新高考化学一轮复习考点讲义+练习第3章第02讲 铁及其重要化合物（复习讲义）（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习考点讲义+练习第3章第02讲 铁及其重要化合物（复习讲义）（2份，原卷版+解析版）
02 \l "_Tc7022" 体系构建·思维可视
03 \l "_Tc306" 核心突破·靶向攻坚
\l "_Tc23645" 考点一 物质的组成与分类
\l "_Tc8741" 知识点1 铁
\l "_Tc5345" 知识点2 铁的重要氧化物
\l "_Tc5345" 知识点3 铁的氢氧化物
\l "_Tc21155" 考向1 考查铁及其化合物的性质与应用
\l "_Tc28902" 考向2 考查氢氧化亚铁的制备
【思维建模】Fe(OH)2制备的三种思维方法
\l "_Tc28902" 考向3 考查铁及其化合物的有关计算
【思维建模】数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物
\l "_Tc818" 考点二 铁及其化合物的转化及应用
\l "_Tc1236" 知识点1 亚铁盐的性质及应用 PAGEREF _Tc1236 \h 13
\l "_Tc3069" 知识点2 铁盐的性质及应用 PAGEREF _Tc3069 \h 13
\l "_Tc23650" 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 PAGEREF _Tc23650 \h 14
\l "_Tc24771" 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 PAGEREF _Tc24771 \h 15
\l "_Tc15713" 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验
\l "_Tc19189" 考向2 考查“铁三角”的转化及应用
\l "_Tc19189" 考向3 考查铁元素的“价—类”二维图
\l "_Tc21981" 考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系
\l "_Tc22970" 04 \l "_Tc24080" 真题溯源·考向感知

考点一 铁及其重要化合物
\l "_Tc25045" 知识点1 铁
1．存在及位置
(1)游离态：铁在自然界中可以以单质的形态存在于陨铁中。
(2)化合态：铁主要以化合物的形态存在，主要以+2价和+3价存在于矿石中，如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)等。。
(3)含量：铁元素在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
(4)核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，价电子排布式：3d64s2。
(5)原子结构示意图：
2．铁的物理性质
3．铁的化学性质
(1)化学性质
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
得分速记
(1)Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
(2)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。
(3)Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。
(4)Fe与在少量Cl2中燃烧不能生成FeCl2，因为FeCl3和Fe必须在溶液中才能反应。所以无论Cl2是过量还是少量，Fe与Cl2反应只生成FeCl3。
(5)Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。
(6)在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。
4．铁的冶炼
(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
(2)设备：高炉。
(3)主要反应：
①还原剂的生成：C＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))CO2，CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO；
②铁的生成：Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。
\l "_Tc16775" 知识点2 铁的氧化物
得分速记
(1)Fe3O4是一种混合价态的氧化物，可以写成FeO·Fe2O3形式，具有FeO和Fe2O3的双重性质，但它不是一种混合物，而是纯净物。
(2)铁的三种氧化物中只有Fe3O4不是碱性氧化物。
(3)Fe3O4和FeO含+2价的铁，是一种还原性氧化物，与氧化性酸发生氧化还原反应生成Fe3+。
(4)Fe3O4和Fe2O3含+3价的铁，是一种氧化性氧化物，与还原性酸发生氧化还原反应生成Fe2+。
\l "_Tc16775" 知识点3 铁的氢氧化物
1．铁的氢氧化物
得分速记
①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。
②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。
2．铁的氢氧化物的制法
得分速记
防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。
(4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。
(5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。
常见的制备Fe(OH)2的装置：
\l "_Tc17630" 考向1 考查铁及其化合物的性质与应用
例1铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质
C．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色涂料
D．难溶于水，可用于除去废水中Cu2+、Hg2+
【答案】A
【解析】A项，铁粉具有还原性，能与空气中的氧气反应，可用于食品袋中的抗氧化剂，延长食品的保质期，故A正确；B项，氯化铁具有水解性，在溶液中水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的目的，则氯化铁用于除去水中悬浮杂质与氧化性无关，故B错误；C项，氧化铁是红棕色粉末，常用于制作红色涂料，则氧化铁用于制作红色涂料与氧化铁能与盐酸反应无关，故C错误；D项，硫化亚铁的溶解度大于硫化铜、硫化汞，常用于除去废水中的铜离子和汞离子，则硫化亚铁用于除去废水中的铜离子和汞离子与硫化亚铁难溶于水无关，故D错误；故选A。
【变式训练1·变载体】颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，用途很广泛。下列说法不正确的是( )
A．“纳米铁”在一定的溶剂中可以发生丁达尔效应
B．“纳米铁”处理硝态氮生成N2的过程中作还原剂
C．“纳米铁”与水蒸气在高温下反应生成红棕色粉末
D．“纳米铁”可在氩气氛围中保存
【答案】C
【解析】A项，“纳米铁”颗粒大小为1~100nm，与胶体粒子大小相近，“纳米铁”在一定的溶剂中形成的分散系属于胶体，可以发生丁达尔效应，故A正确；B项，硝酸根生成氮气，N化合价降低，“纳米铁”中Fe为0价，在反应中化合价升高，为还原剂，故B正确；C项，“纳米铁”中Fe为0价，Fe与水蒸气在高温条件下生成黑色四氧化三铁，故C错误；D项，铁易被氧化，可在氩气氛围中保存，故D正确；故答案为C。
【变式训练2·变题型】还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是
A．铁与水蒸气反应：2Fe＋3H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe2O43＋3H2
B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成
C．向溶液a中滴加溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应
D．向溶液b中滴加溶液，溶液变红，证实了固体中含有Fe2O3
【答案】B
【解析】A项，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，故A错误；B项，肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，还不能说明是氢气，故B正确；C项，若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，不能确定二价铁离子来自铁粉还是Fe3O4，故C错误；D项，若滴加KSCN溶液后变红色，说明含三价铁离子，黑色固体有Fe3O4也能产生三价铁离子，故D错误。故选B。
【变式训练3·变考法】(2025·浙江宁波选考模拟预测)铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性：Fe3+＞SO2
B．转化②中每生成0.1 mlFe3O4，转移的电子数为0.9NA
C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2
D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2
【答案】A
【解析】Fe与盐酸反应得到FeCl2，与Cl2反应得到FeCl3，FeCl2与FeCl3二者可以相互转化，二者的混合物与NaOH在一定条件下反应得到Fe3O4，Fe与水蒸气或氧气反应也能得到Fe3O4。A项，氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，FeCl3溶液中通入SO2可生成FeCl2，FeCl3为氧化剂，SO2为还原剂，说明氧化性：Fe3+＞SO2，A正确；B项，Fe与O2或水蒸气反应生成Fe3O4，生成1mlFe3O4转移8ml电子，每生成0.1 mlFe3O4，转移的电子数为0.8NA，B错误；C项，转化③的化学方程式为：2FeCl3+FeCl2+8NaOHFe3O4+8NaCl+4H2O，转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2∶1，C错误；D项，Fe与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为：2Fe+3Cl22FeCl3，无论Fe过量还是少量，Fe在氯气中燃烧都生成FeCl3，D错误；故选A。
\l "_Tc16322" 考向2 考查氢氧化亚铁的制备
例2一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是( )
A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸
B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液
C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽
D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气
【答案】D
【解析】实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁。A项，FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；B项，实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；C项，烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；D项，氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误；选D。
思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法
(1)有机层覆盖法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。
图1 图2 图3
(2)还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。
(3)电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。
【变式训练1·变题型】关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是( )
A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液
B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹
C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
D．装置④中的苯是为了隔绝氧气
【答案】C
【解析】A项，装置①先加入稀硫酸，发生Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，后加入氢氧化钠溶液，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4，故A正确；B项，装置②先打开止水夹a，产生的H2将空气排出，待氢气充满试管B后再关闭止水夹，产生的H2将反应混合液压入NaOH溶液中，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4，故B正确；C项，装置③中的阳极反应为：Fe-2e-=Fe2＋，故C错误；D项，苯的密度小，浮在水溶液之上，装置④中的苯能将溶液与氧气隔绝，故D正确；故选C。
【变式训练2·变考法】【变式训练1】(23-24高三上·湖南邵阳·阶段考试)某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是( )
A．仪器1中应该盛放稀硫酸
B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态
【答案】C
【解析】用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启A、C；利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。A项，此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；B．打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；C项，反应一段时间后，可在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；D项，本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确；故合理选项是C。
【知识拓展与实验创新】【变式训练3】醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是__________，仪器a的名称是___________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为____________________________。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________________________________。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点：__________________________________________________。
【答案】(1)除去水中溶解的氧气 分液漏斗
(2)①Zn ＋ 2Cr3＋===Zn2＋ ＋ 2Cr2＋ ②排尽装置c中的空气
(3)冷却结晶 过滤
(4)敞开体系，醋酸亚铬会与空气接触，且缺少氢气的处理装置
【解析】醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂，说明亚铬离子具有强还原性，易与氧气反应，则制备实验中应避免接触氧气，实验时，将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3，盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化，且发生Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋，可观察到c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，打开K3，关闭K1和K2，c中压强增大，可使亮蓝色溶液流入d，可生成醋酸亚铬砖红色沉淀。
(1)为避免亚铬离子被氧化，应除去水中的溶解氧，实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是除去水中溶解的氧气。
(2)①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明生成亚铬离子，该反应的离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。
②盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中压强增大，c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
考向3 考查铁及其化合物的有关计算
例3铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是
A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多
B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物
C．硝酸溶液与一定量的铁粉完全反应，得到标况下的体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为
D．硝酸浓度为时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为
【答案】C
【解析】A项，由图可知，硝酸的浓度越小，其还原产物铵根离子含量越大，故氮的价态越低的成分越多，故A正确；B项，由图可知，硝酸与铁反应往往同时生成铵根离子、一氧化氮、二氧化氮、氮气、一氧化二氮中的多种还原产物，故B正确；C项，标况下的体2.24L，则生成气体0.1ml，但是不确定气体中具体物质种类，故不能计算参加反应的硝酸的物质的量，故C错误；D项，硝酸浓度为时，反应生成三价铁、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物质的量比为10：6：2，假设NO、NO2、N2O的物质的量分别为10ml、6ml、2ml，根据氮守恒可知，反应氧化剂硝酸为20ml，根据电子守恒可知，反应还原剂铁为(10×3+6×1+2×2×4)ml÷3=，故氧化剂与还原剂的物质的量之比可为，故D正确；故选C。
思维建模 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物
【变式训练1·变载体】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2ml/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是
A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL
【答案】C
【解析】整个过程来看，金属失电子，氧气得电子，金属失电子物质的量=氧气得电子物质的量，2.24L氧气的物质的量为0.1ml，得电子物质的量为0.1ml×2×2=0.4ml，故金属失电子物质的量=0.4ml，沉淀时消耗NaOH物质的量为0.4ml，则V(NaOH)＝0.4ml÷2ml/L＝0.2L＝200mL；故选C。
【变式训练2·变考法】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是
A．所加入硝酸的浓度是4 ml/L
B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜
C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜
D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下)
【答案】D
【解析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，而铜与+3价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2价，不可能被氧化到+3价。由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96克正是铜，得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克，与1.96不相等，说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D错误。
【变式训练3·变题型】向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1ml/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况)的气体。所得溶液中，加入KSCN溶液无血红色出现，那么若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁( )
A．11.2g B．2.8g C．5.6g D．无法确定
【答案】B
【解析】所得溶液中，加入KSCN溶液无红色物质出现，说明溶液中的溶质只有FeCl2。FeCl2中的氯元素来自盐酸，HCl的物质的量为0.1ml，根据氯原子守恒，所以FeCl2的物质的量为0.05ml，其中铁原子物质的量为0.05ml。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到的金属铁的物质的量也为0.05ml，质量为0.05ml×56g/ml=2.8g；故选B。

考点二 铁及其化合物的转化及应用
知识点1 亚铁盐的性质及应用
1．Fe2＋的氧化性和还原性
(1)含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq \\al(－,3)(H＋)等均表现为还原性。
(2)Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(3)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
2．可水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。
知识点2 铁盐的性质及应用
1．氧化性
含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SOeq \\al(2－,3)等均表现为氧化性。
①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq \\al(2－,3)等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
2．易水解
Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
(1)利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(2)利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。
(3)利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常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。
④Fe3＋与HCOeq \\al(－,3)、[Al(OH)4]－、COeq \\al(2－,3)、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
3．特性
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色，含有Fe3＋的盐溶液遇到酚类物质时变成紫色。
知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验
1．Fe3＋的检验
(1)观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋
(2)KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
(4)淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2
(5) = 5 \* GB3 ⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
2．Fe2+的检验
(1)观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋
(2)碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋
离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)
(3)KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋
离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
(4)KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋
离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。
答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋。
得分速记
(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
(2)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)。
知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用
1．“铁三角”的转化
2．铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图
说明：
(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。
3．应用
(1)判断离子共存
①Fe2＋与NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq \\al(－,4)(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存；
②Fe3＋与S2－、I－、SOeq \\al(2－,3)发生氧化还原反应，不能大量共存；
③Fe2＋、Fe3＋与HCOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。
(2)除杂
(3)盐溶液的配制与保存
(4)物质的制备
考向1 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验
例1向FeI2溶液中滴加适量氯水，将反应后溶液分成3份，甲试管中滴加淀粉溶液，乙试管滴加KSCN溶液，丙试管中滴加酸性高锰酸钾溶液，下列说法正确的是( )
A．若甲试管溶液呈蓝色，则乙试管溶液一定呈血红色
B．若甲试管溶液呈蓝色，则乙试管溶液可能无明显现象
C．乙试管溶液呈血红色，则甲试管溶液不可能呈蓝色
D．甲试管溶液呈蓝色，丙试管中紫红色退去，说明滴加氯水后的溶液中一定存在Fe3＋和Fe2＋
【答案】B
【解析】还原性：I－＞Fe2＋，所以向FeI2溶液中滴加适量氯水，I－先被Cl2氧化为I2，如果Cl2有剩余，然后Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋，淀粉能使I2溶液变蓝色，KSCN能与Fe3＋反应生成络合物而使溶液呈血红色，高锰酸钾溶液能与I－、Fe2＋反应生成I2和Fe3＋。氯水先氧化I－后氧化Fe2＋，所以若甲试管溶液呈蓝色，说明氯水和I－反应生成I2，如果氯水少量时，没有Fe2＋被氧化生成Fe3＋，则乙试管溶液不呈血红色，A项错误，B项正确；C项，如果乙试管溶液呈血红色，说明有Fe3＋生成，则I－一定完全被氧化为I2，则甲试管溶液一定呈蓝色，错误；D项，甲试管溶液呈蓝色，丙试管中紫红色退去，说明FeI2和氯水反应生成I2，且溶液中还有Fe2＋，不一定有Fe3＋，错误。
【变式训练1】下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是( )
A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe3＋
B．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
C．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最后呈红褐色
D．向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋
【答案】C
【解析】向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，说明溶液中一定含有Fe2＋，故A项错误；在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3＋，但不能确定是否含有Fe2＋，故B项错误；若溶液中只含有Fe2＋，Fe2＋与OH－反应生成具有还原性的Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C项正确；向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中含有Fe2＋，但不能说明无Fe3＋，故D项错误。
【变式训练2·变题型】下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
【答案】A
【解析】B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使黑色固体中有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NOeq \\al(－,3)(H＋)具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中无Fe2＋而存在Fe3＋，也有此现象，错误。
【变式训练3·变考法】硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
【答案】D
【解析】碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，故B正确；KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，故C正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，故D错误。
考向2 考查“铁三角”的转化及应用
【变式训练2】铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是( )
A．工业制硫酸涉及的物质转化：
B．实验室制溴苯涉及的物质转化：，
C．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式：
D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式：
【答案】C
【解析】A项，FeS2高温下与氧气反应生成SO2，不能一步生成SO3，转化错误，故 A错误；B项，，故B错误；C项，高温水蒸气与铁反应的化学方程式为：，故C正确；D项，利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式为：，故D错误；故选C。
【多步骤反应流程机理图】变式训练1】黄铁矿(主要成分FeS2)在空气中会被缓慢氧化，过程如图所示。下列说法正确的是
A．发生反应a时，每0.2ml FeS2被还原，转移0.2mle-
B．25℃时，则该温度下d的逆反应平衡常数
C．c发生反应的离子方程式为：
D．黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料
【答案】B
【解析】A项，据图可知，反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和SO42-，Fe元素化合价不变，S元素化合价由反应前FeS2中的-1价升高到反应后SO42-中的+6价，化合价升高失去电子被氧化，所以每0.2ml FeS2被氧化，转移2.8mle-，A错误；B项，25℃时，即，则该温度下d的逆反应方程式为，该反应的平衡常数，所以，B正确；C项，离子方程式不符合电荷守恒，c发生反应的正确离子方程式为：，C错误；D项，工业制备硫酸的原料可以是硫单质也可以是黄铁矿，D错误；故选B。
【多步骤工艺反应流程】【变式训练2】(2025·北京市密云区第二中学高三月考)K3[Fe(C2O4)3] ·3H2O为草绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，可用FeC2O4制备，流程如下：
已知：FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓。
下列说法不正确的是( )
A．步骤Ⅰ中不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2
B．步骤Ⅱ中加热煮沸是为了除去多余的H2O2
C．步骤Ⅲ中加入无水乙醇是为了降低三草酸合铁酸钾的溶解度
D．可用亚铁氰化钾溶液来检验翠绿色溶液中是否还有未被氧化
【答案】D
【解析】FeC2O4制备K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O晶体，第一步用H2O2将二价Fe氧化为三价Fe得到Fe(OH)3，加热除去过量的H2O2，加入草酸、饱和的草酸钾溶液形成K3[Fe(C2O4)3]溶液，加入无水乙醇降低三草酸合铁酸钾的溶解度，使之析出，过滤、洗涤、干燥得到K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O晶体。A项，H2O2能够将二价Fe氧化为三价Fe的同时并不产生杂质，且通过加热即可将过量的H2O2除去，故不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2，A正确；B项，H2O2受热分解，加热煮沸可以除去多余的H2O2，B正确；C项，加入无水乙醇是可以降低三草酸合铁酸钾的溶解度，提高产率，C正确；D项，检验Fe2+用铁氰化钾溶液而不是亚铁氰化钾溶液，D错误；故选D。
【物质制备与科学建模】【变式训练3】(2025·青海高三模拟)利用油脂厂的废铁屑(主要成分为Fe，含有沙土、油污、Fe3O4和FeO等杂质)制备磁性纳米Fe3O4的流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A．H2O2溶液可用O2代替，消耗11.2LO2，理论上转移的电子数为2NA
B．纳米Fe3O4分散在水中可形成胶体，可用丁达尔效应来验证胶体的形成
C．预处理可用热的纯碱溶液，热的纯碱溶液可去除废铁屑中的油污
D．“混合反应”中发生反应的离子方程式为Fe2++2FeOOH+2OH-=Fe3O4+2H2O
【答案】A
【解析】向废铁屑中加入Na2CO3溶液去除废铁屑表面的油污，分离出浸出液和浸渣。向预处理后的浸渣中加入稀盐酸，Fe、Fe3O4、FeO与盐酸反应，分离后砂土等不溶物成为酸浸渣，得到含FeCl2 、FeCl3的酸浸液，向酸浸液中加入NaOH溶液和H2O2溶液，使铁元素转化为 FeOOH沉淀，将含Fe2+的溶液与FeOOH在碱性条件下反应生成Fe3O4浊液，对浊液进行多步操作最终得到磁性纳米Fe3O4。A项，未指明标准状况，不能计算转移的电子数，A错误；B项，纳米Fe3O4分散在水中形成胶体，胶体可产生丁达尔效应，B正确；C项，热的纯碱溶液因Na2CO3水解显碱性，能与油污发生皂化反应，从而去除废铁屑表面的油污，C正确；D项，“混合反应”中含Fe2+的溶液与FeOOH在碱性条件下反应生成Fe3O4浊液，离子方程式为Fe2++2FeOOH+2OH-=Fe3O4+2H2O，D正确；故选A。
考向3 考查铁元素的“价—类”二维图
例325．(2025·山东泰安高三模拟)下图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH)3发生转化③，Fe(OH)3与HI反应发生④
C．可通过Fe(OH)2与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为1：2
D．K2FeO4作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水
【答案】D
【解析】A项，铁在氧气燃烧生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁，不能实现上述转化①，故A错误；B项，氢氧化铁与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘和水，不能发生转化④，故B错误；C项，氢氧化亚铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，则氢氧化亚铁与稀硝酸计量数之比为3：10，故C错误；D项，高铁酸钾能与水中的细菌发生氧化还原反应生成铁离子，达到杀菌消毒的作用，反应生成的铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的作用，所以高铁酸钾作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水，故D正确；故选D。
【变式训练1·变考法】(2025·新疆乌鲁木齐高三模拟)铁元素的“价-类”二维图如图所示。下列说法错误的是( )
A．在高温条件下与水蒸气反应可得到
B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验溶液中的金属离子
C．将的饱和溶液滴加到沸水中，可制得的胶体
D．在空气中加热最终不会得到
【答案】A
【解析】结合图示可知，W为Fe，X为FeO，Y为Fe2O3，Z为FeCl3，M为FeCl2，Q为Fe(OH)3，N为Fe(OH)2。A项，铁在高温条件下与水蒸气反应生成Fe3O4，A错误；B项，二价铁可以和铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，B正确；C项，将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中，可以制备氢氧化铁胶体，C正确；D项，二价铁容易被氧化，则氢氧化亚铁在空气中加热最终得到三氧化二铁，不能得到氧化亚铁，D正确；故选A。
【变式训练2·变载体】(2025·福建龙岩高三模拟)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图示。下列推断合理的是( )
A．a在高温下和水蒸气反应生成c B．存在的转化关系
C．d在空气中受热可以生成b D．将h加入浓碱液中可制得e的胶体
【答案】B
【解析】由题图可知，a为Fe，b中含有FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)2，e为Fe(OH)3，f含Fe2+，h中含有Fe3+。A项，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4，不会生成Fe2O3，故A错误；B项，Fe与盐酸反应生成Fe2+，Fe2+被H2O2等氧化为Fe3+，Fe3+与碱反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3加热分解生成Fe2O3，故B正确；C项，Fe(OH)2在空气中受热不能生成FeO，要被氧化，故C错误；D项，Fe3+加入浓碱液中生成Fe(OH)3沉淀，不会得到Fe(OH)3胶体，故D错误；故选B。
【变式训练3·变题型】元素的“价-类”二维图是学习元素及其化合物相关知识的重要模型，下图是铁元素的“价-类”二维图。

(1)激光打印机的碳粉中含有上述氧化物的化学式为 。反应⑥制备Fe(OH)3胶体结束时的实验现象为 。
(2)上述转化过程可能属于化合反应的是 (填序号)。
(3)试剂X为一种强酸，其溶液可实现反应②，则X的化学式为 ，该反应的离子方程式为 。
(4)碱性条件下利用次氯酸钠可实现反应⑦，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1) Fe3O4 溶液变得澄清透明，呈红褐色
(2)③④⑤⑧
(3) HI Fe2O3＋6H＋+2I-＝2Fe3＋＋I2+3H2O
(4)3∶2
【解析】(1)激光打印机的碳粉为磁性氧化铁；制备Fe(OH)3胶体结束时的实验现象为溶液变得澄清透明，呈红褐色；
(2)属于化合反应的是③铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，④氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，⑤氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，⑧氢氧化亚铁和氧气和水反应生成氢氧化铁；
(3)试剂X为一种强电解质，其溶液可实现反应②，则X的化学式为HI，该反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O；
(4)反应⑦为2Fe(OH)3+3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，氢氧化铁做还原剂，次氯酸根做氧化剂，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2。
考向4 实验探究铁及其重要化合物的转化关系
例4某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是
A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大
B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应
C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05ml/L稀硫酸
D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3
【答案】C
【解析】A项，Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确；B项，[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确；C项，若加入H2SO4，则会干扰下一步SO42-的检验，C错误；D项，Ⅴ中有大量白色沉淀生成， 证明Na2SO3中的SO32-被Fe3+氧化生成SO42-，D正确；故选C。
【变式训练1·变题型】已知：；熔点为16.8℃、沸点为44.8℃。用如图所示装置设计实验检验分解产物，下列说法正确的是
A．实验前应先检查装置的气密性 B．装置连接顺序是甲→丁→丙→乙
C．分解所得红棕色固体溶于KSCN溶液 D．丁中溴水褪色表明有漂白性
【答案】A
【解析】装置甲中硫酸亚铁受热分解装置，装置丙为三氧化硫的冷却收集装置，用于验证三氧化硫的生成，装置丁中盛有的溴水用于验证二氧化硫的生成，装置乙中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气，则装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙。A项，该实验有气体的生成和气体性质的验证，所以实验前应先检查装置的气密性，防止气体逸出导致实验失败，故A正确；B项，实验装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙，故B错误；C项，硫酸亚铁分解所得红棕色的氧化铁不能与硫氰化钾溶液反应，故C错误；D项，装置丁中溴水褪色表明二氧化硫有还原性，故D错误；故选A。
【变式训练2·变载体】现有下列实验探究摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的化学性质。
下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是( )
A．①中溶液变红：NH4++H2O NH3·H2O+H+；Fe3++21H2OFe(OH)2+2H+
B．②中产生白色沉淀：Fe2++NH4++3OH-=Fe(OH)2↓+NH3·H2O
C．③中溶液褪色：5Fe2++MnO4-+10H+=2Mn2++5Fe3++5H2O
D．④中产生蓝色沉淀：K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓
【答案】B
【解析】A项，铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊试液变红色，A正确；B项，少量摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为Fe2++2NH4++4OH-=Fe(OH)2↓+2NH3·H2O，B错误；C项，+2价的铁被MnO4-氧化为+3价，MnO4-被还原为Fe2+，反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+10H+=2Mn2++5Fe3++5H2O，C正确；D项，K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓，D正确；故选B。
【实验创新与科学建模】【变式训练3】实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是____________________________________________。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是___________________________。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；
假设b：白色沉淀可能为________。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有______________________________(填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。
【答案】(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2＋和COeq \\al(2－,3) ③难
【解析】(1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(2)实验Ⅰ中的沉淀Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(3)①NaHCO3为小苏打，溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq \\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。
1．(2025·广东卷，1，2分)声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是( )
A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是CH3CH2Cl
B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，Fe3O4具有磁性
C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化
D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体
【答案】A
【解析】A项，聚氯乙烯的单体应为氯乙烯(CH2=CHCl)，而选项中的CH3CH2Cl是氯乙烷，单体错误，A错误；B项，四氧化三铁(Fe3O4)具有磁性，常用于磁带制作，B正确；C项，光碟擦写时晶态与非晶态转换属于物理变化(无新物质生成)，C正确；D项，单晶硅为共价晶体(原子晶体)，固态硬盘芯片使用单晶硅，D正确；故选A。
2．(2025•河南卷，4，3分)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。
下列说法错误的是( )
A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化
C．R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备
【答案】C
【解析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素，根据固体颜色可知X是FeS2，Y是Fe2O3，溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+，Q是FeS。A项，Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；B项，含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液颜色发生变化，B正确；C项，FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误；D项，在加热条件下Fe和S化合生成FeS，D正确；故选C。
3．(2024·全国新课标卷，3，3分)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( )
A．反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
【答案】B
【解析】A项，铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正确；B项，酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；C项，用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D项，由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B
4．(2024·广西卷，1，3分)某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究：
Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是( )
A．实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体，溶液颜色变浅
B．实验Ⅱ中溶液呈红色
C．KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
D．焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
【答案】C
【解析】A项，实验Ⅰ中，Fe2(SO4)3溶液与KSCN溶液反应的实质是：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根，并不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，故A错误；B项，实验Ⅱ中，K3[Fe(CN)6]溶液中存在有K+、[Fe(CN)6]3-，[Fe(CN)6]3-并不能电离出Fe3+，因此K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应，溶液颜色无明显变化，故B错误；C项，实验Ⅰ中，KSCN溶液与Fe2(SO4)3溶液反应产生Fe(SCN)3，溶液变为红色，但K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应，K3[Fe(CN)6]是一种深红色晶体，水溶液呈黄色，带有黄绿色荧光，因此加入KSCN可以区分两者，故C正确；D项，焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后，跃迁到较高能量级，然后从较高能量级跃迁到低能量级，这次跃迁会放出光子，光子的频率若在可见光频率范围内，则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色，是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内，而K3[Fe(CN)6]中含有钾元素，焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色，因此焰色试验可以区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]，故D错误；故选C。
5．(2024·广东卷，14，3分)部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( )
A．若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应
B．在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C．加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D．若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
【答案】B
【解析】A项，若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg+Cl2 MgCl2，该反应属于化合反应，综上a→f的反应不一定是化合反应，故A错误；B项，e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；C项，由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，故C错误；D项，假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误；故选B。
6．(2024·河北卷，6，3分)下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
【答案】C
【解析】A项，铁与水蒸气反应生成的气体是H2，该反应中H由+1价变成0价，被还原，体现了H2O的氧化性，A错误；B项，如果待测液中含有Ag+，Ag+与Cl-反应也能产生白色沉淀，或者CO32-、SO32-也会与Ba2+产生白色沉淀，所以通过该实验不能得出待测液中含有SO42-的结论，B错误；C项，Mg(OH)2溶液能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应，Al(OH)3与NaOH溶液和盐酸都能反应，说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3的强，C正确；D项，K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O72-(橙色)+H2OCrO42- (黄色)+2H+，加入NaOH溶液后，OH-与H+反应，生成物浓度减小，使平衡正向移动，导致溶液由橙色变为黄色，题给结论错误，D错误；故选C。
7．(2023•浙江省1月卷，16，3分)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
【答案】D
【解析】A项，FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2++Zn=Fe+Zn2+，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；B项，溶液变成血红色的原因，Fe3++3SCN-Fe( SCN)3，与SO42-和K+无关，B错误；C项，铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；D项，向废水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确；故选D。
8．(2023•江苏卷，11，3分)室温下，探究0.1ml·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( )
【答案】B
【解析】A项，检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误；B项，向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；C项，Fe2+发生水解反应Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+使溶液显酸性，应向2 mLFeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D项，向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，若产生气泡有可能是Fe3+的催化作用，D错误。故选B。
9．(2019·浙江4月卷，28)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1)仪器1的名称__________。装置5的作用____________________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中____________________________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________________________。
【答案】(1)分液漏斗 液封，防止空气进入装置4 (2)在装置2、3之间添加控制开关 (3)装置4内的空气没有排尽
【解析】(1)该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。
(2)如此操作，不行的原因在于仪器3产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
铁及其化合物的性质及应用
选择题
非选择题
广东卷T1，2分
山东卷T2，2分
浙江6月卷T3，3分
Fe2＋、Fe3＋的检验
选择题
非选择题
——
广西卷T1，3分；
辽宁卷T4，3分
铁及其化合物的转化
选择题
非选择题
河南卷T4，3分
全国新课标卷T3，3分；·广东卷T14，3分；安徽卷T4，3分；浙江6月卷T2，3分
北京卷T3，3分；浙江省1月卷T16，3分；江苏卷T11，3分
考情分析：
1．从命题题型和内容上看，分析近三年高考试题，从分值来看，铁所占的比重相对较大，除铁是重要的金属元素外，还取决于铁元素与生产生活的紧密联系，Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。考查内容集中在选择题题中出现某一选项进行分析，简答、实验、推断、计算偶而也会出现。
2．从命题思路上看，预测新的一年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用与转化，在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。重点涉及：金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等。
复习目标：
1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。
2．能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。
3．能说明铁及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
颜色状态
导电性、导热性、延展性
熔、沸点
特性
银白色固体
良好(导电性不如铜和铝)
高
被磁铁吸引
通性
非金属单质
弱氧化剂
Fe＋SFeS
强氧化剂
2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕黄色的烟)
非氧化性酸
HCl 稀硫酸
Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
盐
CuSO4溶液
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu
水
高温水蒸气
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
特性
钝化
室温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应
实验装置
操作现象
用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2
实验结论
在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
物质
氧化亚铁(FeO)
氧化铁(Fe2O3)
四氧化三铁(Fe3O4)
俗称
铁红
磁性氧化铁
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
不溶于水
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3=2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性
6FeO＋O22Fe3O4
稳定
稳定
与CO、C、H2反应
生成单质铁及CO2或H2O
用途
Fe2O3常用作红色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解
－
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up9(△),\s\d9())Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的关系
空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
方法
装置
说明
隔绝
空气
用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备
氢气
氛围
中
先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液
电解
法
利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
D
向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色
原溶液中含有Fe2＋
装置
实验
试剂a
现象
①
紫色石蕊溶液
溶液变红色
②
过量NaOH溶液
产生白色沉淀
③
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液褪色
④
K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
序号
实验方案
现象
Ⅰ
现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ
现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变
选项
实验操作及现象
结论
A
还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声
H2O具有还原性
B
待测液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀
待测液含有SO42-
C
Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸，Mg(OH)2只溶于盐酸，Al(OH)3都能溶
Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强
D
K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色
增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动
实验方案
现象
结论
A
往FeCl2溶液中加入Zn片
短时间内无明显现象
Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B
往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体
溶液先变成血红色后无明显变化
Fe3+与SCN-的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D
向沸水中逐滴加5-6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出沉淀
Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有Fe3+
向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B
Fe2+是否有还原性
向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C
Fe2+否水解
向2 mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D
Fe2+能否催化H2O2分解
向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况