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第三章 鐵 金屬材料
第一節(jié) 鐵及其化合物
課時(shí)3 鐵鹽和亞鐵鹽
學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過學(xué)習(xí)鐵鹽和亞鐵鹽，學(xué)會(huì)從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識(shí)具有變價(jià)元素物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
01
通過實(shí)驗(yàn)探究鐵鹽和亞鐵鹽的化學(xué)性質(zhì)，并能用化學(xué)方程式或離子方程式正確表示
02
結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，將鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)的知識(shí)運(yùn)用于解決生產(chǎn)、生活中簡單的化學(xué)問題
03
常見的鐵鹽和亞鐵鹽
硫酸亞鐵
硫酸亞鐵溶液
氯化亞鐵
硫酸鐵
硫酸鐵溶液
氯化鐵
氯化鐵
溶液
01
鐵鹽和亞鐵鹽
鐵鹽和亞鐵鹽的組成
鐵鹽 亞鐵鹽
組成 含有_______的鹽 含有_______的鹽
常見物質(zhì)
FeCl3、Fe2(SO4)3等
Fe3＋
FeSO4·7H2O、FeCl2等
Fe2＋
鐵鹽具有（ ） 亞鐵鹽具有（ ）
顏色
溶解性
化學(xué)性質(zhì) 與堿反應(yīng)
與氧化劑 ——
與還原劑
溶液為棕黃色
多數(shù)可溶
Fe2++ 2OHˉ==Fe(OH)2↓
2Fe2++ Cl2== 2Fe3++ 2Clˉ
Fe2++ Zn == Fe + Zn2+
2Fe3++ Fe == 3Fe2+
2Fe3++ Cu == 2Fe2++ Cu2+
Fe3++ 3OHˉ == Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3 Fe2O3（紅色）＋3H2O
溶液為淺綠色
多數(shù)可溶
氧化性
氧化還原性
Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)
FeCl2溶液 FeCl3溶液
溶液的顏色
滴入KSCN溶液后的顏色
原理 ----------
淺綠色
黃色
無明顯變化
紅色
Fe3++3SCN－=Fe(SCN)3
如何檢驗(yàn)混合溶液中同時(shí)含有Fe2+和Fe3+？上述檢驗(yàn)檢驗(yàn)的方法中，加入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，一定能證明溶液中含有Fe2+嗎？
①分別取少量溶液于兩支潔凈的試管中，向其中一支試管中加入酸性高錳酸鉀
溶液，若酸性高錳酸鉀紫紅色褪去，則說明含有Fe2＋：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3+ + Mn2++4H2O，如果無明顯變化，則溶液中不含F(xiàn)e2+；向另一支試管中加入KSCN溶液，若溶液變紅，則說明含有Fe3＋：Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (紅色液體)。
②不能。若要證明某溶液中是否一定含F(xiàn)e2+的方法可以是：先加KSCN溶液無明顯
現(xiàn)象，再加氯水（或H2O2等氧化劑），溶液出現(xiàn)血紅色，則證明溶液中含有Fe2+。
③Fe2＋對(duì)檢驗(yàn)Fe3＋無干擾，可以滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋；Fe3＋對(duì)檢驗(yàn)Fe2＋有干
擾，不能采用加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe2＋，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＋。
滴入
KSCN溶液
FeCl2
滴入氯水
或滴入雙氧水
②不能。若要證明某溶液中是否一定含F(xiàn)e2+的方法可以是：先加KSCN溶液無明顯
現(xiàn)象，再加氯水（或H2O2等氧化劑），溶液出現(xiàn)血紅色，則證明溶液中含有Fe2+。
③Fe2＋對(duì)檢驗(yàn)Fe3＋無干擾，可以滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋；Fe3＋對(duì)檢驗(yàn)Fe2＋有干
擾，不能采用加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe2＋，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＋。
Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)常用方法
Fe3+ Fe2+
顏色法
加堿法 現(xiàn)象：
加KSCN法 現(xiàn)象： 現(xiàn)象：
加入KSCN溶液后變成紅色溶液
加入KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象，再加入氯水（或雙氧水等）變成紅色溶液。2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ Clˉ、Fe3++ SCNˉ= Fe(SCN)3
產(chǎn)生白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色最后變成紅褐色Fe2＋＋2OHˉ=Fe(OH)2↓ 、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
溶液呈淺綠色
溶液呈棕黃色
紅褐色沉淀
Fe3++ 3OHˉ =
Fe(OH)3 ↓
例1將過氧化鈉投入FeCl2溶液中，可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（ ） A．無氣體產(chǎn)生 B．沒有沉淀生成 C．有紅褐色沉淀生成 D．有白色沉淀生成
C
解析：過氧化鈉投入氯化亞鐵溶液中，過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，氧氣、過氧化鈉都能將Fe2+氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+與氫氧化鈉反應(yīng)生成紅褐色沉淀Fe(OH)3；過氧化鈉投入氯化亞鐵溶液中，過氧化鈉與水反應(yīng)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，氧氣、過氧化鈉都能將Fe2+氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+與氫氧化鈉反應(yīng)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，有紅褐色沉淀產(chǎn)生，觀察到現(xiàn)象是有氣體產(chǎn)生，有紅褐色沉淀生成；選項(xiàng)C正確；答案為C。
例2下列說法正確的是（ ）
A．FeCl2不能通過化合反應(yīng)制得
B．Fe(OH)3只能由可溶性鐵鹽和堿通過復(fù)分解反應(yīng)制得
C．溶液中加入NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，則溶液中一定含有Fe2+
D．除去FeCl2溶液中少量的CuCl2雜質(zhì)，可向溶液中加入過量鐵粉，
然后過濾
D
解析：A．Fe與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2，A錯(cuò)誤；B．Fe(OH)2、O2、H2O反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C．向溶液中加入NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，則溶液中一定含有Fe3+，可能存在Fe2+，C錯(cuò)誤；D．Fe可與CuCl2發(fā)生置換反應(yīng)生成FeCl2和Cu，因此加入過量鐵粉，能達(dá)到除雜、凈化的目的，D正確；故合理選項(xiàng)是D。
02
Fe、Fe2+、Fe3+的轉(zhuǎn)化
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
離子方程式
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
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
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
Fe3＋遇到較強(qiáng)的還原劑時(shí)，會(huì)被還原成Fe2＋
Fe2＋在較強(qiáng)氧化劑的作用下會(huì)被氧化成Fe3＋
1.根據(jù)Fe3+和Fe2+的化合價(jià)判斷，F(xiàn)e3+只具有氧化性，F(xiàn)e2+具有氧化性和還原性。
2.Fe3+和Fe2+的轉(zhuǎn)化
Fe3+ Fe2+
①Fe ②Cu
③Cl2
如何檢驗(yàn)Fe2+
檢驗(yàn)Fe2+的方法：
①滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加新制氯水，溶液立即變?yōu)榧t色。
②加入NaOH溶液，生成白色絮狀沉淀，該沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。
人體內(nèi)的血紅蛋白是含鐵的化合物，鐵元素化合價(jià)的變化使血紅蛋白具有固定氧和輸送氧的功能。人體若缺鐵，血紅蛋白含量會(huì)減少，易患缺鐵性貧血。
1．血紅蛋白具有固定氧和輸送氧的功能。血紅蛋白中的鐵的化合價(jià)主要為____價(jià)；原因?yàn)開_______________________________________。
2．血紅蛋白中鐵若被亞硝酸鹽氧化而出現(xiàn)人體中毒，可服用維生素C解毒，其原理是______________________________________________
_____________________________________________________。
+2價(jià)鐵能與O2結(jié)合，把O2運(yùn)輸?shù)饺梭w需要的各個(gè)部位
+2
亞硝酸鹽使血紅蛋白中的+2價(jià)鐵變?yōu)?3價(jià)鐵，不能結(jié)合氧而中毒，維生素C具有還原性，可以將+3價(jià)鐵再還原為+2價(jià)鐵而解毒
例1人體血紅蛋白中含有Fe2＋，如果誤食亞硝酸鹽會(huì)使人中毒，因?yàn)閬喯跛猁}會(huì)使Fe2＋變Fe3＋，生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)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
B
解析：亞硝酸鹽會(huì)使Fe2＋變Fe3＋，生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)合的能力。服用維生素C可緩解亞硝酸鹽中毒，說明鐵離子和維生素C反應(yīng)生成亞鐵離子，鐵離子化合價(jià)降低，作氧化劑，具有氧化性，則維生素C化合價(jià)升高，作還原劑，具有還原性，故B項(xiàng)符合題意。
例2已知 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后仍有固體存在，則下列判斷不正確的是（ ）
A．溶液中一定不含F(xiàn)e3+ B．溶液中一定含F(xiàn)e2+
C．剩余固體中一定含Cu D．溶液中一定含Cu2+
D
解析：A．通過以上分析知，溶液中一定不含F(xiàn)e3+，A項(xiàng)正確；B．通過以上分析知，溶液中一定含有Fe2+；B項(xiàng)正確；C．通過以上分析知，剩余固體中一定含Cu，C項(xiàng)正確；D．通過以上分析知，溶液中可能含有Cu2+，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。
Fe只具有_____性。可被弱氧化劑(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被強(qiáng)氧化劑(Cl2等)氧化成Fe3＋。
舉例：Fe＋2H＋===___________；2Fe＋3Cl2 _______。
還原
Fe2＋＋H2↑
2FeCl3
+氧化劑
Fe
＋2
+氧化劑
Fe
＋3
Fe
0
Fe
＋2
+氧化劑
Fe
＋3
+還原劑
Fe
0
Fe2＋既有_____性又有_____性。可被強(qiáng)氧化劑[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化為Fe3＋；可被還原劑(CO、C等)還原為Fe。
舉例：2Fe2＋＋Cl2===____________；FeO＋CO ________。
高溫
氧化
還原
2Fe3＋＋2Cl－
Fe＋CO2
為什么在配制FeSO4溶液時(shí)，通常還要往溶液中加入鐵釘或鐵粉？
Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加入鐵粉或鐵釘發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
+還原劑
Fe
＋2
Fe
＋3
+還原劑
Fe
0
Fe3＋只具有_____性，可被弱還原劑(Cu等)和Fe還原為Fe2＋，被強(qiáng)還原劑(Al、Zn、CO等)還原為Fe。
舉例：2Fe3＋＋Fe===______；Fe2O3＋3CO __________。
氧化
3Fe2＋
2Fe＋3CO2
高溫
Fe2＋、Fe3＋、Fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系
+還原劑
+氧化劑
+氧化劑
+還原劑
+氧化劑
+還原劑
Fe
＋2
Fe
＋3
Fe
0
傳說中的“鐵三角”
取一小塊覆銅板，用油性筆在覆銅板上畫上設(shè)計(jì)好的圖案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小燒杯中。過一段時(shí)間后，取出覆銅板并用水清洗干凈。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并展示制作的圖案。
【現(xiàn)象】
【原理】
利用FeCl3溶液作為“腐蝕液”，將覆銅板上不需要的銅腐蝕。即把預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路在覆銅板上用蠟或不透水的物料覆蓋，以保護(hù)不被腐蝕；然后，把覆銅板放到FeCl3溶液中。
化學(xué)方程式：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
【應(yīng)用】電子工業(yè)中常用覆銅板（以絕緣板為基材，一面或兩面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料）為基礎(chǔ)材料制作印刷電路板，印刷電路板廣泛用于電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。
【問題】為使使用后的“腐蝕液” 能得到充分利用，如何回收得到 Cu 和 FeCl3
CuCl 2
FeCl 2
FeCl 3
腐蝕液
Fe
過濾
過濾
Cl2/H2O2
FeCl 3
Cu Fe
FeCl 2
鹽酸
Cu
FeCl 2
例1下列各組物質(zhì)中，能一步實(shí)現(xiàn)如圖所示①～⑤轉(zhuǎn)化關(guān)系的是
( )
選項(xiàng) X Y Z W
A C CO CO2 Na2CO3
B Fe FeCl3 Fe2O3 Fe(OH)2
C Na Na2O2 Na2CO3 NaOH
D Cl2 HCl HClO NaClO
A．A B．B
C．C D．D
C
例2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＋＋Cl2 =2Fe3＋＋2Cl-
D. 用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)溶液中是否還有Fe2+
C
03
課堂總結(jié)
鐵鹽和亞鐵鹽的組成
Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)
Fe2＋、Fe3＋、Fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系
鐵鹽：含有Fe3＋的鹽。
亞鐵鹽：含有Fe2＋的鹽。
含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN溶液時(shí)變成紅色，F(xiàn)e2＋不變色
鐵鹽和亞鐵鹽
04
課堂檢測
1．硫酸鐵溶液中加入少量Fe粉，溶液顏色變淺，要證明該過程發(fā)生
了氧化還原反應(yīng)，加入下列試劑一定可行的是（ ） A．KSCN溶液 B．酸性高錳酸鉀溶液 C．NaOH溶液 D．銅粉
解析：A．KSCN溶液用于檢驗(yàn)Fe3+的存在，不能用于檢驗(yàn)Fe2+，A不可行；B．酸性高錳酸鉀溶液能將Fe2+氧化為Fe3+，從而發(fā)生顏色變化，B可行；C．NaOH溶液既能與Fe2+反應(yīng)，也能與Fe3+反應(yīng)，由于Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物與Fe(OH)3的顏色差異不明顯，所以難以確定Fe(OH)2的存在，C不可行；D．銅粉與Fe2+不反應(yīng)，不能證明Fe2+的存在，D不可行；故選B。
B
2．下列關(guān)于FeCl2和FeCl3的敘述中，不正確的是（ ）
A．二者溶液的相互轉(zhuǎn)化均可通過化合反應(yīng)實(shí)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(zhì)
解析：A項(xiàng)，向FeCl2溶液中通入氯氣，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入鐵生成FeCl2；都屬于化合反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，將鐵粉加入氯水中，當(dāng)鐵粉過量時(shí)，最終得到FeCl2溶液；錯(cuò)誤；C項(xiàng)，F(xiàn)eCl2具有還原性，酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化成鐵離子，使溶液褪色；FeCl3不與高錳酸鉀反應(yīng)；正確；D項(xiàng)，二價(jià)鐵不穩(wěn)定，可被氧化為三價(jià)鐵；分別向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的試管中加入NaOH溶液，均可能得到Fe(OH)3，正確。
B
3．下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是（ ）
A．向某溶液中通入氯氣，然后再加入KSCN溶液變紅色，不能說明
原溶液中含F(xiàn)e2+
B．向某溶液中加入NaOH溶液，最終得到紅褐色沉淀，說明溶液中
含F(xiàn)e3+
C．向某溶液中滴加 KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2+
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到逐漸變成紅褐
色，說明只含F(xiàn)e2+不含Mg2+
A
解析：A．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明通入氯氣后的溶液中含F(xiàn)e3+，但是不能檢驗(yàn)鐵離子是原來存在的還是亞鐵離子被氧化來的，故A正確；B．向某溶液中加入NaOH溶液，最終得到紅褐色沉淀，不能說明溶液中含F(xiàn)e3+，也可能含有亞鐵離子，故B錯(cuò)誤；C．KSCN溶液與鐵離子結(jié)合，溶液為紅色，則溶液中含F(xiàn)e3+，不能確定是否含F(xiàn)e2+，故C錯(cuò)誤；D．加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，可知一定含F(xiàn)e2+，不能確定是否含Mg2+，故D錯(cuò)誤；故選A。
4．制印刷電路板時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應(yīng)為
2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2。向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)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
解析：Fe比Cu活潑，所以先發(fā)生反應(yīng)①：Fe＋2FeCl3＝3FeCl2；后發(fā)生反應(yīng)②：Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2。A項(xiàng)，反應(yīng)①進(jìn)行完全，反應(yīng)②未開始或反應(yīng)未完全，此時(shí)有銅無鐵，可能，不符合題意；B項(xiàng)，在鐵未完全反應(yīng)前，銅不參與反應(yīng)，故不可能出現(xiàn)有鐵無銅，錯(cuò)誤，符合題意；C項(xiàng)，反應(yīng)①反應(yīng)未完全，反應(yīng)②未開始，此時(shí)鐵銅都有，可能，不符合題意；D項(xiàng)，反應(yīng)①②都進(jìn)行完全，此時(shí)鐵銅全無，可能，符合題意。
B
5.為了驗(yàn)證Fe3+的性質(zhì)，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的是

①變成淺綠色 ②變成紅色 ③變成無色 ④出現(xiàn)白色沉淀 ⑤出現(xiàn)紅褐色沉淀
A．①③④ B．③ C．③④ D．②④⑤
【答案】C
解析：①鐵離子與鐵反應(yīng)生成淺綠色的亞鐵離子，故①正確；
②鐵離子與硫氰化鉀溶液反應(yīng)顯示紅色，據(jù)此能夠檢驗(yàn)鐵離子，故②正確；
③硫酸銅與氯化鐵不發(fā)生反應(yīng)，混合后溶液不會(huì)變成無色，故③錯(cuò)誤；
④氯化鐵與硝酸銀反應(yīng)生成白色氯化銀沉淀，該性質(zhì)不是鐵離子的性質(zhì)，故④錯(cuò)誤；
⑤鐵離子與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，據(jù)此可以檢驗(yàn)是否存在鐵離子，故⑤正確；
故選C。
6.向氧化鐵、氧化銅、鐵、銅的混合粉末中加入過量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，仍有紅色粉末存在，則關(guān)于溶液中陽離子的判斷正確的是
A．只有Fe2+和Cu2+
B．一定有Fe2+、Cu2+，可能有Fe3+
C．一定有Fe2+，可能有Cu2+
D．只有Fe2+
【答案】C
解析：最后剩余的紅色粉末一定是Cu，F(xiàn)e2O3、CuO和鹽酸反應(yīng)生成Fe3+和Cu2+，且氧化性：Fe3+>Cu2+，還原性：Fe>Cu，結(jié)合物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的可能性。
A．當(dāng)銅全部析出時(shí)，不存在Cu2+，故A錯(cuò)誤；
B．由于紅色粉末是Cu，所以溶液當(dāng)中肯定沒有Fe3+，故B錯(cuò)誤；
C．由于氧化性：Fe3+>Cu2+，無論是和Fe反應(yīng)，還是和Cu反應(yīng)，溶液中一定存在Fe2+，當(dāng)Fe過量時(shí)，不存在Cu2+，當(dāng)Fe不足時(shí)，有Cu2+，故C正確；
D．由C分析可知，溶液中可能還有Cu2+，故D錯(cuò)誤；
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