新教材2022届新高考化学人教版一轮学案：3.2 铁及其化合物

这是一份新教材2022届新高考化学人教版一轮学案：3.2 铁及其化合物，共38页。

[考试要求]
1．结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。2.能预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。3.能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。4.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。
考点一 铁及其氧化物和氢氧化物
知识梳理
1.铁的性质
（1）原子结构与物理性质
（2）化学性质
铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
按要求书写下列反应的方程式：
①Fe与Cl2、S反应的化学方程式：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
②Fe与水蒸气的反应：
________________________________________________________________________。
③与氧化性酸（如HNO3）的反应（写离子方程式）。
Fe与过量稀HNO3的反应：
________________________________________________________________________；
Fe与少量稀HNO3的反应：
________________________________________________________________________。
④Fe与FeCl3溶液的反应（写离子方程式）：
________________________________________________________________________。
[思考]
铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与 （填下列编号，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
2.铁的氧化物
（1）物理性质
（2）化学性质
FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
3.铁的氢氧化物
（1）物理性质
（2）化学性质
①稳定性
Fe（OH）2：不稳定，分解产物复杂；在空气中易被氧化成Fe（OH）3，反应的化学方程式为 ，现象为白色固体变成 ，最终变为 。
Fe（OH）3：不稳定，受热易分解，化学方程式为 。
②碱性
Fe（OH）2属于二元弱碱，Fe（OH）3属于三元弱碱，与非氧化性强酸反应的离子方程式分别为 。
4.Fe（OH）2、Fe（OH）3的制备
分别由可溶性的亚铁盐和铁盐与碱反应制得，离子方程式分别为 。
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性（ ）
（2）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2（ ）
（3）根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱（ ）
（4）Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同（ ）
（5）用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸（ ）
（6）氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料（ ）
（7）Fe2O3不可与水反应得到Fe（OH）3，所以不能通过化合反应制取Fe（OH）3（ ）
[提醒]
1.铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
2.制取Fe（OH）2时，所用溶液要煮沸除氧气，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，或在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4），以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应。
对点速练
练点一 铁及其氧化物性质
1.《本草纲目》中记载“慈石治肾家诸病，而通耳明目。慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁，俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是（ ）
A．铁 B．氧化铜
C．氧化铁 D．四氧化三铁
2.下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（ ）
A．K B．Na C．Fe D．Al
3.下列叙述正确的是（ ）
A．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
B．足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
C．先后将等物质的量的Fe2O3和Fe分别溶于同一稀盐酸时无气体放出
D．Fe2O3 eq \(――――→,\s\up16(HCl（aq）)) FeCl3（aq） eq \(――→,\s\up16(△)) 无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化
练点二 铁及其氧化物的计算
4.将10.7 g Mg、Al和Fe组成的合金溶于足量的氢氧化钠溶液中，产生标准状况下3.36 L气体。另取等质量的合金溶于过量盐酸中，生成标准状况下7.84 L气体，向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，得到沉淀的物质的量为（ ）
A．0.1 ml B．0.2 ml
C．0.25 ml D．0.3 ml
5.有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 ml·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 ml Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为（ ）
A．Fe2O3 B．Fe3O4
C．Fe4O5 D．Fe5O7
练点三 探究性实验
6.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。
从分类角度分析下列说法正确的是（ ）
A．实验①③反应制得的物质均为纯净物
B．实验②③均未发生氧化还原反应
C．实验②③均为放热过程
D．实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质
7.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：
（1）装置二中湿棉花的作用为
________________________________________________________________________。
（2）实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因： （用离子方程式表示）。
8.（1）下列各图示中，能较长时间观察到Fe（OH）2白色沉淀的是 。
（2）用下列方法可制得白色的Fe（OH）2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。
②除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
③生成白色Fe（OH）2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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法总结
Fe（OH）2的制备防氧化方法
方法一：有机覆盖层法
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（不能用CCl4），以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应，如图1所示。
方法二：还原性气体保护法
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，如图2所示。
方法三：电解法
用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示。
考点二 Fe2＋、Fe3＋的性质、转化及检验
知识梳理
1.亚铁盐和铁盐
（1）亚铁盐（Fe2＋）
含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋既有 性，又有 性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为 ， 。
（2）铁盐（Fe3＋）
①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Cu反应的离子方程式为 。
②特性：含有Fe3＋的溶液遇到 时变成血红色。
③易水解：FeCl3滴入沸水中的化学方程式： 。
2.Fe2＋和Fe3＋的转化
Fe2＋ eq \(,\s\up16( 氧化剂 ),\s\d13(还原剂)) Fe3＋
完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋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）用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：
。
（4）将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中：
。
（5）将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：
。
3.Fe2＋、Fe3＋的检验
（1）Fe2＋的检验
① eq \x(样品溶液) eq \(―――――――→,\s\up16(滴加KSCN溶液)) 无现象 eq \(――――→,\s\up16(滴加氯水),\s\d13(或双氧水)) 溶液变血红色，证明含有Fe2＋
② eq \x(样品溶液) eq \(―――――――――→,\s\up16(加入氢氧化钠溶液)) 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋
③ eq \x(样品溶液) eq \(――――――――――→,\s\up16(加入K3[Fe（CN）6]溶液)) 生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋
（2）Fe3＋的检验
① eq \x(样品溶液) eq \(――――――――→,\s\up16(滴加KSCN溶液)) 溶液变血红色，证明含有Fe3＋
② eq \x(样品溶液) eq \(――――――――→,\s\up16(加入氢氧化钠溶液)) 产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
①Fe3＋的检验：
a． eq \x(混合溶液) eq \(――――――→,\s\up16(滴加KSCN溶液)) 溶液变 色，说明含有Fe3＋
b． eq \x(混合溶液) eq \(――――――→,\s\up16(淀粉－KI试纸)) 试纸变 色，说明含有Fe3＋
②Fe2＋的检验：
a． eq \x(混合溶液) eq \(――――→,\s\up16(滴加酸性),\s\d13(KMnO4溶液)) KMnO4溶液 ，说明含有Fe2＋
b． eq \x(混合溶液) eq \(――――→,\s\up16(滴加溴水)) 溴水 ，说明含有Fe2＋
[思考]
（1）盐溶液的配制与保存
①Fe2＋的盐溶液加少量铁粉，防止被________加少量相应的酸，防止Fe2＋________
②Fe3＋的盐溶液：加少量相应的酸，防止Fe3＋
（2）物质的制备
①制备无水的FeCl3：在 气流中加热蒸干FeCl3溶液
②制备Fe（OH）3胶体：向沸水中加入饱和FeCl3溶液并加热至有 出现为止
[判断] （正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋（ ）
（2）硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的H2O2：Fe2＋＋2H＋＋H2O2===Fe3＋＋2H2O（ ）
（3）FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3↓（ ）
（4）1 ml FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA（ ）
（5）中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO42-（ ）
（6）室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋的氧化性比I2的强（ ）
（7）用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2（ ）
[提醒]
含铁物质的除杂方法
对点速练
练点一 Fe3＋、Fe2＋的相互转化
1.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 ⑥NaNO3溶液
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
2．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋
（1）AB段铁元素以 形式存在。
（2）BC段铁元素以 形式存在。
（3）CD段铁元素以 形式存在。
3.ZnSO4溶液[含有少量FeSO4、Fe2（SO4）3]，为除去溶液中的FeSO4、Fe2（SO4）3，设计实验如下：
（1）可先向溶液中通入氧气，目的是 ；
（2）加入 （填最佳试剂）调节溶液的pH至2.8；
（3）过滤。
已知相关金属离子[c0（Mn＋）＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
（4）问题讨论：①调节溶液pH时是否可以用NaOH溶液？
，理由是____________________________。
②如果不通入氧气，其后果是_________________________。
练后归纳
“铁三角”中的转化关系
练点二 Fe2＋、Fe3＋的检验
4.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．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
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＋
5.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是（ ）
练点三 流程分析题中的铁及其化合物
6.用废铁屑制备磁性胶体粒子，制取过程如下：
eq \x(废铁屑) eq \(―――――→,\s\up16(Na2CO3（aq）),\s\d13(浸泡)) eq \(―――→,\s\up16(稀H2SO4),\s\d13( )) eq \(――――――→,\s\up16(调节pH＝1～2),\s\d13(适量H2O2)) eq \x(溶液A) eq \(――――→,\s\up16(NaOH（aq）),\s\d13(通入N2加热)) eq \x(Fe3O4（胶体粒子）)
下列说法不正确的是（ ）
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污
B．通入N2是为了防止空气中的O2氧化二价铁元素
C．加适量的H2O2是为了将部分的Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1
7.硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（如图所示），下列说法错误的是（ ）
A．FeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3，适宜在高温条件下进行
B．碱式硫酸铁水解能产生Fe（OH）3胶体，可用作净水剂
C．可用KSCN溶液检验（NH4）2Fe（SO4）2是否被氧化
D．常温下，FeSO4比（NH4）2Fe（SO4）2易溶于水
8.铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛，利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下：
实验室中可用FeSO4（用铁粉和稀硫酸反应制得）和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。
（1）装置A的名称是 ，装置B中盛放的药品是 ，NH4HCO3盛放在装置 中。
（2）实验过程中，欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是
________________________________________________________________________，
发生主要反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
FeSO4溶液要现用现配制的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
检验久置的FeSO4是否变质的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）干燥过程的主要目的是脱去游离水，该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为_________________________________，
取干燥后的FeCO3样品12.49 g，与炭混合后焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量： g。
本讲真题研练
1.[2020·浙江7月，25]黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2（SO4）3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是（ ）
A.X中含KI，可能含有CuCl2
B.X中含有漂白粉和FeSO4
C.X中含有CuCl2，Y中含有Fe（OH）3
D.用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
2.[2019·天津卷，3]下列有关金属及其化合物的应用不合理的是（ ）
A.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B.铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C.盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D.无水CCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
3.[2019·全国卷Ⅲ，26]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0（Mn＋）＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
（1）“滤渣1”含有S和 ；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是________________________________________________________________________。
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 ～6之间。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是 。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）写出“沉锰”的离子方程式
________________________________________________________________________。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCyMnzO2，其中Ni、C、Mn的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝13时，z＝ 。
4.[2020·江苏卷，19]实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成分为铁的氧化物）制备软磁性材料α­Fe2O3。其主要实验流程如下：
（1）酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有 （填序号）。
A.适当升高酸浸温度
B.适当加快搅拌速度
C.适当缩短酸浸时间
（2）还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成 （填化学式）；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是________________________________________________________________________。
（3）除杂。向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是 [Ksp（CaF2）＝5.3×10－9，Ka（HF）＝6.3×10－4]。
（4）沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水­NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为 。
②设计以FeSO4溶液、氨水­NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：
[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）2开始沉淀的pH＝6.5]。
第3讲 铁及其化合物
考点一
1知识梳理
1．（1）银白 四 四 Ⅷ （2）2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up15(点燃)) 2FeCl3 Fe＋S eq \(=====,\s\up15(△)) FeS 3Fe＋4H2O（g） eq \(=====,\s\up15(高温)) Fe3O4＋4H2 Fe＋NO3-＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 3Fe＋2NO3-＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
思考 答案：①⑥ ④⑤⑦⑧⑨ ②③
2．（1）铁红 磁性氧化铁 红棕色 ＋2 ＋3 （2）FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
3．（1）白色 红褐色 难 难 （2）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 灰绿色 红褐色 2Fe（OH）3 eq \(=====,\s\up15(△)) Fe2O3＋3H2O Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O；Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
4．Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓；Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓
判断 答案：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× （7）×
2对点速练
1．答案：D
2．解析：金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确；K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。
答案：D
3．解析：HNO3具有强氧化性，与Fe反应产生的气体为NO，A项错；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错；C项中Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，正确；FeCl3溶液加热时易水解，D项错。
答案：C
4．解析：将合金溶于足量的氢氧化钠溶液，仅发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n（H2）＝·ml-1＝0.15 ml，根据方程式得2Al～3H2，故Al的物质的量为0.1 ml，其质量为0.1 ml×27 g·ml－1＝2.7 g；取等质量合金溶于过量盐酸时三者全部溶解，结合反应得关系式：Mg～H2，Fe～H2，2Al～3H2，等质量的铝与足量盐酸、氢氧化钠反应生成氢气的量相等。假设10.7 g合金中，Mg和Fe的物质的量分别为x ml、y ml，由题中数据，结合反应关系式得：x ml＋y ml＝7.84L-·ml-1，计算得x ml＋y ml＝0.2 ml，加入过量NaOH溶液，只生成Mg（OH）2和Fe（OH）2沉淀，所以利用Fe、Mg原子守恒可知生成沉淀的物质的量为0.2 ml。
答案：B
5．解析：根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025 ml×2＝0.05 ml，根据电荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），则n（Fe3＋）＝0.2 ml，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05∶2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
答案：D
6．解析：实验③得到的是氢氧化铁胶体，是混合体系，A项错误；实验②中的溶解主要是物理变化，实验③中的水解是发生复分解反应，两者均未发生氧化还原反应，B项正确；实验③中盐的水解是吸热过程，C项错误；实验①中的铁和氯气是单质，既不是电解质也不是非电解质，D项错误。
答案：B
7．答案：（1）提供水蒸气 （2）Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
8．解析：（1）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。因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同，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中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
（2）①Fe2＋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Fe粉防止Fe2＋被氧化。
②气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。
答案：（1）①②③⑤
（2）①稀硫酸、铁屑 ②煮沸 ③避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2
考点二
1知识梳理
1．（1）浅绿 氧化 还原 Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ （2）棕黄 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ KSCN FeCl3＋3H2O eq \(=====,\s\up15(△)) Fe（OH）3（胶体）＋3HCl
2．（1）H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋ （2）2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋ （3）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ （4）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O （5）3Fe2＋＋NO3-＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
3．（3）血红 蓝 紫红色褪去 褪色
思考 答案：（1）①氧化 水解 ②水解 （2）①HCl ②红褐色
判断 答案：（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× （6）√ （7）×
2对点速练
1．解析：要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加强氧化性物质，②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性，⑥NO3-在酸性条件下才表现强氧化性。
答案：D
2．解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。
答案：（1）① （2）④ （3）③
3．答案：（1）将Fe2＋氧化成Fe3＋ （2）ZnO （4）①不可以 pH不易控制，引入杂质 ②Zn2＋沉淀的同时Fe2＋也沉淀，无法除去杂质
4．解析：A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，不合理；B项中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe（OH）3也可能掩盖了白色沉淀Mg（OH）2，不合理。
答案：C
5．解析：B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NO3-＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，无法证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中无Fe2＋时，存在Fe3＋，也有此现象，错误。
答案：A
6．解析：Na2CO3的水溶液显碱性，油污在碱性溶液中发生水解，因此用Na2CO3溶液浸泡可以除去废铁屑表面的油污，A正确；Fe2＋容易被氧气氧化，因此通入N2的目的是防止空气中的氧气氧化Fe2＋，B正确；利用H2O2的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，涉及的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，C正确；Fe3O4中Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为1∶2，所以溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2，D错误。
答案：D
7．解析：A项中，NH4HCO3高温下易分解，且生成的FeCO3可能受热分解。
答案：A
8．解析：（1）装置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，装置B中盛放铁粉，稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。装置C中盛放NH4HCO3。
（2）检验D处氢气已纯净时，表明装置中空气已排尽，关闭活塞3，打开活塞2，在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。FeSO4具有还原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要现用现配。用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。
（3）FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2。设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y，则x×116 g·ml－1＋y×89 g·ml－1＝12.49 g，56 g·ml－1×（x＋y）＝6.16 g，解得：x＝0.1 ml，y＝0.01 ml。故m（FeOOH）＝0.89 g。
答案：（1）分液漏斗 铁粉 C
（2）（待D处的氢气纯净后）关闭活塞3，打开活塞2
Fe2＋＋2HCO3- ===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O（或Fe2＋＋HCO3- ===FeCO3↓＋H＋、HCO3- ＋H＋===CO2↑＋H2O） 亚铁离子易被氧化 取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管中加入KSCN溶液，观察是否显血红色
（3）4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2 0.89
本讲真题研练
1．解析：本题考查物质推断和元素化合物知识，考查的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。由黄色固体X与足量的水作用得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z可知，X中含有CuCl2、漂白粉，至少含有FeSO4、Fe2（SO4）3中的一种，不含KI，A、B项错误，C项正确；漂白粉中含有CaCl2和Ca（ClO）2，用硫酸酸化可得到氯气，由题述实验现象不能说明X中含有CuCl2，D项错误。
答案：C
2．解析：本题涉及的考点有铁、氯、钠及其化合物的性质，合金的性质与应用。考查学生对元素化合物基础知识的整合能力，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
A项，溶液中发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，将废铁屑加入FeCl2溶液中可以除去工业废气中的Cl2，故正确；B项，铝、锂均为轻金属，铝中添加适量锂可以制得低密度、高强度的铝合金，故正确；C项，Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3＋2NaOH，施加熟石灰生成了烧碱NaOH，碱性增加，不利于作物生长，故错误；D项，无水CCl2吸水的现象（蓝色变粉红色）明显，可用于判断变色硅胶是否吸水，故正确。
答案：C
3．解析：本题涉及元素化合物知识的综合应用，通过工艺流程形式给出信息，考查分析和解决化学工艺流程问题的能力，根据题给信息书写相应的化学方程式和离子方程式，体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。
（1）由题干信息可知，滤渣有生成的S和不与H2SO4反应的SiO2（或写不溶性硅酸盐）；依据氧化还原反应原理可知，MnO2作氧化剂，MnS作还原剂，由此可写出化学方程式。
（2）Fe溶于H2SO4中得到Fe2＋，为了去除方便，需将Fe2＋氧化为Fe3＋。
（3）由相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围可知除铁和铝时溶液pH范围应调节为4.7～6之间。
（4）NiS和ZnS是难溶于水的硫化物。
（5）MgF2（s）⇌Mg2＋（aq）＋2F－（aq），若增大H＋浓度，F－与H＋会结合成弱电解质HF而使沉淀溶解平衡正向移动，导致溶液中Mg2＋沉淀不完全。
（6）由于HCO3- ⇌H＋＋CO32-，CO32-与Mn2＋可形成MnCO3沉淀，使HCO3-电离平衡正向移动，H＋浓度增大，H＋与HCO3- 反应生成H2O和CO2，所以离子方程式为Mn2＋＋2HCO3- ===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。
（7）根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0，可知＋1＋（＋2）×x＋（＋3）×y＋（＋4）×z＋（－2）×2＝0，将x＝y＝13代入计算，可得z＝13。
答案：（1）SiO2（或不溶性硅酸盐）
MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
（2）将Fe2＋氧化为Fe3＋
（3）4.7
（4）NiS和ZnS
（5）F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2⇌Mg2＋＋2F－平衡向右移动
（6）Mn2＋＋2HCO3-===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
（7） eq \f(1,3)
4．解析：本题考查由炼钢污泥制备软磁性材料α­Fe2O3。考查的化学学科核心素养是科学探究与创新意识。（1）适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度，均可以加快铁泥的溶解，即提高铁元素的浸出率。（2）“酸浸”时，H2SO4过量，加入过量铁粉，除生成Fe2＋外，还会产生H2。Fe3＋与KSCN反应所得溶液呈血红色，当加入KSCN溶液观察不到血红色，则说明Fe3＋已完全被还原为Fe2＋。（3）当c（Ca2＋）·c2（F－）答案：（1）AB
（2）H2 取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
（3）pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
（4）①Fe2＋＋HCO3- ＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋H2O或Fe2＋＋HCO3- ＋NH3===FeCO3↓＋NH4+
②在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水­NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称


色态
黑色粉末
粉末
黑色晶体
铁的价态
价
价
＋2价，＋3价
化学式
Fe（OH）2
Fe（OH）3
色、态
固体
固体
溶解性
溶于水
溶于水
装置一
装置二
主要物质
杂质
除杂方法
Fe2＋
Fe3＋
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
Fe2＋
Cu2＋
加过量铁粉后过滤
Fe
Al
加过量NaOH溶液后过滤
Fe2O3
Al2O3、SiO2
加过量NaOH溶液后过滤
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Zn2＋
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe（NO3）2试样加水溶解，加稀H2SO4，滴加KSCN溶液，溶液变为红色
该Fe（NO3）2试样已经变质
D
向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色
原溶液中含有Fe2＋
金属离子
Mn2＋
Fe2＋
Fe3＋
Al3＋
Mg2＋
Zn2＋
Ni2＋
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9