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第13讲　Fe3+、Fe2+的性质与检验　铁及其化合物的转化
1.认识铁盐、亚铁盐的性质,掌握Fe2+和F的检验方法。2.能依据“价—类”二维图理解铁及其化合物的相互转化。
考点一　铁盐、亚铁盐的性质　Fe2+、Fe3+的检验
1.亚铁盐的性质
(1)氧化性和还原性
亚铁盐溶液呈浅绿色,Fe2+既有氧化性,又有还原性,以还原性为主,如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H+)等Fe2+均表现还原性。
(2)Fe(OH)2是弱碱,含Fe2+的盐易发生水解而使溶液呈酸性。
实验室里保存硫酸亚铁溶液,常采取哪些措施防止其变质
加少量稀硫酸抑制Fe2+的水解,加少量铁屑防止Fe2+被氧化。
2.铁盐的性质
(1)氧化性:含有Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe3+处于铁元素的高价态,遇Fe、Cu、HI、H2S等Fe3+均表现氧化性。
(2)Fe3+易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。Fe3+与HC、[Al(OH)4]-混合时都会得到Fe(OH)3沉淀。
(1)用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法是将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,再稀释至所需浓度。
(2)FeCl3溶液加热蒸干并灼烧,所得固体的主要成分是Fe2O3。
3.其他常见铁盐
绿矾(FeSO4·7H2O) 重要还原剂,可用作补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4) 具有强氧化性,可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料
莫尔盐(或摩尔盐) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂
4.Fe2+、Fe3+的检验
(1)Fe2+检验的常用方法
(2)F检验的常用方法
(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验方法
混合溶液溶液变红色,说明含有Fe3+。
混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+。
判断正误。
(1)向某溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,说明该溶液中一定含有Fe2+。(　×　)
(2)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。(　×　)
(3)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红。(　×　)
1.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法不正确的是(　A　)
A.Fe2(SO4)3易溶于水,所以可用作净水剂
B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉,可制得硫酸亚铁溶液
C.室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,则说明溶液中Fe3+与I-不能大量共存
D.硫酸亚铁片和维生素C同时服用,能增强治疗缺铁性贫血的效果
解析:Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,可用于净水,与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系,A错误;2Fe3++Fe===3Fe2+,B正确;Fe3+将I-氧化成I2,故两者因发生氧化还原反应而不能大量共存,C正确;维生素C具有还原性,能防止硫酸亚铁片中的Fe2+被氧化,D正确。
2.除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(FeCl3),除杂方法:加入过量铁粉,过滤,离子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+。
(2)FeCl3(FeCl2),除杂方法:加入适量氯水(或通入适量Cl2),离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4),除杂方法:滴加适量H2O2溶液,离子方程式:2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+。
(4)FeCl2(CuCl2),除杂方法:加入过量铁粉,过滤,离子方程式:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。
(5)CuCl2(FeCl2),除杂方法:先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水),然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2等,调pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,静置过滤。
3.某化学小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、5% H2O2溶液,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
(1)设计实验方案,完成下列表格。
探究内容 Fe3+具有氧化性 Fe2+具有还原性
实验方案 取少量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液 ④取少量0.1 mol·L-1 FeCl2溶液,往溶液中加入少量KSCN溶液,再加入新制氯水(或5%H2O2溶液)
实验现象 ①加入铁粉后,溶液(由黄色)变为浅绿色; ②加入KSCN溶液后,溶液不变红色(或无明显现象) ⑤加入KSCN溶液后,溶液不变红色(或无明显现象); ⑥加入你选的试剂后,溶液变红色
解释 ③体现Fe3+具有氧化性的离子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+ ⑦体现Fe2+具有还原性的离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O)
(2)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为Fe2++Zn===Zn2++Fe。
(3)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、Mn、H2O和一种未知离子X,已知Mn在反应中得到电子,则X是Fe2+。
解析:(2)由于金属活动性:Zn>Fe,FeCl2与Zn发生置换反应,溶液由浅绿色变为无色,该反应的离子方程式为Fe2++Zn===Zn2++Fe。(3)已知Mn在反应中得到电子,则Mn是氧化剂,是反应物,Mn2+是还原产物,是生成物,X表现还原性,作还原剂,其被氧化为Fe3+,则X是Fe2+。
考点二　铁及其化合物的转化关系
1.“Fe—Fe2+—Fe3+”的“三角”转化关系
(1)图示
(2)写出下列反应的离子方程式
①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀:2Fe3++H2S===S↓+2Fe2++2H+。
②将FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液,溶液变蓝:2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。
③用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔:Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。
④将H2O2滴入酸性FeCl2溶液:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
⑤将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中,有无色气体放出:3Fe2++4H++N===3Fe3++NO↑+2H2O。
2.铁及其化合物的“价—类”转化关系
(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。
①金属氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐;
②Fe2+、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱;
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物,但难溶性的金属氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
(2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
根据上述图示,按要求写出方程式:
(1)Fe→Fe3O4的两个化学方程式:3Fe+2O2Fe3O4、3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
(2)Fe2+Fe3+的离子方程式:5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
(3)在强碱性条件下,Fe3+被ClO-氧化为Fe 2Fe3++3ClO-+10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O。
1.(2025·福建龙岩模拟)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是(　B　)
A.a在高温下和水蒸气反应生成c
B.存在a→f→h→e→c的转化关系
C.d在空气中受热可以生成b
D.将h加入浓碱液中可制得e的胶体
2.(2025·黑龙江大庆二模)已知A为常见的金属单质,有如图所示的转化关系:
下列说法正确的是(　B　)
A.A为Fe,B为FeO
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:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
解析:根据题中信息,红褐色固体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。由分析可知,A为Fe,B为Fe3O4,故A错误;C为FeCl2,D为FeCl3,则C→D溶液的颜色变化:由浅绿色到黄色,故B正确;反应④是FeCl2变为FeCl3,其离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故C错误;反应⑤是FeCl3变为FeCl2,其离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+,故D错误。
3.(2025·河北邯郸模拟)碳酸亚铁是一种重要的化工试剂,常用于制备兽药及补血剂。一种利用含铁废料[主要含有Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)及二氧化硅]制备碳酸亚铁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　C　)
A.滤渣的主要成分为PbSO4和SiO2
B.试剂X为铁单质
C.“除铜”过程中发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比均为1︰1
D.“沉铁”时发生反应的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
解析:SiO2与H2SO4不反应,Pb2+与S形成PbSO4沉淀,则滤渣的主要成分为PbSO4和SiO2,A正确;为了“除铜”,同时不引入新杂质,试剂X为铁单质,B正确;“除铜”过程中发生Fe+Cu2+===Fe2++Cu、2Fe3++Fe===3Fe2+两个反应,第二个反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为2︰1,C错误;“沉铁”时发生反应的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,D正确。
1.(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是(　A　)
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
解析:氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来腐蚀覆铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热至呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。
2.(2024·广西卷)某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是(　C　)
A.实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
D.焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
解析:实验Ⅰ中,Fe2(SO4)3溶液与KSCN溶液反应的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,K2SO4固体溶于水电离出K+和S,并不影响该平衡的移动,因此溶液的颜色不发生变化,故A错误;实验Ⅱ中,K3[Fe(CN)6]溶液中存在K+、[Fe(CN)6]3-,[Fe(CN)6]3-并不能电离出Fe3+,因此K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应,溶液颜色无明显变化,故B错误;实验Ⅰ中,KSCN溶液与Fe2(SO4)3溶液反应生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,但K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应,K3[Fe(CN)6]水溶液呈黄色,带有黄绿色荧光,因此加入KSCN可以区分两者,故C正确;铁燃烧火焰为无色,而K3[Fe(CN)6]中含有钾元素,焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色,因此焰色试验可以区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6],故D错误。
3.(2023·江苏卷)室温下,探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是(　B　)
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞溶液,观察溶液颜色变化
D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,观察气泡产生情况
解析:检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液,向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验,A不符合题意;向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,若观察溶液紫色褪去,说明Fe2+有还原性,B符合题意;Fe2+发生水解反应Fe2++2H2O 2H++Fe(OH)2使溶液显酸性,应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊溶液,观察溶液颜色变化,C不符合题意;向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,若产生气泡,有可能是Fe3+的催化作用,D不符合题意。
4.(2022·天津卷节选)FeCl3·6H2O的制备流程图如下:
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,增大反应速率。
(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有漏斗、玻璃棒。
(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。
(4)为增大FeCl3溶液的浓度,向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(5)操作②为在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
课时作业13(总分:55分)
1.(4分)(2025·吉林四平一模)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　B　)
A.Fe2O3能与盐酸反应,可用于制作红色颜料
B.铁粉具有还原性,可用于食品袋中的抗氧化剂
C.FeCl3具有氧化性,可用于除去水中悬浮杂质
D.FeS难溶于水,可用于除去废水中的Cu2+
2.(4分)A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间的转化关系如下。A为一种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　C　)
A.反应①中所加试剂可能是氯气
B.反应③中需要加具有氧化性的试剂
C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在反应①中发生的价态变化
D.元素M在反应②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
3.(4分)乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}是一种食品铁强化剂。某同学为检验其水溶液中有Fe2+,设计了如下方案。其中方案合理且现象叙述正确的是(　A　)
A.向乳酸亚铁溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀
B.向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液,立即出现红褐色沉淀
C.向乳酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液,振荡后紫色褪去
D.向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红
解析:Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,能检验出溶液中有Fe2+,A符合题意;向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液,先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,现象错误,B不符合题意;CH3CH(OH)COO-中含有羟基,也可以使酸性KMnO4溶液褪色,方案不合理,C不符合题意;向乳酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变红,可证明乳酸亚铁溶液中有Fe2+,如果向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,则不能证明溶液中有Fe2+,方案不合理,D不符合题意。
4.(4分)FeSO4和Fe2(SO4)3在工业生产中有广泛应用。下列离子方程式正确且符合题意的是(　B　)
A.Fe2(SO4)3溶液用于腐蚀铜质电路板:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
B.将FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀:Fe2++HC ===+H2O
C.在Fe2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液,产生红褐色沉淀:Fe3++S+3OH-+Ba2+===BaSO4↓+Fe(OH)3↓
D.在NaClO溶液中滴加少量FeSO4溶液:ClO-+Fe2++H2O===Cl-+Fe3++2OH-
解析:Fe2(SO4)3溶液能和铜单质反应生成FeSO4和CuSO4,可用于腐蚀铜质电路板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,A错误;FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀和N,离子方程式正确,B正确;Fe2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2完全反应产生红褐色Fe(OH)3沉淀、白色BaSO4沉淀:2Fe3++3S+6OH-+3Ba2+===3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓,C错误;ClO-具有氧化性,在NaClO溶液中滴加少量FeSO4溶液,Fe2+被氧化为Fe3+生成Fe(OH)3沉淀:ClO-+2Fe2++H2O+4OH-===Cl-+2Fe(OH)3↓,D错误。
5.(4分)(2025·辽宁葫芦岛模拟)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,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价—类”二维图如图所示,其中箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是(　C　)
A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应,只生成一种盐和水
B.Fe、水蒸气高温反应制得Fe2O3
C.为实现Fe2+向Fe3+的转化,可向含Fe2+的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液
D.向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,生成红色沉淀
解析:Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2两种盐,A错误;铁单质与水蒸气在高温下发生反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,B错误;Fe2+转化成Fe3+,铁元素的化合价升高,需要加入氧化剂才能实现转化,如加入O2、Cl2、H2O2等,C正确;向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,生成红色溶液,D错误。
6.(4分)选择合适试剂完成甲、乙两组实验:
甲组:检验含Fe3+(不含Cl-)的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是(　B　)
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 氯水
D 稀氯水 酸性KMnO4溶液
解析:由于Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色,即检验含Fe3+(不含Cl-)的溶液中是否含Fe2+,可选用酸性KMnO4溶液;KSCN溶液遇Fe3+变成红色,即检验含Fe2+的溶液中是否含Fe3+,可选用KSCN溶液。
7.(4分)(2026·T8联考)铁及其化合物的转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　A　)
A.反应①中每消耗0.75NA个铁原子生成22.4 L H2(标准状况)
B.反应②所得溶液中的Fe2+可以用酸性KMnO4溶液来检验
C.反应③得到的沉淀在空气中会发生反应④迅速变成红褐色
D.反应⑤的离子方程式为H++OH-===H2O
解析:铁与水蒸气高温下反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g),标准状况下,每生成22.4 L H2即1 mol H2,需要消耗0.75 mol Fe,即0.75NA个Fe原子,A正确;Fe2+和Cl-都能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液的紫色褪去,故不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl2溶液中的Fe2+,B错误;反应③中得到的白色沉淀在空气中会发生反应④迅速变成灰绿色,一段时间后才变为红褐色,C错误;反应⑤的离子方程式为Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,其中Fe(OH)3是弱碱,不能拆成离子形式,D错误。
8.(4分)(2025·吉林长春一模)验证Fe3+与Fe2+能够相互转化:
实验一 实验二
按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液
下列分析不合理的是(　C　)
A.实验①发生的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+
B.实验②与③不可以调换顺序
C.实验④说明有Fe2+生成
D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色,说明有I2生成
解析:实验①中,Fe3+被Fe还原,生成Fe2+,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,A合理;若实验②与③调换,滴加KSCN溶液后,溶液立即变红,不能判断实验②的溶液中是否含有Fe2+,B合理;实验④中,溶液变黄,说明有I2生成,C不合理;若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色,说明溶液中含有I2,从而说明Fe3+将I-氧化,生成I2,D合理。
9.(4分)某化学小组的同学欲测定某补铁剂中铁元素的价态,设计并进行了如下实验:
已知:该补铁剂不溶于水,能溶于人体中的胃液(含盐酸),KSCN中的硫元素为-2价。下列说法错误的是(　D　)
A.试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液
B.加入H2O2溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有Fe2+
C.深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应
D.取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,证明补铁剂中只含有Fe3+
解析:试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液,A正确;加入H2O2溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有Fe2+,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+浓度增大,与SCN-形成的络合物增多,颜色加深,B正确;KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,H2O2具有氧化性,深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应,C正确;加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,故取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,不能证明补铁剂中只含有Fe3+,D错误。
10.(19分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(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。
(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,煤油的作用是隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是Fe2+(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
解析:(1)Fe2+具有还原性,能被空气中的氧气氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被空气氧化。(4)根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+;Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。(共61张PPT)
第四章　金属及其化合物
第13讲　Fe3+、Fe2+的性质与检验　铁及其化合物的转化
目
录
考点二　铁及其化合物的转化关系
课时作业
考点一　铁盐、亚铁盐的性质　Fe2+、Fe3+的检验
真题演练 感悟高考
复习目标
1.认识铁盐、亚铁盐的性质,掌握Fe2+和Fe3+的检验方法。2.能依据“价—类”二维图理解铁及其化合物的相互转化。
一
考点一 铁盐、亚铁盐的性质 Fe2+、Fe3+的检验
1.亚铁盐的性质
(1)氧化性和还原性
亚铁盐溶液呈浅绿色,Fe2+既有氧化性,又有还原性,以______为主,如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H+)等Fe2+均表现______。
(2)Fe(OH)2是弱碱,含Fe2+的盐易发生水解而使溶液呈酸性。
还原性
还原性
实验室里保存硫酸亚铁溶液,常采取哪些措施防止其变质
加少量稀硫酸抑制Fe2+的水解,加少量铁屑防止Fe2+被氧化。
微点助学
2.铁盐的性质
(1)氧化性:含有Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe3+处于铁元素的高价态,遇Fe、Cu、HI、H2S等Fe3+均表现_______。
(2)Fe3+易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。Fe3+与HC、[Al(OH)4]-混合时都会得到Fe(OH)3沉淀。
氧化性
(1)用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法是____________________________
____________________。
(2)FeCl3溶液加热蒸干并灼烧,所得固体的主要成分是_______。
微点助学
将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸
中,再稀释至所需浓度
Fe2O3
3.其他常见铁盐
绿矾(FeSO4·7H2O) 重要还原剂,可用作补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4) 具有强氧化性,可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料
莫尔盐(或摩尔盐) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂
4.Fe2+、Fe3+的检验
(1)Fe2+检验的常用方法
溶液变红
灰绿色
红褐色
(2)Fe3+检验的常用方法
溶液变红
红褐色沉淀
显紫色
(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验方法
混合溶液 　　　　　 溶液变红色,说明含有______。
混合溶液 　　　　 　酸性KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有_____。
Fe3+
Fe2+
判断正误。
(1)向某溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,说明该溶液中一定含有Fe2+。(　　)
(2)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。(　　)
(3)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红。(　　)
微点助学
×
×
×
1.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法不正确的是(　　)
A.Fe2(SO4)3易溶于水,所以可用作净水剂
B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉,可制得硫酸亚铁溶液
C.室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,则说明溶液中Fe3+与I-不能大量共存
D.硫酸亚铁片和维生素C同时服用,能增强治疗缺铁性贫血的效果
解析:Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,可用于净水,与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系,A错误;2Fe3++Fe===3Fe2+,B正确;Fe3+将I-氧化成I2,故两者因发生氧化还原反应而不能大量共存,C正确;维生素C具有还原性,能防止硫酸亚铁片中的Fe2+被氧化,D正确。
A
2.除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(FeCl3),除杂方法:__________________,离子方程式:__________
__________。
(2)FeCl3(FeCl2),除杂方法:____________________________,离子方程式:
________________________。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4),除杂方法:______________________,离子方程式:
________________________________。
加入过量铁粉,过滤
2Fe3++Fe
===3Fe2+
加入适量氯水(或通入适量Cl2)
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
滴加适量H2O2溶液
2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+
(4)FeCl2(CuCl2),除杂方法:__________________,离子方程式:__________
______________。
(5)CuCl2(FeCl2),除杂方法:________________________________________
__________________________________________________________________________。
加入过量铁粉,过滤
Fe+Cu2+
===Cu+Fe2+
先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水),然后
向混合液中加入CuO或Cu(OH)2等,调pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,
静置过滤
3.某化学小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、5% H2O2溶液,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
(1)设计实验方案,完成下列表格。
探究内容 Fe3+具有氧化性 Fe2+具有还原性
实验方案 取少量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液 ④取少量0.1 mol·L-1 FeCl2溶液,往溶液中加入少量KSCN溶液,再加入______________
____________
新制氯水(或5%
H2O2溶液)
探究内容 Fe3+具有氧化性 Fe2+具有还原性
实验现象 ①加入铁粉后,溶液____________________; ②加入KSCN溶液后,溶液_______________________ ⑤加入KSCN溶液后,溶液________________________;
⑥加入你选的试剂后,溶液______
解释 ③体现Fe3+具有氧化性的离子方程式:______________ _____ ⑦体现Fe2+具有还原性的离子方程式:___________________________
______________________________
(由黄色)变为浅绿色
不变红色(或无明显现象)
不变红色(或无明显现象)
变红色
2Fe3++Fe===
3Fe2+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(或
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O)
(2)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为___________________。
解析:由于金属活动性:Zn>Fe,FeCl2与Zn发生置换反应,溶液由浅绿色变为无色,该反应的离子方程式为Fe2++Zn===Zn2++Fe。
Fe2++Zn===Zn2++Fe
(3)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、Mn、H2O和一种未知离子X,已知Mn在反应中得到电子,则X是____。
解析:已知Mn在反应中得到电子,则Mn是氧化剂,是反应物,Mn2+是还原产物,是生成物,X表现还原性,作还原剂,其被氧化为Fe3+,则X是Fe2+。
Fe2+
二
考点二 铁及其化合物的转化关系
1.“Fe—Fe2+—Fe3+”的“三角”转化关系
(1)图示
(2)写出下列反应的离子方程式
①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀:_______________________
_______。
②将FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液,溶液变蓝:_____________________。
③用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔:________________________。
2Fe3++H2S===S↓+2Fe2+
+2H+
2Fe3++2I-===I2+2Fe2+
Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+
④将H2O2滴入酸性FeCl2溶液:_______________________________。
⑤将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中,有无色气体放出:____________________
__________________。
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
3Fe2++4H++N===
3Fe3++NO↑+2H2O
2.铁及其化合物的“价—类”转化关系
(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。
①金属氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐;
②Fe2+、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱;
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物,但难溶性的金属氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
(2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
根据上述图示,按要求写出方程式:
(1)Fe→Fe3O4的两个化学方程式:_________________________________
_________________。
(2)Fe2+ 　　　　　　Fe3+的离子方程式:___________________________
______________。
(3)在强碱性条件下,Fe3+被ClO-氧化为Fe ________
____________________________________。
微点助学
3Fe+2O2
Fe3O4、3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
5Fe2++Mn+8H+===5Fe3+
+Mn2++4H2O
3+
--===+3Cl-+5H2O
1.(2025·福建龙岩模拟)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是(　　)
A.a在高温下和水蒸气反应生成c
B.存在a→f→h→e→c的转化关系
C.d在空气中受热可以生成b
D.将h加入浓碱液中可制得e的胶体
B
2.(2025·黑龙江大庆二模)已知A为常见的金属单质,有如图所示的转化关系:
下列说法正确的是(　　)
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
B
解析:根据题中信息,红褐色固体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。由分析可知,A为Fe,B为Fe3O4,故A错误;C为FeCl2,D为FeCl3,则C→D溶液的颜色变化:由浅绿色到黄色,故B正确;反应④是FeCl2变为FeCl3,其离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故C错误;反应⑤是FeCl3变为FeCl2,其离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+,故D错误。
3.(2025·河北邯郸模拟)碳酸亚铁是一种重要的化工试剂,常用于制备兽药及补血剂。一种利用含铁废料[主要含有Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)及二氧化硅]制备碳酸亚铁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
(　　)
A.滤渣的主要成分为PbSO4和SiO2
B.试剂X为铁单质
C.“除铜”过程中发生的反应中氧化剂
与还原剂的物质的量之比均为1︰1
D.“沉铁”时发生反应的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+
(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
C
解析:SiO2与H2SO4不反应,Pb2+与S形成PbSO4沉淀,则滤渣的主要成分为PbSO4和SiO2,A正确;为了“除铜”,同时不引入新杂质,试剂X为铁单质,B正确;“除铜”过程中发生Fe+Cu2+===Fe2++Cu、2Fe3++Fe===
3Fe2+两个反应,第二个反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为2︰1,C错误;“沉铁”时发生反应的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓
+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,D正确。
三
真题演练 感悟高考
1.(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是(　　)
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
解析:氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来腐蚀覆铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热至呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。
A
2.(2024·广西卷)某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是(　　)
A.实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
D.焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
C
解析:实验Ⅰ中,Fe2(SO4)3溶液与KSCN溶液反应的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,K2SO4固体溶于水电离出K+和S,并不影响该平衡的移动,因此溶液的颜色不发生变化,故A错误;实验Ⅱ中,K3[Fe(CN)6]溶液中存在K+、[Fe(CN)6]3-,[Fe(CN)6]3-并不能电离出Fe3+,因此K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应,溶液颜色无明显变化,故B错误;实验Ⅰ中,KSCN溶液与Fe2(SO4)3溶液反应生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,但K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应,K3[Fe(CN)6]水溶液呈黄色,带有黄绿色荧光,因此加入KSCN可以区分两者,故C正确;铁燃烧火焰为无色,而K3[Fe(CN)6]中含有钾元素,焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色,因此焰色试验可以区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6],故D错误。
3.(2023·江苏卷)室温下,探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是(　　)
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞溶液,观察溶液颜色变化
D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,观察气泡产生情况
B
解析:检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液,向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验,A不符合题意;向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,若观察溶液紫色褪去,说明Fe2+有还原性,B符合题意;Fe2+发生水解反应Fe2++2H2O 2H++Fe(OH)2使溶液显酸性,应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊溶液,观察溶液颜色变化,C不符合题意;向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,若产生气泡,有可能是Fe3+的催化作用,D不符合题意。
4.(2022·天津卷节选)FeCl3·6H2O的制备流程图如下:
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为______________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为________
__________________________________。
不再有气泡产生
Fe、Cu
在稀盐酸中形成原电池,增大反应速率
(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有______________。
(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是__________________。
(4)为增大FeCl3溶液的浓度,向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为________________________________
____________。
(5)操作②为__________________________________________________。
漏斗、玻璃棒
K3[Fe(CN)6]溶液
2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2===
2Fe3++2Cl-
在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
四
课时作业13
1.(4分)(2025·吉林四平一模)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.Fe2O3能与盐酸反应,可用于制作红色颜料
B.铁粉具有还原性,可用于食品袋中的抗氧化剂
C.FeCl3具有氧化性,可用于除去水中悬浮杂质
D.FeS难溶于水,可用于除去废水中的Cu2+
B
2.(4分)A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间的转化关系如下。A为一种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)
A.反应①中所加试剂可能是氯气
B.反应③中需要加具有氧化性的试剂
C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在反应①中发生的价态变化
D.元素M在反应②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
C
3.(4分)乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}是一种食品铁强化剂。某同学为检验其水溶液中有Fe2+,设计了如下方案。其中方案合理且现象叙述正确的是(　　)
A.向乳酸亚铁溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀
B.向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液,立即出现红褐色沉淀
C.向乳酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液,振荡后紫色褪去
D.向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红
A
解析:Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,能检验出溶液中有Fe2+,A符合题意;向乳酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液,先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,现象错误,B不符合题意;CH3CH(OH)COO-中含有羟基,也可以使酸性KMnO4溶液褪色,方案不合理,C不符合题意;向乳酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变红,可证明乳酸亚铁溶液中有Fe2+,如果向乳酸亚铁溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,则不能证明溶液中有Fe2+,方案不合理,D不符合题意。
4.(4分)FeSO4和Fe2(SO4)3在工业生产中有广泛应用。下列离子方程式正确且符合题意的是(　　)
A.Fe2(SO4)3溶液用于腐蚀铜质电路板:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
B.将FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀:
Fe2++HC ===+H2O
C.在Fe2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液,产生红褐色沉淀:Fe3++S+
3OH-+Ba2+===BaSO4↓+Fe(OH)3↓
D.在NaClO溶液中滴加少量FeSO4溶液:ClO-+Fe2++H2O===Cl-+Fe3++
2OH-
B
解析:Fe2(SO4)3溶液能和铜单质反应生成FeSO4和CuSO4,可用于腐蚀铜质电路板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,A错误;FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀和N,离子方程式正确,B正确;Fe2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2完全反应产生红褐色Fe(OH)3沉淀、白色BaSO4沉淀:2Fe3++3S+6OH-+3Ba2+===3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓,C错误;ClO-具有氧化性,在NaClO溶液中滴加少量FeSO4溶液,Fe2+被氧化为Fe3+生成Fe(OH)3沉淀:ClO-+2Fe2++H2O+4OH-===Cl-+2Fe(OH)3↓,D错误。
5.(4分)(2025·辽宁葫芦岛模拟)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,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价—类”二维图如图所示,其中箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是(　　)
A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应,
只生成一种盐和水
B.Fe、水蒸气高温反应制得Fe2O3
C.为实现Fe2+向Fe3+的转化,可向含Fe2+
的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液
D.向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,生成红色沉淀
C
解析:Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2两种盐,A错误;铁单质与水蒸气在高温下发生反应:3Fe+4H2O(g) 　 Fe3O4+4H2,B错误;Fe2+转化成Fe3+,铁元素的化合价升高,需要加入氧化剂才能实现转化,如加入O2、Cl2、H2O2等,C正确;向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,生成红色溶液,D错误。
6.(4分)选择合适试剂完成甲、乙两组实验:
甲组:检验含Fe3+(不含Cl-)的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是(　　)
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 氯水
D 稀氯水 酸性KMnO4溶液
B
解析:由于Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色,即检验含Fe3+(不含Cl-)的溶液中是否含Fe2+,可选用酸性KMnO4溶液;KSCN溶液遇Fe3+变成红色,即检验含Fe2+的溶液中是否含Fe3+,可选用KSCN溶液。
7.(4分)(2026·T8联考)铁及其化合物的转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.反应①中每消耗0.75NA个铁原子生成22.4 L H2(标准状况)
B.反应②所得溶液中的Fe2+可以用酸性KMnO4溶液来检验
C.反应③得到的沉淀在空气中会发生反应④迅速变成红褐色
D.反应⑤的离子方程式为H++OH-===H2O
A
解析:铁与水蒸气高温下反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) 　　　Fe3O4
+4H2(g),标准状况下,每生成22.4 L H2即1 mol H2,需要消耗0.75 mol Fe,即0.75NA个Fe原子,A正确;Fe2+和Cl-都能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液的紫色褪去,故不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl2溶液中的Fe2+,B错误;反应③中得到的白色沉淀在空气中会发生反应④迅速变成灰绿色,一段时间后才变为红褐色,C错误;反应⑤的离子方程式为Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,其中Fe(OH)3是弱碱,不能拆成离子形式,D错误。
8.(4分)(2025·吉林长春一模)验证Fe3+与Fe2+能够相互转化:
实验一 实验二
按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液
下列分析不合理的是(　　)
A.实验①发生的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+
B.实验②与③不可以调换顺序
C.实验④说明有Fe2+生成
D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色,说明有I2生成
C
解析:实验①中,Fe3+被Fe还原,生成Fe2+,发生反应的离子方程式为2Fe3++
Fe===3Fe2+,A合理;若实验②与③调换,滴加KSCN溶液后,溶液立即变红,不能判断实验②的溶液中是否含有Fe2+,B合理;实验④中,溶液变黄,说明有I2生成,C不合理;若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色,说明溶液中含有I2,从而说明Fe3+将I-氧化,生成I2,D合理。
9.(4分)某化学小组的同学欲测定某补铁剂中铁元素的价态,设计并进行了如下实验:
已知:该补铁剂不溶于水,能溶于人体中的胃液(含盐酸),KSCN中的硫元素为-2价。下列说法错误的是(　　)
A.试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液
B.加入H2O2溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有Fe2+
C.深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应
D.取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,证明补铁剂中只含有Fe3+
D
解析:试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液,A正确;加入H2O2溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有Fe2+,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+浓度增大,与SCN-形成的络合物增多,颜色加深,B正确;KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,H2O2具有氧化性,深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应,C正确;加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,故取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,不能证明补铁剂中只含有Fe3+,D错误。
10.(19分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(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________________。
解析:Fe2+具有还原性,能被空气中的氧气氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被空气氧化。
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________________________。
(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__________________________________。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是____(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有____(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为________。
Fe2+
Fe3+
可逆反应
解析:根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+;Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
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