人教版高考化学一轮复习讲义第4章第13讲　铁盐、亚铁盐　铁及其化合物的转化（2份打包，原卷版+教师版）

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考点一 Fe2＋、Fe3＋的性质与检验
1．铁盐
(1)常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等。
(2)含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、H2S反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋、2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
(3)Fe3＋易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
①用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。
②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。
③FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为Fe2O3。
④Fe3＋与HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)混合时都会得到Fe(OH)3沉淀。
2．亚铁盐
(1)FeSO4·7H2O呈绿色，俗称绿矾。
(2)含有Fe2＋的溶液，呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。
②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(3)Fe2＋在酸性介质中比较稳定，因而保存亚铁盐溶液时，应加入一定量的酸，同时放入少量铁屑(钉)来防止氧化。
3．高铁酸钾(K2FeO4)
暗紫色晶体，其中Fe为＋6价，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＋和Fe3＋的检验
(1)
(2)
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
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溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
1．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( )
2．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SOeq \\al(2－,4)( )
3．Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2( )
4．将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO3)2晶体已氧化变质( )
5．向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋( )
答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×
一、铁盐、亚铁盐的性质
1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是( )
A．采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体
B．保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解
C．25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3)、Fe2＋可以大量共存
D．FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性
答案 D
解析 加热促进Fe3＋的水解，且生成HCl易挥发，采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法不能制备FeCl3固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、NOeq \\al(－,3)、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表现还原性，故D正确。
2．(2023·厦门模拟)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是( )
答案 A
解析 FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。A项，加入FeCl3固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，错误；B项，加入等体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，正确；C项，加入Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，正确；D项，加热，促进水解，说明水解是吸热反应，正确。
二、应用Fe3＋、Fe2＋的性质除杂
3．除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：______________，离子方程式：_____________________________。
(2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：______________，离子方程式：______________________________。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：__________，离子方程式：____________________________。
(4)FeCl2(Cu2＋)，除杂方法：______________，离子方程式：_____________________________。
(5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：__________________________________________________。
答案 (1)加入过量铁粉 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)加入氯水(或通入Cl2) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)滴加H2O2 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋
(4)加入过量铁粉，过滤 Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(5)先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤
三、Fe2＋和Fe3＋的检验实验方案设计
4．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案 C
解析 A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。
5．设计简单实验，证明Fe3O4中含有＋2、＋3两种价态的铁元素(提供的试剂有Fe3O4粉末、浓、稀硫酸、硝酸、盐酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液)。
答案 取固体粉末溶于适量稀硫酸，将溶液分成两份，一份滴加KSCN溶液，溶液变红，证明含有Fe3＋，另一份滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去，证明含Fe2＋。
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)。
考点二 铁及其重要化合物的转化关系
1．铁及其化合物的“价—类”二维转化
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、不同物质类别(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)纵向变化体现了不同价态、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)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化
Fe2＋eq \(,\s\up7(①Cl2、②NO\\al(－,3)、H＋、③H2O2、H＋、④MnO\\al(－,4)、H＋),\s\d5(⑤Fe、⑥Cu、⑦H2S))Fe3＋
①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
②3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；
③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；
④5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；
⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；
⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
一、过量铁对氧化产物的影响
1．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。
(1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。
a．Fe3＋ b．Fe2＋ c．Fe、Fe2＋ d．Fe2＋、Fe3＋
①AB段铁元素以________形式存在。
②BC段铁元素以________形式存在。
③CD段铁元素以________形式存在。
(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为_______________________________________________。
答案 (1)①a ②d ③c (2)2∶1
解析 在一定量的稀HNO3中缓慢加入铁粉，开始时发生反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，此时铁元素在溶液中以Fe3＋形式存在，在B点时，硝酸恰好反应完全；继续加铁粉，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，此时溶液中Fe2＋的量逐渐增多，Fe3＋的量逐渐减少；在C点时，溶液中的Fe3＋恰好完全反应，此时继续加入的铁粉不再反应，溶液中的Fe2＋的量不再增多。设AB段消耗a ml Fe，生成a ml Fe3＋，根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知BC段需要消耗eq \f(1,2)a ml Fe，则AB段与BC段所需Fe的质量比为2∶1。
2．向含有1 ml HNO3和1 ml H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是( )
A．a表示Fe3＋的关系曲线
B．n1＝0.75
C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 ml
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
答案 C
解析 该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 ml H＋参加反应，消耗0.75 ml铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 ml，C不正确；P点剩余0.45 ml Fe3＋，消耗0.225 ml铜，质量为14.4 g，D正确。
二、铁盐、亚铁盐的制备
3．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，其流程如下：
(1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为_____________________________________。
(3)若检验溶液B中不存在Fe3＋，可选择的方法是____________________________________。
(4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是_______________________________________。
答案 (1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3＋ (4)防止被空气氧化
4．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S气体。
经查阅资料得知，无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
①检查装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作应该是________________________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有________(填步骤序号)。
(4)装置B中冷水浴的作用为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：________________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
(6)FeCl3溶液与H2S气体反应的离子方程式为_______________________________________。
答案 (1)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3
(2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3)②⑤
(4)冷凝、收集氯化铁 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
(5)
(6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
三、陌生含铁物质的制备
5．以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁{[Fe2(OH)x(SO4)y]n}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是( )
已知：赤泥液的主要成分为Na2CO3。
A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO2
B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关
C．在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变大
D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤
答案 B
解析 高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)焙烧时，FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，并用赤泥液吸收生成的SO2；焙烧后，Al2O3、Fe2O3、SiO2、硫酸盐进入“碱浸”步骤，Al2O3、SiO2溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理获得明矾，滤渣主要是Fe2O3，酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主要有Fe2(SO4)3，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁，据此解答。聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与Fe3＋具有氧化性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，碱性增强，x变大，故C正确；由上述分析可知，从“滤液”到“明矾”的过程中，由于碱浸造成二氧化硅溶于氢氧化钾，滤液中含硅酸盐，需要进行“除硅”步骤，故D正确。
6．(2023·天津模拟)Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置，制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。
Ⅰ.制取Na2FeO4
(1)仪器D的名称为__________。洗气瓶B中盛有的试剂为__________。实验开始，先打开分液漏斗__________(填“A”或“C”)的活塞。
(2)写出大试管中发生反应的离子方程式：___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、_________________
_______________________________________________________________________________。
Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力
(4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 ml·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为COeq \\al(2－,3)和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。
①配制0.2 ml·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有______________(填字母)。
②计算NaCN溶液中CN－的去除率为______。
答案 (1)球形干燥管 饱和食盐水 C
(2)2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(3)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O (4)①ADEF ②90%
解析 (1)仪器D为球形干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体中的氯化氢；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，然后再通入Cl2，所以先打开分液漏斗C的活塞。(3)结合化合价升降相等、原子守恒、电荷守恒可写出制取Na2FeO4的离子方程式：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O。(4)①溶液配制需要胶头滴管、烧杯、50 mL容量瓶、玻璃棒。②n(BaCO3)＝eq \f(0.354 6 g,197 g·ml－1)＝0.001 8 ml，所以CN－的去除率为eq \f(0.001 8 ml,0.2×10×10－3 ml)×100%＝90%。
1．(2023·浙江6月选考，3)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
答案 A
解析 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻覆铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确。
2．下列有关判断错误的是________(填字母)。
A．铁与碘反应易生成碘化铁(2022·浙江1月选考，9A)
B．FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色(2022·海南，6C)
C．已知金属性：Fe>Cu，可推理出氧化性：Fe3＋D．FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀：2Fe2＋＋H2O2＋4H2O===2Fe(OH)3↓＋4H＋(2022·湖南，11C)
E．探究Fe2＋具有还原性：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(2022·江苏，11A)
答案 ABCD
3．(2021·广东，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
答案 C
解析 图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2eq \(――→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)2eq \(―――→,\s\up7(O2、H2O))Fe(OH)3eq \(――→,\s\up7(稀盐酸))FeCl3eq \(――→,\s\up7(Fe))FeCl2，故D不选。
4．(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室的制备方法，回答下列问题：
Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备
制备流程图如下：
(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____________________________________________________________________。
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3
将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2eq \(=====,\s\up7(△))FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。
(6)仪器A的名称为__________，其作用为____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
NaOH溶液的作用是_____________________________________________________________。
(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是______________________________________。
(8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是__________(填序号)。
a．ZnCl2·H2O b．CuSO4·5H2O
c．Na2S2O3·5H2O
答案 (1)不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 (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、干燥得到FeCl3·6H2O晶体 (6)球形冷凝管 冷凝回流SOCl2 吸收SO2、HCl等尾气，防止污染 (7)碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用 (8)a
课时精练
1．(2023·大连模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是( )
A．可用于制净水剂
B．溶于水形成无色溶液
C．在干燥空气中稳定存在
D．在空气中加热转化为Fe3O4
答案 A
解析 FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A正确；溶于水形成FeSO4溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误；FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误；FeSO4·7H2O中Fe为＋2价，在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3，故D错误。
2．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜
B．FeCl3有氧化性，可用于净水
C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料
D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒
答案 C
解析 铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，故不选A；FeCl3可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，故不选B；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，故不选D。
3．下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是( )
A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜
B．FeCl3溶液滴在淀粉-KI试纸上，试纸变为蓝色
C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为红色
D．向FeCl3溶液中滴加适量Na2S溶液，出现淡黄色浑浊，溶液变成浅绿色
答案 C
解析 A项中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；D项中S2－＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋，这三项中的反应，铁元素的化合价均降低，Fe3＋均表现氧化性；只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不能证明Fe3＋具有氧化性。
4．下列离子方程式书写正确的是( )
A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋===Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋===Fe3＋＋2Cl－
C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋===2Fe＋3Cu2＋
D．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
答案 D
解析 铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A错误；氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，故B错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，故C错误。
5．(2023·太原模拟)将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓。则下列叙述错误的是( )
A．Fe3＋在酸性环境中氧化性较强
B．S2－在碱性环境中还原性较强
C．相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大
D．向FeCl3溶液中通入H2S，有硫析出
答案 B
解析 FeCl3溶液中Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，且将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，由此看出Fe3＋在酸性环境中氧化性较强，故A正确；Na2S溶液中S2－水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)、HS－＋H2OH2S＋OH－(少量)，将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，没有生成硫单质，S2－在碱性环境中还原性较弱，故B错误；由于将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，不生成Fe(OH)3，说明相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大，故C正确；向FeCl3溶液中通入H2S，硫离子被铁离子氧化成硫单质，有硫析出，故D正确。
6．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )
A．只有④ B．只有③
C．③和④均错 D．全部错误
答案 C
解析 实验③中，Fe3＋与CuSO4溶液不反应，溶液应变为绿色；实验④与Fe3＋的性质无关。
7．(2023·安徽六安一模)某同学用含有铁锈(主要成分为Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检查)，下列推断不合理的是( )
A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋
C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
答案 B
解析 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。
8．下列除杂的操作不正确的是( )
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
答案 C
解析 Mg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，过滤可分离，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，过滤可达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；H2O2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，加CuO可促进铁离子水解转化成Fe(OH)3沉淀，过滤可分离，D正确。
9．常温时，pH对一定浓度的FeSO4溶液稳定性的影响如图所示，下列分析不合理的是( )
A．pH越小，越有利于Fe2＋存在于溶液中
B．pH在3.0～5.5，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大
C．pH＝6时，通入一定量的氯气，溶液酸性增强，有利于Fe2＋存在于溶液中
D．保持溶液的pH始终为6.5时，可能发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋
答案 C
解析 pH越小，Fe2＋被氧化的损耗量越小，越有利于Fe2＋的存在，A正确；pH在3.0～5.5，Fe2＋被氧化的损耗量几乎不变，说明pH在3.0～5.5，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大，B正确；pH＝6时，通入一定量的氯气，部分氯气与水反应，溶液酸性增强，同时Cl2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，不利于Fe2＋的存在，C错误；保持溶液的pH始终为6.5，Fe2＋开始被氧化，该过程可能为Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3，总反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋，D正确。
10．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如图所示。下列说法正确的是( )
A．只用KSCN溶液不可以检验FeSO4是否变质
B．制纳米Fe3O4时通入的O2需过量
C．制FeCO3时应将饱和Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应
答案 C
解析 若FeSO4变质，其中含有Fe3＋，遇KSCN溶液会变为红色，可据此检验是否变质，A错误；四氧化三铁中铁元素化合价为＋2价、＋3价，是部分Fe2＋被氧化，应通入适量O2，不宜过量，B错误；制FeCO3时，应将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中，避免生成氢氧化亚铁沉淀，C正确；生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应过程中无元素化合价的变化，因此该反应不是氧化还原反应，D错误。
11．向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 ml的混合溶液中加入0.1 ml Fe，充分搅拌后Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 ml Ag。下列结论错误的是( )
A．氧化性：Zn2＋＞Cu2＋＞Fe3＋＞Ag＋
B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋
C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2
D．1 ml Fe可还原2 ml Fe3＋
答案 A
解析 由题意知铁离子、银离子均被还原，氧化性：Zn2＋＜Cu2＋＜Fe3＋＜Ag＋，A错误、B正确；Fe先还原Ag＋，发生的反应为2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，所以n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝(0.05＋0.15) ml∶0.1 ml＝2∶1，C正确；由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，1 ml Fe恰好还原2 ml Fe3＋，D正确。
12．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图流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)：
已知：氯化亚砜()熔点：－101 ℃，沸点：76 ℃，易水解。
下列有关说法不正确的是( )
A．操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗
B．反应D→E的化学方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2eq \(=====,\s\up7(△))FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑
C．该制备流程中试剂B可选用高锰酸钾溶液或稀硝酸
D．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，其原因可能是生成的SO2将Fe3＋还原成Fe2＋，为了验证是SO2将Fe3＋还原应进行的实验操作和现象是：取样溶解后，先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀
答案 C
解析 操作①是过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，故A正确；该流程中试剂B的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋，酸性高锰酸钾溶液和稀硝酸都可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，但都会引入新杂质，故C错误；由D→E的化学方程式可知反应中生成的二氧化硫可将氯化铁还原为氯化亚铁，若是SO2作还原剂，则氧化产物为硫酸盐，故取样溶解后，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则可证明二氧化硫将Fe3＋还原，故D正确。
13．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___________________________________________________________。
(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 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________(填离子符号，下同)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________，由此可以证明该氧化还原反应为________。
(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)。
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
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＋被空气氧化。(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，一定含有Fe2＋，则实验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＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
14．(2022·河北，15)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，下同)，滤渣①的主要成分为__________。
(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)。
答案 (1)Fe2O3和SiO2 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＋8H2Oeq \(=====,\s\up7(△))15FeSO4＋8H2SO4 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5)＋2 6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClOeq \\al(－,3)＋6H＋eq \(=====,\s\up7(△))6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NHeq \\al(＋,4)
(6)H2O2 NH3·H2O
解析 已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应为4FeS2＋11O2eq \(=====,\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，反应为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SOeq \\al(2－,4)，反应为14Fe3＋＋FeS2＋8H2Oeq \(=====,\s\up7(△))15Fe2＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到FeSO4晶体和母液，母液中主要含有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，反应原理为Fe2＋＋2NHeq \\al(＋,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，反应为6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClOeq \\al(－,3)＋6H＋eq \(=====,\s\up7(△))6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NHeq \\al(＋,4)，过滤、洗涤、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。
选项
实验
现象
解释或结论
A
加入FeCl3固体
溶液变成红褐色
FeCl3的水解程度变大
B
加入等体积水
溶液颜色变浅
c(Fe3＋)变小
C
加入足量Fe粉
溶液颜色变浅绿色
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
D
将FeCl3溶液微热
溶液变成红褐色
水解反应ΔH＞0