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知识清单08 铁及其重要化合物-【复习清单】2024年高考化学一轮复习知识清单
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这是一份知识清单08 铁及其重要化合物-【复习清单】2024年高考化学一轮复习知识清单，共13页。学案主要包含了典例01，典例02，典例03，典例04，典例05，典例06，典例07，典例08等内容，欢迎下载使用。
1．铁元素的存在
（1）游离态：存在于陨铁中
（2）化合态
2．铁的原子结构
（1）电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
①最高能级电子数6
②最高能层电子数2
③未成对电子数4
④稳定性：Fe2+＜Fe3+
（2）微粒结构示意图
（3）周期表中位置：第4周期第Ⅷ族
3．铁的物理性质
（1）颜色：纯铁呈银白色，常见的铁呈灰黑色
（2）特性：能够被磁铁吸引，可用于分离提纯
4．铁的化学性质
（1）弱氧化剂：Feeq \(---------------------→,\s\up7(S、I2、H+、Cu2+),\s\d5())Fe2+
①Fe+SFeS
②Fe+I2FeI2
③Fe+H+Fe2++H2↑
④Fe+Cu2+Fe2++Cu
（2）强氧化剂：Feeq \(-----------------------------------------→,\s\up7(Cl2、Br2、浓硫（硝）酸、稀硝酸),\s\d5())Fe3+
①Feeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))FeCl3，生成棕红色烟
②Feeq \(----------→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(常温))钝化；Feeq \(----------→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(加热))Fe3+或Fe2+
③Feeq \(----------→,\s\up7(浓硝酸),\s\d5(常温))钝化；Feeq \(----------→,\s\up7(浓硝酸),\s\d5(加热))Fe3+或Fe2+
④Feeq \(-----------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(过量))Fe2+；Feeq \(-----------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(少量))Fe3+
（3）生成Fe3O4的反应
①O2：3Fe+2O2Fe3O4
②水蒸气：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
易错点：铁的易错知识点
（1）Fe与O2（点燃）、H2O（g）（高温）反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
（2）常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。
（3）Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。
（4）Fe与在少量Cl2中燃烧不能生成FeCl2，因为FeCl3和Fe必须在溶液中才能反应。所以无论Cl2是过量还是少量，Fe与Cl2反应只生成FeCl3。
（5）铁与水蒸气的反应需用高温，加热仪器为酒精喷灯。
【典例01】（2023·龙岩模拟）下列叙述不正确的是：①Fe与S混合加热生成Fe2S3；②Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应；③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成；④FeCl3溶液能与Cu反应，可用于刻蚀印刷电路板（ ）。
A．①③ B．①② C．②④ D．②③
【解析】选B。Fe是变价金属，遇强氧化剂（如HNO3、Cl2等）生成+3价铁，遇弱氧化剂（如S或I2等）生成+2价铁，故Fe与S混合加热生成FeS，①错误；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，②错误。
【典例02】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（ ）。
A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯
B．B中发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O（g）Fe2O3+3H2
C．B中生成1mlH2时，E处有1mlCuO被还原
D．碱石灰的作用是吸收水蒸气
【解析】选D。实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯，防止铁被氧气氧化，故A错误；B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，故B错误；B中生成1mlH2时，由于H2要先排出装置内空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1ml，故C错误；碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，故D正确。
知识点02 亚铁盐的性质及应用
1．弱氧化性
（1）Mg、Al、Zn与亚铁盐溶液发生置换反应
①Fe2++ZnFe+Zn2+
②Fe2++MgFe+Mg2+
③3Fe2++3Al3Fe+2Al3+
（2）K、Ca、Na与亚铁盐溶液反应
①先与水反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑
②碱与亚铁盐反应：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
2．强还原性
（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：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓
（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+
3．水解性：Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+
易错点：亚铁盐的易错知识点
（1）除去ZnCl2溶液中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3等，使Fe3+水解生成沉淀后过滤除去。
（2）亚铁盐能够被空气中的O2氧化，所以必须密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+；一般现用现配，不能长期保存。
（3）加热蒸干灼烧亚铁盐溶液
①FeSO4Fe2（SO4）3
②FeCl2或Fe（NO3）2Fe（OH）2Fe（OH）3Fe2O3
（4）防亚铁盐水解：加相应的稀酸，如FeSO4：加稀硫酸；FeCl2：加稀盐酸。但是Fe（NO3）2，不能加任何酸，防止HNO3将Fe2+氧化。
（5）可以通过化合反应合成FeCl2：2FeCl3+Fe3FeCl2。
【典例03】将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是：①有气泡产生；②生成白色沉淀；③生成红褐色沉淀；④无变化（ ）。
A．①③ B．①② C．①②③ D．④
【解析】选A。过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，溶液显碱性，且过氧化钠具有强氧化性。将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是有气泡产生；亚铁离子被氧化生成铁离子，然后铁离子与生成的氢氧化钠反应生成红褐色氢氧化铁沉淀。
【典例04】（2022•湖北枣阳高三上学期期中）向过氧化氢溶液中逐渐滴入FeCl2溶液，可能观察到的现象有（ ）。
A．有白色沉淀生成，溶液颜色由浅绿色变棕色
B．有红褐色沉淀生成，上层溶液呈棕黄色
C．有无色无味的气体产生，该气体能使带火星的木条复燃
D．能看到溶液颜色加深，既无沉淀产生，也无气体放出
【解析】选B。向过氧化氢溶液中逐渐滴入FeCl2溶液，过氧化氢把氯化亚铁氧化为氯化铁，不可能产生白色沉淀，故A错误；H2O2有很强的氧化性，可以立刻把Fe2+氧化成Fe3+，3H2O2+6FeCl2＝2Fe（OH）3+4FeCl3，有红褐色Fe（OH）3沉淀生成，上层是棕黄色的FeCl3溶液，故B正确；H2O2做氧化剂氧元素化合价降低，不可能生成氧气，故C错误；溶液颜色由浅绿色变棕黄色，反应过程有沉淀生成，故D错误。
知识点03 铁盐的性质及应用
1．与KSCN溶液反应
（1）反应：Fe3++3SCN－Fe（SCN）3
（2）现象：产生血红色溶液
（3）应用：检验Fe3+的最佳方法
2．强氧化性
（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
②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀
（5）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
（6）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
（7）Na2S溶液
①少量Na2S：2Fe3++S2－S↓+2Fe2+
②过量Na2S：2Fe3++3S2－2FeS↓+S↓
3．水解性
（1）离子反应：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+
①FeCl3Fe（OH）3Fe2O3
②Fe2（SO4）3Fe2（SO4）3
（2）溶液配制：先加入冷的稀酸，再加水稀释到相应浓度
（3）双水解
①Na2SiO3：2Fe3++3SiO32－+6H2O2Fe（OH）3↓+3H2SiO3↓
②NaClO：Fe3++3ClO－+3H2OFe（OH）3↓+3HClO
易错点1：铁盐的易错知识点
（1）向平衡体系FeCl3+3KSCNFe（SCN）3+3KCl中加入少量KCl晶体，平衡不移动。因为该反应的本质是：Fe3++3SCN－Fe（SCN）3，KCl不参与反应。
（2）不存在FeI3的原因：2Fe3++2I－2Fe2++I2。
（3）Fe（SCN）3是一种可溶性盐，但是属于弱电解质，在写离子方程式时不能拆。
（4）Fe3+与S2－发生氧化还原反应2Fe3++S2－＝2Fe2++S↓，若S2－过量，发生反应2Fe3++3S2－＝2FeS↓（黑色沉淀）+S↓，而非相互促进的水解反应。
易错点2：Fe3+水解及其应用
（1）存在：Fe（OH）3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
（2）工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。
（3）FeCl3·6H2O加热脱水变成无水盐需要在HCl气体中或与SOCl2混合加热，以抑制水解。
（4）实验室配制氯化铁溶液：通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。
（5）将FeCl3、Fe2（SO4）3的水溶液蒸干所得固体不同：将FeCl3溶液加热蒸干得Fe（OH）3，灼烧Fe（OH）3可得Fe2O3；将Fe2（SO4）3溶液蒸干得Fe2（SO4）3。
（6）Fe3+与HCO3－、AlO2－、CO32－、ClO－、SiO32－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
（7）制取氢氧化铁胶体
①方法：将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，至液体呈透明的红褐色，停止加热
②反应：FeCl3+3H2OFe（OH）3（胶体）+3HCl
【典例05】（2023·厦门模拟）用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是（ ）。
【解析】选A。加入FeCl3固体，溶液变成红褐色，溶液中水解生成的Fe（OH）3浓度变大，但溶液浓度越大，水解程度越小，故A错误；溶液颜色变浅，可说明c（Fe3+）变小，故B正确；Fe3+具有强氧化性，可与Fe发生氧化还原反应：2Fe3++Fe＝3Fe2+，溶液颜色变浅绿色，故C正确；将FeCl3溶液微热，溶液变成红褐色，说明升高温度平衡向正方向移动，正反应为吸热反应，故D正确。
【典例06】（2023·北京通州区模拟）将0.2ml·L－1的KI溶液和0.05ml·L－1Fe2（SO4）3溶液等体积混合，取混合液分别完成下列实验：
下列说法不正确的是（ ）。
A．由实验①和②不能说明Fe3+与I－没有发生反应
B．由实验③和④说明Fe3+与I－发生反应
C．由实验①和③说明Fe3+与I－发生的是可逆反应
D．由实验②和④说明Fe3+与I－发生的是可逆反应
【解析】选D。由实验的实验现象可知，铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘的反应为可逆反应，反应后的溶液中含有铁离子和碘离子，所以由实验①和②不能说明铁离子与碘离子没有发生反应，故A正确；铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘的反应为可逆反应，所以由实验③和④说明铁离子与碘离子发生反应，故B正确；溶液混合时，碘化钾溶液过量，溶液中存在铁离子说明该反应为可逆反应，所以由实验①和③说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应，故C正确；溶液混合时，碘化钾溶液过量，溶液中存在碘离子不能说明该反应为可逆反应，所以由实验②和④不能说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应，故D错误。
知识点04 铁的氧化物的性质
1．物理性质和用途
2．能够被某些还原剂还原：FexOyeq \(---------------------→,\s\up7(H2、CO、C、Al),\s\d5(加热或高温))Fe
（1）H2：FeO+H2Fe+H2O
（2）CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（高炉炼铁的主反应）
（3）C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑
（4）Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3（铝热反应）
3．与酸反应
（1）与非氧化性酸（如稀盐酸）发生复分解反应
①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O
②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
（2）与氧化性酸（如稀硝酸）发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O
②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
（3）与还原性酸（如氢碘酸）发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O
②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O
易错点：铁的氧化物的易错知识点
（1）Fe3O4是一种混合价态的氧化物，可以写成FeO·Fe2O3形式，具有FeO和Fe2O3的双重性质，但它不是一种混合物，而是纯净物。
（2）铁的三种氧化物中只有Fe3O4不是碱性氧化物。
（3）Fe3O4和FeO含+2价的铁，是一种还原性氧化物，与氧化性酸发生氧化还原反应生成Fe3+。
（4）Fe3O4和Fe2O3含+3价的铁，是一种氧化性氧化物，与还原性酸发生氧化还原反应生成Fe2+。
【典例07】（2023·长春模拟）某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是（ ）。
A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算
B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算
C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算
D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算
【解析】选D。准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，计算得到氧元素质量和铁元素质量，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，故A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，得到氧化铁质量，依据铁元素和氧元素守恒进行计算铁元素和氧元素物质的量之比判断氧化物化学式，能计算得到物质组成，故B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故C不选；准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前后都是固体反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。
【典例08】将Fe2O3、FeO和Fe的固体混合物投入足量盐酸，全部溶解。以下反应方程式中与此过程无关的是（ ）。
A．FeO+2H+＝Fe2++H2O
B．Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O
C．Fe2O3+Fe＝3FeO
D．Fe+2H+＝Fe2++H2↑
【解析】选C。将Fe2O3、FeO和Fe的固体混合物投入足量盐酸，首先发生Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O、FeO+2H+＝Fe2++H2O，因固体全部溶解，且氧化性Fe3+＞H+，则还发生Fe+2Fe3+＝3Fe2+、Fe+2H+＝Fe2++H2↑，在溶液中不可能发生Fe2O3+Fe＝3FeO。
知识点05 铁的氢氧化物的性质
1．铁的氢氧化物的制备
（1）制备氢氧化铁
①烧碱：Fe3++3OH－Fe（OH）3↓
②氨水：Fe3++3NH3·H2OFe（OH）3↓+3NH4+
（2）氢氧化亚铁
①烧碱：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
②氨水：Fe2++2NH3·H2OFe（OH）2↓+2NH4+
（3）制备纯净的Fe（OH）2常用的三种方法
2．Fe（OH）2转化为Fe（OH）3
（1）反应：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3↓
（2）现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色
3．化学性质
（1）热不稳定性
①Fe（OH）3Fe2O3+H2O
②Fe（OH）2eq \(-------------→,\s\up7(加热),\s\d5(隔绝空气))FeO+H2O
③Fe（OH）2eq \(----------→,\s\up7(加热),\s\d5(空气中))Fe2O3+H2O
（2）与非氧化性酸（如稀盐酸）反应
①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O
②Fe（OH）2：Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O
（3）与氧化性酸（如稀硝酸）反应
①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O
②Fe（OH）2：3Fe（OH）2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O
（4）与还原性酸（如氢碘酸）反应
①Fe（OH）3：2Fe（OH）3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O
②Fe（OH）2：Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O
易错点：铁的氢氧化物易错知识点
（1）制备纯净的Fe（OH）2沉淀排除氧气的干扰的基本方法是：水煮沸、管入液、加油膜。
（2）Fe（OH）2是还原性氧化物，在空气中加热会被氧化成Fe（OH）3，进一步分解成Fe2O3。
（3）酸碱不一定发生中和反应（复分解反应），如氧化性酸（如硝酸）和还原性碱（如Fe（OH）2），还原性酸（如氢碘酸）和氧化性碱（如Fe（OH）3）则发生氧化还原反应。
【典例09】如图所示装置，可用以制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是（ ）。
A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气
C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【解析】选C。氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应产生的氢气排尽装置内的空气，然后关闭止水夹，装置Ⅰ形成密闭体系，利用反应产生的氢气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，变为灰绿色，最后变为红褐色。氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；结合以上分析可知，装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，故B正确；结合以上分析可知，关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；结合以上分析可知，氢氧化亚铁具有还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。
知识点06 铁离子和亚铁离子的检验
1．Fe3+的检验
（1）试液血红色溶液（最佳方法）
（2）试液产生红褐色沉淀
（3）苯酚法
①反应：6C6H5OH+Fe3+［Fe（OC6H5）6］3－+6H+
②现象：溶液变成紫色
2．Fe2+的检验
（1）试液无现象血红色溶液
（2）溶液先产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
（3）铁氰化钾K3［Fe（CN）6］法
①反应：3Fe2++2［Fe（CN）6］3－＝Fe3［Fe（CN）6］2↓
②现象：产生蓝色沉淀
3．Fe3+和Fe2+混合液
（1）检验Fe2+
①试液高锰酸钾溶液紫红色褪去（用稀硫酸酸化）
②试液溴水褪色
③试液蓝色沉淀
（2）检验Fe3+
①试液血红色溶液
②试液试纸变蓝
易错点：钠的易错知识点
（1）向含Fe2+的溶液中加入硝酸、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2+的检验。
（2）在用强氧化剂（H2O2或氯水）和KSCN溶液联合检验Fe2+的存在时，要特别注意加入试剂的先后顺序，先加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中无Fe3+；再加强氧化剂（H2O2或氯水）后溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+。
（3）检验Fe2（SO4）3溶液中是否含FeSO4溶液，可以用酸性高锰酸钾溶液，因为Fe2+能使其褪色。
（4）检验FeCl3溶液中是否含FeCl2溶液，不能用酸性高锰酸钾溶液，因为Cl－也能使其褪色，应该用铁氰化钾K3［Fe（CN）6］溶液。
【典例10】（2023·南阳模拟）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+
【解析】选A。生成白色沉淀证明A中含Cl－，B为AgCl，A与酸化的AgNO3溶液反应生成C，C遇KSCN溶液生成D（红色溶液），则C中一定含Fe3+，A中也可能含Fe2+，因为A中加入了酸化的AgNO3溶液，相当于有硝酸存在，硝酸可以将Fe2+氧化成Fe3+。
【典例11】（2023·怀来模拟）某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca（OH）2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是（ ）。
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
【解析】选B。NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3+在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，KSCN中的SCN－会直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：+4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。
知识点01单质铁的结构和性质
知识点03铁盐的性质及应用
知识点05铁的氢氧化物的性质
知识点02亚铁盐的性质及应用
知识点04铁的氧化物的性质
知识点06铁离子和亚铁离子的检验
选项
实验
现象
解释或结论
A
加入FeCl3固体
溶液变成红褐色
FeCl3的水解程度变大
B
加入等体积水
溶液颜色变浅
c（Fe3+）变小
C
加入足量Fe粉
溶液颜色变浅绿色
2Fe3++Fe＝3Fe2+
D
将FeCl3溶液微热
溶液变成红褐色
水解反应△H＞0
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3［Fe（CN）6］溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
名称
氧化亚铁
四氧化三铁
氧化铁
化学式
FeO
Fe3O4
Fe2O3
铁的化合价
+2
+2、+3
+3
氧化物类型
碱性氧化物
非碱性氧化物
碱性氧化物
颜色状态
黑色粉末
黑色晶体
红棕色粉末
俗 名
磁性氧化铁
铁红、铁锈
用 途
磁性材料
油漆颜料
有机保护层法
还原气保护法
阳极铁电解法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油或植物油，以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应。
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。
用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH、NaNO3、Na2SO4）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油）。
1．铁元素的存在
（1）游离态：存在于陨铁中
（2）化合态
2．铁的原子结构
（1）电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
①最高能级电子数6
②最高能层电子数2
③未成对电子数4
④稳定性：Fe2+＜Fe3+
（2）微粒结构示意图
（3）周期表中位置：第4周期第Ⅷ族
3．铁的物理性质
（1）颜色：纯铁呈银白色，常见的铁呈灰黑色
（2）特性：能够被磁铁吸引，可用于分离提纯
4．铁的化学性质
（1）弱氧化剂：Feeq \(---------------------→,\s\up7(S、I2、H+、Cu2+),\s\d5())Fe2+
①Fe+SFeS
②Fe+I2FeI2
③Fe+H+Fe2++H2↑
④Fe+Cu2+Fe2++Cu
（2）强氧化剂：Feeq \(-----------------------------------------→,\s\up7(Cl2、Br2、浓硫（硝）酸、稀硝酸),\s\d5())Fe3+
①Feeq \(---------→,\s\up7(Cl2),\s\d5(点燃))FeCl3，生成棕红色烟
②Feeq \(----------→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(常温))钝化；Feeq \(----------→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(加热))Fe3+或Fe2+
③Feeq \(----------→,\s\up7(浓硝酸),\s\d5(常温))钝化；Feeq \(----------→,\s\up7(浓硝酸),\s\d5(加热))Fe3+或Fe2+
④Feeq \(-----------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(过量))Fe2+；Feeq \(-----------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(少量))Fe3+
（3）生成Fe3O4的反应
①O2：3Fe+2O2Fe3O4
②水蒸气：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
易错点：铁的易错知识点
（1）Fe与O2（点燃）、H2O（g）（高温）反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
（2）常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。
（3）Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。
（4）Fe与在少量Cl2中燃烧不能生成FeCl2，因为FeCl3和Fe必须在溶液中才能反应。所以无论Cl2是过量还是少量，Fe与Cl2反应只生成FeCl3。
（5）铁与水蒸气的反应需用高温，加热仪器为酒精喷灯。
【典例01】（2023·龙岩模拟）下列叙述不正确的是：①Fe与S混合加热生成Fe2S3；②Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应；③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成；④FeCl3溶液能与Cu反应，可用于刻蚀印刷电路板（ ）。
A．①③ B．①② C．②④ D．②③
【解析】选B。Fe是变价金属，遇强氧化剂（如HNO3、Cl2等）生成+3价铁，遇弱氧化剂（如S或I2等）生成+2价铁，故Fe与S混合加热生成FeS，①错误；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，②错误。
【典例02】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（ ）。
A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯
B．B中发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O（g）Fe2O3+3H2
C．B中生成1mlH2时，E处有1mlCuO被还原
D．碱石灰的作用是吸收水蒸气
【解析】选D。实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯，防止铁被氧气氧化，故A错误；B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，故B错误；B中生成1mlH2时，由于H2要先排出装置内空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1ml，故C错误；碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，故D正确。
知识点02 亚铁盐的性质及应用
1．弱氧化性
（1）Mg、Al、Zn与亚铁盐溶液发生置换反应
①Fe2++ZnFe+Zn2+
②Fe2++MgFe+Mg2+
③3Fe2++3Al3Fe+2Al3+
（2）K、Ca、Na与亚铁盐溶液反应
①先与水反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑
②碱与亚铁盐反应：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
2．强还原性
（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：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓
（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+
3．水解性：Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+
易错点：亚铁盐的易错知识点
（1）除去ZnCl2溶液中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3等，使Fe3+水解生成沉淀后过滤除去。
（2）亚铁盐能够被空气中的O2氧化，所以必须密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+；一般现用现配，不能长期保存。
（3）加热蒸干灼烧亚铁盐溶液
①FeSO4Fe2（SO4）3
②FeCl2或Fe（NO3）2Fe（OH）2Fe（OH）3Fe2O3
（4）防亚铁盐水解：加相应的稀酸，如FeSO4：加稀硫酸；FeCl2：加稀盐酸。但是Fe（NO3）2，不能加任何酸，防止HNO3将Fe2+氧化。
（5）可以通过化合反应合成FeCl2：2FeCl3+Fe3FeCl2。
【典例03】将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是：①有气泡产生；②生成白色沉淀；③生成红褐色沉淀；④无变化（ ）。
A．①③ B．①② C．①②③ D．④
【解析】选A。过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，溶液显碱性，且过氧化钠具有强氧化性。将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是有气泡产生；亚铁离子被氧化生成铁离子，然后铁离子与生成的氢氧化钠反应生成红褐色氢氧化铁沉淀。
【典例04】（2022•湖北枣阳高三上学期期中）向过氧化氢溶液中逐渐滴入FeCl2溶液，可能观察到的现象有（ ）。
A．有白色沉淀生成，溶液颜色由浅绿色变棕色
B．有红褐色沉淀生成，上层溶液呈棕黄色
C．有无色无味的气体产生，该气体能使带火星的木条复燃
D．能看到溶液颜色加深，既无沉淀产生，也无气体放出
【解析】选B。向过氧化氢溶液中逐渐滴入FeCl2溶液，过氧化氢把氯化亚铁氧化为氯化铁，不可能产生白色沉淀，故A错误；H2O2有很强的氧化性，可以立刻把Fe2+氧化成Fe3+，3H2O2+6FeCl2＝2Fe（OH）3+4FeCl3，有红褐色Fe（OH）3沉淀生成，上层是棕黄色的FeCl3溶液，故B正确；H2O2做氧化剂氧元素化合价降低，不可能生成氧气，故C错误；溶液颜色由浅绿色变棕黄色，反应过程有沉淀生成，故D错误。
知识点03 铁盐的性质及应用
1．与KSCN溶液反应
（1）反应：Fe3++3SCN－Fe（SCN）3
（2）现象：产生血红色溶液
（3）应用：检验Fe3+的最佳方法
2．强氧化性
（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
②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀
（5）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
（6）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
（7）Na2S溶液
①少量Na2S：2Fe3++S2－S↓+2Fe2+
②过量Na2S：2Fe3++3S2－2FeS↓+S↓
3．水解性
（1）离子反应：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+
①FeCl3Fe（OH）3Fe2O3
②Fe2（SO4）3Fe2（SO4）3
（2）溶液配制：先加入冷的稀酸，再加水稀释到相应浓度
（3）双水解
①Na2SiO3：2Fe3++3SiO32－+6H2O2Fe（OH）3↓+3H2SiO3↓
②NaClO：Fe3++3ClO－+3H2OFe（OH）3↓+3HClO
易错点1：铁盐的易错知识点
（1）向平衡体系FeCl3+3KSCNFe（SCN）3+3KCl中加入少量KCl晶体，平衡不移动。因为该反应的本质是：Fe3++3SCN－Fe（SCN）3，KCl不参与反应。
（2）不存在FeI3的原因：2Fe3++2I－2Fe2++I2。
（3）Fe（SCN）3是一种可溶性盐，但是属于弱电解质，在写离子方程式时不能拆。
（4）Fe3+与S2－发生氧化还原反应2Fe3++S2－＝2Fe2++S↓，若S2－过量，发生反应2Fe3++3S2－＝2FeS↓（黑色沉淀）+S↓，而非相互促进的水解反应。
易错点2：Fe3+水解及其应用
（1）存在：Fe（OH）3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
（2）工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。
（3）FeCl3·6H2O加热脱水变成无水盐需要在HCl气体中或与SOCl2混合加热，以抑制水解。
（4）实验室配制氯化铁溶液：通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。
（5）将FeCl3、Fe2（SO4）3的水溶液蒸干所得固体不同：将FeCl3溶液加热蒸干得Fe（OH）3，灼烧Fe（OH）3可得Fe2O3；将Fe2（SO4）3溶液蒸干得Fe2（SO4）3。
（6）Fe3+与HCO3－、AlO2－、CO32－、ClO－、SiO32－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
（7）制取氢氧化铁胶体
①方法：将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，至液体呈透明的红褐色，停止加热
②反应：FeCl3+3H2OFe（OH）3（胶体）+3HCl
【典例05】（2023·厦门模拟）用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是（ ）。
【解析】选A。加入FeCl3固体，溶液变成红褐色，溶液中水解生成的Fe（OH）3浓度变大，但溶液浓度越大，水解程度越小，故A错误；溶液颜色变浅，可说明c（Fe3+）变小，故B正确；Fe3+具有强氧化性，可与Fe发生氧化还原反应：2Fe3++Fe＝3Fe2+，溶液颜色变浅绿色，故C正确；将FeCl3溶液微热，溶液变成红褐色，说明升高温度平衡向正方向移动，正反应为吸热反应，故D正确。
【典例06】（2023·北京通州区模拟）将0.2ml·L－1的KI溶液和0.05ml·L－1Fe2（SO4）3溶液等体积混合，取混合液分别完成下列实验：
下列说法不正确的是（ ）。
A．由实验①和②不能说明Fe3+与I－没有发生反应
B．由实验③和④说明Fe3+与I－发生反应
C．由实验①和③说明Fe3+与I－发生的是可逆反应
D．由实验②和④说明Fe3+与I－发生的是可逆反应
【解析】选D。由实验的实验现象可知，铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘的反应为可逆反应，反应后的溶液中含有铁离子和碘离子，所以由实验①和②不能说明铁离子与碘离子没有发生反应，故A正确；铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘的反应为可逆反应，所以由实验③和④说明铁离子与碘离子发生反应，故B正确；溶液混合时，碘化钾溶液过量，溶液中存在铁离子说明该反应为可逆反应，所以由实验①和③说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应，故C正确；溶液混合时，碘化钾溶液过量，溶液中存在碘离子不能说明该反应为可逆反应，所以由实验②和④不能说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应，故D错误。
知识点04 铁的氧化物的性质
1．物理性质和用途
2．能够被某些还原剂还原：FexOyeq \(---------------------→,\s\up7(H2、CO、C、Al),\s\d5(加热或高温))Fe
（1）H2：FeO+H2Fe+H2O
（2）CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（高炉炼铁的主反应）
（3）C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑
（4）Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3（铝热反应）
3．与酸反应
（1）与非氧化性酸（如稀盐酸）发生复分解反应
①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O
②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
（2）与氧化性酸（如稀硝酸）发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O
②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
（3）与还原性酸（如氢碘酸）发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O
②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O
③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O
易错点：铁的氧化物的易错知识点
（1）Fe3O4是一种混合价态的氧化物，可以写成FeO·Fe2O3形式，具有FeO和Fe2O3的双重性质，但它不是一种混合物，而是纯净物。
（2）铁的三种氧化物中只有Fe3O4不是碱性氧化物。
（3）Fe3O4和FeO含+2价的铁，是一种还原性氧化物，与氧化性酸发生氧化还原反应生成Fe3+。
（4）Fe3O4和Fe2O3含+3价的铁，是一种氧化性氧化物，与还原性酸发生氧化还原反应生成Fe2+。
【典例07】（2023·长春模拟）某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是（ ）。
A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算
B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算
C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算
D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算
【解析】选D。准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，计算得到氧元素质量和铁元素质量，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，故A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，得到氧化铁质量，依据铁元素和氧元素守恒进行计算铁元素和氧元素物质的量之比判断氧化物化学式，能计算得到物质组成，故B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故C不选；准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前后都是固体反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。
【典例08】将Fe2O3、FeO和Fe的固体混合物投入足量盐酸，全部溶解。以下反应方程式中与此过程无关的是（ ）。
A．FeO+2H+＝Fe2++H2O
B．Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O
C．Fe2O3+Fe＝3FeO
D．Fe+2H+＝Fe2++H2↑
【解析】选C。将Fe2O3、FeO和Fe的固体混合物投入足量盐酸，首先发生Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O、FeO+2H+＝Fe2++H2O，因固体全部溶解，且氧化性Fe3+＞H+，则还发生Fe+2Fe3+＝3Fe2+、Fe+2H+＝Fe2++H2↑，在溶液中不可能发生Fe2O3+Fe＝3FeO。
知识点05 铁的氢氧化物的性质
1．铁的氢氧化物的制备
（1）制备氢氧化铁
①烧碱：Fe3++3OH－Fe（OH）3↓
②氨水：Fe3++3NH3·H2OFe（OH）3↓+3NH4+
（2）氢氧化亚铁
①烧碱：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓
②氨水：Fe2++2NH3·H2OFe（OH）2↓+2NH4+
（3）制备纯净的Fe（OH）2常用的三种方法
2．Fe（OH）2转化为Fe（OH）3
（1）反应：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3↓
（2）现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色
3．化学性质
（1）热不稳定性
①Fe（OH）3Fe2O3+H2O
②Fe（OH）2eq \(-------------→,\s\up7(加热),\s\d5(隔绝空气))FeO+H2O
③Fe（OH）2eq \(----------→,\s\up7(加热),\s\d5(空气中))Fe2O3+H2O
（2）与非氧化性酸（如稀盐酸）反应
①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O
②Fe（OH）2：Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O
（3）与氧化性酸（如稀硝酸）反应
①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O
②Fe（OH）2：3Fe（OH）2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O
（4）与还原性酸（如氢碘酸）反应
①Fe（OH）3：2Fe（OH）3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O
②Fe（OH）2：Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O
易错点：铁的氢氧化物易错知识点
（1）制备纯净的Fe（OH）2沉淀排除氧气的干扰的基本方法是：水煮沸、管入液、加油膜。
（2）Fe（OH）2是还原性氧化物，在空气中加热会被氧化成Fe（OH）3，进一步分解成Fe2O3。
（3）酸碱不一定发生中和反应（复分解反应），如氧化性酸（如硝酸）和还原性碱（如Fe（OH）2），还原性酸（如氢碘酸）和氧化性碱（如Fe（OH）3）则发生氧化还原反应。
【典例09】如图所示装置，可用以制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是（ ）。
A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气
C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【解析】选C。氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应产生的氢气排尽装置内的空气，然后关闭止水夹，装置Ⅰ形成密闭体系，利用反应产生的氢气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，变为灰绿色，最后变为红褐色。氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；结合以上分析可知，装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，故B正确；结合以上分析可知，关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；结合以上分析可知，氢氧化亚铁具有还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。
知识点06 铁离子和亚铁离子的检验
1．Fe3+的检验
（1）试液血红色溶液（最佳方法）
（2）试液产生红褐色沉淀
（3）苯酚法
①反应：6C6H5OH+Fe3+［Fe（OC6H5）6］3－+6H+
②现象：溶液变成紫色
2．Fe2+的检验
（1）试液无现象血红色溶液
（2）溶液先产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
（3）铁氰化钾K3［Fe（CN）6］法
①反应：3Fe2++2［Fe（CN）6］3－＝Fe3［Fe（CN）6］2↓
②现象：产生蓝色沉淀
3．Fe3+和Fe2+混合液
（1）检验Fe2+
①试液高锰酸钾溶液紫红色褪去（用稀硫酸酸化）
②试液溴水褪色
③试液蓝色沉淀
（2）检验Fe3+
①试液血红色溶液
②试液试纸变蓝
易错点：钠的易错知识点
（1）向含Fe2+的溶液中加入硝酸、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2+的检验。
（2）在用强氧化剂（H2O2或氯水）和KSCN溶液联合检验Fe2+的存在时，要特别注意加入试剂的先后顺序，先加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中无Fe3+；再加强氧化剂（H2O2或氯水）后溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+。
（3）检验Fe2（SO4）3溶液中是否含FeSO4溶液，可以用酸性高锰酸钾溶液，因为Fe2+能使其褪色。
（4）检验FeCl3溶液中是否含FeCl2溶液，不能用酸性高锰酸钾溶液，因为Cl－也能使其褪色，应该用铁氰化钾K3［Fe（CN）6］溶液。
【典例10】（2023·南阳模拟）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+
【解析】选A。生成白色沉淀证明A中含Cl－，B为AgCl，A与酸化的AgNO3溶液反应生成C，C遇KSCN溶液生成D（红色溶液），则C中一定含Fe3+，A中也可能含Fe2+，因为A中加入了酸化的AgNO3溶液，相当于有硝酸存在，硝酸可以将Fe2+氧化成Fe3+。
【典例11】（2023·怀来模拟）某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca（OH）2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是（ ）。
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
【解析】选B。NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3+在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，KSCN中的SCN－会直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：+4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。
知识点01单质铁的结构和性质
知识点03铁盐的性质及应用
知识点05铁的氢氧化物的性质
知识点02亚铁盐的性质及应用
知识点04铁的氧化物的性质
知识点06铁离子和亚铁离子的检验
选项
实验
现象
解释或结论
A
加入FeCl3固体
溶液变成红褐色
FeCl3的水解程度变大
B
加入等体积水
溶液颜色变浅
c（Fe3+）变小
C
加入足量Fe粉
溶液颜色变浅绿色
2Fe3++Fe＝3Fe2+
D
将FeCl3溶液微热
溶液变成红褐色
水解反应△H＞0
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3［Fe（CN）6］溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
名称
氧化亚铁
四氧化三铁
氧化铁
化学式
FeO
Fe3O4
Fe2O3
铁的化合价
+2
+2、+3
+3
氧化物类型
碱性氧化物
非碱性氧化物
碱性氧化物
颜色状态
黑色粉末
黑色晶体
红棕色粉末
俗 名
磁性氧化铁
铁红、铁锈
用 途
磁性材料
油漆颜料
有机保护层法
还原气保护法
阳极铁电解法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油或植物油，以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应。
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。
用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH、NaNO3、Na2SO4）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油）。
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