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第2课时　铁盐和亚铁盐
【学习目标】
1.学会从物质类别和元素价态的视角认识铁盐和亚铁盐的转化关系,并能利用离子反应、氧化还原反应等概念对转化中的相关反应分析说明,并建立认识模型。 (宏观辨识与微观探析)
2.通过对铁盐和亚铁盐性质的实验探究,加深对Fe2+、Fe3+性质的认识,掌握Fe2+、Fe3+的检验方法 ,增强科学探究与创新意识。(科学探究与创新意识)
01
学习任务一　探究铁盐和亚铁盐的性质
【新知导学】
一、铁盐和亚铁盐的组成
1.铁盐:含有_____的盐,常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等。
2.亚铁盐:含有_____的盐,常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。
Fe3+
Fe2+
二、Fe3+、Fe2+的检验
项目 FeCl2溶液 FeCl3溶液
溶液的颜色 _____色 ___色
滴加KSCN
溶液 无明显现象 溶液变___色
反应原理 不反应 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
结论 利用含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液变成___色,检验Fe3+的存在(Fe3+的检验方法)
浅绿
黄
红
红
三、Fe3+、Fe2+相互转化的实验探究
实验
操作
实验
现象 溶液由_____变为_______,试管中有_________,再滴加KSCN溶液,溶液
___________ 向上层溶液中滴加新制氯水,溶液变成
_____
黄色
浅绿色
黑色固体
无明显变化
红色
离子
方程
式 2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
(Fe2+的检验)
实验
结论 Fe3+ Fe2+
氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
【思考】(1)为什么在实验室配制FeSO4溶液时常加入少量铁粉
提示:防止亚铁离子被氧化,2Fe3++Fe===3Fe2+。
(2)证明某未知溶液中含有Fe2+,而不含有Fe3+的方法是什么
提示:待测液 不变色 红色,则含Fe2+、不含Fe3+。
四、铁盐的应用—利用覆铜板制作图案
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
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。观察实验现象,并展示制作的图案
实验
现象 ___________________处不被腐蚀,洗净后板上留下设计的图案
反应
方程式 化学方程式:__________________________、
离子方程式:______________________
实验
结论 铜可被FeCl3溶液腐蚀,利用了FeCl3的_____性
用油性笔画出的图案
2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
氧化
【教材微拓】(溯源教材·P73[思考与讨论])
(1)Fe2+既具有氧化性又具有还原性
(2)Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe
【总结升华】
Fe3+、Fe2+常见的检验方法
(1)含Fe2+或Fe3+的单一溶液
①观察法:溶液为浅绿色→Fe2+
溶液为黄色→Fe3+
②用KSCN溶液和氯水
③用NaOH溶液
④用淀粉-KI溶液
(2)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
[提醒]检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
利用Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性检验离子时,应确保无其他物质干扰时使用。
检验离子 检验试剂 干扰离子
Fe2+ 酸性KMnO4溶液
Fe3+ 淀粉-KI试纸变蓝 氧化性物质(如H2O2、NaClO等)
【即学即练】
1.易错辨析
(1)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红,则该溶液中一定含Fe3+,一定不含Fe2+。( )
提示:Fe2+遇KSCN溶液不发生变化,不能判定Fe2+是否存在。
(2)Cu与Fe3+的反应为置换反应。( )
提示:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,不是置换反应。
×
×
(3)向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液的紫红色褪去,证明含有Fe2+。( )
提示:酸性KMnO4溶液与Cl-反应,干扰检验。
(4)向某溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+。( )
提示:若原溶液中含有Fe3+也会出现该现象。
(5)Fe(OH)3与HI溶液反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O。( )
提示:Fe3+与I-不共存,反应为2Fe(OH)3+6H++ 2I-===2Fe2++6H2O+I2。
×
×
×
2.下列离子的检验方法合理的是 (　　)
A.向某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,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,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
√
【解析】选C。KSCN溶液显红色只能说明存在Fe3+,无法确定是否含有Fe2+,A错误;原溶液可能原本含有Fe3+,通入Cl2后无法排除Fe3+的干扰,不能证明Fe2+存在,B错误;红褐色沉淀是Fe(OH)3的特征,直接说明溶液中含有Fe3+,C正确;白色沉淀变为红褐色可证明Fe2+存在,但Mg2+的白色沉淀可能被红褐色掩盖,无法确定不含Mg2+,D错误。
3.(2026·成都高一月考)已知,氧化性Fe3+>Cu2+,工业上可以用FeCl3溶液来腐蚀印刷电路板上的铜,向足量FeCl3溶液与Cu反应后所得的溶液Ⅰ中加入一定量的锌粉充分反应后,得到溶液Ⅱ,下列说法合理的是 (　　)
A.若无固体剩余,则溶液Ⅱ中一定不含Fe3+
B.若体系中有固体,则固体中一定含有Cu
C.若溶液Ⅱ中有Cu2+,则体系中一定没有固体
D.当溶液Ⅱ中有Fe2+存在时,则一定没有Cu析出
√
【审题指导】足量FeCl3溶液与Cu发生反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,溶液Ⅰ中一定含Fe2+、Cu2+和过量的Fe3+。
【解析】选B。若无固体剩余,说明Zn完全反应,可能Fe3+未被完全还原,溶液中仍可能含有Fe3+,A错误;氧化性:Fe3+>Cu2+,若体系中有固体,Fe3+一定不存在,Cu2+被还原,固体中必定含有Cu,B正确;若溶液Ⅱ中有Cu2+,说明Cu2+未被完全还原,此时Zn已耗尽,但可能仍有Cu固体存在,C错误;Fe2+的存在可能来自Fe3+的还原,而Cu的析出发生在Fe3+还原之后,因此Fe2+存在时可能已有Cu析出,D错误。
02
学习任务二　探究含铁化合物之间的转化
【新知导学】
一、构建铁及其化合物的“价—类”二维图
在图中适当位置填写含铁物质化学式,完成铁及其化合物的“价—类”二维图。
用箭头标明物质间的转化关系。
提示:
二、含铁物质转化
按要求书写下列反应的化学方程式(离子反应写离子方程式)。
1.同价态含铁物质转化
(1)Fe2O3→FeCl3: ________________________。
(2)FeCl2→Fe(OH)2: ______________________。
(3)Fe(OH)3→Fe2O3: __________________________。
[结论]同种价态的含铁物质之间的转化一般是通过_______反应实现的。
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
复分解
2.不同价态含铁物质转化
(2)Fe2O3→Fe: __________________________。
(3)FeCl2→FeCl3: ______________________。
(4)FeCl3→FeCl2: _________________。
[结论]不同种价态的含铁物质之间的转化一般是通过_________反应实现的。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe3++Fe===3Fe2+
氧化还原
【合作探究】
【探究】含铁化合物之间的转化
[情境]
(1)硫酸亚铁片这层包衣起什么作用 说明硫酸亚铁具有什么性质
提示:隔绝空气,防止硫酸亚铁被氧化;硫酸亚铁具有还原性。
(2)保存FeSO4溶液时,加入铁钉的原理是什么
提示:当亚铁离子被氧化为铁离子时,铁可将生成的铁离子还原为亚铁离子。
(3)如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+,写出有关反应的离子方程式。如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2+
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+。向FeCl3溶液中滴加足量氯水(合理即可)。
【总结升华】
1.同价态铁及其化合物之间的转化
氧化物 盐 碱
FeO→Fe2+ Fe(OH)2
Fe2O3→Fe3+ Fe(OH)3
Fe3O4→Fe3+、Fe2+ Fe(OH)2、Fe(OH)3
2.不同价态铁的化合物的转化
Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化关系
3.铁的转化在除杂方面的应用
主要物质 少量杂质 除杂方法
Fe2+ Fe3+ 加过量铁屑后过滤
FeCl2 FeCl3 加氯水或H2O2
Fe2+ Cu2+ 加过量铁屑后过滤
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Fe3O4可以通过置换反应或化合反应制备。( )
提示:Fe与水蒸气在高温下发生置换反应生成Fe3O4和H2;Fe在O2中点燃,发生化合反应生成Fe3O4。
(2)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Fe2O3,铜粉能够溶解。( )
提示:加入Fe2O3后生成具有氧化性的Fe3+能将铜粉溶解。
√
√
(3)FeCl2溶液中混有少量FeCl3时,可向溶液中加入足量的锌粉,然后过滤来除去。 ( )
提示:用足量锌粉会将Fe3+、Fe2+全部还原,最后溶液中只含有Zn2+,应该加入过量的铁粉后再过滤。
(4)FeCl3溶液中混有FeCl2时,可向溶液中加入足量的氯水来除去。( )
提示:氯水具有强氧化性,可将Fe2+ 氧化成Fe3+并且不引入杂质离子。
×
√
2.(2026·广东五校高一联考)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.为检验e中是否混有b,可以先加KSCN溶液,
再加H2O2,观察是否有红色出现
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
√
【信息解读】根据“价—类”二维图中的元素化合价及物质类别可知,a为铁单质,b为亚铁盐,c为氢氧化亚铁,d为氢氧化铁,e为铁盐。
3.(2026·杭州高一期中)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.溶液中一定含Cu2+
B.溶液中一定含Fe2+
C.加入KSCN溶液一定不变红色
D.剩余固体中一定含Cu
√
【解析】选A。加入铁粉后,因氧化性Fe3+>Cu2+,铁粉先与FeCl3反应,然后与CuCl2反应【关键点:Fe3+未完全反应前,铁粉不会与Cu2+反应】,若加入的铁粉与CuCl2恰好完全反应或者铁粉过量,溶液中都不会含Cu2+,A错误;由于铁粉与FeCl3、CuCl2反应均产生Fe2+,溶液中一定含Fe2+,B正确;由有固体存在知,铁粉先与FeCl3反应完全后,一定和CuCl2反应生成Cu了,所得溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,可能含Cu2+,故加入KSCN溶液一定不变红色,C正确;无论铁粉与CuCl2反应了一部分或恰好完全反应或者铁粉过量剩余固体一定含有Cu,D正确。
【解题有招】
利用“价—类”二维图理解铁及其化合物的转化
03
课堂检测 效果诊断
1.(2026·昭通一中高一检测)检验FeCl2溶液是否变质,可以选用的试剂为 (　　)
A.KSCN溶液 B.石蕊溶液
C.KMnO4溶液 D.氯水
√
【审题指导】FeCl2变质即Fe2+被氧化为Fe3+直接检验Fe3+,因此需要选取检验Fe3+的试剂。
【解析】选A。 Fe3+遇KSCN溶液显红色,因此A正确;石蕊溶液与Fe2+和Fe3+均不反应,无现象,B错误;KMnO4具有氧化性,与Fe2+反应,可以检测Fe2+残留,但不与Fe3+反应,故不能检验,C错误;氯水有强氧化性,只与Fe2+反应,故不能检测Fe2+变质的Fe3+,D错误。
2.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为Cu+2Fe3+ ===2Fe2++Cu2+。根据该反应判断下列说法不正确的是 (　　)
A.铜是还原剂
B.Fe3+具有氧化性
C.该反应是置换反应
D.该反应属于离子反应
【解析】选C。该反应中铜元素化合价升高,被氧化,为还原剂;铁元素化合价降低,被还原,Fe3+为氧化剂;生成物中没有单质,不是置换反应;该反应为离子反应。
√
3.缺铁会使部分花卉叶片发黄,通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2+和Fe3+的叙述,错误的是 (　　)
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为黄色
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+既具有氧化性也具有还原性
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
【解析】选D。Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。
√
4.(2026·广州高一期中)元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。部分含Fe物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.可存在a→d→c→f→e的转化
B.a可与水蒸气反应生成b、e的混合物
C.d溶液中含少量g,可加适量a除去
D.可用KSCN溶液检验d溶液是否变质
【信息解读】从“价—类”二维图横纵坐标可知,a为Fe、b为FeO、c为Fe(OH)2、d为亚铁盐、e为Fe2O3,f为Fe(OH)3、g为铁盐。
√
【解析】选B。铁与酸反应生成亚铁盐,亚铁盐与碱反应生成Fe(OH)2, Fe(OH)2与氧气反应转化为Fe(OH)3,Fe(OH)3加热转化为Fe2O3,则可存在a→d→c→f→e的转化,A正确;铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,并非FeO和Fe2O3混合物,B错误;铁粉可将溶液中少量的 Fe3+还原为 Fe2+,从而除去 Fe3+,C正确;含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液变为红色,可检验溶液中是否有 Fe3+生成,判断亚铁盐是否变质,D正确。
【深挖掘 教材激活】
5.(溯源教材·P74~75 探究)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜,某腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2。
(1)从废液中可回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如图所示方案:
①滤渣a为________(填化学式)。
②物质X为________(填标号,下同)。
A.HCl　　B.酸性KMnO4溶液　　C.Cl2
(2)取该废液20 mL并加入铁粉,充分反应。对反应后的溶液分析错误的是__________。
A.溶液中一定含有Fe2+
B.若有固体剩余,则固体中一定含有铁
C.若溶液中有Cu2+,则可能有固体析出
D.溶液若有Fe3+剩余,则一定没有固体析出
【图示析题】废液回收利用的反应流程如下:
【解析】(1)①由图示分析知,滤渣a为铁单质和铜单质;②物质X为氯气,不引入杂质;(2)该废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,当加入铁粉,铁先和Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,当FeCl3完全反应后,Fe再和Cu2+反应,溶液中一定含有Fe2+,故A正确;Fe的量可能不足以将 Cu2+全部还原,则若有固体剩余,则固体中不一定含有铁,故B错误;若溶液中有Cu2+,可能Fe的量不足以将 Cu2+全部还原,此时可能有铜析出,故C正确;溶液若有Fe3+剩余,说明一定没有发生Fe和Cu2+的反应,则一定没有固体析出,故D正确。
答案:(1)①Fe、Cu　②C　(2)B第2课时　铁盐和亚铁盐
【学习目标】 1.学会从物质类别和元素价态的视角认识铁盐和亚铁盐的转化关系,并能利用离子反应、氧化还原反应等概念对转化中的相关反应分析说明,并建立认识模型。 (宏观辨识与微观探析) 2.通过对铁盐和亚铁盐性质的实验探究,加深对Fe2+、Fe3+性质的认识,掌握Fe2+、Fe3+的检验方法 ,增强科学探究与创新意识。(科学探究与创新意识)
学习任务一　探究铁盐和亚铁盐的性质
【新知导学】
一、铁盐和亚铁盐的组成
1.铁盐:含有Fe3+的盐,常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等。
2.亚铁盐:含有Fe2+的盐,常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。
二、Fe3+、Fe2+的检验
项目 FeCl2溶液 FeCl3溶液
溶液的颜色 浅绿色 黄色
滴加KSCN 溶液 无明显现象 溶液变红色
反应原理 不反应 Fe3++3SCN-=== Fe(SCN)3
结论 利用含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液变成红色,检验Fe3+的存在(Fe3+的检验方法)
三、Fe3+、Fe2+相互转化的实验探究
实验 操作
实验 现象 溶液由黄色变为浅绿色,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,溶液变成红色
离子 方程 式 2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(Fe2+的检验)
实验 结论 Fe3+Fe2+ 氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
【思考】(1)为什么在实验室配制FeSO4溶液时常加入少量铁粉
提示:防止亚铁离子被氧化,2Fe3++Fe===3Fe2+。
(2)证明某未知溶液中含有Fe2+,而不含有Fe3+的方法是什么
提示:待测液不变色红色,则含Fe2+、不含Fe3+。
四、铁盐的应用—利用覆铜板制作图案
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
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。观察实验现象,并展示制作的图案
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
反应 方程式 化学方程式:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2、 离子方程式:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
实验 结论 铜可被FeCl3溶液腐蚀,利用了FeCl3的氧化性
【教材微拓】(溯源教材·P73[思考与讨论])
(1)Fe2+既具有氧化性又具有还原性
(2)Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe
【总结升华】
Fe3+、Fe2+常见的检验方法
　(1)含Fe2+或Fe3+的单一溶液
①观察法:溶液为浅绿色→Fe2+
溶液为黄色→Fe3+
②用KSCN溶液和氯水
③用NaOH溶液
④用淀粉-KI溶液
(2)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
　[提醒]检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
利用Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性检验离子时,应确保无其他物质干扰时使用。
检验离子 检验试剂 干扰离子
Fe2+ 酸性KMnO4溶液 还原性物质,如Cl-、S等
Fe3+ 淀粉-KI试纸变蓝 氧化性物质(如H2O2、NaClO等)
【即学即练】
1.易错辨析
(1)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红,则该溶液中一定含Fe3+,一定不含Fe2+。 (×)
提示:Fe2+遇KSCN溶液不发生变化,不能判定Fe2+是否存在。
(2)Cu与Fe3+的反应为置换反应。 (×)
提示:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,不是置换反应。
(3)向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液的紫红色褪去,证明含有Fe2+。 (×)
提示:酸性KMnO4溶液与Cl-反应,干扰检验。
(4)向某溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+。 (×)
提示:若原溶液中含有Fe3+也会出现该现象。
(5)Fe(OH)3与HI溶液反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O。 (×)
提示:Fe3+与I-不共存,反应为2Fe(OH)3+6H++ 2I-===2Fe2++6H2O+I2。
2.下列离子的检验方法合理的是 (　　)
A.向某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,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,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
【解析】选C。KSCN溶液显红色只能说明存在Fe3+,无法确定是否含有Fe2+,A错误;原溶液可能原本含有Fe3+,通入Cl2后无法排除Fe3+的干扰,不能证明Fe2+存在,B错误;红褐色沉淀是Fe(OH)3的特征,直接说明溶液中含有Fe3+,C正确;白色沉淀变为红褐色可证明Fe2+存在,但Mg2+的白色沉淀可能被红褐色掩盖,无法确定不含Mg2+,D错误。
3.(2026·成都高一月考)已知,氧化性Fe3+>Cu2+,工业上可以用FeCl3溶液来腐蚀印刷电路板上的铜,向足量FeCl3溶液与Cu反应后所得的溶液Ⅰ中加入一定量的锌粉充分反应后,得到溶液Ⅱ,下列说法合理的是 (　　)
A.若无固体剩余,则溶液Ⅱ中一定不含Fe3+
B.若体系中有固体,则固体中一定含有Cu
C.若溶液Ⅱ中有Cu2+,则体系中一定没有固体
D.当溶液Ⅱ中有Fe2+存在时,则一定没有Cu析出
【审题指导】足量FeCl3溶液与Cu发生反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,溶液Ⅰ中一定含Fe2+、Cu2+和过量的Fe3+。
【解析】选B。若无固体剩余,说明Zn完全反应,可能Fe3+未被完全还原,溶液中仍可能含有Fe3+,A错误;氧化性:Fe3+>Cu2+,若体系中有固体,Fe3+一定不存在,Cu2+被还原,固体中必定含有Cu,B正确;若溶液Ⅱ中有Cu2+,说明Cu2+未被完全还原,此时Zn已耗尽,但可能仍有Cu固体存在,C错误;Fe2+的存在可能来自Fe3+的还原,而Cu的析出发生在Fe3+还原之后,因此Fe2+存在时可能已有Cu析出,D错误。
学习任务二　探究含铁化合物之间的转化
【新知导学】
一、构建铁及其化合物的“价—类”二维图
在图中适当位置填写含铁物质化学式,完成铁及其化合物的“价—类”二维图。
用箭头标明物质间的转化关系。
提示:
二、含铁物质转化
按要求书写下列反应的化学方程式(离子反应写离子方程式)。
1.同价态含铁物质转化
(1)Fe2O3→FeCl3:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。
(2)FeCl2→Fe(OH)2:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。
(3)Fe(OH)3→Fe2O3:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
[结论]同种价态的含铁物质之间的转化一般是通过复分解反应实现的。
2.不同价态含铁物质转化
(2)Fe2O3→Fe:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(3)FeCl2→FeCl3:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(4)FeCl3→FeCl2:2Fe3++Fe===3Fe2+。
[结论]不同种价态的含铁物质之间的转化一般是通过氧化还原反应实现的。
【合作探究】
【探究】含铁化合物之间的转化
　[情境]
(1)硫酸亚铁片这层包衣起什么作用 说明硫酸亚铁具有什么性质
提示:隔绝空气,防止硫酸亚铁被氧化;硫酸亚铁具有还原性。
(2)保存FeSO4溶液时,加入铁钉的原理是什么
提示:当亚铁离子被氧化为铁离子时,铁可将生成的铁离子还原为亚铁离子。
(3)如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+,写出有关反应的离子方程式。如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2+
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+。向FeCl3溶液中滴加足量氯水(合理即可)。
【总结升华】
1.同价态铁及其化合物之间的转化
氧化物盐碱
FeO→Fe2+ Fe(OH)2
Fe2O3→Fe3+ Fe(OH)3
Fe3O4→Fe3+、Fe2+ Fe(OH)2、Fe(OH)3
2.不同价态铁的化合物的转化
Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化关系
3.铁的转化在除杂方面的应用
主要物质 少量杂质 除杂方法
Fe2+ Fe3+ 加过量铁屑后过滤
FeCl2 FeCl3 加氯水或H2O2
Fe2+ Cu2+ 加过量铁屑后过滤
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Fe3O4可以通过置换反应或化合反应制备。 (√)
提示:Fe与水蒸气在高温下发生置换反应生成Fe3O4和H2;Fe在O2中点燃,发生化合反应生成Fe3O4。
(2)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Fe2O3,铜粉能够溶解。 (√)
提示:加入Fe2O3后生成具有氧化性的Fe3+能将铜粉溶解。
(3)FeCl2溶液中混有少量FeCl3时,可向溶液中加入足量的锌粉,然后过滤来除去。 (×)
提示:用足量锌粉会将Fe3+、Fe2+全部还原,最后溶液中只含有Zn2+,应该加入过量的铁粉后再过滤。
(4)FeCl3溶液中混有FeCl2时,可向溶液中加入足量的氯水来除去。 (√)
提示:氯水具有强氧化性,可将Fe2+ 氧化成Fe3+并且不引入杂质离子。
2.(2026·广东五校高一联考)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.为检验e中是否混有b,可以先加KSCN溶液,再加H2O2,观察是否有红色出现
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
【信息解读】根据“价—类”二维图中的元素化合价及物质类别可知,a为铁单质,b为亚铁盐,c为氢氧化亚铁,d为氢氧化铁,e为铁盐。
【解析】选C。根据化合价的变化规律,铁单质和铁盐可以发生反应生成亚铁盐:Fe+2Fe3+===3Fe2+,A正确;b含有Fe2+,为中间价态,既可被氧化,也可被还原,B正确;检验Fe3+中是否含有Fe2+,若先加入KSCN溶液,溶液变成红色,无法证明Fe2+的存在,C错误;根据化合价的变化规律,可以存在Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+,D正确。
3.(2026·杭州高一期中)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.溶液中一定含Cu2+
B.溶液中一定含Fe2+
C.加入KSCN溶液一定不变红色
D.剩余固体中一定含Cu
【解析】选A。加入铁粉后,因氧化性Fe3+>Cu2+,铁粉先与FeCl3反应,然后与CuCl2反应【关键点:Fe3+未完全反应前,铁粉不会与Cu2+反应】,若加入的铁粉与CuCl2恰好完全反应或者铁粉过量,溶液中都不会含Cu2+,A错误;由于铁粉与FeCl3、CuCl2反应均产生Fe2+,溶液中一定含Fe2+,B正确;由有固体存在知,铁粉先与FeCl3反应完全后,一定和CuCl2反应生成Cu了,所得溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,可能含Cu2+,故加入KSCN溶液一定不变红色,C正确;无论铁粉与CuCl2反应了一部分或恰好完全反应或者铁粉过量剩余固体一定含有Cu,D正确。
【解题有招】
利用“价—类”二维图理解铁及其化合物的转化
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1.(2026·昭通一中高一检测)检验FeCl2溶液是否变质,可以选用的试剂为 (　　)
A.KSCN溶液 B.石蕊溶液
C.KMnO4溶液 D.氯水
【审题指导】FeCl2变质即Fe2+被氧化为Fe3+直接检验Fe3+,因此需要选取检验Fe3+的试剂。
【解析】选A。 Fe3+遇KSCN溶液显红色,因此A正确;石蕊溶液与Fe2+和Fe3+均不反应,无现象,B错误;KMnO4具有氧化性,与Fe2+反应,可以检测Fe2+残留,但不与Fe3+反应,故不能检验,C错误;氯水有强氧化性,只与Fe2+反应,故不能检测Fe2+变质的Fe3+,D错误。
2.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。根据该反应判断下列说法不正确的是 (　　)
A.铜是还原剂
B.Fe3+具有氧化性
C.该反应是置换反应
D.该反应属于离子反应
【解析】选C。该反应中铜元素化合价升高,被氧化,为还原剂;铁元素化合价降低,被还原,Fe3+为氧化剂;生成物中没有单质,不是置换反应;该反应为离子反应。
3.缺铁会使部分花卉叶片发黄,通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2+和Fe3+的叙述,错误的是 (　　)
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为黄色
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+既具有氧化性也具有还原性
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
【解析】选D。Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。
4.(2026·广州高一期中)元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。部分含Fe物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.可存在a→d→c→f→e的转化
B.a可与水蒸气反应生成b、e的混合物
C.d溶液中含少量g,可加适量a除去
D.可用KSCN溶液检验d溶液是否变质
【信息解读】从“价—类”二维图横纵坐标可知,a为Fe、b为FeO、c为Fe(OH)2、d为亚铁盐、e为Fe2O3,f为Fe(OH)3、g为铁盐。
【解析】选B。铁与酸反应生成亚铁盐,亚铁盐与碱反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2与氧气反应转化为Fe(OH)3,Fe(OH)3加热转化为Fe2O3,则可存在a→d→c→f→e的转化,A正确;铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,并非FeO和Fe2O3混合物,B错误;铁粉可将溶液中少量的 Fe3+还原为 Fe2+,从而除去 Fe3+,C正确;含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液变为红色,可检验溶液中是否有 Fe3+生成,判断亚铁盐是否变质,D正确。
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5.(溯源教材·P74~75 探究)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜,某腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2。
(1)从废液中可回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如图所示方案:
①滤渣a为________(填化学式)。
②物质X为________(填标号,下同)。
A.HCl　　B.酸性KMnO4溶液　　C.Cl2
(2)取该废液20 mL并加入铁粉,充分反应。对反应后的溶液分析错误的是__________。
A.溶液中一定含有Fe2+
B.若有固体剩余,则固体中一定含有铁
C.若溶液中有Cu2+,则可能有固体析出
D.溶液若有Fe3+剩余,则一定没有固体析出
【图示析题】废液回收利用的反应流程如下:
【解析】(1)①由图示分析知,滤渣a为铁单质和铜单质;②物质X为氯气,不引入杂质;(2)该废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,当加入铁粉,铁先和Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,当FeCl3完全反应后,Fe再和Cu2+反应,溶液中一定含有Fe2+,故A正确;Fe的量可能不足以将 Cu2+全部还原,则若有固体剩余,则固体中不一定含有铁,故B错误;若溶液中有Cu2+,可能Fe的量不足以将 Cu2+全部还原,此时可能有铜析出,故C正确;溶液若有Fe3+剩余,说明一定没有发生Fe和Cu2+的反应,则一定没有固体析出,故D正确。
答案:(1)①Fe、Cu　②C　(2)B

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