魯科版2023-2024年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第3章 第13講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

第13講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.基于價一類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.掌握鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)

與檢驗。3.能通過實驗探究掌握Fe?+與Fe?+的相互轉(zhuǎn)化。

考點一基于價一類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

■歸納整合必備知識

從物質(zhì)類別和物質(zhì)所含核心元素的化合價兩個角度總結(jié)、預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要

方法之一o

鐵

元

素

化

合

價

(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)、不同物質(zhì)類別(氧化物、鹽、堿)之間的轉(zhuǎn)化。

①堿性氧化物(FezCh、FeO)都能溶于酸(H)轉(zhuǎn)化為鹽；

②Fe2+、Fe3+與堿(C)H)反應(yīng)生成對應(yīng)的堿；

③難溶性的堿易分解生成對應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對應(yīng)

的堿。

(2)縱向變化體現(xiàn)了不同價態(tài)、同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。

(3)斜向變化體現(xiàn)了不同價態(tài)、不同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。

■專項突破關(guān)鍵能力

1.如圖為鐵元素的價一類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的

是()

化合價

+6FeOK

%。C蝮)：售Cl⑤3+

+33Fe(OHFe

ɑ/FeOFe(OH)2磯L

+2

0Fe

物質(zhì)類別

單質(zhì)氧化物氫氧化物鹽

A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①

B.FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末

C.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③

D.由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeOr)具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，F(xiàn)eOr與水反應(yīng)最終可生成

Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可作凈水劑

2.從化合價和物質(zhì)類別兩個視角認(rèn)識元素及其化合物性質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)習(xí)方式。圖1是

Fe及其化合物的化合價一物質(zhì)類別二維圖。

+2——1N(VNH；

Illl?

單質(zhì)氧化物堿鹽物質(zhì)Fe.QK疏松、能導(dǎo)電)

圖1類別圖2

回答下列問題：

(1)工業(yè)上冶煉Fe常用的方法是(填字母)。

a.電解法b.還原法

c.熱分解法d.物理方法

(2)若圖1中的F為硫酸鹽，請寫出由D生成F的離子方程式：。

(3)圖1中的B在潮濕的空氣中很容易發(fā)生化合反應(yīng)變成E,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3+2+

(4)圖1中的F與C在水溶液中轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)有一：2Fe+2Γ2Fe+l2,為了探究該反

應(yīng)存在一定的限度，某化學(xué)興趣小組取10mL0.5mol?L-＞的KI溶液于試管中，再加入10mL

0.2mol?L-1的FeCI3溶液，振蕩，使試管中的物質(zhì)充分反應(yīng)一段時間。為了達(dá)到實驗?zāi)康模?/p>

還需要再向試管中加入下列試劑中的(填字母)。

A.淀粉溶液B.KSCN溶液

C.CCUD.酸性高鎰酸鉀溶液

(5)用Fe可以去除水體中的NO3■(原理如圖2)。若有1molNO3轉(zhuǎn)化為NH4,則參加反應(yīng)的

Fe失去的電子的物質(zhì)的量為moL

考點二鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)與檢驗

■歸納整合.凝≡?

1.鐵鹽與亞鐵鹽

亞鐵鹽(Fe?+)鐵鹽(Fe3+)

顏色淺綠色(溶液)黃色(溶液)

既有氧化性，乂有還原性，以還原

一般表現(xiàn)為______性，如能溶

性為主，如在酸性條件下能被

氧化性與解銅，反應(yīng)的離子方程式為

H2O2、No3氧化，反應(yīng)的離子方程

還原性

式分別為____________________、

—

極易水解，只存在于酸性較強(qiáng)

水解性水解呈酸性

的溶液中

2.其他常見鐵鹽

(1)綠磯(FeSo4?7HZO):一種重要的還原劑，可用作補(bǔ)血劑及植物的補(bǔ)鐵劑。

(2)鐵鍍磯[NH4Fe(Sθ4)2?12H2θ]:無色晶體，易溶于水，常用作化學(xué)分析試劑、藥物和織物媒

染劑。

(3)赤血鹽{K3[Fe(CN)6]}:紅色晶體，能溶于水，常用于檢驗Fe?+,生成藍(lán)色沉淀。

(4)高鐵酸鉀(K2FeO4):暗紫色晶體，具有強(qiáng)氧化性，可用作水體的殺菌、消毒劑或高容量電

池材料。

3.Fe?+和Fe3+的檢驗

I型邂邀一無明顯現(xiàn)象返生

加NaoH溶液-白色沉淀____色______色

Fe2+J―

[加鐵鼠化鉀溶灌生成藍(lán)色沉淀：

鄰二氮菲ΣΣ∑-

(1)1--------------------橙紅色

加KSCN溶液

(或NHjSCN)--------------------

Fe-加NaoH溶迎

⑵__________

(3)含F(xiàn)e2+、Fe?+的混合溶液中Fe?+、Fe3+的檢驗

混合溶液I滴加KSCN溶液,溶液變紅色,說明含有

混合溶液I譚舞方酸性KMnO4溶液紫紅色褪去,說明含有.

底易錯辨析

1.氫氧化鐵與Hl溶液僅能發(fā)生中和反應(yīng)()

2.中性溶液中可能大量存在Fe3+、CΓ,K+、S0f()

3.酸性條件下H2O2氧化Fe?+的離子方程式為2Fe2++H2θ2+2H+=2Fe3++2H2θ()

4.將Fe(No3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液變紅，則Fe(No3)2晶體已氧化

變質(zhì)()

5.用酸性高鎰酸鉀溶液檢臉FeCl3溶液中是否含有FeCl2()

■專項突破關(guān)鍵能力

一、鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)

1.常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()

A.透明的溶液中：Fe3+?Mg2+、SCN?CΓ

B.PH=O的溶液中:Fe2?K'、No3、SθΓ

C.0.1moll/iFeCb溶液中：K+>NH］、F、HCO,

D.LOmolLrKN。3溶液中:H,?Fe3+>CΓ>SOf

2.已知：沉淀的PH如下表：

化合物

Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2

PH1.14—3.05.8-838.4?10。4.2?6.7

⑴除去Mg2+中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入、、其中之一，與Fe3+水解

產(chǎn)生的H*反應(yīng)，促進(jìn)Fe?+的水解，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(C)H)3沉淀除去。

(2)除去Mg?+中混有的Fe?+的方法

先加入氧化劑(如)將溶液中的Fe?+氧化成Fe3+,然后再按⑴的方法除去溶液中的Fe3+?

(3)請設(shè)計實驗方案除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2:。

3.在FeCI3、CUCl2混合溶液中，加入鐵粉與銅粉的混合物。

(1)若金屬無剩余，則溶液中一定存在的金屬陽離子有，可能存在的有。

⑵若剩余固體中有鐵和銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有，一定不存在

⑶若剩余固體中只有銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有,可能存在的有

>一定不存在________?

二、Fe?+和Fe3+的檢驗

4.下列離子的檢驗方法合理的是()

A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e?+

B.向某溶液中通入CL,然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe?+

C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+

D.向某溶液中加入NaoH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中

只含有Fe*不含有Mg?"

5.以下實驗?zāi)茏C明某溶液中不含F(xiàn)e3+而含有Fe?+的是()

A.滴入KSCN溶液，不顯紅色

B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，顯紅色

C.滴入KSCN溶液，不顯紅色，再加氯水，溶液變紅

D.滴入KSCN溶液，不顯紅色，再加足量高鋸酸鉀溶液，溶液變紅

?易錯易混

檢驗Fe?+和Fe3+時的注意事項

(1)檢驗Fe?+時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的

新制氯水中(新制氯水能氧化SCN)

(2)Fe3+.Fe2+.C「同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe?’?「能還原酸性KMno4,有

干擾)。

考點三基于Fe?+,Fe?+相互轉(zhuǎn)化的實驗探究

■歸納整合

Fe?+既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e?+一般只表現(xiàn)氧化性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為

(還原劑)

F.2+[Fe、Zn、Cu、H?S、Kl等Fe”

CI2、。2、HNO.耶0,(濃)、KMnoKH+)等"

(強(qiáng)氧化劑)

寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式，體會Fe?+與Fe3+的轉(zhuǎn)化條件。

⑴將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀:

⑵將FeCb溶液滴入淀粉-Kl溶液中，溶液變藍(lán)：

(3)用FeCb溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：____________________________________________

(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液中：___________________________________________________

(5)將FeCl2溶液滴入HNo3溶液中，有無色氣體放出：

■專項突破B1≡5gl

某班同學(xué)用如下實驗探究Fe?+與Fe3+的轉(zhuǎn)化，回答下列問題：

⑴實驗I：Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe?+

實驗步驟及現(xiàn)象：甲組同學(xué)將少量銅粉加入1mL0.1mol?L^'FeCI3溶液中，觀察到銅粉消失，

溶液黃色變淺，加入蒸儲水后無明顯現(xiàn)象：乙組同學(xué)將過量銅粉加入ImLo.1mol?LIFeCb

溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，加入蒸餡水后出現(xiàn)白色沉淀；丙組同學(xué)將過量

銅粉加入1mL0.05mol?L-'Fe2(SO4)3溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，變成藍(lán)色,

加入蒸儲水后無白色沉淀。

①分別取三組實驗反應(yīng)后的溶液于三支試管中,

（填操作步驟及現(xiàn)象），證明生成了Fe2+;分析三組實驗結(jié)果，實驗中均發(fā)生的反應(yīng)的離子方

程式為O

②對比三組實驗，說明加入蒸儲水后沉淀的產(chǎn)生與有關(guān)。

③向丙組實驗后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象為。

④丙組在檢驗反應(yīng)后的溶液中是否存在Fe3+時，取反應(yīng)后的上層清液于試管中，滴加3滴

KSCN溶液，結(jié)果出現(xiàn)白色沉淀，查閱資料：i.SCN的化學(xué)性質(zhì)與I相似，CUSCN為白色

固體；ii.2Cu2++4廣=2CUl（白色）I+12，寫出該實驗中出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式：

（2）實驗II：Fe?+轉(zhuǎn)化為Fe3+

實驗步驟及現(xiàn)象：向3mL0.1mol?L∣FeS04溶液中加入稍過量稀硝酸，溶液變?yōu)樽厣?，放?/p>

一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，已知Fe2++NO-Fe（No）2+（棕色）。

①使用的FeSO4溶液中存在少量鐵屑，其目的是。

②實驗中產(chǎn)生NO的原因為（用離

子方程式表示）。

（3）實驗HI：Fe?+與Fe?+相互轉(zhuǎn)化

實驗步驟及現(xiàn)象：將S02通入足量Fe（No3）3溶液中，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)?/p>

黃色，此時若滴入BaCl2溶液，則會產(chǎn)生白色沉淀。將產(chǎn)生的白色沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥

后稱量其質(zhì)量為6.99g,則整個實驗中產(chǎn)生的氣體（假設(shè)只生成一種氣體，該氣體遇空氣變?yōu)?/p>

紅棕色）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為。

真題演練明確考向

1.（2021.廣東，10）部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是

（）

堿

鹽

單質(zhì)

0+1+2+3化合價

A.a可與e反應(yīng)生成b

B.b既可被氧化，也可被還原

C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體

D.可存在b—Cfd—e—b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系

2.(2019?浙江4月選考，24)聚合硫酸鐵［Fe(OH)SO""能用作凈水劑(絮凝劑),可由綠磯

(FeSe)4?7H2θ)和KClO3在水溶液中反應(yīng)得到。下列說法不正確的是()

A.KClo3作氧化劑，每生成1mol［Fe(OH)SCU］”消耗號molKClO3

B.生成聚合硫酸鐵后，水溶液的PH增大

C.聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體而凈水

D.在相同條件下，F(xiàn)e3+比［Fe(OH)產(chǎn)的水解能力更強(qiáng)

3.(2022?河北，15)以焙燒黃鐵礦FeS2(雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備錢鐵藍(lán)

Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下：

H2SOt

黃

礦

加

洗

錢

一

L滌

鐵

、-

干

J藍(lán)

燥

>②

回答下列問題：

(1)紅渣的主要成分為(填化學(xué)式，下同)，濾渣①的主要成分為。

(2)黃鐵礦研細(xì)的目的是。

(3)還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為0

(4)工序①的名稱為,所得母液循環(huán)使用.

⑸沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價為,氧化工序發(fā)生反

應(yīng)的離子方程式為。

(6)若用還原工序得到的濾液制備Fe2O3XH2O和(NHRSCU,所加試劑為和

(填化學(xué)式，不引入雜質(zhì))。

4.(2019?全國卷I,27)硫酸鐵鍍［NH4Fe(SO4)2?xH2O］是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變

廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵鍍，具體