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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时3 铁盐和亚铁盐
学习目标
通过学习铁盐和亚铁盐，学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系
01
通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示
02
结合应用实例，将铁盐和亚铁盐的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题
03
常见的铁盐和亚铁盐
硫酸亚铁
硫酸亚铁溶液
氯化亚铁
硫酸铁
硫酸铁溶液
氯化铁
氯化铁
溶液
01
铁盐和亚铁盐
铁盐和亚铁盐的组成
铁盐 亚铁盐
组成 含有_______的盐 含有_______的盐
常见物质
FeCl3、Fe2(SO4)3等
Fe3＋
FeSO4·7H2O、FeCl2等
Fe2＋
铁盐具有（ ） 亚铁盐具有（ ）
颜色
溶解性
化学性质 与碱反应
与氧化剂 ——
与还原剂
溶液为棕黄色
多数可溶
Fe2++ 2OHˉ==Fe(OH)2↓
2Fe2++ Cl2== 2Fe3++ 2Clˉ
Fe2++ Zn == Fe + Zn2+
2Fe3++ Fe == 3Fe2+
2Fe3++ Cu == 2Fe2++ Cu2+
Fe3++ 3OHˉ == Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3 Fe2O3（红色）＋3H2O
溶液为浅绿色
多数可溶
氧化性
氧化还原性
Fe2＋、Fe3＋的检验
FeCl2溶液 FeCl3溶液
溶液的颜色
滴入KSCN溶液后的颜色
原理 ----------
浅绿色
黄色
无明显变化
红色
Fe3++3SCN－=Fe(SCN)3
如何检验混合溶液中同时含有Fe2+和Fe3+？上述检验检验的方法中，加入KSCN溶液，无明显现象，一定能证明溶液中含有Fe2+吗？
①分别取少量溶液于两支洁净的试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾
溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3+ + Mn2++4H2O，如果无明显变化，则溶液中不含Fe2+；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋：Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (红色液体)。
②不能。若要证明某溶液中是否一定含Fe2+的方法可以是：先加KSCN溶液无明显
现象，再加氯水（或H2O2等氧化剂），溶液出现血红色，则证明溶液中含有Fe2+。
③Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干
扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常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＋。
滴入
KSCN溶液
FeCl2
滴入氯水
或滴入双氧水
②不能。若要证明某溶液中是否一定含Fe2+的方法可以是：先加KSCN溶液无明显
现象，再加氯水（或H2O2等氧化剂），溶液出现血红色，则证明溶液中含有Fe2+。
③Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干
扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常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＋。
Fe3+、Fe2+的检验常用方法
Fe3+ Fe2+
颜色法
加碱法 现象：
加KSCN法 现象： 现象：
加入KSCN溶液后变成红色溶液
加入KSCN溶液后无明显现象，再加入氯水（或双氧水等）变成红色溶液。2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ Clˉ、Fe3++ SCNˉ= Fe(SCN)3
产生白色沉淀迅速变为灰绿色最后变成红褐色Fe2＋＋2OHˉ=Fe(OH)2↓ 、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
溶液呈浅绿色
溶液呈棕黄色
红褐色沉淀
Fe3++ 3OHˉ =
Fe(OH)3 ↓
例1将过氧化钠投入FeCl2溶液中，可观察到的实验现象是（ ） A．无气体产生 B．没有沉淀生成 C．有红褐色沉淀生成 D．有白色沉淀生成
C
解析：过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氧气、过氧化钠都能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3；过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，过氧化钠与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，氧气、过氧化钠都能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧化钠反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，有红褐色沉淀产生，观察到现象是有气体产生，有红褐色沉淀生成；选项C正确；答案为C。
例2下列说法正确的是（ ）
A．FeCl2不能通过化合反应制得
B．Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得
C．溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe2+
D．除去FeCl2溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，
然后过滤
D
解析：A．Fe与FeCl3反应产生FeCl2，A错误；B．Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，该反应属于化合反应，B错误；C．向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3+，可能存在Fe2+，C错误；D．Fe可与CuCl2发生置换反应生成FeCl2和Cu，因此加入过量铁粉，能达到除杂、净化的目的，D正确；故合理选项是D。
02
Fe、Fe2+、Fe3+的转化
实验操作
实验现象
离子方程式
实验结论
加少量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化
向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成红色
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋
Fe2＋在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
1.根据Fe3+和Fe2+的化合价判断，Fe3+只具有氧化性，Fe2+具有氧化性和还原性。
2.Fe3+和Fe2+的转化
Fe3+ Fe2+
①Fe ②Cu
③Cl2
如何检验Fe2+
检验Fe2+的方法：
①滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变为红色。
②加入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
人体内的血红蛋白是含铁的化合物，铁元素化合价的变化使血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。
1．血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。血红蛋白中的铁的化合价主要为____价；原因为________________________________________。
2．血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C解毒，其原理是______________________________________________
_____________________________________________________。
+2价铁能与O2结合，把O2运输到人体需要的各个部位
+2
亚硝酸盐使血红蛋白中的+2价铁变为+3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C具有还原性，可以将+3价铁再还原为+2价铁而解毒
例1人体血红蛋白中含有Fe2＋，如果误食亚硝酸盐会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋变Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒。说明维生素C具有 （ ）
A．氧化性 B．还原性 C．酸性 D．碱性
B
解析：亚硝酸盐会使Fe2＋变Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒，说明铁离子和维生素C反应生成亚铁离子，铁离子化合价降低，作氧化剂，具有氧化性，则维生素C化合价升高，作还原剂，具有还原性，故B项符合题意。
例2已知 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是（ ）
A．溶液中一定不含Fe3+ B．溶液中一定含Fe2+
C．剩余固体中一定含Cu D．溶液中一定含Cu2+
D
解析：A．通过以上分析知，溶液中一定不含Fe3+，A项正确；B．通过以上分析知，溶液中一定含有Fe2+；B项正确；C．通过以上分析知，剩余固体中一定含Cu，C项正确；D．通过以上分析知，溶液中可能含有Cu2+，D项错误；答案选D。
Fe只具有_____性。可被弱氧化剂(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。
举例：Fe＋2H＋===___________；2Fe＋3Cl2 _______。
还原
Fe2＋＋H2↑
2FeCl3
+氧化剂
Fe
＋2
+氧化剂
Fe
＋3
Fe
0
Fe
＋2
+氧化剂
Fe
＋3
+还原剂
Fe
0
Fe2＋既有_____性又有_____性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。
举例：2Fe2＋＋Cl2===____________；FeO＋CO ________。
高温
氧化
还原
2Fe3＋＋2Cl－
Fe＋CO2
为什么在配制FeSO4溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？
Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加入铁粉或铁钉发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
+还原剂
Fe
＋2
Fe
＋3
+还原剂
Fe
0
Fe3＋只具有_____性，可被弱还原剂(Cu等)和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。
举例：2Fe3＋＋Fe===______；Fe2O3＋3CO __________。
氧化
3Fe2＋
2Fe＋3CO2
高温
Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
+还原剂
+氧化剂
+氧化剂
+还原剂
+氧化剂
+还原剂
Fe
＋2
Fe
＋3
Fe
0
传说中的“铁三角”
取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。
【现象】
【原理】
利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后，把覆铜板放到FeCl3溶液中。
化学方程式：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
【应用】电子工业中常用覆铜板（以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料）为基础材料制作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。
【问题】为使使用后的“腐蚀液” 能得到充分利用，如何回收得到 Cu 和 FeCl3
CuCl 2
FeCl 2
FeCl 3
腐蚀液
Fe
过滤
过滤
Cl2/H2O2
FeCl 3
Cu Fe
FeCl 2
盐酸
Cu
FeCl 2
例1下列各组物质中，能一步实现如图所示①～⑤转化关系的是
( )
选项 X Y Z W
A C CO CO2 Na2CO3
B Fe FeCl3 Fe2O3 Fe(OH)2
C Na Na2O2 Na2CO3 NaOH
D Cl2 HCl HClO NaClO
A．A B．B
C．C D．D
C
例2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:
则下列说法正确的是( )
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溶液可检验溶液中是否还有Fe2+
C
03
课堂总结
铁盐和亚铁盐的组成
Fe2＋、Fe3＋的检验
Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
铁盐：含有Fe3＋的盐。
亚铁盐：含有Fe2＋的盐。
含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe2＋不变色
铁盐和亚铁盐
04
课堂检测
1．硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，溶液颜色变浅，要证明该过程发生
了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是（ ） A．KSCN溶液 B．酸性高锰酸钾溶液 C．NaOH溶液 D．铜粉
解析：A．KSCN溶液用于检验Fe3+的存在，不能用于检验Fe2+，A不可行；B．酸性高锰酸钾溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，从而发生颜色变化，B可行；C．NaOH溶液既能与Fe2+反应，也能与Fe3+反应，由于Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物与Fe(OH)3的颜色差异不明显，所以难以确定Fe(OH)2的存在，C不可行；D．铜粉与Fe2+不反应，不能证明Fe2+的存在，D不可行；故选B。
B
2．下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中，不正确的是（ ）
A．二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现
B．将铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl3溶液
C．酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂
D．分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质
解析：A项，向FeCl2溶液中通入氯气，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2；都属于化合反应，正确；B项，将铁粉加入氯水中，当铁粉过量时，最终得到FeCl2溶液；错误；C项，FeCl2具有还原性，酸性高锰酸钾具有强氧化性，能将亚铁离子氧化成铁离子，使溶液褪色；FeCl3不与高锰酸钾反应；正确；D项，二价铁不稳定，可被氧化为三价铁；分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，均可能得到Fe(OH)3，正确。
B
3．下列离子的检验方法合理的是（ ）
A．向某溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液变红色，不能说明
原溶液中含Fe2+
B．向某溶液中加入NaOH溶液，最终得到红褐色沉淀，说明溶液中
含Fe3+
C．向某溶液中滴加 KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到逐渐变成红褐
色，说明只含Fe2+不含Mg2+
A
解析：A．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明通入氯气后的溶液中含Fe3+，但是不能检验铁离子是原来存在的还是亚铁离子被氧化来的，故A正确；B．向某溶液中加入NaOH溶液，最终得到红褐色沉淀，不能说明溶液中含Fe3+，也可能含有亚铁离子，故B错误；C．KSCN溶液与铁离子结合，溶液为红色，则溶液中含Fe3+，不能确定是否含Fe2+，故C错误；D．加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，可知一定含Fe2+，不能确定是否含Mg2+，故D错误；故选A。
4．制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为
2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ）
A．烧杯中有铜、无铁 B．烧杯中有铁、无铜
C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
解析：Fe比Cu活泼，所以先发生反应①：Fe＋2FeCl3＝3FeCl2；后发生反应②：Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2。A项，反应①进行完全，反应②未开始或反应未完全，此时有铜无铁，可能，不符合题意；B项，在铁未完全反应前，铜不参与反应，故不可能出现有铁无铜，错误，符合题意；C项，反应①反应未完全，反应②未开始，此时铁铜都有，可能，不符合题意；D项，反应①②都进行完全，此时铁铜全无，可能，符合题意。
B
5.为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的实验，实验设计错误的是

①变成浅绿色 ②变成红色 ③变成无色 ④出现白色沉淀 ⑤出现红褐色沉淀
A．①③④ B．③ C．③④ D．②④⑤
【答案】C
解析：①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，故①正确；
②铁离子与硫氰化钾溶液反应显示红色，据此能够检验铁离子，故②正确；
③硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，故③错误；
④氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，该性质不是铁离子的性质，故④错误；
⑤铁离子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铁离子，故⑤正确；
故选C。
6.向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是
A．只有Fe2+和Cu2+
B．一定有Fe2+、Cu2+，可能有Fe3+
C．一定有Fe2+，可能有Cu2+
D．只有Fe2+
【答案】C
解析：最后剩余的红色粉末一定是Cu，Fe2O3、CuO和盐酸反应生成Fe3+和Cu2+，且氧化性：Fe3+>Cu2+，还原性：Fe>Cu，结合物质的氧化性、还原性强弱判断反应的可能性。
A．当铜全部析出时，不存在Cu2+，故A错误；
B．由于红色粉末是Cu，所以溶液当中肯定没有Fe3+，故B错误；
C．由于氧化性：Fe3+>Cu2+，无论是和Fe反应，还是和Cu反应，溶液中一定存在Fe2+，当Fe过量时，不存在Cu2+，当Fe不足时，有Cu2+，故C正确；
D．由C分析可知，溶液中可能还有Cu2+，故D错误；
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