2024届高考化学复习讲义第三章金属及其化合物第三讲铁及其化合物的转化关系考点二铁盐的性质及其探究含答案

这是一份2024届高考化学复习讲义第三章金属及其化合物第三讲铁及其化合物的转化关系考点二铁盐的性质及其探究含答案，共8页。
1.亚铁盐和铁盐的性质
2.Fe2＋、Fe3＋的检验
（1）Fe2＋的检验
Fe2＋的检验①滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，然后沉淀变成灰绿色，最后变成[3] 红褐色 ②滴加KSCN溶液，不变红，滴加氯水后变[4] 红 ③滴加K3[Fe（CN）6]溶液，生成[5] 蓝色 沉淀
（2）Fe3＋的检验
Fe3＋的检验①滴加NaOH溶液，产生[6] 红褐色 沉淀②滴加KSCN溶液，溶液变[7] 红 ③滴加苯酚溶液，溶液变[8] 紫 ④滴加K4[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀
注意 检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加入KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中（新制氯水可能会氧化SCN－）。
3.重要的铁盐
（1）氯化铁（FeCl3）：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu Cu2＋＋2Fe2＋。
（2）绿矾（FeSO4·7H2O）：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高容量电池材料。
（4）铁铵矾[NH4Fe（SO4）2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
（5）赤血盐[K3Fe（CN）6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
1.易错辨析。
（1）[2022湖北改编]在0.1 ml·L－1氯化钠溶液中可以大量存在：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO3－。（ ✕ ）
（2）FeCl2不能通过化合反应制备。（ ✕ ）
（3）[2022全国甲改编]将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去，证明铁锈中含有二价铁。（ ✕ ）
（4）[2022广东改编]FeCl3水解可生成Fe（OH）3胶体，因此FeCl3可用作净水剂。（ √ ）
（5）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。（ √ ）
（6）“青矾（FeSO4）”宜密封保存，防止氧化变质。（ √ ）
2.[溶液的配制]（1）配制氯化铁溶液：将氯化铁晶体先溶于浓盐酸中，目的是抑制 Fe3＋ 水解，然后用蒸馏水稀释至所需浓度。
（2）配制硫酸亚铁溶液：将绿矾晶体溶于稀硫酸中，目的是 抑制Fe2＋水解 ，然后加入还原铁粉，目的是 防止Fe2＋被氧化 。
3.[Fe3＋、Fe2＋的检验]（1）已知试剂：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溴水、新制氯水，请选择合适的试剂，进行下列检验，并简述操作过程。
①检验Fe2（SO4）3溶液中是否含有FeSO4： 酸性KMnO4溶液；取少量溶液，向其中滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，说明Fe2（SO4）3溶液中含有FeSO4 。
②检验FeSO4溶液中是否含有Fe2（SO4）3： KSCN溶液；取少量溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明FeSO4溶液中含有Fe2（SO4）3 。
（2）能否用酸性高锰酸钾溶液检验氯化铁溶液中含有的Fe2＋？简述原因 不能。Cl－也能还原MnO4－生成Mn2＋而使酸性高锰酸钾溶液褪色，产生干扰 。
（3）写出用铁氰化钾溶液检验Fe2＋生成蓝色沉淀的反应的离子方程式： K＋＋Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－ KFe[Fe（CN）6]↓ 。
4.[Fe2＋、Fe3＋的除杂问题]写出下列除杂方法。
（1）除去FeCl3溶液中的FeCl2： 加入适量新制氯水或H2O2溶液 ；
（2）除去FeCl2溶液中的FeCl3： 加入过量铁粉后过滤 ；
（3）除去FeCl2溶液中的CuCl2： 加入过量铁粉后过滤 。
研透高考 明确方向
命题点1 Fe2＋和Fe3＋的性质
1.[全国Ⅱ高考]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 ml·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＋＋Cl22Fe3＋＋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（排除氧气对实验的影响） 。
（4）丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·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，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。（2）溶液变红，说明有Fe3＋生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。（3）甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。（4）实验②中K3[Fe（CN）6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该反应为可逆反应。
命题点2 基于Fe2＋和Fe3＋转化的性质探究
2.[以实验装置图为载体考查物质制备][海南高考改编]工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：
（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为 MnO2＋4HCl（浓）△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ，装置B中加入的试剂是 浓硫酸 。该装置中存在一个缺陷，使制得的FeCl3中会含有少量FeCl2，请为装置作一处改进，使制得的FeCl3较纯净 在A、B装置之间加装一个除HCl的装置 。
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 氯化氢 。尾气的成分是 氯化氢、氢气 。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是 易发生倒吸、没有处理氢气 。
（3）若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是 KSCN溶液 。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先 通入氯化氢（赶尽装置中的空气） ，再 点燃C处的酒精灯 。
解析 （1）制备无水FeCl3时，需要先制备Cl2，实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，制备的Cl2中会混有H2O（g），用浓硫酸干燥。（2）制备无水FeCl2时，需要先制备干燥的HCl，HCl与铁屑反应生成FeCl2和H2，尾气中含有生成的H2和过量的HCl。D装置存在的问题：D中的导管插入液面以下易发生倒吸，且H2没有被处理。（3）利用Fe3＋遇KSCN显红色，用KSCN溶液检验FeCl3。反应发生前装置中有空气，应先通入一段时间HCl，将装置中空气赶出，再点燃C处的酒精灯。
命题拓展
（1）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知： 样品中没有Fe（Ⅲ） 、 Fe（Ⅱ）易被氧气氧化为Fe（Ⅲ） 。
（2）为探究硫酸亚铁的分解产物，将硫酸亚铁置入装置A中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为 c、a （填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 生成白色沉淀、褪色 。
a.品红b.NaOH
c.BaCl2d.Ba（NO3）2
e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 2FeSO4高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ 。
解析 （1）加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含Fe（Ⅲ）；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。（2）实验后残留的红色固体是氧化铁。根据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必然降低，生成二氧化硫。根据得失电子守恒和原子守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4高温Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于三氧化硫极易溶于水且能与水反应生成硫酸，欲检验二氧化硫和三氧化硫，必须先用氯化钡溶液检验三氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫。
命题点3 重要的铁盐——高铁酸钾的制备
3.[北京高考改编]高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型高效绿色水处理剂。实验室利用如图所示装置制备K2FeO4，并探究其性质。
已知K2FeO4具有下列性质：紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。具有强氧化性，在酸性或中性溶液中与水反应快速产生O2，在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定。与水反应能产生Fe（OH）3胶体，可除去水中的悬浮物，有净水作用。
回答下列问题：
（1）A中制取的气体是 Cl2 。
（2）B的作用是 除去氯气中的HCl 。
（3）C采用冰水冷却的目的是 防止高铁酸钾损失 。C中得到紫色固体和溶液，C中发生的反应有①3Cl2＋2Fe（OH）3＋10KOH2K2FeO4＋6HCl＋8H2O，② Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O 。
（4）D中盛装的试剂除可选用NaOH溶液外，还可选用 B （填字母）。
A.NaCl溶液B.FeCl2溶液
C.H2SO4溶液D.澄清石灰水
（5）探究K2FeO4的性质：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有Cl2。该现象 不能 （“能”或“不能”）证明K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，理由是 ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O （用离子方程式表示）。
（6）K2FeO4与水反应的化学方程式为 4K2FeO4＋10H2O4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑ 。
解析 （1）装置A用于制备氯气，其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（2）装置A制备的氯气中混有HCl，HCl能与装置C中的KOH溶液反应，故装置B的作用是除去氯气中的HCl。（3）根据题意，高铁酸钾在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定，因此制备高铁酸钾时，装置C采用冰水浴，目的是防止高铁酸钾损失；氯气也能与KOH溶液反应，其化学方程式为Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O。（4）装置D的作用是除去多余氯气，防止污染空气，NaCl溶液、H2SO4溶液不与氯气反应，不能替换NaOH溶液，氢氧化钙微溶于水，因此澄清石灰水中氢氧化钙含量较低，不能完全吸收氯气，不能用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液，FeCl2能与氯气反应生成氯化铁，能吸收氯气，可用氯化亚铁溶液代替氢氧化钠溶液，故答案为B。（5）根据问题（3），C中溶液中含有KClO和KCl，加入硫酸，发生ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O，因此加入稀硫酸，产生黄绿色气体，不能证明高铁酸钾将Cl－氧化。（6）根据信息可知，高铁酸钾与水反应生成氢氧化铁胶体，铁元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，应还有氧气产生，因此化学方程式为4K2FeO4＋10H2O4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑。
命题拓展
[素材拓展]（1）湿法制备K2FeO4：在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe（NO3）3即可制得K2FeO4。该反应的离子方程式为 3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 。
（2）某新型电池以金属锂为负极，K2FeO4为正极，溶有LiPF6的有机溶剂为电解质。该电池工作时Li＋通过电解质迁入K2FeO4晶体中，生成K2LixFeO4。该电池的正极反应式为 K2FeO4＋xe－＋xLi＋K2LixFeO4 。
（3）以铁电极为阳极电解NaOH浓溶液制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气的离子方程式为 Fe＋2H2O＋2OH－电解FeO42－＋3H2↑ 。
知识拓展
K2FeO4物理性质 深紫色固体，易溶于水，微溶于KOH溶液化学性质K2FeO4具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解K2FeO4在酸性条件下分解：4FeO42－+20H＋4Fe3++3O2↑+10H2OK2FeO4在中性条件下分解：4FeO42－+10H2O4Fe（OH）3↓+3O2↑+8OH－制备方法湿法：3ClO－+2Fe3++10OH－2FeO42－+3Cl－＋5H2O干法：Fe2O3+3KNO3+4KOH△2K2FeO4＋3KNO2+2H2O电解法：Fe－6e－+8OH－FeO42－+4H2OFe2＋
（1）氧化性：与活泼金属发生置换反应，如Fe2＋＋Zn[1] Zn2＋＋Fe 。
（2）以还原性为主，如遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NO3－（H＋）等均表现出还原性。
（3）可水解：如配制硫酸亚铁溶液时常加少量[2] 硫酸 抑制Fe2＋的水解
Fe3＋
（1）氧化性：遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现出氧化性，与S2－、I－、HS－、SO32－等具有较强还原性的离子不能大量共存。
（2）易水解：①只能存在于酸性较强的溶液中，工业上常用将pH调节至3.1以上的方法除去溶液中的Fe3＋；
②配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，再稀释至所需浓度，抑制Fe3＋水解；
③溶液中Fe3＋分别与HCO3－、[Al（OH）4]－、CO32－、ClO－等因发生相互促进的水解反应而不能大量共存