高中化学必修一专项练习：铁及其化合物（七大题型）

专题3.1铁及其化合物

，题型梳理

【题型1铁的性质和用途】

【题型2铁的氧化物】

【题型3铁的氢氧化物】

【题型4氢氧化亚铁的制备】

【题型5Fe3+的性质与检验】

【题型6Fe2\Fe3+的转化】

【题型7食品中铁元素的检验】

,

【题型1铁的性质和用途】

【例1】还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是

A.反应生成Fe?03

B.肥皂液的主要作川是检验生成的H2

C.湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂

D.铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来

【答案】B

【详解】A.Fe在高温下可与水蒸气反应，方程式为3次+4%0（g）酗飞。4+4凡，A错误:

B.肥皂液用于检验生成的氢气，方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡，若有爆鸣声，说明生成了H2,

B正确；

C.湿棉花的作用主要是提供水蒸气，C错误；

D.产物FesCh具有磁性，也可以被磁铁吸引，因此不能用磁铁分离，D错误；

故选B。

【变式1・1】春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是

A.室温下,过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2

B.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCL

C.高温下，铁与水蒸气反应有Fe.Q4生成

D.高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝

【答案】C

【详解】A.室温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；

B.氯气氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCb,B错误：

C.高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2,C正确；

D.Fe的活动性不如A1,不能从氧化铝中置换出A1单质，D错误；

故选：Co

【变式1・2】把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe3+和Fe2+物质的量浓度之比

为2：3,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比为

A.1：IB.2：3C.2：1D.3：2

【答案】A

【分析】铁粉放入三氯化铁溶液中，发生的反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+,设己反应的Fe3+的物质的量为n,则

Fe+2Fe3+=3Fe2+

23

n1.5n

所得溶液中Fe一-和Fe2+物质的量浓度之比为2：3,所以未反应的Fe3+的物质的量为n,则已反应的Fe3+^

未反应的Fe升的物质的量之比=n：n=l：k

【洋解】A.由分析得，已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比=n：n=l：I,A正确；

B.由分析得，已反应的Fe3+和未反应的Fe?+的物质的量之比=n：n=l：1,B错误;

C.由分析得，已反应的Fe3+和未反应的Fe?♦的物质的量之比=n：n=l：1,C错误；

D.由分析得，已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比=n：n=l：1,D错误；

故选Ao

【变式1-3］下列物质反应后一定有+3价铁生成的是

①过量的Fe与Cb反应②Fe与过量稀硫酸反应后，再向其中加H2O2溶液③Fe(NCh)2溶液中加少量

盐酸④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中

A.只有①B.只有①②

C.只有①②③D.全部

【答案】C

【分析】①中的Cb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氮

化铁还原.②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2溶液后，由于H2O2是一种常见的氧化

剂，能将Fe2+氧化成Fe/。③从表面上看不会发生反应，但实际上发生了F02+被硝酸氧化的反应。④中发

生Fe与盐酸反应生成FeCb、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对显的关系，

若铁是足量的，则能将生成的FeC13全部还原为FeCl2o

【详解】A.由分析知，一定由+3价铁生成的是①②③，A错误：

B.由分析知，一定由+3价铁生成的是①②B错误；

C.由分析如，一定由+3价铁生成的是①②③，C正确；

D.由分析知，一定由+3价铁生成的是①②③，D错误；

故选C。

【变式l・4】FeCb、C11CI2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正

确的是

A.溶液中一定含C#+B.溶液中一定含Fe2+

C.加入KSCN溶液一定不变红色D.剩余固体中一定含Cu

【答案】A

【分析】加入铁粉后，因为Fe3+氧化性强于CM+,铁粉先与FeCh反应，然后与CuCb反应，充分反应后

仍存在的固体一定含有Cu,可能含有Fe。

【详解】A.由分析知，若加入的铁粉与CuCL恰好完全反应或者铁粉过量，溶液中都不会含Cu2+,A符

合题意；

B.由于铁粉先与FeCb反应，溶液中一定含Fe2+,B不符合题意；

C.由分析知，所得溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,可能含CM+,故加入KSCN一定不变红色，C

不符合题意；

D.剩余固体一定含有Cu,可能含有Fe,D不符合题意；

故选Ao

【变式1・5】在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬

质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，力口热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反

应实验

请回答该实验中的问题：

（1）写出该反应的化学方程式：；并指明该氧化还原反应的还原剂是,氧

化剂是o

（2）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎

瓷片的作用是o

（3）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是,原因是。

（4）干燥管中盛装的物质是，作用是。

（5）试管中收集的气体是,如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行。

局温

【答案】（I）3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2FeH2O（2）提供水蒸气防止液体暴沸

（3）先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯用水蒸气排出防止Fe与02反应（4）

碱石灰除去H2中的水蒸气（5）H2验纯

【分析】由实验装置图可知，圆底烧瓶中蒸储水受热产生水蒸气，硬质玻璃管中与铁粉在高温下与水蒸气

反应生成四氧化三铁和氢气，盛有碱石灰的干燥管用于干燥反应生成的氢气，小试管用于收集反应生成的

氢气。

【详解】（1）铁与水蒸气的反应为铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式

为3Fe+4H2O^=Fe3O4+4H2,反应中铁元素的化合价升高被氧化，铁是反应的还原剂，氢元素的化合价

降低被还原，水是氧化剂，故答案为：3Fe+4H2O*Fe3O4+4H2；Fe；H2O；

（2）由分析可知，圆底烧瓶中蒸储水受热产生水蒸气，目的是美供反应所需的水蒸气：液体受热时会产

土暴沸，导致液态水逸山，为防止产生暴沈，实验时应在烧瓶底部放置了几片碎瓷片，故答案为；提供水

蒸气；防止液体暴沸；

（3）加热条件卜，铁能与空气中的氧气干扰实验的进行，所以实验时，应先点燃酒精灯制备水蒸气，利

用产生的水蒸气排尽装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防止先点燃酒精喷灯所导致铁与空气中的氧气反

应，故答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；用水蒸气排出02,防止Fe与02反应；

（4）由分析可知，盛有碱石灰的干燥管用于干燥反应生成的氢气，故答案为：碱石灰；除去生中的水蒸

气；

（5）由分析可知，小试管用于收集反应生成的氢气，氢气是可燃性气体，可燃性气体点燃前，应检验气

体的纯度，防止点燃时发生爆炸发生意外事故，所以如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体

进行验纯，故答案为：H2；验纯。

【题型2铁的氧化物】

【例2】下列关于铁的氧化物的说法不正确的是

A.铁的氧化物通常状况下都是黑色固体

B.四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe3+和Fe?+

C.氧化铁可做红色涂料

D.工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁

【答案】A

【详解】A.氧化铁为红色，氧化亚铁和四氧化三铁为黑色，故A项错误；

B.四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁，溶液中同时存在Fe3+和FH+,B项正确；

C.氧化铁为红色，俗称铁红，可用作红色涂料，C项正确；

D.铁的氧化物被还原剂还原生成铁，工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁，D项正确；

故答案选Ao

【变式2・1】关于铁的三种氧化物（FeO、Fe2O3,Fe3O4）的下列叙述正确的是

A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同

B.都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水

C.氧化亚铁可应用「骁器制作中使釉呈绿色

D.四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物

【答案】C

【详解】A.FeO中铁元素的化合价为+2价，FezCh中铁元素的化合价为+3价，Fe.aCU为复杂的氧化物，

其中铁元素的化合价可以看作是由+2、+3价组成的，A错误；

B.FeO.FezCh为碱性氧化物，地0与盐酸反应：FeO+2HCl=FeCI2+H2O,FezCh与盐酸反应：Fe2O3+

6HCl=2FeCh+3H2O,Fes。』不属于碱性氧化物，与盐酸反应：Fe3O4+8HCl=FeCh+2FeCh+4H2O,B错

误；

C.氧化亚铁是一种黑色粉末，可用作色素，应用于瓷器制作中使釉呈绿色，C正确；

D.四氧化三铁是复杂的氧化物，属于纯净物，D错误；

故答案选C。

【变式2・2】判断下列说法是否正确。

（1）FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO+2HNO3=Fe（NO3）2+H2O。

（2）FsCh与足量HI溶液的反应属于氧化还原反应。

（3）磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3Fe2++4H++NOa=3Fe3++NOT+3H20。

【答案】错误正确错误

【详解】（I）硝酸具有强氧化性，与FeO氧化生成硝酸铁，反应方程式为：3reO+l0IINO3=3Fe（NO3）

3+NOT+5H2Oo

（2）将FezCh溶于过量HI溶液，溶解生成的Fe"能将「氧化为卜，所以最终产物为Fe2+、卜等，

+2+

Fe2O3+6H+2r=2Fe+l2+3H2O,故答案为正确。

（3）磁性氧化铁为四氧化三铁，硝酸具有强氧化性，四氧化三铁溶于稀硝酸生成铁离子和NO和水，离

+3+

子方程式为：3Fe3O4+28H+NO3=9Fe+N0：+14H2O

【变式2・3】实验室用卜.面装置测定FeO和FeQa固体混合物中FezCh的质量，D装置的硬质双通玻璃管中

的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。

（1）如何检查装置A的气密性？。

（2）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是。

（3）装置B的作用是o装置C中装的液体是,所起的作用是。

（4）点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式。

（5）若FeO和FezCh固体混合物的质量为23.2g,反应完全后U形管的质量增加7.2g,则混合物中FezCh

的质量为0

【答案】(1)关闭a,从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，

静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好(2)在b出口处检验氢气的纯度(3)除去H2中

AA

混有的HCI气体浓硫酸干燥氢气(4)Fe2O3+3H2=2Fe+3H20,FeO+H2=Fe+H2O(5)16g

【分析】U形管的作用是吸收反应生成的水，为了保证纯净的进入D装置，必须利用B、C装置除杂

(HCI气体和水蒸气)；为了保证U形管增加的质量等于反应生成水的质量，必须用F装置防止空气中的

水蒸气进入E装置。

【详解】(1)检验装置A的气密性时，关闭a,从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成

一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好；

(2)为了实验安全，在点燃酒精灯前，在F装置出口b处必须验验Hz的纯度，以防爆炸事故的发生：

(3)装置B的作用是除去Hz中的HC1,装置C中盛装的液体是浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，作用是能干

燥氢气；

AA

(4)硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式：Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O,FeO+H2=Fe+H2O；

72。

(5)m(FeO)+m(FeO)=23.2g,两反应生成的水：m(H0)=7.2g,n(H0)=■—v^-=0.4mol,则

232218g/mol

混合物中的n(0)=0.4mol,设FezCh的物质的量为xmol,则FeO的物质的量为(0.4-3x)mol,72(0.4-

3x)+160x=23.2,x=0.1mol,m(Fe?C)3)=0.1molx160g/mol=16.0g»

【题型3铁的氢氧化物】

【例3】价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类

别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是

A.用铁丝与水蒸气高温下反应可实现上述转化①

B.加热Fc(OH)3发生转化③

C.实现转化⑤可以加入NaOH溶液

D.Fe与强氧化剂可以发生转化⑥

【答案】B

【详解】A.铁丝与水蒸气高温下反应生成Fe3O4,A错误；

B.Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,B正确；

C.Fe(OH)3中加入NaOH无法生成Fe3+,实现转化⑤通常加入酸，C错误；

D.Fe与强氧化剂反应生成Fe3+无法生成Fe2+,D错误；

故答案选B。

【变式3・1]如图是铁及其化合物的“价一类”二维图的部分信息.

化合价一

+6-因0

+3•Fe2O3团

+2•

FeOFe(OH)2FeCl2

01-------1-------•-------J-------•----------►

单质氧化物碱盐类别

回答下列问题：

(1)FC2O3是红棕色粉末，常用作(写一种用途),

(2)IGFeCh位于图中(填“X'Y”或“Z”)，可用作自来水处理剂，它与水作用的化学方程式

为4K2FeC)2+10Hq=4Fe(OH)式胶体)+30,T+8KOH,每消耗39.6gK2FeCh,生成。2物质的量

为，转移电子的数目为o[M(KzFeOJ=l98gmor,]

(3)Fe(OH)2容易被空气中的02氧化，最终变为红褐色，反应的化学方程式为o

(4)某兴趣小组设计实验检验FcCL溶液中的Fe?1实验方案为(可供选用的试剂：

OlmolL/FeC12溶液、新制氯水、酸性KMnCh溶液、KSCN溶液、铁粉)。

【答案】(1)红色颜料(2)Y0.15mol0.6NA(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(4)取少量O.lmoNUFeCb溶液厂试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，无明显现象，再加入少量新制

氯水，溶液变血红色。

【详解】(1)FezCh俗称铁红，是红棕色粉末，常用作红色颜料；

(2)KzFeCh中铁为+6价，属于盐类，根据“价一类”二维图可知，其位于图中Y；在方程式

4K2FeO2+l0H2O=4Fe(OH)3(K^)+3O2T+8K0H中，O的化合价由-2价升高到0价，则该反应生成3个

气气时，转移电子数为12,39.6gK2FeO4的物质的量为：,舄j=0.2mol,根据方程式可知，生成0?

物质的量为0.15mol；转移电子的数目为0.6NA；

(3)氢氧化亚铁容易被氧化为氢氧化铁，相应的方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(4)二价铁和KSCN溶液混合没有明显现象，可以先用氯水将其氧化为三价，随后再用KSCN溶液来检

验即可，故实验方案为：取少量0.1molL」FeC12溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，无明显现

象，再加入少量新制氯水，溶液变血红色。

【题型4氢氧化亚铁的制备】

【例4】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸储水先

加热煮沸。下列分析正确的是

NaOH溶液

A.蒸储烧瓶中反应的离子方程式是2Fe+6H+=3Fe2++3H2T

B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b,再向烧瓶中加入稀盐酸

C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀

D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在

【答案】D

【详解】A.蒸储烧瓶中反应的离子方程式是Fe+2H=Fe2++H23A错误；

B.实验开始时应先打开止水夹a、b,利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a,B错误；

C.利用氢气的压强将氯化亚铁压入锥形瓶中，NaOH与氯化亚铁反应生成Fe(OH)2,立即观察到白色

沉淀，C错误；

D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，装置内空气及溶液中氧气均已除去，则Fe(OH)2可较长时间

存在，D正确；

答案选D。

【变式4・1】下列各图示中不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是

NaOH

溶液NaOH

溶液NaOH

/溶液

；：-不

FCSO

XM1FeSO44

溶液溶液

【答案】C

【分析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应：4Fe(OH)2+O2+

2H：O===4FC(OH)3,因此要较长时间看到卜e(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。

【详解】A.A中先用铁与稀硫酸反应产生的氢气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，因此可以长时间看到白色沉淀，故A不符合题意；

B.B中的原理为铁作为阳极产生Fe2+,与阴极产生的OH结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护，能

防止空气进入，因此可以长时间看到白色沉淀，故B不符合题意；

C.C中由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀，故C符合题意；

D.D中液面加苯阻止了空气进入，故D不符合题意；

故答案选C。

【变式4-2】制备白色Fe(OH)?固体(实验装置如图所示)

(4)开始实验时，止水夹处于(填”打开或关闭“)状态；

(5)在整个制备过程中铁粉与稀硫酸制备H2的作用有0

a.驱赶装置内的空气b.把物质B压入II中c.保护白色Fe(OH)2不被空气氧化

(6)若未排净装置中的空气，则II中出现的现象是，出现该现象的原因是(用化学方程

式说明)。

【答案】(1)MnO2+4H"+2Cl.MM++JT+2H2。(2)防止FeC］在导气管中凝华成固体堵塞装置

(3)吸收过量的CI2尾气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeCh遇水潮解(4〉打开

(5)abc(6)先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色

4Fe(OH),+O?+2H2O=4Fe(OH)3

【分析】I.A制备氯气，B除氯气中的氯化氢，C干燥氯气，D中铁和氯气反应生成氯化铁，E收集氯

化铁，F吸收过量的C1尾气，防止污染空气：防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeCl,遇水潮解.；

II.A是稀硫酸、B是铁粉、C是氢氧化钠，实验开始时，打开止水夹，用氢气驱赶装置内的空气，使n

内处F无氧环境，防止白色Fe（OH）2不被空气氧化，然后关闭止水夹，用I内生成的氢气把硫酸亚铁溶液

压入II中和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁。

【详解】（1）装置A中二氧化隹和浓盐酸加热生成氯化镭、氯气、水，发生反应的离子化学方程式为

+2+

Mr.O,+4H+2Cr=Mn+C12T+2H2O；

（2）FeC］晶体易升华，为防止Fed,在导气管中凝华成固体堵塞装置，所以硬质玻璃管直接接入收集器

而不用导气管连接；

（3）氯气能与碱反应，FeCl,能吸收空气里的水分而潮解，F中所加碱石灰的作用是吸收过量的C%尾

气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeC'遇水潮解；

（4）开始实验时，用锥形瓶I内生成的氢气排出II内的空气，防止氢氧化亚铁被氧化，所以止水夹处于

打开状态；

（5）在整个制备过程中铁粉与稀硫酸制备H?,实验开始时，打开止水夹，用氢气驱赶装置内的空气，使

H内处于无氧环境，防止白色Fe（OH）2不被空气氧化，然后关闭止水夹，用I内生成的氢气把硫酸亚铁溶

液压入II中和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，故选abco

（6）若未排净装置中的空气，反应生成的Fe（OH%会被氧化为Fe（OHh，则H中出现的现象是先生成白色

沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生反应的方程式为4Fe（OH）2+O2+2Hq=4Fc（OH3

【变式4・3】铁是人类迄今为止人类冶炼和使用最多的金属。铁在人们的生产生活，乃至于国防、现代化

建设中均发挥着极其重要的作用。

（1）“秦诺汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由含铁元素的黏土烧制，但经过不同的工艺烧制，

有的是黑色的，有的却是红色的，分析其原因可能是。

（2）某补铁剂的主要成分是硫酸亚铁，请回答下列有关问题。

①补铁剂药片外层有糖衣包裹，糖衣的作用是。

②补铁剂中常添加维生素C,其作用之一是防止Fe"被氧化，由此推测维生素C具有性。

③若该补铁剂已经氧化变质，将其溶于水并滴加KSCN试剂会观察到。

（3）某研究小组配制FeSCh溶液时，为了防止Fe"被氧化，需向溶液中加入少量的，其原理是—

（用离子方程式表示）。

（4）为了进一步制备氢氧化亚铁沉淀，向新配制的FeSCh溶液中滴加NaOH溶液。并放置了一段时间,

观察到的现象是，Fe（OH）2被氧化的化学方程式为

（5）小组成员改良了方法制得白色的Fe（OH）2沉淀并使之较长时间保存，实验装置如下:

根据你的理解，请写出补全以下实验步骤。

①装配好试剂和装置后打开止水夹，使得A试管中反应产生的H：排净该装置中的空气（氧气）

②_______，以确定空气已经被排尽。

③,制备得到Fe（OH）2。

【答案】（1）土壤中含有铁，在灼烧时，经过不同工艺煨烧，分别生成了黑色氏3。4或FeO和红色Fez。?

（2）隔绝空气，防止Fe?+被氧化还原溶液变红（3）铁粉2Fe3++Fe=3Fe2+（4）生成的

白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3（5）检验

试管B出口处氢气的纯度关闭止水夹

【分析】知还原性「>Fe2+>Br,故向溶液中通入氯气，氯气先和碘离子反应，然后再和亚铁离子反应,

最后再和澳离子反应，结合碘化亚铁、浪化亚铁的物质的量及氯气的物质的量、电子守恒进行分析、计算

即可。

【详解】（1）“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由含铁元素的黏十.烧制，但经过不同的工

艺烧制，有的是黑色的，有的却是红色的，分析其原因可能是土壤中含有铁，在灼烧时，经过不同工艺煨

烧，分别生成了黑色Fe.Q,或FeO和红色Fe2O3,故答案为：土壤中含有铁，在灼烧时，经过不同工艺搬

烧，分别生成了黑色Fe3O,或FeO和红色Fe2O3；

（2）①补铁剂药片外层有糖衣包裹，糖衣的作用是隔绝空气，防止Fe?+被氧化，故答案为：隔绝空气，

防止Fe?+被氧化；

②补铁剂中常添加维生素C,其作用之一是防止Fc2+被氧化，这是利用了维生素C的还原性，.且还原性：

维生素C＞硫酸亚铁，故答案为：还原；

③若硫酸亚铁片补铁剂变质，则溶液中会含有Fe3+,检验某硫酸亚铁片补铁剂是否变质，将其溶于蒸储水

配成溶液后，加入KSCN溶液，F/+离子反应生成Fe(SCN)3,可使溶液变红，故答案为：溶液变红；

(3)在试管中加入少量绿矶样品，加水溶解，配制成FeSCh溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的

是：防止Fe?+被氧化，发生的离子反应方程式为2Fe3++Fe=3Fe?+,故答案为：铁粉；2Fe3++Fe=3Fe2+；

(4)B溶液中含有Fe?+,加NaOH溶液生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)

3,所以现象为：生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；化学方程式为4Fe(OH)

2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为：生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；4Fe

(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(5)打开止水夹，Fe与H2s04反应生成H?充满整个装置，反应一段时间后关闭止水夹，左侧试管内气压

升高，反应生成的Fe?+沿导管进入右侧试管与NaOH反应生成白色沉淀Fe(0H)2,故正确的步骤为：

I.装配好试剂和装置后打开止水夹，使得A试管中反应产生的小排净该装置中的空气(氧气)，

0.检验试管B出口处氢气的纯度，以确定空气已经被排尽，

III.关闭止水夹，制备得到Fe(OH)2,故答案为：检验试管B出口处氢气的纯度；关闭止水夹；

【题型5F/+的性质与检验】

【例5】为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计不合理的

是

KSCNCuSO*“、5NaCHI

溶液溶液需液溶液

*—，

nn一

Hu

0u

F)1

变成交成交成出现在出现红

浅0色红色无色色沉淀阳色沉淀

A.④B.③C.®®D.⑤

【答案】C

【详解】Fe3+与铁反应生成Fe?+,使溶液显浅绿色，体现了FG的氧化性，①合理：F-十与硫锐化钾反应

使溶液显红色，据此能够检验FQ"②合理；硫酸铜溶液与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无

色，③不合理；氟化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，由于实际上Fc3+没有参与反应，该现

象不能体现Fe3+的性质，④不合理；Fe3+与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验

是否存在Fe3+,⑤合理。综上所述，不合理的是③④两项，C符合题意。

故选C。

【变式5・1］长江以南的低山丘陵区普遍存在着红色土壤，有人说主要因其含铁质（三价铁）前对较多。

某研究小组设计简单实验验证该说法是否正确，应选择的试剂是

A.KC1B.KNChC.K2SO4D.KSCN

【答案】D

【详解】验证土壤中是否含有Fe%可以使用KSCN溶液检验，向蒸储水中加入少展的土壤后搅拌，土壤

中的离子可以进入到蒸储水中，过滤后得到澄清溶液，向溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变成红色，则说

明土壤中含有Fe3+,故答案选D。

【变式5-2】向某溶液中加入含Fe?’的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红

色，则下列结论错误的是

A.该溶液中一定含有SCN-B.氧化性：Ch>Fe3+

C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质D.Fe?+被还原为Fe3+

【答案】D

【分析】实验现象说明亚铁离子被加入的氯水氧化为三价铁离子，混合溶液变成红色，表明三价铁离子和

硫氟酸根离子反应结合为血红色络合物。

【详解】A.能使含Fe3,的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN-,故A正确；

2+3b

B.溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应：2Fe+Ch===2Fe^+2Cl-,故氧化性：Fe<Cl2,故B1E

确；

C.因原溶液中加入含Fe?十的溶液后，无明显变化，说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质，故C正确；

D.Fe2+变为Fe3+是化合价升高的过程所以是被氧化，故D错误；

故选D。

【变式5-3】（双选）在下列有FeCh溶液参加的反应中，与FW的氧化性无关的是

A.FeCb溶液与Fe反应B.FeCb溶液使淀粉KI溶液变蓝

C.FeCb溶液滴入沸水中制得Fe（OH）3胶体D.FeCh溶液与KSCN的反应

【答案】CD

［详解］A.FeCh溶液与Fe反应将Fe氧化为Fe2+,体现了Fe"的氧化性，A不合题意；

B.FeCb溶液使淀粉KI溶液变蓝,说明Fe3+将I-氧化为L,体现了Fe3+的氧化性,B不合题意；

C.FeCb溶液滴入沸水中制得Fe(OH)3胶体，反应过程中Fe元素化合价未发生变化，与Fe3+的氧化性

无关，C符合题意；

D.FeCb溶液与KSCN反应生成Fe(SCN)3,反应过程中Fe元素化合价未发生变化，与Fe”的氧化性无

关，D符合题意；

故选CD。

【变式5・4】向100mLFe2(SO4)3和CuSCh的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物

的质量与加入铁粉的质量的关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是

A.a点时溶液中存在的金属阳离子仅有Cu2+和Fe2+

B.b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

C.c点时加入的铁粉与CiP+反应

D.原溶液中Fez(SO4)3和C11SO4的物质的量之比为2:1

【答案】B

【详解】A.a点表示加入铁粉充分反应后，溶液中没有固体剩余，此时发生反应的离子方程式为

Fe+2Fe3+=3Fe2+,且Fe3+未完全反应，故a点时溶液中存在的金属阳禽子有Fe3+、Cu2\Fe2+,A错误；

B.b点表示加入铁粉充分反应后，溶液中固体的质量增加，此时发生反应的离子方程式为

Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,B正确；

C.当加入铁粉的质量大于1.68g后，图中曲线出现了拐点，由点(2.24,1.84)可知，铁粉增加的质量与

固体剩余物增加的质量相等，故c点没有发生反应，C错误；

D.当加入铁粉质量为。〜0.56g时，发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe?+,则溶液中n(Fe3+)=2n

(Fe)=2屋：£/=0.02mol,故溶液中n[Fez(SO)3j=0.01mol；当力口入铁粉的质量为0.56〜1.68g(即

4

112c

1.12g)时，发生反应的离子方程式为Fc+C/+=Cu+Fc2+,则溶液中n(Cu2+)=n(Fe)=~e:=0.02

56g/mol

mol,故溶液中n(CuSO4)=0.02mol；因此原溶液中Fez(SO4)3与CuSCh的物质的量之比为I：2,D

错误；

故选Bo

【题型6Fe2\Fe”的转化】

【例6】硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如下图所示。下列说法正确的是

纳米Fe3()4

FeCO3

(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O

A.只用KSCN溶液不可以检验FeSOj是否变质

B.制纳米FeQ,时通入的O?需过量

C.制FeCO1时应将饱和Na2c0,溶液加入FeSO.1溶液中

D.生成(NHJFe(SOj)26Hq的反应为氧化还原反应

【答案】C

【分析】硫酸亚铁在氢氧化钠溶液中通入氧气发生反应生成纳米四氧化三铁；硫酸亚铁和碳酸钠反应生成

碳酸亚铁沉淀；硫酸亚铁加入硫酸钺发生反应生成(NH4)2Fe(SO4)2-6H2OO

【详解】A.若FeSO,变质，其中含有Fe3+,遇KSCN溶液会变为血红色，可据此检验是否变质，A错

误；

B.四氧化三铁中铁元素化合价+2价、+3价，氧气过量会氧化亚铁为+3价，不能得到四氧化三铁，B错

误；

C.制FeCCh时，应将Na2c03溶液缓慢加入到盛有FeSCh溶液的反应容器中，避免生成氢氧化亚铁沉

淀，C正确；

D.生成(NHJFeBOJf%。中铁元素化合价为+2价，反应过程中无元素化合价的变化，因此反应不是

氧化还原反应，D错误；

故选C。

【变式6・1]FeCb溶液含有少量FcCb杂质，除杂试剂和检验杂质是否除尽的试剂分别为

A.NaOH溶液、铁粉B.铁粉、KSCN溶液

C.氯气、NaOH溶液D.氯气、KMnCh溶液

【答案】B

【详解】A.NaOH溶液与氯化亚铁、氯化铁都要反应，无法除杂，故A不符合题意；

B.铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁，可以除杂，KSCN溶液与铁离子显红色，检验铁离子是否除尽，故

B符合题意；

C.氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，将需要的物质反应了，故C不符合题意；

D.氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，将需要的物质反应了，KMnOj溶液与亚铁离子反应，无法检验铁离

子是否除尽，故D不符合题意。

综上所述，答案为B。

【变式6・2］长期放置的FeSO」溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：

（1）设计实验检验FeSO4溶液的变质程度，请将方案补充完整。

实验方案实验现象实验结论

步骤1取待检测液于试管中，向其中滴加①___________溶液变红

FeSCh溶液部分变质

步骤2取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性商镒酸钾溶液②______

③若要使部分变质的FeSCh复原，方法是o（写离子反应方程式）

（2）利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe?O3,请在括号内填写所需试剂①___________；②氢氧化钠溶

液；③加热；

④若200mL该变质溶液制得1.6gFezCh,则变质前FeSCh溶液的浓度为（保留两位有效数字）。

（3）FeSO』可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe?+,以

利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：

实验方案：取适量Fez（SO4）3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高镒酸钾溶液。

实验现象：紫色褪去

由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明结论和理由___________。

【答案】（1）KSCN溶液酸性KMnOa溶液紫色褪去2Fe"+Fe=3Fe2+（2）H2O2溶液

0.10mol/L

（3）不能，维生素C可能过量，也可使高镒酸钾溶液褪色，则无法说明一定有FU+生成

【详解】（1）①要想证明FeSCh溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和F/+；步骤1中，向待测液

中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3+；

②步骤2中，取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高镒酸钾溶液，酸性KMnO4溶液紫色褪去，说

明酸性高镒酸钾被亚铁离子还原，则溶液中含有Fe2+；

③若要使变质的FeSCh溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应

的离子方程式为2Feu+Fe=3Fe2>;

（2）利用部分变质的FeS04溶液制备FezCh,首先需要将亚铁离子氧化成铁离子，为了不引入新的杂质，

可用H2O2溶液作氧化剂，得到Fez（SO4）3溶液，然后向溶液中加入过量的NaOH溶液，得到Fe（OH）3

沉淀，过滤后加热使氢氧化铁分解即可得到FezCh；

5

④若200mL该变质溶液制得1.6gFe2O3,/i（Fe2O3）==0.01mol,则变质前，200mLFeS04溶液中，

160g/mol

n（FeSO4）=0.02mol,c（FeSO4）="必⑹=0.1Omol/L；

0.2L

（3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高镭酸钾溶液褪

色，则无法说明一定有Fe2+生成，故结论和理由为不能，维生素C可能过量，也可使高镒酸钾溶液褪色，

则无法说明一定有Fe?+生成。

【变式6・3】某同学为了检验家中的两种补铁药（成分均为FeSOQ是否变质，查阅了有关资料，得知

SCN，Fe?+能被酸性KMnOa溶液氧化而使酸性KMnCh溶液褪色，并结合已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KMnCU溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。

请回答下列问题：

（1）若滴入酸性KMnOi溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是。

（2）若滴入酸性KMnO4溶液后大褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是。

（3）若滴入酸性KMnCh溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是。

（4）（填“能”或“不能将酸性KMnCh溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证，原因

是o

【答案】（1）补铁药没有变质（2）补铁药完全变质（3）补铁药部分变质

（4）不能酸性KMnCU溶液呈紫红色，影响Fe尸的检验；KSCN具有还原性，影响Fe?*的检验

【详解】（1）若滴入酸性KMnCh溶液后褪色，说明含有Fe2+,滴入KSCN溶液后不变红，说明不含Fe3

。则结论是补铁药没有变质；

（2）若滴入酸性KMnCU溶液后不褪色，说明不含Fe?*,滴入KSCN溶液变红，说明含有Fe”,结论是

补铁药完全变质；

（3）若滴入酸性KMnO,溶液后褪色，说明含有Fez十，滴入KSCN溶液变红，说明也含有Fe”,结论是

补铁药部分变质；

（4）酸性KMnCh溶液呈紫红色，若含有FG',滴入KSCN溶液也会变红，两种红色形成干扰，会影响

Fe，+的检验；由题中信息知，SCN—、Fe*均能被酸性KMnCh溶液氧化而使酸性KMnCU溶液褪色，那么

KSCN溶液会影响Fe?-的检验，故不能将酸性KMnCh溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证。

【变式6・4】某催化剂为铁的氧化物，一化学兴趣小组在实验室里对该催化剂中铁元素的价态进行探究：

查阅有关资料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色；HNCh具有强氧化性。请完

成对铁元素价态的探究：

（1）①提出合理假设。

假设1：催化剂中铁元素为+3价;

假设2：催化剂中铁元素为+2价；

假设3：0

②设计实验方案。

③根据②的实验方案进行实验：

（2）步骤1：取一定量的稀硫酸于试管中，加热煮沸数分钟，目的是；步骤2：取少量样品于试

管中，加入处理过的硫酸并加热，得到A溶液；

（3）步骤3：取A溶液于试管，滴加KSCN溶液，振荡，若不出现红色，则假设成立；若出现

红色，则假设成立；

（4）步骤4：另取A溶液于试管，加入KMnO4溶液，振荡，垢合步骤3中的结论，若出现现

象，则假设1成立；反之，则假设3成立。

（5）某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到rA溶液，向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色，

由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论，该结论是否合理.？（填“是”或“否”）,理由是。

【答案】（I）催化剂中铁元素既有+3价又有+2价（