2023-2024屆高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)教案（魯科版）第3章金屬及其化合物第13講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

第13講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.基于價一類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.掌握鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)

與檢驗。3.能通過實驗探究掌握Fe?+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。

考點(diǎn)一基于價一類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

■歸納整合

從物質(zhì)類別和物質(zhì)所含核心元素的化合價兩個角度總結(jié)、預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要

方法之一。

鐵

元

素

化

合

價

單質(zhì)氧化物鹽堿物質(zhì)類別

(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)、不同物質(zhì)類別(氧化物、鹽、堿)之間的轉(zhuǎn)化。

①堿性氧化物(Fe2θ3'FeO)都能溶于酸(H1)轉(zhuǎn)化為鹽；

②Fe2+、Fe3+與堿(OH-)反應(yīng)生成對應(yīng)的堿；

③難溶性的堿易分解生成對應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對應(yīng)

的堿。

(2)縱向變化體現(xiàn)了不同價態(tài)、同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。

(3)斜向變化體現(xiàn)了不同價態(tài)、不同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。

■專項突破關(guān)鍵能力

1.如圖為鐵元素的價一類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的

是()

化合價

+6FeOf

⑥⑤

+3OeQ,幺Fe(OH)gFe"

J嫡④H

+2初FeOFe(OH)2當(dāng)Fe”

0Fe

物質(zhì)類別

單質(zhì)氧化物氫氧化物鹽

A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①

B.FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末

C.加熱Fe(C)H)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③

D.由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeoK)具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，F(xiàn)eOr與水反應(yīng)最終可生成

Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可作凈水劑

答案D

解析鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，不能實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①，故A錯誤；FeO

是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，部分被氧化生成Fe3O4,不能發(fā)生轉(zhuǎn)化②，故B

錯誤；加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥分解生成氧化鐵，氫氧化鐵不溶于水，加水溶解不可實現(xiàn)轉(zhuǎn)

化③，故C錯誤；高鐵酸鹽中鐵為+6價，具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，與水發(fā)生氧化還原

反應(yīng)后生成鐵離子，鐵離子與水反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體。

2.從化合價和物質(zhì)類別兩個視角認(rèn)識元素及其化合物性質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)習(xí)方式。圖1是

Fe及其化合物的化合價一物質(zhì)類別二維圖。

合

化價

D-_--

:_D

D

_

-_--

T

._

A■---_

-.

單質(zhì)氧化:物堿鹽物質(zhì)Fe.Q4(疏松、能導(dǎo)電)

-;圖:-1類別圖2

:

回答下列問題:

(1)工業(yè)上冶煉Fe常用的方法是(填字母)。

a.電解法b.還原法

c.熱分解法d.物理方法

(2)若圖1中的F為硫酸鹽，請寫出由D生成F的離子方程式：

(3)圖I中的B在潮濕的空氣中很容易發(fā)生化合反應(yīng)變成E,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3+2+

(4)圖1中的F與C在水溶液中轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)有：2Fe+2I-2Fe+I2,為了探究該反

應(yīng)存在一定的限度，某化學(xué)興趣小組取10mLmol?L∣的Kl溶液于試管中，再加入10mL

mol?LI的FeCl3溶液，振蕩，使試管中的物質(zhì)充分反應(yīng)一段時間。為了達(dá)到實驗?zāi)康模€需

要再向試管中加入下列試劑中的(填字母)。

A.淀粉溶液B.KSCN溶液

C.CCl4D.酸性高鎰酸鉀溶液

⑸用Fe可以去除水體中的NCh(原理如圖2)。若有1molNo3轉(zhuǎn)化為NHj,則參加反應(yīng)的

Fe失去的電子的物質(zhì)的量為moL

+3+

答案(?)b(2)Fe2O3+6H=2Fe+3H2θ

(3)4Fe(OH)2+θ2+2H2O=4Fe(OH)3

(4)B(5)8

解析(1)工業(yè)上常用碳還原鐵礦石冶煉Fe,為還原法。(2)根據(jù)圖1,D到F過程中鐵的化合

價未變，F(xiàn)為硫酸鹽，D為氧化鐵，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，離子方程式為Fe2O3

+3+

+6H=2Fe+3H2Oo(4)根據(jù)題中數(shù)據(jù)，可知KI過量，若反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則溶液中存

在Fe3+,可用KSCN溶液檢驗。(5)Nol轉(zhuǎn)化為NH；,N的化合價由+5變?yōu)橐?/molNO,得

到8mol電子，根據(jù)得失電子守恒，則參加反應(yīng)的Fe失去8mol電子。

考點(diǎn)二鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)與檢驗

■歸納整合

1.鐵鹽與亞鐵鹽

亞鐵鹽(Fe?+)鐵鹽(Fe3+)

顏色淺綠色(溶液)黃色(溶液)

既有氧化性，又有還原性，以還原性為主，如在

一般表現(xiàn)為氧化性,如能溶

氧化性與酸性條件下能被H2O2,NOl氧化，反應(yīng)的離子方

解銅，反應(yīng)的離子方程式為

還原性程式分別為2Fe2++H2θ2+2H+=2Fe3++2H2θ?

2Fe3+÷Cu^=Cu2÷2Fe2+

2++3+

3Fe+4H+Nθ3=3Fe+NOt+2H2O

極易水解，只存在于酸性較

水解性水解呈酸性

強(qiáng)的溶液中

2.其他常見鐵鹽

(1)綠研(FeSO?t?7H2θ):一種重要的還原劑，可用作補(bǔ)血劑及植物的補(bǔ)鐵劑。

(2)鐵鉉磯[NEFe(SC)Ml2氏0]：無色晶體，易溶于水，常用作化學(xué)分析試劑、藥物和織物媒

染劑。

⑶赤血鹽{K3[Fe(CN)6]}:紅色晶體，能溶于水，常用于檢驗Fe?*,生成藍(lán)色沉淀。

(4)高鐵酸鉀(RFeOa)：暗紫色晶體，具有強(qiáng)氧化性，可用作水體的殺菌、消毒劑或高容量電

池材料。

3.Fe?+和Fe?+的檢驗

..如經(jīng)Sl螫遺…無明顯現(xiàn)象蟀蟲溶液變紅

加NaOH溶液?白色沉淀一灰綠色一紅褐色

加鐵氟化鉀溶液生成藍(lán)色沉淀：

—K*+Fe2t+[Fe(CN)J,-=KFeIFe(CN),,]I

T二阿菲?嬴丁

加KSCN溶液

(或NHISCNt溶液變紅

加NaOH溶液

Fe34紅褐色沉淀

與苯酚

(2)顯紫色

(3)含F(xiàn)e?+、Fe?"的混合溶液中Fe?+、Fe?"的檢驗

滴加KSCN溶液

混合溶液溶液變紅色,說明含有Fe3十0

混合溶液霍黑卜酸性KMno4溶液紫紅色褪去，說明含有膽二

E易錯辨析

1.氫氧化鐵與Hl溶液僅能發(fā)生中和反應(yīng)()

2.中性溶液中可能大量存在Fe3+、C「、K+、SOΓ()

3.酸性條件下H2O2氧化Fe?+的離子方程式為2Fe2++H2Ch+2H+=2Fe3++2H2θ()

4.將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液變紅，則Fe(NO3)2晶體已氧化

變質(zhì)()

5.用酸性高鎰酸鉀溶液檢驗■FeCb溶液中是否含有FeCI2()

答案I.×2.×3.√4.×5.×

■專項突破關(guān)鍵能力

一、鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)

I.常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()

A.透明的溶液中：Fe3+>Mg2+、SCN?CF

B.PH=O的溶液中：Fe2+,K'、NO3、SθΓ

+

C.mol?L^^ιFeCb溶液中:K,NH；、「、HCO3

D.mol?L-∣KNCh溶液中：Hl?Fe3?CΓ>SOΓ

答案D

解析A中Fe?+與SCN-形成絡(luò)合物，B中酸性條件下NoI氧化Fe2+,C中Fe?+與廣、HCOI

均不共存。

2.已知：沉淀的PH如下表：

化合物

Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2

PH

⑴除去Mg2+中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入、、其中之一，與Fe?+水解產(chǎn)

生的H'反應(yīng)，促進(jìn)Fe?’的水解，將Fe?+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。

(2)除去Mg2+中混有的Fe?+的方法

先加入氧化劑(如)將溶液中的Fe?.氧化成Fe31,然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe?+。

(3)請設(shè)計實驗方案除去CUCl2溶液中混有的少量FeCl2=

答案(I)MgOMgCO3Mg(OH)2

⑵H2O2

(3)先通入適量CL(或加入H2O2),再向混合溶液中加入足量CUo［或CUCO3、CU(OH)2、

Cu2(OH)2CO3其中之一］，充分反應(yīng)后過濾

3.在FeCl3、CUCI2混合溶液中，加入鐵粉與銅粉的混合物。

(1)若金屬無剩余，則溶液中一定存在的金屬陽離子有，可能存在的有。

答案Fe2?Cu2+Fe3+

⑵若剩余固體中有鐵和銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有，一定不存在

答案Fe2+Cu2+.Fe3+

⑶若剩余固體中只有銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有,可能存在的有

，一定不存在________。

答案Fe2+Cu2+Fe3+

二、Fe?+和Fe?'的檢驗

4.下列離子的檢驗方法合理的是()

A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e?+

B.向某溶液中通入CL,然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe?+

C.向某溶液中加入NaoH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+

D.向某溶液中加入NaoH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中

只含有Fe?+,不含有Mg2+

答案C

解析A項中只能說明含有Fe3+,不能說明不含F(xiàn)e?+;B項原溶液中也可能只有Fe3+而沒有

2+

Fe:D項中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了生成的白色沉淀Mg(OH)2o

5.以下實驗?zāi)茏C明某溶液中不含F(xiàn)e'+而含有Fe?'的是()

A.滴入KSCN溶液，不顯紅色

B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，顯紅色

C.滴入KSCN溶液，不顯紅色，再加氯水，溶液變紅

D.滴入KSCN溶液，不顯紅色，再加足量高鎰酸鉀溶液，溶液變紅

答案C

解析A項，只滴加KSCN溶液，根據(jù)溶液是否顯紅色，能檢臉出溶液中是否含有Fe3+,無

法證明Fe>是否存在，錯誤：B項，若原溶液中含F(xiàn)e?+,滴加足量氯水后再滴加KSCN溶液

后也顯紅色，無法證明原溶液中含有的是Fe3+還是Fe2+,錯誤；C項，先滴加KSCN溶液，

不顯紅色，說明原溶液中不含F(xiàn)e3+,再滴加氯水后顯紅色，說明滴加氯水后溶液中有Fe3+,

證明原溶液中含有Fe?+,正確；D項，滴入KSCN溶液，不顯紅色，證明不含F(xiàn)e?+,再加足

量高鎰酸鉀溶液(高鎰酸鉀溶液是紫紅色)，溶液變紅無法證明原溶液中含有Fe2+,錯誤。

■易錯易混

檢驗Fe?+和Fe3+時的注意事項

(1)檢驗Fe?"時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加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?C「同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2'(C「能還原酸性KMno4,有

干擾)。

考點(diǎn)三基于Fe2+>Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實驗探究

■歸納整合B≡B?:

Fez十既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e3+一般只表現(xiàn)氧化性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為

(還原劑)

I一Fe`Zn、Cu、H?S、KI等FeA

Q2、。2、HNO：,、H2SO,(濃)、KMnoI(H+)等”

(強(qiáng)氧化劑)

寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式，體會Fe?+與Fe?+的轉(zhuǎn)化條件。

2++

⑴將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3++H2S=SI+2Fe+2Ho

(2)將FeCb溶液滴入淀粉-Kl溶液中，溶液變藍(lán)：2Fe3++2I=?+2Fe2+0

(3)用FeCI3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：

Cu÷2Fe31=2Fe2,÷Cu2'?

(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液中：

2++3+

2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O?

(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：3Fe2++4Hb+NO;=3Fe3f+N0↑+

2H2OO

■專項突破關(guān)鍵能力

某班同學(xué)用如下實驗探究Fe?+與Fe3+的轉(zhuǎn)化，回答下列問題：

(1)實驗I：Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe?+

實驗步驟及現(xiàn)象：甲組同學(xué)將少量銅粉加入ImLmol?LrFeCI3溶液中，觀察到銅粉消失，

1

溶液黃色變淺，加入蒸饋水后無明顯現(xiàn)象；乙組同學(xué)將過量銅粉加入1mLmol?L^FeCl3

溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，加入蒸儲水后出現(xiàn)白色沉淀；丙組同學(xué)將過量

銅粉加入ImLmol?LrFe2(SO4)3溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，變成藍(lán)色，

加入蒸儲水后無白色沉淀。

①分別取三組實驗反應(yīng)后的溶液于三支試管中，

(填操作步驟及現(xiàn)象)，證明生成了Fe2+;分析三組實驗結(jié)果，實驗中均發(fā)生的反應(yīng)的離子方

程式為。

②對比三組實驗，說明加入蒸儲水后沉淀的產(chǎn)生與有關(guān)。

③向丙組實驗后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象為o

④丙組在檢驗反應(yīng)后的溶液中是否存在Fe3+時，取反應(yīng)后的上層清液于試管中，滴加3滴

KSCN溶液，結(jié)果出現(xiàn)白色沉淀，查閱資料：i.SCN的化學(xué)性質(zhì)與I相似，CUSCN為白色

固體；打.2。12++41-=2011(白色)1+12，寫出該實驗中出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式：

(2)實驗H：Fe?*轉(zhuǎn)化為Fe?+

實驗步驟及現(xiàn)象：向3mLmol?LrFeSO4溶液中加入稍過量稀硝酸，溶液變?yōu)樽厣?，放?/p>

一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，已知Fe?++NO-—Fe(NO)2+(棕色)。

①使用的FeSO4溶液中存在少量鐵屑，其目的是o

②實驗中產(chǎn)生NO的原因為(用離子方程式表示)。

(3)實驗III：Fe?+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化

實驗步驟及現(xiàn)象：將SCh通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)?/p>

黃色，此時若滴入BaCl2溶液，則會產(chǎn)生白色沉淀。將產(chǎn)生的白色沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥

后稱量其質(zhì)量為g,則整個實驗中產(chǎn)生的氣體(假設(shè)只生成一種氣體，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕

色)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為?

答案⑴①加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，均出現(xiàn)藍(lán)色沉淀2Fe3++Cu=CM++2Fe?+②銅

粉的量、陰離子的種類③有白色沉淀生成④2CU2++4SCN=2CuSCN(白色)J+(SCN)2

2++3+

⑵①防止Fe?+被氧化?3Fe+NO；+4H=3Fe+NOt+2H2O(3)L

解析(1)①檢驗Fe?+的方法為取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，

若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則證明存在Fe?+;三組實臉中銅粉均溶解，溶液黃色變淺或褪去，均發(fā)生

反應(yīng)：2Fe3++Cu==CM++2Fe2+。②對比三組實驗發(fā)現(xiàn)乙組相比甲組銅粉過量，乙組相比丙

組陰離子不同，乙組加入蒸餡水后出現(xiàn)白色沉淀，說明加入蒸僧水后沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量

和陰離子的種類有關(guān)。③加入飽和NaCI溶液引入C「，產(chǎn)生與乙組相同的陰離子，可能出現(xiàn)

白色沉淀。④由已知信息，SCN-與CM+的反應(yīng)類比「與C/+的反應(yīng)，可得離子方程式為

3+

2Cu2++4SCV=2CuSCN(白色)I+(SCN)20(2)②Fe2+被加入的稀硝酸氧化為Fe,稀硝酸

2,+3+

被還原為NO,反應(yīng)的離子方程式為3Fe^+N03^+4H=3Fe+NO↑+2H2O(>(3)由滴入

BaCI2溶液，會產(chǎn)生白色沉淀，可知具有還原性的SCh通入Fe(NO3)3溶液中發(fā)生的氧化反應(yīng)

為S02fS0r,白色沉淀為BaSO4,溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，說明Fe3+被還原為Fe?+,但立

即又變黃色，說明生成的Fe?+又被氧化為Fe3+,整個過程相當(dāng)于NO,發(fā)生還原反應(yīng)：NO?

-NO1根據(jù)得失電子守恒，Sθ2失去電子數(shù)等于Nol得到電子數(shù)，SO2~BaSθ4~2e^,NOJ一

N0~3e^,Zi(BaSO4)=mol,n(e^)=mo?,n(NO)=mol,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(NO)=L。

真題演練明確考向

1.(202I?廣東，10)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是

()

A.a可與e反應(yīng)生成b

B.b既可被氧化，也可被還原

C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體

D.可存在b-c→d-e-b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系

答案C

解析Fe與Fe(HI)的鹽類物質(zhì)可發(fā)生反應(yīng)生成Fe(H)的鹽類物質(zhì)，如Fe+2FeCl3=3FeC12,

故A不選；Fe(H)為鐵元素的中間價態(tài)，既有還原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被

還原，故B不選；Fe(In)的鹽類物質(zhì)與濃堿液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，制備Fe(OH)3膠體的

操作為向沸水中滴加飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱，故C選；

b-c-d-e-b轉(zhuǎn)化如FeCI2上強(qiáng)Fe(OH)2位*?e(0H)3始"FeClFeCl2,故D不選。

2.(2019?浙江4月選考，24)聚合硫酸鐵[Fe(OH)SO-能用作凈水劑(絮凝劑)，可由綠磯

(FeSO#7比0)和KCIc)3在水溶液中反應(yīng)得到。下列說法不正確的是()

A.KCIo3作氧化劑，每生成ImOI[Fe(OH)SCM.消耗AmolKCICh

B.生成聚合硫酸鐵后，水溶液的PH增大

C.聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體而凈水

D.在相同條件下，F(xiàn)e3+比fFe(0H)]2+的水解能力更強(qiáng)

答案A

解析根據(jù)題干信息，可利用氧化還原配平法寫出化學(xué)方程式：6〃FeSo4+"KCICh+

3∏H2O=6[Fe(OH)Sθ41,,+nKCl,可知KCIo3作氧化劑，同時根據(jù)計量數(shù)關(guān)系可知每生成

Yl

1molIFe(OH)SO4]“消耗dmolKCIO3,A項錯誤；綠磯溶于水后，亞鐵離子水解使溶液呈酸

性，當(dāng)其轉(zhuǎn)化為聚合硫酸鐵后，亞鐵離子的濃度減小，因而水溶液的PH增大，B項正確；

聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體，膠體粒子吸附雜質(zhì)微粒引起聚沉，因而能凈水，C

項正確；多元弱堿的陽離子的水解是分步進(jìn)行的，[Fe(OH)p+的水解相當(dāng)于Fe'+的第二步水

解，由于其所帶的正電荷比Fe3+少，因而在相同條件下，其結(jié)合水電離產(chǎn)生的OH-的能力較

弱，故其水解能力不如Fe3+,D項正確。

3.(2022?河北，15)以焙燒黃鐵礦FeS2(雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備錢鐵藍(lán)

Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下：

H2SO1

足量(NHJSol

14.,so,KJFe(CN)6]H2SO4

(50%)H,O加熱NaClO3

1H3業(yè)口熱洗

∕JU?1P=鉞

紅」ΞC?→[?K滌

?鐵

還溶、

序一干

渣F浸藍(lán)

燥

濾渣①濾渣②丁

母液

回答下列問題：

(1)紅渣的主要成分為(填化學(xué)式，下同)，濾渣①的主要成分為。

(2)黃鐵礦研細(xì)的目的是c

(3)還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為.

(4)工序①的名稱為,所得母液循環(huán)使用。

(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NHSFe(CN)6中Fe的化合價為,氧化工序發(fā)生反

應(yīng)的離子方程式為.

(6)若用還原工序得到的濾液制備Fe2O3XH2O和(NHRSCU,所加試劑為和

(填化學(xué)式，不引入雜質(zhì))。

答案(I)Fe2O3和SiChSiO2(2)增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率

⑶7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=^=i5FeSO4+8H2SO4(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌

?

(5)+26Fe(NH4)2Fe(CN)6+CI07+6H'6Fe(NH4)Fe(CN)6+CΓ+3H2O+6NH4

(6)H2O2NH3-H2O

解析已知黃鐵礦高溫煨燒生成FezCh,反應(yīng)為4Fes2+1102==2Fe203+8s02,故產(chǎn)生的

紅渣主要成分為Fe2O3和SiCh;將紅渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加熱，反應(yīng)為Fe2O3

+SH2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,過濾出濾渣①，主要成分為Sio2,向濾液中加入黃鐵礦進(jìn)行

還原，將Fe?+還原為Fe?+,由(3)小問可知不生成S單質(zhì)，則硫元素被氧化為So廠，反應(yīng)為

3+2++

14Fe+FeS2+8H2O=^=15Fe+2SθΓ+16H,然后進(jìn)行工序①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、

過濾，得到FeSO4晶體和母液，母液中主要含有FeSo4溶液和H2SO4,加水溶解FeSO4晶體,

向所得溶液中加入(NH止So八K4[Fe(CN)6]并用H2SO4調(diào)節(jié)溶液的PH為3,進(jìn)行沉鐵，反應(yīng)

2+4-

原理為Fe+2NH4+[Fe(CN)6]=Fe(NH4)2Fe(CN)61,然后過濾出沉淀，洗滌后加入H2SO4

+

和NaCIO3進(jìn)行氧化，反應(yīng)為6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClθΓ+6H^^6Fe(NH4)Fe(CN)6+Cl^+

3H20+6NHj,過濾、洗滌、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6,據(jù)此分析解題。

4.(2019?全國卷I,27)硫酸鐵核[NH4Fe(SO4)2?xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變

廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵鏤，具體流程如下：

干

廢凈廢渣

①硫

鐵

鐵酸

屑

H2SO1L濾③硫酸鐵④Y

屑鐵

80~951液5%固體’一

溶液筱

(NHI)2SOJ

回答下列問題：

(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是。

(2)步驟②需要加熱的目的是,溫度保持80?95℃,采用的合適加

熱方式是?鐵屑中含有少量硫化物，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處

理，合適的裝置為(填標(biāo)號)。

⑶步驟③中選用足量的H2O2,理由是。分批加入H2O2,同時為了

,溶液要保持PH小于。

(4)步驟⑤的具體實驗操作有,經(jīng)干燥

得到硫酸鐵鏤晶體樣品。

答案(1)堿煮水洗

(2)加快反應(yīng)速率熱水浴C

(3)將Fe?+全部氧化為Fe3+；不引入雜質(zhì)防止Fe?+水解

(4)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)

解析(2)鐵與稀硫酸反應(yīng)時加熱，可提高反應(yīng)速率。溫度低于水的沸點(diǎn)，可以用熱水浴加熱,

受熱均勻且便于控制。含少量硫化物的鐵屑與稀硫酸反應(yīng)有H2S生成，氨氣不與堿溶液反應(yīng),

而硫化氫能與堿溶液反應(yīng)，且HzS在水中溶解度小，故氫氣中混有的硫化氫用燒堿溶液除去，

又因為硫化氫與堿反應(yīng)較快，容易引起倒吸，C裝置倒置漏斗能防倒吸。（3）鐵與稀硫酸反應(yīng)

生成硫酸亞鐵和氫氣，加入足量雙氧水的目的是將Fe?+全部氧化為Fe3+,發(fā)生的反應(yīng)為2Fe?+

+3+

+H2O2+2H=2Fe+2H2O,從生成物看，又不引入雜質(zhì)。鐵離子對雙氧水分解起催化作

用，分批加入雙氧水，避免反應(yīng)過快、放出熱量較多，減少雙氧水分解，以免造成氧化劑損

失；鐵離子易水解，保持溶液呈強(qiáng)酸性，避免鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵。（4）步驟⑤

是要從溶液中得到硫酸鐵鐵晶體，故實驗操作有加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾（洗滌）。

課時精練

1.（2022?廣東茂名模擬）青帆礦石（主要成分為FeSo4-7比0）在《唐本草》中記載：“本來綠

色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……燒之赤色……”。下列關(guān)于FeSO4-7H2O的說法正確的

是（）

A.可用于制凈水劑

B.溶于水形成無色溶液

C.在干燥空氣中穩(wěn)定存在

D.在空氣中加熱轉(zhuǎn)化為Fe3O4

答案A

解析FeSO4?7H2θ溶于水時最終形成具有凈水作用的氫氧化鐵膠體，可用于制凈水劑，故A

正確；溶于水形成FeSo4溶液，F(xiàn)e?+呈淺綠色，故B錯誤；FeSo4?7HzO中亞鐵離子具有還

原性，易被氧氣氧化，因此不能在干燥空氣中穩(wěn)定存在，故C錯誤；FeSor7H2θ中Fe為+

2價，在空氣中加熱被氧化為Fe2（SO4）3,故D錯誤。

2.鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。下列鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的

是（）

A.Fe有導(dǎo)電性，可用于濕法煉銅

B.FeCl3有氧化性，可用于凈水

C.Fe2O3呈紅棕色，可用于制作顏料

D.LFeCU易溶于水，可用于殺菌消毒

答案C

解析鐵可用于濕法煉銅：Fe+Cu2+=Fe2+Cu,是因為鐵的還原性大于銅，與Fe有導(dǎo)電

性無關(guān)，故不選A：FeCI3可用于凈水，是因為Fe3+水解生成的氫氧化鐵膠體能吸附水中的

懸浮雜質(zhì)，與FeCL3的氧化性無關(guān)，故不選B:Fe2O3呈紅棕色，可用于制作紅色顏料，故選

C:KzFeCU可用于殺菌消毒，是因為K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，與KzFeCU的溶解性無關(guān)，故不

選D。

3.下列離子方程式書寫正確的是()

+3

A.鐵與稀鹽酸反應(yīng)：Fe+6H=Fe'+3H2t

2+3+

B.氯氣與氯化亞鐵溶液反應(yīng)：Cl2+Fe=Fe+2CΓ

C.氯化鐵溶液與銅反應(yīng)：3Cu+2Fe3'=2Fe+3Cu2+

D.氯化鐵溶液與硫化氫反應(yīng)：2Fe3++H2S=2Fe2++SI+2H+

答案D

+2+

解析鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，離子方程式為Fe+2H=Fe+H2t,故A

2+3+

錯誤：氯氣與氯化亞鐵溶液反應(yīng)生成氯化鐵，離子方程式為Cl2+2Fe=2Fe+2CΓ,故

B錯誤；氯化鐵溶液與銅反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，離子方程式為Cu+2Fe3+=2Fe2++

Cu2+,故C錯誤。

4.工業(yè)廢水中含有的重銘酸根離子(Cr20歹)有毒，必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。工業(yè)上常用綠

2++3+3+

帆(FeSo#7氏0)作處理劑，反應(yīng)的離子方程式為6Fe+Cr2θΓ+14H=6Fe+2Cr+

7H2O,下列說法正確的是()

A.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為6：I

B.用綠磯作處理劑，不僅可去除毒性，還可凈水

C.酸化試劑可以用鹽酸或硫酸

D.不能用草酸溶液代替綠磯作處理劑

答案B

解析反應(yīng)中Fe元素由+2價升高到+3價，失去電子，F(xiàn)e?+是還原劑，Cr元素由+6價降

低到+3價，得到電子，C?Oy是氧化劑，所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：6,A

項不符合題意；綠磯與重格酸根離子反應(yīng)，可以去除毒性，生成的Fe3+可以形成氫氧化鐵膠

體，具有凈水的作用，B項符合題意；鹽酸中的C「具有還原性，可以與具有氧化性的CnO,一

發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成具有毒性的CL,C項不符合題意；草酸中的C是+3價，可以作還原

劑，同時生成二氧化碳?xì)怏w，沒有毒性，可以用草酸溶液代替綠磯作處理劑，D項不符合題意。

5.向含有CU(NO3)2、Zn(NO3)2,Fe(NO3)3,AgNO3各mol的混合溶液中加入molFe,充分

攪拌后Fe溶解，溶液中不存在Fe3+,同時析出molAgo下列結(jié)論錯誤的是()

A.氧化性：Zn2+>Cu2+>Fe3+>Ag+

B.Fe3+的氧化性大于CM*

C.溶液中Cu?'與Fe?+的物質(zhì)的量之比為1：2

D.1molFe可還原2molFe3+

答案A

解析由題意知鐵離子、銀離子均被還原，氧化性：Zn2+<Cu2+<Fe3+<Ag+,A錯誤，B

正確；Fe先還原Ag+,發(fā)生的反應(yīng)為2Ag++Fe=Fe?++2Ag,然后發(fā)生反應(yīng)：Fe÷2Fe3+

Fe2+,所以"(Fe?*)；n(Cu2+)=(+)mol:mol=2：1,C正確；由Fe+2Fe3+^=3Fe2+°Γ

知，1molFe恰好還原2molFe3,D正確。

6.(2022.江蘇常州高三期末)鐵元素的常見價態(tài)有+2、+3價，實驗室可用赤血鹽｛K3[Fe(CN)6])

溶液檢驗Fe2+,黃血鹽｛K4Fe(CN)6]｝溶液檢驗Fe3+。Fe2O3是重要的化工原料，Au∕Fe2O3可

用作反應(yīng)Co(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的催化劑。黃鐵礦燒渣中含有大量Fe2O3,工業(yè)上

常用于制取綠帆(FeSO#7缶0)。由黃鐵礦燒渣(主要含F(xiàn)ezCh、Al2O3,SiO2)制取綠磯的流程

如下：

稀HzSO,過量鐵粉NaoH溶液

黃鐵礦

燒渣酸溶過濾反應(yīng)f檢驗調(diào)PHf過濾-?綠磯

濾渣濾渣

下列有關(guān)說法不正確的是()

A.“酸溶”時先將燒渣粉碎并不斷攪拌，可提高鐵元素的浸出率

B.“反應(yīng)”時發(fā)生的主要反應(yīng)為2Fe3++Fe=3Fe2+

C.“檢驗”時可用K4[Fe(CN)6]溶液檢驗上一步“反應(yīng)”是否進(jìn)行完全

D.將第二次“過濾”所得濾液加熱，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可以制得綠桃

答案D

解析“酸溶”時先將燒渣粉碎并不斷攪拌，可增大反應(yīng)物的接觸面積，能使反應(yīng)物充分反

應(yīng)，從而提高鐵元素的浸出率，故A正確；“反應(yīng)”時發(fā)生的反應(yīng)為溶液中鐵離子與鐵反應(yīng)

生成亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+,故B正確；檢驗“反應(yīng)”步驟是

否完全反應(yīng)，可以加入K4[Fe(CN)6]溶液檢驗是否存在鐵離子，故C正確；將第二次“過濾”

所得濾液硫酸亞鐵溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等步驟制得綠磯，故D錯誤。

7.(2023?長春模擬)資料顯示：FeCll(亮黃色)只有在C「濃度較大的溶液中才能穩(wěn)定存在，為

了驗證該事實，某實驗小組取三份2mL黃色的工業(yè)鹽酸分別做了一系列實驗，記錄如下：

操作現(xiàn)象

實驗I：直接滴加2滴KSCN溶液無明顯變化

實驗H：加10mL蒸儲水稀釋，后滴入2滴稀釋后溶液幾乎變?yōu)闊o色，加KSCN溶

濃KSCN溶液液顯紅色

實驗ΠI:滴加2滴AgNo3飽和溶液產(chǎn)生白色沉淀，溶液亮黃色消失

下列說法不正確的是()

A.工業(yè)鹽酸顯黃色是因為其中混有FeCI4

B.實驗I中，未檢測到Fe3+

C.實驗III中，AgNo3溶液稀釋了樣品是溶液亮黃色消失的主要原因

D.通過上述實驗，可以證明FeCl4■只有在CI-濃度較大的溶液中才能穩(wěn)定存在

答案C

解析FeCIi（亮黃色）只有在C「濃度較大的溶液中才能穩(wěn)定存在，則工業(yè)鹽酸顯黃色是因為

其中混有FeClL故A正確；KSCN溶液為檢驗鐵離子的特征試劑，由操作和現(xiàn)象可知，實

驗I中，未檢測到Fe?+,故B正確；AgNc）3溶液與氯離子反應(yīng)，使FeCII轉(zhuǎn)化為鐵離子，稀

釋不是主要原因，故C錯誤；稀釋或滴AgNO3飽和溶液均使C「濃度降低，可證明FeC丘只

有在CI-濃度較大的溶液中才能穩(wěn)定存在，故D正確。

8.為探究SCh與Fe3+是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，按如圖所示裝置進(jìn)行實驗（夾持、加熱儀器略）,

下列說法正確的是（）

A.A中的反應(yīng)僅體現(xiàn)了濃硫酸的氧化性

B.試劑a為飽和NaHCo3溶液

C.C中溶液PH降低，證明Fe3+氧化了S02

D.檢驗C中的溶液含有Fe?’,證明Fe3+氧化了SO2

答案D

解析銅和濃硫酸共熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)中濃硫酸表現(xiàn)酸性和強(qiáng)氧化性，

故A錯誤；試劑a為飽和亞硫酸氫鈉溶液，作用是除去二氧化硫中的酸性雜質(zhì)，防止干擾實

驗，故B錯誤；二氧化硫溶于水生成亞硫酸，會使溶液中氫離子濃度增大，溶液PH降低，

則溶液PH降低不能證明鐵離子氧化了二氧化硫，故C錯誤；若溶液中含有亞鐵離子，說明

鐵元素化合價降低被還原，鐵離子作氧化劑，將二氧化硫氧化，故D正確。

9.（2022?山東淄博模擬）中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵，檢測的流程如圖。下列說法錯

誤的是（）

B.該鐵華粉中可能含有鐵單質(zhì)

C.向濾液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于證明Fe?’具有還原性

D.產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的反應(yīng)為K++Fe2++[Fe（CN）6]3--KFe[Fe（CN）6jl

答案C

解析加熱時醋酸亞鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和醋酸蒸氣，則氣體X中含有醋酸蒸氣，

故A正確；鐵華粉中加入稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，說明鐵華粉中可能含有鐵單質(zhì)，故B正確；

濾液中含有氯離子，酸性條件下氯離子也能與高鎰酸鉀溶液反應(yīng)，使溶液褪色，則溶液褪色

不能證明亞鐵離子具有還原性，故C錯誤；向濾液中加入鐵氯化鉀溶液，濾液中的亞鐵離子

與鐵氧化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，故D正確。

10?(2022?福建漳州模擬)高鐵酸鉀(K2FeO4)具有強(qiáng)氧化性，是一種環(huán)保、高效、多功能的飲

用水處理劑，可以用如下流程進(jìn)行制備。下列說法正確的是()

過量NaClO飽和KoH

稀鹽酸空氣溶]液溶液

T

鐵屑NaOH溶液

A.“酸溶”前，可用熱的Na2CO3溶液處理鐵屑表面的油污

B.“氧化”過程中反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++θ2+4H+=2Fe3++2H2θ

),

C.”制備Na2FeO4中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2:3

D.“轉(zhuǎn)化”中析出K2FeO4晶體的原因可能是相同條件下其溶解度大于Na2FeO4

答案A

解析碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，在溶液中水解使溶液呈堿性，水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，

水解平衡向正反應(yīng)方向移動，溶液中氫氧根離子濃度增大，能使油脂的水解程度增大，則酸

溶前可用熱的碳酸鈉溶液處理鐵屑表面的油污，故A正確；氧化過程中反應(yīng)的離子方程式為

2++3+

4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O,故B錯誤；制備高鐵酸鈉的反應(yīng)中，氯化鐵作還原劑，次

氯酸鈉作氧化劑，由得失電子守恒可知，氧化劑次氯酸鈉和還原劑氯化鐵的物質(zhì)的量之比為

3：2,故C錯誤；相同條件下，高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀，故D錯誤。

11.黃色固體X,可能含有漂白粉、FeSO小Fe2(SO4)3>CUCI2、KI之中的幾種或全部。將X

與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無色堿性溶液Z。下列結(jié)論合理的是()

A.X中含KI,可能含有CUel2

B.X中含有漂白粉和FeSC)4

C.X中含有CUCl2,Y中含有Fe(OH)3

D.用HzSCU酸化溶液Z,若有黃綠色氣體放出，說明X中含有CUCl2

答案C

解析固體X為黃色，則含有Fe2(SO4)3,溶于水后，要得到無色堿性溶液Z,則一定含有漂

白粉，且漂白粉過量，得到的深棕色固體混合物Y是Fe(OH)3和CU(OH)2的混合物，故X中

一定含有CUel2、Fe2(SO4)3和漂白粉，可能含有FeSo4,據(jù)此解答。若X含有KI,則會與漂

白粉反應(yīng)生成卜，溶液不為無色，A不正確；酸化后，產(chǎn)生黃綠色氣體，為氯.氣，則發(fā)生反

+

應(yīng)的離子方程式為CΓ+C1O^+2H=C12t+H2O,此時的Cl-有可能來自于漂白粉氧化

FeSc)4產(chǎn)生的C廣，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推導(dǎo)出含有CUCl2,D不正確。

12.以高硫鋁土礦(主要成分為Fe2θ3?Al2O3>SiO2.少量FeS2和硫酸鹽)為原料制備聚合硫

酸鐵｛[Fe2(OH)MSO4)山｝和明研的部分工藝流程如下，下列說法錯誤的是()

空氣KoH溶液H?S。,溶液雙氧水

高硫鋁土礦T?~~{≡_4?_4W?

??

赤泥液一??[??~?一?明磯

FeQj

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