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高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性第3课时导学案
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性第3课时导学案，共10页。学案主要包含了铁及其化合物的“价－类”二维图，补铁剂中铁元素价态的检验等内容，欢迎下载使用。
一、铁及其化合物的“价－类”二维图。
①Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋(氧化还原反应)
②3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4(氧化还原反应)
③3CO＋Fe2O3 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2(氧化还原反应)
④FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O (复分解反应)
⑤Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O (复分解反应)
⑥Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(复分解反应)
⑦4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(氧化还原反应)
⑧Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (复分解反应)
⑨2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(氧化还原反应)
⑩2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(氧化还原反应)
⑪Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(复分解反应)
⑫Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O (复分解反应)
(1)相同价态铁元素的物质之间的转化为复分解反应。
(2)不同价态铁元素的物质之间的转化为氧化还原反应。
二、补铁剂中铁元素价态的检验
1．判断下列说法是否正确
(1)FeCl2与FeCl3溶液可以用NaOH溶液或KSCN溶液鉴别。( )
提示：√。Fe(OH)3是红褐色沉淀，Fe(OH)2是白色沉淀，溶液中易被氧化而迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；Fe3＋和KSCN溶液混合会使溶液呈现红色，而Fe2＋与KSCN无现象。
(2)检验溶液中Fe2＋可以先加氯水再加KSCN溶液观察溶液是否变红。( )
提示：×。无法排除Fe3＋干扰。
(3)FeCl3溶液中加入Fe反应的离子方程式为Fe3＋＋Fe===2Fe2＋。( )
提示：×。电荷不守恒，正确的写法为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
2．教材P88“如铁及其化合物的制备、亚铁盐溶液的保存等”实验室中如何保存硫酸亚铁？
提示：为了防止亚铁离子被氧化、在配制硫酸亚铁时需要加入少量的铁粉。
3．集成电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印刷电路板的原材料是覆铜板，制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。
(1)用化学方程式解释FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板。
提示：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3，你能写出其化学方程式吗？
提示：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
学习任务 铁及其化合物之间的转化关系
1．某品牌硫酸亚铁片的使用说明书部分内容如下
[成分]本品每片含主要成分硫酸亚铁0.3克
[性状]本品为红色糖衣片。除去糖衣后显淡蓝绿色。
[适应证]用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿童发育期等)引起的缺铁性贫血。
(1)据上述描述和图示，分析此硫酸亚铁片中有哪些含铁化合物？
提示：根据铁的化合物的颜色。可推测红色糖衣中可能含氧化铁，主要成分为硫酸亚铁。
(2)根据(1)中的推测，设计实验验证。
提示：氧化铁的检验是取少量红色糖衣溶于稀硫酸，加入KSCN溶液，若溶液变红，则红色糖衣中含有氧化铁；硫酸亚铁的检验是取少量去掉糖衣的药片溶于水、加入KSCN溶液后无明显变化，加入氯水溶液变红，则药片主要成分为硫酸亚铁。
2．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液：
(1)若无铜剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋、Cu2＋，可能存在Fe3＋。
(2)若有铜剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋，可能存在Cu2＋，一定不存在Fe3＋。
1．“铁三角”转化关系：
具体反应方程式：
2．Fe、Fe2＋、Fe3＋之间转化关系的应用：
(1)含铁物质的分离与提纯
(2)亚铁盐的保存
保存亚铁盐溶液应加入少量铁屑或铁粉，目的是防止Fe2＋被空气中的氧气氧化：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(3)利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)铁及其化合物的制备
例如，无水FeCl3可用铁屑和Cl2直接作用制得：
2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2FeCl3。
【思考讨论】
已知溶液中离子之间发生复分解反应、发生氧化还原反应，生成络合物的离子之间不能共存。
①与Fe3＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子具有什么特点？
提示：与Fe3＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子应该是具有还原性的离子，如I－，S2－，HS－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
②与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子具有什么特点？
提示：与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子应该是具有氧化性的离子，如MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (H＋)、ClO－等。
【典例】如图为铁及其化合物的“价－类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别①________和化学式②________。
(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：
①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3
从物质类别上看，FeCl3属于________，可能与________发生反应(填序号)；
从化合价角度看，Fe3＋具有________性，可能与________发生反应(填序号)。
(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
①用单线桥表示电子转移。
_____________________________________________________
②反应中FeCl3作________剂，理由是______________________________。
③写出该反应的离子方程式___________________________________。
【解析】(1)Fe为金属单质，则①为单质；铁的氢氧化物有Fe(OH)2和Fe(OH)3两种，则②为Fe(OH)3；
(2)从物质类别上看，FeCl3属于盐，可能与氢氧化钠和硝酸银反应；从化合价角度看，Fe3＋化合价处于最高价态，具有氧化性，可发生还原反应，可能与铁发生反应；
(3)反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2为氧化还原反应，Cu失电子，化合价升高，发生氧化反应，作还原剂；Fe元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，FeCl3作氧化剂，
①用单线桥表示电子转移为
②反应中FeCl3中Fe元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，作氧化剂；
③反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
答案：(1)单质 Fe(OH)3 (2)盐 ③⑤ 氧化 ②
(3)①
②氧化 铁的化合价由正三价变为正二价 ③Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
某工程师为了从上题(3)使用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁晶体，准备采用下列步骤：
①试剂a是________(用化学式表示)；操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
②上述流程中操作Ⅲ包括蒸发浓缩、________、过滤、洗涤。
【解析】①要回收腐蚀废液中的铜，得加入还原剂，且不能引入新的杂质，故试剂a是Fe；固液分离采用过滤操作，操作Ⅰ过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
②上述流程中操作Ⅲ为从溶液中得到晶体，操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
答案：①Fe 漏斗 ②冷却结晶
(2021·潍坊高一检测)在实验室进行的下列各组物质反应后的混合物中，再滴入KSCN溶液，显红色的是( )
A．向CuCl2溶液中加入铁粉
B．向FeO粉末中加入稀硫酸
C．向Fe与过量稀盐酸反应后的溶液中加入少量氯水
D．向Fe(OH)3与过量稀盐酸反应后的溶液中加入过量铁粉
【解析】选C。铁粉与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和单质铜；FeO与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水；Fe(OH)3与过量稀盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁与过量铁粉反应生成氯化亚铁，滴入KSCN溶液不会显红色，选项A、B、D错误；Fe与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，滴入KSCN溶液，溶液显红色，选项C正确。
【拔高题组】
1．化学探究活动中提供下列任务，有关反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A．用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于热的浓盐酸中
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
【解析】选D。 A项，Fe＋2FeCl3===3FeCl2，铁的化合价由0价和＋3价变为＋2价；B项，3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4，铁的化合价由0价变为＋2价和＋3价；C项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，铁的化合价由＋2价变为＋3价；D项，2Fe(OH)3 eq \(=====,\s\up7(△)) Fe2O3＋3H2O，铁元素的化合价没有变，仍然为＋3价。
2．实验课提供的下列各试剂中，不能用来鉴别FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的是( )
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．BaCl2溶液 D．KSCN溶液
【解析】选C。A项，向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后生成红褐色沉淀，可鉴别；B项，FeSO4具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，Fe2(SO4)3不褪色，可鉴别；C项，二者均与BaCl2溶液反应生成白色沉淀，不可鉴别；D项，加入KSCN溶液立即呈红色的是Fe2(SO4)3溶液，无明显变化的是FeSO4溶液，可鉴别。
3．磁性氧化铁可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的混合物，铁在磁性氧化铁中有两种化合价，磁性氧化铁溶于浓盐酸，得到的溶液中既有Fe2＋，又有Fe3＋。化学兴趣小组为探究Fe2＋、Fe3＋的性质进行了一系列试验。请回答下列问题：
(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，说明氯水可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
___________________________________________________________________。
(3)丙组同学向盛有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________________________。
(4)丁组同学取10 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，充分反应。取1 mL反应后溶液加入1 mL CCl4充分振荡、静置，观察到的现象是_______________________________________________________。
(5)四个小组的同学通过实验探究，得出结论：Fe2＋有________性；Fe3＋、Cl2、I2的氧化性由大到小的顺序是_________________________________。
【解析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止Fe2＋被氧化。(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－。(3)过氧化氢在酸性条件下将亚铁离子氧化成棕黄色的铁离子，而本身被还原成水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(4)由于KI过量，碘离子被铁离子氧化为碘单质而铁离子全部被还原为亚铁离子，向反应后溶液加入1 mL CCl4充分振荡、静置，发现溶液分层，上层呈浅绿色，下层CCl4层呈紫红色。(5)亚铁离子被空气中的氧气、氯水和过氧化氢氧化，所以亚铁具有还原性；由(4)可知氧化性：Fe3＋＞I2，由(2)可知氧化性：Cl2＞Fe3＋，综上所述氧化性：Cl2＞Fe3＋＞I2。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化 (2)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ (3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (4)溶液分层，上层溶液呈浅绿色，下层CCl4层呈紫红色 (5)还原 Cl2＞Fe3＋＞I2
(2021·广州高一检测) 铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子(亚铁离子)易被吸收，给贫血者补充铁时，应补充含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。服用维生素C，可以使食物中的铁离子(三价铁离子)变成亚铁离子，有利于铁的吸收。
(1)人体中经常进行的转化，A中Fe2＋作________剂，B中Fe3＋作________剂。
(2)从“服用维生素C，可以使食物中的铁离子(三价铁离子)变成亚铁离子”这句话分析出维生素C在这一反应中作________剂，具有________性。
【解析】(1)A中Fe2＋失电子转化为Fe3＋，所以Fe2＋作还原剂；B中Fe3＋得电子转化为Fe2＋，所以Fe3＋作氧化剂。(2)Fe3＋被还原变成Fe2＋，所以维生素C作还原剂，体现还原性。
答案：(1)还原 氧化 (2)还原 还原
1．(水平1) 下列离子方程式中，正确的是( )
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
【解析】选D。A项，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；B项，应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；C项，应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
2．(水平1)下列转化关系不能通过一步反应实现的是( )
A．Fe→FeCl2 B．Fe2O3→Fe(OH)3
C．FeCl3→FeCl2 D．Fe(OH)3→FeCl3
【解析】选B。A项，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑或Fe＋2FeCl3===3FeCl2；B项，Fe2O3不溶于水，故Fe2O3→Fe(OH)3不能通过一步反应完成；C项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2；D项，Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O。
3．(水平1)实验室有NaCl、KSCN、NaOH、AgNO3四种溶液，某同学只用一种试剂就把它们鉴别开来了，这种试剂是( )
A．FeCl3溶液 B．Na2CO3溶液
C．氯水 D．盐酸
【解析】选A。四种溶液中分别滴入FeCl3溶液时的现象依次是无明显现象、溶液变红色、生成红褐色沉淀、生成白色沉淀。
4．(水平1) 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液在铜片上写“化学”两个字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是( )
A．烧杯中的溶液呈棕黄色
B．铜片无任何变化
C．铜片上有凹陷的“化学”两个字
D．发生反应：Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋
【解析】选C。FeCl3溶液与铜的反应为Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，反应后的溶液中含有Cu2＋、Fe2＋，A错误；FeCl3溶液与铜反应，铜片上反应掉的部分会有凹陷，B错误，C正确；该反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋
Cu2＋，D错误。
5．(水平2)下列各组物质相互反应后，再向得到的溶液中滴入KSCN试剂，溶液变成红色的是( )
A．氯水和氯化亚铁溶液 B．铁屑和氯化铜溶液
C.铁屑和过量稀硫酸 D．过量铁屑和氯化铁溶液
【解析】选A。滴入KSCN试剂溶液变成红色，说明溶液中有Fe3＋，A项反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋；B、C、D三项均生成Fe2＋。
6．(水平2)某物质A的水溶液有如图性质：
根据以上实验现象分析可得：
(1)A是________，B是________，C是________。(填化学式)
(2)通入氯气后溶液变为红色的离子方程式是____________________________
___________________________________________________________________。
【解析】A与Ag＋反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明沉淀为AgCl，A中必定含有Cl－。而往滤液C中加KSCN溶液后无现象，但通入氯气后溶液变为红色，说明通入氯气后溶液中生成了Fe3＋，说明原溶液中一定含有Fe2＋。
答案：(1)FeCl2 AgCl Fe(NO3)2 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液
A.不变红
无Fe3+
B.变红
有Fe3+
若出现现象A,向反应后的溶液中滴加氯水
溶液变红
有Fe2+
若出现现象B,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
有Fe2+
紫红色不褪去
无Fe2+
主要物质
杂质
除杂方法
反应原理
Fe2+
Fe3+
加过量铁粉
后过滤
Fe+2Fe3+3Fe2+
FeCl3
FeCl2
加氯水或
H2O2
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
Fe2+
Cu2+
加过量铁粉
后过滤
Cu2++FeFe2++Cu
一、铁及其化合物的“价－类”二维图。
①Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋(氧化还原反应)
②3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4(氧化还原反应)
③3CO＋Fe2O3 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2(氧化还原反应)
④FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O (复分解反应)
⑤Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O (复分解反应)
⑥Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(复分解反应)
⑦4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(氧化还原反应)
⑧Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (复分解反应)
⑨2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(氧化还原反应)
⑩2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(氧化还原反应)
⑪Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(复分解反应)
⑫Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O (复分解反应)
(1)相同价态铁元素的物质之间的转化为复分解反应。
(2)不同价态铁元素的物质之间的转化为氧化还原反应。
二、补铁剂中铁元素价态的检验
1．判断下列说法是否正确
(1)FeCl2与FeCl3溶液可以用NaOH溶液或KSCN溶液鉴别。( )
提示：√。Fe(OH)3是红褐色沉淀，Fe(OH)2是白色沉淀，溶液中易被氧化而迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；Fe3＋和KSCN溶液混合会使溶液呈现红色，而Fe2＋与KSCN无现象。
(2)检验溶液中Fe2＋可以先加氯水再加KSCN溶液观察溶液是否变红。( )
提示：×。无法排除Fe3＋干扰。
(3)FeCl3溶液中加入Fe反应的离子方程式为Fe3＋＋Fe===2Fe2＋。( )
提示：×。电荷不守恒，正确的写法为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
2．教材P88“如铁及其化合物的制备、亚铁盐溶液的保存等”实验室中如何保存硫酸亚铁？
提示：为了防止亚铁离子被氧化、在配制硫酸亚铁时需要加入少量的铁粉。
3．集成电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印刷电路板的原材料是覆铜板，制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。
(1)用化学方程式解释FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板。
提示：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3，你能写出其化学方程式吗？
提示：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
学习任务 铁及其化合物之间的转化关系
1．某品牌硫酸亚铁片的使用说明书部分内容如下
[成分]本品每片含主要成分硫酸亚铁0.3克
[性状]本品为红色糖衣片。除去糖衣后显淡蓝绿色。
[适应证]用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿童发育期等)引起的缺铁性贫血。
(1)据上述描述和图示，分析此硫酸亚铁片中有哪些含铁化合物？
提示：根据铁的化合物的颜色。可推测红色糖衣中可能含氧化铁，主要成分为硫酸亚铁。
(2)根据(1)中的推测，设计实验验证。
提示：氧化铁的检验是取少量红色糖衣溶于稀硫酸，加入KSCN溶液，若溶液变红，则红色糖衣中含有氧化铁；硫酸亚铁的检验是取少量去掉糖衣的药片溶于水、加入KSCN溶液后无明显变化，加入氯水溶液变红，则药片主要成分为硫酸亚铁。
2．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液：
(1)若无铜剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋、Cu2＋，可能存在Fe3＋。
(2)若有铜剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋，可能存在Cu2＋，一定不存在Fe3＋。
1．“铁三角”转化关系：
具体反应方程式：
2．Fe、Fe2＋、Fe3＋之间转化关系的应用：
(1)含铁物质的分离与提纯
(2)亚铁盐的保存
保存亚铁盐溶液应加入少量铁屑或铁粉，目的是防止Fe2＋被空气中的氧气氧化：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(3)利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)铁及其化合物的制备
例如，无水FeCl3可用铁屑和Cl2直接作用制得：
2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2FeCl3。
【思考讨论】
已知溶液中离子之间发生复分解反应、发生氧化还原反应，生成络合物的离子之间不能共存。
①与Fe3＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子具有什么特点？
提示：与Fe3＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子应该是具有还原性的离子，如I－，S2－，HS－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
②与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子具有什么特点？
提示：与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存的离子应该是具有氧化性的离子，如MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (H＋)、ClO－等。
【典例】如图为铁及其化合物的“价－类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别①________和化学式②________。
(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：
①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3
从物质类别上看，FeCl3属于________，可能与________发生反应(填序号)；
从化合价角度看，Fe3＋具有________性，可能与________发生反应(填序号)。
(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
①用单线桥表示电子转移。
_____________________________________________________
②反应中FeCl3作________剂，理由是______________________________。
③写出该反应的离子方程式___________________________________。
【解析】(1)Fe为金属单质，则①为单质；铁的氢氧化物有Fe(OH)2和Fe(OH)3两种，则②为Fe(OH)3；
(2)从物质类别上看，FeCl3属于盐，可能与氢氧化钠和硝酸银反应；从化合价角度看，Fe3＋化合价处于最高价态，具有氧化性，可发生还原反应，可能与铁发生反应；
(3)反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2为氧化还原反应，Cu失电子，化合价升高，发生氧化反应，作还原剂；Fe元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，FeCl3作氧化剂，
①用单线桥表示电子转移为
②反应中FeCl3中Fe元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，作氧化剂；
③反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
答案：(1)单质 Fe(OH)3 (2)盐 ③⑤ 氧化 ②
(3)①
②氧化 铁的化合价由正三价变为正二价 ③Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
某工程师为了从上题(3)使用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁晶体，准备采用下列步骤：
①试剂a是________(用化学式表示)；操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
②上述流程中操作Ⅲ包括蒸发浓缩、________、过滤、洗涤。
【解析】①要回收腐蚀废液中的铜，得加入还原剂，且不能引入新的杂质，故试剂a是Fe；固液分离采用过滤操作，操作Ⅰ过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
②上述流程中操作Ⅲ为从溶液中得到晶体，操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
答案：①Fe 漏斗 ②冷却结晶
(2021·潍坊高一检测)在实验室进行的下列各组物质反应后的混合物中，再滴入KSCN溶液，显红色的是( )
A．向CuCl2溶液中加入铁粉
B．向FeO粉末中加入稀硫酸
C．向Fe与过量稀盐酸反应后的溶液中加入少量氯水
D．向Fe(OH)3与过量稀盐酸反应后的溶液中加入过量铁粉
【解析】选C。铁粉与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和单质铜；FeO与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水；Fe(OH)3与过量稀盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁与过量铁粉反应生成氯化亚铁，滴入KSCN溶液不会显红色，选项A、B、D错误；Fe与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，滴入KSCN溶液，溶液显红色，选项C正确。
【拔高题组】
1．化学探究活动中提供下列任务，有关反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A．用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于热的浓盐酸中
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
【解析】选D。 A项，Fe＋2FeCl3===3FeCl2，铁的化合价由0价和＋3价变为＋2价；B项，3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4，铁的化合价由0价变为＋2价和＋3价；C项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，铁的化合价由＋2价变为＋3价；D项，2Fe(OH)3 eq \(=====,\s\up7(△)) Fe2O3＋3H2O，铁元素的化合价没有变，仍然为＋3价。
2．实验课提供的下列各试剂中，不能用来鉴别FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的是( )
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．BaCl2溶液 D．KSCN溶液
【解析】选C。A项，向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后生成红褐色沉淀，可鉴别；B项，FeSO4具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，Fe2(SO4)3不褪色，可鉴别；C项，二者均与BaCl2溶液反应生成白色沉淀，不可鉴别；D项，加入KSCN溶液立即呈红色的是Fe2(SO4)3溶液，无明显变化的是FeSO4溶液，可鉴别。
3．磁性氧化铁可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的混合物，铁在磁性氧化铁中有两种化合价，磁性氧化铁溶于浓盐酸，得到的溶液中既有Fe2＋，又有Fe3＋。化学兴趣小组为探究Fe2＋、Fe3＋的性质进行了一系列试验。请回答下列问题：
(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，说明氯水可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
___________________________________________________________________。
(3)丙组同学向盛有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________________________。
(4)丁组同学取10 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，充分反应。取1 mL反应后溶液加入1 mL CCl4充分振荡、静置，观察到的现象是_______________________________________________________。
(5)四个小组的同学通过实验探究，得出结论：Fe2＋有________性；Fe3＋、Cl2、I2的氧化性由大到小的顺序是_________________________________。
【解析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止Fe2＋被氧化。(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－。(3)过氧化氢在酸性条件下将亚铁离子氧化成棕黄色的铁离子，而本身被还原成水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(4)由于KI过量，碘离子被铁离子氧化为碘单质而铁离子全部被还原为亚铁离子，向反应后溶液加入1 mL CCl4充分振荡、静置，发现溶液分层，上层呈浅绿色，下层CCl4层呈紫红色。(5)亚铁离子被空气中的氧气、氯水和过氧化氢氧化，所以亚铁具有还原性；由(4)可知氧化性：Fe3＋＞I2，由(2)可知氧化性：Cl2＞Fe3＋，综上所述氧化性：Cl2＞Fe3＋＞I2。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化 (2)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ (3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (4)溶液分层，上层溶液呈浅绿色，下层CCl4层呈紫红色 (5)还原 Cl2＞Fe3＋＞I2
(2021·广州高一检测) 铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子(亚铁离子)易被吸收，给贫血者补充铁时，应补充含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。服用维生素C，可以使食物中的铁离子(三价铁离子)变成亚铁离子，有利于铁的吸收。
(1)人体中经常进行的转化，A中Fe2＋作________剂，B中Fe3＋作________剂。
(2)从“服用维生素C，可以使食物中的铁离子(三价铁离子)变成亚铁离子”这句话分析出维生素C在这一反应中作________剂，具有________性。
【解析】(1)A中Fe2＋失电子转化为Fe3＋，所以Fe2＋作还原剂；B中Fe3＋得电子转化为Fe2＋，所以Fe3＋作氧化剂。(2)Fe3＋被还原变成Fe2＋，所以维生素C作还原剂，体现还原性。
答案：(1)还原 氧化 (2)还原 还原
1．(水平1) 下列离子方程式中，正确的是( )
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
【解析】选D。A项，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；B项，应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；C项，应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
2．(水平1)下列转化关系不能通过一步反应实现的是( )
A．Fe→FeCl2 B．Fe2O3→Fe(OH)3
C．FeCl3→FeCl2 D．Fe(OH)3→FeCl3
【解析】选B。A项，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑或Fe＋2FeCl3===3FeCl2；B项，Fe2O3不溶于水，故Fe2O3→Fe(OH)3不能通过一步反应完成；C项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2；D项，Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O。
3．(水平1)实验室有NaCl、KSCN、NaOH、AgNO3四种溶液，某同学只用一种试剂就把它们鉴别开来了，这种试剂是( )
A．FeCl3溶液 B．Na2CO3溶液
C．氯水 D．盐酸
【解析】选A。四种溶液中分别滴入FeCl3溶液时的现象依次是无明显现象、溶液变红色、生成红褐色沉淀、生成白色沉淀。
4．(水平1) 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液在铜片上写“化学”两个字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是( )
A．烧杯中的溶液呈棕黄色
B．铜片无任何变化
C．铜片上有凹陷的“化学”两个字
D．发生反应：Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋
【解析】选C。FeCl3溶液与铜的反应为Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，反应后的溶液中含有Cu2＋、Fe2＋，A错误；FeCl3溶液与铜反应，铜片上反应掉的部分会有凹陷，B错误，C正确；该反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋
Cu2＋，D错误。
5．(水平2)下列各组物质相互反应后，再向得到的溶液中滴入KSCN试剂，溶液变成红色的是( )
A．氯水和氯化亚铁溶液 B．铁屑和氯化铜溶液
C.铁屑和过量稀硫酸 D．过量铁屑和氯化铁溶液
【解析】选A。滴入KSCN试剂溶液变成红色，说明溶液中有Fe3＋，A项反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋；B、C、D三项均生成Fe2＋。
6．(水平2)某物质A的水溶液有如图性质：
根据以上实验现象分析可得：
(1)A是________，B是________，C是________。(填化学式)
(2)通入氯气后溶液变为红色的离子方程式是____________________________
___________________________________________________________________。
【解析】A与Ag＋反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明沉淀为AgCl，A中必定含有Cl－。而往滤液C中加KSCN溶液后无现象，但通入氯气后溶液变为红色，说明通入氯气后溶液中生成了Fe3＋，说明原溶液中一定含有Fe2＋。
答案：(1)FeCl2 AgCl Fe(NO3)2 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液
A.不变红
无Fe3+
B.变红
有Fe3+
若出现现象A,向反应后的溶液中滴加氯水
溶液变红
有Fe2+
若出现现象B,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
有Fe2+
紫红色不褪去
无Fe2+
主要物质
杂质
除杂方法
反应原理
Fe2+
Fe3+
加过量铁粉
后过滤
Fe+2Fe3+3Fe2+
FeCl3
FeCl2
加氯水或
H2O2
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
Fe2+
Cu2+
加过量铁粉
后过滤
Cu2++FeFe2++Cu
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