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第2课时　铁盐和亚铁盐
[核心素养发展目标]　1.依据化合价理论,结合实验探究,掌握Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的途径,强化变化观念。2.通过实验探究学会Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识,提升实验探究能力与创新意识。3.Fe2+与Fe3+的相互转化及鉴别。
一、铁盐、亚铁盐的性质与检验
常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等,常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等。
1.与KSCN溶液的反应——Fe3+的检验
(1)操作:
①FeCl3溶液溶液变成红色。
②FeCl2溶液溶液不变色。
(2)原理:反应①的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
(3)结论:含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用这一反应检验Fe3+的存在。
2.实验探究Fe2+、Fe3+的性质
(1)从化合价角度预测Fe2+和Fe3+的性质
①Fe3+——能降低到+2价或0价,具有氧化性。
②
(2)实验探究
①实验操作:
②实验现象:向FeCl3溶液中加入足量铁粉后溶液显浅绿色,试管中有黑色固体,再滴加KSCN溶液,溶液无明显变化,向上层溶液中滴加新制氯水,溶液变红色。
③离子方程式:2Fe3++Fe3Fe2+、2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
④实验结论:a.Fe3+具有氧化性,能被还原剂(如Fe)还原为Fe2+;b.Fe2+具有还原性,能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3+。
3.Fe2+、Fe3+的性质总结
思考　(1)实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄的原因是　　　　。
提示　溶液中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3+
(2)请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质:　　　　。
提示　取装有溶液的两支试管,一支试管中滴加KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中有Fe3+;另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明溶液中有Fe2+
(3)某化学小组检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,设计思路为
少量固体溶液紫红色褪去。
其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸,是否可以
提示　不可以。步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
Fe2+、Fe3+的检验
(1)单一溶液中F、F的检验
(2)混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
①检验Fe2+的方法
方法一: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+(注意:Cl-等还原性的离子对Fe2+的检验有干扰)。
方法二:向溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明含有Fe2+。
②检验Fe3+,可用KSCN试剂,现象为溶液变红。
1.判断正误
(1)向某溶液中先滴加氯水,后滴加KSCN溶液,溶液变红色,则原溶液中有Fe3+ (　　)
(2)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,出现红色沉淀 (　　)
(3)向MCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则M2+为Fe2+ (　　)
(4)向含有Fe2+的溶液中,滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色,说明溶液中一定有SCN- (　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、H2O2溶液、锌片。下列叙述不正确的是 (　　)
A.在FeCl2溶液中加入锌片,溶液逐渐由浅绿色变为无色
B.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变为棕黄色,则Fe2+具有还原性
C.向FeCl2溶液中滴加少量酸化的H2O2溶液,溶液变为棕黄色,并产生大量无色气体
D.向FeCl3溶液中加入足量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色,则Fe具有还原性
答案　C
解析　向FeCl2溶液中加入锌片,发生反应:FeCl2+ZnZnCl2+Fe,溶液由浅绿色变为无色,A正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,发生反应:2FeCl2+Cl22FeCl3,溶液变为棕黄色,FeCl2体现还原性,B正确;向FeCl2溶液中滴加酸化的H2O2溶液,发生反应:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,溶液变为棕黄色,但不产生气体,C错误;向FeCl3溶液中加入足量铁粉,发生反应:2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe体现还原性,D正确。
3.某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中加入酸性KMnO4溶液,在另一支试管中加入KSCN溶液。
请回答下列问题:
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是　　　 　　　　。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是　　　 　　　　。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是　　　 　　　　。
(4)能不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证,原因是　　　 　　　　。
答案　(1)补铁药没有变质　(2)补铁药完全变质　(3)补铁药部分变质　(4)不能,酸性KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;KSCN具有还原性,影响Fe2+的检验
二、Fe及其化合物的“价—类”二维图及应用
1.铁元素的“价—类”二维图
铁元素不同价态之间的转化需要通过氧化还原反应来实现,氧化剂、还原剂的强弱不同,转化产物也不同。
价态变化 转化关系 反应方程式
0→+2 0→+3 Fe→Fe2+ Fe→Fe3+ Fe+2H+Fe2++H2↑; 2Fe+3Cl22FeCl3
+2→+3 +2→0 Fe2+→Fe3+ Fe(OH)2→Fe(OH)3 FeO→Fe 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-; 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3; FeO+COFe+CO2
+3→0 +3→+2 Fe2O3→Fe Fe3+→Fe2+ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2; 2Fe3++Fe3Fe2+
2.转化关系的应用
(1)含Fe2+、Fe3+的分离、除杂方法
思考1　 (1)如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+,写出有关反应的离子方程式。实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液
提示　(1)向FeCl2溶液中加入足量铁粉,充分反应后过滤,离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。实验室保存亚铁盐溶液时向亚铁盐溶液中加入少量铁屑。
(2)如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2+
提示　向FeCl3溶液中滴加足量氯水。
(2)与Fe2+、Fe3+在水溶液中不能大量共存的离子总结
①Fe2+、Fe3+与OH-因反应生成沉淀而不能大量共存。
②Fe3+与S2-、I-、HS-、S,Fe2+与ClO-、Mn(H+)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
③Fe3+与SCN-发生反应生成难电离的Fe(SCN)3,不能大量共存。
(3)利用覆铜板制作图案
①实验原理:利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀。
②实验操作: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。
③实验现象:用油性笔画出的图案处不被腐蚀,洗净后板上留下设计的图案。
④反应的化学方程式:2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。
⑤实验结论:铜可被FeCl3溶液腐蚀。
思考2　使用后的腐蚀液中含有哪些物质 如何处理腐蚀液回收得到Cu和FeCl3
提示　使用后的腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2、FeCl3,可经如下流程回收得到Cu和FeCl3:
1.验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。
按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液加入少量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是 (　　)
A.解释现象 ⅰ 的反应:2Fe3++Fe3Fe2+
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及的反应:Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
D.比较氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
答案　B
解析　氯化铁能氧化金属铁生成氯化亚铁,化学方程式为2Fe3++Fe3Fe2+,A正确;溶液变红是因为氯气氧化亚铁离子为铁离子,铁离子与SCN-结合,涉及的反应为Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,C正确;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D正确。
2.(2024·河南驻马店高一期末)研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价—类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是 (　　)
A.a与H2O(g)高温下反应可实现a转化为c
B.g与Cu反应或b与H+反应,均可得到f
C.可实现f→d→e→g→f的循环转化
D.由图可预测:高铁酸盐()具有强氧化性,可用于消毒
答案　A
解析　如图,根据含铁化合物的价态可知,a为铁单质,b为FeO,d为Fe(OH)2,f为亚铁盐,c为Fe2O3,e为Fe(OH)3,g为铁盐;高温下,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,A错误;Fe3+与Cu反应:2Fe3++Cu2+,FeO与H+反应:FeO+2H+Fe2++H2O,两个反应均能得到Fe2+,B正确;Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2和氧气、H2O反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3和盐酸等反应生成Fe3+,Fe3+和铁等反应转化为Fe2+,C正确;高铁酸盐()中铁元素化合价是最高价态+6价,具有强氧化性,D正确。
3.(2024·杭州高一期末)进行利用覆铜板制作图案的实验时,主要实验过程如下:
下列说法不正确的是 (　　)
A.覆铜板上写“化学”两字的笔,不能用水溶性墨水的笔
B.将覆铜板浸没在FeCl3溶液中,除了“化学”两字外的覆铜层几乎都被溶解反应了
C.“腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目保持不变
D.使用后的“腐蚀液”,可加入铁粉、氯水等,实现Cu的回收和FeCl3溶液的再生
答案　C
解析　覆铜板制作图案的实验中,FeCl3与铜板发生反应的离子方程式为Cu +2Fe3+Cu2+ +2Fe2+,“腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目发生改变,故选C。
1.(2024·黑龙江实验中学高一开学考试)证明某溶液中只含有Fe2+不含有Fe3+的实验方法是 (　　)
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.只需滴加KSCN溶液
C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
D.滴入氢氧化钾溶液,产生红褐色沉淀
答案　C
解析　先滴加KSCN溶液没有明显现象,排除Fe3+,再滴加氯水,溶液变红色,证明存在Fe2+,A错误、C正确;只滴加KSCN溶液,只能检验Fe3+是否存在,不能判断是否含有Fe2+,B错误;产生红褐色沉淀,证明存在Fe3+,但是不能判断是否含有Fe2+,D错误。
2.(2024·云南德宏高一期末)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分别在纯氧中点燃和在高温下与水蒸气反应所生成的化合物相同
B.b与e的相互转化可通过化合反应来实现
C.加入a可除去b的硫酸盐溶液中混有的硫酸铜杂质
D.溶液中生成的c在空气中由灰绿色最终变为红褐色的d
答案　D
解析　由图可知,a为Fe,b为亚铁盐,e为铁盐,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3。Fe(OH)2为白色沉淀,不是灰绿色,故选D。
3.下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是 (　　)
A.Fe(OH)3[Fe(OH)2]:灼烧
B.FeCl2溶液(FeCl3):通入适量Cl2
C.FeCl3溶液(CuCl2):加入足量的Fe粉,过滤
D.Cl2(HCl):通过饱和食盐水洗气后干燥
答案　D
解析　Fe(OH)3、Fe(OH)2混合物在空气中灼烧得到Fe2O3,故A错误;FeCl2溶液(FeCl3):通入适量Cl2,氯化亚铁被氧化为氯化铁,需要的物质被反应了,故B错误;FeCl3溶液(CuCl2):加入足量的Fe粉,氯化铁和铁粉反应生成氯化亚铁,故C错误;Cl2(HCl):HCl极易溶于水,可以被饱和食盐水吸收,故D正确。
4.(2023·南昌高一检测)已知有以下物质相互转化:
(1)写出下列物质的化学式:B　　　　　　　;D　　　　　　　　;F　　　　　　　　。
(2)C为　　　　　　　　,电离方程式:　　　　 　　　　。
(3)写出由E转变成F的化学方程式:　　　 　　　　。
(4)用KSCN鉴别G溶液的现象:　　　　;
向G溶液中加入A,写出反应的离子方程式:　　　
　　　　。
答案　(1)FeCl2　KCl　Fe(OH)3　(2)KOH　KOHK++OH-　(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3　(4)溶液变红色　2Fe3++Fe3Fe2+
解析　白色沉淀E在空气中放置最终会变为红褐色沉淀F,可知E是Fe(OH)2,F是Fe(OH)3;Fe(OH)3与盐酸反应生成G为FeCl3,FeCl3溶液中加入A变为B溶液,B溶液中加入C溶液生成Fe(OH)2,则B是FeCl2,A与盐酸反应生成气体和FeCl2,所以A是Fe,气体是H2;FeCl2溶液中加入C溶液产生的D溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生的白色沉淀H是AgCl,将过滤所得溶液进行焰色试验,并透过蓝色钴玻璃观察,发现焰色呈紫色,说明溶液中含有K+,因此C为KOH,D为KCl。(4)G为FeCl3,其中所含金属阳离子Fe3+遇KSCN溶液时,溶液变为红色,向FeCl3溶液中加入Fe粉,发生氧化还原反应产生FeCl2,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。
课时对点练
[分值:100分]
(选择题1~8题,每小题5分,9~12题,每小题6分,共64分)
题组一　铁盐、亚铁盐的性质
1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述错误的是 (　　)
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为棕黄色
C.Fe3+具有氧化性
D.FeCl3能使酸性高锰酸钾溶液褪色,表现Fe3+的还原性
答案　D
2.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+与硫氰化钾溶液反应使溶液显红色,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。
3.已知2Fe3++Cu2Fe2++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.加入KSCN溶液一定不变红色
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+
答案　D
解析　由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe先与FeCl3发生反应:Fe+2FeCl33FeCl2,后与CuCl2发生反应:Fe+CuCl2FeCl2+Cu,充分反应后有固体存在,则FeCl3完全反应,该固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物。根据上述分析,溶液中不含Fe3+,加入KSCN溶液一定不变红色,A正确;FeCl3完全反应被还原成FeCl2,CuCl2与Fe反应生成FeCl2和Cu,溶液中一定含Fe2+,B正确;根据上述分析,剩余固体中一定含Cu,C正确;CuCl2可能部分与Fe反应,也可能全部与铁反应,故溶液中可能含Cu2+,也可能不含Cu2+,D错误。
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 (　　)
A.无色透明的溶液中:、、N、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液中:Fe2+、Na+、S、HC
C.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中:Cu2+、Na+、N、S
D.0.1 mol· KI溶液中:Fe3+、Na+、S、Cl-
答案　C
解析　A项,无色透明的溶液中不能存在显蓝色的,错误;B项,使酚酞变红色的溶液呈碱性,存在大量的OH-,能与Fe2+反应产生沉淀、与HC反应生成碳酸根离子和水,不能大量共存,错误;D项,KI具有强还原性,Fe3+具有氧化性,二者能发生氧化还原反应而不能大量共存,错误。
题组二　Fe3+ 、Fe2+的检验与除杂
5.(2024·北京房山高一期末)FeSO4溶液和 FeCl3溶液是实验室中常用药品。下列不能区分二者的试剂是 (　　)
A.BaCl2 B.NaOH
C.H2SO4 D.KSCN
答案　C
解析　稀硫酸与二者混合均无现象,无法鉴别,故选 C。
6.下列除杂试剂或方法不正确的是 (　　)
选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤
C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧
答案　D
解析　FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe粉反应生成FeCl2,A、B正确;Fe(OH)3、Fe(OH)2受热都易分解,D错误。
题组三　Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系
7.(2023·济南检测)下列反应中有三价铁生成的是 (　　)
①铁丝在空气中生锈　②向FeBr2溶液中通入足量Cl2　③将铁片置于CuCl2溶液中　④Fe(OH)2暴露在空气中　⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水
⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥ D.全部
答案　C
解析　O2、Cl2、H2O2均可把Fe或二价铁氧化为三价铁,Fe3O4中既含二价铁,又含三价铁,Cu2+只能把Fe氧化为Fe2+。
8.(2024·合肥高一期末)在地壳中的金属含量仅次于铝的某元素“价—类”二维图如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.a与水常温下几乎不发生反应,但在高温下可发生置换反应
B.b和c可分别与水发生反应生成e和d
C.e在潮湿的空气中容易转变为d
D.h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
答案　B
解析　由题中信息可知,a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)3、e为 Fe(OH)2、f为亚铁盐、g为铁盐、h为高铁酸盐;FeO和Fe2O3均不溶于水,均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3,故选B。
9.(2024·北京西城高一期末)下列关于FeCl2和FeCl3的叙述不正确的是 (　　)
A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现
B.将足量铁粉加入氯水中,最终只能得到FeCl2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
答案　C
解析　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,A正确;当铁粉过量时,最终得到FeCl2溶液,B正确;Cl-具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液不能鉴别二者,C错误;分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,最终均可能得到Fe(OH)3,D正确。
10.工业用FeCl3溶液刻蚀电路板的废液中主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-,实验室从废液中回收某些物质的流程如下:
下列说法正确的是 (　　)
A.还原过程中,溶液中可能存在的阳离子有Fe2+、Fe3+
B.溶解过程中反应的离子方程式:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
C.滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2,重新获得FeCl3溶液
D.滤渣的成分为Fe和Cu
答案　C
解析　还原过程中铁与铁离子反应生成亚铁离子,铁与铜离子反应生成亚铁离子和铜,溶液中不可能存在铁离子,A错误;溶解过程中,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,B错误;滤液1和滤液2的主要成分为氯化亚铁,两者合并后通入氯气,氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,可重新获得氯化铁溶液,C正确;滤渣为铜,D错误。
11.已知A为常见的金属单质,存在如图所示的关系,下列叙述正确的是 (　　)
A.A为Fe,B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化:由浅绿色到棕黄色
C.④的离子方程式:Fe+Fe3+2Fe2+
D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
答案　B
解析　由红褐色固体可知,F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,黑色晶体B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2。④的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+,⑤的离子方程式:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
12.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为 (　　)
A.2∶1　　　　　B.1∶2　　　　C.1∶3　　　　　D.1∶4
答案　C
解析　根据三种离子物质的量的变化可知,Cu2+的物质的量并没有发生变化,说明没有参加反应,则反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+,设溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,根据离子方程式可知Fe3+的物质的量减少2 mol,则需消耗1 mol铁粉,Fe2+的物质的量增加3 mol,故参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1∶3,C正确。
13.(12分)(2024·南京金陵中学高一月考)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　　　　。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是　　　　。
(4)丙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为　　　　;
片刻,溶液棕黄色变浅,且有气泡出现,并放热,反应的离子方程式是　　　　。
以上反应的结果是催化了H2O2的分解,双氧水分解的化学方程式可表示为　　　　。
答案　(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气,防止Fe2+被空气中的O2氧化
(4)2Fe2++H2O2+2H++2H2O
2Fe3++H2O2+O2↑+2H+
2H2O22H2O+O2↑
解析　(1)FeCl2溶液易被氧化而变质,配制FeCl2溶液时加少量铁屑,目的是防止Fe2+被氧化。(2)溶液变红,说明有Fe3+生成,FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl2+2Cl-。(3)甲组实验,FeCl2易被空气中的氧气氧化,因此实验不够严谨,加入煤油,煤油的密度比水小,可以起到隔绝空气的作用,从而排除氧气对实验的影响。(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明反应生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H++2H2O;片刻溶液棕黄色变浅,且有气泡出现,说明消耗Fe3+、生成气体,反应的离子方程式为2Fe3++H2O2+O2↑+2H+;两个反应叠加得双氧水分解的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
14.(12分)印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+)回收再生的流程如下。
(1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是　　　
　　　　。
(2)上述各池中,没有发生化学变化的是　　　　池。
(3)置换池中发生反应的离子方程式有　　　　　　　　　　　　　、　　　　。
(4)向再生池中通入Cl2可以使废液再生,离子方程式是　　　　;
工业上通常用双氧水代替Cl2,这样做的优点是　　　　　　　　　　。
答案　(1)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+　(2)沉降
(3)Fe+2Fe3+3Fe2+　Fe+Cu2+Fe2++Cu
(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　避免有毒气体污染环境
解析　(1)腐蚀池中铜和FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2,发生反应的离子方程式是Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。(2)上述各池中,沉降池没有生成新物质,没有发生化学变化。(3)置换池中加入过量Fe粉,Fe和FeCl3反应生成FeCl2,Fe和CuCl2反应生成FeCl2和Cu,发生反应的离子方程式有Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2++Cu。(4)向再生池中通入Cl2,Cl2把FeCl2氧化为FeCl3,离子方程式是2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;工业上通常用双氧水代替Cl2,氯气有毒,双氧水无毒,优点是避免有毒气体污染环境。
15.(12分)某同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”化肥的主要成分及相关性质。首先对该化肥的成分进行了如下假设:
a.只含有FeSO4
b.含有FeSO4和Fe2(SO4)3
c.只含有Fe2(SO4)3
将化肥固体粉末溶于水得到溶液(记为X),进行如下实验:
序号 操作 现象
ⅰ 取2 mL溶液X,加入1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液 产生红褐色沉淀
ⅱ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
(1)实验 ⅰ 中加入的1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有NaOH　　　g。
(2)对实验 ⅰ 的预期现象是产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后出现红褐色沉淀,预期产生该现象的依据是(用化学方程式表示)　　　　、
　　　　。
(3)实验ⅱ现象说明假设　　　　不成立。
为进一步验证假设,某小组同学进行了以下实验:
序号 操作 现象
ⅲ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
ⅳ 取2 mL溶液X,滴入1滴酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液 紫红色褪去
(4)实验ⅳ中,KMnO4 是该反应的　　　　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(5)通过以上实验,可得到的结论是　　　
　　　　。
答案　(1)0.04　(2)FeSO4+2NaOHNa2SO4+Fe(OH)2↓　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3　(3)a　(4)氧化剂　(5)该化肥的成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(或假设b成立)
解析　(1)实验ⅰ中加入的1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有NaOH的质量为0.001 L×1 mol·L-1×40 g·mol-1=0.04 g。
(3)实验ⅱ现象说明溶液中含有Fe3+,则假设a不成立。
(4)实验ⅳ中,KMnO4 将Fe2+氧化为Fe3+,从而说明KMnO4 是该反应的氧化剂。
(5)实验ⅲ表明溶液中含有Fe3+,实验ⅳ表明溶液中含有Fe2+,可得到的结论是假设b成立,即该化肥的成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3。第2课时　铁盐和亚铁盐
[核心素养发展目标]　1.依据化合价理论,结合实验探究,掌握Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的途径,强化变化观念。
2.通过实验探究学会Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识,提升实验探究能力与创新意识。3.Fe2+与Fe3+的相互转化及鉴别。
一、铁盐、亚铁盐的性质与检验
常见的铁盐有___________、___________等,常见的亚铁盐有___________、___________等。
1.与KSCN溶液的反应——Fe3+的检验
(1)操作:
①FeCl3溶液溶液变成___________色。
②FeCl2溶液溶液___________色。
(2)原理:反应①的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
(3)结论:含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用这一反应检验Fe3+的存在。
2.实验探究Fe2+、Fe3+的性质
(1)从化合价角度预测Fe2+和Fe3+的性质
①Fe3+——能降低到___________价或___________价,具有___________。
②
(2)实验探究
①实验操作:
②实验现象:向FeCl3溶液中加入足量铁粉后溶液显___________色,试管中有黑色固体,再滴加KSCN溶液,溶液___________,向上层溶液中滴加新制氯水,溶液变___________色。
③离子方程式:______________________、______________________、______________________。
④实验结论:a.Fe3+具有氧化性,能被还原剂(如Fe)还原为Fe2+;b.Fe2+具有还原性,能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3+。
3.Fe2+、Fe3+的性质总结
思考　(1)实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄的原因是　　　　。
(2)请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质:　　　　。
(3)某化学小组检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,设计思路为
少量固体溶液紫红色褪去。
其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸,是否可以
Fe2+、Fe3+的检验
(1)单一溶液中F、F的检验
(2)混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
①检验Fe2+的方法
方法一: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+(注意:Cl-等还原性的离子对Fe2+的检验有干扰)。
方法二:向溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明含有Fe2+。
②检验Fe3+,可用KSCN试剂,现象为溶液变红。
1.判断正误
(1)向某溶液中先滴加氯水,后滴加KSCN溶液,溶液变红色,则原溶液中有Fe3+(　　)
(2)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,出现红色沉淀(　　)
(3)向MCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则M2+为Fe2+(　　)
(4)向含有Fe2+的溶液中,滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色,说明溶液中一定有SCN-(　　)
2.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、H2O2溶液、锌片。下列叙述不正确的是(　　)
A.在FeCl2溶液中加入锌片,溶液逐渐由浅绿色变为无色
B.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变为棕黄色,则Fe2+具有还原性
C.向FeCl2溶液中滴加少量酸化的H2O2溶液,溶液变为棕黄色,并产生大量无色气体
D.向FeCl3溶液中加入足量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色,则Fe具有还原性
3.某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中加入酸性KMnO4溶液,在另一支试管中加入KSCN溶液。
请回答下列问题:
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是　　　 　　　　。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是　　　 　　　　。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是　　　 　　　　。
(4)能不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证,原因是　　　 　　　　。
二、Fe及其化合物的“价—类”二维图及应用
1.铁元素的“价—类”二维图
铁元素不同价态之间的转化需要通过氧化还原反应来实现,氧化剂、还原剂的强弱不同,转化产物也不同。
价态变化 转化关系 反应方程式
0→+2 0→+3 Fe→Fe2+ Fe→Fe3+ Fe+2H+___________; 2Fe+3Cl2___________
+2→+3 +2→0 Fe2+→Fe3+ Fe(OH)2→Fe(OH)3 FeO→Fe 2Fe2++Cl2___________; 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3; FeO+CO___________
+3→0 +3→+2 Fe2O3→Fe Fe3+→Fe2+ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2; 2Fe3++Fe___________
2.转化关系的应用
(1)含Fe2+、Fe3+的分离、除杂方法
思考1　 (1)如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+,写出有关反应的离子方程式。实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液
(2)如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2+
(2)与Fe2+、Fe3+在水溶液中不能大量共存的离子总结
①Fe2+、Fe3+与OH-因反应生成沉淀而不能大量共存。
②Fe3+与S2-、I-、HS-、S,Fe2+与ClO-、Mn(H+)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
③Fe3+与SCN-发生反应生成难电离的Fe(SCN)3,不能大量共存。
(3)利用覆铜板制作图案
①实验原理:利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀。
②实验操作: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。
③实验现象:用油性笔画出的图案处不被腐蚀,洗净后板上留下设计的图案。
④反应的化学方程式:______________________。
⑤实验结论:______________________________。
思考2　使用后的腐蚀液中含有哪些物质 如何处理腐蚀液回收得到Cu和FeCl3
1.验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。
按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液加入少量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是(　　)
A.解释现象 ⅰ 的反应:2Fe3++Fe3Fe2+
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及的反应:Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
D.比较氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
2.(2024·河南驻马店高一期末)研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价—类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是(　　)
A.a与H2O(g)高温下反应可实现a转化为c
B.g与Cu反应或b与H+反应,均可得到f
C.可实现f→d→e→g→f的循环转化
D.由图可预测:高铁酸盐()具有强氧化性,可用于消毒
3.(2024·杭州高一期末)进行利用覆铜板制作图案的实验时,主要实验过程如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.覆铜板上写“化学”两字的笔,不能用水溶性墨水的笔
B.将覆铜板浸没在FeCl3溶液中,除了“化学”两字外的覆铜层几乎都被溶解反应了
C.“腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目保持不变
D.使用后的“腐蚀液”,可加入铁粉、氯水等,实现Cu的回收和FeCl3溶液的再生
1.(2024·黑龙江实验中学高一开学考试)证明某溶液中只含有Fe2+不含有Fe3+的实验方法是(　　)
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.只需滴加KSCN溶液
C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
D.滴入氢氧化钾溶液,产生红褐色沉淀
2.(2024·云南德宏高一期末)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分别在纯氧中点燃和在高温下与水蒸气反应所生成的化合物相同
B.b与e的相互转化可通过化合反应来实现
C.加入a可除去b的硫酸盐溶液中混有的硫酸铜杂质
D.溶液中生成的c在空气中由灰绿色最终变为红褐色的d
3.下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是(　　)
A.Fe(OH)3[Fe(OH)2]:灼烧
B.FeCl2溶液(FeCl3):通入适量Cl2
C.FeCl3溶液(CuCl2):加入足量的Fe粉,过滤
D.Cl2(HCl):通过饱和食盐水洗气后干燥
4.(2023·南昌高一检测)已知有以下物质相互转化:
(1)写出下列物质的化学式:B　　　　　　　;D　　　　　　　　;F　　　　　　　　。
(2)C为　　　　　　　　,电离方程式:　　　　 　　　　。
(3)写出由E转变成F的化学方程式:　　　 　　　　。
(4)用KSCN鉴别G溶液的现象:　　　　;
向G溶液中加入A,写出反应的离子方程式:　　　 　　　　。
答案精析
一、
Fe2(SO4)3　FeCl3　FeSO4　FeCl2
1.(1)①红　②不变
2.(1)①+2　0　氧化性　②还原　0　氧化　(2)②浅绿　无明显变化　红　
③2Fe3++Fe3Fe2+　2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
3.(1)Fe2++ZnFe+Zn2+　2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(2)2Fe3++Fe3Fe2+　2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
思考　(1)溶液中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3+
(2)取装有溶液的两支试管，一支试管中滴加KSCN溶液，溶液变红，证明溶液中有Fe3+；另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，证明溶液中有Fe2+
(3)不可以。步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
应用体验
1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2.C
3.(1)补铁药没有变质　(2)补铁药完全变质　(3)补铁药部分变质　(4)不能，酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3+的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2+的检验
二、
1.Fe2++H2↑　2FeCl3　2Fe3++2Cl-　Fe+CO2　3Fe2+
2.思考1　(1)向FeCl2溶液中加入足量铁粉，充分反应后过滤，离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。实验室保存亚铁盐溶液时向亚铁盐溶液中加入少量铁屑。
(2)向FeCl3溶液中滴加足量氯水。
(3)④2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2　⑤铜可被FeCl3溶液腐蚀
思考2　使用后的腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2、FeCl3，可经如下流程回收得到Cu和FeCl3：
应用体验
1.B
2.A　[如图，根据含铁化合物的价态可知，a为铁单质，b为FeO，d为Fe(OH)2，f为亚铁盐，c为Fe2O3，e为Fe(OH)3，g为铁盐；高温下，Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，A错误；Fe3+与Cu反应：2Fe3++Cu2+，FeO与H+反应：FeO+2H+Fe2++H2O，两个反应均能得到Fe2+，B正确；Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2和氧气、H2O反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3和盐酸等反应生成Fe3+，Fe3+和铁等反应转化为Fe2+，C正确；高铁酸盐()中铁元素化合价是最高价态+6价，具有强氧化性，D正确。]
3.C
随堂演练　知识落实
1.C　2.D　3.D
4.(1)FeCl2　KCl　Fe(OH)3　(2)KOH　KOHK++OH-　(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3　(4)溶液变红色　2Fe3++Fe3Fe2+
解析　白色沉淀E在空气中放置最终会变为红褐色沉淀F，可知E是Fe(OH)2，F是Fe(OH)3；Fe(OH)3与盐酸反应生成G为FeCl3，FeCl3溶液中加入A变为B溶液，B溶液中加入C溶液生成Fe(OH)2，则B是FeCl2，A与盐酸反应生成气体和FeCl2，所以A是Fe，气体是H2；FeCl2溶液中加入C溶液产生的D溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生的白色沉淀H是AgCl，将过滤所得溶液进行焰色试验，并透过蓝色钴玻璃观察，发现焰色呈紫色，说明溶液中含有K+，因此C为KOH，D为KCl。(4)G为FeCl3，其中所含金属阳离子Fe3+遇KSCN溶液时，溶液变为红色，向FeCl3溶液中加入Fe粉，发生氧化还原反应产生FeCl2，该反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。(共95张PPT)
铁盐和亚铁盐
第2课时
第三章　第一节
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核心素养
发展目标
1.依据化合价理论,结合实验探究,掌握Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的途径,强化变化观念。
2.通过实验探究学会Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识,提升实验探究能力与创新意识。
3.Fe2+与Fe3+的相互转化及鉴别。
内容索引
一、铁盐、亚铁盐的性质与检验
二、Fe及其化合物的“价—类”二维图及应用
课时对点练
随堂演练　知识落实
铁盐、亚铁盐的性质与检验
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一
常见的铁盐有_________、________等,常见的亚铁盐有________、______等。
1.与KSCN溶液的反应——Fe3+的检验
(1)操作:
①FeCl3溶液　 　　　　溶液变成____色。
②FeCl2溶液 　　　　　溶液_____色。
Fe2(SO4)3
FeCl3
FeSO4
FeCl2
红
不变
一、铁盐、亚铁盐的性质与检验
(2)原理:反应①的离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
(3)结论:含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用这一反应检验Fe3+的存在。
2.实验探究Fe2+、Fe3+的性质
(1)从化合价角度预测Fe2+和Fe3+的性质
①Fe3+——能降低到_____价或____价,具有_______。
+2
0
氧化性
②
还原
0
氧化
(2)实验探究
①实验操作:
②实验现象:向FeCl3溶液中加入足量铁粉后溶液显______色,试管中有黑色固体,再滴加KSCN溶液,溶液___________,向上层溶液中滴加新制氯水,溶液变____色。
③离子方程式:_________________、_____________________、______
__________________。
浅绿
无明显变化
2Fe3++Fe===3Fe2+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe3++
3SCN-===Fe(SCN)3
红
④实验结论:a.Fe3+具有氧化性,能被还原剂(如Fe)还原为Fe2+;b.Fe2+具有还原性,能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3+。
3.Fe2+、Fe3+的性质总结
Fe2++Zn===Fe+Zn2+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe3++Fe===3Fe2+
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
思考　(1)实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄的原因是____________
________________________________。
(2)请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质:_______。
溶液中的
亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3+
提示　取装有溶液的两支试管,一支试管中滴加KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中有Fe3+;另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明溶液中有Fe2+
(3)某化学小组检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,设计思路为
提示　不可以。步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
少量固体
溶液
紫红色褪去。
其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸,是否可以
归纳总结
Fe2+、Fe3+的检验
(1)单一溶液中F、F的检验
归纳总结
(2)混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
①检验Fe2+的方法
方法一: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+(注意:Cl-等还原性的离子对Fe2+的检验有干扰)。
方法二:向溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明含有Fe2+。
②检验Fe3+,可用KSCN试剂,现象为溶液变红。
1.判断正误
(1)向某溶液中先滴加氯水,后滴加KSCN溶液,溶液变红色,则原溶液中有Fe3+
(2)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,出现红色沉淀
(3)向MCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则M2+为Fe2+
(4)向含有Fe2+的溶液中,滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色,说明溶液中一定有SCN-
×
×
√
×
2.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、H2O2溶液、锌片。下列叙述不正确的是
A.在FeCl2溶液中加入锌片,溶液逐渐由浅绿色变为无色
B.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液变为棕黄色,则Fe2+具有还原性
C.向FeCl2溶液中滴加少量酸化的H2O2溶液,溶液变为棕黄色,并产生大
量无色气体
D.向FeCl3溶液中加入足量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色,则Fe具有还
原性
√
向FeCl2溶液中加入锌片,发生反应:FeCl2+Zn===ZnCl2+Fe,溶液由浅绿色变为无色,A正确;
向FeCl2溶液中滴加氯水,发生反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3,溶液变为棕黄色,FeCl2体现还原性,B正确;
向FeCl2溶液中滴加酸化的H2O2溶液,发生反应:2Fe2++H2O2+2H+=== 2Fe3++2H2O,溶液变为棕黄色,但不产生气体,C错误;
向FeCl3溶液中加入足量铁粉,发生反应:2FeCl3+Fe===3FeCl2,Fe体现还原性,D正确。
3.某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中加入酸性KMnO4溶液,在另一支试管中加入KSCN溶液。
请回答下列问题:
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是________________。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是_____
___________。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是_______
_________。
补铁药没有变质
补铁
药完全变质
补铁药
部分变质
(4)能不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证,原因是______________________________________________________
___________________。
不能,酸性KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;KSCN具有还
原性,影响Fe2+的检验
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二
Fe及其化合物的“价—类”二维图及应用
1.铁元素的“价—类”二维图
二、Fe及其化合物的“价—类”二维图及应用
铁元素不同价态之间的转化需要通过氧化还原反应来实现,氧化剂、还原剂的强弱不同,转化产物也不同。
价态变化 转化关系 反应方程式
0→+2 0→+3 Fe→Fe2+ Fe→Fe3+ Fe+2H+===__________;
2Fe+3Cl2　　 ________
Fe2++H2↑
2FeCl3
价态变化 转化关系 反应方程式
+2→+3 +2→0 Fe2+→Fe3+ Fe(OH)2→Fe(OH)3 FeO→Fe 2Fe2++Cl2===__________;
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;
FeO+CO　　 ________
+3→0 +3→+2 Fe2O3→Fe Fe3+→Fe2+ 3CO+Fe2O3　 2Fe+3CO2;
2Fe3++Fe===_____
2Fe3++2Cl-
Fe+CO2
3Fe2+
2.转化关系的应用
(1)含Fe2+、Fe3+的分离、除杂方法
思考1　(1)如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+,写出有关反应的离子方程式。实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液
提示　向FeCl2溶液中加入足量铁粉,充分反应后过滤,离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。实验室保存亚铁盐溶液时向亚铁盐溶液中加入少量铁屑。
(2)如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2+
提示　向FeCl3溶液中滴加足量氯水。
(2)与Fe2+、Fe3+在水溶液中不能大量共存的离子总结
①Fe2+、Fe3+与OH-因反应生成沉淀而不能大量共存。
②Fe3+与S2-、I-、HS-、S,Fe2+与ClO-、Mn(H+)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
③Fe3+与SCN-发生反应生成难电离的Fe(SCN)3,不能大量共存。
(3)利用覆铜板制作图案
①实验原理:利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀。
②实验操作: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。
③实验现象:用油性笔画出的图案处不被腐蚀,洗净后板上留下设计的图案。
④反应的化学方程式:_________________________。
⑤实验结论:____________________。
2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
铜可被FeCl3溶液腐蚀
思考2　使用后的腐蚀液中含有哪些物质 如何处理腐蚀液回收得到Cu和FeCl3
提示　使用后的腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2、FeCl3,可经如下流程回收得到Cu和FeCl3:
1.验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。
按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液加入少量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是
A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe===3Fe2+
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及的反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-===
Fe(SCN)3
D.比较氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
√
氯化铁能氧化金属铁生成氯化亚铁,化学方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,A正确;
溶液变红是因为氯气氧化亚铁离子为铁离子,铁离子与SCN-结合,涉及的反应为Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,C正确;
根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+, D正确。
2.(2024·河南驻马店高一期末)研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价—类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是
A.a与H2O(g)高温下反应可实现a转化为c
B.g与Cu反应或b与H+反应,均可得到f
C.可实现f→d→e→g→f的循环转化
D.由图可预测:高铁酸盐()具有强氧化性,可用于消毒
√
如图,根据含铁化合物的价态可知,a为铁单质,
b为FeO,d为Fe(OH)2,f为亚铁盐,c为Fe2O3,e为
Fe(OH)3,g为铁盐;高温下,Fe与水蒸气反应生
成Fe3O4和氢气,A错误;
Fe3+与Cu反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,FeO与H+反应:FeO+2H+===Fe2++ H2O,两个反应均能得到Fe2+,B正确;
Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2和氧气、H2O反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3和盐酸等反应生成Fe3+,Fe3+和铁等反应转化为Fe2+,C正确;
高铁酸盐()中铁元素化合价是最高价态+6价,具有强氧化性,D正确。
3.(2024·杭州高一期末)进行利用覆铜板制作图案的实验时,主要实验过程如下:
下列说法不正确的是
A.覆铜板上写“化学”两字的笔,不能
用水溶性墨水的笔
B.将覆铜板浸没在FeCl3溶液中,除了“化学”两字外的覆铜层几乎都
被溶解反应了
C.“腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目保持不变
D.使用后的“腐蚀液”,可加入铁粉、氯水等,实现Cu的回收和FeCl3溶
液的再生
√
覆铜板制作图案的实验中,FeCl3与铜板发生反应的离子方程式为Cu +2Fe3+===Cu2+ +2Fe2+,“腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目发生改变,故选C。
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随堂演练　知识落实
1.(2024·黑龙江实验中学高一开学考试)证明某溶液中只含有Fe2+不含有Fe3+的实验方法是
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.只需滴加KSCN溶液
C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
D.滴入氢氧化钾溶液,产生红褐色沉淀
√
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先滴加KSCN溶液没有明显现象,排除Fe3+,再滴加氯水,溶液变红色,证明存在Fe2+,A错误、C正确;
只滴加KSCN溶液,只能检验Fe3+是否存在,不能判断是否含有Fe2+,B错误;
产生红褐色沉淀,证明存在Fe3+,但是不能判断是否含有Fe2+,D错误。
2.(2024·云南德宏高一期末)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分别在纯氧中点燃和在高温下与水蒸气反应
所生成的化合物相同
B.b与e的相互转化可通过化合反应来实现
C.加入a可除去b的硫酸盐溶液中混有的硫酸铜杂质
D.溶液中生成的c在空气中由灰绿色最终变为红褐色的d
√
由图可知,a为Fe,b为亚铁盐,e为铁盐,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3。Fe(OH)2为白色沉淀,不是灰绿色,故选D。
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3.下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是
A.Fe(OH)3[Fe(OH)2]:灼烧
B.FeCl2溶液(FeCl3):通入适量Cl2
C.FeCl3溶液(CuCl2):加入足量的Fe粉,过滤
D.Cl2(HCl):通过饱和食盐水洗气后干燥
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Fe(OH)3、Fe(OH)2混合物在空气中灼烧得到Fe2O3,故A错误;
FeCl2溶液(FeCl3):通入适量Cl2,氯化亚铁被氧化为氯化铁,需要的物质被反应了,故B错误;
FeCl3溶液(CuCl2):加入足量的Fe粉,氯化铁和铁粉反应生成氯化亚铁,故C错误;
Cl2(HCl):HCl极易溶于水,可以被饱和食盐水吸收,故D正确。
4.(2023·南昌高一检测)已知有以下物质相互转化:
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(1)写出下列物质的化学式:B　　　;D　　　;F　　　　。
(2)C为　　　,电离方程式:　　　　 　　　　。
(3)写出由E转变成F的化学方程式:　_______________　　 　　　　。
FeCl2
KCl
Fe(OH)3
KOH===K++OH-
KOH
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
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(4)用KSCN鉴别G溶液的现象:　　　 　; 向G溶液中加入A,写出反应的离子方程式:　　　 　　　 　。
溶液变红色
2Fe3++Fe===3Fe2+
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白色沉淀E在空气中放置最终
会变为红褐色沉淀F,可知E是
Fe(OH)2,F是Fe(OH)3;Fe(OH)3
与盐酸反应生成G为FeCl3,FeCl3
溶液中加入A变为B溶液,B溶液中加入C溶液生成Fe(OH)2,则B是FeCl2,A与盐酸反应生成气体和FeCl2,所以A是Fe,气体是H2;FeCl2溶液中加入C溶液产生的D溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生的白色沉淀H是AgCl,将过滤所得溶液进行焰色试验,并透过蓝色钴玻璃观察,发现焰色呈紫色,说明溶液中含有K+,因此C为KOH,D为KCl。
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G为FeCl3,其中所含金属阳离子Fe3+遇KSCN溶液时,溶液变为红色,向FeCl3溶液中加入Fe粉,发生氧化还原反应产生FeCl2,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。
课时对点练
题组一　铁盐、亚铁盐的性质
1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述错误的是
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为棕黄色
C.Fe3+具有氧化性
D.FeCl3能使酸性高锰酸钾溶液褪色,表现Fe3+的还原性
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2.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
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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+与硫氰化钾溶液反应使溶液显红色,
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;
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氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀,由于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。
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3.已知2Fe3++Cu===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.加入KSCN溶液一定不变红色
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+
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由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe先与FeCl3发生反应:Fe+2FeCl3===3FeCl2,后与CuCl2发生反应:Fe+CuCl2===FeCl2+Cu,充分反应后有固体存在,则FeCl3完全反应,该固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物。
根据上述分析,溶液中不含Fe3+,加入KSCN溶液一定不变红色,A正确;
FeCl3完全反应被还原成FeCl2,CuCl2与Fe反应生成FeCl2和Cu,溶液中一定含Fe2+,B正确;
根据上述分析,剩余固体中一定含Cu,C正确;
CuCl2可能部分与Fe反应,也可能全部与铁反应,故溶液中可能含Cu2+,也可能不含Cu2+,D错误。
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4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:、、N、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液中:Fe2+、Na+、S、HC
C.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中:Cu2+、Na+、N、S
D.0.1 mol· KI溶液中:Fe3+、Na+、S、Cl-
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A项,无色透明的溶液中不能存在显蓝色的,错误;
B项,使酚酞变红色的溶液呈碱性,存在大量的OH-,能与Fe2+反应产生沉淀、与HC反应生成碳酸根离子和水,不能大量共存,错误;
D项,KI具有强还原性,Fe3+具有氧化性,二者能发生氧化还原反应而不能大量共存,错误。
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题组二　Fe3+ 、Fe2+的检验与除杂
5.(2024·北京房山高一期末)FeSO4溶液和 FeCl3溶液是实验室中常用药品。下列不能区分二者的试剂是
A.BaCl2 B.NaOH
C.H2SO4 D.KSCN
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稀硫酸与二者混合均无现象,无法鉴别,故选 C。
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6.下列除杂试剂或方法不正确的是
选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤
C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧
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FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe粉反应生成FeCl2,A、B正确;
Fe(OH)3、Fe(OH)2受热都易分解,D错误。
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题组三　Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系
7.(2023·济南检测)下列反应中有三价铁生成的是
①铁丝在空气中生锈　②向FeBr2溶液中通入足量Cl2　③将铁片置于CuCl2溶液中　④Fe(OH)2暴露在空气中　⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水
⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥ D.全部
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O2、Cl2、H2O2均可把Fe或二价铁氧化为三价铁,Fe3O4中既含二价铁,又含三价铁,Cu2+只能把Fe氧化为Fe2+。
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8.(2024·合肥高一期末)在地壳中的金属含量仅次于铝的某元素“价—类”二维图如图所示,下列说法错误的是
A.a与水常温下几乎不发生反应,但在高温下可
发生置换反应
B.b和c可分别与水发生反应生成e和d
C.e在潮湿的空气中容易转变为d
D.h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
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由题中信息可知,a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)3、e为 Fe(OH)2、f为亚铁盐、g为铁盐、h为高铁酸盐;FeO和Fe2O3均不溶于水,均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3,故选B。
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9.(2024·北京西城高一期末)下列关于FeCl2和FeCl3的叙述不正确的是
A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现
B.将足量铁粉加入氯水中,最终只能得到FeCl2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
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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,A正确;
当铁粉过量时,最终得到FeCl2溶液,B正确;
Cl-具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液不能鉴别二者,C错误;
分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,最终均可能得到Fe(OH)3,D正确。
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10.工业用FeCl3溶液刻蚀电路板的废液中主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-,实验室从废液中回收某些物质的流程如下:
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下列说法正确的是
A.还原过程中,溶液中可能存在的阳离子有Fe2+、Fe3+
B.溶解过程中反应的离子方程式:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
C.滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2,重新获得FeCl3溶液
D.滤渣的成分为Fe和Cu
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还原过程中铁与铁离子反应生成亚铁离子,铁与铜离子反应生成亚铁离子和铜,溶液中不可能存在铁离子,A错误;
溶解过程中,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+ ===Fe2+ +H2↑,B错误;
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滤液1和滤液2的主要成分为氯化亚铁,两者合并后通入氯气,氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,可重新获得氯化铁溶液,C正确;
滤渣为铜,D错误。
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11.已知A为常见的金属单质,存在如图所示的关系,下列叙述正确的是
A.A为Fe,B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化:由浅
绿色到棕黄色
C.④的离子方程式:Fe+Fe3+===2Fe2+
D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
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由红褐色固体可知,F是Fe(OH)3,
从而得出A为Fe,黑色晶体B为
Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为
FeCl3,E为Fe(OH)2。④的离子
方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+,⑤的离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
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12.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为
A.2∶1　　　　　B.1∶2　　　　C.1∶3　　　　　D.1∶4
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根据三种离子物质的量的变化可知,Cu2+的物质的量并没有发生变化,说明没有参加反应,则反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,设溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,根据离子方程式可知Fe3+的物质的量减少2 mol,则需消耗1 mol铁粉,Fe2+的物质的量增加3 mol,故参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1∶3,C正确。
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13.(2024·南京金陵中学高一月考)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　 　　　。
防止Fe2+被氧化
FeCl2溶液易被氧化而变质,配制FeCl2溶液时加少量铁屑,目的是防止Fe2+被氧化。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____
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2Fe2+
+Cl2===2Fe3++2Cl-
溶液变红,说明有Fe3+生成,FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是　　　 　。
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隔绝空气,防止Fe2+被空气中的O2氧化
甲组实验,FeCl2易被空气中的氧气氧化,因此实验不够严谨,加入煤油,煤油的密度比水小,可以起到隔绝空气的作用,从而排除氧气对实验的影响。
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(4)丙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_______________________________;
片刻,溶液棕黄色变浅,且有气泡出现,并放热,反应的离子方程式是______
_______________________。 以上反应的结果是催化了H2O2的分解,双氧水分解的化学方程式可表示为_____________________。
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
2Fe3++
2H2O2　　2H2O+O2↑
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向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明反应生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;片刻溶液棕黄色变浅,且有气泡出现,说明消耗Fe3+、生成气体,反应的离子方程式为2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+;两个反应叠加得双氧水分解的化学方程式为2H2O2　　　2H2O+O2↑。
14.印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+)回收再生的流程如下。
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(1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　 　　　。
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
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腐蚀池中铜和FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2,发生反应的离子方程式是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
(2)上述各池中,没有发生化学变化的是　　　池。
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沉降
上述各池中,沉降池没有生成新物质,没有发生化学变化。
(3)置换池中发生反应的离子方程式有_________________、___________
_________。
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Fe+2Fe3+===3Fe2+
Fe+Cu2+===
Fe2++Cu
置换池中加入过量Fe粉,Fe和FeCl3反应生成FeCl2,Fe和CuCl2反应生成FeCl2和Cu,发生反应的离子方程式有Fe+2Fe3+===3Fe2+、Fe+Cu2+=== Fe2++Cu。
(4)向再生池中通入Cl2可以使废液再生,离子方程式是________________
______; 工业上通常用双氧水代替Cl2,这样做的优点是________________
_______。
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2Fe2++Cl2===2Fe3+
避免有毒气体污
+2Cl-
染环境
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向再生池中通入Cl2,Cl2把FeCl2氧化为FeCl3,离子方程式是2Fe2++Cl2 ===2Fe3++2Cl-;工业上通常用双氧水代替Cl2,氯气有毒,双氧水无毒,优点是避免有毒气体污染环境。
15.某同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”化肥的主要成分及相关性质。首先对该化肥的成分进行了如下假设:
a.只含有FeSO4
b.含有FeSO4和Fe2(SO4)3
c.只含有Fe2(SO4)3
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将化肥固体粉末溶于水得到溶液(记为X),进行如下实验:
序号 操作 现象
ⅰ 取2 mL溶液X,加入1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液 产生红褐色沉淀
ⅱ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
(1)实验ⅰ中加入的1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有NaOH　　　g。
0.04
实验ⅰ中加入的1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有NaOH的质量为0.001 L
×1 mol·L-1×40 g·mol-1=0.04 g。
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(2)对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后出现红褐色沉淀,预期产生该现象的依据是(用化学方程式表示)________________
_________________、_____________________________。
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FeSO4+2NaOH===
Na2SO4+Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
序号 操作 现象
ⅰ 取2 mL溶液X,加入1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液 产生红褐色沉淀
ⅱ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
(3)实验ⅱ现象说明假设　　不成立。
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a
实验ⅱ现象说明溶液中含有Fe3+,则假设a不成立。
序号 操作 现象
ⅰ 取2 mL溶液X,加入1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液 产生红褐色沉淀
ⅱ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
为进一步验证假设,某小组同学进行了以下实验:
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序号 操作 现象
ⅲ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
ⅳ 取2 mL溶液X,滴入1滴酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液紫红色褪去
(4)实验ⅳ中,KMnO4 是该反应的　 　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
氧化剂
实验ⅳ中,KMnO4 将Fe2+氧化为Fe3+,从而说明KMnO4是该反应的氧化剂。
(5)通过以上实验,可得到的结论是_________________________________
_____________。
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该化肥的成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3
(或假设b成立)
序号 操作 现象
ⅲ 取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液 溶液显红色
ⅳ 取2 mL溶液X,滴入1滴酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液紫红色褪去
实验ⅲ表明溶液中含有Fe3+,实验ⅳ表明溶液中含有Fe2+,可得到的结论是假设b成立,即该化肥的成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3。
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