高中人教版化学必修第1册 第3章 铁 金属材料学案

第三章铁金属材料

［情景切入］

人类在四千五百多年前就开始使用铁器。铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。金属

材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。让我们走进教材，学习铁、金属材

料。

［知识导航］

本章从物质类别和元素化合价的角度认识物质间的转化关系；认识不同类型合金的性能

和用途。本章知识在结构上分为二节：第一节主要学习铁及其化合物一铁的单质、铁的重

要化合物；第二节主要学习金属材料一铁合金、铝和铝合金、新型合金、物质的量在化学

方程式计算中的应用。

［学法指导］

1.迁移应用•学新知

依据金属的物理通性和化学通性，掌握铁的物理性质和化学性质。

2.明确分类•学性质

从物质类别的视角，学习铁的氧化物及铁的氢氧化物的性质。

3.理解本质•重应用

从化合价变化的角度掌握Fe、Fe2\Fe3+的相互转化关系。

4.把握内涵•懂本质

从新的角度和视野去学习铝及其氧化物可以与碱发生反应。

5.结合实践•助理解

以金属材料的发展为例，运用发展的观点去学习合金的发展过程，正确认识化学的价值。

6.联系实际•释疑惑

知道金属材料包括纯金属及其合金，了解合金的性能及用途。

第一节铁及其化合物

第1课时铁的单质、氧化物、氢氧化物

学习目标核心素养

1.了解单质铁、铁的氧化物性质及用途。1.通过对“铁及其氧化物”的学习，培

2.通过实验认识铁单质与水蒸气的反应的条件，养化学服务社会的责任意识。

加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识。2.通过对“铁单质与水蒸气反应”的学

3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。习，培养宏观辨识和微观探究的能力。

新课情境呈现

纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1535℃,沸点为2750℃。纯铁的抗

蚀力很强，它有良好的延展性和导热性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引。

铁的化合物很多。铁的氧化物主要有黑色的氧化亚铁、红棕色的三氧化二铁和具有磁性

的黑色的四氧化三铁。含有铁元素的盐有硫酸亚铁、氯化铁等。铁的氢氧化物为氢氧化亚铁

和氢氧化铁。氢氧化亚铁是白色固体，不溶于水，很不稳定，容易被氧化。硫酸亚铁与NaOH

溶液反应生成的氢氧化亚铁沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。这是因为氢

氧化亚铁被空气中的氧气氧化成了红褐色的氢氧化铁，发生的反应为：4Fe(OH)2+O2+

2H2O=4Fe(OH)3

4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3

FeSO,7HqFeS04溶液Ee(OH)2Fe(OH)jFeCl,溶液FeClj-6H2O

一些铁的化合物

以上化合物具有怎样的性质，让我们一起学习铁的单质、氧化物、氢氧化物。

课前素能奠基

知识回顾

1.光亮的铁丝在空气中能否燃烧？铁丝在纯氧中燃烧的现象如何？请写出相应的化学

方程式。

・铁丝在空气中不能燃烧。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。3Fe+

点燃

2C)2尸匕3。4。

2.将几滴FeCh饱和溶液滴入沸腾的蒸储水中，继续加热至液体呈—红褐—色，停止

加热。所得液体即为氢氧化铁胶体

新知预习

一、铁的单质

1.铁元素的存在

(1)人类最早使用的铁，是来自太空的一陨铁_。铁在自然界中以单质形态存在于陨铁

中。铁元素主要以―±2—价和介化合物的形态存在于矿石中。

(2)在地壳中铁元素的含量仅次于3_、、硅,和铝.，居第.四.位。铁矿石的

主要成分是Fe2C)3，丹霞地貌的岩层因含*221—而呈红色。

2.铁的应用历史

⑴我国在春秋一初年就掌握了冶铁技术。一战国一中期以后,铁制工具在社会生产

中发挥了巨大的作用。

(2)现代工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。化学方程式为

3co+Fe2O3^=2Fe+3co2。

3.物理性质

铁有.延展性一和一导热性，铁能导电，但导电性不如铜和铝。铁能被磁铁吸引。

4.铁的化学性质

(1)铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应

与弱氧化剂反应

铁有

具

还/如盐酸、硫酸铜溶液

原

能

性

，

与

非

些

某

质

金

单

属

溶

酸

盐

、

液

应

反与强氧化剂反应

如氯气~

①铁与氯气反应的化学方程式：2Fe+3cl2^^2FeCb

②加热条件下，铁与弱氧化性的S单质反应的化学方程式：Fe+S^^FeS

③铁与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式：Fe+2H+=Fe2++H?t。

④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式：Fe+Cu2'=Fe2++Cu。

(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应

还原铁粉

湿棉花J

实验装置

液

1诙

■1燃着的火柴

操作现象用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣.声,证明生成了H?

在高温下，铁能与水蒸气反应生成H,化学方程式为3Fe+4H

实验结论2

FegQ+dHzo

点拨：1.铁在高温条件下与水蒸气反应。

2.实验中湿棉花的作用是提供水蒸气。

二、铁的重要化合物

1.铁的氧化物

化学式FeOFezChFesO4

俗称铁红一.磁性氧化铁一

颜色和状态.黑色粉末・红棕色粉末.黑.色晶体

铁的价态.+2价.+3.价+2价、+3价

水溶性一不溶._不溶一_不溶.

+2++3++2+

与盐酸反应(离FeO+2H=Fe+FezCh+6H=2Fe+Fe3O4+8H=Fe

+2Fe3++4HO

子方程式)H2O3H2Q_2

与co的反应

Fe.Qy+yCO—―xFe+j>CO2

点拨：FeO、FezCh属于碱性氧化物，FesCU不属于碱性氧化物。

2.铁的氢氧化物(实验探究铁的氢氧化物的生成与转化)

在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSCU溶液，然后各滴入NaOH溶液。

⑴在FeCb溶液中滴入NaOH溶液，生成.红褐色一沉淀,原因是—及

^=Fe(OH)3；(填反应的离子方程式)。

(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成.白色.絮状沉淀,原因是

=Fe(OH，J(填反应的离子方程式),沉淀迅速变成灰绿色，最后会有红褐色沉淀生成，

原因是4Fe(OH)，+O2+2H2O=4Fe(OH)3(填反应的化学方程式)。

(3)Fe(OH)2与Fe(OH)3的制备与性质

Fe(OH)2Fe(OH)3

颜色白色..红褐色.

溶解性_难溶于水一一难溶于水一

制备Fe2++2OIT=Fe(OH)21Fe3++3OH——Fe(OH)31

性还原性.在空气中迅速被。2氧化一

质不稳定(隔绝空气加热)

2Fe(OH)3^^Fe2O3+3H

性Fe(OH)2^^-FeO+

与酸反

+2++3+

Fe(OHh+2H=Fe+2HFe(OH)3+3H=Fe+3HoQ

应

预习自测

1.判断正误(正确的打“J”，错误的打“义”)。

(l)Fe与氏0您)反应生成Fe2O3和H2(X)

(2)铁有多种氧化物，且均为黑色固体(X)

(3)Fe3O4中的Fe化合价有+2和+3价，FesCU为混合物(X)

(4)Fe(OH)2和Fe(OH)3均为弱碱，均与盐酸反应生成盐和H2(D(V)

(5)Fe(OH)2易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe(OH)3(V)

2.红珊瑚栖息于200〜2000米深的海域，产于台湾海峡、中国南海，它与琥珀、珍珠

被统称为有机宝石。

II

■

在中国，珊瑚是吉祥富有的象征，一直被用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫

分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是

(B)

A.NaB.Fe

C.ZnD.Cu

解析：钠元素形成的化合物中无红色物质，A错；铁元素形成的氧化铁呈红色，珊瑚在

生长过程中吸收氧化铁形成红色，B正确；锌的化合物中无红色物质，C错；海水中铜元素

含量低到仪器检测不到，Cu2+在溶液中呈蓝色，D错。

3.下列变化中，加入铁粉不可能实现的是(D)

A.Ag+—1-AgB.Fe3+—*Fe2+

+

C.H一►HTD.Fe(OH)2--Fe(OH)3

解析：铁粉具有还原性，Fe(OH)2到Fe(OH)3化合价升高，被氧化，所以选D。

4.下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是(C)

A.反应中有氢气产生

B.此反应需在高温条件下才能发生

C.生成的铁的化合物中铁全部呈+3价

D.该反应中水作氧化剂

解析：铁与水蒸气反应生成H2和Fe3C)4,Fe3()4中铁元素呈+2、+3价，反应中水作氧

化剂，铁作还原剂，所以选C。

课堂素能探究

知识点

Fe(OH)3和Fe(OH)2的实验室制法

问题探究：在两支试管里分别加入少量的FeCb和新制FeSCU溶液，然后滴入NaOH溶

液，观察并记录现象。

FeCb溶液新制FeSCU溶液

NaOHt

一溶液］

实验r；_NaOH

0溶液

0新制FeS()4

操作田’溶液

FeCl3

y溶液乙

甲

思考探究下列问题：

1.两试管中有什么现象？久置于空气中又有什么现象？

2.在制备Fe(OH)2时，为什么要用新制的FeSCU溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管

尖嘴插入液面以下？

3.在实验中，若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀，除使用新制FeSCU溶液外,

还应创造一个怎样的反应环境？

探究提示：1.甲中生成红褐色沉淀，久置不变色；乙中生成白色沉淀，且沉淀迅速变成

灰绿色，过一段时间后有红褐色物质生成。

2.用新制的FeSO4溶液为了防止Fe2+被氧化成Fe3+；滴管尖嘴插入液面以下是为了防

止生成的Fe(OH)2与。2接触而被氧化。

3.因为Fe(OH)2易被氧气氧化而发生颜色变化，故应尽可能创造无氧环境以防止

Fe(OH)2被氧化。

知识归纳总结：

1.防止Fe(OH)2氧化的方法

(1)含Fe2+的溶液必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe?+被氧化成Fe3+。

⑵除去溶液中溶解的。2,其方法是加热煮沸NaOH溶液。

⑶长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。

(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。

(5)在容器内充满H2等气体，保证无02环境。

2.实验室制备Fe(OH)2装置的改进

②③

改进后装置①优点:

配制溶液的蒸储水煮沸，除去溶解的氧气,然后用苯液封，防止空气溶解，装有NaOH

溶液的滴管插入液面下慢慢挤出溶液，这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触，避免其被氧

化，因此能较长时间观察到白色沉淀。

装置②优点：

铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排除了装置内的空气，同时试管内剩余的氢气起到保护气

的作用，防止了Fe(0H)2与氧气接触，避免其被氧化，因此能较长时间观察到白色沉淀。

■典例下列各图示中能较长时间看到Fe(0H)2白色沉淀的是(B)

A.①②B.①③

C.②③D.①②③

解析：因为Fe(OH)2易被氧气氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，

就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用比将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2

处在氢气的保护中；③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气，故不能较长时

间观察到白色沉淀。

〔变式训练〕

二一NaOH溶液

W-FeS()4溶液

下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中，不正确的是(B)

A.氢氧化亚铁易被空气氧化

B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀

C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁

D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸

解析：氢氧化亚铁(纯净的)是白色絮状沉淀，易被氧气氧化，B项错误；实验室可利用

亚铁盐溶液与碱溶液反应制备氢氧化亚铁，例如用FeSC)4溶液与NaOH溶液反应来制备

Fe(OH)2,为了防止Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化，所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将

氧气排出，然后利用题给装置制备Fe(OH)2,且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4

溶液中，当制得的Fe(OH)2部分被氧化时，沉淀呈灰绿色。故A、C、D三项均正确。

名师博客呈现

铁及其化合物的性质在运用中的常见误区

误区1：误认为Fe3()4是混合物。Fe3C)4可写成FeOFezCh的形式，但只含有一种成分，

故为纯净物，属于复杂氧化物。

误区2：误认为Fe与Cb反应的产物可能为FeCL或FeCb°Fe与CL反应的产物是FeCb，

与CL量的多少无关，反应Fe+2Fe3+=3Fe2+只能在溶液中进行。

误区3：误认为Fe与酸的反应都是置换反应。Fe与非氧化性酸的反应是置换反应，生

成盐和H2，与氧化性酸(如HNO3、浓H2so0的反应不是置换反应，不能生成H2。

误区4：误认为FezCh、Fe(OH)3与HI(已知：HI溶液具有强酸性，「具有还原性)的反

应属于复分解反应。Fe2O3,Fe(0H)3与HI的反应并非简单的复分解反应，而是氧化还原反

+2+

应，如2Fe(OH)3+6H+2I-=2Fe+l2+6H2O。

课堂达标验收

1.常温下，将铁片放入下列溶液中，不发生反应的是(C)

A.稀硫酸B.氯水

C.氢氧化钠溶液D.硫酸铜溶液

解析：稀H2SO4、硫酸铜溶液均与Fe发生置换反应，氯水中有H+,也能与Fe反应,

所以选c。

2.如图所示装置可用来制取和观察Fe(0H)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必

须使用铁屑和6mol-L1的硫酸，其他试剂任选。

填写下列空白：

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是一铁屑一,A中反应的离

子方程式是Fe+2H+=Fe2++H?t。

(2)实验开始时先将止水夹E_打开一(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要

成分是H2。

(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：关闭止水夹成使FeSCU溶液压入B瓶中进行反

应—O

(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：4Fe(OH)2+

O2+2H2O=4Fe(OH)3。

解析：实验开始时先打开E,让H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛

中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。印充满B后关闭E,A中的FeSCU溶液沿竖

直长导管进入B瓶，与NaOH反应。空气进入装置B后，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。

3.已知FesCU是一种复杂的化合物，其化学式可改写为FeOFezCh。对于Fe与水蒸气

反应后的黑色物质，有三个学习小组提出了三种不同的猜想，以下是小组同学进行的实验猜

想与探究，请你根据小组的思路与提示完成相关空白。

实验之前查阅资料得知Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时，溶液变成红色，而Fe?+遇

KSCN溶液无明显变化。

【猜想】甲组：黑色物质是FeO

乙组：黑色物质是FesCU

丙组：.黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物.。

【实验探究】

(1)丙组认为用一种简单定性的方法即可判断甲组的正误：取生成的黑色物质少许于烧

杯中，加稀盐酸使其完全溶解，再加KSCN溶液以检验Fe3+,观察到溶液有无出现—纽

鱼—现象即可判断。

(2)乙组认为可通过定量测定来确定生成的黑色物质的组成，以验证该组猜想正确。取

生成的黑色物质2.32g溶解于适量稀盐酸后，加入新制氯水，加入氯水后反应的离子方程式

为2Fe2++Cb=2Fe3++2C「,再加入足量NaOH溶液后，过滤、洗涤、烘干、灼烧、

称量，若称得固体质量为2.4匕，即可判断乙组同学猜想正确。

解析：Fe的氧化物有FeO、Fe2O3,Fe3O4,其中FezCh是红棕色固体，FeO、FesCU是

黑色物质；黑色物质若为纯净物，可能为FeO,也可能为Fe3CU,若是混合物，则为FeO和

Fe3O4的混合物。

(l)Fe3+遇SCPT,溶液变为红色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若观察到溶液无红色

出现，即可判断无Fe3+,即原黑色物质为FeO。

(2)金属氧化物溶于盐酸后，向该溶液中通入CL,由于氯气有氧化性，会与溶液中的Fe?

+发生氧化还原反应：2Fe2++Cb=2Fe3++2C「；向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶

液,发生沉淀反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3I,将沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，发生分

解反应：2Fe(OH)3^^Fe2O3+3H2。。若乙组同学猜想正确，则2.32g全为Fe3()4,其物质

232e

的量为〃(Fe3O4)=五言初=0.01mol,根据铁元素守恒，可得九(Fe203)=(0.01molX3H2

-1

=0.015mol,称得固体质量为m(Fe203)=0.015molX160g-mol=2.4go

第2课时铁盐和亚铁盐

学习目标核心素养

1.结合实验探究，掌握Fe、Fe2\Fe31.通过对“Fe、Fe3\Fe?+相互转化”的学习，强

+相互转化的途径。化变化观念。

2.通过实验学会Fe2\Fe3+的检验方2.通过对“Fe2+、Fe3+的检验”的学习，提升实验

法。探究能力和创新意识。

3.了解铁盐、亚铁盐的主要性质及其3.通过对“铁盐、亚铁盐”的学习，培养证据推

在生产、生活中的应用。理意识。

新课情境呈现

滴加氯水生成的F/

加有

生成的Fe*酸性KMNO4在溶液里

KSCN溶液的-----与SCN-结溶液显黄色

FeSO4溶液合使溶液

呈现红色

FeSO4溶液与氯水的反应FM溶液与酸性KMnCh溶液的反应

在一定条件下铁盐和亚铁盐是可以相互转化的。让我们走进教材学习铁盐和亚铁盐。

课前素能奠基

新知预习

一、Fe?+和Fe3+的检验

KSCN

QFe3M--------溶液呈_______

KSCN*溶液颜色无变化氯水■溶液变成

二、Fe2+与Fe3+的转化

1.实验及现象

=

M

F

0Ii

三

d

溶液由棕黄色一►溶液无明显—►溶液变成红色

变为浅绿色变化

2.反应的离子方程式

2Fe*+Fe=3Fe2+,

Fe3++3SCN-=Fe(SCN)a

2Fe?++C”=2Fe3++2C厂

3.结论

3+铁等还原剂2+

氯气等强氧化剂“e

预习自测

1.除去FeCL溶液中少量的FeCb，最好的办法是(D)

A.加入氢氧化钠溶液B.通入氯气

C.加入铜粉D.加入铁粉

解析：因为2FeCb+Fe^=3FeC12,加铁粉既不引入杂质，又能除掉Fe3+。

2.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中，错误的是(D)

A.Fe?+的水溶液为浅绿色

B.Fe3+的水溶液为黄色

C.Fe3+具有氧化性，Fe2+具有还原性

D.Fe3+溶液中滴入含SCN一的溶液，立即出现红色沉淀

解析：Fe3+与SCN-反应生成的Fe(SCN)3为红色易溶于水的物质，不是沉淀。

3.已知如下三个实验均能发生化学反应：

将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中

下列判断正确的是（A）

A.实验①中铁作还原剂

B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性

C.实验③中发生的是置换反应

D.上述实验证明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2+

解析：铁钉与硫酸铜溶液发生反应，Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,铁作还原剂，A正确；

硫酸亚铁溶液于氯水发生反应，2Fe2++Cb=2Fe3++2C「，Fe?+显还原性，B错误；铜丝

与氯化铁溶液发生反应2FeC13+Cu=2FeCb+CuC12,产物中没有单质生成，不是置换反应，

C错误；氧化性顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+,D错误。

4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（B）

①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应

③FeCb溶液中通入少量Cl2@Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中

A.①B.①③

C.①②③D.①②③④

解析：①中的CL氧化性强，它能将铁氧化为+3价，由于不是在溶液中反应，因此过

量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被CL氧

化生成Fe3+。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCL,FezCh与盐酸生成FeCb的反应，但题中

未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCL全部还原为FeCb。

课堂素能探究

知识点

Fe、Fe?+、Fe3+的相互转化——“铁三角”

问题探究：铁元素有三种价态：0价、+2价和+3价，这三种价态的铁在一定条件下

可相互转化，我们称之为铁三角：

弱还原剂

强氧化剂

分析上图，思考下列问题:

1.不同价态铁元素之间转化的条件是什么？

2.实验室制取FeCL溶液时为什么要加入少量铁屑？

探究提示：1.由高价态转化低价态需要还原剂，由低价态转为高价态需要氧化剂。

2.加入铁屑能防止Fe2+被氧化成Fe3+。

知识归纳总结:

1.Fe只有还原性，可以被氧化成+2或+3价的铁:

较弱氧化剂r2+

-------------------------------------»I'e

+

如I2AS,H、Cu"、Fe"等

较强氧化剂

一如CLBia、稀硝酸(足量)等

氧化剂

FeO(FeO,FeO)

0八七0等3423

+2+

如Fe+2H=H2t+Fe

占燃

2Fe+3cl2^^2FeCb

3Fe+4H2O=^=Fe3O4+4H2=

2.Fe2+既有氧化性又有还原性:

强氧化剂,3+

如C12、Br2、HN()3、HCl()等(，

Fe"一

还原剂，、

如C、Al、Zn、CO等

如2Fe2++C12=2Fe3++2C厂

Zn+Fe2+=Fe+Zn2+

FeO+CO=^=Fe+CO2

3.Fe3+具有较强的氧化性，可被还原为+2价或0价的铁:

,还原剂：

如Cu、Fe等

Fe3+-

还原剂,.

如C、A1、CO等e

如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,

3C0+Fe203^^2Fe+3C02o

Fe2O3+2Al=^=2Fe+A12O3

■典例1下图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是

C)

I白淀I

N

I红褐色沉淀硫酸，溶液1~匚1浅绿色溶液I

Q

|红色溶液|

MNPQ

铜石蕊试液

ANH3H2OBa(OH)2

BNaBaChFeOKSCN

CNaOH锌粉KSCN

Ba(NO3)2

石蕊试液

DNaHCO3MgCbFe

解析：硫酸铁与Ba(0H)2反应生成硫酸根白色沉淀和Fe(0H)3红褐色沉淀，A项错误；

硫酸铁与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；物质间发生化学反应时颜色的变化情

况符合图示，C项正确；硫酸铁与MgCh溶液不反应，D项错误。

〔变式训练1〕硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，

应该加入下列物质中的(C)

A.锌粉B.镁粉

C.铁粉D.铝粉

解析：铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤

即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，还会引入新的杂质锌离子、

镁离子、铝离子等。

知识点二

Fe3\Fe2+的检验方法

问题探究：如何证明FeSCU溶液是否变质？

探究提示：变质的FeSCU溶液中含有Fe3+。用洁净的试管取少量(1〜2mL)的样品溶液,

向其中滴入KSCN溶液1〜2滴，若溶液立即显红色证明含有Fe3+,即该溶液已变质。

知识归纳总结：

Fe3+>Fe?+的检验方法

1.用KSCN溶液和氯水：

(1)流程：

—加KSC『无明显现象型二溶液变红色——*Fe2+

俗故溶液L溶液变红色—>Fe"

⑵有关反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)

2+3+

2Fe+Cl2=2Fe+2C「

2.用NaOH溶液：

(1)流程：

A色沉淀—>灰绿色

溶液加溶液厂—>红褐色一>Fe2+

」红褐色沉淀一>Fe3+

3+

(2)有关反应：Fe+3OH^=Fe(OH)3I(红褐色沉淀)

2+

Fe+2OH=Fe(OH)2I(白色沉淀)

4Fe(OH)2+02+2H,0=4Fe(OH)3

3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe?+的检验

溶液变红色，

混合溶液滴加KSCN溶液一、乂口口._3+

--------说明含有Fe3+

滴加酸性KMnCU溶液紫红色

混合溶液■而4褪去，说明含有Fe2+

典例2某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSCU)是否变质，查阅了有

关资料，得知SCN，Fe2+能被酸性KMnCU溶液氧化而使酸性KMnCU溶液褪色，并结合己

学的知识设计了如下实验:

①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。

②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中

加入KSCN溶液。

请完成下列问题：

(1)若滴入酸性KMnCU溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是.补铁药没有变

质.。

(2)若滴入酸性KMnCU溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是.补铁药完全变质

(3)若滴入酸性KMnCU溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是补铁药部分变质一。

(4)不能一(填“能”或“不能”)将酸性KMnCU溶液和KSCN溶液滴入到同一支试管

中进行验证，原因是酸性KMnCU溶液呈紫红色，影响Fe3+的检验；KSCN具有还原性，

影响Fe2+的检验一。

解析：加入酸性KMnCU溶液褪色说明含有Fe2+,而加入KSCN溶液变红则说明含有

Fe3+,所以前三问的答案很容易得出。第(4)问中的原因可归纳为两条，一是酸性KMnCU溶

液呈紫红色，影响Fe3+的检验；二是KSCN具有还原性，可以被酸性KMnCU溶液氧化，影

响Fe?+的检验。

〔变式训练2〕下列物质与铁反应后的生成物，能与KSCN溶液作用生成红色溶液的是

(B)

A.盐酸B.氯气

C.CuS04溶液D.稀硫酸

解析：铁离子能和KSCN溶液反应而使溶液显红色，A中生成氯化亚铁，B中生成氯

化铁，C中生成硫酸亚铁，D中生成硫酸亚铁。

名师博客呈现

Fe2+和Fe3+的检验方法总结：

依据Fe3+和Fe2+的性质，检验或区别Fe3+»Fe?+的方法有很多，除加KSCN溶液和

NaOH溶液的方法外，简便易行的方法还有：

(1)观察溶液颜色法

L溶液呈浅绿色-Fe2+

观察溶液的颜色一

」溶液呈棕黄色一Fe3+

(2)淀粉碘化钾法

滴在淀粉碘丁变蓝色一+

化钾试纸上无明显现象-Fe2+

⑶酸性KMnCU溶液(滨水)法

加入少量酸性一■褪色—>Fe2+

KMn()4溶液(滨水):不褪色一＞Fe3

(4)铜片法

L溶液变蓝—Fe3

插入铜片一

」无明显现象-Fe2+

(5)亚铁氟化钾溶液和铁氟化钾溶液是检验Fe3+和Fe?+的特征试剂:

Fe3+K4F0溶液蓝色沉淀

Fe2+K'Fa溶液蓝色沉淀

〔即时训练〕

某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程

如下。

向硝酸酸化的0.05moLL一硝酸银溶液(pH^2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底

部有黑色固体，溶液呈黄色。

①取少量黑色固体,洗涤后，_加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀一(填

操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe?+。

③针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙

依据的原理是2Fe3++Fe=3Fe2+(用离子方程式表示)。

解析：②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的试剂，产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe?+。

课堂达标验收

1.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时，最佳顺序为(C)

①加入足量氯水②加入足量酸性KMnCU溶液③加入少量NRSCN溶液

A.①③B.③②

C.③①D.①②③

解析：在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3+存在，再加

入足量氯水，将Fe?+氧化成Fe3+,溶液变为红色。KMnCU溶液呈紫红色，溶液颜色变化不

明显，所以不能用酸性KMnCU溶液检验。

2.下列除杂的操作不正确的是(C)

A.MgCL溶液中混有少量FeCb：加入足量镁充分反应后过滤

B.FeCb溶液中混有少量FeCb：加入过量铁粉充分反应后过滤

C.CuC12溶液中混有少量FeCb：加入NaOH溶液充分反应后过滤

D.CuCL溶液中混有少量FeCb：先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO充分反

应后过滤

解析：CuCl2与FeCl3混合溶液中加入NaOH溶液同时反应，CuCl2+

2NaOH=Cu(OH)2I+2NaCl,FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3；+3NaCl,所以选C。

3.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列

实验事实的解释正确的是(D)

选项操作、现象解释

向KI—淀粉溶液中加入FeCb溶液,溶液

AFe3+能与淀粉发生显色反应

变蓝

把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一

B铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3

层红棕色的斑点

C向盐酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe被氧化为Fe3+

新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白

D说明Fe(OH)2易被。2氧化成Fe(OH)3

色物质变成了红褐色

解析：A项，2Fe3++21=2Fe2++l2,L与淀粉发生显色反应，A错；B项，红棕色斑

2+

点是Fe2O3,B错；C项，盐酸与铁粉反应生成Fe,C错；D项，Fe(OH)2在空气中发生

反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,D正确。

4.已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问

题。

盐酸

r-J-|NaOHr—1

中彘目HicJA山

------------[DpSOHfT]------------1

-X-

(1)写出A、C、F、G的化学式：

A.Fe,C.FeCb,F.Fe(OH)3，GFeQ。

(2)检验D中阳离子的方法.取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变

红色，证明有Fe?+。

(3)保存C溶液时要加固体A的原因是.防止Fe2+被氧气氧化一。

(4)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。

①A-C：Fe+2H+=Fe2++H2t:

②C—D：2Fe2++Cb=2Fe3++2C厂。

解析：(1)A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，由转化关系可知，F为Fe(OH)