【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）必修第一册--第16讲 铁、亚铁盐和铁盐 讲义

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第16讲 铁、亚铁盐和铁盐
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课程标准
课标解读
1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解亚铁盐和铁盐的主要性质。
2．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解亚铁盐和铁盐在生产、生活中的应用。
1．能依据物质类别、物质所含 核心元素的化合价列举、描述、辨识含铁元素典型物质重要的物理性质与化学性质。
2．通过氯化亚铁、氯化铁的氧化性和还原性的探究实验，掌握从物质类别、物质所含核心元素的化合价这两个基本角度去预测物质可能具有的性质的方法。
3．通过氯化亚铁、氯化铁的氧化性和还原性的探究实验，学会预测物质的性质——设计实验方案进行实验并进行观察——分析实验现象——得出结论的科学探究方法。
知识精讲

知识点01 铁单质
1．铁元素的存在

2．物理性质
色、态
密度
熔点
导热性、延展性
导电性
____色固体
7.86g·cm－3
1538℃
良好
比铜、铝____
3．化学性质
（1）与酸反应生成氢气（以稀盐酸为例）
①化学方程式：________________________
②离子方程式：________________________
（2）与某些盐溶液发生置换反应（以硫酸铜为例）
①化学方程式：________________________
②离子方程式：________________________
（3）与非金属反应
①与氧气反应：________________________
②与氯气反应：________________________
（4）铁与水的反应
①常温：不反应
②高温：________________________
【即学即练1】铁是人体必需微量元素中含量最多的一种。关于铁下列说法正确的是（ ）。
A．Fe比Al活泼
B．磁铁矿的主要成分为Fe2O3
C．铁在铜的盐溶液中可置换出铜
D．Fe不与H2O反应
知识点02 亚铁盐和铁盐
1．预测与假设

2．实验方案
（1）证明Fe3+只有氧化性，需加入_________，如铁、铜、锌等。
（2）证明Fe有还原性，需加入_________，如稀硫酸、硫酸铜溶液等。
（3）证明Fe2+有氧化性，需加入_________，如Zn；证明其有还原性，需加入_________，如氯水、稀硝酸等。
3．实验探究
（1）探究Fe3+的性质

①实验现象：溶液由_________色变成_________色
②实验结论：Fe3+具有_________性
③离子方程式：__________________
（2）探究Fe2+的性质

①实验现象：溶液变成_________色
②实验结论：Fe2+具有_________性
③离子方程式：___________________________
【即学即练2】（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。
知识点03 Fe3+和Fe2+的检验
1．Fe3+的检验

2．Fe2+的检验
（1）KSCN溶液-氯水法

（2）酸性高锰酸钾溶液法

【即学即练3】（2021·四川学考真题）检验FeSO4溶液中是否混有少量Fe3+，宜选用的试剂是（ ）。
A．氯气 B．铁粉 C．KSCN溶液 D．铜粉
能力拓展

考法01 铁单质的性质及其应用
【典例1】（2022·徐州高一检测）用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是（ ）。

A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O（g）Fe2O3+3H2
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
【知识拓展】单质铁的性质
1．铁的主要性质：

2．铁和水蒸气反应实验
（1）实验装置图

（2）注意事项
①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。
②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯
③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的水蒸气。
④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾
⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止空气倒吸
⑥干燥管中盛有碱石灰或无水氯化钙，吸收氢气中的水蒸气
考法02 亚铁盐的性质及应用
【典例2】FeBr2溶液与氯气的反应中，Cl2既可氧化Br－为Br2，也可氧化Fe2+为Fe3+。Cl2氧化Br－与Fe2+是否有先后顺序呢？某学习小组做如下探究：
（1）配制100mL0.10mol•L－1FeBr2溶液，用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、_____________。
（2）向足量0.10mol•L－1FeBr2溶液中通入少量的Cl2后，溶液变为黄色。
（3）提出合理假设：
假设1：有先后顺序，Cl2先氧化Br－，生成Br2使溶液显黄色。
假设2：有先后顺序，Cl2先氧化Fe2+，生成Fe3+使溶液显黄色。
假设3：无先后顺序，___________________________________。
（4）实验探究：完成实验步骤及预期现象与结论。［限选试剂：0.10mol•L－1AgNO3溶液、淀粉－KI溶液、10%KSCN溶液、四氯化碳、稀HNO3］。已知四氯化碳不溶于水，而且密度比水的大；Br2的四氯化碳溶液呈现橙红色。
实验操作
预期现象与结论
步骤1：将所得黄色溶液分别取少许于A、B两个试管中

步骤2：_____________________
_____________________________
步骤3：_____________________
_____________________________
【知识拓展】亚铁盐的强还原性
1．转化关系

2．强还原性及其应用
（1）能够被Cl2、Br2氧化
①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－
②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－
（2）能够被O2氧化
①反应：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓
②保存：密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+
（3）能够被酸性的H2O2氧化
①反应：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
②应用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法
（4）与酸性条件下的MnO4－、NO3－、ClO－等离子不能大量共存
①酸性MnO4－：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
②酸性NO3－：3Fe2++NO3－+4H+3Fe3++NO↑+2H2O
③酸性ClO－：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－
（5）还原性：I－＞Fe2+＞Br－
①向FeBr2溶液通入Cl2，先氧化Fe2+，后氧化Br－
②向FeI2溶液通入Cl2，先氧化I－，后氧化Fe2+
考法03 铁盐的性质及应用
【典例3】铁容易氧化生锈，铁锈中的铁是正三价的，下列不能证明Fe3+的氧化性的事实是（ ）。
A．硫酸铁溶液可溶解铁粉
B．常用氯化铁溶液溶解含铜的印刷电路板
C．含Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成红色
D．往氯化铁溶液中通入H2S时出现浑浊
【知识拓展】铁盐的强氧化性
1．转化关系

2．强氧化性及其应用
（1）与Fe反应
①反应：2Fe3++Fe3Fe2+
②应用：除去Fe2+中的Fe3+
（2）与Cu反应
①反应：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
②应用：电子工业上腐蚀铜印刷电路板
（3）Mg、Al、Zn等活泼金属
①少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+
②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+
（4）与KI溶液反应
①反应：2Fe3++2I－2Fe2++I2（FeI3不存在的原因）
②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀
（5）与H2S反应
①反应：2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色，产生黄色沉淀
（6）与SO2反应
①反应：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42－+4H+
②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色
3．含Fe2+、Fe3+的除杂问题：
主要成分
杂质
除杂方法
FeCl3（aq）
FeCl2（aq）
加入氯水或H2O2
FeCl2（aq）
FeCl3（aq）
加过量铁粉后过滤
FeCl2（aq）
CuCl2（aq）
加过量铁粉后过滤
考法04 亚铁离子和亚铁离子的检验
【典例4】（2021·烟台高一检测）某次化学探究活动中的任务是完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+；
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是（ ）。
选项
试剂
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
【知识拓展】Fe2+、Fe3+的检验方法
1．Fe3+的检验方法

2．Fe2+的检验方法

3．检验Fe3+中的Fe2+：加入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去
分层提分

题组A 基础过关练
1．（2021·湖北省合格考真题）将铁片投入稀硫酸中，可以观察到有气泡产生，其反应的离子方程式正确的是（ ）。
A．Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
B．Fe+2H++SO42－Fe2++SO42－+H2↑
C．Fe+2H+Fe2++H2↑
D．2H+H2↑
2．（2022·西安高一检测）下列关于如图所示的反应的叙述不正确的是（ ）。

A．该反应是置换反应
B．铁是还原剂
C．HCl是氧化剂
D．产物是氯化铁和氢气
3．下列试剂能用来区分Fe3+与Fe2+的是（ ）。
A．NaCl B．HCl C．KNO3 D．KSCN
4．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++CuCu2++Fe2+
5．向硫酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是（ ）。
A．Fe有还原性
B．FeSO4中Fe2+具有还原性
C．KMnO4具有还原性
D．硫酸具有还原性
6．能与Fe3+反应，且反应中Fe3+显示氧化性的微位是：①SCN－；②Fe；③Fe2+；④Cu；⑤OH－（ ）。
A．④⑤ B．①②③ C．②④ D．①③⑤
7．（2022·洛阳高一检测）要除去氯化亚铁溶液中混有的少量氯化铜，应加入试剂是（ ）。
A．氢氧化钠溶液 B．氨水 C．铁粉 D．铜粉
8．（2021年1月•广东合格考真题）黑木耳是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，检验黑木耳中的铁元素，实验流程如下：

（1）灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的________（填字母）。

（2）灰烬中含有铁的氧化物及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是___________。
（3）取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有_______；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，说明滤液中存在具有_________（填“氧化性”或“还原性”）的粒子。
（4）为进一步探究Fe3+和Fe2+氧化性或还原性，该学习兴趣设计并进行如下实验，记录现象，完成实验报告：
实验操作
实验现象
离子方程式
实验结论
向FeCl2溶液中滴加新制氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－
①
向FeCl3溶液中加入足量的铁粉
铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色
②
Fe3+具有氧化性
（5）实验结束，离开实验室前，下列做法正确的是_________（填字母）。
A．废弃药品直接倒入水池冲走
B．药品仪器归位
C．清洁实验仪器、打扫实验室卫生
D．关闭水电、门窗
题组B 能力提升练
1．（2022·郴州高一检测）我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了有关中药材铁华粉的制法：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉是指（ ）。
A．铁粉 B．醋酸亚铁 C．食盐 D．氢氧化铁
2．（2021·南昌高一检测）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↓
3．某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3溶液，最合理的生产途径是（ ）。
A．Cl2FeCl3FeCl3溶液
B．Cl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3
C．Cl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3溶液
D．Cl2HCl盐酸，废铁Fe2O3FeCl3溶液
4．化学探究小组活动中做了如下三个实验：
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是（ ）。
A．实验①中铁作还原剂
B．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Fe3+＞Fe2+＞Cu2+
5．（2022·海南省选择考改编）在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl，Fe完全溶解。Fe的原子序数为26，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）。
A．反应转移电子为0.1mol
B．HCl溶液中Cl－数为3NA
C．2.8gFe含有的质子数为1.3NA
D．反应生成标准状况下气体3.36L
6．（2021~2022学年浙江省之江教育评价高一下期中）某化学兴趣小组在学习铁及其化合物知识时，做了如下探究实验，下列说法不正确的是（ ）。

A．若现象1有淡红色，说明有少量的Fe2+被氧化了
B．现象2有血红色沉淀
C．现象3为血红色褪去，说明发生了反应：2Fe3++Fe＝3Fe2+
D．由现象4可推测加入过量的双氧水后硫氰根离子可能被氧化生成了气体
7．（2021•梅州高一上学期期末）某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1mol·L－1FeCl3溶液、0.1mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
（1）用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式__________________。
（2）设计实验方案，完成下列表格。
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3+具有氧化性
取少量0.1mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后，溶液颜色变为______。
加入KSCN溶液后，溶液______。
（3）该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为______________________________。
（4）某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、MnO4－、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X离子是____________。
8．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件下，它们可以按下图进行反应。又知单质A是当今世界产量最大的金属，E溶液是无色的，请回答：

（1）A是______、B是______、C是______。
（2）写出反应①、③、④的化学方程式：
①_____________________________________________；
③_____________________________________________；
④_____________________________________________。
题组C 培优拔尖练
1．（2021·孝感高一检测）探究补铁剂［主要成分：氯化血红素（含+2价铁）、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆］中铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是（ ）。
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
取待测液，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入少量H2O2，溶液不变红
取实验Ⅰ所得溶液，再加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入H2O2溶液，溶液变红
取实验Ⅰ所得溶液，加入少量盐酸溶液，无明显现象，继续加入H2O2至过量，溶液先变红后褪色
A．实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关
B．实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红，可能是H2O2被维生素C还原了
C．实验Ⅲ中溶液红色褪去，可能是H2O2将SCN－氧化了
D．实验说明，该补铁剂中+2价铁只有在酸性条件下才能被H2O2氧化
2．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．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤
3．已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：

现对A、B、C、D作出的如下推断中，不正确的是（ ）。
A．盐A一定是FeCl3
B．白色沉淀B是AgCl
C．滤液C中一定含Fe3+
D．无法确定A中是否含有Fe2+
4．（2021·鄂尔多斯高一检测）mg铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到mg铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为（ ）。
A．8∶7 B．1∶7 C．7∶8 D．7∶1
5．（2022·聊城高一检测）某工业废水中含有大量的氯化亚铁、较多的氯化铜和少量的氯化钠。为减少污染并变废为宝，该工厂计划从废水中回收氯化亚铁和金属铜，请根据以下流程图，回答下列问题：

（1）不溶性物质的主要成分为______________，操作①的名称为______________。
（2）溶液②中溶质为____________。
（3）若鉴别溶液①中含有的主要金属阳离子，所需的试剂为________________。
（4）回收的氯化亚铁溶于水被氧化后得到氯化铁溶液，氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜，向腐蚀后的溶液中加入一定量铁粉，充分反应。
①对反应后的溶液分析正确的是____________。
A．溶液中一定含有Fe2+
B．若有固体剩余，固体中一定含有铁
C．若有铁剩余，溶液中可能含有Cu2+
D．溶液若有Fe3+剩余，则一定没有固体析出
②若铁粉足量，且剩余固体的质量与原加入铁粉的质量相等，则腐蚀后的溶液中＝__________。
6．绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾（FeSO4·7H2O）的流程如图所示，根据题意回答下列问题：
方法一：利用黄铜矿粉（主要成分为CuFeS2）制取绿矾

（1）试剂a和试剂b分别是________________，操作1的名称是________。
（2）有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：________________________________________________。
方法二：利用工业废铁屑制取绿矾

（3）加入适量Na2CO3溶液的作用是____________。
（4）操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器名称有_____________________________。
（5）通过检验CO32－来判断操作Ⅰ是否洗涤干净，检验的方法是__________________________________________。