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第13講　鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化
1. 基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
2．能通過實驗探究掌握Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化。
類型一　基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
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。
(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(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)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)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)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)的氧化性和還原性。
【教考銜接】
典例 [2021·廣東卷，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(chǎn)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
【對點演練】
1．[2024·山西霍州一模]元素的價—類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具。如圖為鐵及其化合物的價—類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法不正確的是(　　)
A．鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化①
B．Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入適量的酸性H2O2溶液
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽)可能具有強氧化性
D．Fe(OH)3加熱可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑥，加稀硝酸溶解可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③
答案：A
解析：Fe在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣，不能發(fā)生轉(zhuǎn)化①，故A錯誤；Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入適量的酸性H2O2溶液，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋，故B正確；由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽（Fe）可能具有強氧化性，高鐵酸鹽中Fe為＋6價，具有強氧化性，可用于消毒等，故C正確；Fe（OH）3加熱可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑥分解生成三氧化二鐵，加稀硝酸溶解生成硝酸鐵，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，故D正確。
2．鐵及其重要化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，其之間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。
(1)M的化學(xué)式為________，物質(zhì)類別________。
(2)實現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化，可選用足量的________(填“稀鹽酸”或“NaOH溶液”)。
(3)實現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化，可選用下列試劑中的________
A．O2　　B．H2　　C．H2SO4　　D．HNO3
(4)電子工業(yè)中，人們常用FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣體上的銅箔(Cu)制造印刷電路板。腐蝕后溶液中的陽離子有H＋、Fe3＋、________、________。確認(rèn)腐蝕后溶液中存在Fe3＋，可選用的試劑為________溶液。
Fe（OH）3
堿　
稀鹽酸
A
Cu2＋
Fe2＋
KSCN
解析：（1）M的化學(xué)式為Fe（OH）3，物質(zhì)類別是堿；（2）鐵與稀鹽酸反應(yīng)可生成亞鐵離子，該轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)方程式為：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；（3）氫氧化亞鐵到氫氧化鐵需要氧化劑，可選氧氣，稀硝酸也有氧化性，但是氫氧化鐵與稀硝酸反應(yīng)，故選A；（4）FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣體上的銅箔反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為： Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，腐蝕后溶液中的陽離子有H＋、Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，為了驗證有鐵離子存在，可選用試劑為KSCN溶液。
類型二　 基于 Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實驗探究
Fe2＋與Fe3＋相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：
寫出下列反應(yīng)的離子方程式。
(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)將FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液變藍(lán)：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
(3)用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液：______________________________。
(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：_____________________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
【教考銜接】
典例 [2024·北京房山區(qū)練習(xí)]某同學(xué)在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化實驗。
實驗Ⅰ：將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋
(1)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，請?zhí)顚憣嶒灧桨福?br/>查閱資料：
已知：①SCN－的化學(xué)性質(zhì)與I－相似；
②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2。
Cu2＋與SCN－反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。
實驗方案 現(xiàn)象 結(jié)論
步驟1：取4 mL________mol·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液 產(chǎn)生白色沉淀 CuSO4溶液與KSCN溶液反應(yīng)產(chǎn)生了白色沉淀
步驟2：取______________________，________________________________。 無明顯現(xiàn)象
0.1
4 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液
向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液
2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋（SCN）2
解析：（1）由反應(yīng)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，銅粉過量，可知得到的溶液中Fe2＋濃度為0.2 mol·L－1，Cu2＋為0.1 mol·L－1，分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入KSCN溶液，驗證白色沉淀是由Cu2＋還是由Fe2＋和SCN－反應(yīng)生成的；由已知：①SCN－的化學(xué)性質(zhì)與I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2可知，Cu2＋與SCN－反應(yīng)生成CuSCN沉淀，同時生成（SCN）2，反應(yīng)的離子方程式為：2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋（SCN）2。
實驗Ⅱ：將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋
(2)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因_____________________________________。
實驗方案 現(xiàn)象
向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL稀硝酸 溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色
3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
解析：（2）Fe2＋具有還原性，酸性條件下具有強氧化性，二者反應(yīng)生成Fe3＋、NO與水，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
【對點演練】
1．某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化，回答下列問題：
(1)實驗Ⅰ：Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋
實驗步驟及現(xiàn)象：甲組同學(xué)將少量銅粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，觀察到銅粉消失，溶液黃色變淺，加入蒸餾水后無明顯現(xiàn)象；乙組同學(xué)將過量銅粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，加入蒸餾水后出現(xiàn)白色沉淀；丙組同學(xué)將過量銅粉加入溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，變成藍(lán)色，加入蒸餾水后無白色沉淀。
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，說明加入蒸餾水后沉淀的產(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________________。
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；ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2，寫出該實驗中出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式：__________________________________________。
加入幾滴K3[Fe（CN）6]溶液，均出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
銅粉的量、陰離子的種類
有白色沉淀生成
2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN（白色）↓＋（SCN）2
解析：（1）①檢驗Fe2＋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Fe2＋；三組實驗中銅粉均溶解，溶液黃色變淺或褪去，均發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋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，乙組加入蒸餾水后出現(xiàn)白色沉淀，說明加入蒸餾水后沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量和陰離子的種類有關(guān)。③加入飽和NaCl溶液引入Cl－，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Cu2＋的反應(yīng)類比I－與Cu2＋的反應(yīng)，可得離子方程式為2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN（白色）↓＋（SCN）2。
(2)實驗Ⅱ：Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋
實驗步驟及現(xiàn)象：向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入稍過量稀硝酸，溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。
①使用的FeSO4溶液中存在少量鐵屑，其目的是______________。
②實驗中產(chǎn)生NO的原因為___________________________________
(用離子方程式表示)。
防止Fe2＋被氧化
3Fe2＋＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
解析：（2）②Fe2＋被加入的稀硝酸氧化為Fe3＋，稀硝酸被還原為NO，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)實驗Ⅲ：Fe2＋與Fe3＋相互轉(zhuǎn)化
實驗步驟及現(xiàn)象：將SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)樽攸S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6.99 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________。
解析：（3）由滴入BaCl2溶液，會產(chǎn)生白色沉淀，可知具有還原性的SO2通入Fe（NO3）3溶液中發(fā)生的氧化反應(yīng)為SO2→，白色沉淀為BaSO4，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，說明Fe3＋被還原為Fe2＋，但立即又變棕黃色，說明生成的Fe2＋又被氧化為Fe3＋，整個過程相當(dāng)于發(fā)生還原反應(yīng)：→NO，根據(jù)得失電子守恒，SO2失去電子數(shù)等于得到電子數(shù)，SO2～BaSO4～2e－，～NO～3e－，n（BaSO4）＝0.03 mol，n（e－）＝0.06 mol，n（NO）＝0.02 mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V（NO）＝0.448 L。
0.448 L
2．[2024·深圳南山區(qū)調(diào)研]硫酸亞鐵(FeSO4)和硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]都是在生產(chǎn)、生活中有重要用途的亞鐵鹽，探究其飽和溶液穩(wěn)定性的實驗如下：先分別配制FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2飽和溶液，測定pH分別為4.46、4.22，后續(xù)實驗如圖所示。
實驗結(jié)果如表：
回答下列問題：
(1)由該實驗可以得出兩種飽和溶液的穩(wěn)定性：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，物質(zhì)的量濃度：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2。
(2)FeSO4飽和溶液需要新配制，若久置會發(fā)黃、變渾濁，且pH減小，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。
硫酸亞鐵和硫酸亞鐵銨飽和溶液穩(wěn)定性對比實驗研究
溶質(zhì) 0 min 1 min 15 min 60 min 3 h 5 h 24 h
FeSO4 淡淡的 桔黃色 桔紅色 紅色 紅色 深紅 深紅 深紅
(NH4)2Fe(SO4)2 幾乎無色 米色 米色 淺黃 黃色 桔紅 桔紅
小于
大于
4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋8H＋
解析：（1）由對該實驗進行的分析可以得出，F(xiàn)eSO4先變色，則表明穩(wěn)定性差，所以兩種飽和溶液的穩(wěn)定性：FeSO4小于（NH4）2Fe（SO4）2；由溶液的顏色可以看出，物質(zhì)的量濃度：FeSO4大于（NH4）2Fe（SO4）2。（2）FeSO4飽和溶液需要新配制，若久置會發(fā)黃、變渾濁，表明生成Fe（OH）3沉淀，pH減小，表明生成H＋，所以發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋8H＋。
(3)影響溶液中Fe2＋穩(wěn)定性的因素可提出3種假設(shè)。
假設(shè)1：的存在使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。
假設(shè)2：___________使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。
假設(shè)3：H＋濃度增大使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。
假設(shè)1的依據(jù)是具有一定的還原性，對Fe2＋有保護作用，判斷該觀點是否合理并說明理由
_______________________________________________________________________________________________________________。
濃度增大
不合理，硫酸亞鐵溶液易被氧化變質(zhì)，硫酸銨溶液則不易被氧化，銨離子的還原性弱，不能保護亞鐵離子
解析：（3）比較FeSO4和（NH4）2Fe（SO4）2的電離產(chǎn)物，可得出影響溶液中Fe2＋穩(wěn)定性可能因素為、濃度和pH，從而得出假設(shè)2：濃度增大使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。假設(shè)1的依據(jù)是具有一定的還原性，對Fe2＋有保護作用，可從硫酸亞鐵和硫酸銨的還原性進行分析，從而得出該觀點不合理，理由是：硫酸亞鐵溶液易被氧化變質(zhì)，硫酸銨溶液則不易被氧化，銨離子的還原性弱，不能保護亞鐵離子。第13講　鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化
1. 基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
2．能通過實驗探究掌握Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化。
類型一　基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
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。
(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(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)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)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)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)的氧化性和還原性。
【教考銜接】
典例 [2021·廣東卷，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(chǎn)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
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【對點演練】
1．[2024·山西霍州一模]元素的價—類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具。如圖為鐵及其化合物的價—類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法不正確的是(　　)
A．鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化①
B．Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入適量的酸性H2O2溶液
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽)可能具有強氧化性
D．Fe(OH)3加熱可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑥，加稀硝酸溶解可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③
2．鐵及其重要化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，其之間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。
(1)M的化學(xué)式為________，物質(zhì)類別________。
(2)實現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化，可選用足量的________(填“稀鹽酸”或“NaOH溶液”)。
(3)實現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化，可選用下列試劑中的________
A．O2　　B．H2　　C．H2SO4　　D．HNO3
(4)電子工業(yè)中，人們常用FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣體上的銅箔(Cu)制造印刷電路板。腐蝕后溶液中的陽離子有H＋、Fe3＋、________、________。確認(rèn)腐蝕后溶液中存在Fe3＋，可選用的試劑為________溶液。
類型二　 基于 Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實驗探究
Fe2＋與Fe3＋相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：
寫出下列反應(yīng)的離子方程式。
(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)將FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液變藍(lán)：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
(3)用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液：______________________________。
(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：。
【教考銜接】
典例 [2024·北京房山區(qū)練習(xí)]某同學(xué)在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化實驗。
實驗Ⅰ：將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋
(1)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，請?zhí)顚憣嶒灧桨福?br/>實驗方案 現(xiàn)象 結(jié)論
步驟1：取4 mL________mol·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液 產(chǎn)生白色沉淀 CuSO4溶液與KSCN溶液反應(yīng)產(chǎn)生了白色沉淀
步驟2：取________，________。 無明顯現(xiàn)象
查閱資料：
已知：①SCN－的化學(xué)性質(zhì)與I－相似；
②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2。
Cu2＋與SCN－反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。
實驗Ⅱ：將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋
實驗方案 現(xiàn)象
向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL稀硝酸 溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色
(2)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因______________________________________________。
【對點演練】
1．某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化，回答下列問題：
(1)實驗Ⅰ：Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋
實驗步驟及現(xiàn)象：甲組同學(xué)將少量銅粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，觀察到銅粉消失，溶液黃色變淺，加入蒸餾水后無明顯現(xiàn)象；乙組同學(xué)將過量銅粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，加入蒸餾水后出現(xiàn)白色沉淀；丙組同學(xué)將過量銅粉加入溶液中，觀察到銅粉有剩余，溶液黃色褪去，變成藍(lán)色，加入蒸餾水后無白色沉淀。
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，說明加入蒸餾水后沉淀的產(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________________。
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；ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2，寫出該實驗中出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式：___________________________________________________________。
(2)實驗Ⅱ：Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋
實驗步驟及現(xiàn)象：向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入稍過量稀硝酸，溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。
①使用的FeSO4溶液中存在少量鐵屑，其目的是________________。
②實驗中產(chǎn)生NO的原因為________________________________(用離子方程式表示)。
(3)實驗Ⅲ：Fe2＋與Fe3＋相互轉(zhuǎn)化
實驗步驟及現(xiàn)象：將SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)樽攸S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6.99 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________。
2．[2024·深圳南山區(qū)調(diào)研]硫酸亞鐵(FeSO4)和硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]都是在生產(chǎn)、生活中有重要用途的亞鐵鹽，探究其飽和溶液穩(wěn)定性的實驗如下：先分別配制FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2飽和溶液，測定pH分別為4.46、4.22，后續(xù)實驗如圖所示。
實驗結(jié)果如表：
硫酸亞鐵和硫酸亞鐵銨飽和溶液穩(wěn)定性對比實驗研究
溶質(zhì) 0 min 1 min 15 min 60 min 3 h 5 h 24 h
FeSO4 淡淡的 桔黃色 桔紅色 紅色 紅色 深紅 深紅 深紅
(NH4)2Fe(SO4)2 幾乎無色 米色 米色 淺黃 黃色 桔紅 桔紅
回答下列問題：
(1)由該實驗可以得出兩種飽和溶液的穩(wěn)定性：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，物質(zhì)的量濃度：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2。
(2)FeSO4飽和溶液需要新配制，若久置會發(fā)黃、變渾濁，且pH減小，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________。
(3)影響溶液中Fe2＋穩(wěn)定性的因素可提出3種假設(shè)。
假設(shè)1：的存在使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。
假設(shè)2：________使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。
假設(shè)3：H＋濃度增大使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。
假設(shè)1的依據(jù)是具有一定的還原性，對Fe2＋有保護作用，判斷該觀點是否合理并說明理由___________________________________________________________
__________________________________________________。
第13講　鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化
類型一
突破·關(guān)鍵能力
教考銜接
典例　解析：由題圖可知，a為Fe，b中含有Fe2＋，c為Fe（OH）2，d為Fe（OH）3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，a可與e反應(yīng)生成b，A推斷合理；Fe2＋既可以被氧化為Fe3＋，也可以被還原為Fe，B推斷合理；可將飽和的FeCl3溶液加入沸水中制得Fe（OH）3膠體，而不是濃堿液中，C推斷不合理；可存在Fe2＋Fe（OH）2Fe（OH）3Fe3＋Fe2＋的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系，D推斷合理。
答案：C
對點演練
1．解析：Fe在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣，不能發(fā)生轉(zhuǎn)化①，故A錯誤；Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，可以向含有Fe2＋的溶液中加入適量的酸性H2O2溶液，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋，故B正確；由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽（Fe）可能具有強氧化性，高鐵酸鹽中Fe為＋6價，具有強氧化性，可用于消毒等，故C正確；Fe（OH）3加熱可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑥分解生成三氧化二鐵，加稀硝酸溶解生成硝酸鐵，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，故D正確。
答案：A
2．解析：（1）M的化學(xué)式為Fe（OH）3，物質(zhì)類別是堿；（2）鐵與稀鹽酸反應(yīng)可生成亞鐵離子，該轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)方程式為：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；（3）氫氧化亞鐵到氫氧化鐵需要氧化劑，可選氧氣，稀硝酸也有氧化性，但是氫氧化鐵與稀硝酸反應(yīng)，故選A；（4）FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣體上的銅箔反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為： Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，腐蝕后溶液中的陽離子有H＋、Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，為了驗證有鐵離子存在，可選用試劑為KSCN溶液。
答案：（1）Fe（OH）3　堿　（2）稀鹽酸?。?）A?。?）Cu2＋　Fe2＋　KSCN
類型二
夯實·必備知識
（4）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
（5）3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
突破·關(guān)鍵能力
教考銜接
典例　解析：（1）由反應(yīng)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，銅粉過量，可知得到的溶液中Fe2＋濃度為0.2 mol·L－1，Cu2＋為0.1 mol·L－1，分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入KSCN溶液，驗證白色沉淀是由Cu2＋還是由Fe2＋和SCN－反應(yīng)生成的；由已知：①SCN－的化學(xué)性質(zhì)與I－相似；②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2可知，Cu2＋與SCN－反應(yīng)生成CuSCN沉淀，同時生成（SCN）2，反應(yīng)的離子方程式為：2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋（SCN）2。（2）Fe2＋具有還原性，酸性條件下具有強氧化性，二者反應(yīng)生成Fe3＋、NO與水，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
答案：（1）0.1　4 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液　向其中滴加3滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液　2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋（SCN）2
（2）3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
對點演練
1．解析：（1）①檢驗Fe2＋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Fe2＋；三組實驗中銅粉均溶解，溶液黃色變淺或褪去，均發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋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，乙組加入蒸餾水后出現(xiàn)白色沉淀，說明加入蒸餾水后沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量和陰離子的種類有關(guān)。③加入飽和NaCl溶液引入Cl－，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Cu2＋的反應(yīng)類比I－與Cu2＋的反應(yīng)，可得離子方程式為2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN（白色）↓＋（SCN）2。（2）②Fe2＋被加入的稀硝酸氧化為Fe3＋，稀硝酸被還原為NO，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。（3）由滴入BaCl2溶液，會產(chǎn)生白色沉淀，可知具有還原性的SO2通入Fe（NO3）3溶液中發(fā)生的氧化反應(yīng)為SO2→，白色沉淀為BaSO4，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，說明Fe3＋被還原為Fe2＋，但立即又變棕黃色，說明生成的Fe2＋又被氧化為Fe3＋，整個過程相當(dāng)于發(fā)生還原反應(yīng)：→NO，根據(jù)得失電子守恒，SO2失去電子數(shù)等于得到電子數(shù)，SO2～BaSO4～2e－，～NO～3e－，n（BaSO4）＝0.03 mol，n（e－）＝0.06 mol，n（NO）＝0.02 mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V（NO）＝0.448 L。
答案：（1）①加入幾滴K3[Fe（CN）6]溶液，均出現(xiàn)藍(lán)色沉淀　2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋?、阢~粉的量、陰離子的種類?、塾邪咨恋砩伞、?Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN（白色）↓＋（SCN）2
（2）①防止Fe2＋被氧化?、?Fe2＋＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O?。?）0.448 L
2．解析：（1）由對該實驗進行的分析可以得出，F(xiàn)eSO4先變色，則表明穩(wěn)定性差，所以兩種飽和溶液的穩(wěn)定性：FeSO4小于（NH4）2Fe（SO4）2；由溶液的顏色可以看出，物質(zhì)的量濃度：FeSO4大于（NH4）2Fe（SO4）2。（2）FeSO4飽和溶液需要新配制，若久置會發(fā)黃、變渾濁，表明生成Fe（OH）3沉淀，pH減小，表明生成H＋，所以發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋8H＋。（3）比較FeSO4和（NH4）2Fe（SO4）2的電離產(chǎn)物，可得出影響溶液中Fe2＋穩(wěn)定性可能因素為、濃度和pH，從而得出假設(shè)2：濃度增大使溶液中Fe2＋穩(wěn)定性增強。假設(shè)1的依據(jù)是具有一定的還原性，對Fe2＋有保護作用，可從硫酸亞鐵和硫酸銨的還原性進行分析，從而得出該觀點不合理，理由是：硫酸亞鐵溶液易被氧化變質(zhì)，硫酸銨溶液則不易被氧化，銨離子的還原性弱，不能保護亞鐵離子。
答案：（1）小于　大于
（2）4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe（OH）3↓＋8H＋
（3）濃度增大　 不合理，硫酸亞鐵溶液易被氧化變質(zhì)，硫酸銨溶液則不易被氧化，銨離子的還原性弱，不能保護亞鐵離子

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