人教版高考化学一轮总复习第3章第1节铁及其化合物课时学案

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第一节　铁及其化合物
考试评价解读
核心素养达成
1.能结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，理解铁及其重要化合物的主要性质。
2．能结合真实情境中的应用实例，认识铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。
科学探究
与
创新意识
通过实验设计氢氧化亚铁和氢氧化铁的制备方案，明确制备氢氧化亚铁的关键。
宏观辨识
与
微观探析
能从物质的价态认识铁及其化合物的氧化性、还原性，认识变化需要一定的条件，并遵循一定的规律。
证据推理
与
模型认知
通过总结Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养证据推理意识，建立结论和证据之间的逻辑关系，形成分析问题思维模型。
科学态度
与
社会责任
通过铁及其化合物的综合利用，培养利用化学知识解决实际问题的能力，培养学生的社会责任意识。


铁的单质
[以练带忆]
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)铁位于元素周期表中第四周期ⅧB族。(×)
(2)细铁粉可作食品抗氧化剂。(√)
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(×)
(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。(×)
(5)FeCl3可与铜发生置换反应。(×)
2．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填序号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。
所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸　⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液
答案：①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③
[练后梳理]
1．铁的存在

2．铁的结构与性质
(1)结构

(2)物理性质
颜色、状态
导电、导热性、延展性
特性
地壳含量
银白色固体
良好
被磁铁吸引
居第四位
(3)化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

①与非金属单质反应

与O2反应
常温
铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)
点燃
3Fe＋2O2Fe3O4
与Cl2反应
点燃
2Fe＋3Cl22FeCl3
与S、I2反应
Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2
②与H2O(g)反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
③与酸反应
与H＋反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
与稀硝酸
反应
过量
Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
少量
3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
与浓硫酸、
浓硝酸反应
常温下钝化，加热时分别生成SO2、NO2
④与盐(Cu2＋、Fe3＋)反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

铁是变价金属，与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3＋。

铁的重要化合物
[以练带忆]
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)Fe3O4和Pb3O4中的金属都呈现两种价态。(√)
提示：Fe3O4中的铁元素分别为＋2价、＋3价；Pb3O4中的铅元素分别为＋2价、＋4价。
(2)稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈。(√)
提示：铁锈是碱性氧化物，可用硫酸除去。
(3)向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变。(√)
提示：KSCN遇Fe2＋无现象变化。
(4)除去FeCl2溶液中的FeCl3，除杂试剂为铁粉。(√)
提示：Fe＋2FeCl3===3FeCl2。
(5)向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色，则X溶液中一定含有Fe2＋。(×)
提示：溶液中可能含有Fe3＋。
2．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)
①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀硝酸
⑤盐酸　⑥Na2SO4溶液
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
D　解析：Cl2、KMnO4、稀硝酸都具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，而NaCl溶液、盐酸、Na2SO4溶液不能将Fe2＋氧化成Fe3＋。
3．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？用化学方程式举例说明。
答案：都可以。2Fe＋3Cl22FeCl3；2FeCl3＋Fe===3FeCl2；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
4．完成下列离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋的转化条件。
(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KI­淀粉溶液，溶液变蓝：
________________________________________________________________。
(3)向FeCl2溶液中滴入H2O2：______________________________________
________________________________________________________________。
(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：________________________________
________________________________________________________________。
(5)将FeCl2溶液滴入稀硝酸溶液中，有无色气体放出：_________________。
答案：(1)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
(2)2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(5)3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
[练后梳理]
1．铁的三种氧化物

FeO
Fe2O3
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
物质类别
碱性氧化物
不是碱性氧化物
铁的价态
＋2价
＋3价
＋2价，＋3价
与H＋的反应(写
离子方程式)
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
共同性质
高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成铁单质
2．铁的两种氢氧化物

Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
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(写离子方程式)
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
热稳定性

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制备方法
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↓
二者的转化
在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
3．亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液，呈浅绿色，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Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(2)铁盐
①氧化性：含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
②特性：向含有Fe3＋的溶液中滴加KSCN溶液时溶液变成红色。
(3)盐溶液的配制与保存

4．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)Fe3＋的检验
方法1
样品溶液溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2
样品溶液产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
方法3
样品溶液溶液变紫色，证明含有Fe3＋
(2)Fe2＋的检验
方法1
样品溶液无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋
方法2
样品溶液产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋
方法3
样品溶液生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
方法4
样品溶液紫红色褪为无色，证明含有Fe2＋

(1)FeO和Fe3O4与HNO3溶液反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
(2)Fe2O3、Fe3O4与HI溶液反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被
I－还原为Fe2＋。
(3)Fe(OH)2与稀硝酸反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋与NO、
H＋发生氧化还原反应。
(4)Fe(OH)3与HI溶液反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。

考点1　铁的单质 、氧化物及其氢氧化物的性质及制备
[抓本质·悟考法]
下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填标号)。



【解题关键点】　解答本题注意提取以下信息：
(1)①②装置均能生成H2，从而将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中。
(2)③⑤装置提供保护层，能起到隔绝空气的作用。
【易错失分点】　(1)错误分析装置②的反应原理，误认为②中产生的FeSO4无法与NaOH溶液接触而不能制取 Fe(OH)2。
(2)忘记电解的基本原理，特别是不清楚如何通过电解产生OH－，导致漏选③。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，所以要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中加苯阻止了空气的进入；④由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
答案：①②③⑤
[多角度·突破练]
⊳角度1　考查铁的氧化物、氢氧化物的性质
1．(2020·郴州模拟)(双选)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)
选项
操作、现象
解释
A
向KI­淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝
Fe3＋能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe2O3·xH2O
C
向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
BD　解析：Fe3＋将I－氧化生成I2，淀粉遇到I2显蓝色，并非Fe3＋能与淀粉发生显色反应，A项错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，B项正确；稀硝酸具有强氧化性，与铁粉反应生成NO，不产生H2，C项错误；Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，故新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质最终变成了红褐色，D项正确。
2．等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．FeSO4 D．Fe3O4
A　解析：Fe2O3不具有还原性，与稀硝酸反应不生成NO。另外三种等质量的物质中，含Fe2＋的物质的量越多，与稀硝酸反应失去的电子越多，根据得失电子守恒，则生成NO的物质的量越多。经计算比较等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中FeO含有Fe2＋的物质的量最多，放出的NO物质的量最多。
3．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为(　　)
A．Fe3O4　　　　　　　 B．Fe2O3
C．FeO D．以上都不是
C　解析：4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04 mol，增加的氧元素为0.04 mol，质量为 0.04 mol×16 g/mol＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为 0.64 g，铁元素质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。

确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。
⊳角度2　考查氢氧化亚铁的制备
4．用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉或铁屑，将氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。(2)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2减少。
答案：(1)稀硫酸、铁屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
5．如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是_______________________________________________。
(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：___________________________________
_______________________________________________________________。
(4)实验完毕，打开止水夹b，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　
(2)打开
(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

制备Fe(OH)2的注意事项
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，除去溶液中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。
考点2　“铁三角”及Fe2＋、Fe3＋的检验与探究
[抓本质·悟考法]
(双选)向含有1 mol HNO3和1 mol 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＝0.5
C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g

【解题关键点】　解答本题注意提取以下信息：
(1)由“1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液”可知H＋和NO的相对多少，且开始阶段一直生成Fe3＋。
(2)注意图像的折点、交点的意义，特别是利用交点量相等的特点列出等量关系。
【易错失分点】　(1)解答本题易忽略HNO3和Fe反应时，先生成Fe(NO3)3，当Fe过量时，又发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，生成物是Fe(NO3)2。
(2)未意识到P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，不能列出等量关系，不能计算P点Fe3＋的物质的量，故不能计算最多可溶解的铜粉的质量。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
BC　解析：该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===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 mol H＋参加反应，生成Fe3＋为0.75 mol，即n1＝0.75 mol，B错误；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜粉，质量为 14.4 g，D正确。
[多角度·突破练]
⊳角度1　Fe2＋和Fe3＋的检验
1．为了检验某FeCl2溶液中是否含有FeCl3，下列实验方案中最合理的是
(　　)
A．加入适量铜粉，观察溶液是否变蓝
B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
C．滴加酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色
D．滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
D　解析：加入适量铜粉，若溶液中FeCl3含量较低，溶液不会明显变蓝，现象不明显，A项错误；先滴加氯水，可将FeCl2氧化生成FeCl3，滴加KSCN溶液，不能判断原溶液是否含有FeCl3，B项错误；Fe3＋具有较强氧化性，不与酸性KMnO4溶液反应，而Cl－具有还原性，可与MnO反应，故不能判断是否含有FeCl3，C项错误；若FeCl2溶液中含有FeCl3，滴加KSCN溶液，溶液变成红色，实验现象最明显，该方案最合理，D项正确。
2．(2021·九江模拟)(双选)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，然后加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中可能含有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＋
BC　解析：KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确定，检验方法不合理，A项错误；溶液变红，证明含有Fe3＋，可能是原溶液中含有Fe3＋或通入Cl2后Fe2＋被氧化成Fe3＋，故原溶液中可能含有Fe2＋，B项正确；Fe3＋与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理，C项正确；Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理，D项错误。

检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
(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－)。
(2)Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原MnO生成Mn2＋而使溶液褪色，产生干扰)。
(3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法：检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
⊳角度2　含铁元素的物质的除杂问题
3．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MgO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：先加入适量H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
C　解析：FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入的MgO与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。
4．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为9.6、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是(　　)
A．NaOH溶液 B．氨水
C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO
D　解析：由于沉淀Fe2＋所需pH比Zn2＋大，应首先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH使Zn2＋还未沉淀时Fe3＋已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。

除去混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，与Fe3＋水解产生的
H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 其中之一，与
Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为 Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后按照(1)中方法除去溶液中的Fe3＋。
(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后按照(2)中方法除去溶液中的Fe3＋。
⊳角度3　考查“铁三角”在物质转化推断题中的应用

5．(2021·临沂模拟)A、B、C是中学所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D＋C―→E＋F且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为(　　)
A．Fe、Cl2、Cu B．Fe、Cl2、H2
C．Cu、Cl2、Fe D．Fe、Cl2、Mg
A　解析：B单质水溶液呈酸性，且常温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。
6．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)

A．①中所加试剂可能是氯气
B．③中需要加具有氧化性的试剂
C．A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
C　解析：根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③是铁元素由＋2价升高到＋3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项不正确；Fe3＋能将I－氧化成I2，自身被还原成Fe2＋，D项正确。

“铁三角”的转化关系

1．录音磁带是在醋酸纤维、聚酯纤维等纤维制成的片基上均匀涂上一层磁性材料——磁粉制成的。制取该磁粉的主要物质是(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．Al2O3
C　解析：Fe3O4具有磁性。
2．(命题情境：传统文化与物质成分)唐代中药学著作《新修本草》中，有关于“青矾”的记录为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为(　　)
A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O
C．KAl(SO4)2·12H2O D．Fe2(SO4)3·9H2O
B　解析：“青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色”，青矾是绿色的，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的Fe2O3超细粉末，为红色。A中CuSO4·5H2O为蓝色晶体；B中FeSO4·7H2O是绿色晶体；C中KAl(SO4)2·12H2O是无色晶体；D中Fe2(SO4)3·9H2O为黄色晶体，所以判断“青矾”的主要成分为FeSO4·7H2O。
3．制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列判断一定错误的是(　　)
A．烧杯中有铜、无铁 B．烧杯中有铁、无铜
C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
B　解析：溶液中有Cu2＋而Fe有剩余是不可能的，因为Fe能与Cu2＋反应生成Cu，故B项错误。
4．(命题情境：生活材料在化工生产中的应用)铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。
(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式：
_______________________________________________________________。
(2)绿矾(FeSO4·7H2O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是________。设计实验检验绿矾是否完全变质：______________________________
___________________________________________________________________。
(3)利用绿矾制备还原铁粉的工艺流程如下：

①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO3·nH2O在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为________________________
___________________________________________________________________。
②取干燥后的FeCO3样品12.49 g，焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量为________g。(FeOOH也能被C还原得到Fe)
解析：(1)Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(2)绿矾(FeSO4·7H2O)易变质，Fe2＋被氧化为Fe3＋，检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液。检验绿矾是否完全变质即检验样品是否存在Fe2＋，可利用Fe2＋的还原性进行检验或用铁氰化钾溶液检验。(3)①依据得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式。②设样品中FeCO3的物质的量为x，FeOOH的物质的量为y，则

解得x＝0.1 mol，y＝0.01 mol，样品中杂质FeOOH的质量为 0.01 mol×89 g/mol＝0.89 g。
答案：(1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)KSCN溶液　取少量样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，则样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质)
(3)①4FeCO3·nH2O＋O2===4FeOOH＋4CO2＋(4n－2)H2O　②0.89