第12讲 铁、亚铁盐和铁盐-【暑假自学课】2023年新高一化学暑假精品课（鲁科版2019必修第一册）（原卷版+解析版）

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2.能设计实验去认识铁与水蒸气的反应，发展科学探究水平，能用符号表示铁与水蒸气的反应原理。
3.会设计实验制备氢氧化亚铁，检验Fe3＋，探究Fe3＋、Fe2＋的氧化性与还原性，增强科学探究与创新意识。
4.掌握铁盐、亚铁盐的性质及检验方法。
一、铁单质
1. 铁元素的存在
（1）人类最早使用的铁，是来自太空的_________。
（2）在自然界中的存在：①以单质形式存在：陨铁；②主要以+2、+3价化合物形式存在：矿石
（3）铁元素在地壳中的含量仅次于_________，居于第四位。
2. 物理性质
纯净的铁是光亮的_________色金属，密度较大，熔点为_________。纯铁的抗腐蚀能力_________，具有良好的延展性和导热性，_________比铜、铝差，能被_________吸引。
3. 化学性质
铁是26号元素，其原子结构示意图_________。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。一般来说，铁单质与弱氧化剂反应，产生+2价铁；与强氧化剂反应产生+3价铁。
（1）与非金属单质反应
【易错点拨】①Cl2将Fe氧化至_________价，即使加入过量的铁粉参加反应也不会生成+2价的Fe；
②Fe与硫蒸汽反应，Fe被氧化成+2价，生成的是FeS，而不是+3价；Fe与碘蒸汽反应生成的是FeI2而不是FeI3；
③Mg、A1与氧气反应生成致密的氧化膜，能保护内层金属；Fe形成的氧化物疏松，不能保护内层的铁，形成铁锈(Fe2O3·xH2O)；铜在空气中形成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。
2. 与H2O反应
（1）常温下，铁与H2O不反应。
（2）高温下，铁与_________发生反应，反应方程式为： 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4+4H2
（3）在如图所示的实验装置中：
①实验操作：在如图所示装置的试管中依次放入_________，加热。把生成的气体通人蒸发皿中的_________中。一段时间后，用_________夹取燃着的火柴点燃蒸发皿中的肥皂泡，观察现象。实验结束时,先从肥皂水中撤出导管，再_________。
②实验现象：蒸发皿中产生_________，点燃肥皂泡，听到爆鸣声。反应后，试管中固体仍呈黑色。
【实验说明】a.湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的_________。
b.酒精灯的火焰用_________套住，可以使加热效果更好。
c.铁不能与冷水、热水反应，但在_________能与水蒸气反应。
3. 与酸反应
注意：①铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为_________，属于化学变化。
②在铁与稀HNO3反应时，应考虑哪种物质过量然后再根据两种物质的量分析讨论判断，根据方程式：HNO3过量：Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；
Fe过量：Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2。
4. 与盐反应：铁与硫酸铜溶液反应：Fe+Cu2+Fe2++Cu；
铁与硫酸铁溶液反应：Fe+2Fe3+===3Fe2+。
二、铁盐和亚铁盐的性质
1. 预测铁盐和亚铁盐的性质
(1)铁盐(如氯化铁)中铁元素的化合价为＋3价，为铁元素的最高价态，只具有_________，能与铁、铜、锌、碘化钾溶液等还原剂反应。
(2)亚铁盐(如硫酸亚铁)中铁元素的化合价为＋2价，为铁元素的中间价态。既有_________，能与氯水、酸性高锰酸钾溶液等氧化剂反应；又有氧化性，能与锌等还原剂反应。
(3)铁离子(Fe3＋)的特性：遇硫氰酸钾(KSCN)溶液呈红色，常用_________检验Fe3＋的存在。
【点拨】如果你预测某物质具有_________，就应该寻找具有还原性的另一物质，通过实验证实两者能发生氧化还原反应来检验你的预测。相应地，如果你预测某物质具有_________，就应该寻找具有氧化性的另一物质，通过实验来检验你的预测。
2. 亚铁盐和铁盐
【活动∙探究】亚铁盐和铁盐的性质
实验目的：以硫酸亚铁、氯化铁为例，通过实验探究亚铁盐和铁盐的性质。
实验用品：FeSO 4溶液，FeCl3 溶液，NaOH溶液，酸性KMnO4溶液，氯水，0.1 ml • L KSCN (硫氰酸钾)溶液，KI 溶液，淀粉溶液，稀硫酸，铁粉，锌片，铜片，试管，胶头滴管，镊子。
实验方案设计与评价
【铁盐和亚铁盐的化学性质】写出下列反应的离子方程式：
【易错点拨】(1)配制硫酸亚铁时，要在溶液中加入_________。因为Fe2＋易被氧化为Fe3＋，加入铁粉或铁钉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，可防止硫酸亚铁溶液被氧化，而不发生变质。
(2)除去氯化铁中的Fe2＋，可加入_________，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
3. Fe2＋、Fe3＋的检验
三、Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化（铁三角）
1.铁三角的转化
铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为_________。
【易错点拨】Fe与稀HNO3：Fe少量，Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；如Fe过量，则生成Fe(NO3)2。
2. “铁三角”转化关系的两个应用
考点一：铁的性质
【例1】（2023春·安徽安庆·高一安徽省宿松中学校考开学考试）在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是
A．铁与硫加热生成硫化亚铁
B．铁与稀硫酸常温下反应生成硫酸亚铁
C．铁在氧气中燃烧生成氧化铁
D．铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁
考点二：铁盐、亚铁盐的性质
【例2】（2023春·江苏常州·高一统考期中）铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、、)制取绿矾的流程如下：
下列有关说法不正确的是
A．“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率
B．“反应”时发生的主要反应为
C．“检验”时可用溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D．将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾
考点三：铁盐、亚铁盐的检验
【例3】（2023秋·天津河东·高一统考期末）将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即可显红色的是
A．FeOB．Fe2O3C．FeCl3D．Fe(OH)3
【例4】（2023秋·云南昆明·高一统考期末）为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行以下，其结论正确的选项是
A．假设再滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉变质
B．假设再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉未变质
C．假设再依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质
D．假设再滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质
1．（2023秋·内蒙古赤峰·高一赤峰二中校考期末）下列关于铁及其化合物的说法，不正确的是
A．金属铁可以被磁铁吸引B．铁丝可以在氧气中剧烈燃烧
C．铁有良好的导电、导热性D．铁丝在氯气中燃烧生成
2．（2023春·江苏苏州·高一江苏省黄埭中学校考期中）反应可用于焊接铁轨，下列有关说法不正确的是
A．该反应吸收大量的热B．铝在反应中作还原剂
C．铝热剂是混合物D．该反应是置换反应
3．（2023秋·云南昆明·高一统考期末）下列物质不能通过化合反应直接制备的是
A．FeCl2B．Al2O3C．Fe(OH)2D．NaHCO3
4．（2023春·上海·高一期末）铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是
A．纯铁的熔点低于铁合金B．纯铁和铁合金都能导电、传热
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金D．生铁是铁合金，只含金属元素
5．（2023春·上海奉贤·高一校考期中）下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量铁丝在Cl2中点燃
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
⑤稀硝酸中加入过量铁粉
A．①②B．①③C．①③④D．①③④⑤
6．（2023秋·河南濮阳·高一统考期末）铁元素的“价一类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A．a在纯中燃烧可直接转化为e
B．在不同条件下，g可能分别转化为f沉淀或胶体
C．c在空气中直接加热可转化为b
D．检验含d溶液中金属阳离子的方法为先加入氯水，再加入KSCN溶液
7．（2023秋·河南三门峡·高一统考期末）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是
A．铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化①
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②
C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于消毒
D．加热发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③
8．（2023春·江苏常州·高一统考期中）铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量，工业上常用于制取绿矾。在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是
A．B．
C．D．
9．（2023·广东·高三专题练习）铁是应用最广泛的金属，在一定条件下可与水蒸气反应(装置如下图所示)，下列说法错误的是
A．充分反应后，还原铁粉变成红色固体
B．湿棉花的作用是提供反应所需水蒸气
C．虚线方框中装置是为了检验反应产生的气体
D．酒精灯Ⅱ配用的金属套筒目的是聚集火焰，提高温度
10．（2023秋·广东潮州·高一统考期末）下列有关铁及其化合物的说法中正确的是
A．铁在氯气中燃烧如果铁过量会生成
B．红热的铁丝与水蒸气反应，得到的含铁化合物是四氧化三铁
C．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
D．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物铁元素的化合价均为＋3价
一、单选题
1．（2023春·上海浦东新·高一华师大二附中校考期中）铁是目前使用广泛的金属。下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．铁单质中有金属阳离子
B．生铁含碳量高，熔点比纯铁高
C．常温下铁与水不反应，但红热的铁能与水蒸气发生反应，生成氧化铁和氢气
D．胶体是一种分散系，向沸水中滴加5~6滴稀溶液，可制得胶体
2．（2023春·江苏扬州·高一统考期中）FeCl3是有机反应中常用的催化剂。实验室用如下图所示装置制备少量FeCl3.已知：FeCl3易升华，且易水解：FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl。下列说法不正确的是
A．甲中可制得纯净的Cl2
B．实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C．装置丙的作用是收集FeCl3
D．装置丁中CaCl2的作用是防止水蒸气进入装置丙
3．（2023春·四川内江·高一四川省内江市第六中学校考期中）铁粉与稀硝酸反应的化学方程式为。下列有关说法正确的是
A．氧化性：
B．作氧化剂的是参与反应的的10%
C．常温下为加快反应速率，可将稀硝酸换为浓硝酸
D．在反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液，有气体逸出
4．（2023春·江苏苏州·高一江苏省黄埭中学校考期中）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．铁粉能与反应，可用作食品保存的脱氧剂
B．纳米能与酸反应，可用作磁性材料
C．具有酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D．聚合硫酸铁铝能水解并形成胶体，可用于自来水杀菌消毒
5．（2023秋·新疆昌吉·高一新疆昌吉回族自治州第二中学校考期末）下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是
A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在
B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红
C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物
6．（2023秋·广东韶关·高一校考期末）用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是
A．Fe与水蒸气反应的化学方程式为2Fe+3H2OFe2O3+3H2
B．实验时，先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯
C．选用装置②收集并检验Fe与水蒸气反应产生的气体
D．实验后取玻璃管中固体加盐酸溶解，滴加KSCN未有红色，说明Fe与水蒸气未反应
7．（2023春·河北承德·高一承德县第一中学校联考期中）铁元素的“价－类”二维图如图所示，下列说法正确的是
A．Fe→Fe3O4只能通过置换反应得到
B．Fe3O4在自然界中不存在
C．可用Fe粉去除FeCl2溶液中混有的少量FeCl3
D．向Fe(OH)2悬浊液中通入Cl2可得到Fe(OH)3
二、填空题
8．（2023秋·四川成都·高一统考期末）“价类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具，如图所示是铁及其化合物的“价类”二维图。
(1)X、Y分别代表_______、_______；Z在空气中转化为W的化学方程式为_______。
(2)某小组研究性质，预测能与_______发生氧化还原反应(填序号)。
①NaOH溶液②氯水③稀盐酸④酸性溶液⑤镁⑥碳酸钠
(3)铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用溶液刻蚀铜制电路板，被_______(填“还原”或“氧化”)为，该反应的离子方程式为_______。
(4)为检验食品中的铁元素，可将菠菜剪碎、研磨、溶解、_______，然后将少许滤液加入试管中，加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性)，再滴加几滴KSCN溶液，振荡，若观察到_______现象，说明试验样品中含有铁元素。
(5)高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用氧化的方法制备，其原理为，用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目_______。
9．（2022秋·黑龙江牡丹江·高一校考期末）铁是生产生活中重要的金属，其单质和化合物在生活中有很广泛的用途。请回答：
(1)红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其化学反应方程式为___________。
(2)缺铁性贫血患者应补充 Fe2+。用绿矾制成的补铁剂药片外表包有一层特殊的糖衣，试推测糖衣的作用是___________。
(3)向某溶液中加入KSCN溶液，溶液立即变成红色，则原溶液中含有(填离子符号)___________，要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁，可行的办法是___________(填字母)。
A．加入铜粉 B．加入铁粉 C．通入氯气 D．加入KSCN溶液
(4)四氧化三铁是生产生活常见的一种铁的氧化物。它溶于盐酸的离子方程式为___________。
(5)高铁酸钾，其中铁为＋6价)可消毒饮用水和除悬浮物。投入水中可发生如下反应：胶体
①该反应中被氧化的元素是___________(填元素符号)。
②高铁酸钾能够消毒饮用水是因为其具有强氧化性，能除悬浮物的原因是___________。
10．（2023秋·甘肃金昌·高一永昌县第一高级中学校考期末）铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题：
(1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C．维生素C的作用是_______。
(2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式：_______。
(3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为_______。
(4)某废料铁泥的主要成分为、、和杂质(杂质不与硫酸反应)。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下：
①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、_______、_______。
②能检验溶液A中含有的试剂是_______(填字母)。
A．铁粉 B．酸性溶液 C．KSCN溶液
③步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为_______。
④若最终获得，则废料铁泥中铁元素的质量分数为_______。非金属单质
化学反应方程式或现象
O2
3Fe+2O2 Fe3O4(_________，生成黑色固体）
Cl2
2Fe+3Cl2 FeCl3（产生棕褐色烟）
S
Fe+S FeS（生成黑色固体）
酸
离子方程式或现象
稀H2SO4、HCl
Fe+2H+Fe2++H2↑
稀HNO3
Fe不足
Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O
Fe过量
3Fe+8H++2NO3-Fe2++2NO↑+4H2O
浓HNO3、浓H2SO4
常温下钝化
物质
预测性质
选取试剂
实验现象
结论及离子方程式
硫酸亚铁
与碱反应
NaOH溶液
_________
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
还原性
氯水，0.1 ml • L KSCN (硫氰酸钾)溶液
溶液变红
2Fe2++Cl2=2Fe3＋+2Cl-
酸性KMnO4溶液
_________
KMnO4被还原
氧化性
锌片
Zn溶解, 溶液由浅绿色变为无色
Fe2++Zn=Fe+Zn 2+
氯化铁
与碱反应
NaOH溶液
_________
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
氧化性
铁粉
锌片
铜片
变为浅绿色生成FeCl2
2Fe3++Zn=2Fe2++Zn 2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu 2+
_________
_________
2Fe3++2I-= 2Fe2+ +I2
Fe2＋
Fe3＋
溶液的颜色
色
黄色
滴加KSCN溶液
_________
_________
反应原理
不反应
Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3
结论
利用含有Fe3＋的盐溶液遇到溶液变成红色，检验Fe3＋的存在
Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价铁
①Fe能被Fe3＋、Cu2＋、H＋、S等较_________氧化为Fe2＋
②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等_________氧化为Fe3＋
Fe2＋既有氧化性又有还原性，主要表现还原性
①还原性：Fe2＋能被Cl2、O2、HNO3、H2O2、KMnO4(H＋)等氧化为Fe3＋
②氧化性：Fe2＋能被Zn、Al、CO、H2等还原为Fe，如：Fe2＋＋Zn＝Fe＋Zn2＋
Fe3＋具有较强的氧化性
①能被Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)、SO2还原成Fe2＋
②能被C、CO、H2、Zn等还原成Fe，如：2Fe3＋＋3Zn＝2Fe＋3Zn2＋
判断离子共存
Fe2＋eq \(――→,\s\up6(不共存))NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－(次氯酸根)、MnOeq \\al(－,4)(H＋)
Fe3＋eq \(――→,\s\up6(不共存))S2－、I－、SOeq \\al(2－,3)
除杂
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
_________
FeCl3
FeCl2
通Cl2或加氯水或加H2O2
FeCl2
CuCl2
_________