2024–2025學年高一化學必修第一冊同步學與練（人教版）第20課 鐵鹽和亞鐵鹽（原卷版）

第20課鐵鹽和亞鐵鹽001學習目標1．知道Fe3＋、Fe2＋的檢驗原理、試劑的選擇及用顯色法檢驗Fe2＋時試劑加入的順序。2．知道Fe2＋的強還原性、Fe3＋的強氧化性，能依據氧化還原反應原理選擇適當的物質實現(xiàn)兩者間的相互轉化。3．依據氧化還原反應原理理解Fe、Fe2＋、Fe3＋的轉化關系及應用。002預習導學自主梳理一、Fe3＋和Fe2＋的檢驗方法FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅色FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水，溶液變紅色1．滴加KSCN溶液，溶液直接變紅色，該溶液中含有______。2．滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再加新制氯水溶液變紅色，該溶液中含有______。二、鐵鹽、亞鐵鹽的性質與轉化Fe3＋、Fe2＋的相互轉化實驗操作實驗現(xiàn)象加少量鐵粉振蕩后，溶液變成淺綠色，再加KSCN溶液，溶液顏色無變化向上層清液中滴加新制氯水，溶液變成紅色離子方程式2Fe3＋＋Fe3Fe2＋2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3實驗結論Fe3＋遇到較強的還原劑時，會被還原成Fe2＋Fe2＋在較強氧化劑的作用下會被氧化成Fe3＋1．從化合價角不變度預測Fe2＋和Fe3＋的性質具有鹽的通性，與金屬單質、堿、堿等發(fā)生反應。如與堿(NaOH溶液)反應的離子方程式分別為：_______________________、______________________。2．從化合價改變角度預測Fe2＋和Fe3＋的性質（1）Fe2＋具有_______性和_______性，如硫酸亞鐵與氯水反應的離子方程式為____________________。（2）Fe3＋具有_______性，如硫酸鐵與鐵粉反應的離子方程式為____________________，也具有一定的還原性。如在堿性條件下用NaClO氧化硫酸鐵制備Na2FeO4。預習檢測1．（2023年北京清華大學附中期末）人體血紅蛋白中含有Fe2＋，如果誤食亞硝酸鹽會使人中毒，因為亞硝酸鹽會使Fe2＋變Fe3＋，生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結合的能力。服用維生素C可緩解亞硝酸鹽中毒。說明維生素C具有A．氧化性 B．還原性 C．酸性 D．堿性．（2023年河南省洛陽市期末）要想證明某溶液中是否含F(xiàn)e3＋，下列操作中正確的是A．加入鐵粉 B．滴加KSCN溶液 C．通入Cl2 D．加入銅片3．（2023年北京市東城區(qū)期末）下列關于FeCl2和FeCl3的敘述中，不正確的是A．二者溶液的相互轉化均可通過化合反應實現(xiàn)B．將鐵粉加入氯水中，最終只能得到FeCl3溶液C．酸性高錳酸鉀溶液可作為鑒別二者溶液的試劑D．分別向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的試管中加入NaOH溶液，最終可得相同物質4．（2022年四川省廣安市期末）維生素C又稱“抗壞血酸”，能幫助人體將食物中攝取的、不易吸收的Fe3＋轉化為易吸收的Fe2＋，下列有關分析錯誤的是A．維生素C具有還原性B．Fe3＋轉化為Fe2＋發(fā)生了氧化反應C．維生素C藥片應隔絕空氣保存D．向Fe3＋的溶液中加入Cu，也能將Fe3＋轉化為Fe2＋5．（2023年北京清華大學附中期末）制印刷電路板時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應為2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2。向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應結束后，下列結果不可能出現(xiàn)的是A．燒杯中有銅、無鐵 B．燒杯中有鐵、無銅C．燒杯中鐵、銅都有 D．燒杯中鐵、銅都無6．（2022年江蘇省江陰市期末）一定條件下，將一定量Fe3O4溶于過量鹽酸生成FeCl2和FeCl3，分別取少量反應后的溶液進行以下實驗，有關實驗描述正確的是A．滴加KSCN溶液，若溶液變紅色證明溶液中含有Fe3＋B．加入5.6g鐵粉恰好完全反應，則Fe3O4的質量為23.2gC．用溶液在銅片上寫字，一段時間后洗去溶液，觀察到銅片表面無明顯現(xiàn)象D．先向溶液中通入氯氣，再滴加KSCN溶液，若變紅色證明溶液中含有Fe2＋?環(huán)節(jié)一鐵離子和亞鐵離子的檢驗情境材料燒制磚瓦時，用富含鐵元素黏土做成的坯經過烘燒后，鐵的化合物氧化為紅色的氧化鐵燒制磚瓦時，用富含鐵元素黏土做成的坯經過烘燒后，鐵的化合物氧化為紅色的氧化鐵(Fe2O3)，而制得紅色的磚瓦。烘燒完全后向窯內添加大量的煤炭后封窯約1天后，從窯頂向下慢慢澆水7天。水蒸氣和窯內高溫的炭發(fā)生化學反應，密閉的窯內會產生大量的還原氣體H2和CO，它們把紅色Fe2O3又逐漸還原成為青灰色的FeO、Fe3O4，而制得青磚。問題探究1．如何檢驗紅磚含有＋3價的鐵元素？2．如何檢驗青磚含有＋2價的鐵元素？要點歸納一、Fe2＋、Fe3＋的檢驗1．觀察法溶液呈棕黃色eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(含有),\s\do4(→))),\s\do6())Fe3＋；溶液呈淺綠色eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(含有),\s\do4(→))),\s\do6())Fe2＋。2．化學法（1）Fe2＋檢驗（2）Fe3＋檢驗①在檢驗時Fe2＋，KSCN溶液和氯水的加入順序不能顛倒！②檢驗混合Fe2＋和Fe3＋混合溶液中Fe2＋時，通過滴加酸性酸性高錳酸鉀溶液，根據紫紅色是否褪去，判斷混合溶液中是否含有Fe2＋。③只有Fe3＋能與SCN－結合形成血紅色物質(是溶液而不是沉淀)，F(xiàn)e2＋遇到SCN－不會產生血紅色物質。④Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中檢驗Fe2＋的方法?通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說明含有Fe2＋(注意：Cl－等還原性的離子對Fe2＋的檢驗有干擾)。?待測溶液eq\o(→,\s\up7(K3[Fe(CN)6]溶液))產生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋。典例精講【例1】（2022年湖南省婁底市新化縣期末）為檢驗某溶液中是否含有Fe3＋，可以選擇的試劑是A．KSCN溶液 B．AgNO3溶液C．酸性KMnO4溶液 D．BaCl2溶液【例2】（2022年貴州省貴陽市期末）某生產企業(yè)的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4和較多的CuSO4。為了變廢為寶，技術人員計劃從該廢水中回收FeSO4和金屬Cu，工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）“操作1”與“操作2”的名稱為_________，在實驗室中進行該操作時，所需要的玻璃儀器除燒杯外，還有___________________。（2）加入試劑A的目的是將Cu2＋全部轉化為Cu，以便回收銅單質，發(fā)生反應的離子方程式為______________________________。（3）“濾渣”的成分為________________，加入的試劑B為__________(填化學式)。（4）要鑒別“溶液2”中的金屬陽離子，所需實驗操作及實驗現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________。【例3】（2023年北京市海淀區(qū)期末）某補鐵劑的主要成分是硫酸亞鐵(FeSO4)，說明書中建議“本品與維生素C同服”。小組同學為探究其原理，用放置7天的FeSO4溶液(pH＞4)進行下列實驗。資料：維生素C(C6H8O6)又稱抗壞血酸，易溶于水，其溶液呈酸性。I．檢驗鐵元素的價態(tài)實驗序號試管中的試劑實驗操作及現(xiàn)象i2mL放置后FeSO4溶液滴加5滴KSCN溶液后，溶液變?yōu)闇\紅色ii2mL放置后的FeSO4溶液，0.1g維生素C維生素C溶解，溶液pH＜3，滴加5滴KSCN溶液后，溶液仍呈無色（1）i中觀察到_______________________，說明溶液中存在Fe3＋。將FeSO4氧化的物質是_______。（2）①小組同學推測，ii中溶液仍為無色是因為維生素C與Fe3＋發(fā)生了反應。補全該反應的離子方程式C6H8O6＋Fe3＋＝_____＋C6H6O6＋H＋。②甲同學認為，可以取ii中溶液加入酸性KMnO4溶液驗證反應產物。乙同學認為該方法不可行，理由是______________________________________________________________________。（3）丙同學認為ii中檢驗方案不嚴謹，應考慮pH對反應的影響，依據是______________________。II．探究pH對ii中反應的影響小組同學補充了如下實驗，繼續(xù)探究pH對ii中反應的影響。實驗序號試劑實驗操作及現(xiàn)象iii滴加5滴KSCN溶液后，溶液變?yōu)闇\紅色，淺紅色比i中加深（4）判斷下列關于實驗結論的說法是否正確(填“對”或“錯”)。①pH對Fe3＋與SCN－的顯色反應有影響。_______②加維生素C后pH＜3，導致ii中未末檢測出Fe3＋。_______（5）反思實驗i～iii，下列說法合理的是_____________(填序號)。a．維生素C具有氧化性和酸性b．同服維生素C可減緩補鐵劑中FeSO4被氧化c．使用KSCN檢驗Fe3＋時，宜先將溶液酸化?環(huán)節(jié)二鐵離子和和亞鐵的性質情境材料硫酸亞鐵片說明書中，藥片上有層包衣。保存FeSO4溶液時，常加入鐵釘。問題探究21．硫酸亞鐵片這層包衣起什么作用？2．保存FeSO4溶液時，加入鐵釘的原理是什么？要點歸納二、Fe2＋、Fe3＋的性質Fe3＋的氧化性Fe2＋的還原性?金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質，如Fe3＋被還原時可能得到的是Fe2＋。?Fe3＋具有較強的氧化性，有時也表現(xiàn)還原性，如。?Fe2＋既有氧化性，又有還原性，但以還原性為主。?反應2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋應用于刻蝕銅電路板。?反應2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O常用于將溶液中的Fe2＋轉化為Fe3＋。?反應5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O常用于檢驗Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。?Fe2＋與Fe3＋轉化關系的應用判斷離子共存Fe2＋eq\o(→,\s\up6(不共存))NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－(次氯酸根)、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)Fe3＋eq\o(→,\s\up6(不共存))S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)除雜溶液雜質除雜方法FeCl2FeCl3加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2通Cl2或加氯水或加H2O2FeCl2CuCl2加過量鐵粉后過濾典例精講【例4】(2023年江蘇蘇州下學期期末)一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備Fe3O4納米粒子的工藝流程如下：已知：Zn及其化合物與Al及其化合物的性質相似。下列說法不正確的是A．“堿洗”的目的是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的鋅B．“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋2Fe3＋＋Cl－＋H2OC．“氧化”后的溶液中主要存在的金屬陽離子：Fe3＋、Na＋D．“加熱沉鐵”時通入N2是防止空氣中的O2對產品造成影響【例5】（2023年北京市通州區(qū)期末）電路板廣泛用于計算機、手機等電子產品中。某興趣小組擬制作帶有“化學”標志的電路板并對廢液進行回收利用。Ⅰ、制作電路板小組同學取一小塊覆銅板，用油性筆在銅板上寫出“化學”標志，然后浸入FeCl3溶液中，一段時間后，取出覆銅板并用水洗凈，獲得帶有圖案的印刷電路板和廢液(如下圖所示)。（1）在覆銅板上制作出“化學”圖案過程中發(fā)生反應的離子方程式為________________________。（2）取少量廢液于試管中，_______________________________________(填操作和現(xiàn)象)，則廢液中含有Fe3＋。Ⅱ、回收廢液（3）一種從腐蝕廢液回收金屬銅并獲得氯化鐵晶體的工藝流程如下。請根據流程，回答下列問題。(提示：為充分除去雜質，所加試劑均為過量)ⅰ、腐蝕廢液中加入藥品①后，發(fā)生反應的離子方程式為_____________________________________。ⅱ、④所代表的物質是___________(用化學式表示)。ⅲ、操作方法a、b、c中是過濾的是___________(填序號)。ⅳ、若取2mL溶液⑤加入試管中，然后滴加氫氧化鈉溶液，產生白色沉淀，___________________________________________(補全實驗現(xiàn)象)，此過程涉及氧化還原反應的化學方程式是_________________________________________________________。ⅴ、試劑⑥是Cl2時，發(fā)生反應的化學方程式是_____________________。004課堂總結Fe2＋與Fe3＋的性質比較Fe、Fe2＋、Fe3＋之間的相互轉化關系00503強化訓練1．（2023年江蘇省南通市通州區(qū)期末）由鐵及其化合物可制得鐵紅(Fe2O3)、氯化鐵、綠礬(FeSO4·7H2O)、高鐵酸鉀(K2FeO4)、鐵黃(FeOOH)等物質。高鐵酸鉀是一種既能殺菌、消毒，又能絮凝凈水的水處理劑，能與水反應生成氫氧化鐵和氧氣。鐵黃可用作生產磁性材料、顏料的原料。在給定條件下，下列選項所示的鐵或鐵的化合物間轉化均能實現(xiàn)的是A．Feeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2O(g)),\s\do4(→))),\s\do5(高溫))Fe2O3 B．Feeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Cl2),\s\do4(→))),\s\do5(點燃))FeCl2C．FeI2(aq)eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(足量Cl2),\s\do4(→))),\s\do5())FeCl3(aq) D．Fe2O3eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2O),\s\do4(→))),\s\do4())Fe(OH)32．（2023年江蘇省江陰高級中學期末）鐵鹽與亞鐵鹽在工業(yè)生產和生活中具有重要應用。三氯化鐵在水溶液中易形成氫氧化鐵膠體，具有吸附作用，可用作凈水劑。三氯化鐵溶液可用作印刷電路板刻劑，反應化學方程式為2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2。硫酸亞鐵溶液可用于脫除煙氣中的二氧化硫等有害氣體。下列離子能在印刷電路板的蝕刻廢液中大量存在的是A．H＋ B．MnO－ C．OH－ D．Ag＋3．（2023年北京市石景山區(qū)期末）下列關于離子的檢驗方法及結論不正確的是實驗操作現(xiàn)象結論A取少量待測液于試管中，滴入適量硝酸銀溶液，再加入少量稀硝酸產生白色沉淀，且不溶于稀硝酸溶液中含有Cl－B取已灼燒干凈的鉑絲醮取少量待測液，放在酒精燈外焰上灼燒火焰呈黃色溶液中含有Na＋C取少量待測液于試管中，滴入幾滴硫氰化鉀溶液溶液變成紅色溶液中含有Fe3＋D取少量待測液于試管中，滴入氯化鋇溶液產生白色沉淀溶液中含有SO2－4．（2023年江蘇省常州市下學期期中）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{K4[Fe(CN)6]}溶液檢驗Fe3＋。硫鐵礦燒渣中含有大量Fe2O3，工業(yè)上常用于制取綠礬(FeSO4·7H2O)。下列表示鐵及其化合物相互轉化的離子方程式正確的是A．將Fe屑溶于稀鹽酸：2Fe＋6H＋Fe3＋＋3H2↑B．將Cu絲插入FeCl3溶液：3Cu＋2Fe3＋3Cu2＋＋2FeC．向FeCl3溶液中滴加氨水：Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓D．FeSO4溶液敞口放置在空氣中：4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O5．（2023年廣東省東莞市期末）部分含鐵物質的類別與相應化合價關系如圖所示(f、g可溶于水)。下列推斷不合理的是A．a與H2O(g)高溫下反應可實現(xiàn)a轉化為cB．g與Cu反應或b與H＋反應，均可得到fC．可實現(xiàn)f→d→e→g→f的循環(huán)轉化D．由圖可預測；高鐵酸鹽(FeO2－)具有強氧化性，可用于消毒6．（2022年江蘇省南通市通州區(qū)期末）由鐵及其化合物可制得鐵紅(Fe2O3)、氯化鐵、綠礬(FeSO4·7H2O)、高鐵酸鉀(K2FeO4)、鐵黃(FeOOH)等物質。高鐵酸鉀是一種既能殺菌、消毒，又能絮凝凈水的水處理劑，能與水反應生成氫氧化鐵和氧氣。鐵黃可用作生產磁性材料、顏料的原料。由硫鐵礦燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、CuO、SiO2)得到綠礬，再由綠礬制備鐵黃的流程如下：已知：SiO2難溶于水也難溶于鹽酸、硫酸、硝酸等酸。下列說法不正確是A．“酸浸”時應選用硫酸來溶解燒渣B．“還原”時參加反應的與燒渣中Fe2O3、CuO滿足：n(Fe)＞n(Fe2O3)＋n(CuO)C．“氧化”時發(fā)生反應為4FeSO4＋8NH3·H2O＋O24(NH4)2SO4＋4FeOOH↓＋2H2OD．“氧化”時pH越高，越有利于制得純凈的鐵黃7．（2023年江蘇省南通市如皋市期末）對FeCl3溶液腐蝕銅線路板后產生廢液X進行回收處理，流程如下圖。下列說法正確的是A．廢液X中一定存在c(Cu2＋)≤EQ\f(1,6)c(Cl－)B．溶液B為FeCl3溶液C．實驗室中進行操作①②時，需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D．將操作②得到的Cu與溶液A混合，充分反應后，所得溶液與廢液X成分完全相同8．（2023年四川省內江市期末）化合價和物質類別是整理元素的單質及化合物知識的兩個要素，可表示為“價－類”二維圖。已知鐵元素的“價－類”二維圖如圖所示。下列說法正確的是化合價A．利用上述轉化④，向NaOH溶液中滴加FeCl3飽和溶液，可制取Fe(OH)3膠體B．FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe2O3C．Fe(OH)2露置于空氣中，可實現(xiàn)上述轉化⑧，該反應既屬于化合反應，又屬于氧化還原反應D．實驗室中檢驗Fe2＋，先加入氯水可實現(xiàn)上述轉化⑥，再加入KSCN溶液，溶液變紅，證明溶液中含9．(2023年江蘇蘇州下學期期末)一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備Fe3O4納米粒子的工藝流程如下：已知：Zn及其化合物與Al及其化合物的性質相似。下列說法不正確的是A．“堿洗”的目的是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污及鋅B．“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋2Fe3＋＋Cl－＋H2OC．“氧化”后的溶液中主要存在的金屬陽離子：Fe3＋、Na＋D．“加熱沉鐵”時通入N2是防止空氣中的O2對產品造成影響10．（2023年廣東省東莞市期末）實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。已知：Fe2＋可與K3[Fe(CN)6]溶液反應生成藍色