2025届高中化学全程复习学案全套13铁及其化合物的转化

这是一份2025届高中化学全程复习学案全套13铁及其化合物的转化，共7页。学案主要包含了教考衔接，对点演练等内容，欢迎下载使用。

1. 基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系。
2．能通过实验探究掌握Fe2＋与Fe3＋的相互转化。
类型一 基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系
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物质类别(氧化物、盐、碱)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物质类别之间的转化，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、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
【教考衔接】
典例 [2021·广东卷，10]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。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
听课笔记

【对点演练】
1．[2024·山西霍州一模]元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图为铁及其化合物的价—类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是( )
A．铁与高温水蒸气的反应可实现转化①
B．Fe2＋转化为Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入适量的酸性H2O2溶液
C．由图可预测：高铁酸盐FeO42-)可能具有强氧化性
D．Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀硝酸溶解可实现转化③
2．铁及其重要化合物在日常生活中应用广泛，其之间的部分转化关系如下图所示。
(1)M的化学式为________，物质类别________。
(2)实现①的转化，可选用足量的________(填“稀盐酸”或“NaOH溶液”)。
(3)实现③的转化，可选用下列试剂中的________
A．O2 B．H2 C．H2SO4 D．HNO3
(4)电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘体上的铜箔(Cu)制造印刷电路板。腐蚀后溶液中的阳离子有H＋、Fe3＋、________、________。确认腐蚀后溶液中存在Fe3＋，可选用的试剂为________溶液。
类型二 基于 Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
Fe2＋与Fe3＋相互转化关系如下：
写出下列反应的离子方程式。
(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)将FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)将H2O2滴入酸性FeCl2溶液：______________________________。
(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：。
【教考衔接】
典例 [2024·北京房山区练习]某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。
实验Ⅰ：将Fe3＋转化为Fe2＋
(1)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：
查阅资料：
已知：①SCN－的化学性质与I－相似；
②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2。
Cu2＋与SCN－反应的离子方程式为____________________________________________。
实验Ⅱ：将Fe2＋转化为Fe3＋
(2)用离子方程式解释NO产生的原因______________________________________________。
【对点演练】
1．某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题：
(1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋
实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 ml·L-1 Fe2SO43溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。
①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，____________________________(填操作步骤及现象)，证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与____________________有关。
③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为________________。
④丙组在检验反应后的溶液中是否存在Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加3滴KSCN溶液，结果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，CuSCN为白色固体；ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋
实验步骤及现象：向3 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。
①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑，其目的是________________。
②实验中产生NO的原因为________________________________(用离子方程式表示)。
(3)实验Ⅲ：Fe2＋与Fe3＋相互转化
实验步骤及现象：将SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g，则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体，该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为________。
2．[2024·深圳南山区调研]硫酸亚铁(FeSO4)和硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]都是在生产、生活中有重要用途的亚铁盐，探究其饱和溶液稳定性的实验如下：先分别配制FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2饱和溶液，测定pH分别为4.46、4.22，后续实验如图所示。
实验结果如表：
回答下列问题：
(1)由该实验可以得出两种饱和溶液的稳定性：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，物质的量浓度：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2。
(2)FeSO4饱和溶液需要新配制，若久置会发黄、变浑浊，且pH减小，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)影响溶液中Fe2＋稳定性的因素可提出3种假设。
假设1：NH4+的存在使溶液中Fe2＋稳定性增强。
假设2：________使溶液中Fe2＋稳定性增强。
假设3：H＋浓度增大使溶液中Fe2＋稳定性增强。
假设1的依据是NH4+具有一定的还原性，对Fe2＋有保护作用，判断该观点是否合理并说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
温馨提示：请完成课时作业13
第13讲 铁及其化合物的转化
类型一
突破·关键能力
教考衔接
典例 解析：由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3，e中含有Fe3＋。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FeCl3溶液加入沸水中制得Fe（OH）3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋ eq \(――→,\s\up14(OH－)) Fe（OH）2 eq \(――→,\s\up14(O2),\s\d5(H2O)) Fe（OH）3 eq \(――→,\s\up14(H＋)) Fe3＋ eq \(――→,\s\up14(Fe)) Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。
答案：C
对点演练
1．解析：Fe在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，不能发生转化①，故A错误；Fe2＋转化为Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入适量的酸性H2O2溶液，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋，故B正确；由图可预测：高铁酸盐（FeO42-）可能具有强氧化性，高铁酸盐中Fe为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒等，故C正确；Fe（OH）3加热可实现转化⑥分解生成三氧化二铁，加稀硝酸溶解生成硝酸铁，可实现转化③，故D正确。
答案：A
2．解析：（1）M的化学式为Fe（OH）3，物质类别是碱；（2）铁与稀盐酸反应可生成亚铁离子，该转化的离子反应方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；（3）氢氧化亚铁到氢氧化铁需要氧化剂，可选氧气，稀硝酸也有氧化性，但是氢氧化铁与稀硝酸反应，故选A；（4）FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘体上的铜箔反应的化学反应方程式为： Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，腐蚀后溶液中的阳离子有H＋、Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，为了验证有铁离子存在，可选用试剂为KSCN溶液。
答案：（1）Fe（OH）3 碱 （2）稀盐酸 （3）A （4）Cu2＋ Fe2＋ KSCN
类型二
夯实·必备知识
（4）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
（5）3Fe2＋＋4H＋＋NO3-===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
突破·关键能力
教考衔接
典例 解析：（1）由反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，铜粉过量，可知得到的溶液中Fe2＋浓度为0.2 ml·L－1，Cu2＋为0.1 ml·L－1，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液，验证白色沉淀是由Cu2＋还是由Fe2＋和SCN－反应生成的；由已知：①SCN－的化学性质与I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2可知，Cu2＋与SCN－反应生成CuSCN沉淀，同时生成（SCN）2，反应的离子方程式为：2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋（SCN）2。（2）Fe2＋具有还原性，酸性条件下NO3-具有强氧化性，二者反应生成Fe3＋、NO与水，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO3-===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
答案：（1）0.1 4 mL 0.2 ml·L－1 FeSO4溶液 向其中滴加3滴0.1 ml·L－1 KSCN溶液 2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋（SCN）2
（2）3Fe2＋＋4H＋＋NO3-===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
对点演练
1．解析：（1）①检验Fe2＋的方法为取少量反应后的溶液于试管中，加入几滴K3[Fe（CN）6]溶液，若出现蓝色沉淀，则证明存在Fe2＋；三组实验中铜粉均溶解，溶液黄色变浅或褪去，均发生反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。②对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量，乙组相比丙组阴离子不同，乙组加入蒸馏水后出现白色沉淀，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与铜粉的量和阴离子的种类有关。③加入饱和NaCl溶液引入Cl－，产生与乙组相同的阴离子，可能出现白色沉淀。④由已知信息，SCN－与Cu2＋的反应类比I－与Cu2＋的反应，可得离子方程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN（白色）↓＋（SCN）2。（2）②Fe2＋被加入的稀硝酸氧化为Fe3＋，稀硝酸被还原为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋NO3-＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。（3）由滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀，可知具有还原性的SO2通入Fe（NO3）3溶液中发生的氧化反应为SO2→SO42-，白色沉淀为BaSO4，溶液由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋被还原为Fe2＋，但立即又变棕黄色，说明生成的Fe2＋又被氧化为Fe3＋，整个过程相当于NO3-发生还原反应：NO3-→NO，根据得失电子守恒，SO2失去电子数等于NO3-得到电子数，SO2～BaSO4～2e－，NO3-～NO～3e－，n（BaSO4）＝0.03 ml，n（e－）＝0.06 ml，n（NO）＝0.02 ml，则标准状况下V（NO）＝0.448 L。
答案：（1）①加入几滴K3[Fe（CN）6]溶液，均出现蓝色沉淀 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ ②铜粉的量、阴离子的种类 ③有白色沉淀生成 ④2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN（白色）↓＋（SCN）2
（2）①防止Fe2＋被氧化 ②3Fe2＋＋NO3-＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O （3）0.448 L
2．解析：（1）由对该实验进行的分析可以得出，FeSO4先变色，则表明稳定性差，所以两种饱和溶液的稳定性：FeSO4小于（NH4）2Fe（SO4）2；由溶液的颜色可以看出，物质的量浓度：FeSO4大于（NH4）2Fe（SO4）2。（2）FeSO4饱和溶液需要新配制，若久置会发黄、变浑浊，表明生成Fe（OH）3沉淀，pH减小，表明生成H＋，所以发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋8H＋。（3）比较FeSO4和（NH4）2Fe（SO4）2的电离产物，可得出影响溶液中Fe2＋稳定性可能因素为NH4+、SO42-浓度和pH，从而得出假设2：SO42-浓度增大使溶液中Fe2＋稳定性增强。假设1的依据是NH4+具有一定的还原性，对Fe2＋有保护作用，可从硫酸亚铁和硫酸铵的还原性进行分析，从而得出该观点不合理，理由是：硫酸亚铁溶液易被氧化变质，硫酸铵溶液则不易被氧化，铵离子的还原性弱，不能保护亚铁离子。
答案：（1）小于 大于
（2）4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋8H＋
（3）SO42-浓度增大 不合理，硫酸亚铁溶液易被氧化变质，硫酸铵溶液则不易被氧化，铵离子的还原性弱，不能保护亚铁离子
实验方案
现象
结论
步骤1：取4 mL________ml·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 ml·L－1 KSCN溶液
产生白色沉淀
CuSO4溶液与KSCN溶液反应产生了白色沉淀
步骤2：取________，________。
无明显现象
实验方案
现象
向3 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL稀硝酸
溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色
硫酸亚铁和硫酸亚铁铵饱和溶液稳定性对比实验研究
溶质
0 min
1 min
15 min
60 min
3 h
5 h
24 h
FeSO4
淡淡的
桔黄色
桔红色
红色
红色
深红
深红
深红
(NH4)2Fe(SO4)2
几乎无色
米色
米色
浅黄
黄色
桔红
桔红