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2024届高考化学一轮复习教案 13 第三章 第12讲 铁及其化合物的转化关系
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这是一份2024届高考化学一轮复习教案 13 第三章 第12讲 铁及其化合物的转化关系，共22页。
考点一 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验
1．Fe2＋的性质
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性又有还原性。
(1)Fe2＋的还原性：
Fe2＋ eq \(――――――――――――――→,\s\up7(O2、Cl2、Br2、HNO3),\s\d5(KMnO4（H＋）、H2O2、HClO等)) Fe3＋
Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
2．Fe3＋的性质
含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
Fe3＋ eq \(――――――――――――――――――――→,\s\up7(Fe、Cu、S2－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、I－),\s\d5(SO2、H2S、HI等)) Fe2＋
写出下列转化的离子方程式：
学生用书第52页
(1)Fe3＋ eq \(――→,\s\up7(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )) Fe2＋：2Fe3＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===2Fe2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋；
(2)Fe3＋ eq \(――→,\s\up7(I－)) Fe2＋：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
3．常见含铁元素的盐及其应用
4.Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
eq \a\vs4\al(溶液) eq \f(加KSCN溶液,) 无明显现象 eq \a\vs4\al(\(――→,\s\up7(加氯水),\s\d5( ))) eq \a\vs4\al(\(\s\up7(溶液变),\s\d5(红色))) Fe2＋溶液变红色Fe3＋
(2)用NaOH溶液
eq \a\vs4\al(溶液) eq \f(加NaOH溶液,) 白色沉淀 eq \a\vs4\al(灰绿色) 红褐色Fe2＋红褐色沉淀Fe3＋
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液
eq \x(混合溶液) eq \(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液)) 溶液变红色，说明含有Fe3＋
eq \x(混合溶液) eq \(――→,\s\up7(滴加酸性),\s\d5(KMnO4)) KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液 eq \(――→,\s\up7(K3[Fe（CN）6]溶液)) 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为：
K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。
[正误辨析]
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性( )
(2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应( )
(3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ( )
(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3↓( )
(5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2( )
答案： (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
一、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋氧化性比较
1．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。
(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________。
(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在________。
(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________，一定不存在________。
答案： (1)Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋
(2)Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋
(3)Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋
二、Fe2＋、Fe3＋的检验
2．为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)如何证明绿矾已经被氧化？
(2)如何证明绿矾已经被完全氧化？
(3)在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？写出相关离子方程式。
答案： (1)取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。
(2)取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧化。
(3)加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
三、Fe3＋、Fe2＋性质综合应用
3．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．pH＝0的溶液中：Fe2＋、K＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
C．0.1 ml·L－1FeCl3溶液中：K＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、I－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
D．1.0 ml·L－1KNO3溶液中：H＋、Fe3＋、Cl－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
D [A中Fe3＋与SCN－形成络合物，B中酸性条件下NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 氧化Fe2＋，C中Fe3＋与I－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 均不共存。]
学生用书第53页
4.为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：
探究活动一：取5 mL 0.1 ml·L－1的KI溶液于试管，滴加0.1 ml·L－1的FeCl3溶液5～6滴，振荡；
探究活动二：在上述试管中加入2 mL CCl4，充分振荡、静置；
探究活动三：取上述静置分层后的上层水溶液于试管，滴加0.1 ml·L－1的KSCN溶液5～6滴，振荡。
(1)写出探究活动一中反应的离子方程式___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)探究活动二的实验现象为________。
a．溶液分层，上层呈紫色
b．溶液分层，下层呈紫色
c．溶液分层，均为无色
(3)在探究活动三中，可以证明该化学反应有一定的限度的实验现象是。
解析： (2)碘溶于水呈棕黄色，CCl4能萃取水中的碘，液体呈紫色，由于CCl4的密度比水大而且难溶于水，所以碘的四氯化碳溶液在下层，则实验现象为溶液分层，下层呈紫色，b正确。
(3)取上述静置分层后的上层水溶液于试管中，滴加0.1 ml·L－1的KSCN溶液5～6滴，Fe3＋可与KSCN反应显红色，若溶液变红色，说明溶液中有铁离子存在，则说明铁离子没有完全反应，即该化学反应有一定的限度。
答案：(1)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2(2)b (3)溶液变红色
5．已知：沉淀的pH如下表：
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。
(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如________)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＋。
(3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案： (1)MgO MgCO3 Mg(OH)2 (2)H2O2
(3)先通入适量Cl2，再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3其中之一]，充分反应后过滤
eq \a\vs4\al(练后反思)
检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
1．Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
2．检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
考点二 “价类二维图”理解铁及其化合物的转化
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
1．横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化：
①碱性氧化物(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，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2．纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3．斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
学生用书第54页
回答下列问题
1．完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋转化条件。
(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)FeCl3可溶解铁片：
________________________________________________________________________。
(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：
________________________________________________________________________。
(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：
________________________________________________________________________。
答案： (1)H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋
(2)2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(4)5Fe2＋＋MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(5)3Fe2＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2．甲、乙两种单质与A、B、C、D、E、F六种化合物之间可以按下面框图所示进行反应，已知：C为红褐色沉淀，E为白色沉淀，F焰色试验为黄色。
(1)写出甲、乙、B、E的化学式：
甲：________；乙：________；B：________；E：______。
(2)写出①②③④反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案： (1)Fe Cl2 FeCl3 Fe(OH)2
(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
eq \a\vs4\al(归纳总结)
1．Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。
2．Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。
1．(2022·衡水中学二模)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是( )
A．M一定为FeO
B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化
C．若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
D．Fe3＋ 与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
A [A.M所带的电荷为0，铁元素化合价为＋2价，则可能为FeCl2、FeS等物质，不一定为FeO，故A错误；B.若R为单质，所带电荷为0，则为铁单质，常温下铁在浓硫酸中钝化，故B正确；C.Q带2个单位正电荷，且Fe为＋2价，若Q为金属阳离子，即为亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]溶液可产生蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋的存在，故C正确；D.根据图像可知，Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，故D正确。]
2．从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价—物质类别二维图。
回答下列问题：
(1)工业上冶炼Fe常用的方法是______(填字母)。
a．电解法 b．还原法
c．热分解法 d．物理方法
(2)若图1中的F为硫酸盐，请写出由D生成F的离子方程式： ___________________。
(3)图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
学生用书第55页
(4)图1中的F与C在水溶液中转化的离子反应有：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，为了探究该反应存在一定的限度，某化学兴趣小组取10 mL 0.5 ml·L－1的KI溶液于试管中，再加入10 mL 0.2 ml·L－1的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的，还需要再向试管中加入下列试剂中的________(填字母)。
A．淀粉溶液 B．KSCN溶液
C．CCl4 D．酸性高锰酸钾溶液
(5)用Fe可以去除水体中的NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (原理如图2)。若有1 ml NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 转化为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，则参加反应的Fe失去的电子的物质的量为________ml。
解析： (1)工业上常用碳还原铁矿石冶炼Fe，为还原法。(2)根据图1，D到F过程中铁的化合价未变，F为硫酸盐，则D为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。(4)根据题中数据，可知KI过量，若反应为可逆反应，则溶液中存在Fe3＋，可用KSCN溶液检验。(5)NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 转化为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，N的化合价由＋5变为－3，1 ml NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 得到8 ml电子，根据得失电子守恒，则参加反应的Fe失去8 ml电子。
答案： (1)b (2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)B (5)8
真题演练 明确考向
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)(2022·全国甲卷7B)检验铁锈中是否含有二价铁，可以将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，若紫色褪去，则铁锈中含有二价铁( )
(2)(2022·浙江卷9C)浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸( )
(3)(2022·广东卷6C)工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应( )
(4)(2022·广东卷12D)FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体，所以FeCl3可用作净水剂( )
(5)(2022·海南卷6B)向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液变血红色( )
(6)(2022·江苏卷6B)探究Fe2＋具有还原性，可以向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化( )
答案： (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
2．(2022·湖南卷)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 ml·L－1)。
依据上述实验现象，结论不合理的是( )
A．实验①说明加热促进Fe3＋水解反应
B．实验②说明Fe3＋既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明Fe3＋发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．整个实验说明SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响
D [A.铁离子的水解反应为吸热反应，加热煮沸可促进水解平衡正向移动，使水解程度加深，生成较多的氢氧化铁，从而使溶液显红褐色，故A正确；B.在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，根据现象和分析可知，Fe3＋既发生了水解反应，生成红褐色的氢氧化铁，又被亚硫酸根离子还原，得到亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，出现特征蓝色沉淀，故B正确；C.实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，根据现象和分析可知，仍发生铁离子的水解反应，但未来得及发生铁离子的还原反应，即水解反应比氧化还原反应速率快，故C正确；D.结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D错误。]
3．(2022·河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为______________(填化学式)，滤渣①的主要成分为______________(填化学式)。
学生用书第56页
(2)黄铁矿研细的目的是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______________________。
(4)工序①的名称为________，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为________，氧化工序发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为________和________(填化学式，不引入杂质)。
解析：已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2＋11O2 eq \(=====,\s\up7(煅烧)) 2Fe2O3＋8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充分酸浸，反应原理为：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由(3)小问可知不生成S单质，则硫元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反应原理为：14Fe3＋＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，得到FeSO4晶体和母液，母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为：Fe2＋＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋[Fe(CN)6]4－===Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋===6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。(3)由分析可知，还原工序中，不产生S单质，则硫元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反应原理为：14Fe3＋＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15FeSO4＋8H2SO4；
(5)沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为＋2价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋===6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；(6)由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2＋完全氧化为Fe3＋，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O。
答案： (1)Fe2O3 SiO2 (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15FeSO4＋8H2SO4 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)＋2 6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋===6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
(6)H2O2 NH3·H2O
课时精练(十二) 铁及其化合物的转化关系 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P347))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．下列铁及其化合物性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂
B．Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
D．FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
A [A.Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂，A正确；B.Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制染料，B错误；C.Fe3＋水解，生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C错误；D.FeCl3溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误。]
2．将a ml铁片(打磨后)投入含1 ml FeCl3、1 ml CuCl2的溶液中，下列说法错误的是( )
A．铁片完全溶解时，有2a ml电子发生转移
B．只有当a>0.5时，才有可能析出铜单质
C．整个反应过程只发生了置换反应
D．铁片溶解过程中有气体产生
C [FeCl3、CuCl2均能与铁反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。A.铁失去电子转变为亚铁离子，故a ml铁片参加反应完全溶解时，有2a ml电子发生转移，A正确；B.铁离子氧化性大于铜离子，Fe＋2FeCl3===3FeCl2先发生，消耗0.5a ml铁后，发生Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，则只有当a>0.5时，才有可能析出铜单质，B正确；C.整个反应过程Fe＋2FeCl3===3FeCl2是化合反应，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2是置换反应，C不正确；D.FeCl3、CuCl2均能水解产生氢离子，铁片溶解过程中铁可与氢离子反应，故有气体产生，D正确。]
3．由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。高炉炼铁的反应为 Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－23.5 kJ·ml－1。下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．FeCl3溶液呈酸性，可用于制作印刷电路板
B．K2FeO4具有强氧化性，可用于水的消毒
C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸
D．Fe2O3能与铝粉发生置换反应放出大量热，可用于焊接钢轨
A [A.FeCl3具有强氧化性，会与印刷电路板中Cu反应产生FeCl2、CuCl2，因此可用于制作印刷电路板，这与溶液呈酸性无关，A错误；B.K2FeO4具有强氧化性，能够使细菌、病毒的蛋白质氧化变性而失去生理活性，而其本身对人体健康无害，因此可用于水的消毒，B正确；C.浓硝酸具有强氧化性，在常温下，铁遇浓硝酸时会被浓硝酸氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化，因此可用铁制容器贮运浓硝酸，C正确；D.Fe2O3能与铝粉在高温下发生置换反应放出大量热，能够使产生的Fe熔化变为液态，因此可用于焊接钢轨，D正确。]
4．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．⑤的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．④的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B [F为红褐色固体，可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，黑色晶体B与HCl能够生成C、D，C、D之间能够相互转化，同时A能够直接生成C、D，因此B为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应会生成FeCl3、FeCl2，E与O2能够反应，说明E为还原性物质，同时说明C为还原性物质，因此C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2，据此解答。A.由上述分析可知，A为Fe，B为Fe3O4，故A错误，B.C→D是FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，溶液颜色由浅绿色→棕黄色，故B正确；C.⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现，该反应离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C错误；D.④反应是FeCl2转化为FeCl3，可通过通入Cl2实现，反应离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故D错误。]
5．古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下(黄色溶液俗称黄血盐)，基于普鲁士蓝合成原理可以检测食品中是否含有CN－，方法是：在食品待测液中加入硫酸酸化，再用FeSO4碱性试纸检测，若试纸变蓝，说明食品中含有CN－。以下说法不正确的是( )
A．黄色溶液中铁元素的价态为＋2价
B．黄血盐溶液可以检测Fe3＋
C．反应Ⅱ的离子方程式是3[Fe(CN)6]4－＋4Fe3＋===Fe4[Fe(CN)6]3↓
D．试纸变蓝的原因是FeSO4碱性试纸中的Fe2＋与CN－反应生成蓝色沉淀
D [A项，黄色溶液[Fe(CN)6]4－中CN为－1价，则铁元素的价态为＋2价，A项正确；B项，由Ⅱ可知，黄血盐溶液与Fe3＋反应，生成蓝色沉淀，因此黄血盐溶液可以用于检验Fe3＋，B项正确；C项，由流程图可知，反应Ⅱ的离子方程式是3[Fe(CN)6]4－＋4Fe3＋===Fe4[Fe(CN)6]3↓，C项正确；D项，普鲁士蓝检测食品中是否含有CN－，碱性条件，Fe2＋与CN－反应生成[Fe(CN)6]4－，Fe2＋被空气中的氧气氧化成Fe3＋，[Fe(CN)6]4－与Fe3＋反应生成普鲁士蓝使试纸变蓝，D项错误。]
6．如图为铁及其化合物的“价－类”二维图，下列有关说法中错误的是( )
A．①可用作食品袋内的脱氧剂，②可用作油漆、油墨的红色颜料
B．①与Cl2反应生成FeCl3，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2
C．可存在③→②、③→FeCl3的转化关系
D．可存在①→FeO→Fe(OH)2→FeCl2→①的循环转化关系
D [图中①是Fe，具有还原性，可作食品袋内的脱氧剂；②是Fe2O3，是红棕色粉末，可用作油漆、油墨的红色颜料，A正确。Fe与Cl2反应生成FeCl3，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2和H2O，B正确。③是Fe(OH)3，受热分解生成Fe2O3；Fe(OH)3与稀盐酸反应生成FeCl3和H2O，C正确。Fe与O2生成Fe3O4，不能得到FeO；FeO不能直接生成Fe(OH)2，D错误。]
7．由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：
烧渣 eq \(――→,\s\up7(酸溶),\s\d5(①)) eq \(――→,\s\up7(FeS2),\s\d5(②)) 溶液 eq \(――→,\s\up7( ),\s\d5(③)) 绿矾 eq \(――→,\s\up7(氨气/空气),\s\d5(④)) 铁黄
已知：FeS2和铁黄均难溶于水，下列说法不正确的是( )
A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B．步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋
C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
C [A.因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则步骤①最好用硫酸来溶解烧渣，A说法正确；B.步骤②发生的反应为FeS2与溶液中的Fe2(SO4)3溶液反应生成FeSO4和H2SO4，反应的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，B说法正确；C.步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若用余热将液体蒸干，绿矾受热会失去结晶水，C说法错误；D.若步骤④反应条件控制不当，绿矾会与氨水、空气发生氧化还原反应生成Fe(OH)3，D说法正确。]
8．某同学探究Fe2＋还原性的实验记录如下：
下列说法错误的是( )
A．对比①②，可以判定酸性越强，H2O2的氧化能力越强
B．①中发生的氧化还原反应只有两个
C．②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体
D．③中发生的氧化还原反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
B [A.实验①比实验②酸性强以外其他均相同，但根据实验现象分析，双氧水氧化硫氰根的程度不一样，前者能将硫氰根离子氧化成硫酸根离子，而后者不能，则说明酸性越强双氧水的氧化性越强，故A正确；B.①中双氧水能将亚铁离子氧化为铁离子，双氧水能将硫氰根离子氧化为硫酸根离子，还有生成氧气的反应，所以①中发生的氧化还原反应应该有三个，故B错误；C.②中双氧水或者氧气将亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁胶体，所以②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体，故C正确；D.③中在酸性条件下氧气将亚铁离子氧化成铁离子，则其反应为：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D正确。]
9．黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂
B．a步发生反应的离子方程式为：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋
C．空气中O2约占五分之一，0.1 ml FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约42 L
D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响
B [A.d表示Fe3＋的水解，Fe3＋和水反应生成Fe(OH)3和氢离子，Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A不符合题意；B.根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋，故B符合题意；C.空气中O2约占五分之一，根据化学方程式2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋可知，2FeS2～7O2，消耗的氧气的物质的量为 eq \f(0.1 ml×7,2) ＝0.35 ml，则消耗标况下的氧气的体积V＝nVm＝0.35 ml×22.4 L/ml＝7.84 L，消耗标准状况下空气的体积大约 eq \f(7.84 L,\f(1,5)) ＝39.2 L，故C不符合题意；D.由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的生态环境，故D不符合题意。]
10．工业上用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程图如图：
下列叙述错误的是( )
A．为提高步骤①的反应速率，所加稀盐酸的量越多越好
B．步骤②中，主要反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2需要除去
D．步骤⑥中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤
A [A.稀盐酸的量越多不能使反应速率加快，应搅拌、适当升高温度可提高铁泥与盐酸的反应速率，A错误；B.滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原Fe3＋，即主要的离子反应为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；C.步骤④中，浊液C中的氢氧化亚铁被过氧化氢氧化成浊液D，为了提高Fe3O4的产率需要控制浊液D与滤液B中Fe2＋的比例，为防止滤液B中Fe2＋在步骤⑤中被H2O2氧化，步骤④中反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2，C错误；D.步骤⑤为浊液D与滤液B加热搅拌发生反应制得Fe3O4，步骤⑥中，使Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥，D正确。]
11．某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时，发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是( )
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
B [A.烧瓶中有NaClO，是强碱弱酸盐水解显碱性，Fe3＋碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；B.烧瓶中有NaClO，有强氧化性，在溶液中KSCN中的硫氰根离子会直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；C.气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体被充分吸收，故C正确；D.氯水过量时，红色却会褪去，滴入NaClO溶液至过量，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：＋4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，N被氧化成N2，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。]
12．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 ml·L－1FeCl3溶液，0.1 ml·L－1FeCl2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。
(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__________________________________________。
(3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、H2O和一种未知离子X，已知MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 在反应中得到电子，则X是____________。
解析： (1)①向FeCl3溶液中加入Fe粉后，会发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，溶液由黄色变为浅绿色，②由于溶液中不含Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不会变为红色或无明显现象，③则证明Fe3＋具有氧化性的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④取少量0.1 ml/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加少量新制氯水(或5%H2O2溶液)，氯水(或5%H2O2溶液)将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合产生Fe(SCN)3，使溶液变为红色，故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，这证明了Fe2＋具有还原性，则⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式为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，由于金属活动性：Zn＞Fe，二者发生置换反应：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe，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)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、H2O和一种未知离子X，已知MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 在反应中得到电子，则MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 是氧化剂是反应物，Mn2＋是还原产物，是生成物，缺项微粒表现还原性，作还原剂，其被氧化为Fe3＋，则X是Fe2＋，根据电荷守恒可知H＋是反应物，H2O是生成物，该反应的离子方程式为：MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，故X是Fe2＋。
答案： (1)①(由黄色)变为浅绿色 ②不变红色或无明显现象 ③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ④新制氯水(或5%H2O2溶液) ⑤不变红色或无明显现象 ⑥变红色 ⑦2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)
(2)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe (3)Fe2＋
13．长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
①将上述方案补充完整。
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________________________(写离子方程式)。
(2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3
eq \x(\a\al(部分变质的,FeSO4溶液)) eq \(――→,\s\up7(（a）)) eq \x(d) eq \(――→,\s\up7(（b）)) eq \x(e) eq \(――→,\s\up7(（c）)) eq \x(Fe2O3)
①填写下列各空：
。
②若100 mL该变质溶液制得1.6 g Fe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为________________。
(3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3＋和Fe2＋；步骤1中，向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋；步骤2中，向待检测液中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋；
②若要使变质的FeSO4溶液复原，就要使溶液中的Fe3＋变为Fe2＋，可以向溶液中加入过量的Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后再经过滤除去剩余的Fe粉即可达到目的；(2)①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3的路线为：
部分变质的FeSO4溶液 eq \(――→,\s\up7(H2O2)) Fe2(SO4)3 eq \(――→,\s\up7(NaOH)) Fe(OH)3 eq \(――→,\s\up7(△)) Fe2O3，故试剂a为H2O2，试剂d为Fe2(SO4)3、b为NaOH、e为Fe(OH)3，c为加热，答案合理即可；
②n(Fe2O3)＝ eq \f(1.6 g,160 g/ml) ＝0.01 ml，则在变质前的100 mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)＝2n(Fe2O3)＝0.02 ml，故原溶液的浓度c(FeSO4)＝ eq \f(0.02 ml,0.1 L) ＝0.2 ml/L；
(3)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成。
答案： (1)①溶液变红 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 紫红色褪去 ②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)①H2O2 NaOH 加热 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3(答案合理即可) ②0.2 ml/L
(3)不能，维生素C可能过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成
14．实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置，其中盛装浓盐酸仪器的名称是________。A中反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请在B方框内将除杂装置补充完整，并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。C中主要反应的化学方程式为_________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：
由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有的离子为________，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，该离子还可能由_________________________________产生(用离子方程式表示)。
②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2____FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (填“＞”或“＜”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的氧化性强弱关系相反，原因是____________________________
________________________________________________________________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＞MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＞MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案： ________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)①A为氯气发生装置，其中盛装浓盐酸仪器的名称是分液漏斗。高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，故A中反应的离子方程式为：2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑。
②制备的氯气中含有少量挥发出来的HCl气体，用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，则除杂装置为：。③C中得到紫色固体为高铁酸钾，氯气与氢氧化钾和氢氧化铁反应生成高铁酸钾、氯化钾和水，反应的化学方程式为：3Cl2＋10KOH＋2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O。(2)①方案Ⅰ中，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色可知a中含有Fe3＋，Fe3＋产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能是在酸性环境下高铁酸钾发生还原反应生成Fe3＋，其离子反应方程式为：4FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。②制备K2FeO4的反应为：
3Cl2＋10KOH＋2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，氯气作氧化剂，其氧化性Cl2＞FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，而与方案Ⅱ实验的Cl2和FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的氧化性强弱关系相反的原因是溶液的酸碱性不同。③该实验现象能证明氧化性：FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＞MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，因为FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的颜色。
答案： (1) ①分液漏斗 2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑
② ③3Cl2＋10KOH＋
2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O
(2)①Fe3＋ 4FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O ②＞ 溶液的酸碱性不同
③能，FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的颜色绿矾(FeSO4·7H2O)
用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4)
用作水处理剂或制作高能电池
莫尔盐(或摩尔盐) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]
用于冶金、电镀及织物媒染剂
赤血盐K3[Fe(CN)6]
用于检验Fe2＋
化合物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Cu(OH)2
pH
1.14～3.0
5.8～8.3
8.4～10.8
4.2～6.7
实验
操作与现象
①
在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
②
在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。
③
在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀。
①
②
③
溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为O2)。取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀
溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为O2)，经检验有丁达尔效应
溶液变红且不褪色，滴加盐酸溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应
探究内容
实验方案
实验现象
解释
Fe3＋
具有
氧化
性
取少量0.1
ml/L FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少
量KSCN溶液
①加入铁粉后，溶液________；
②加入KSCN
溶液后，溶液________；
③体现
Fe3＋具有氧化性的离子方程式：__________；
Fe2＋
具有
还原
性
④取少量0.1 ml/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加入_________________；
⑤加入KSCN
溶液后，溶液________；
⑥加入你选的试剂后，溶液________
⑦体现
Fe2＋具有还原性的离子方程式：__________。
实验方案
实验现象
实验结论
步骤1
取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液
________
步骤2
____________
____________
____________
____________
________
FeSO4
溶液部
分变质
实验方案
实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫红色褪去
方案Ⅰ
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。
考点一 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验
1．Fe2＋的性质
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性又有还原性。
(1)Fe2＋的还原性：
Fe2＋ eq \(――――――――――――――→,\s\up7(O2、Cl2、Br2、HNO3),\s\d5(KMnO4（H＋）、H2O2、HClO等)) Fe3＋
Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
2．Fe3＋的性质
含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
Fe3＋ eq \(――――――――――――――――――――→,\s\up7(Fe、Cu、S2－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、I－),\s\d5(SO2、H2S、HI等)) Fe2＋
写出下列转化的离子方程式：
学生用书第52页
(1)Fe3＋ eq \(――→,\s\up7(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )) Fe2＋：2Fe3＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===2Fe2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋；
(2)Fe3＋ eq \(――→,\s\up7(I－)) Fe2＋：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
3．常见含铁元素的盐及其应用
4.Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
eq \a\vs4\al(溶液) eq \f(加KSCN溶液,) 无明显现象 eq \a\vs4\al(\(――→,\s\up7(加氯水),\s\d5( ))) eq \a\vs4\al(\(\s\up7(溶液变),\s\d5(红色))) Fe2＋溶液变红色Fe3＋
(2)用NaOH溶液
eq \a\vs4\al(溶液) eq \f(加NaOH溶液,) 白色沉淀 eq \a\vs4\al(灰绿色) 红褐色Fe2＋红褐色沉淀Fe3＋
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液
eq \x(混合溶液) eq \(――→,\s\up7(滴加KSCN溶液)) 溶液变红色，说明含有Fe3＋
eq \x(混合溶液) eq \(――→,\s\up7(滴加酸性),\s\d5(KMnO4)) KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液 eq \(――→,\s\up7(K3[Fe（CN）6]溶液)) 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为：
K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。
[正误辨析]
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性( )
(2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应( )
(3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ( )
(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3↓( )
(5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2( )
答案： (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
一、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋氧化性比较
1．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。
(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________。
(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在________。
(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________，一定不存在________。
答案： (1)Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋
(2)Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋
(3)Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋
二、Fe2＋、Fe3＋的检验
2．为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)如何证明绿矾已经被氧化？
(2)如何证明绿矾已经被完全氧化？
(3)在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？写出相关离子方程式。
答案： (1)取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。
(2)取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧化。
(3)加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
三、Fe3＋、Fe2＋性质综合应用
3．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．pH＝0的溶液中：Fe2＋、K＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
C．0.1 ml·L－1FeCl3溶液中：K＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、I－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
D．1.0 ml·L－1KNO3溶液中：H＋、Fe3＋、Cl－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
D [A中Fe3＋与SCN－形成络合物，B中酸性条件下NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 氧化Fe2＋，C中Fe3＋与I－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 均不共存。]
学生用书第53页
4.为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：
探究活动一：取5 mL 0.1 ml·L－1的KI溶液于试管，滴加0.1 ml·L－1的FeCl3溶液5～6滴，振荡；
探究活动二：在上述试管中加入2 mL CCl4，充分振荡、静置；
探究活动三：取上述静置分层后的上层水溶液于试管，滴加0.1 ml·L－1的KSCN溶液5～6滴，振荡。
(1)写出探究活动一中反应的离子方程式___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)探究活动二的实验现象为________。
a．溶液分层，上层呈紫色
b．溶液分层，下层呈紫色
c．溶液分层，均为无色
(3)在探究活动三中，可以证明该化学反应有一定的限度的实验现象是。
解析： (2)碘溶于水呈棕黄色，CCl4能萃取水中的碘，液体呈紫色，由于CCl4的密度比水大而且难溶于水，所以碘的四氯化碳溶液在下层，则实验现象为溶液分层，下层呈紫色，b正确。
(3)取上述静置分层后的上层水溶液于试管中，滴加0.1 ml·L－1的KSCN溶液5～6滴，Fe3＋可与KSCN反应显红色，若溶液变红色，说明溶液中有铁离子存在，则说明铁离子没有完全反应，即该化学反应有一定的限度。
答案：(1)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2(2)b (3)溶液变红色
5．已知：沉淀的pH如下表：
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。
(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如________)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＋。
(3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案： (1)MgO MgCO3 Mg(OH)2 (2)H2O2
(3)先通入适量Cl2，再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3其中之一]，充分反应后过滤
eq \a\vs4\al(练后反思)
检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
1．Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
2．检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
考点二 “价类二维图”理解铁及其化合物的转化
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
1．横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化：
①碱性氧化物(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，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2．纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3．斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
学生用书第54页
回答下列问题
1．完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋转化条件。
(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)FeCl3可溶解铁片：
________________________________________________________________________。
(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：
________________________________________________________________________。
(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：
________________________________________________________________________。
答案： (1)H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋
(2)2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(4)5Fe2＋＋MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(5)3Fe2＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2．甲、乙两种单质与A、B、C、D、E、F六种化合物之间可以按下面框图所示进行反应，已知：C为红褐色沉淀，E为白色沉淀，F焰色试验为黄色。
(1)写出甲、乙、B、E的化学式：
甲：________；乙：________；B：________；E：______。
(2)写出①②③④反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案： (1)Fe Cl2 FeCl3 Fe(OH)2
(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
eq \a\vs4\al(归纳总结)
1．Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。
2．Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。
1．(2022·衡水中学二模)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是( )
A．M一定为FeO
B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化
C．若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
D．Fe3＋ 与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
A [A.M所带的电荷为0，铁元素化合价为＋2价，则可能为FeCl2、FeS等物质，不一定为FeO，故A错误；B.若R为单质，所带电荷为0，则为铁单质，常温下铁在浓硫酸中钝化，故B正确；C.Q带2个单位正电荷，且Fe为＋2价，若Q为金属阳离子，即为亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]溶液可产生蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋的存在，故C正确；D.根据图像可知，Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，故D正确。]
2．从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价—物质类别二维图。
回答下列问题：
(1)工业上冶炼Fe常用的方法是______(填字母)。
a．电解法 b．还原法
c．热分解法 d．物理方法
(2)若图1中的F为硫酸盐，请写出由D生成F的离子方程式： ___________________。
(3)图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
学生用书第55页
(4)图1中的F与C在水溶液中转化的离子反应有：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，为了探究该反应存在一定的限度，某化学兴趣小组取10 mL 0.5 ml·L－1的KI溶液于试管中，再加入10 mL 0.2 ml·L－1的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的，还需要再向试管中加入下列试剂中的________(填字母)。
A．淀粉溶液 B．KSCN溶液
C．CCl4 D．酸性高锰酸钾溶液
(5)用Fe可以去除水体中的NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (原理如图2)。若有1 ml NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 转化为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，则参加反应的Fe失去的电子的物质的量为________ml。
解析： (1)工业上常用碳还原铁矿石冶炼Fe，为还原法。(2)根据图1，D到F过程中铁的化合价未变，F为硫酸盐，则D为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。(4)根据题中数据，可知KI过量，若反应为可逆反应，则溶液中存在Fe3＋，可用KSCN溶液检验。(5)NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 转化为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，N的化合价由＋5变为－3，1 ml NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 得到8 ml电子，根据得失电子守恒，则参加反应的Fe失去8 ml电子。
答案： (1)b (2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)B (5)8
真题演练 明确考向
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)(2022·全国甲卷7B)检验铁锈中是否含有二价铁，可以将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，若紫色褪去，则铁锈中含有二价铁( )
(2)(2022·浙江卷9C)浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸( )
(3)(2022·广东卷6C)工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应( )
(4)(2022·广东卷12D)FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体，所以FeCl3可用作净水剂( )
(5)(2022·海南卷6B)向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液变血红色( )
(6)(2022·江苏卷6B)探究Fe2＋具有还原性，可以向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化( )
答案： (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
2．(2022·湖南卷)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 ml·L－1)。
依据上述实验现象，结论不合理的是( )
A．实验①说明加热促进Fe3＋水解反应
B．实验②说明Fe3＋既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明Fe3＋发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．整个实验说明SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响
D [A.铁离子的水解反应为吸热反应，加热煮沸可促进水解平衡正向移动，使水解程度加深，生成较多的氢氧化铁，从而使溶液显红褐色，故A正确；B.在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，根据现象和分析可知，Fe3＋既发生了水解反应，生成红褐色的氢氧化铁，又被亚硫酸根离子还原，得到亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，出现特征蓝色沉淀，故B正确；C.实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，根据现象和分析可知，仍发生铁离子的水解反应，但未来得及发生铁离子的还原反应，即水解反应比氧化还原反应速率快，故C正确；D.结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D错误。]
3．(2022·河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为______________(填化学式)，滤渣①的主要成分为______________(填化学式)。
学生用书第56页
(2)黄铁矿研细的目的是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______________________。
(4)工序①的名称为________，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为________，氧化工序发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为________和________(填化学式，不引入杂质)。
解析：已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2＋11O2 eq \(=====,\s\up7(煅烧)) 2Fe2O3＋8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充分酸浸，反应原理为：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由(3)小问可知不生成S单质，则硫元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反应原理为：14Fe3＋＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，得到FeSO4晶体和母液，母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为：Fe2＋＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋[Fe(CN)6]4－===Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋===6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。(3)由分析可知，还原工序中，不产生S单质，则硫元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反应原理为：14Fe3＋＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15FeSO4＋8H2SO4；
(5)沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为＋2价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋===6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；(6)由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2＋完全氧化为Fe3＋，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O。
答案： (1)Fe2O3 SiO2 (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 15FeSO4＋8H2SO4 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)＋2 6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋===6Fe(NH4)Fe(CN)6＋3H2O＋Cl－＋6NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
(6)H2O2 NH3·H2O
课时精练(十二) 铁及其化合物的转化关系 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P347))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．下列铁及其化合物性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂
B．Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
D．FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
A [A.Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂，A正确；B.Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制染料，B错误；C.Fe3＋水解，生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C错误；D.FeCl3溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误。]
2．将a ml铁片(打磨后)投入含1 ml FeCl3、1 ml CuCl2的溶液中，下列说法错误的是( )
A．铁片完全溶解时，有2a ml电子发生转移
B．只有当a>0.5时，才有可能析出铜单质
C．整个反应过程只发生了置换反应
D．铁片溶解过程中有气体产生
C [FeCl3、CuCl2均能与铁反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。A.铁失去电子转变为亚铁离子，故a ml铁片参加反应完全溶解时，有2a ml电子发生转移，A正确；B.铁离子氧化性大于铜离子，Fe＋2FeCl3===3FeCl2先发生，消耗0.5a ml铁后，发生Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，则只有当a>0.5时，才有可能析出铜单质，B正确；C.整个反应过程Fe＋2FeCl3===3FeCl2是化合反应，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2是置换反应，C不正确；D.FeCl3、CuCl2均能水解产生氢离子，铁片溶解过程中铁可与氢离子反应，故有气体产生，D正确。]
3．由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。高炉炼铁的反应为 Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－23.5 kJ·ml－1。下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．FeCl3溶液呈酸性，可用于制作印刷电路板
B．K2FeO4具有强氧化性，可用于水的消毒
C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸
D．Fe2O3能与铝粉发生置换反应放出大量热，可用于焊接钢轨
A [A.FeCl3具有强氧化性，会与印刷电路板中Cu反应产生FeCl2、CuCl2，因此可用于制作印刷电路板，这与溶液呈酸性无关，A错误；B.K2FeO4具有强氧化性，能够使细菌、病毒的蛋白质氧化变性而失去生理活性，而其本身对人体健康无害，因此可用于水的消毒，B正确；C.浓硝酸具有强氧化性，在常温下，铁遇浓硝酸时会被浓硝酸氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化，因此可用铁制容器贮运浓硝酸，C正确；D.Fe2O3能与铝粉在高温下发生置换反应放出大量热，能够使产生的Fe熔化变为液态，因此可用于焊接钢轨，D正确。]
4．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．⑤的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．④的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B [F为红褐色固体，可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，黑色晶体B与HCl能够生成C、D，C、D之间能够相互转化，同时A能够直接生成C、D，因此B为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应会生成FeCl3、FeCl2，E与O2能够反应，说明E为还原性物质，同时说明C为还原性物质，因此C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2，据此解答。A.由上述分析可知，A为Fe，B为Fe3O4，故A错误，B.C→D是FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，溶液颜色由浅绿色→棕黄色，故B正确；C.⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现，该反应离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C错误；D.④反应是FeCl2转化为FeCl3，可通过通入Cl2实现，反应离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故D错误。]
5．古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下(黄色溶液俗称黄血盐)，基于普鲁士蓝合成原理可以检测食品中是否含有CN－，方法是：在食品待测液中加入硫酸酸化，再用FeSO4碱性试纸检测，若试纸变蓝，说明食品中含有CN－。以下说法不正确的是( )
A．黄色溶液中铁元素的价态为＋2价
B．黄血盐溶液可以检测Fe3＋
C．反应Ⅱ的离子方程式是3[Fe(CN)6]4－＋4Fe3＋===Fe4[Fe(CN)6]3↓
D．试纸变蓝的原因是FeSO4碱性试纸中的Fe2＋与CN－反应生成蓝色沉淀
D [A项，黄色溶液[Fe(CN)6]4－中CN为－1价，则铁元素的价态为＋2价，A项正确；B项，由Ⅱ可知，黄血盐溶液与Fe3＋反应，生成蓝色沉淀，因此黄血盐溶液可以用于检验Fe3＋，B项正确；C项，由流程图可知，反应Ⅱ的离子方程式是3[Fe(CN)6]4－＋4Fe3＋===Fe4[Fe(CN)6]3↓，C项正确；D项，普鲁士蓝检测食品中是否含有CN－，碱性条件，Fe2＋与CN－反应生成[Fe(CN)6]4－，Fe2＋被空气中的氧气氧化成Fe3＋，[Fe(CN)6]4－与Fe3＋反应生成普鲁士蓝使试纸变蓝，D项错误。]
6．如图为铁及其化合物的“价－类”二维图，下列有关说法中错误的是( )
A．①可用作食品袋内的脱氧剂，②可用作油漆、油墨的红色颜料
B．①与Cl2反应生成FeCl3，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2
C．可存在③→②、③→FeCl3的转化关系
D．可存在①→FeO→Fe(OH)2→FeCl2→①的循环转化关系
D [图中①是Fe，具有还原性，可作食品袋内的脱氧剂；②是Fe2O3，是红棕色粉末，可用作油漆、油墨的红色颜料，A正确。Fe与Cl2反应生成FeCl3，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2和H2O，B正确。③是Fe(OH)3，受热分解生成Fe2O3；Fe(OH)3与稀盐酸反应生成FeCl3和H2O，C正确。Fe与O2生成Fe3O4，不能得到FeO；FeO不能直接生成Fe(OH)2，D错误。]
7．由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：
烧渣 eq \(――→,\s\up7(酸溶),\s\d5(①)) eq \(――→,\s\up7(FeS2),\s\d5(②)) 溶液 eq \(――→,\s\up7( ),\s\d5(③)) 绿矾 eq \(――→,\s\up7(氨气/空气),\s\d5(④)) 铁黄
已知：FeS2和铁黄均难溶于水，下列说法不正确的是( )
A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B．步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋
C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
C [A.因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则步骤①最好用硫酸来溶解烧渣，A说法正确；B.步骤②发生的反应为FeS2与溶液中的Fe2(SO4)3溶液反应生成FeSO4和H2SO4，反应的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋，B说法正确；C.步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若用余热将液体蒸干，绿矾受热会失去结晶水，C说法错误；D.若步骤④反应条件控制不当，绿矾会与氨水、空气发生氧化还原反应生成Fe(OH)3，D说法正确。]
8．某同学探究Fe2＋还原性的实验记录如下：
下列说法错误的是( )
A．对比①②，可以判定酸性越强，H2O2的氧化能力越强
B．①中发生的氧化还原反应只有两个
C．②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体
D．③中发生的氧化还原反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
B [A.实验①比实验②酸性强以外其他均相同，但根据实验现象分析，双氧水氧化硫氰根的程度不一样，前者能将硫氰根离子氧化成硫酸根离子，而后者不能，则说明酸性越强双氧水的氧化性越强，故A正确；B.①中双氧水能将亚铁离子氧化为铁离子，双氧水能将硫氰根离子氧化为硫酸根离子，还有生成氧气的反应，所以①中发生的氧化还原反应应该有三个，故B错误；C.②中双氧水或者氧气将亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁胶体，所以②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体，故C正确；D.③中在酸性条件下氧气将亚铁离子氧化成铁离子，则其反应为：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D正确。]
9．黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂
B．a步发生反应的离子方程式为：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋
C．空气中O2约占五分之一，0.1 ml FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约42 L
D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响
B [A.d表示Fe3＋的水解，Fe3＋和水反应生成Fe(OH)3和氢离子，Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A不符合题意；B.根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋，故B符合题意；C.空气中O2约占五分之一，根据化学方程式2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋可知，2FeS2～7O2，消耗的氧气的物质的量为 eq \f(0.1 ml×7,2) ＝0.35 ml，则消耗标况下的氧气的体积V＝nVm＝0.35 ml×22.4 L/ml＝7.84 L，消耗标准状况下空气的体积大约 eq \f(7.84 L,\f(1,5)) ＝39.2 L，故C不符合题意；D.由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的生态环境，故D不符合题意。]
10．工业上用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程图如图：
下列叙述错误的是( )
A．为提高步骤①的反应速率，所加稀盐酸的量越多越好
B．步骤②中，主要反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2需要除去
D．步骤⑥中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤
A [A.稀盐酸的量越多不能使反应速率加快，应搅拌、适当升高温度可提高铁泥与盐酸的反应速率，A错误；B.滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原Fe3＋，即主要的离子反应为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；C.步骤④中，浊液C中的氢氧化亚铁被过氧化氢氧化成浊液D，为了提高Fe3O4的产率需要控制浊液D与滤液B中Fe2＋的比例，为防止滤液B中Fe2＋在步骤⑤中被H2O2氧化，步骤④中反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2，C错误；D.步骤⑤为浊液D与滤液B加热搅拌发生反应制得Fe3O4，步骤⑥中，使Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥，D正确。]
11．某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时，发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是( )
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
B [A.烧瓶中有NaClO，是强碱弱酸盐水解显碱性，Fe3＋碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；B.烧瓶中有NaClO，有强氧化性，在溶液中KSCN中的硫氰根离子会直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；C.气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体被充分吸收，故C正确；D.氯水过量时，红色却会褪去，滴入NaClO溶液至过量，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：＋4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，N被氧化成N2，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。]
12．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 ml·L－1FeCl3溶液，0.1 ml·L－1FeCl2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。
(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__________________________________________。
(3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、H2O和一种未知离子X，已知MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 在反应中得到电子，则X是____________。
解析： (1)①向FeCl3溶液中加入Fe粉后，会发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，溶液由黄色变为浅绿色，②由于溶液中不含Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不会变为红色或无明显现象，③则证明Fe3＋具有氧化性的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④取少量0.1 ml/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加少量新制氯水(或5%H2O2溶液)，氯水(或5%H2O2溶液)将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合产生Fe(SCN)3，使溶液变为红色，故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，这证明了Fe2＋具有还原性，则⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式为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，由于金属活动性：Zn＞Fe，二者发生置换反应：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe，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)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、H2O和一种未知离子X，已知MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 在反应中得到电子，则MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 是氧化剂是反应物，Mn2＋是还原产物，是生成物，缺项微粒表现还原性，作还原剂，其被氧化为Fe3＋，则X是Fe2＋，根据电荷守恒可知H＋是反应物，H2O是生成物，该反应的离子方程式为：MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，故X是Fe2＋。
答案： (1)①(由黄色)变为浅绿色 ②不变红色或无明显现象 ③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ④新制氯水(或5%H2O2溶液) ⑤不变红色或无明显现象 ⑥变红色 ⑦2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)
(2)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe (3)Fe2＋
13．长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
①将上述方案补充完整。
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________________________(写离子方程式)。
(2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3
eq \x(\a\al(部分变质的,FeSO4溶液)) eq \(――→,\s\up7(（a）)) eq \x(d) eq \(――→,\s\up7(（b）)) eq \x(e) eq \(――→,\s\up7(（c）)) eq \x(Fe2O3)
①填写下列各空：
。
②若100 mL该变质溶液制得1.6 g Fe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为________________。
(3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3＋和Fe2＋；步骤1中，向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋；步骤2中，向待检测液中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋；
②若要使变质的FeSO4溶液复原，就要使溶液中的Fe3＋变为Fe2＋，可以向溶液中加入过量的Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后再经过滤除去剩余的Fe粉即可达到目的；(2)①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3的路线为：
部分变质的FeSO4溶液 eq \(――→,\s\up7(H2O2)) Fe2(SO4)3 eq \(――→,\s\up7(NaOH)) Fe(OH)3 eq \(――→,\s\up7(△)) Fe2O3，故试剂a为H2O2，试剂d为Fe2(SO4)3、b为NaOH、e为Fe(OH)3，c为加热，答案合理即可；
②n(Fe2O3)＝ eq \f(1.6 g,160 g/ml) ＝0.01 ml，则在变质前的100 mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)＝2n(Fe2O3)＝0.02 ml，故原溶液的浓度c(FeSO4)＝ eq \f(0.02 ml,0.1 L) ＝0.2 ml/L；
(3)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成。
答案： (1)①溶液变红 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 紫红色褪去 ②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)①H2O2 NaOH 加热 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3(答案合理即可) ②0.2 ml/L
(3)不能，维生素C可能过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成
14．实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置，其中盛装浓盐酸仪器的名称是________。A中反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请在B方框内将除杂装置补充完整，并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。C中主要反应的化学方程式为_________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：
由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有的离子为________，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，该离子还可能由_________________________________产生(用离子方程式表示)。
②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2____FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (填“＞”或“＜”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的氧化性强弱关系相反，原因是____________________________
________________________________________________________________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＞MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＞MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案： ________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)①A为氯气发生装置，其中盛装浓盐酸仪器的名称是分液漏斗。高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，故A中反应的离子方程式为：2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑。
②制备的氯气中含有少量挥发出来的HCl气体，用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，则除杂装置为：。③C中得到紫色固体为高铁酸钾，氯气与氢氧化钾和氢氧化铁反应生成高铁酸钾、氯化钾和水，反应的化学方程式为：3Cl2＋10KOH＋2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O。(2)①方案Ⅰ中，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色可知a中含有Fe3＋，Fe3＋产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能是在酸性环境下高铁酸钾发生还原反应生成Fe3＋，其离子反应方程式为：4FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。②制备K2FeO4的反应为：
3Cl2＋10KOH＋2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，氯气作氧化剂，其氧化性Cl2＞FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，而与方案Ⅱ实验的Cl2和FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的氧化性强弱关系相反的原因是溶液的酸碱性不同。③该实验现象能证明氧化性：FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＞MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，因为FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的颜色。
答案： (1) ①分液漏斗 2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑
② ③3Cl2＋10KOH＋
2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O
(2)①Fe3＋ 4FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O ②＞ 溶液的酸碱性不同
③能，FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的颜色绿矾(FeSO4·7H2O)
用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4)
用作水处理剂或制作高能电池
莫尔盐(或摩尔盐) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]
用于冶金、电镀及织物媒染剂
赤血盐K3[Fe(CN)6]
用于检验Fe2＋
化合物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Cu(OH)2
pH
1.14～3.0
5.8～8.3
8.4～10.8
4.2～6.7
实验
操作与现象
①
在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
②
在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。
③
在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀。
①
②
③
溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为O2)。取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀
溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为O2)，经检验有丁达尔效应
溶液变红且不褪色，滴加盐酸溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应
探究内容
实验方案
实验现象
解释
Fe3＋
具有
氧化
性
取少量0.1
ml/L FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少
量KSCN溶液
①加入铁粉后，溶液________；
②加入KSCN
溶液后，溶液________；
③体现
Fe3＋具有氧化性的离子方程式：__________；
Fe2＋
具有
还原
性
④取少量0.1 ml/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加入_________________；
⑤加入KSCN
溶液后，溶液________；
⑥加入你选的试剂后，溶液________
⑦体现
Fe2＋具有还原性的离子方程式：__________。
实验方案
实验现象
实验结论
步骤1
取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液
________
步骤2
____________
____________
____________
____________
________
FeSO4
溶液部
分变质
实验方案
实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫红色褪去
方案Ⅰ
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。
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