第12講-鐵、亞鐵鹽和鐵鹽(原卷版)

第12講鐵、亞鐵鹽和鐵鹽【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握鐵的性質(zhì)和應(yīng)用。2．掌握Fe2+和Fe3+轉(zhuǎn)化和檢驗?！净A(chǔ)知識】一、鐵單質(zhì)1．鐵元素的存在2．物理性質(zhì)色、態(tài)密度熔點導(dǎo)熱性、延展性導(dǎo)電性______色固體7.86g·cm－31538℃良好比銅、鋁______3．化學(xué)性質(zhì)（1）與酸反應(yīng)生成氫氣（以稀鹽酸為例）①化學(xué)方程式：____________________________②離子方程式：____________________________（2）與某些鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)（以硫酸銅為例）①化學(xué)方程式：_____________________②離子方程式：_____________________（3）與非金屬反應(yīng)①與氧氣反應(yīng)：_____________________②與氯氣反應(yīng)：_____________________（4）鐵與水的反應(yīng)①常溫：不反應(yīng)②高溫：____________________________二、亞鐵鹽和鐵鹽1．預(yù)測與假設(shè)2．實驗方案（1）證明____只有氧化性，需加入_______，如鐵、銅、鋅等。（2）證明___只有還原性，需加入_______，如稀硫酸、硫酸銅溶液等。（3）證明____有氧化性，需加入_______，如Zn；證明其有還原性，需加入_______，如氯水、稀硝酸等。3．實驗探究（1）探究Fe3+的性質(zhì)①實驗現(xiàn)象：溶液由棕黃色變成淺綠色②實驗結(jié)論：Fe3+具有_____性③離子方程式：________________________________（2）探究Fe2+的性質(zhì)①實驗現(xiàn)象：溶液變成紅色②實驗結(jié)論：Fe2+具有_____性③離子方程式：________________________________三、Fe3+和Fe2+的檢驗1．Fe3+的檢驗2．Fe2+的檢驗（1）KSCN溶液-氯水法（2）酸性高錳酸鉀溶液法【考點剖析】考點一：鐵的性質(zhì)及應(yīng)用例1．（2021·濰坊高一檢測）鐵在自然界中分布廣泛，但由于不易冶煉，因而人類對鐵的利用是比較晚的，據(jù)考證，我國在公元前700年左右才知冶鐵。鐵在一定條件下，跟下列有關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)，所得產(chǎn)物錯誤的是（）。A．FeFeCl3B．FeFeSC．FeFe（OH）3D．FeFe3O4【思維拓展】單質(zhì)鐵的性質(zhì)1．鐵的主要性質(zhì)：2．鐵和水蒸氣反應(yīng)實驗（1）實驗裝置圖（2）注意事項①鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)，但高溫下能與水蒸氣反應(yīng)。②加熱儀器不能用酒精燈，而應(yīng)用酒精噴燈③該實驗中，圓底燒瓶中水的作用是提供反應(yīng)需要的水蒸氣。④圓底燒瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水劇烈沸騰⑤實驗結(jié)束時，先熄滅酒精噴燈，再熄滅酒精燈，以防止空氣倒吸⑥干燥管中盛有堿石灰或無水氯化鈣，吸收氫氣中的水蒸氣考點二：亞鐵鹽的性質(zhì)例2．Na2FeO4是一種高效多功能水處理劑，應(yīng)用前景廣闊，一種制備Na2FeO4的方法可用化學(xué)方程式表示如下：2FeSO4+6Na2O2＝2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，對此反應(yīng)下列說法不正確的是（）。A．Na2O2在反應(yīng)中既作氧化劑又作還原劑B．O2是氧化產(chǎn)物C．Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物D．2molFeSO4發(fā)生反應(yīng)時，共有8mol電子轉(zhuǎn)移【思維拓展】亞鐵鹽的強還原性1．轉(zhuǎn)化關(guān)系2．強還原性及其應(yīng)用（1）能夠被Cl2、Br2氧化①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－（2）能夠被O2氧化①反應(yīng)：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓②保存：密封保存，防止O2將Fe2+氧化；加少量鐵將Fe3+還原成Fe2+（3）能夠被酸性的H2O2氧化①反應(yīng)：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O②應(yīng)用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法（4）與酸性條件下的MnO4－、NO3－、ClO－等離子不能大量共存①酸性MnO4－：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O②酸性NO3－：3Fe2++NO3－+4H+3Fe3++NO↑+2H2O③酸性ClO－：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－（5）還原性：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+考點三：鐵鹽的性質(zhì)例3．把等物質(zhì)的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反應(yīng)后取出部分溶液。（1）若滴加一滴KSCN溶液，溶液顯紅色，則溶液中存在的離子有_________。（2）若加一滴KSCN溶液，溶液不顯紅色，則溶液中一定存在的離子有_________，可能存在的金屬粉末有_________。（3）若加入的金屬全部溶解，則溶液中n（Cu2+）∶n（Fe2+）是_________。（4）若（3）反應(yīng)后的溶液中有3種金屬離子，欲從中回收Cu和FeCl3，需要用到的試劑有（按反應(yīng)順序填寫）___________________________?！舅季S拓展】鐵鹽的強氧化性1．轉(zhuǎn)化關(guān)系2．強氧化性及其應(yīng)用（1）與Fe反應(yīng)①反應(yīng)：2Fe3++Fe3Fe2+②應(yīng)用：除去Fe2+中的Fe3+（2）與Cu反應(yīng)①反應(yīng)：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+②應(yīng)用：電子工業(yè)上腐蝕銅印刷電路板（3）Mg、Al、Zn等活潑金屬①少量鋅：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+②過量鋅：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+（4）與KI溶液反應(yīng)①反應(yīng)：2Fe3++2I－2Fe2++I2（FeI3不存在的原因）②應(yīng)用：溶液顏色變化不明顯，產(chǎn)生紫黑色沉淀（5）與H2S反應(yīng)①反應(yīng)：2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+②應(yīng)用：溶液由棕黃色變成淺綠色，產(chǎn)生黃色沉淀（6）與SO2反應(yīng)①反應(yīng)：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42－+4H+②應(yīng)用：溶液由棕黃色變成淺綠色3．含F(xiàn)e2+、Fe3+的除雜問題：主要成分雜質(zhì)除雜方法FeCl3（aq）FeCl2（aq）加入氯水或H2O2FeCl2（aq）FeCl3（aq）加過量鐵粉后過濾FeCl2（aq）CuCl2（aq）加過量鐵粉后過濾考點四：Fe2+、Fe3+的檢驗例4．某催化劑為鐵的氧化物，一化學(xué)興趣小組在實驗室里對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進行探究：查閱有關(guān)資料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色；HNO3具有強氧化性。請完成對鐵元素價態(tài)的探究：（1）①提出合理假設(shè)。假設(shè)1：催化劑中鐵元素為+3價；假設(shè)2：催化劑中鐵元素為+2價；假設(shè)3：______________________________。②設(shè)計實驗方案。③根據(jù)②的實驗方案進行實驗：（2）步驟1：取一定量的稀硫酸于試管中，加熱煮沸數(shù)分鐘，目的是_______________；步驟2：取少量樣品于試管中，加入處理過的硫酸并加熱，得到A溶液；（3）步驟3：取A溶液于試管，滴加KSCN溶液，振蕩，若不出現(xiàn)血紅色，則假設(shè)_________成立；若出現(xiàn)血紅色，則假設(shè)_________成立；（4）步驟4：另取A溶液于試管，加入KMnO4溶液，振蕩，結(jié)合步驟3中的結(jié)論，若出現(xiàn)_________現(xiàn)象，則假設(shè)1成立；反之，則假設(shè)3成立?！舅季S拓展】Fe2+、Fe3+的檢驗方法1．Fe3+的檢驗方法2．Fe2+的檢驗方法3．檢驗Fe3+中的Fe2+：加入酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去【過關(guān)檢測】一、選擇題1．（2021·郴州高一檢測）我國宋代的藥物著作《開寶本草》中記載了有關(guān)中藥材鐵華粉的制法：取鋼煅作葉，令表光凈、以鹽水灑之并置于濃醋甕中，陰處埋之百日，則鐵上生衣，鐵華成矣。由此判斷鐵華粉是指（）。A．鐵粉B．醋酸亞鐵C．食鹽D．氫氧化鐵2．（2020年7月·湖南合格考真題）為了檢驗FeCl2溶液中是否含有Fe3+，可選擇的試劑是（）。A．稀鹽酸B．AgNO3溶液C．H2O2D．KSCN溶液3．鐵和下列物質(zhì)反應(yīng)，能生成+3價化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；⑤HNO3；⑥氯氣；⑦H2O（）。A．①②⑤B．①⑥C．⑤⑥D(zhuǎn)．①⑤⑥4．把鐵片分別放入下列溶液后，鐵片溶解而溶液質(zhì)量增加，但無氣體產(chǎn)生，此溶液是（）。A．稀鹽酸B．AgNO3溶液C．FeCl3溶液D．Cu（NO3）2溶液5．（雙選）（2021·武漢高一檢測）為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案，其中符合實驗要求且完全正確的是（）。選項實驗操作實驗現(xiàn)象離子反應(yīng)實驗結(jié)論A向氯化亞鐵溶液中通入氯氣淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－Fe2+具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2++ZnFe+Zn2+Fe2+具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉棕黃色溶液變成淺綠色溶液2Fe3++Fe3Fe2+鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍色溶液變成棕黃色溶液2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性6．下列離子方程式中，正確的是（）。A．鐵與稀氯化鐵溶液反應(yīng)：Fe+Fe3+2Fe2+B．鐵與稀鹽酸反應(yīng)：2Fe+6H+2Fe3++3H2↑C．FeCl2溶液與氯水反應(yīng)：Fe2++Cl2Fe3++2Cl－D．Fe（OH）3與鹽酸反應(yīng)：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O7．（2022·臨沂高一檢測）把KMnO4溶液滴入一含有鐵離子的酸性水溶液中，KMnO4顏色消失，試推斷溶液中含有鐵離子的種類，最可能的情況是（）。A．含有Fe2+，但不能確定是否含有Fe3+B．只含有Fe2+C．Fe2+和Fe3+都有D．含有Fe3+，但不能確定是否含有Fe2+8．（2022·瀏陽高一檢測）能與Fe3+反應(yīng)且能證明Fe3+具有氧化性的物質(zhì)是（）。A．氫氧化鈉B．鐵C．氯化亞鐵D．硫氰化鉀9．為了驗證Fe3+的性質(zhì)，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖所示的一組實驗，其中實驗方案設(shè)計錯誤的是（）。A．④B．③C．③④D．①②③④⑤10．（2021·無錫高一檢測）從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說法正確的是（）。A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C．試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否還有Fe2+11．自來水廠一種預(yù)防和處理Cl2泄漏的方法如題圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是（）。A．Cl2和水反應(yīng)的離子方程式為：H2O+Cl2AUTOTEXT=電解=Cl－+HClO+H+B．鐵屑的作用是將FeCl3還原為FeCl2C．吸收漏氯的離子方程式為：2Fe2++Cl2AUTOTEXT=電解=2Cl－+2Fe3+D．鐵屑耗盡時溶液中可能大量存在：Fe2+、Fe3+、ClO－、Cl－12．（雙選）已知下述三個實驗均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是（）。A．實驗①中鐵釘只作還原劑B．實驗②中Fe2+既顯氧化性又顯還原性C．實驗③中發(fā)生的是置換反應(yīng)D．上述實驗證明氧化性：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+13．（2022·舟山高一檢測）將KSCN溶液加入下列所指定的各溶液中，溶液不會顯紅色的是（）。A．加入足量的鐵粉后的FeCl3溶液B．鐵絲在足量氯氣中燃燒后，所得產(chǎn)物的水溶液C．長期暴露在空氣中的綠礬溶液D．加入新制氯水后的FeCl2溶液14．鐵粉可與高溫水蒸氣反應(yīng)，若反應(yīng)后得到的干燥固體質(zhì)量比反應(yīng)前鐵粉的質(zhì)量增加了32g，則參加反應(yīng)的鐵粉的物質(zhì)的量是（）。A．0.5molB．1molC．1.5molD．2mol15．把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的濃度恰好相等。則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比為（）。A．1∶4B．3∶2C．1∶2D．2∶3二、非選擇題16．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗“。請回答該實驗中的問題：（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。（2）實驗前必須對整套裝置進行的操作是____________________。（3）圓底燒瓶中盛裝的是水，該裝置受熱后的主要作用是___________。（4）試管中要收集干燥的氣體，干燥管中盛裝的物質(zhì)是______________________，作用是_________________________________。（5）試管中收集到的氣體是___________，如果要在A處玻璃管口處點燃該氣體，則必須對該氣體進行___________，這一操作的目的是______________________。17．（2021·聊城高一檢測）FeCl3是一種用途比較廣泛的鹽。（1）印刷電路板是由高分子材料和銅箔復(fù)合而成?？讨朴∷㈦娐窌r，要用FeCl3溶液作為腐蝕液，生成CuCl2和FeCl2。請寫出反應(yīng)的離子方程式__________________。（2）FeCl3在天然水中可生成氫氧化鐵膠體，其沉降水中懸浮物的速度高于鋁鹽（如硫酸鋁等），是城市污水及工業(yè)廢水處理的高效絮凝劑。實驗室制取氫氧化鐵膠體的方法是______（填字母序號）。A．將飽和的FeCl3溶液滴入沸水中，生成棕黃色液體即可B．在FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液C．將飽和的FeCl3溶液滴入沸水，并繼續(xù)煮沸至生成紅褐色液體D．將飽和的FeCl3溶液滴入沸水，并繼續(xù)煮沸至生成紅褐色沉淀證明此膠體已經(jīng)制成的最簡單方法為_________________________________。（3）FeCl3可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，化學(xué)方程式如下：2FeCl3+2KI＝2FeCl2+I2+2KI在上式上用雙線橋法標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。18．（2021年1月?廣東合格考真題）黑木耳是常見食品，可以補充人體所必需的微量元素鐵。某興趣小組設(shè)計實驗，檢驗黑木耳中的鐵元素，實驗流程如下：（1）灼燒黑木耳必須用到下列儀器中的________（填字母）。（2）灰燼中含有鐵的氧化物及鉀、鈣、硅等元素的化合物，酸浸的目的是___________。（3）取少許濾液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，顯紅色，說明濾液中含有_______；另取濾液檢驗，濾液能使KMnO4溶液紫色褪去，說明濾液中存在具有_________（填“氧化性”或“還原性”）的粒子。（4）為進一步探究Fe3+和Fe2+氧化性或還原性，該學(xué)習(xí)興趣設(shè)計并進行如下實驗，記錄現(xiàn)象，完成實驗報告：實驗操作實驗現(xiàn)象離子方程式實驗結(jié)論向FeCl2溶液中滴加新制氯水溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－①向FeCl3溶液中加入足量的鐵粉鐵粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色②Fe3+具有氧化性（5）實驗結(jié)束，離開實驗室前，