第三章 第一节 第3课时 铁及其化合物复习课 【新人教版 高中化学必修一】

第3课时 铁及其化合物复习课

[核心素养发展目标] 1.巩固铁及其重要化合物的性质和铁离子、亚铁离子的检验方法。 2.掌握实现铁及其化合物之间转化的试剂和条件。3.提升从物质分类、化合价等多角度认识元素及其化合物性质的能力。

一、利用“价类二维图”认识铁及其化合物的关系

1．构建铁及其化合物的价类二维图

在下图中适当位置标注含铁物质，完成铁及其化合物的“价—类”二维图。用箭头标明物质间的转化关系。

答案

2．同价态的铁及其化合物之间的转化 从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质

(1)Fe 2O 3、FeO 都是碱性氧化物，写出它们分别溶于稀硫酸的离子方程式： Fe 2O 3＋6H ＋

===2Fe 3＋

＋3H 2O ； FeO ＋2H ＋

===H 2O ＋Fe 2＋

。

(2)FeSO 4和FeCl 3都属于盐类，能和碱反应生成Fe(OH)2及Fe(OH)3。 (3)Fe(OH)2和Fe(OH)3均属于碱，写出它们溶于稀盐酸的离子方程式： Fe(OH)2＋2H ＋

===Fe 2＋

＋2H 2O ； Fe(OH)3＋3H ＋

===Fe 3＋

＋3H 2O 。 3．不同价态的铁及其化合物的转化

从化合价的角度理解铁及其化合物的氧化性和还原性

(1)Fe 2O 3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质，如高炉炼铁的原理以化学方程式表示为：3CO ＋Fe 2O 3=====高温

2Fe ＋3CO 2。

(2)Fe 2＋

化合价可以升高到＋3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。

(3)Fe3＋是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为＋2或0价，具有氧化性。

(4)Fe(OH)2―→Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

(1)FeCl2不能通过化合反应制得()

(2)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现()

(3)不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现()

(4)Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得，不能通过化合反应制得()

(5)向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3＋，一定不存在Fe2＋和Mg2＋()

(6)除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤()

答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×

除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。

(1)FeCl2(Fe3＋)除去方法：加入过量铁粉，过滤，离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：加入氯水或通入Cl2，离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：滴加H2O2，离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋。

(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：加入过量铁粉，过滤，离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。

二、亚铁离子和铁离子的检验

1．只含Fe2＋或Fe3＋

(1)加NaOH溶液沉淀法

(2)加KSCN溶液显示法

2．同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液

Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用先氧化再加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2

＋。

1．下列有关物质检验方法不合理的是()

A.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＋

B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2

C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红

D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋

答案 B

解析B项中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。

2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是()

A．只需滴加硫氰化钾溶液

B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色

C．先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液后显红色

D．滴加氢氧化钠溶液，立即产生红褐色沉淀

答案 B

解析只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法验证Fe2＋的存在，故A错误；KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，与Fe2＋作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液含有Fe2＋，故B正确；先滴加氯水，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液不含Fe3＋，滴加KSCN 溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3＋，故C错误；滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀，只能证明存在Fe3＋，故D错误。

1．已知有以下物质相互转化：

试回答下列问题：

(1)写出B的化学式：，

D的化学式：。

(2)写出由E转变成F的化学方程式：。

(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：。

向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为：。

答案 (1)FeCl 2 KCl (2)4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3 (3)Fe 3＋＋3SCN －

===Fe(SCN)3 2Fe 3＋

＋Fe===3Fe 2＋

解析 解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G 溶液，即为Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl 3。 2．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：

Fe 2

＋

①④

Fe 3

＋

②③

FeO 2－

4

回答下列有关问题：

(1)Fe 与过量盐酸反应可以制取FeCl 2，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可分别选用 (填字母)。

a ．Cl 2

b ．Fe

c ．Cu

d ．KMnO 4

(2)如下化学方程式中：

Fe 2O 3＋3NaClO ＋4KOH=====熔融

2K 2FeO 4(高铁酸钾)＋3NaCl ＋2H 2O ①还原剂是 ，具有 性。 ②用单线桥表示该反应的电子转移情况。 答案 (1)ab (2)①Fe 2O 3 还原

②

3．某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO 4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe 2＋

能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：

将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN 溶液。

(1)请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：

现象

实验

结论

试管Ⅰ

试管Ⅱ a 褪色

不变红 b 不褪色

变红 c

褪色

变红

(2)能不能将KMnO 4和KSCN 滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释： 。 答案 (1)没有变质 完全变质 部分变质

(2)不能，KMnO 4溶液呈紫红色，影响Fe 3＋的检验；KSCN 具有还原性，影响Fe 2＋

的检验

A 组 基础对点练

题组一 单质铁的化学性质

1．在一定条件下，铁与有关物质的反应所得产物错误的是( ) A ．Fe ――→Cl 2

FeCl 3 B ．Fe ――→S

FeS C ．Fe ―――→H 2O (g )Fe(OH)3 D ．Fe ――→O 2

Fe 3O 4

答案 C

解析 Cl 2是强氧化剂，可将Fe 氧化成FeCl 3，故A 正确；S 是弱氧化剂，可将Fe 氧化成FeS ，故B 正确；Fe 与H 2O(g)反应生成Fe 3O 4，而不是Fe(OH)3，故C 错误；Fe 在O 2中燃烧生成Fe 3O 4，故D 正确。

2．下列反应中，铁只能生成＋3价化合物的是( ) A ．少量铁与稀硫酸反应 B ．铁丝在氧气中燃烧 C ．过量铁粉在氯气中燃烧 D ．Fe 投入到CuSO 4溶液中 答案 C

解析 C 项，虽然铁粉过量，但因为不是在溶液中进行的反应，只能生成FeCl 3。 题组二 铁及其化合物之间的相互转化

3．下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是( )

选项 M N

P

Q A NH 3·H 2O Ba(OH)2 铜 KS CN B

Na

BaCl 2

F eO KS CN C NaOH Ba(NO 3)2

锌

粉 KS CN D Na 2O 2 MgCl 2

F e

KS CN

答案 C

解析Ba(OH)2与Fe2(SO4)3反应得到的是Fe(OH)3与BaSO4的混合物，沉淀不是白色的，A项错误；FeO不能还原Fe3＋，B项错误；MgCl2与Fe2(SO4)3不反应，D项错误。

【考点】铁及其化合物

【题点】铁及其化合物转化

4．下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是()

答案 D

解析B项中CCl4密度大，应在下层，不能长时间观察到白色沉淀；D项中的操作可防止氧气氧化Fe(OH)2，能较长时间观察到白色沉淀。

5．下列离子方程式正确的是()

A．将氨水滴入到FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

B．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

C．向FeCl3溶液中加入铁粉：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋

D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－

答案 B

解析A项，在书写离子方程式时，弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项，离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D项，只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

6．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是()

A．Cu2＋B．Fe3＋

C．Fe2＋D．H＋

答案 C

解析因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，即Fe3＋、Cu2＋、H＋可与Fe反应，不可能存在较多。

7．(2019·太原市五中月考)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。下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，下列说法正确的是()

A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化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生成红棕色粉末

C．由图可预测：高铁酸盐(FeO2－4)具有强氧化性，可用于消毒。FeO2－4与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂

D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③

答案 C

解析铁与高温水蒸气反应时，生成Fe3O4，A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，B错误；加热Fe(OH)3分解生成Fe2O3，而Fe(OH)3不溶于水，D错误。

【考点】铁的价类二维图

【题点】铁的价类二维图，及铁的化合物的化学反应

8．K2FeO4是一种兼具消毒和净水功能的可溶性盐，与盐酸可发生反应2K2FeO4＋16HCl===4KCl ＋2FeCl3＋8H2O＋3Q↑，下列说法正确的是()

A．可用湿润的淀粉-KI试纸检验产物Q

B．反应中涉及的6种物质均为电解质

C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8

D．K2FeO4在水中的电离方程式为K2FeO4===2K＋＋Fe6＋＋4O2－

答案 A

解析根据原子守恒可知Q是Cl2，Cl2与KI反应生成I2和KCl，淀粉遇I2变蓝，故可用湿润的淀粉-KI试纸检验产物Cl2，A项正确；在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物是电解质，Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质，其余物质均是电解质，B项错误；根据化学方程式可看出Fe 元素的化合价从＋6降低到＋3,1个Fe原子得到3个电子，则K2FeO4是氧化剂，Cl元素的化合价从－1升高到0,1个Cl原子失去1个电子，则HCl是还原剂，根据得失电子守恒知，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，C项错误；K2FeO4在水中的电离方程式为K2FeO4===2K＋＋FeO2－4，D 项错误。

9．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。

(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是

。

(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 mol·L －1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。

①对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2

溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为。

②若小明计划在0.1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应是(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为色。

③实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。

(3)小明分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还做氧化剂吗？

①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成(填化学符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成。

②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室中的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是，相关反应的离子方程式：。

答案(1)因为Fe2＋中铁元素的化合价处于中间价态，既可以升高也可以降低

(2)①Zn＞Fe＞Cu②Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋棕黄③KSCN溶液红

(3)①Fe Fe3＋②加入适量铁粉2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

B组综合强化练

1．向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()

A．加入KSCN溶液一定不变红色

B．溶液中一定含Fe2＋

C．溶液中一定含Cu2＋

D．剩余固体中一定含Cu

答案 C

解析溶液中Fe3＋、Cu2＋均具有氧化性，且氧化性：Fe3＋>Cu2＋，若加入的铁粉是少量的，Fe3＋有剩余，加入KSCN溶液仍会变红，但若Fe3＋有剩余，则不会有Cu置换出来，即没有固体存在。铁粉无论与Fe3＋还是与Cu2＋反应，均生成Fe2＋，若铁粉是过量的，则Cu会被完全置换出来，溶液中无Cu2＋。

2．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：

现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是()

A．A盐一定是FeCl3

B．白色沉淀B可能是AgCl

C．C中一定含Fe3＋

D．无法确定A中是否含有Fe2＋

答案 A

解析因为A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液，HNO3可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，所以A盐也可能为FeCl2。

3．将金属铁、铜投入FeCl3溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是() 选

项

反应情况设想评价

A

当铁、铜均不剩余时，溶液

中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无

Fe3＋

正确，Fe3＋和铁、铜均可反应B

当铁、铜均剩余时，溶液中

一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋

正确，铁和铜都与Fe3＋反应，故无Fe3＋C

当铜剩余，铁不剩余时，溶

液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋

正确，铜剩余，故无Cu2＋D

当铁剩余，铜不剩余时，溶

液中一定有Fe2＋、Cu2＋

不正确，不可能出现铁剩余而铜不剩余的情

况，因为铁的还原性比铜的强，铁先与Fe3＋反

应

答案 D

解析因离子的氧化性强弱顺序为Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。如果Fe3＋足量，Fe3＋可将铁和铜全部氧化且Fe3＋可能还有剩余，A错误；当铁剩余时，溶液中不会存在Cu2＋，B错误；当铜剩余时，溶液中肯定无Fe3＋，一定有Fe2＋，可能有Cu2＋，C错误。

4．铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。试仿照图中实例在方框内填写物质的化学式并书写化学方程式(要求：所填写的反应物不属于同一类物质，生成物必须填写铁的化合物)。

(1)A. ，B. ，C. ，D．，E. ，F. 。

(2)反应①的化学方程式为。

(3)反应②的化学方程式为。

(4)反应③的化学方程式为。

答案(1)H2O Fe3O4HCl FeCl2CuSO4FeSO4(答案合理即可)

(2)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4＋4H 2 (3)Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑ (4)Fe ＋CuSO 4===FeSO 4＋Cu

解析 金属铁可以与非金属(O 2等)、水蒸气、酸(盐酸、硫酸等)以及盐(CuSO 4、AgNO 3等)发生反应。

【考点】 铁及其化合物的转化 【题点】 铁的化学反应方程式的书写

5．如下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L

－1

的硫酸，其他试剂任选。

填写下列空白：

(1)B 中盛一定量的NaOH 溶液，A 中应预先加入的试剂是 ，A 中反应的离子方程式是 。

(2)实验开始时先将止水夹E (填“打开”或“关闭”)，C 中收集到气体的主要成分是 。

(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程： 。 (4)拔去装置B 中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式： 。 答案 (1)铁屑 Fe ＋2H ＋

===Fe 2＋

＋H 2↑ (2)打开 H 2

(3)关闭止水夹E ，使FeSO 4溶液压入B 瓶中进行反应 (4)4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3

解析 实验开始时先打开E ，让H 2把A 、B 装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H 2气氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H 2充满B 后关闭E ，A 中的FeSO 4溶液沿竖直长导管进入B 瓶，与NaOH 反应。

6．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L －

1 FeCl 3溶液，0.1 mol·L －

1 FeCl 2溶液、KSCN 溶液、新制氯水，探究Fe 2＋

、Fe 3＋

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Fe 2＋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Fe 3

＋

具有氧化性

取少量0.1 mol·L －

1FeCl 3

溶液，往溶液中加入足量铁

加入铁粉后，溶液颜色变为 ；加入KSCN 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＋、MnO－4、H2O和一种未知离子X，已知MnO－4在反应中得到电子，则X是。

答案(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(答案合理即可)

(2)浅绿色不变色

(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe

(4)Fe2＋

解析(1)在反应中Fe2＋做还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。

(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液后，溶液不变红。

(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。

(4)已知MnO－4得电子，故MnO－4是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋，即X为Fe2＋。