第02講 鐵及其重要化合物（講義）（教師版） 2025年高考化學一輪復習講練測（新教材新高考）

第02講鐵及其重要化合物目錄01TOC\o"1-3"\h\u考情透視·目標導航 202知識導圖·思維引航 303考點突破·考法探究 4考點一鐵及其重要化合物 4知識點1鐵 4知識點2鐵的重要化合物 6考向1考查鐵及其化合物的性質(zhì)與應用 7考向2考查氫氧化亞鐵的制備 9考向3考查鐵及其化合物的有關計算 11考點二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化及應用 13知識點1亞鐵鹽的性質(zhì)及應用 13知識點2鐵鹽的性質(zhì)及應用 13知識點3Fe2＋和Fe3＋的檢驗 14知識點4“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關系及其應用 15考向1考查Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及其檢驗 16考向2考查“鐵三角”的轉(zhuǎn)化及應用 18考向3實驗探究鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關系 2004 22考點要求考題統(tǒng)計考情分析鐵及其化合物的性質(zhì)及應用2024全國新課標卷9題，6分2023浙江1月卷4題，2分2023全國卷7題，6分2023廣東卷7題，2分2022浙江卷9題，2分2022重慶卷4題，3分2022浙江卷22題，2分2022廣東卷6題，3分2021江蘇卷4題，3分2021河北卷1題，3分分析近三年高考試題,從分值來看，鐵所占的比重最大，除鐵是重要的金屬元素外，還取決于鐵元素與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系，F(xiàn)e、Fe2＋、Fe3＋之間的轉(zhuǎn)化，以及所承載的氧化還原反應等重要知識點?？疾閮?nèi)容主要集中在“鐵三角”，F(xiàn)e與酸的反應，鐵的變價、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性質(zhì)等?？疾閮?nèi)容能在多種題型中出現(xiàn)，選擇、簡答、實驗、推斷、計算都有。預測新的一年高考可能會在選擇題中考查鐵及其化合物的性質(zhì)和應用與轉(zhuǎn)化,在化工流程題或綜合實驗題中考查鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化。Fe2＋、Fe3＋的檢驗2023湖南卷7題，3分2022廣東卷11題，3分2022海南卷6題，2分2021湖南卷3題，3分鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化2024安徽卷4題，3分2023全國卷11題，6分2023浙江卷16題，2分2023江蘇卷11題，3分2023遼寧卷10題，3分2023浙江1月卷16題，2分2021廣東卷10題，2分2020浙江6月卷25題，2分復習目標：1．能列舉、描述、辨識鐵及其化合物重要的物理和化學性質(zhì)及實驗現(xiàn)象。2．能根據(jù)鐵及其化合物的性質(zhì)分析實驗室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題，說明妥善保存、合理使用化學品的常見方法。3．能說明鐵及其化合物的應用對社會發(fā)展的價值、對環(huán)境的影響。

考點一鐵及其重要化合物知識點1鐵1.存在及位置（1）存在：主要以化合態(tài)（隕石除外）的形式存在，在地殼中的含量居第四位，鐵礦石有赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、菱鐵礦（FeCO3）、黃鐵礦（FeS2）等。（2）位置：鐵位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一種應用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素。2.結(jié)構(gòu)（1）核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，價電子排布式：3d64s2。（2）原子結(jié)構(gòu)示意圖：3.鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁鐵吸引。4.鐵的化學性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。（1）與非金屬單質(zhì)的反應①與O2的反應：常溫：鐵在潮濕的空氣中被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為Fe2O3。點燃：3Fe＋2O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))Fe3O4。②與Cl2的反應：2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2FeCl3。③與S的反應：Fe＋SFeS。④與I2的反應：Fe＋I2FeI2（2）與水的反應常溫下鐵與水不反應，在高溫條件下與水蒸氣反應：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。（3）與酸的反應酸化學方程式或現(xiàn)象稀H2SO4Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑稀HNO3Fe不足Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe過量3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O濃HNO3、濃H2SO4常溫下鈍化（4）與某些鹽溶液反應①與CuSO4溶液反應的離子方程式：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。②與FeCl3溶液反應的離子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋?！疽族e提醒】①Fe與Cl2反應無論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。③鐵與一般氧化劑(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應時被氧化為Fe2＋，鐵與強氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4等)反應時被氧化為Fe3＋。④在電化學中鐵作負極時電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋。5.鐵的冶煉（1）原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。（2）設備：高爐。（3）主要反應：①還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO；②鐵的生成：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。知識點2鐵的重要化合物1.鐵的氧化物（1）鐵的氧化物物理性質(zhì)化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的價態(tài)＋2價＋3價＋2價，＋3價（2）鐵的氧化物化學性質(zhì)①FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應的離子方程式為FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O，F(xiàn)e3O4＋8H＋2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②Fe3O4分別與HNO3和HI反應的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。③FeO與HNO3反應時，除考慮與H＋的反應外，還要考慮Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。3FeO＋6H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O；④Fe2O3與HI反應時，除考慮與H＋的反應外，還要考慮Fe3＋被I-還原成Fe2＋Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。⑤高溫時,都能被C、CO、Al等還原劑還原,生成單質(zhì)鐵2.鐵的氫氧化物化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解－2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up9(△),\s\do9())Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿反應：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【易錯提醒】①Fe(OH)2與硝酸反應不是發(fā)生中和反應生成鹽和水，而是發(fā)生氧化還原反應3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。②Fe(OH)3與氫碘酸(HI)反應不是發(fā)生中和反應生成鹽和水，而是發(fā)生氧化還原反應2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。3.鐵的氫氧化物的制法（1）可溶性亞鐵鹽與強堿或氨水反應：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+?！咎貏e提醒】空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：A.將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。B.將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。C.在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。D.在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。E.常見的制備Fe(OH)2的裝置：說明：①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；③中液面加苯阻止了空氣進入；④中陽極為鐵，陰極為石墨，利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀。（2）可溶性鐵鹽與強堿或氨水反應：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+?？枷?考查鐵及其化合物的性質(zhì)與應用例1（2024·江西·二模）下列關于Fe及其化合物反應的離子方程式書寫正確的是A．實驗室配制的亞鐵鹽溶液在空氣中被氧化：B．固體溶于HI溶液：C．用FeCl3飽和溶液制備膠體：D．過量鐵粉與稀硝酸反應：【答案】C【解析】A．與OH-不能大量共存，A項錯誤；B．與HI發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為，B項錯誤；C．將FeCl3飽和溶液滴入沸水中，加熱至液體呈紅褐色即制得膠體，反應的離子方程式為，C項正確；D．過量的鐵粉與稀硝酸反應生成的是，離子方程式為，D項錯誤；故選C。【歸納總結(jié)】基于物質(zhì)類別和元素化合價,認識鐵及其化合物的性質(zhì)（1）從物質(zhì)類別看,鐵是活潑金屬單質(zhì),FeO和Fe2O3是堿性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是堿,都能與酸發(fā)生反應。（2）從Fe元素化合價看,Fe具有還原性,Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素顯+3價,處于最高價態(tài),具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中Fe元素顯+2價,處于中間價態(tài),具有氧化性和還原性。（3）基于物質(zhì)類別和元素價態(tài),設計鐵及其化合物間轉(zhuǎn)化的途徑?！咀兪接柧?】（23-24高三下·江蘇·階段考試）鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應關系的是A．鐵粉具有還原性，可用于食品袋中的抗氧化劑B．具有氧化性，可用于除去水中懸浮雜質(zhì)C．能與鹽酸反應，可用于制作紅色涂料D．難溶于水，可用于除去廢水中、【答案】A【解析】A．鐵粉具有還原性，能與空氣中的氧氣反應，可用于食品袋中的抗氧化劑，延長食品的保質(zhì)期，故A正確；B．氯化鐵具有水解性，在溶液中水解生成的氫氧化鐵膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)聚沉而達到凈水的目的，則氯化鐵用于除去水中懸浮雜質(zhì)與氧化性無關，故B錯誤；C．氧化鐵是紅棕色粉末，常用于制作紅色涂料，則氧化鐵用于制作紅色涂料與氧化鐵能與鹽酸反應無關，故C錯誤；D．硫化亞鐵的溶解度大于硫化銅、硫化汞，常用于除去廢水中的銅離子和汞離子，則硫化亞鐵用于除去廢水中的銅離子和汞離子與硫化亞鐵難溶于水無關，故D錯誤；故選A。【變式訓練2】（2024·北京西城·一模）還原鐵粉與水蒸氣的反應裝置如圖所示。取少量反應后的固體加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反應后的固體加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列說法正確的是A．鐵與水蒸氣反應：B．肥皂液中產(chǎn)生氣泡，不能證明鐵與水蒸氣反應生成C．向溶液a中滴加溶液，出現(xiàn)藍色沉淀，說明鐵粉未完全反應D．向溶液b中滴加溶液，溶液變紅，證實了固體中含有【答案】B【解析】A．Fe與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，化學方程式為：，故A錯誤；B．肥皂液中產(chǎn)生氣泡，只能說明有氣體，還不能說明是氫氣，故B正確；C．若滴加鐵氰化鉀溶液后出現(xiàn)藍色沉淀，說明含有二價鐵離子，不能確定二價鐵離子來自鐵粉還是Fe3O4，故C錯誤；D．若滴加KSCN溶液后變紅色，說明含三價鐵離子，黑色固體有Fe3O4也能產(chǎn)生三價鐵離子，故D錯誤。答案選B。考向2考查氫氧化亞鐵的制備例2（2024·廣東佛山·一模）一種制備的改進裝置如圖所示，下列說法錯誤的是A．配制溶液時需加入硫酸B．實驗時先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和溶液C．裝置N的作用是液封，并判斷裝置M中的空氣是否排盡D．用鐵粉代替粉末，也能排盡空氣【答案】D【分析】實驗時先注入稀硫酸，碳酸鈉和硫酸反應放出二氧化碳，等燒杯內(nèi)紫色石蕊試液變紅，再注入NaOH溶液和溶液生成氫氧化亞鐵?！窘馕觥緼．易水解，為防止水解，配制溶液時需加入硫酸，故A正確；B．實驗時先注入稀硫酸，等二氧化碳排出錐形瓶內(nèi)的空氣后再注入NaOH溶液和溶液生成氫氧化亞鐵，故B正確；C．燒杯內(nèi)紫色石蕊試液變紅，說明錐形瓶內(nèi)空氣完全排出，同時裝置N可以防止空氣進入錐形瓶，故C正確；D．氫氣的密度比空氣小，用鐵粉代替粉末，不能排盡空氣，故D錯誤；選D?！舅季S建?！縁e(OH)2制備的三種思維方法（1）有機層覆蓋法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應，如圖1所示。圖1圖2圖3（2）還原性氣體保護法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀，如圖2所示。（3）電解法用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋一層苯(或煤油)，如圖3所示。【變式訓練1】（23-24高三上·湖南邵陽·階段考試）某化學興趣小組利用藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液，用下圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。下列有關說法不正確的是。A．儀器1中應該盛放稀硫酸B．本實驗通過控制A、B、C三個開關，將儀器中的空氣排盡后，先關閉開關B，再打開開關A就可觀察到氫氧化亞鐵的顏色C．反應一段時間后，可在儀器2中觀察到白色沉淀D．本實驗制備的氫氧化亞鐵可以相對較長時間的保持白色狀態(tài)【答案】C【分析】用如圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液，結(jié)合裝置分析可知：開啟B、C，關閉A，需要在三頸瓶2中加入鐵單質(zhì)，分液漏斗中是稀硫酸，利用反應生成氫氣排凈裝置中的空氣，可以收集C處的氣體檢驗是否是純凈的氫氣，將儀器中的空氣排盡后，然后關閉B，開啟A、C；利用生成的氫氣在裝置2中壓強增大，把硫酸亞鐵溶液壓入裝置3的氫氧化鈉溶液中，反應生成白色氫氧化亞鐵白色沉淀，可觀察到氫氧化亞鐵的顏色為白色沉淀，以此分析解答?！窘馕觥緼．此實驗目的是制備氫氧化亞鐵，先用鐵和稀硫酸反應制備硫酸亞鐵，此反應在裝置2中進行，稀硫酸是溶液，應盛放在分液漏斗中，即應盛放在1中，A正確；B．打開B、C，關閉A，利用裝置2中產(chǎn)生的氫氣，把裝置3中的空氣排盡，使裝置處于還原氛圍，然后關閉B，打開開關A，產(chǎn)生氣體壓強增大，把裝置2產(chǎn)生的FeSO4壓入到裝置3中，產(chǎn)生Fe(OH)2，B正確；C．反應一段時間后，可在儀器3中FeSO4與NaOH溶液反應產(chǎn)生Fe(OH)2，故在裝置3中觀察到白色沉淀，C錯誤；D．本實驗利用反應生成氫氣排凈裝置中的空氣，使裝置處于還原氛圍，故制備的氫氧化亞鐵可以相對較長時間的保持白色狀態(tài)，D正確；故合理選項是C?！咀兪接柧?】（23-24高三上·甘肅·階段考試）關于氫氧化亞鐵的制備下列說法不正確的是A．裝置①先加入稀硫酸，后加入氫氧化鈉溶液B．裝置②先打開止水夾a，待氫氣充滿試管B后再關閉止水夾C．裝置③中的陽極反應為：2Cl--2e-=Cl2↑D．裝置④中的苯是為了隔絕氧氣【答案】C【解析】A、裝置①先加入稀硫酸，發(fā)生Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，后加入氫氧化鈉溶液，F(xiàn)eSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4,故A正確；B、裝置②先打開止水夾a，產(chǎn)生的H2將空氣排出，待氫氣充滿試管B后再關閉止水夾，產(chǎn)生的H2將反應混合液壓入NaOH溶液中，F(xiàn)eSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4,故B正確；C、裝置③中的陽極反應為：Fe-2e-=Fe2＋，故C錯誤；D、苯的密度小，浮在水溶液之上，裝置④中的苯能將溶液與氧氣隔絕，故D正確；故選C?？枷?考查鐵及其化合物的有關計算例3（23-24高三下·遼寧·月考）鐵與不同濃度硝酸反應時各種還原產(chǎn)物的相對含量與硝酸溶液濃度的關系如圖所示(反應后鐵在化合物中的化合價為+3)，下列說法錯誤的是A．硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物氮的價態(tài)越低的成分越多B．硝酸與鐵反應往往同時生成多種還原產(chǎn)物C．硝酸溶液與一定量的鐵粉完全反應，得到標況下的體2.24L，則參加反應的硝酸的物質(zhì)的量為D．硝酸濃度為時，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為【答案】C【解析】A．由圖可知，硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物銨根離子含量越大，故氮的價態(tài)越低的成分越多，故A正確；B．由圖可知，硝酸與鐵反應往往同時生成銨根離子、一氧化氮、二氧化氮、氮氣、一氧化二氮中的多種還原產(chǎn)物，故B正確；C．標況下的體2.24L，則生成氣體0.1mol，但是不確定氣體中具體物質(zhì)種類，故不能計算參加反應的硝酸的物質(zhì)的量，故C錯誤；D．硝酸濃度為時，反應生成三價鐵、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物質(zhì)的量比為10:6:2，假設NO、NO2、N2O的物質(zhì)的量分別為10mol、6mol、2mol，根據(jù)氮守恒可知，反應氧化劑硝酸為20mol，根據(jù)電子守恒可知，反應還原劑鐵為（10×3+6×1+2×2×4）mol÷3=，故氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為，故D正確；故選C?！舅季S建?！繑?shù)軸法分析鐵與稀HNO3反應的產(chǎn)物：【變式訓練1】向鐵銅合金中加入硝酸溶液恰好完全反應，得到NO2、N2O4、NO混合氣體，向反應后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若將得到的NO2、N2O4、NO混合氣體，與2.24L(標準狀況下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。則反應中消耗的NaOH溶液的體積是A．150mLB．180mLC．200mLD．250mL【答案】C【解析】整個過程來看，金屬失電子，氧氣得電子，金屬失電子物質(zhì)的量=氧氣得電子物質(zhì)的量，2.24L氧氣的物質(zhì)的量為0.1mol，得電子物質(zhì)的量為0.1mol×2×2=0.4mol，故金屬失電子物質(zhì)的量=0.4mol，沉淀時消耗NaOH物質(zhì)的量為0.4mol，則V(NaOH)＝0.4mol÷2mol/L＝0.2L＝200mL；答案選C?！咀兪接柧?】在鐵粉和銅粉的均勻混合物中加入某濃度的硝酸，充分反應，硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。當加入硝酸10mL時，剩余金屬1.8g，生成氣體0.224L；再增加硝酸10mL時，剩余金屬0.96g，又有0.224L氣體生成；繼續(xù)增加硝酸10mL時，金屬全部溶解，又有0.224L氣體生成(以上體積均折算為標準狀況下)。下列說法不正確的是A．所加入硝酸的濃度是4mol/LB．加入硝酸10mL時，剩余金屬為鐵和銅C．共加入硝酸20mL時，剩余金屬只有銅D．如果在金屬混合物中共加入硝酸40mL時，生成的NO仍是0.672L(標準狀況下)【答案】D【分析】鐵比銅活潑，所以一定是鐵與硝酸先反應，鐵與硝酸不能生成氫氣，因為硝酸具有強氧化性，題目中給出生成一氧化氮。鐵變?yōu)?2還是+3價？由于銅后反應，所以只要有金屬剩余，其中就一定有銅，而銅與+3價鐵離子反應：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，由此看出，只要有金屬剩余，鐵只能被氧化到+2價，不可能被氧化到+3價?！窘馕觥坑?Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的計量數(shù)關系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金屬恰好溶解，由氣體的量可以算出0.96克正是銅，得出AC兩項正確。第二個10毫升金屬減少1.8-0.96=0.84克，與1.96不相等，說明為鐵銅混合物。B正確。再加入第四個10毫升，硝酸與亞鐵離子反應，繼續(xù)生成一氧化氮。D錯誤?？键c二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化及應用知識點1亞鐵鹽的性質(zhì)及應用1.Fe2＋的氧化性和還原性①含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq\o\al(－,3)(H＋)等均表現(xiàn)為還原性。②Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反應的離子方程式：MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。2.可水解Fe(OH)2是弱堿，含F(xiàn)e2＋的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量鐵屑防止Fe2＋被氧化。知識點2鐵鹽的性質(zhì)及應用1.氧化性含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋處于鐵的高價態(tài)，遇Fe、Cu、HI、H2S、SOeq\o\al(2－,3)等均表現(xiàn)為氧化性。①Fe3＋與S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)等具有較強還原性的離子不能大量共存。②Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。2.易水解Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中。①利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實驗室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。②利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子。③利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實驗室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度。④Fe3＋與HCOeq\o\al(－,3)、[Al(OH)4]－、COeq\o\al(2－,3)、ClO－等水解呈堿性的離子不能大量共存。3.特性含有Fe3＋的鹽溶液遇到KSCN時變成血紅色，含有Fe3＋的鹽溶液遇到酚類物質(zhì)時變成紫色。知識點3Fe2＋和Fe3＋的檢驗1.Fe2＋的檢驗方法1eq\a\vs4\al(樣品溶液)eq\o(―――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無現(xiàn)象eq\o(―――――――→,\s\up11(滴加氯水),\s\do4(或雙氧水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋方法2eq\a\vs4\al(樣品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2＋方法3eq\a\vs4\al(樣品溶液)eq\o(―――――――――→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成藍色沉淀，證明含有Fe2＋2.Fe3＋的檢驗方法1eq\a\vs4\al(樣品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋方法2eq\a\vs4\al(樣品溶液)eq\o(―――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明含有Fe3＋方法3eq\a\vs4\al(樣品溶液)eq\o(―――――――――→,\s\up7(加入K4[Fe(CN)6]溶液))生成藍色沉淀，證明含有Fe3＋3.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗①Fe3＋的檢驗a.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變血紅色，說明含有Fe3＋b.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(淀粉/KI試紙))試紙變藍色，說明含有Fe3＋②Fe2＋的檢驗a.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up11(滴加酸性),\s\do4(KMnO4溶液))KMnO4溶液褪色，說明含有Fe2＋b.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，說明含有Fe2＋c.eq\x(混合溶液)eq\o(――→,\s\up7(滴加K3[Fe(CN)6]溶液))生成藍色沉淀，說明含有Fe2＋【易錯提醒】檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項（1）檢驗Fe2＋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－)，檢驗Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。（2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。知識點4“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關系及其應用1.“鐵三角”的轉(zhuǎn)化用離子方程式表現(xiàn)轉(zhuǎn)化①2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋②2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)③3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋2H2O＋NO↑④5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O2.應用（1）判斷離子共存①Fe2＋與NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)發(fā)生氧化還原反應，不能大量共存；②Fe3＋與S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)發(fā)生氧化還原反應，不能大量共存；③Fe2＋、Fe3＋與HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)等水解相互促進生成沉淀，不能大量共存。（2）除雜溶液雜質(zhì)除雜方法FeCl2FeCl3加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2CuCl2加過量鐵粉后過濾（3）鹽溶液的配制與保存（4）物質(zhì)的制備（5）鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關系——鐵的價類二維圖說明：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(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉(zhuǎn)化為鹽；②Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應生成對應的堿；③難溶性的堿易分解生成對應的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應生成對應的堿。2)縱向變化體現(xiàn)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)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)的氧化性和還原性?？枷?考查Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及其檢驗例1（2024·浙江溫州·一模）(赤血鹽)、(黃血鹽)是常用于、的實驗室檢驗試劑。一定條件下，可發(fā)生如下兩個反應：①，固態(tài)混合，釋放；②，溶液混合，消耗。下列有關說法不正確的是A．檢驗：(藍色)B．含有離子鍵、極性鍵、配位鍵C．氧化性強于D．兩個反應方向不一致，原因可能是溶液中與的配位能力強于【答案】C【解析】A．檢驗：(藍色)，故A正確；B．配合物含有離子鍵、極性鍵、配位鍵，故B正確；C．根據(jù)反應可知，氧化性強于，故C錯誤；D．兩個反應方向不一致，原因可能是溶液中與的配位能力強于，故D正確；答案選C。【易錯警示】檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項：（1）檢驗Fe2＋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(新制氯水可能氧化SCN－)。（2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)?！咀兪接柧?】（2024·遼寧沈陽·三模）和在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應用。下列離子方程式正確且符合題意的是A．硫酸鐵溶液用于腐蝕銅質(zhì)電路板；B．將溶液與氨水混合溶液反應，生成沉淀：C．在硫酸鐵溶液中滴加溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀：D．在NaClO溶液中滴加少量溶液：【答案】B【解析】A．硫酸鐵溶液能和銅單質(zhì)反應生成硫酸亞鐵和硫酸銅，可用于制作印刷電路板：，A錯誤；B．溶液與氨水混合溶液反應，生成沉淀和銨根離子，離子方程式正確，B正確；C．硫酸鐵溶液中滴加溶液，氫氧化鋇完全反應產(chǎn)生紅褐色氫氧化鐵沉淀、硫酸鋇白色沉淀：，C錯誤；D．次氯酸根具有氧化性，在NaClO溶液中滴加少量溶液，亞鐵離子被氧化為鐵離子生成氫氧化鐵沉淀：，D錯誤；故選B?！咀兪接柧?】（2024·浙江·二模）綠礬具有廣泛的用途，下列說法正確的是A．醫(yī)療上常用于治療缺鐵性貧血 B．工業(yè)常用作污水的處理劑，只是利用其還原性C．高溫分解只產(chǎn)生和 D．可用溶液檢驗其是否變質(zhì)【答案】A【解析】A．綠礬是硫酸亞鐵晶體，醫(yī)療上常用于治療缺鐵性貧血，A正確；B．Fe2+具有還原性，因此工業(yè)常用綠礬作污水的處理劑，利用其還原性。同時Fe2+水解生成Fe(OH)2，水解生成的Fe(OH)2易被氧化為Fe(OH)3，得到的Fe(OH)3膠體有較好的吸附作用，所以綠礬液常用作混凝劑，B錯誤；C．綠礬高溫分解產(chǎn)生Fe2O3、SO2、SO3和H2O，C錯誤；D．綠礬中能與K3[Fe(CN)6]溶液反應生成藍色沉淀，不能檢驗其是否變質(zhì)，D錯誤；故選A?？枷?考查“鐵三角”的轉(zhuǎn)化及應用例2（2024·遼寧·三模）黃鐵礦(主要成分)在空氣中會被緩慢氧化，過程如圖所示。下列說法正確的是A．發(fā)生反應a時，每被還原，轉(zhuǎn)移B．25℃時，則該溫度下d的逆反應平衡常數(shù)C．c發(fā)生反應的離子方程式為：D．黃鐵礦是工業(yè)制備硫酸的必選原料【答案】B【解析】A．據(jù)圖可知，反應a中FeS2被氧化生成Fe2+和，F(xiàn)e元素化合價不變，S元素化合價由反應前FeS2中的-1價升高到反應后中的+6價，化合價升高失去電子被氧化，所以每被氧化，轉(zhuǎn)移，A錯誤；B．25℃時，即，則該溫度下d的逆反應方程式為，該反應的平衡常數(shù)，所以，B正確；C．離子方程式不符合電荷守恒，c發(fā)生反應的正確離子方程式為：，C錯誤；D．工業(yè)制備硫酸的原料可以是硫單質(zhì)也可以是黃鐵礦，D錯誤；故選B?！绢}后歸納】價類二維圖在鐵及其化合物轉(zhuǎn)化中的應用（1）橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同類別(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化；（2）縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同類別物質(zhì)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)不同價態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化物和還原性?！咀兪接柧?】（2024·海南·三模）部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列描述合理的是A．c可由a在空氣中燃燒得到 B．b溶于水可以得到eC．d粒子在納米級別時可以產(chǎn)生丁達爾效應 D．f與g的相互轉(zhuǎn)化均可通過化合反應來實現(xiàn)【答案】D【分析】根據(jù)化合價和物質(zhì)類別分析，A為Fe，b為FeO，C為Fe2O3，e為Fe(OH)2、d為Fe(OH)3、f為亞鐵鹽、g為鐵鹽、h為鹽。【解析】A．Fe在空氣中不能燃燒，在氧氣中燃燒生成Fe3O4，故A錯誤；B．FeO難溶于水，故B錯誤；C．Fe(OH)3在納米級別時，分散中水中形成膠體，才可以產(chǎn)生丁達爾效應，故C錯誤；D．亞鐵鹽與鐵鹽的相互轉(zhuǎn)化均可通過化合反應來實現(xiàn)，反應的化學方程式，如、，故D正確；故選D?！咀兪接柧?】（2024·江蘇·一模）鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應用。下列說法正確的是A．工業(yè)制硫酸涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：B．實驗室制溴苯涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：，C．利用高溫水蒸氣處理鐵器的化學方程式：D．利用鐵粉從AgCl中獲取Ag的離子方程式：【答案】C【解析】A．高溫下與氧氣反應生成，不能一步生成，轉(zhuǎn)化錯誤，故A錯誤；B．，故B錯誤；C．高溫水蒸氣與鐵反應的化學方程式為：，故C正確；D．利用鐵粉從AgCl中獲取Ag的離子方程式為：，故D錯誤；故選C?？枷?實驗探究鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關系例3（23-24高三上·青海海南·期末）已知：；熔點為16.8℃、沸點為44.8℃。用如圖所示裝置設計實驗檢驗分解產(chǎn)物，下列說法正確的是A．實驗前應先檢查裝置的氣密性 B．裝置連接順序是甲→丁→丙→乙C．分解所得紅棕色固體溶于KSCN溶液 D．丁中溴水褪色表明有漂白性【答案】A【分析】裝置甲中硫酸亞鐵受熱分解裝置，裝置丙為三氧化硫的冷卻收集裝置，用于驗證三氧化硫的生成，裝置丁中盛有的溴水用于驗證二氧化硫的生成，裝置乙中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空氣，則裝置的連接順序為甲→丙→丁→乙?！窘馕觥緼．該實驗有氣體的生成和氣體性質(zhì)的驗證，所以實驗前應先檢查裝置的氣密性，防止氣體逸出導致實驗失敗，故A正確；B．由分析可知，實驗裝置的連接順序為甲→丙→丁→乙，故B錯誤；C．硫酸亞鐵分解所得紅棕色的氧化鐵不能與硫氰化鉀溶液反應，故C錯誤；D．裝置丁中溴水褪色表明二氧化硫有還原性，故D錯誤；故選A?！咀兪接柧?】（2024·江西鷹潭·二模）某學習小組探究FeCl3與Na2SO3之間的反應，設計了以下實驗。下列說法錯誤的是A．Ⅱ中溶液顏色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大B．Ⅲ中有深藍色沉淀生成，無法證明FeCl3與Na2SO3發(fā)生了氧化還原反應C．從Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改為0.05mol/L稀硫酸D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，證明FeCl3能氧化Na2SO3【答案】C【解析】A．Na2SO3溶液呈堿性，能促使Fe3+水解程度增大，A正確；B．[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應生成[Fe(CN)6]4-，與Fe3+反應同樣可生成藍色沉淀，無法證明是Fe3+被Na2SO3還原生成了Fe2+導致藍色沉淀生成，B正確；C．若加入H2SO4，則會干擾下一步的檢驗，C錯誤；D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成,證明Na2SO3中的被Fe3+氧化生成，D正確；故選C?！咀兪接柧?】（2024·湖南·模擬預測）現(xiàn)有下列實驗探究摩爾鹽的化學性質(zhì)。裝置實驗試劑a現(xiàn)象①紫色石蕊溶液溶液變紅色②過量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀③酸性KMnO4溶液KMnO4溶液褪色④溶液產(chǎn)生藍色沉淀下列解釋相應實驗現(xiàn)象的離子方程式錯誤的是A．①中溶液變紅：；B．②中產(chǎn)生白色沉淀：C．③中溶液褪色：D．④中產(chǎn)生藍色沉淀：【答案】B【解析】A．銨根離子、亞鐵離子水解使得溶液顯酸性，酸性溶液使紫色石蕊試液變紅色，A正確；B．少量摩爾鹽與過量的NaOH溶液反應的離子方程式為，B錯誤；C．+2價的鐵被氧化為+3價，被還原為，反應的離子方程式為，C正確；D．用來鑒別生成藍色沉淀，反應的離子方程式為，D正確；故答案選B。1．（2024·全國新課標卷）實驗室中利用下圖裝置驗證鐵與水蒸氣反應。下列說法錯誤的是A．反應為B．酒精燈移至濕棉花下方實驗效果更好C．用木柴點燃肥皂泡檢驗生成的氫氣D．使用硬質(zhì)玻璃試管盛裝還原鐵粉【答案】B【解析】A．鐵和水蒸氣在高溫下發(fā)生反應生成和，該反應的化學方程式為，A正確；B．酒精燈放在鐵粉下方加熱可以產(chǎn)生高溫，且不影響水的蒸發(fā)，若移至濕棉花下方則難以產(chǎn)生高溫，則實驗效果不好，B錯誤；C．用木柴點燃肥皂泡，若產(chǎn)生尖銳的爆鳴聲，則可檢驗生成的氣體為氫氣，C正確；D．由于該實驗中的反應要在高溫下發(fā)生，因此要使用硬質(zhì)玻璃試管盛裝還原鐵粉，D正確；故選B。2．（2023·江蘇卷）室溫下，探究溶液的性質(zhì)，下列實驗方案能達到探究目的的是選項探究目的實驗方案A溶液中是否含有向溶液中滴加幾滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察溶液顏色變化B是否有還原性向溶液中滴加幾滴酸性溶液，觀察溶液顏色變化C是否水解向溶液中滴加2~3滴酚酞試液，觀察溶液顏色變化D能否催化分解向溶液中滴加幾滴溶液，觀察氣泡產(chǎn)生情況【答案】B【解析】A．檢驗溶液中是否含有應直接向待測液中滴加KSCN溶液，向待測液中滴加氯水會將氧化為干擾實驗，A錯誤；B．向溶液中滴加幾滴酸性溶液，若觀察溶液紫色褪去，說明有還原性，B正確；C．發(fā)生水解反應使溶液顯酸性，應向溶液中滴加2~3滴石蕊試液，觀察溶液顏色變化，C錯誤；D．向溶液中滴加幾滴溶液，若產(chǎn)生氣泡有可能是的催化作用，D錯誤。故選B。3．（2023·遼寧卷）某工廠采用如下工藝制備，已知焙燒后元素以價形式存在，下列說法錯誤的是A．“焙燒”中產(chǎn)生 B．濾渣的主要成分為C．濾液①中元素的主要存在形式為 D．淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用【答案】B【分析】焙燒過程中鐵轉(zhuǎn)化為三氧化鐵、鉻元素被氧化轉(zhuǎn)化為對應鈉鹽，水浸中氧化鐵不溶轉(zhuǎn)化為濾渣，濾液中存在鉻酸鈉，與淀粉的水解產(chǎn)物葡萄糖發(fā)生氧化還原得到氫氧化鉻沉淀?！窘馕觥緼．鐵、鉻氧化物與碳酸鈉和氧氣反應時生成氧化鐵、鉻酸鈉和二氧化碳，A正確；B．焙燒過程鐵元素被氧化，濾渣的主要成分為氧化鐵，B錯誤；C．濾液①中元素的化合價是+6價，鐵酸鈉遇水水解生成氫氧化鐵沉淀溶液顯堿性，所以Cr元素主要存在形式為，C正確；D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用，D正確；故選B。4．（2023·全國卷）一些化學試劑久置后易發(fā)生化學變化。下列化學方程式可正確解釋相應變化的是A硫酸亞鐵溶液出現(xiàn)棕黃色沉淀B硫化鈉溶液出現(xiàn)渾濁顏色變深C溴水顏色逐漸褪去D膽礬表面出現(xiàn)白色粉末【答案】D【解析】A．溶液呈棕黃色是因為有Fe3+，有渾濁是產(chǎn)生了Fe(OH)3，因為硫酸亞鐵久置后易被氧氣氧化，化學方程式為：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A錯誤；B．硫化鈉在空氣中易被氧氣氧化為淡黃色固體硫單質(zhì)，使顏色加深，化學方程式為：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B錯誤；C．溴水的主要成分是溴和水，它們會反應，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久會變質(zhì)。但不是生成高溴酸，所以選項中的化學方程式錯誤，C錯誤；D．膽礬為CuSO4·5H2O，顏色為藍色，如果表面失去結(jié)晶水，則變?yōu)榘咨腃uSO4，化學方程式為：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正確，D正確；故選D。5．（2023·浙江卷）物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，下列兩者對應關系不正確的是A．能使某些色素褪色，可用作漂白劑 B．金屬鈉導熱性好，可用作傳熱介質(zhì)C．溶液呈堿性，可用作消毒劑 D．呈