高考化学一轮复习第4章金属及其化合物第15讲铁及其化合物的相互转化学案

这是一份高考化学一轮复习第4章金属及其化合物第15讲铁及其化合物的相互转化学案，共18页。

1.认识Fe2＋、Fe3＋的性质，掌握其检验方法。
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 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验
1.Fe2＋的性质
(1)氧化性和还原性。
含有Fe2＋的溶液呈 eq \(□,\s\up1(1)) ____________色，Fe2＋处于铁元素的中间价态，既有氧化性，又有还原性，以 eq \(□,\s\up1(2)) ____________性为主，如与Br2、Cl2、H2O2、NO eq \\al(－,3) (H＋)等反应均表现 eq \(□,\s\up1(3)) __________性。
(2)易水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制保存硫酸亚铁溶液时常加少量 eq \(□,\s\up1(4)) ____________抑制Fe2＋的水解，加少量 eq \(□,\s\up1(5)) ____________防止Fe2＋被氧化。
2.Fe3＋的性质及应用
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈 eq \(□,\s\up1(6)) ________色，Fe3＋处于铁元素的高价态，与Fe、Cu、HI、H2S等反应均表现 eq \(□,\s\up1(7)) ________性。
(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因此Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。此性质有许多应用，例如：
①实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为 eq \(□,\s\up1(8)) _________________________________________。
②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。
③实验室配制氯化铁溶液时，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。
④Fe3＋与HCO eq \\al(－,3) 、[Al(OH)4]－、CO eq \\al(2－,3) 、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
3.常见铁盐
①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。
②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。
③赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水；常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
④高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，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。
4.Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)Fe2＋的检验。
(2)Fe3＋的检验(填实验现象)。
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 浅绿 eq \(□,\s\up1(2)) 还原 eq \(□,\s\up1(3)) 还原 eq \(□,\s\up1(4)) 硫酸 eq \(□,\s\up1(5)) 铁屑
eq \(□,\s\up1(6)) 棕黄 eq \(□,\s\up1(7)) 氧化 eq \(□,\s\up1(8)) FeCl3＋3H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Fe(OH)3(胶体)＋3HCl eq \(□,\s\up1(9)) 溶液变红 eq \(□,\s\up1(10)) 灰绿色 eq \(□,\s\up1(11)) 红褐色 eq \(□,\s\up1(12)) K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓ eq \(□,\s\up1(13)) 溶液变红
eq \(□,\s\up1(14)) 红褐色沉淀 eq \(□,\s\up1(15)) 显紫色 eq \(□,\s\up1(16)) Fe3＋ eq \(□,\s\up1(17)) Fe2＋
[易错秒判]
(1)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO eq \\al(2－,4) ( )
(2)FeCl2不能通过化合反应制备( )
(3)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＋( )
(4)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2( )
(5)用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2( )
(6)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( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
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水解生成Fe(OH)3胶体，可用作自来水的杀菌消毒剂
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，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：选A。Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，胶体具有吸附性，可用于净水，但不可用于杀菌消毒，A错误；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；Fe3＋将I－氧化成I2，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.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( )
解析：选B。由于Fe2＋能使酸性KMnO4溶液褪色，因此检验含Fe3＋(不含Cl－)的溶液中是否含Fe2＋，可选用酸性KMnO4溶液；由于KSCN溶液遇Fe3＋变成红色，因此检验含Fe2＋的溶液中是否含Fe3＋，可选用KSCN溶液。
3.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中，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__________，可能存在的金属阳离子有__________。
(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________，一定不存在的金属阳离子有________。
(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________，可能存在的金属阳离子有________，一定不存在的金属阳离子有________。
答案：(1)Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋ (2)Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋
(3)Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋
考点二 铁及其化合物的转化关系和应用
1.Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化
(1)与弱氧化剂反应。
Fe能被S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等弱氧化剂氧化为Fe2＋，如Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(2)与强氧化剂反应。
Fe能被Cl2、HNO3等强氧化剂氧化为Fe3＋。
2.Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主
(1)与氧化剂反应。
当Fe2＋遇到强氧化剂(如H2O2、Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液)时，被氧化为Fe3＋，如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)与还原剂反应。
当Fe2＋遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。
3.Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe
(1)Fe3＋被C、CO、Al等还原为Fe，如Fe2O3＋2Al eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋Al2O3。
(2)Fe3＋被Fe、Cu、I－、H2S等还原为Fe2＋，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
1.(2024·广东调研)部分含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．存在a→f→d→e的转化
B．a可与水蒸气反应生成b
C．g的溶液可用于检验苯酚
D．c常用作涂料
解析：选B。由题图信息可知，a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)2、e为Fe(OH)3、f为亚铁盐、g为铁盐。A.存在Fe→亚铁盐→Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化，反应的方程式分别为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，A正确；B.高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4，B错误；C.苯酚遇Fe3＋显紫色，即铁盐的溶液可用于检验苯酚，C正确；D.Fe2O3化学性质稳定且呈红棕色，常用作涂料，D正确。
2.铁在人体中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。
(1)人体中经常进行转化 Fe2＋ eq \(,\s\up7(A),\s\d5(B)) Fe3＋，A反应中Fe2＋为________剂，B反应中Fe3＋为________剂。
(2)新配制的FeCl2溶液中应加入______________________________________________________
以防止FeCl2转化为FeCl3。要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的________。
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应，反应的离子方程式为______________________________________
_____________________________________________________。
(4)某同学为检验某未知溶液中是否含有Fe2＋，采取如下实验方案加以验证：取少许该未知溶液于试管中 eq \(――→,\s\up7(通Cl2),\s\d5()) eq \(――→,\s\up7(滴KSCN溶液),\s\d5()) 溶液呈红色(证明含有Fe2＋)。你认为该方案________(填“合理”或“不合理”)；若不合理，则改进方法为：_______________________________
___________________________________________________。
答案：(1)还原 氧化 (2)铁粉 Cl2 (3)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ (4)不合理 取少量该未知溶液，先滴加KSCN溶液，溶液不变红，再通入Cl2，溶液变红，证明原溶液中含有Fe2＋
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：选A。A.氯化铁在水溶液里能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；B.氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可腐蚀覆铜板，B正确；C.氯气具有强氧化性，与铁单质加热反应生成氯化铁，C正确；D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热至液体呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确。
2.(2021·新高考广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
解析：选C。由题图可知，a为Fe，b为亚铁盐，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e为铁盐。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是加入浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋ eq \(――→,\s\up7(OH－)) Fe(OH)2 eq \(――→,\s\up7(O2)) Fe(OH)3 eq \(――→,\s\up7(H＋)) Fe3＋ eq \(――→,\s\up7(Fe)) Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。
3.(2022·新高考天津卷)FeCl3·6H2O的制备流程如下：
(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_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(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______________________________________________。
答案：(1)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)漏斗、玻璃棒 (3)K3[Fe(CN)6]溶液 (4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
4.(2023·新高考海南卷)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答下列问题：
(1)实验方案中出现的图标和，前者提示实验中会用到温度较高的设备，后者要求实验者_________________(填防护措施)。
(2)灰化：干燥样品应装入_________中(填标号)，置高温炉内，控制炉温850 ℃，在充足空气气氛中燃烧成灰渣。
a．不锈钢培养皿 b．玻璃烧杯 c．石英坩埚
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸，
直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体的主要成分是 (填化学式)，因而本实验应在实验室的 中进行(填设施名称)。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如右图所示)，存在安全风险，原因是________________________________________________
_______________________________________________________。
(4)测定铁含量基本流程：将滤液在200 mL容量瓶中定容，移取25.00 mL，驱尽NO eq \\al(－,3) 并将Fe3＋全部还原为 Fe2＋。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
①选用微量滴定管的原因是__________________________。
②三次平行测定的数据见下表。针对该滴定数据，应采取的措施是____________________________________________________。
③本实验中，使测定结果偏小的是__________________(填标号)。
a．样品未完全干燥
b．微量滴定管未用标准溶液润洗
c．灰渣中有少量炭黑
解析：(1)标识是要求实验者佩戴护目镜。(2)高温灼烧固体物质需在石英坩埚中进行。(3)向灰渣中滴加32%的硝酸，灰化容器中出现的红棕色气体的主要成分是NO2，它是由硝酸分解产生的，由于NO2有毒，因而本实验应在实验室的通风橱中进行；将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液，加入溶液时，容量瓶中形成压强差，可能导致溶液无法顺利流下。(4)①木耳中铁含量较少，选用微量滴定管使实验微型化，滴定更准确，并且节约试剂。②三次平行滴定中，第二次数据偏差较大，应舍去。③a.铁元素的含量＝ eq \f(铁元素质量,样品质量) ×100%，样品未完全干燥，使测定结果偏小，故选a；b.微量滴定管未用标准溶液润洗，标准溶液被稀释，使测定结果偏大，故不选b；c.灰渣中有少量炭黑，对测定结果无影响，故不选c。
答案：(1)佩戴护目镜 (2)c (3)NO2 通风橱 液体无法顺利流下 (4)①滴定更准确，节约试剂 ②舍去第二次数据 ③a
课时跟踪练
[基础巩固]
1.明代宋应星所著《天工开物》中有记载：“其黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾(FeSO4·7H2O)炉侧土墙……刮取下来，名曰黄矾，染家用之。金色淡者涂炙，立成紫赤也。”下列有关“黄矾”的说法错误的是( )
A．“黄矾”的主要成分中含有Fe3＋
B．“黄矾”在医药上可以作为补铁剂
C．“黄矾”可以应用于印染工业
D．“黄矾”经火烤，立刻生成Fe2O3
解析：选B。A项，“黄矾”是炼“皂矾”时得到的，“皂矾”的主要成分 FeSO4·7H2O有较强的还原性，易被氧化，得到“黄矾”，因此“黄矾”的主要成分中含有Fe3＋，A正确；B项，人体缺少亚铁离子，会造成贫血，而“黄矾”中的Fe元素化合价是＋3价，不能作为补铁剂，B错误；C项，“染家用之”即染坊经常用它，所以“黄矾”可以应用于印染工业，C正确；D项，依题意，“金色淡者涂炙，立成紫赤也”，“紫赤”是红棕色的Fe2O3，D正确。
2.(2024·肇庆高三月考)下列关于铁及其化合物之间转化反应的离子或化学方程式书写正确的是( )
A．FeSO4溶液中加入酸性KMnO4溶液：5Fe2＋＋MnO eq \\al(－,4) ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
B．过量铁粉加入稀硝酸中：Fe＋4H＋＋NO eq \\al(－,3) ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
C．氢氧化铁中加入氢碘酸：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O
D．H2O(g)通过灼热铁粉：2Fe＋3H2O(g) eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋3H2
答案：A
3.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图。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中需要加入具有氧化性的试剂
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中发生的价态变化能通过加碘化钾溶液实现
解析：选C。根据转化关系可确定A为变价金属Fe，反应①通入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③中铁元素化合价由＋2价升高到＋3价，需要加入具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁，C项不正确；Fe3＋能将I－氧化成I2，自身被还原成Fe2＋，D项正确。
4.(2024·深圳福田区统考)含铁物质或微粒所带电荷数与化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．若M为氢氧化物，则制备M所用的溶液需先煮沸
B．常温下，可以用R制容器盛装浓硝酸
C．可用KSCN溶液检验N
D．Fe3＋与强氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \\al(2－,4)
解析：选C。A.M为Fe(OH)2，容易被氧化，故制备Fe(OH)2 所用的溶液需先煮沸，A正确；B.R为单质铁，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，故可以用铁制容器盛装浓硝酸，B正确；C.N中Fe元素的化合价为＋2价，且电荷数为＋2，为Fe2＋，Fe2＋不能用KSCN溶液检验，C错误；D.FeO eq \\al(2－,4) 中Fe元素的化合价为＋6价，故Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO eq \\al(2－,4) ，D正确。
5.(2024·韶关联考)中药材铁华粉的主要成分是(CH3COO)2Fe，其检测流程如下。下列说法正确的是 ( )
A．有刺激性气味的气体X为SO2
B．铁华粉中可能含有铁单质
C．向滤液中滴加酸性KMnO4溶液，一定能证明Fe2＋具有还原性
D．向滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
解析：选B。A.铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸发生复分解反应，得到醋酸，醋酸易挥发，产生有刺激性气味的醋酸气体，故A错误；B.铁华粉可以和盐酸反应产生氢气，因此其中可能含有铁单质，故B正确；C.滤液中含有的氯离子、亚铁离子均具有还原性，都能被MnO eq \\al(－,4) (H＋)氧化，故向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，不能证明Fe2＋具有还原性，故C错误；D.发生反应K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓，生成蓝色沉淀，可以用来检验Fe2＋，故D错误。
6.在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中，加入足量的稀硫酸，充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是( )
A．若X中含有铁，则反应时一定有气泡产生
B．若向Y中滴入KSCN溶液显红色，则X中无铁
C．Y一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．向Y中滴入NaOH溶液，一定有沉淀产生
解析：选C。铁和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸，Fe3O4和硫酸反应：Fe3O4＋4H2SO4===FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O，若有铁剩余，由于氧化性：Fe3＋＞H＋，所以还会依次发生反应：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。若X中含有铁，但铁全部和Fe2(SO4)3反应，则没有气泡产生，故A错误；若向Y中滴入KSCN溶液显红色，说明Y中含有Fe3＋，X中可能无铁，也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4，故B错误；不论X是Fe3O4，还是Fe3O4和Fe的混合物，和硫酸反应后都有Fe2＋生成，所以Y一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；若硫酸过量，向Y中滴入NaOH溶液，硫酸消耗了NaOH，则没有沉淀产生，故D错误。
7.(2024·广州天河区高三测试)印刷电路腐蚀废液中主要成分为FeCl2、FeCl3、CuCl2。实验室从印刷电路腐蚀废液中回收FeCl2·4H2O和Cu的流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．“还原”时，氧化剂为Fe3＋、Cu2＋
B．“滤渣”的主要成分为Cu和Fe
C．“蒸发浓缩”时，可用H2SO4代替HCl
D．“系列操作”包括趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
解析：选C。A.“还原”时Fe3＋、Cu2＋被铁粉还原为Fe2＋、Cu，氧化剂为Fe3＋、Cu2＋，A正确；B.“还原”时加入过量铁粉，故滤渣的主要成分是Cu和Fe，B正确；C.“蒸发浓缩”时，若用H2SO4代替HCl，则得不到产物FeCl2·4H2O，C错误；D.“系列操作”是由FeCl2溶液得到FeCl2·4H2O晶体的过程，包括趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D正确。
8.某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。
(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，目的是______________________________________________。
(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)乙组同学认为甲组同学的实验不够严谨，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___________________________。
(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 该混合溶液于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Fe3＋与I－的氧化还原反应为______________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_______________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________________________________，
生成沉淀的原因是__________________________________(用平衡移动原理解释)。
解析：(1)亚铁离子具有还原性，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，说明一定含有Fe2＋，故实验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Fe3＋与I－的氧化还原反应为可逆反应。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2＋
Fe3＋ 可逆反应 (5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
[素养提升]
9.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml/L的氯化铁溶液中，充分反应后，下列说法正确的是( )
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本保持不变
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
解析：选B。1.12 g铁的物质的量为1.12 g÷56 g/ml＝0.02 ml，25 mL 2 ml/L氯化铁溶液中Fe3＋的物质的量为0.025 L×2 ml/L＝0.05 ml，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据比例关系可得，0.02 ml铁完全反应，消耗0.04 ml Fe3＋，生成0.06 ml Fe2＋，剩余0.01 ml Fe3＋。
10.由硫铁矿烧渣(主要成分为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(氨水/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涉及反应的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(2－,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的反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
答案：C
11.(2024·广东六校联考)利用工厂产生的废铁屑(主要成分为Fe，含有沙土、油污、Fe3O4和FeO)制备磁性纳米Fe3O4的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．预处理时，需要使用Na2CO3溶液，可将溶液进行适当升温
B．纳米Fe3O4属于胶体，能发生丁达尔效应
C．滤液B中加入氢氧化钠溶液时，可观察到有白色沉淀生成，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
D．步骤⑤发生反应的离子方程式为Fe2＋＋2FeO(OH)＋2OH－===Fe3O4＋2H2O
解析：选B。A.预处理时，需要使用Na2CO3溶液，可将溶液进行适当升温，促进CO eq \\al(2－,3) 的水解，使溶液碱性增强，有利于废铁屑表面的油污水解，A正确；B.纳米Fe3O4属于纯净物，不属于胶体，不能发生丁达尔效应，B错误；C.结合流程图可知，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，C正确；D.FeO(OH)与FeCl2发生反应生成Fe3O4：Fe2＋＋2FeO(OH)＋2OH－===Fe3O4＋2H2O，D正确。
12.黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( )
A．X中一定含有KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
解析：选C。固体X溶于水后，得到无色碱性溶液Z，说明X中一定含有漂白粉，得到深棕色固体混合物Y，Y是Fe(OH)3 和Cu(OH)2的混合物，X中一定含有CuCl2，FeSO4和Fe2(SO4)3中含有其中一种或两种都含。若X中含有KI，则会与Ca(ClO)2反应生成I2，溶液不为无色，A不合理；由分析可知，X中不一定含有FeSO4，B不合理；由分析可知，X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3，C合理；酸化后，产生黄绿色气体，为氯气，发生反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，此时的Cl－有可能来自漂白粉氧化FeSO4产生的Cl－，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推导出含有CuCl2，D不合理。
13.无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3。
已知：氯化亚砜()的熔点为－105 ℃，沸点为 76 ℃，易水解。
回答下列问题：
(1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________。
(2)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用____________ (填字母)。
A．KMnO4溶液 B．氯水
C．溴水 D．H2O2溶液
(3)操作②是蒸发结晶，加热的同时通入HCl(g)的目的是________________________________________________________。
(4)取少量FeCl3·6H2O，溶于水并滴加KSCN溶液，现象是_______________________________________________________。
(5)由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的化学方程式为___________________________________________________________。
(6)由FeCl3·6H2O转化成无水FeCl3的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂：____________，并设计实验验证是该还原剂将Fe3＋还原：_______________________________________________。
解析：废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)中加入过量盐酸，铁反应生成氯化亚铁，过滤除去少量碳和SiO2杂质，得到A溶液(氯化亚铁溶液)，加入氧化剂B生成C溶液(氯化铁溶液)，在HCl气流中蒸发结晶生成FeCl3·6H2O，加入SOCl2并加热生成无水FeCl3。(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。(2)A溶液(氯化亚铁溶液)中加入氧化剂B生成C溶液(氯化铁溶液)，加入KMnO4溶液、溴水都会引入杂质离子，故可加入氯水、H2O2溶液。(3)加热促进氯化铁的水解，会生成氢氧化铁，故通入HCl(g)的目的是防止FeCl3水解。(4)KSCN溶液遇Fe3＋变为红色。(5)根据已知信息氯化亚砜()易水解，可得FeCl3·6H2O与SOCl2生成无水FeCl3的化学方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2 eq \(=====,\s\up7(△)) FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑。(6)由FeCl3·6H2O转化为无水FeCl3的过程中反应生成的二氧化硫可能将氯化铁还原为氯化亚铁；若二氧化硫是还原剂，则氧化产物为硫酸盐，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，可验证是二氧化硫将Fe3＋还原。
答案：(1)漏斗 (2)BD (3)防止FeCl3水解 (4)溶液变为红色 (5)FeCl3·6H2O＋6SOCl2 eq \(=====,\s\up7(△)) FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑ (6)SO2 先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明是SO2将Fe3＋还原
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
序号
1
2
3
标准溶液用量/mL
2.715
2.905
2.725