.TIF"　请指出下列各说法的错因
(1)若溶液中含有Fe3＋，向其中加入KSCN溶液可观察到红色沉淀生成。
错因：应该是红色溶液。
(2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2均能通过化合反应制取。
错因：Fe(OH)2不能通过化合反应制取。
(3)除去Cu2＋中混有的Fe3＋可向溶液中加入铜粉。
错因：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，有Fe2＋生成。
(4)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。
错因：Cl－也能与KMnO4反应，使其褪色。
(5)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、Na＋、SO。
错因：在溶液呈中性时，Fe3＋转化为Fe(OH)3，不能大量存在。
INCLUDEPICTURE"课堂精讲答疑.TIF"
一、混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法
1．除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种，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Cu2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入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＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
3．除去Mg2＋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＋，再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。
4．除去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＋，再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。
二、铁及其化合物转化关系的应用
1．判断离子能否共存
(1)Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)因发生氧化还原反应而不能共存。
(2)Fe3＋与S2－、I－、SO因发生氧化还原反应而不能共存。
(3)Fe3＋与HCO、CO等因水解相互促进而不能共存。
2．盐溶液的配制与保存
3．物质的制备
4．净水剂
高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，是一种高效复合净水剂。
(1)由于具有强氧化性能杀菌、消毒。
(2)由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。
INCLUDEPICTURE"题组巩固提升.TIF"
角度一　Fe2＋、Fe3＋的性质及检验
1．将2.24 g铁粉加入50 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，有关说法正确的是(　　)
A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，仍无色
C．反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为6∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
答案　D
解析　根据题目已知条件可知，n(Fe)＝0.04 mol，氯化铁溶液中n(FeCl3)＝0.1 mol。根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，铁粉全部溶解，参加反应的Fe3＋为0.08 mol，Fe3＋剩余0.02 mol，反应生成0.12 mol Fe2＋。铁粉无剩余，溶液含有Fe3＋和Fe2＋，不呈浅绿色，A错误；Fe3＋剩余，滴入KSCN溶液，溶液显红色，B错误；反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为1∶6，C错误；氧化生成的Fe2＋为0.04 mol，还原生成的Fe2＋的物质的量为0.08 mol，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D正确。
2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法合理的是(　　)
A．只需滴加KSCN溶液
B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
D．滴加溴水，溶液褪色
答案　C
INCLUDEPICTURE"易错警示.TIF"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；也不能将加了KSCN溶液后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。
(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－会还原酸性KMnO4，有干扰)。
角度二　铁及其重要化合物之间的转化
3．将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2的是(　　)
A．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
B．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
C．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色
D．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成
答案　B
解析　由反应物量的关系可知Fe3＋不足，KI过量，故只需证明溶液中存在Fe3＋即可说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2。
4．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：
下列叙述中不正确的是(　　)
A．A为Fe，B为Fe3O4
B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色
C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．⑤的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
答案　C
高考真题演练
1．(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是(　　)
A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O
B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O
C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色
D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
答案　B
解析　化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其与稀盐酸反应可能生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A推测合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，C为－2价，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，B推测不合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3＋能将I－氧化为I2，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C推测合理；化合物FeO(OCH3)在空气中高温反应将生成Fe2O3、CO2和H2O，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D推测合理。
2．(2021·广东高考)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
3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　)
A．(2021·广东高考)H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2
B．(2021·湖南高考)FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4
C．(2021·湖南高考)镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
D．(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
答案　B
解析　H2O(g)通过灼热铁粉生成四氧化三铁和氢气，A错误；镀锌铁皮的镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，C错误；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成致密的氧化膜，D错误。
4．(2020·江苏高考)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α Fe2O3。
其主要实验流程如下：
(1)酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。
A．适当升高酸浸温度
B．适当加快搅拌速度
C．适当缩短酸浸时间
(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是______________________________________________。
(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是______________________________________________[Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
(4)沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水—NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为___________________________________。
②设计以FeSO4溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：_______________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]
答案　(1)AB
(2)H2　取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
(3)pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
(4)①Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O(或Fe2＋＋HCO＋NH3===FeCO3↓＋NH)
②在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
课时作业
建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．(2022·华南师大附中高三综合测试)下列关于物质的性质和应用的说法错误的是(　　)
A．绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，可用作补血剂
B．赤铁矿可用于冶炼生铁，发生的主要反应是Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
C．用FeCl3止血是因为其能水解生成Fe(OH)3沉淀
D．常温下，用铁槽车运输浓硝酸利用了浓硝酸的强氧化性
答案　C
解析　血液中的胶体粒子遇到电解质溶液能发生聚沉，用FeCl3止血是因为其能使血液凝聚，C错误。
2．能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)
A．将铜屑加入FeCl3溶液中：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C．将氯化亚铁溶液与稀硝酸混合：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
答案　C
3．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　　)
A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性
B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体
C．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋
D．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
答案　C
解析　A项，由于浓硫酸具有强氧化性，加热条件下铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性；B项，将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀；D项，在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，氧气可将FeSO4氧化，得到的是不含结晶水的Fe2(SO4)3。
4．下列物质的转化在给定条件下能实现的是(　　)
A．Fe2O3FeCl3(aq)Fe
B．FeFeSO4(aq)Fe(OH)2
Fe2O3
C．NaCl(aq)NaNa2O2
D．FeS2SO3H2SO4
答案　B
5．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)
选项 A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu
答案　C
6．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　　)
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大
答案　D
解析　FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D错误。
7．(2022·惠州市高三第一次调研)关于下列转化过程分析不正确的是(　　)
A．Fe3O4中Fe元素的化合价为＋2、＋3
B．过程Ⅰ中Fe3O4分解时，每消耗1 mol Fe3O4转移1 mol电子
C．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑
D．该过程的总反应为2H2O===O2↑＋2H2↑
答案　B
解析　过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，当有2 mol Fe3O4分解时，生成1 mol O2，转移4 mol电子，故每消耗1 mol Fe3O4转移2 mol电子，B错误。
8．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，其中符合实验要求且完全正确的是(　　)
选项 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
A 在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变成黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ Fe2＋具有还原性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 黄色溶液变成浅绿色溶液　 Fe3＋＋Fe===2Fe2＋ 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成黄色溶液 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性
答案　A
9．由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：
烧渣溶液绿矾铁黄
已知：FeS2和铁黄均难溶于水。
下列说法不正确的是(　　)
A．步骤①中最好用硫酸来溶解烧渣
B．步骤②中涉及的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
C．步骤③中将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D．步骤④中反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
答案　C
解析　步骤③中由FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶，C错误。
10．(2022·湖南省高三六校联考)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，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋
答案　C
解析　根据工业废液的成分和制得氯化铁晶体对流程进行如下梳理：
试剂b若为硫酸，则会引入SO杂质离子，A错误；操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为在HCl氛围中蒸发浓缩、冷却结晶，所用仪器不同，B错误；滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此试剂c为氯气，氯气可将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，C正确；亚铁离子、氯离子都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有亚铁离子，D错误。
11．向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是(　　)
A．a点时溶液中阳离子为Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋
B．b点时溶液中发生的反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 mol·L－1
D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1
答案　D
解析　向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，先发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋①，后发生反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋②，如图加入0.56 g(即0.01 mol)Fe之后开始出现固体，则0～0.56 g之间发生反应①，消耗的n(Fe)＝0.01 mol，根据方程式可知n(Fe3＋)＝0.02 mol，生成的n(Fe2＋)＝0.03 mol；0.56～1.68 g之间发生反应②，消耗的m(Fe)＝1.12 g，剩余物即Cu的质量为1.28 g，则消耗的n(Fe)＝0.02 mol，生成的n(Cu)＝0.02 mol；1.68～2.24 g之间消耗的m(Fe)＝0.56 g，m(剩余物)＝(1.84－1.28) g＝0.56 g，说明铁过量。
二、非选择题
12．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。
已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀 2.3 7.5 3.4
完全沉淀 3.2 9.7 4.4
回答下列问题：
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的________沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是____________。
(2)在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作________。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为________。
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2＋可部分水解生成聚合离子[Fe2(OH)4]2＋。该水解反应的离子方程式为________________________________。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2＋及NO。为检验所得产品中是否含有Fe2＋，应使用的试剂为________(填字母序号)。
A．氯水 B．KSCN溶液
C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液
答案　(1)Al3＋　加快反应速率
(2)氧化剂　2 mol
(3)2[Fe(OH)]2＋＋2H2O??[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋
(4)D
INCLUDEPICTURE"素养提升题.TIF"
　实验小组同学为探究Fe2＋的性质，进行如下实验。
[实验Ⅰ]向2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴3% H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH＝1)，溶液颜色变红。
(1)甲同学通过上述实验分析Fe2＋具有________(填“氧化”或“还原”)性。
乙同学查阅资料发现Fe2＋与SCN－也可发生反应，生成无色的配合物。为证实该性质，利用FeCO3进行以下实验。
(2)FeCO3的制备：用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3，离子方程式为______________________________。
[实验Ⅱ]验证Fe2＋与SCN－发生反应。
(3)通过实验b排除了____________________的干扰。
(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
丙同学设计实验进一步证明Fe2＋可与SCN－反应。
[实验Ⅲ]
(5)上述实验中，d与c的对照实验。
①X为______________。
②实验能够证实Fe2＋可与SCN－反应，则应观察到的现象是________________________。
(6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释，则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有：使后续实验颜色变化易于观察；降低c(Fe3＋)，____________________________________________。
答案　(1)还原
(2)2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑
(3)FeCO3在水中溶解产生的Fe2＋
(4)FeCO3在水溶液中存在平衡：FeCO3(s)??Fe2＋(aq)＋CO(aq)。实验a中SCN－与Fe2＋发生反应，促进FeCO3固体溶解，使a的最终溶液中c[Fe(SCN)3]更大
(5)①1 mL H2O　②d中溶液红色比c中深
(6)使c(Fe3＋)/c(Fe2＋)的值减小，有利于Fe2＋与SCN－生成配合物
解析　(3)通过实验b可知，FeCO3在水中有少量溶解，溶液中含有较少的Fe2＋，与a形成对照实验，从而排除FeCO3在水中溶解产生的Fe2＋的干扰。
(5)①d为c的对照实验，则溶液的总体积应相同，且d的作用是排除因稀释引起溶液颜色变化的干扰，故X为1 mL H2O。
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