2026年高考化学总复习备课课件 第4讲 Fe3+、Fe2+的性质与检验 铁及其化合物的转化

这是一份2026年高考化学总复习备课课件 第4讲 Fe3+、Fe2+的性质与检验 铁及其化合物的转化，共60页。PPT课件主要包含了课时要求，CONTENTS，体验真题感悟高考，分层训练提升等级，知识梳理，知能通关，Fe3+的性质，Fe2O3，FeOH3，Fe2+的性质等内容，欢迎下载使用。
1.掌握铁盐和亚铁盐的主要性质,了解这些物质在生产、生活中的应用;2.了解通过化学反应可以探索物质的性质、实现铁及其化合物的转化。
考点一　Fe3+、Fe2+的性质与检验
考点二　铁及其化合物的转化关系
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
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
(1)氧化性和还原性含有Fe2+的溶液,呈　　　　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　　　　　　　　　　　　　　。 ②还原性:Fe2+与Cl2反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 (2)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　　　　　　来防止氧化。 
Fe2++Zn===Zn2++Fe
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入一定量铁粉和铜粉的混合物。(1)从氧化还原角度分析,氧化性:CuCl2　　　　(填“>”或“Br2>Fe3+>Cu2+>Fe2+还原性:S2->I->Fe2+>Br->Cl-
(1)完成下列Fe3+→Fe2+转化反应的离子方程式:①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②将FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液,溶液变蓝:　　　　　　　　　　　　　　。 ③三价铁盐腐蚀印刷电路铜板:　　　　　　　　　　　　　　　 。 ④SO2通入FeCl3溶液中,溶液变为浅绿色:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
H2S+2Fe3+===S↓+2Fe2++2H+
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
(2)完成下列Fe2+→Fe3+转化反应的离子方程式:①FeCl2酸性溶液中滴加H2O2,溶液颜色加深:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③将FeCl2溶液滴入稀HNO3中,有无色气体放出:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(3)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+AB段铁元素以　　　　形式存在。 BC段铁元素以　　　　形式存在。 CD段铁元素以　　　　形式存在。 ②AB段与BC段所需Fe的质量比为　　　　。 
1.已知A为常见的金属单质,根据下图所示的关系:
下列说法正确的是(　　)A.A为Fe,B为FeOB.C→D溶液的颜色变化:由浅绿色到黄色C.④的离子方程式:Fe+Fe3+===2Fe2+D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
解析　根据题中信息“红褐色固体F”,就可迅速得出F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,“黑色晶体”B为Fe3O4,继而推出C为亚铁盐,D为铁盐,E为Fe(OH)2。A.A为Fe,B为Fe3O4,故A错误;B.C为亚铁盐,D为铁盐,则C→D溶液的颜色变化:由浅绿色到黄色,故B正确;C.④是氯化亚铁变为氯化铁,其离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故C错误;D.⑤是氯化铁变为氯化亚铁,其离子方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+,故D错误。
2.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:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
2Fe3++Fe===3Fe2+
加入氯水(或通入Cl2)
2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+
Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
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
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　　　　　　　　　　　　。
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+2H+===Fe2++H2↑
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+
体验真题 感悟高考
1.(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质,下列推测不合理的是(　　)
A.与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2OB.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC.溶于氢碘酸(HI),再加CCl4萃取,有机层呈紫红色D.在空气中,与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
解析　已知化合物FeO(OCH3)中CH3O-带一个单位负电荷,化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价,故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O,反应原理为FeO(OCH3)+3HCl===FeCl3+H2O+CH3OH,A不合题意;化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价,C为-2价,若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O,则不符合电子守恒和原子守恒规律,即不可能生成FeO、CO2、H2O,B符合题意;化合物FeO(OCH3)中Fe为+3价,故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2,反应原理为2FeO(OCH3)+6HI===2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH,再加CCl4萃取,有机层呈紫红色,C不合题意;化合物FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O,其中Fe2O3为碱性氧化物,与酸性氧化物SiO2二者高温反应能生成Fe2(SiO3)3,D不合题意。
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)。
解析　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;在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象分析可知,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,生成亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,生成蓝色沉淀,故B正确;实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度的FeCl3溶液,根据现象分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应的速率快,故C正确;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,因实验证据不足,不能说明亚硫酸根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·天津卷)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法,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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,加快反应速率
K3[Fe(CN)6]溶液
2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
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
解析　(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全,由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡,因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,加快反应速率。(2)操作①是过滤,所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有玻璃棒、漏斗。(3)亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,因此检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。(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,先是铁和铁离子反应生成亚铁离子,再是亚铁离子被氯气氧化为铁离子,此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++ 2Cl-。(5)操作②是氯化铁溶液到FeCl3·6H2O晶体,由于铁离子加热时要发生水解生成氢氧化铁,因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解,其操作过程为在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)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·H2Ob.CuSO4·5H2Oc.Na2S2O3·5H2O
吸收SO2、HCl等尾气,防止污染空气
碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用
解析　(6)根据图中信息得到仪器A的名称为球形冷凝管,由于SOCl2沸点为77 ℃,为充分利用SOCl2,不能使其逸出,因此球形冷凝管的作用为冷凝回流SOCl2。由于二氧化硫、HCl会逸出污染环境,因此NaOH溶液的作用是吸收SO2、HCl等尾气,防止污染空气。(7)无水CaCl2的作用是防止烧杯中的水蒸气进入圆底烧瓶,干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,原因是碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用。(8)根据装置图信息,该装置可以用于制取能水解的盐酸盐晶体,由结晶水合物制备无水盐,适宜使用题述方法的是a。
分层训练 提升等级
基础落实选择题只有1个选项符合题意1.要证明某久置的FeSO4溶液中是否还含有Fe2+,以下最适合的试剂是(　　)
A.KSCN溶液B.BaCl2溶液C.酸性KMnO4溶液D.KI溶液解析　Fe3+遇KSCN溶液显红色,常用KSCN溶液来检验Fe3+,无法检验Fe2+,故A错误;加入BaCl2溶液,无论是否含有Fe2+,都生成白色沉淀,不能证明是否含有Fe2+,故B错误;加入酸性KMnO4溶液,可氧化Fe2+,酸性KMnO4溶液褪色,能证明含有Fe2+,故C正确;加入KI溶液,Fe3+与I-反应,Fe2+与I-不反应,不能证明是否含有Fe2+,故D错误。
2.要除去氯化铁溶液中少量的氯化亚铁,可行的方法是(　　)
A.滴加KSCN溶液B.通入氯气C.加入适量铜粉并过滤D.加入适量铁粉并过滤解析　KSCN与氯化铁发生反应,不与氯化亚铁反应,A错误;氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁,B正确;铜粉能与氯化铁反应生成氯化亚铁,C错误;铁粉能与氯化铁反应生成氯化亚铁,D错误。
3.(2024·黑龙江双鸭山模拟预测)下列由离子检验有关的实验得出的结论正确的是(　　)
4.已知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+。若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片。下列说法正确的是(　　)
A.Fe3+首先反应,转化为FeB.反应开始时c(Fe2+)一直减小C.Fe3+首先反应,转化为Fe2+D.存在反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu解析　氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里含有Fe3+、Cu2+、Fe2+,氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,锌比铁活泼,加入过量的锌,Fe3+首先反应,生成Fe2+,c(Fe2+) 增大,然后发生反应:Zn+Cu2+===Zn2++Cu,最后发生反应:Zn+Fe2+===Zn2++Fe, c(Fe2+)减小;所以反应开始时,c(Fe2+)增大,然后又减小,故C正确。
5.聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是(　　)
6.(2024·江西二模)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程图如下(所加试剂均过量,部分步骤已省略),下列叙述正确的是(　　)
A.滤液B的溶质主要为氯化铁B.步骤②中发生的反应均为置换反应C.为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子,步骤④反应完成后剩余的H2O2需加热除去D.将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中时,不能产生丁达尔效应
解析　A.滤液B的溶质主要为氯化亚铁,A项错误;B.加入铁粉还原铁离子的反应2Fe3++Fe===3Fe2+不是置换反应,铁单质与过量盐酸的反应,属于置换反应,B项错误;C.为防止H2O2在步骤⑤中继续氧化亚铁离子,需除去剩余H2O2,C项正确;D.超顺磁性纳米Fe3O4平均直径为25 nm,其均匀分散在水中后得到胶体,能产生丁达尔效应,D项错误。
7.摩尔盐是分析化学中重要的基准物质,其化学式可表示为(NH4)2Fe(SO4)2·xH2O。为测定其结晶水含量并进一步探究其在惰性气体氛围中的热分解反应过程,现取一定质量的摩尔盐晶体做热重分析,绘制出如图的热重曲线[已知:(NH4)2SO4分解有N2生成]:
8.铁是人体必需的微量元素之一,某小组设计实验测定菠菜中铁的含量(mg/100 g,即每100 g菠菜中铁元素的质量),实验过程如图所示:
下列说法正确的是(　　)A.灼烧时用到的主要仪器有蒸发皿、三脚架、泥三角、酒精灯B.配制100 mL待测液时,若仰视容量瓶上的刻度线,浓度偏高C.取少量待测液滴加KSCN溶液,溶液变为红色则含有Fe2+D.该菠菜中铁的含量为2 800cV mg/100 g
9.(2024·四川甘孜一模)Ⅰ.铁是目前产量最大,使用最广泛的金属。我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑。
(1)在钢铁厂的生产中,炽热的铁水或钢水注入模具之前,模具必须进行充分的干燥处理,请用化学方程式解释　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)电子工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”腐蚀电路铜板。为了检验反应后所得混合溶液中还有Fe3+,可选择下列试剂中的　　　　(填编号)进行检验,现象是　　　　　　　　。 A.KSCN溶液B.酸性KMnO4溶液C.新制氯水
Ⅱ.一种用Fe2(SO4)3溶液浸取黄铁矿(主要含FeS2和少量难溶杂质)的流程如图所示。(3)FeS2晶体中阴阳离子个数比为　　　　。 (4)“浸取”的过程中,加快浸取的速率的方法有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　(写出两项), 发生的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)“操作”如果在实验室里进行,用到的玻璃仪器为　　　　　　　　　　　。 (6)从“溶液X”中提取绿矾晶体的操作为加入Fe粉后,应先浓缩滤液至　　　　　　　　　　,趁热过滤,取滤液,　　　　　　,过滤、洗涤、干燥。 
将黄铁矿粉碎,适当增加Fe2(SO4)3溶液浓度,适当升温,搅拌
FeS2+2Fe3+===3Fe2++2S
能力提升10.(2024·广东江门一模)实验室用NaHCO3和FeSO4溶液制备碳酸亚铁的装置如图所示(夹持装置已省略),三颈烧瓶中产生白色沉淀及无色气体。下列说法不正确的是(　　)
11.某化学实验小组设计如下实验探究Zn与溶液中Fe3+发生反应的原理。
下列说法错误的是(　　)A.实验Ⅰ说明Fe3+被还原为Fe2+B.可用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2+C.实验Ⅱ发生了置换反应和复分解反应D.实验说明Fe3+、H+与锌的反应与离子浓度有关
解析　实验Ⅰ黄色溶液很快变浅,固体中未检验出铁单质,说明Fe3+被还原为Fe2+,选项A正确;FeCl3溶液中的Cl-也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,会干扰Fe2+的检验,故不能用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2+,选项B错误;向FeCl3溶液中加入过量锌粉,很快有大量气体产生,是FeCl3水解产生的盐酸与锌粉反应产生氯化锌和氢气,反应为置换反应;出现红褐色浑浊,是FeCl3水解生成氢氧化铁,属于复分解反应;产生少量铁单质,是锌置换出铁,属于置换反应,选项C正确;根据实验可知,实验开始时Fe3+浓度较大,先与锌发生氧化还原反应生成氯化锌和氯化亚铁,当Fe3+浓度较低,H+浓度较大时,H+与锌反应生成锌盐和氢气,故实验说明Fe3+、H+与锌的反应与离子浓度有关,选项D正确。
12.高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如图所示方案制备高铁酸钾。下列说法不正确的是(　　)
13.已知三氯化铁的熔点为306 ℃,沸点为315 ℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。
(1)装置的连接顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)饱和食盐水的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
a→g→h→d→e→b→c→f
除去氯气中的氯化氢气体
双氧水将Fe2+氧化成Fe3+,使Fe(SCN)3增多
(4)已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。①取褪色后的溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液无明显变化;第二份滴加试剂X,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化。实验①说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 实验②的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
SCN-发生了反应而不是Fe3+发生了反应
排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能
14.(2022·河北改编)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)。 (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。 
增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(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)。 
NH3·H2O(或NH3)