第16讲 铁盐、亚铁盐及相互转化-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件（新教材）

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1.掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法。2.掌握铁盐、亚铁盐的性质，能实现Fe2＋和Fe3＋的转化。
考点一 铁盐、亚铁盐的性质与检验
考点二 Fe2＋、Fe3＋的相互转化
考点一 铁盐、亚铁盐的性质与检验
Ⅰ. 含有Fe3＋的溶液呈____色
[对比:碘水,棕黄色或黄褐色]
Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+
Cl2 > Br2 > Fe3+ >I2 > S
③特殊地，易形成络合物
注意: Fe3+能氧化I—、S2—，但不能氧化Br—、 Cl—
写出下列所述情况的离子方程式,并说明反应的现象。
2Fe3＋ + S2—= 2Fe2＋ + S↓
① FeCl3溶液中滴加少量Na2S(aq):
溶液变浑浊，过滤，滤液为浅绿色
若Na2S(aq)过量呢？
2Fe3＋ +3S2—= 2FeS↓ + S↓
②若往FeCl3溶液中通入H2S气体？
2Fe3＋ + H2S = 2Fe2＋ + S↓+ 2H＋
③ FeCl3溶液中滴加少量Na2SO3(aq):
2Fe3＋ + SO32—＋H2O = 2Fe2＋ + SO42— + 2H＋
(溶液由棕黄色变为浅绿色)
2Fe3＋ + SO2＋2H2O = 2Fe2＋ + SO42— + 4H＋
④ FeCl3溶液中滴加HI(aq):
2Fe3＋ + 2I- = 2Fe2＋+ I2
溶液颜色变化不明显，但加入淀粉变蓝色。
⑤印刷电路板的制作是利用FeCl3溶液腐蚀裸露的Cu线。
2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋
(溶液由棕黄色变为蓝绿色)
② Fe3＋较强的水解性
Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋
pH=3.7左右，Fe3＋可全部水解成Fe(OH)3↓
1) Fe(OH)3胶体的制备
饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续加热至溶液呈红褐色为止。
2) FeCl3溶液加热，蒸干，灼烧，得到 。
3)将Mg、CaCO3等粉末投入FeCl3溶液中，会有什么现象呢？
产生红褐色沉淀和无色气体。
4) Fe3＋与AlO2—、CO32—(HCO3—)、ClO—、SiO32—等发生双水解
Fe3＋只存在于酸性较强的溶液中
注意：血红色溶液，不是血红色沉淀
Zn＋Fe2＋ = Zn2＋＋Fe　
2Fe2＋＋Cl2 = 2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、Br2、O3、HNO3、浓H2SO4等
KMnO4、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、HClO等
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有____ 性，又有___ 性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_____________________，__________________________。
①少量Cl2与FeBr2(aq)
②足量Cl2与FeBr2(aq)
Cl2 + 2Fe2＋ = 2Fe3＋ + 2Cl－
Cl2 + 2 Br－= Br2 + 2 Cl－
3Cl2 + 2Fe2＋ + 4Br－ = 2Fe3＋ + 2Br2 + 6Cl－
③若Cl2 ：FeBr2 = 1:1进行反应？
2Cl2 + 2Fe2＋ + 2Br－ = 2Fe3＋ + Br2 + 4Cl－
试分析将上述各情况中FeBr2换成FeI2后呢？
写出下列反应离子方程式。
① Fe2＋盐易在空气中变质
4Fe2＋ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O
(浅绿色溶液变为棕黄色)
3Fe2＋ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
(浅绿色溶液变为棕黄色,并有无色气体产生)
2Fe2＋ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
5Fe2＋ + MnO4— + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
(KMnO4紫红色褪去, 溶液变为棕黄色)
通常用酸性KMnO4溶液鉴别Fe3+盐中是否含有Fe2+
2Fe2＋+ ClO—+ 2H+ = 2Fe3+ + Cl— + H2O
6Fe2＋+3ClO—+3H2O = 2Fe(OH)3 +3Cl—+4Fe3+
(1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)：
红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
(3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：
无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
(2)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：
K+ +Fe2＋＋[Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6]↓
3.Fe2＋和Fe3＋的检验
K＋＋Fe2＋+[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
溶液变红色，说明含有 。
酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 。
5Fe2＋+ MnO4-+ 8H+ = Mn2++ 5Fe3++ 4H2O
2)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
K+ + Fe2＋＋[Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6]↓
2Fe3＋+ 2I-=2Fe2＋+I2
试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
此时，混合溶液中不能存在Cl-等还原性离子干扰
一、铁盐、亚铁盐的性质
1.铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是A.采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体B.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解C.25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH4+、NO3-、Fe2＋可以大量共存
H＋、NO3-、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存
D.FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性
2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有_____________，可能存在的有______。(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，一定不存在____________。(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，可能存在的有______，一定不存在______。
解：氧化性Fe3＋＞Cu2＋，所以可以发生如下反应：
① Fe+2Fe3+=3Fe2+
② Fe＋Cu2＋= Fe2＋Cu
③ 2Fe3＋＋Cu= 2Fe2＋＋Cu2＋
有铁和铜，溶液中不可能存在Cu2＋、Fe3＋
1.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)A.若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋B.若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋C.若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是(　　)A、若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋B、若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋C、若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D、若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
解：氧化性Fe3＋＞Cu2＋，所以反应的先后顺序为:
① Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
② Fe＋Cu2＋ = Fe2＋＋Cu
有固体滤出，说明反应①进行完全，反应②部分或完全进行
Fe2＋、Fe3＋的检验
3.下列离子的检验方法合理的是(　　)A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有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＋
Cl－也能使KMnO4溶液褪色，所以不合理
只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，
红褐色沉淀Fe(OH)3可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。
E.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋
4.以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋的是A.滴入KSCN溶液，不显红色B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显红色C.滴入KSCN溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红D.滴入KSCN溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红
无法证明Fe2＋是否存在
高锰酸钾溶液是紫红色，溶液变红无法证明原溶液中含有Fe2＋
无法证明原溶液中含有的是Fe3＋还是Fe2＋
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)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)。
考点一 Fe2＋、Fe3＋的相互转化
1.“铁三角”的转化关系
如：S、I2、H+、Ag+、Fe3+、Cu2+等
如：H2、CO、C、Al、Zn等
Zn+Fe2+ = Zn2++Fe
S、I2、H+、Fe3+、Cu2+等
H2、CO、 C、 Zn等
Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
如：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4、浓H2SO4、H2O2、NaClO等
如：Fe、Cu、I-、S2-、H2S、SO2等
2Fe2＋+H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O
2Fe3＋+ 2I- = 2Fe2＋+ I2
2Fe3++3Zn(过量)=2Fe+3Zn2+Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2Fe2O3+2Al====2Fe+Al2O3
5Fe+3MnO4-+24H+=5Fe3++3Mn2++12H2O
①_______________________________；②________________________________；③________________________________；④________________________________；⑤________________________________；⑥________________________________；⑦________________________________；
①Cl2 ②NO3－、H+ ③ H2O2、2H+ ④ MnO4—、8H+
⑤ Fe ⑥ Cu ⑦H2S
Cl2 + 2Fe2＋ = 2Fe3＋+ 2Cl－
3Fe2＋+4H++NO3- = 3Fe3++NO↑+2H2O
5Fe2＋+MnO4—+8H+ = Mn2++5Fe3++4H2O
Fe+2Fe3+=3Fe2+
用离子方程式实现下列Fe2＋与Fe3＋的转化：
2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋
2.“铁三角”的重要应用
MnO4-(H+)、NO3-(H+)、ClO-等
S2-、I- 、HS-、SO32-、HSO3-等
CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-
发生氧化还原反应不共存
H＋、NO3— 和Fe2＋
Fe3＋只能存在于酸性溶液中
①Fe2+(Fe3+):
②FeCl3(FeCl2):
③FeCl2(CuCl2)：
⑤Fe2O3(Al2O3、SiO2)：
(3)盐溶液的配制与保存
加铁粉——防Fe2+被氧化
加相应的酸——防Fe2+水解
加相应的酸——防Fe3+水解
1)Fe3+的水解程度大，在PH约为3.7时沉淀完全；
2)欲除去Fe2+,一般先加氧化剂，使Fe2+→Fe3+，再调节PH，使之沉淀。
某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题：
(1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。
①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，___________________(填操作步骤及现象)，证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为__________________________。
加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，均出现蓝色沉淀
②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与________________有关。
铜粉的量、阴离子的种类
解析：对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量，乙组相比丙组阴离子不同
③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为_________。
解析：加入饱和NaCl溶液引入Cl－，产生与乙组相同的阴离子，可能出现白色沉淀。
④丙组在检验反应后的溶液中是否存在Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加3滴KSCN溶液，结果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，CuSCN为白色固体；ⅱ.2Cu2＋＋4I－=2CuI(白色)↓＋I2，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式：__________________________。
2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN(白色)↓＋(SCN)2
(2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋实验步骤及现象：向3 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。
①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑，其目的是 。
②实验中产生NO的原因为________________________________(用离子方程式表示)。