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高中化學
鐵及其化合物
PART 01
鐵的單質
鐵的單質
1.鐵的存在和使用歷史：
（1）鐵的存在：鐵在自然界中可以像隕鐵中的鐵那樣以單質形態存在，但主要是以+2價和+3價化合物的形態存在于礦石中。鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位。
鐵的單質
1.鐵的存在和使用歷史：
（2）鐵的使用歷史：人類
最早使用的鐵是來自太空
的隕鐵。我國目前發現最
早的人工冶煉鐵制品是甘肅靈臺出土的春秋初年秦國的銅柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術。戰國中期以后，鐵制工具在社會生產
中發揮了巨大的作用。
鐵的單質
地球上的絕大多數金屬元素以化合物
的形式存在于自然界中，只有極少數
的金屬元素在自然界中以單質的形式
存在，如鉑、金等極不活潑的金屬。
這是因為多數金屬的化學性質比較活潑，易與其他物質發生化學反應。
鐵的單質
2.鐵單質的性質：
（1）物理性質：鐵的熔點為1535℃，沸點為2750℃，密度為7.86g·cm3。
鐵有延展性和導熱性。鐵能導電，但其導電性不如銅和鋁。鐵能被磁體吸引。
鐵的單質
2.鐵單質的性質：
（2）化學性質：鐵的化學性質比較活潑，它能與許多物質發生化學反應。鐵在化學反應中作為還原劑，因為鐵元素有+2價和+3價，所以鐵與強氧化劑和弱氧化劑反應的產物有區別。
鐵的單質
①鐵與氧化性較弱的氧化劑反應：
鐵與氧化性較弱的氧化劑（如鹽酸、硫酸銅等）反應，鐵原子失去2個電子生成+2價鐵的化合物，如Fe+2H+=Fe2++H2↑，
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。
鐵的單質
②鐵與氧化性較強的氧化劑反應：
鐵與氧化性較強的氧化劑（如氯氣等）反應，鐵原子失去3個電子生成+3價鐵的化合物，如2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3。
鐵的單質
①鐵與硫單質反應時生成FeS。
②鐵與Br2發生反應時生成FeBr3，但與I2
反應時生成 Fel2，通過這一事實可以說明
Br2的氧化性比I2強，可以利用不同物質與鐵單質反應后生成鐵的化合物的價態不同來判斷物質的氧化性強弱關系。
Fe+S △ FeS 2Fe＋3Br2=2FeBr3 Fe+I2=Fel2
鐵的單質
3.鐵與水蒸氣的反應
實驗裝置
操作及現象
方法①
方法②
小試管收集一試管氣體, 點燃, 聽到輕微的"噗"聲, 證明生成了氫氣
用燃著的火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，證明生成了氫氣
實驗結論
在高溫下，鐵能與水蒸氣反應生成H2，化學方程式為3Fe+4H2O(g) 高溫 Fe3O4+4H2
鐵的單質
①鐵與水反應的產物是Fe3O4和H2，
而不是Fe2O3。
②鐵與冷水、熱水不能反應，只能與
水蒸氣在高溫下反應。
③鐵與水反應的實質同 Na、Mg一樣，都是置換出水電離產生的H+，但不能得到鐵的氫氧化物，因為高溫下鐵的氫氧化物分解為鐵的氧化物和水。
鐵的單質
1. 下列反應既可得到正二價鐵又可得到正三價鐵的是（ ）
A．鐵在純氧中燃燒
B．鐵與稀硫酸反應
C．鐵在氯氣中燃燒
D．鐵粉與硫粉混合加熱
A
鐵的單質
2. 還原鐵粉與水蒸氣反應的裝置如圖所示，下列有關該實驗的說法正確的是（ ）
A．反應生成Fe2O3
B．肥皂液的主要作用是檢驗生成的H2
C．濕棉花的主要作用是冷卻試管，防止炸裂
D．鐵粉與水蒸氣反應后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來
B
鐵的單質
3. 下列化合物中，不能通過單質之間化合直接制取的是（ ）
A．CuCl2 B．Fe3O4
C．Na2O2 D．FeCl2
D
鐵的單質
4. 某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗，并檢驗產物的性質，下列說法正確的是（ ）
A．實驗時，應先點燃B處的
酒精噴燈，再點燃A處的酒精燈
B．B中發生反應的化學方程式
為2Fe+3H2O(g) 高溫 Fe2O3+3H2
C．B中生成1mol H2時，E處有1mol CuO被還原
D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣
D
鐵的單質
5. 下列說法不正確的是（ ）
A．鐵在一定條件下與純氧氣或水蒸氣反應的共同產物可能是Fe3O4
B．鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種
C．鐵的化學性質活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態存在
D．鐵在高溫下與水蒸氣發生的反應是置換反應
C
6. 在常溫下, Fe與水并不起反應, 但在高溫下, Fe與水蒸氣可發生反應。應用下列裝置, 在硬質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與水蒸氣的反應實驗”。
請回答該實驗中的問題：
(1)寫出該反應的化學方程式: ；
并指明該氧化還原反應的還原劑是 ，氧化劑是 。
(2)圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是
；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。
(3)酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是 ，原因是 。
(4)干燥管中盛裝的物質是 ，作用是 。
(5)試管中收集的氣體是 ，如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行 。
3Fe+4H2O(g) 高溫 Fe3O4+4H2
鐵的單質
Fe
H2O
提供水蒸氣
防止液體暴沸
先點燃酒精燈，產生水蒸氣后，再點燃酒精噴燈
用水蒸氣排出O2，防止Fe與O2反應
堿石灰
除去H2中的水蒸氣
H2
驗純
PART 02
鐵的氧化
鐵的氧化
常見的鐵的氧化物有三種：氧化亞鐵FeO、氧化鐵Fe2O3和四氧化三鐵Fe3O4。鐵的氧化物的性質比較如下表∶
氧化亞鐵FeO
氧化鐵Fe2O3
四氧化三鐵Fe3O4
俗稱
鐵紅
磁性氧化鐵
顏色 狀態
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體(有磁性)
溶解性
都不溶于水×
與H+反應的離子方程式
FeO + 2H+ =Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 2H+ =2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3+ + 3H2O
與CO, C, H2反應
生成單質鐵及CO2或H2O
用途
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）是煉鐵的原料
鐵的氧化
①鐵銹的主要成分是氧化鐵，
而不是四氧化三鐵。
②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸(如HCI)
時發生非氧化還原反應，但遇氧化性酸(如HNO3)時發生氧化還原反應，+2價的鐵均被氧化成+3價。
鐵的氧化
③Fe3O4中鐵元素的化合價可看作既
有+2價，又有+3價，且顯+2價與
+3價的鐵的物質的量之比為1∶2。
因此Fe3O4與鹽酸、稀硫酸反應時，生成的Fe2+、Fe3+的物質的量之比為1∶2。
鐵的氧化
④Fe3O4的組成可用 FeO·Fe2O3表示，
但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3組成
的混合物，Fe3O4有固定的組成，是一種純凈物。
⑤由于Fe3O4與非氧化性酸反應生成鐵鹽和亞鐵鹽，故Fe3O4不屬于堿性氧化物，而 FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物。
PART 03
鐵的氫氧化物
鐵的氫氧化物
鐵有兩種氫氧化物，它們可以分別由相對應的可溶性鹽與堿溶液反應制得。
實驗操作
實驗現象
化學方程式
Fe(OH)3
Fe(OH)2
生成紅褐色沉淀
首先生成白色絮狀沉淀，然后沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
FeCl3 + 3NaOH =
Fe(OH)3↓ + 3NaCl
①FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2↓ + Na2SO4
②4Fe(OH)2 + O2 +
2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)3與Fe(OH)2分別可用相對應的可溶性鹽與堿溶液反應制得, 且 Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3
實驗結論
鐵的氫氧化物
使用膠頭滴管時應在試管口垂直懸滴，
讓液體直接滴入試管，注意不能插入
試管內。但是制備Fe(OH)2時為防止
其被氧化，需要把長膠頭滴管插入到FeSO4溶液中再擠壓膠頭使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，這
是膠頭滴管使用的特例。
鐵的氫氧化物
白色絮狀沉淀變成灰綠色的過程很快，
大概只有幾秒，但由灰綠色變成紅褐
色的過程較慢，有時甚至需要一天的時間。
鐵的氫氧化物
因為Fe(OH)2很容易被空氣中的氧氣氧化,
在制備Fe(OH)2時，應注意來取適當的措施
止其接觸氧氣。如FeSO4溶液要現用現配,
且配制 FeSO4溶液的蒸餾水要煮沸除氧氣。為了防止 NaOH溶液加入時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管插入FeSO4溶液的液面下，再擠出 NaOH溶液;還可以在FeSO4液表面加一層植物油等液封或向亞鐵鹽溶液充入保護氣（如H2）等。
鐵的氫氧化物
2.鐵的氫氧化物的性質比較
氫氧化亞鐵 Fe(OH)2
顏色 狀態
溶解性
氫氧化鐵 Fe(OH)3
白色固體
紅棕色固體
都不溶于水×
穩定性
不穩定，在空氣中易被氧化為Fe(OH)3
不穩定，受熱易分解
Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O
與鹽酸反應
Fe(OH)2+2H+ = Fe2++H2O
Fe(OH)3+3H+ = Fe3++3H2O
制備原理
Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓
轉化
反應
現象
4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3
白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色
鐵的氫氧化物
①注意Fe2O3與Fe(OH)3顏色的微小差異∶
前者是紅棕色，后者是紅褐色。
②弱堿受熱均不穩定，易分解生成金屬氧化物與水。
③Fe(OH)2與氧化性酸混合后發生兩種反應： 中和反應、氧化還原反應（Fe2+轉化為Fe3+）。
④Fe(OH)2轉化為Fe(OH)3的過程中，物質顏色會發生一系列的變化，其中"灰綠色"是典型的中間顏色（回答相關現象時，此顏色必須答出來）。
能力提升
Fe(OH)2的制備：
1.制備原理：
用亞鐵鹽溶液與強堿溶液反應∶
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓
2.注意事項：
Fe(OH)2極易被空氣中的氧氣氧化，制備前應盡可能地使所用溶液中不含氧氣，制備過程中應盡可能地避免引入氧氣或使生成Fe(OH)2的環境與空氣隔絕。
能力提升
Fe(OH)2的制備：
3.操作要點：
（1）兩種溶液均要現配現用，且所用蒸餾水應先煮沸，以排出溶解在水中的氧氣。
（2）利用油膜將水溶液與空氣隔離開，或利用還原性氣體將水溶液與空氣隔開。
（3）利用長膠頭滴管將堿溶液直接送入鹽溶液中（不是從容器口上方滴下）。
能力提升
要點2: Fe(OH)3的制備：
4.兩種經典的制備裝置：
(1)有機溶劑覆蓋法：裝置如圖甲所示，
實驗中將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下, 并在液面上覆蓋一層密度小于水且不溶于水的液體, 如苯或煤油(不能用密度大于水的CCl4), 以防止空氣中的氧氣與Fe(OH)2接觸發生反應。
能力提升
要點2: Fe(OH)3的制備：
4.兩種經典的制備裝置：
(2)還原性氣體保護法：裝置如圖乙所示，實驗
中先打開止水夾a，利用A中生成的H2將裝置內
的空氣排盡，一段時間后，關閉止水夾a，利用生成的H2將A中的亞鐵鹽溶液壓入B中與NaOH溶液反應。利用上述裝置制備Fe(OH)2, 可得到在較長時間內穩定存在的Fe(OH)2白色沉淀。
利用上述裝置制備Fe(OH)2，可得到在較長時間內穩定存在的Fe(OH)2白色沉淀。
Fe(OH)3的制備
7.下列有關鐵及其化合物的說法正確的是（ ）
A．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4
B．在給定條件下，Fe FeCl2 Fe(OH)2所表示的物質間轉化能實現
C．氫氧化鐵與HI溶液僅能發生中和反應
D．Fe3+極易水解，少量FeCl3與足量Na2S溶液混合會因水解劇烈生成Fe(OH)3沉淀
A
Cl2
點燃
NaOH(aq)
Fe(OH)3的制備
8. 鐵及其化合物的“價—類”二維圖如圖。若b、e為氯化物，下列推斷合理的是（ ）
A．d在空氣中受熱分解可制備紅色顏料
B．a中加入NaOH溶液可制備c
C．1 mol c與足量的O2和H2O完全反應轉移2NA個電子
D．向沸騰的蒸餾水中滴加入飽和e溶液持續煮沸可得到d膠體
A
Fe(OH)3的制備
9. 已知A為常見的金屬單質，根據下圖所示的關系：
下列說法正確的是（ ）
A．A為Fe，B為FeO
B．C→D溶液的顏色變化：由淺綠色到黃色
C．④的離子方程式：Fe+Fe3+=2Fe2+
D．⑤的離子方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
B
Fe(OH)3的制備
10. 某鐵的氧化物(FexO)溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標準狀況下112mL Cl2恰好將Fe2+完全氧化。x值為（ ）
A．0.70 B．0.75 C．0.80 D．0.85
A
Fe(OH)3的制備
11. Fe和Fe2O3的混合物共13.6g，加入150mL稀H2SO4，在標準狀況下收集到1.12L H2，Fe和Fe2O3均無剩余。為中和過量的H2SO4，并使Fe元素全部轉化為Fe(OH)2沉淀，消耗了200mL 4.5mol·L-1的NaOH溶液，則該H2SO4的物質的量濃度為（ ）
A．2.25mol·L-1 B．2.00mol·L-1
C．3.00mol·L-1 D．0.60mol·L-1
C
Fe(OH)3的制備
12. 向盛有一定量氧化鐵的燒杯中不斷滴入稀硫酸，充分反應，下列圖像正確的有（ ）
A B C D
A．1個 B．2個 C．3個 D．4個
A
Fe(OH)3的制備
13. “價類二維圖”是學習元素及其化合
物的重要模型和工具。如圖為鐵元素
的“價類二維圖”，其中箭頭表示部分
物質間的轉化關系。下列說法正確的是（ ）
A．鐵粉與水蒸氣在高溫條件反應可以實現轉化①
B．在水中溶解可實現轉化⑥
C．Fe與少量氯氣反應可實現轉化⑦
D．由轉化⑤可預測高鐵酸鹽()具有強氧化性
D
Fe(OH)3的制備
14. 物質類別和核心元素的化合價是研究物
質性質的兩個基本視角。若以物質類別為
橫坐標、核心元素化合價為縱坐標繪制的圖像叫價類圖。下面是有關鐵元素的價類圖，下列分析正確的是（ ）
A．X的物質類別是單質，在氧氣中燃燒的產物為Z
B．M、N均為堿，且在水溶液中均可溶
C．若P、Q所含陽離子，質子數相同而電子數不同
D．若Q為，則X、Y、Z、N均能與鹽酸反應得到Q
C
Fe(OH)3的制備
15. A、B、C為中學常見單質，其中一種為金屬；通常情
況下A為固體, B為黃綠色氣體, C為無色氣體；D、E、F、
G、H、X均為化合物，其中X常溫下是無色氣體, 其水溶
液是一種無氧強酸溶液, E為黑色固體, H在常溫下為液體，
它們之間的轉化關系如圖所示(其中某些反應條件和部分反應產物已略去)：
(1)寫出下列物質的化學式：D ；X ；
(2)在反應①~⑦中，不屬于氧化還原反應的是 (填序號)。
(3)往G溶液中加入NaOH溶液觀察到的現象是 ；
(4)反應⑦的化學方程式為 ，該反應中每消耗0.3mol的A，可轉移電子 mol。
(5)反應③的離子方程式 。
FeCl3
HCl
③ ⑥
立即生成白色沉淀，沉淀迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色
3Fe+4H2O 高溫 Fe3O4+4H2
0.8
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
Fe(OH)3的制備
16. 實驗小組探究膠體
的制備方法及其性質。
(1)①實驗1，生成Fe(OH)3膠體和 (填化學式，后同)。
②實驗2與實驗1對比, 優點是 (寫出1條即可)。
③綜合上述實驗：制備Fe(OH)3膠體時，提供OH-的物質可以是H2O或 ，控制反應條件即可制得。
HCl
實驗 實驗操作 丁達爾效應
1 向40mL沸騰的蒸餾水中滴入5滴飽和FeCl3溶液(濃度約為30%) 迅速出現
2 向40mL蒸餾水中滴入5滴10% FeCl3溶液，然后滴入1滴10%NaOH溶液，邊滴邊攪拌 迅速出現
3 加熱40mL飽和溶液 一段時間后出現
不需加熱, FeCl3溶液濃度小
NaOH
Fe(OH)3的制備
16.膠體的性質 資料：I．pH＞10時，Fe(OH)3膠體溶解。
II．固體FeCl3易升華(物質從固態不經過液態直接變成氣態的過程)。
實驗4.取5mL實驗3得到的液體于蒸發血中，繼續加熱，待蒸發血中液體變為粘稠狀，罩上漏斗，可觀察到漏斗內出現棕褐色的煙，且有棕褐色固體附著在漏斗的內壁上。繼續加熱，蒸發血中最終得到紅棕色固體。
(2)①根據資料，推測漏斗內棕褐色的煙中主要含有 (填化學式)。
②研究表明：Fe(OH)3膠體可凈化水中的砷酸(H3AsO4)，砷酸濃度較低
時以吸附為主，砷酸濃度較高時以反應為主。不同pH時，測得溶液中
Fe(OH)3膠體對砷酸的吸附效率如圖。pH為3~9時，Fe(OH)3膠體對砷酸
的吸附效率高，pH較高時，吸附效率降低的原因是 。
③去除水中高濃度砷酸的原理是Fe(OH)3膠體與砷酸反應生成砷酸鐵(FeAsO4)沉淀，化學方程式是 。
FeCl3
pH>10時，Fe(OH)3膠體溶解
Fe(OH)3(膠體)+H3AsO4=FeAsO4↓+3H2O
Fe(OH)3的制備
17. 實驗室用如圖裝置測定FeO和Fe2O3固體
混合物中Fe2O3的質量，裝置D中硬質雙通
玻璃管中的固體物質是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)為了安全，在點燃D處的酒精燈之前，必須 。
(2)裝置F的作用是 。
(3)檢驗裝置A氣密性的方法是 。
(4)若FeO和Fe2O3固體混合物的質量為23.2g，反應完全后U形管的質量增加7.2g，則混合物中Fe2O3的質量為 g。
(5)若裝置中無干燥管F，則測得的Fe2O3質量將 (填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)，若反應后得到的殘留固體中還有少量FeO，則測得的Fe2O3質量將 。
在b處收集氫氣并驗純
防止空氣中的水蒸氣進入裝置E，干擾實驗
關閉a，往長頸漏斗中加水，長頸漏斗下端有一段水柱高于試管中液面，一段時間后液面不變，則裝置氣密性良好
16
偏大
偏小
Fe(OH)3的制備
18. 鐵及其化合物在生產生活中有重要用途。
某化學興趣小組同學設計以下實驗探究鐵及其化合物性質。
I. “鐵與水反應”的實驗，并檢驗產物的性質：
(1)A裝置的作用是 。 (2)B中反應的化學方程式為 。
(3)點燃E處酒精燈之前應進行的操作是 。
產生水蒸氣
3Fe+4H2O(g) 高溫 Fe3O4+4H2
收集H2，并檢驗其純度
Ⅱ. 制備氫氧化亞鐵: 設計如下實驗能較長時間觀察到白色Fe(OH)2沉淀, 選用稀硫酸、
鐵粉、NaOH溶液進行實驗，裝置如圖。(4)植物油的作用是 。
(5)實驗時, 先 (填“打開”或“關閉”)止水夾K, 然后打開分液漏斗的玻璃塞和活塞, 使稀硫酸與鐵粉反應, 一段時間后, (填“打開”或“關閉”)止水夾K, 制得白色Fe(OH)2沉淀, 沉淀能持續一段時間不變色。
隔絕空氣, 防止二價鐵被氧化
打開
關閉
Ⅲ．制備FeCl3：已知無水FeCl3在空氣中遇水易潮解，加熱易升華，實驗裝置如圖。
(6)飽和食鹽水的作用是是 。
(7)裝置D發生反應的化學方程式為是 。
(8)硬質玻璃管直接接入收集器的優點是是 。
(9)F裝置的兩個作用是 、 。
除去Cl2中混有的HCl
2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3
防止FeCl3在導氣管中凝華成固體堵塞裝置
除去過量的Cl2尾氣, 防止污染空氣
防止空氣中的水蒸氣進入收集器導致FeCl3潮解變質
Fe(OH)3的制備
19. 某班同學分成A、B兩組, 并分別設計如下實驗探究能較長時間
觀察到白色沉淀的制取方法。回答下列問題：
A組實驗：用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反應(如下圖)。
(1)該方法能觀察到白色的沉淀，但沉淀顏色快速發生變化，其顏色變化為
.(可用化學方程式表示)。
B組實驗：選用稀硫酸、鐵粉、NaOH溶液進行實驗，
裝置如下圖。
(2)實驗時，先 (填“打開”或“關閉”)止水夾K，然后
打開 的玻璃塞和活塞，使稀硫酸與鐵粉反應，一段時間后，
(填“打開”或“關閉”)止水夾K, 制得白色沉淀，且沉淀能一段時間不變色。
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3
打開
分液漏斗
關閉
Fe(OH)3的制備
20. α-Fe2O3在催化、吸附、傳感器、磁性材料及生物醫學等領域已經展現出廣闊的應用前景，國內目前主要用鐵鱗(或鐵屑)、精選磁鐵礦兩種原料生產，其工藝流程如圖：
根據所學知識回答下列問題：
(1)寫出 Fe2O3的俗名： 。
(2)磁鐵礦的主要成分是 (填化學式)。請寫出上述流程中精選磁鐵礦通過“操作Ⅰ”加入①②來制備亞鐵鹽溶液的總反應的離子方程式： 。
(3)取上述亞鐵鹽溶液2mL于試管中，向其中滴加氫氧化鈉溶液，觀察到生成的白色沉淀迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色，寫出此過程中涉及的氧化還原反應的化學方程式： ，已知在濃堿溶液中，NaClO能將Fe(OH)3氧化為含的紫紅色溶液，請寫出該過程中發生反應的離子方程式： 。
(4)由“操作Ⅱ”得到的堿式碳酸鹽可表示為Fe(CO3)x(OH)2(1-x)，
某同學設計了如圖實驗裝置測定其中C、H原子的物質的量之比，
請回答相關問題:①Fe(CO3)x(OH)2(1-x)中鐵元素的化合價為 價。
②裝置E的作用是 。
③該測定實驗中需要稱取上述裝置 (填裝置序號)的反應前后的質量差。
鐵紅
Fe3O4
Fe+Fe3O4+8H+=4Fe2++4H2O
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3
3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
+2
防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D中，干擾實驗
C D
PART 04
鐵鹽和亞鐵鹽
鐵鹽和亞鐵鹽
常見的鐵鹽有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常見的亞鐵鹽有FeCl2、FeSO4等。
1.Fe3+和 Fe2+的性質：
Fe3+有氧化性，可氧化一些有較強還原性的物質，自身被還原為Fe2+; Fe2+處于中間價態，既有氧化性又有還原性，但其氧化性較弱，主
要表現還原性，Fe2+很容易被氧化為Fe3+。
鐵鹽和亞鐵鹽
2.Fe3+和 Fe2+的檢驗：
實驗操作 實驗現象 離子方程式 結論
Fe3+
Fe2+
Fe3++3SCN-
=Fe(SCN)3
含Fe3+的鹽溶液遇KSCN溶液時變成紅色, 可利用此現象檢驗Fe3+的存在
2Fe2++Cl2=
2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
Fe2+和SCN-不反應, 加入新制氯水后,Fe2+被氧化成Fe3+,可用先加KSCN溶液再加新制氯水的方法檢驗Fe2+的存在
鐵鹽和亞鐵鹽
①向含有 Fe3+的鹽溶液中滴加KSCN 溶液，溶液迅速變為紅色，但不是產生紅色沉淀，仍是透明溶液。溶液呈紅色是因為Fe3+和SCN-形成一系列配離子，形成的絡合物通常寫作Fe(SCN)3。
鐵鹽和亞鐵鹽
②含有Fe2+的溶液呈淺綠色，含有Fe3+的溶液呈棕黃色。在判斷離子共存問題時，應注意無色溶液中不可能大量存在Fe2+和Fe3+。
鐵鹽和亞鐵鹽
Fe2+和Fe3+的檢驗
Fe3+
溶液呈紅色
Fe2+
KSCN
溶液顏色無變化
KSCN
氯水
溶液變成紅色
氯水可換為H2O2溶液等。Fe2+還有其特征檢驗方法∶向溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，若產生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2+。
針對訓練
【方法總結】Fe3+、Fe2+的常見檢驗方法
鐵離子（Fe3+） 亞鐵離子（Fe2+）
觀察法 水溶液呈棕黃色 水溶液呈淺綠色
顯色法 加入KSCN溶液后變紅色 加KSCN溶液無變化，再加新制氯水變紅色
加堿法 加堿液后得到紅褐色沉淀 加堿液后，生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
氧化還原反應法 滴加淀粉-KI溶液，溶液變藍色 滴入酸性KMnO4溶液或溴水，溶液顏色變淺或褪去
針對訓練
【說明】
（1）觀察法只能用于作出否定性結論，即如果溶液不顯棕黃色，則不可能含大量的Fe3+。
（2）若溶液中含有CI-、Br-、I-等還原性離子，則不能根據KMnO4溶液褪色確定有Fe2+。
針對訓練
【易錯分析】檢驗 Fe2+時的易錯分析
（1）只含Fe2+的溶液∶注意檢驗Fe2+時加入試劑的順序
待測液
KSCN溶液
不變色
氧化劑
如氯水 雙氧水
含Fe2+不含Fe3+
①加 KSCN溶液前，要注意不要加入氧化性物質使Fe2+被氧化，如H2O2、NO3-(H+)等。
②氧化劑不能選用酸性KMnO4溶液，因為酸性KMnO4溶液本身顯紫紅色，對實驗現象有干擾，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不變紅色，不能證明不含Fe3+。
針對訓練
【易錯警示】檢驗 Fe2+時的易錯分析
（2）同時含有Fe2+和 Fe3+的溶液∶ Fe2+對檢驗 Fe3+無干擾，可以滴加KSCN溶液檢驗 Fe3+; Fe3+對檢驗Fe2+有干擾，不能通過先加入KSCN溶液再加氯水檢驗 Fe2+，通常向溶液中加入適量K3[Fe(CN)6]
溶液，若產生藍色沉淀，說明含有Fe2+。
鐵鹽和亞鐵鹽
3.Fe2+和 Fe3+的轉化：
實驗操作 實驗現象
離子方程式
實驗結論 Fe3+ Fe2+
加入稍過量鐵粉，溶液顯淺綠色，試管中有黑色固體，再滴加KSCN溶液，溶液無明顯變化
向上層溶液中滴加新制氯水，溶液變成紅色
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
還原劑
氧化劑
鐵鹽和亞鐵鹽
鐵及其化合物“價-類”二維圖
物質類別
單質 氧化物 氫氧化物 鹽
化合價
+3
+2
0
Fe
Fe2O3
Fe3O4
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeCl3
FeCl2
鐵鹽和亞鐵鹽
亞鐵鹽溶液在存放過程中易被空氣中的氧氣氧化而變質（部分 Fe2+轉化為Fe3+），因此保存過程中一要注意密封，二可在溶液中放置一個無銹鐵釘（Fe＋2Fe3+ = 3Fe2+），防止其變質。
鐵鹽和亞鐵鹽
4.鐵鹽的凈水作用：
向混有少量泥沙的渾濁水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+會與水反應生成Fe(OH)3膠體，Fe(OH)3膠體具有吸附性，可以吸附水中的不溶性雜質并沉降，從而起到凈水作用。
PART 05
重難點
重難點
要點1："鐵三角"--Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉化：
重難點
①Fe2+→Fe：由于單質Fe的還原性較強，要使Fe2+轉化為Fe，則需要強還原劑，如Zn、H2、CO等。
Zn+Fe2+=Zn2++Fe
H2+FeO △ Fe+H2O
重難點
②Fe→Fe2+：Fe2+具有還原性，因此要將 Fe 氧化成Fe2+，不能使用強氧化劑，否則生成的Fe2+會進一步被氧化為Fe3+，能將Fe氧化成Fe2+的弱氧化劑有鹽酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、Fe3+、S等。
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe＋Cu2+=Fe2++Cu
Fe+S △ FeS
重難點
③Fe→Fe3+：要使Fe氧化為Fe3+，需要使用強氧化劑。能將Fe氧化成Fe3+的強氧化劑有Cl2、Br2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等。
2Fe＋3Cl2=2FeCl3
2Fe+6H2SO4(濃) △ Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
重難點
④Fe3+→Fe：Fe的還原性較強，要使Fe3+還原為Fe，需使用還原性強于Fe的還原劑。能將Fe3+還原成Fe的強還原劑有Zn、Al、H2、CO等。
3Zn+2Fe3+=3Zn2++2Fe
2Al+Fe2O3 高溫 2Fe+Al2O3
3CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO2
重難點
⑤Fe2+→Fe3+：Fe2+具有一定的氧化性，要使Fe2+轉化為Fe3+，需要氧化性較強的氧化劑。能將Fe2+氧化為Fe3+的氧化劑有Cl2、Br2、H2O2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
重難點
⑥Fe3+→Fe2+：Fe2+具有一定的氧化性，不能使用還原性很強的還原劑進行還原。能將 Fe3+還原為Fe2+的還原劑有Fe、Cu、SO2、S2-、I-等。
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+（用于腐蝕印刷電路板）
SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++SO42-+4H+
重難點
與"鐵三角"轉化關系有關的常見問題
（1）與Fe2+、Fe3+有關的離子共存問題
①Fe3+與I-、S2-等因發生氧化還原反應而不能大量共存。
②Fe2+與MnO4-(H+)、CIO-等因發生氧化還原反應而不能大量共存。
重難點
與"鐵三角"轉化關系有關的常見問題
（2）除雜問題（括號內物質為雜質）
①FeCl3溶液(FeCl2)∶ 加足量氯水或雙氧水或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3)∶加足量鐵粉，充分反應后過濾。
③FeSO4溶液(CuSO4)∶加足量鐵粉，充分反應后過濾。
高考真題
【歸納總結】鐵及其化合物的種類比較多, 相應的性質也比較多, 因此要加強對鐵及其化合物性質的記憶和理解, 形成知識網絡圖, 進行有序記憶, 如可將鐵及其化合物的化學性質用下列網絡關系圖表示∶
Fe
Fe2O3, Fe3O4, FeO
FeCl3, FeBr3, FeS, FeI2
O2
Cl2 Br2
S I2
Fe2+
H+Fe3+
Cu2+
Fe3O4
H2O(g)
FexOy
CO
H2
Cl2
FeCl3
KSCN
顯色反應
Cu
Fe
I-
S2-
HNO3
Cl2
Br2
MnO4-(H+)
FeCl2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
H2O+O2
Fe2O3
隔絕空氣加熱
FeO
O2
Fe(OH)3的制備
21.黃鐵礦(主要成分FeS2)是工業制硫酸的主要原料，暴露在空氣中會被緩慢氧化，氧化過程如圖所示。
下列有關說法不正確的是（ ）
A．d步反應生成Fe(OH)3膠體可以作消毒劑
B．氧化過程會產生較多酸性廢水破壞礦區生態環境
C．a步反應中0.1 mol FeS2完全被氧化時大約消耗標準狀況下的空氣39L
D．檢驗a步反應中是否生成Fe2+，方法是先向溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，然后通入氯氣，若溶液變紅，則說明產物是Fe2+
A
Fe(OH)3的制備
22. 下列實驗裝置能達到對應實驗目、實驗結論正確的是（ ）
A．過量鐵粉與水蒸氣反應后，可用磁鐵將剩余鐵粉分離出來
B．用圖裝置操作方法，可檢驗Fe2+
C．若二氧化錳過量，則鹽酸可全部消耗完
D．測新制氯水的pH值
B
Fe(OH)3的制備
23. 在某酸性溶液中，能大量共存的離子組是（ ）
A．Na+、Mg2+、SO42-、HCO3-
B．Na+、Ba2+、Cl-、SO42-
C．Cu2+、Ca2+、Cl-、NO3-
D．Fe2+、K+、NO3-、Cl-
C
Fe(OH)3的制備
24. 在下列各溶液中，離子一定能大量共存的是（ ）
A．在無色溶液中：NH4+、Fe2+、SO42-、Cl-
B．在含大量Ba2+的溶液中：Mg2+、Na+、Cl-、OH-
C．使酚酞變紅溶液中：Na+、K+、Cl-、CO32-
D．含有Fe2+的溶液中：MnO4-、K+、NO3-、Cl-
C
Fe(OH)3的制備
25. 向500mL含等物質的量的FeCl3和FeCl2混合溶液中加入一定量鋅粉, 反應過程過程中各離子的物質的量與加入鋅粉的物質的量關系如圖所示。下列說法中正確的是（ ）
A．線段AB表示溶液中n(Fe3+)的變化趨勢
B．起始時，FeCl3溶液和FeCl2溶液的物質的量濃度均為1mol/L
C．D點的橫坐標x=1.5mol
D．反應至B點時，溶液總質量增加50.5g
D
Fe(OH)3的制備
26. 下列粒子組能否大量共存的判斷及分析正確的是（ ）
A
選項 離子組 判斷及原因
A K+、Ca2+、HCO3-、NO3- 能大量共存
B K+、Fe3+、NO3-、NH3·H2O 不能大量共存，因發生Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
C Na+、K+、OH-、HCO3- 不能大量共存，OH-與HCO3- 發生反應：OH-+HCO3-=CO2↑+H2O
D Na+、Fe3+、H+、I-、ClO- 能大量共存，離子間不反應
Fe(OH)3的制備
27. 某實驗小組測定鐵的氧化物的化學式，已知該氧化物中鐵元素只有+2和+3兩種價態，實驗步驟如圖，下列說法正確的是（ ）
A．計算可得該氧化物的化學式為：Fe4O5
B．溶液a中陽離子只有Fe2+和H+
C．溶液b中n(Fe3+)：n(Cl-)=2:1
D．步驟①和步驟②都發生了氧化還原反應
A
Fe(OH)3的制備
28. 將0.1mol·L-1 CuSO4溶液和0.1mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合(忽略體積變化)，再向其中加入足量鐵粉，經過足夠長時間后，鐵粉仍有剩余，則此時Fe2+的物質的量濃度為( )mol·L-1
A．0.1 B．0.2 C．0.3 D．0.4
B
Fe(OH)3的制備
29. 為探究某食品包裝袋內的一小包脫氧劑中的還原鐵粉是否變質，分別取少量樣品溶于于鹽酸中，進行下列實驗，其中結論正確的是（ ）
A. 向溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說明不含Fe2+，樣品完全變質
B. 向溶液中通入氯氣，然后再加入KSCN溶液呈紅色，說明原溶液中含有Fe3+樣品變質
C. 若滴加KSCN溶液未變紅色, 再滴加氯水變紅色, 則說明鐵樣品粉未變質
D. 向溶液中滴加足量的NaOH溶液，觀察到紅褐色沉淀，則說明樣品完全變質
C
Fe(OH)3的制備
30. 下列各組物質中，X是主體物質，Y是少量雜質，Z是為除去雜質所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是（ ）
C
A B C D
X FeCl2溶液 CO2 NaCl溶液 FeSO4溶液
Y FeCl3 HCl MgCl2 Fe2(SO4)3
Z Cl2 飽和Na2CO3溶液 NaOH溶液，稀HCl Cu
Fe(OH)3的制備
31. （多選）驗證Fe3+與Fe2+能夠相互轉化：
下列分析不合理的是（ ）
A.實驗①發生的離子反應為2Fe3++Fe=3Fe2+
B. 實驗②與③可以調換順序
C.實驗④說明有Fe2+生成
D.若實驗⑤對應的現象是溶液變為藍色，說明有I2生成
B C
實驗一 實驗二 按下列順序實驗 對應現象 按下列順序實驗 對應現象
①向FeCl3溶液中加入鐵粉 溶液由黃色變為淺綠色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黃色
②滴加KSCN溶液 溶液無明顯變化 ③再滴加幾滴氯水 溶液變紅 ⑤滴加淀粉溶液 ？
Fe(OH)3的制備
32. （多選）向等物質量濃度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定質量的Zn粉，充分反應后過濾，得到固體X和溶液Y。下列說法正確的是（ ）
A. 向溶液Y中滴幾滴KSCN溶液，溶液可能變為紅色
B. 將固體X投入稀鹽酸中, 有氣泡產生, 則溶液Y中一定不含有Fe3+
C. 若溶液Y呈藍色，則固體X中一定不含鐵元素
D. 若溶液Y無色透明，則固體X中一定含有Zn粉
B C
Fe(OH)3的制備
33. （多選）納米級四氧化三鐵是應用廣泛的軟磁性材料之一。共沉淀法是目前制備納米級四氧化三鐵的重要方法，其流程如圖所示：
下列說法錯誤的是（ ）
A．保存溶液A時，應加入少量鐵粉
B．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物質的量之比最好應為2∶1
C．取濾液進行焰色試驗，火焰為黃色
D．其制備反應類型屬于氧化還原反應
B D
Fe(OH)3的制備
34. 在稀鹽酸中，NaNO2會與Fe2+反應生成一種無色氣體M，氣體M對該反應有催化作用，其催化反應過程如圖所示：
(1)反應過程Ⅱ中，鐵元素的化合價未發生變化，則M的化學式為 ，過程Ⅱ的離子方程式為 ，是否是氧化還原反應 。
(2)根據圖示信息，寫出反應過程I的離子方程式： 。
(3)寫出在酸性條件下，氧化的離子方程式： 。
NO
Fe2++NO=Fe(NO)2+
不是
4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
Fe(OH)3的制備
35.某同學為了檢驗家中的兩種補鐵藥(成分均為FeSO4)是否變質, 查閱了有關資料, 得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色, 并結合已學的知識設計了如下實驗：
①將藥片除去糖衣研細后溶解、過濾。
②取濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支試管中加入KSCN溶液。
請回答下列問題：
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不變紅，結論是 。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液變紅，結論是 。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液變紅，結論是 。
(4) (填“能”或“不能”)將酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支試管中進行驗證，原因是 。
補鐵藥沒有變質
補鐵藥完全變質
補鐵藥部分變質
不能
酸性KMnO4溶液呈紫紅色，影響Fe3+的檢驗；KSCN具有還原性，影響Fe2+的檢驗
Fe(OH)3的制備
36. 化學實驗小組從印刷電路板廢液(含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收銅并重新獲得FeCl3·6H2O晶體的流程如圖：
回答下列問題：
(1)檢驗腐蝕廢液中含有Fe3+常用試劑是 。
(2)有同學建議，使用H2O2和鹽酸代替Cl2以減少污染，則反應離子方程式 。
(3)甲同學用酸性KMnO4溶液檢測溶液b中是否含有Fe2+。乙同學認為甲的方案不正確，理由是 (用離子方程式表示)。
(4)操作Ⅱ有五步: 、 、 、洗滌、干燥。加鹽酸的目的是防止加熱時溶液b與沸水的反應，寫出要防止發生的反應的方程式 。
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
硫氰化鉀溶液
2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
蒸發濃縮
冷卻結晶
過濾
FeCl3 + 3H2O △ Fe(OH)3 + 3HCl
37. 鐵是人體必需的微量元素，嚴重缺鐵時需要服用補鐵劑。實驗小組為研究某補鐵劑中鐵元素的價態及其含量，設計并進行了如下實驗：
【查閱資料】1.該補鐵劑不溶于水，但能溶于人體中的胃液(含鹽酸)。2. KSCN中的硫元素為-2價。
實驗Ⅰ.檢驗該補鐵劑中鐵元素的價態。
(1)將補鐵劑碾碎的目的是 。 (2)試劑1是 。
(3)加入試劑2后溶液變為淺紅色，說明溶液①中含有 。
(4)能證明溶液①中含有Fe2+的實驗現象是 。
(5)寫出上述條件下Fe2+與H2O2發生反應的離子方程式 。
(6)甲同學猜測深紅色溶液③迅速變為無色溶液④的原因，可能是溶液中的SCN-與H2O2發生了化學反應。
a. 甲同學猜測的依據是 。
b. 乙同學通過實驗證實了甲同學的猜測，其實驗方案及現象是 。
實驗Ⅱ. 測定該補鐵劑中鐵元素的含量。
(7)計算每片該補鐵劑含鐵元素的質量為 g。
(8)人體只能吸收Fe2+，醫生建議在服用該補鐵劑時，同時服用有較強還原性的維生素C，理由是 。
增大接觸面積,使其能夠充分反應
鹽酸
Fe3+
加入H2O2溶液后，溶液②由淺紅色變成深紅色，說明溶液中有更多的Fe3+生成，是Fe2+被H2O2氧化產生的
2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O
甲同學猜測的依據是SCN-中硫元素為-2價,具有還原性
取少量無色溶液④于試管中, 滴入
KSCN溶液,溶液變紅；或取少量無色溶液④于試管中,滴入BaCl2溶液,產生白色沉淀
7a/10m
人體只能吸收Fe2+，醫生建議在服用該補鐵劑時，同時服用有較強還原性的維生素C，這是由于維生素C具有較強還原性，能夠與Fe3+反應產生Fe2+，從而可防止Fe2+被氧化而導致失效變質
Fe(OH)3的制備
38. FeCl3在工農業生產中有廣泛的應用，某實驗
小組用如下裝置模擬干法制備FeCl3。已知:FeCl3
加熱易升華，在空氣中易潮解。回答下列問題：
(1)裝置A中發生反應的離子方程式為 。
(2)裝置C的作用是 ；硬質玻璃管直接接入收集器而不用導管連接D和E的原因是 。
(3)上述裝置存在一處缺陷，會導致產品FeCl3不純，改進的方法是 。
(4)裝置F中發生反應的離子方程式為 。
(5)稱取收集器中粗產品mg配制成100mL溶液，進行FeCl3純度的測定(粗產品中的雜質不參與反應，(已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)。取10mL溶液置于錐形瓶中，加入過量的KI溶液充分反應生成I2，生成的I2恰好與VmL cmol/L Na2S2O3溶液反應。則FeCl3的純度為 。
2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
干燥氯氣
防止氯化鐵凝華堵住導管
在裝置E、F之間連接一個盛有堿石灰的干燥管
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
1.625cV/m x100%

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