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铁及其化合物 复习学案
[最新考纲]
1.了解铁的主要性质及应用。
2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。
2.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。
3.能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。
[知识网络]
考点一 应用广泛的金属单质——铁
[知识梳理]
1．铁的原子结构及位置
铁位于元素周期表中第四周期Ⅷ族，原子结构 ( http: / / www.21cnjy.com )示意图为○＋26 最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在。
2． 铁的性质
(1)物理性质
纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。
用化学方程式或离子方程式表示下列变化
( http: / / www.21cnjy.com )
①与非金属单质的反应：
a．与O2的反应：
常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
点燃时：3Fe＋2O2Fe3O4。
b．与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。
c．与S的反应：Fe＋SFeS。
②与水的反应：
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
③与酸的反应：
a．与非氧化性酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b．与氧化性酸：
遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
④与某些盐溶液的反应：
a．与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
b．与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
3．铁的应用
(1)用途：用途最广泛的是铁合金——钢，用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。
(2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
深度思考
1． 铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？
答案　主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。
2． 铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？
答案　常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。
[知识精讲]
命题点　铁反应后元素价态的判断
(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋)等反应所得产物为Fe2＋，铁元素的价态为＋2价，如：Fe＋I2FeI2。
(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H ( http: / / www.21cnjy.com )2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。如2Fe＋3Br2===2FeBr3。
(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为＋2、＋3价。
(4)铁与稀硝酸反应产物的判断：
①当HNO3过量时：
反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，
铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。
②当Fe过量时：
反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，
铁元素的存在形式为Fe2＋，铁元素的价态为＋2价。
③当<<时：
铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。
[典题示例]
1．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。
①过量的Fe与Cl2加热时发生反应
②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3
③Fe与过量的S加热时发生反应
④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸
⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3；F ( http: / / www.21cnjy.com )e与S反应只生成FeS；FeFe2＋Fe3＋；Fe2＋Fe3＋；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋。
答案：①②④
2.在一定量的稀HNO3中 ( http: / / www.21cnjy.com )慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　④Fe2＋、Fe3＋
(1)AB段铁元素以________形式存在。
(2)BC段铁元素以________形式存在。
(3)CD段铁元素以________形式存在。
解析：向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸 ( http: / / www.21cnjy.com )过量应生成Fe3＋，故AB段铁元素以Fe3＋形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的Fe3＋与Fe反应生成Fe2＋。Fe3＋全部转化成Fe2＋后，铁粉不再溶解，故CD段铁元素以Fe、Fe2＋形式存在。
答案：(1)①　(2)④　(3)③
[当堂达标]
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2014·北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化(　　)
(2) (2014·北京高考)将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应(　　)
(3)(2013·全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式： 2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。(　　)
(4)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。(　　)
(5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。(　　)
(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　　)
(7)铁与硫混合共热生成FeS2。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
2．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是(　　)
A．硫酸　　　　　　　　 B．氯水
C．硫酸锌 D．氯化铜
解析：选B　Fe＋2HCl===F ( http: / / www.21cnjy.com )eCl2＋H2↑，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
考点二 铁的氧化物与氢氧化物
[知识梳理]
1.铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3
稳定性 不稳定 稳定 稳定
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
2.铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅 ( http: / / www.21cnjy.com )速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[知识精讲]
命题点1　铁的氧化物、氢氧化物的组成与性质
[典题示例]
1．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过 ( http: / / www.21cnjy.com )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 D．Fe(OH)2　Fe3O4
解析：选B　铁屑溶于过量稀 ( http: / / www.21cnjy.com )H2SO4，有FeSO4生成，再加入过量氨水，有白色的Fe(OH)2生成，在空气中加热时，Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3，最后得到的红棕色残渣是Fe2O3。
2． 由FeO、Fe2O ( http: / / www.21cnjy.com )3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是 (　　)
A．1∶2∶1 B．2∶1∶1
C．1∶3∶1 D．1∶1∶3
答案　D
解析　可用平均组成法来求解：在混合物中 ( http: / / www.21cnjy.com )铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)∶(8/16)＝3∶4，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合n(Fe)∶n(O)＝3∶4，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是1∶1。
[归纳总结]
1.铁的氧化物组成的判断方法
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Fe3 ( http: / / www.21cnjy.com )O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比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)。
2． 分析铁与稀HNO3反应的关键
一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：
HNO3过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，
Fe过量时：Fe＋2Fe(NO3) ( http: / / www.21cnjy.com )3===3Fe(NO3)2，两者相加得总方程式：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
3． 在铁及其化合物的计算中能用“守恒法 ( http: / / www.21cnjy.com )”的很多，常用到的有质量守恒、电子守恒等。如第5题中用到N原子守恒、Fe原子守恒以及溶液中Fe2＋、NO的电荷守恒。
命题点2　Fe(OH)2的制备
[典题示例]
1．下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。
解析：因为Fe(OH)2在空气中很容 ( http: / / www.21cnjy.com )易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
答案：①②③⑤
2．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的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 ( http: / / www.21cnjy.com )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____________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。
(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。
答案：(1)稀硫酸、铁屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
[方法技巧]
制备Fe(OH)2常用的三种方法
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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1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2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3所示。
图3　　
反思归纳
成功制备Fe(OH)2的关键
由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。
制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；
②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
　
[当堂达标]
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋3H2O。(　　)
(2)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。(　　)
(3)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3。(　　)
(4)Fe(OH)2在空气中加热，可得到FeO。(　　)
(5)向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。(　　)
(6)Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2．将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。
①Fe2O3　　　 a．红褐色　　 A．具有较强的还原性
②Fe(OH)2 b．红棕色 B．易被氧化成灰绿色
最终变成红褐色
③Fe(OH)3 c．白色 C．红色油漆、涂料
④Fe2＋ d．棕黄色 D．受热分解成红棕色粉末
⑤Fe3＋ e．浅绿色 E．具有较强的氧化性
答案：①－b－C；②－c－B；③－a－D；④－e－A；⑤－d－E
考点三 Fe2＋、Fe3＋的相互转化及检验
[知识梳理]
亚铁盐和铁盐
1.亚铁盐：
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色， ( http: / / www.21cnjy.com )Fe2＋既有________性，又有________性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_______________________________________________________
__________________，____________________________________________________。
2.铁盐：
①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈____ ( http: / / www.21cnjy.com )__色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为______________________________，______________________________。
②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到________时变成血红色。
③易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式：________________________________。
答案　(1)氧化　还原　Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)①棕黄色　2Fe3＋＋Fe===3 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe2＋　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　②KSCN　③Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋[来源:21世纪教育网]
3．Fe2＋与Fe3＋的转化
Fe2＋Fe3＋
上述转化关系中标号反应的离子方程式为：
①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；
②3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；
③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
④2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
[知识精讲]
命题点1　“铁三角”转化关系及应用
“铁三角”的转化关系
深度思考
1． 用离子方程式实现下列转化：Fe2＋Fe3＋
①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；21世纪教育网
③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
2． 如何除去括号中的杂质
(1)Fe2＋(Fe3＋)：加过量铁粉，过滤；
(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；
(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉，过滤；
(4)Fe(Al)：加过量强碱溶液，过滤；
(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤。
3． (1)Fe2O3加入到足量的氢碘酸中，发生反应的离子方程式(用两个表示)为______________
__________________________________________________________。
(2)Fe(OH)3加入到足量的氢碘酸中，发 ( http: / / www.21cnjy.com )生反应的离子方程式(用一个表示)为________________________________________________________________________。
答案　(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋
(2)2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O
4.判断离子共存：
Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)。
Fe3＋S2－、I－、SO。
Fe2＋、Fe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子
5.盐溶液的配制与保存方法：
( http: / / www.21cnjy.com )
(4)物质的制备方法：
( http: / / www.21cnjy.com )
[典题示例]
1．(2014·上海高考)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
解析：选B　氧化性是Fe3＋>Cu2 ( http: / / www.21cnjy.com )＋>Fe2＋，还原性是Fe>Cu，则A.若无固体剩余，这说明铁粉完全被溶液中的铁离子氧化，但此时溶液中不一定还有Fe3＋，A不正确；B.若有固体存在，则固体中一定有铜，可能还有铁，因此溶液中一定有Fe2＋，B正确；C.若溶液中有Cu2＋，则也可能有部分铜已经被置换出来，因此不一定没有固体析出，C不正确；D.若溶液中有Fe2＋，但如果溶液中Fe3＋过量，则不一定有Cu析出，D不正确。
2．下列除杂的操作不正确的是(　　)
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
解析：选C　FeCl3溶液中存在水解平 ( http: / / www.21cnjy.com )衡：FeCl3＋3H2O??Fe(OH)3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液、Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。
[方法技巧]
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Mg、MgO、MgCO3 ( http: / / www.21cnjy.com )、Mg(OH)2中之一，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 ( http: / / www.21cnjy.com )、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，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＋，然后再按(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＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。
命题点2　Fe2＋、Fe3＋的检验
1．Fe2＋的检验
方法一：取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，若变成红色溶液，说明有Fe2＋存在(鉴别时不能先滴加氯水)。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3(红色)。
方法二：取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
2．Fe3＋的检验
方法一：取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，溶液变红色，证明有Fe3＋存在。
方法二：取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。
3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
(1)Fe3＋的检验：
①溶液变红色，说明含有Fe3＋
②试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
(2)Fe2＋的检验：
①KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋
②溴水褪色，说明含有Fe2＋
[典题示例]
1．下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，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：选C　A项中只能说明含有Fe3 ( http: / / www.21cnjy.com )＋，无法说明是否含Fe2＋；B项原溶液中可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中在生成红褐色沉淀Fe(OH)3时可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2的生成，因此无法判定原溶液中是否有Mg2＋。
2．(2012·山东高考节选)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
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用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是________(注明试剂、现象)。
解析：滴加KSCN溶液后呈红 ( http: / / www.21cnjy.com )色，说明溶液中有Fe3＋，检验溶液中还存在Fe2＋时，可以利用Fe2＋的还原性，加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。
答案：Fe3＋　取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色
反思归纳
检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法
1． 根据溶液颜色
含有Fe2＋的溶液显浅绿色
含有Fe3＋的溶液显黄色
2． 用KSCN溶液和氯水
(1)流程：
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3(血红色)
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
3． 用NaOH溶液
(1)流程：
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(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[当堂达标]
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2014·全国卷Ⅰ)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的原理是FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜。(　　)
(2)(2014·江苏高考 ( http: / / www.21cnjy.com ))(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。(　　)
(3)(2014·安徽高考)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2。(　　)
(4)(2014·四川高考)检验Fe(NO ( http: / / www.21cnjy.com )3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红。(　　)
(5)(2013·江苏高考)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＋。(　　)
(6)(2012·广东高考)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。(　　)
(7)(2011·安徽高考)过量的Fe粉中加 ( http: / / www.21cnjy.com )入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋。(　　)
(8)(2011·江苏高考)FeCl3溶液与Cu的反应：Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
2． 要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为 (　　)
①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
答案　C
解析　在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液， ( http: / / www.21cnjy.com )溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所
以不用KMnO4溶液。
[课后巩固]
1．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)
①氯气　　　　　　　 ②NaCl溶液
③KMnO4溶液 ④稀硝酸
⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A．①②③　　　　　　　　 B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
解析：选D　Cl2、KMnO ( http: / / www.21cnjy.com )4、稀HNO3都有强氧化性、能将Fe2＋氧化成Fe3＋，而NaCl溶液、盐酸、NaNO3溶液不能将Fe2＋氧化成Fe3＋。
2．(2015·成都模拟)某溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　)
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
解析：选D　反应开始有白色沉淀生成，说明溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液中一定不存在Fe3＋，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明溶液中一定存在Fe2＋，但不能确定Mg2＋的存在。
3． 在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3 ( http: / / www.21cnjy.com )＋、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分反应后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是 (　　)
A．Fe3＋、Al3＋ B．Al3＋
C．Fe2＋、NH D．Fe3＋
答案　B
解析　2Na2O2＋2H2O=== ( http: / / www.21cnjy.com )4NaOH＋O2↑，Fe2＋转变为Fe3＋，Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀析出，Al3＋转变为[Al(OH)4]－，NH转变为NH3气体，NH减少；没有过滤，再加入过量稀盐酸，Fe(OH)3沉淀转变为Fe3＋，所以Fe2＋减少，Fe3＋增多，[Al(OH)4]－再转变为
Al3＋，几乎不变。
4． 下列说法正确的是 (　　)
A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3
B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显血红色
C．FeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体
答案　B
解析　高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A项错；Fe3O4溶于盐酸生成Fe3＋和
Fe2＋，B项正确；FeCl2易 ( http: / / www.21cnjy.com )水解，在空气中蒸干灼烧产物为Fe2O3，C项错；将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是胶体，故D错误。
5． 在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是(　　)
A．K＋、SO、NH、CO B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－
C．Na＋、H＋、Cl－、SO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO
答案　D
解析　A中CO和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NO和Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存。
6． 铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是(　　)
A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立说明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O
答案　A
解析　pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NO、H＋不能大量共存，B项不正确；C项应为0.3 mol，不正确；D项电荷不守恒，不正确。
7． 在含有FeCl3和BaCl2的酸 ( http: / / www.21cnjy.com )性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，过滤后，向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是 (　　)
A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3
B．溶液的酸性增强
C．白色沉淀是BaSO4
D．FeCl3全部被还原为FeCl2
答案　A
解析　Fe3＋具有氧化性，通入足量SO2后发生氧化还原反应，Fe3＋全部被还原为Fe2＋，所以向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，同时SO2被氧化为SO，白色沉淀是BaSO4。依据2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋可知溶液酸性增强，B、C、D正确；因为溶液呈酸性，一定不会生成BaSO3沉淀，A错误。
8．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是(　　)
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1
解析：选C　铁粉的物质的量为0.4 ( http: / / www.21cnjy.com ) mol。收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO；则转移电子数为0.9 mol，由得失电子守恒列方程n(Fe3＋)×3＋n(Fe2＋)×2＝0.9，n(Fe3＋)＋n(Fe2＋)＝0.4得n(Fe3＋)＝0.1，n(Fe2＋)＝0.3，选项C正确。
9．某研究小组开展课外研究发现，将适 ( http: / / www.21cnjy.com )量Zn与一定浓度氯化铁溶液反应，开始可以观察到大量气泡产生。反应后期，溶液的pH升高到6左右，金属表面出现黑色粉末，溶液变成浅绿色。试管底部出现灰绿色悬浮物。收集少量黑色粉末与稀硫酸作用有气泡产生。则下列反应没有发生的是(　　)
A．FeCl3＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3HCl
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
C．3Zn＋2FeCl3===3ZnCl2＋2Fe
D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：选A　FeCl3水解显酸性，所以 ( http: / / www.21cnjy.com )生成的气体为H2，B选项正确；由金属表面出现黑色粉末，可知有铁单质生成，C选项正确；由试管底部出现灰绿色悬浮物可知D选项正确，A选项错误。
10．某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分，由此分析，下列结论中正确的是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．A中一定有Fe3＋　　　　　 B．C中一定有Fe3＋
C．B为AgI沉淀 D．A一定为FeBr2溶液
解析：选B　HNO3具有 ( http: / / www.21cnjy.com )强氧化性，可氧化Fe2＋，A中不一定有Fe3＋，A错；AgI为黄色沉淀，C错；A可能是FeBr3溶液、FeBr溶液或二者的混合物，D错。
11．(2015·青岛质检)工业上 ( http: / / www.21cnjy.com )利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：
( http: / / www.21cnjy.com )
试回答下列问题：
(1)滤液X中含有的金属阳离子是________(填离子符号)。
(2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。
A．稀硝酸 B．氨水
C．氢氧化钠溶液 D．高锰酸钾溶液
(3)步骤Ⅳ中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，检验Fe2＋的方法是________。
(4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_________________。
(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为______________________。
解析：(1)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2＋、Fe3＋。
(2)步骤Ⅲ要把pH调高 ( http: / / www.21cnjy.com )，步骤Ⅳ还要加NH4HCO3，若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入Na＋，所以选B。(4)NH4HCO3受热易分解，高温会促进Fe2＋水解。
答案：(1)Fe2＋、Fe3＋　(2)B
(3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色
(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋水解
(5)4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2
12．(2015·温州二模)铁及其 ( http: / / www.21cnjy.com )化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3－]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为＋6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：
( http: / / www.21cnjy.com )
请回答下列问题：
(1)若A为H2O(g)，可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：________________________。
(2)若B为NaClO3与稀硫酸 ( http: / / www.21cnjy.com )，写出其氧化Fe2＋的离子方程式(还原产物为Cl－)________________________________________________________________________。
(3)若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾的化学方程式，并配平：
Fe2O3＋KNO3＋KOH——＋KNO2＋
(4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量 ( http: / / www.21cnjy.com )，实验操作如下：准确量取20.00 mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH<3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL。
已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
I2＋2S2O===2I－＋S4O。
①写出滴定选用的指示剂________，滴定终点观察到的现象________________。
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为 ( http: / / www.21cnjy.com )________ g·L－1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
解析：(4)②若滴定前溶液中H ( http: / / www.21cnjy.com )2O2没有除尽，过量的H2O2氧化KI得到I2，根据关系式2Fe3＋～I2，I2的量增大使得所测定的铁元素的含量偏高。
答案：(1)H??H
(2)6Fe2＋＋ClO＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O
(3)Fe2O3＋3KNO3＋4KOH2K2FeO4＋3KNO2＋2H2O
(4)①淀粉　溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色
②5.6　偏高
13.(2014·浙江高考T26)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含Ca、Fe、C、O四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验： ( http: / / www.21cnjy.com )
(1)流程图中红褐色沉淀是________，白色沉淀2是________，由白色沉淀2转化成红褐色沉淀的化学方程式为___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)固体2的成分为FeO，写出固体2与盐酸反应的离子方程式__________________。
(3)在酸性条件下，H2 ( http: / / www.21cnjy.com )O2能将Fe2＋氧化成Fe3＋，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)溶液3中含有金属阳 ( http: / / www.21cnjy.com )离子是________，如何通过实验检验该离子的存在________________________________________________________________________。
(5)气体甲的成分是________，气体甲与固体2在一定条件下可以发生氧化还原反应，写出此反应的化学方程式_______________________，设计实验方案验证该反应的产物________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Fe(OH)3　Fe(OH)2　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)Fe2＋　取少量溶液3置于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变红色，说明溶液3中含有Fe2＋
(5)CO2　CO2＋2FeOFe2O3＋CO
检测Fe2O3：将固体用盐酸溶解，加入KSCN溶液，若显红色，表明产物中含有Fe3＋；
检测CO：将气体通过灼热CuO，黑色固体变为红色。

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