2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书第3章金属及其化合物第3章 第13讲　铁及其化合物的转化关系

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第13 讲　铁及其化合物的转化关系
[复习目标]　1.基于价—类二维图理解铁及其化合物的转化关系。2.掌握铁盐、亚铁盐的性
质与检验。3.能通过实验探究掌握 Fe2＋与Fe3＋的相互转化。
考点一　基于价—类二维图理解铁及其化合物的转化关系
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要
方法之一。
(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化。
① 碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；
②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；
③ 难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应
的碱。
(2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
1．如图为铁元素的价—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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C．加热 Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒， FeO 与水反应最终可生成
Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂
答案　D
解析　铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故 A错误；FeO
是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成 Fe3O4，不能发生转化②，故 B
错误；加热 Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转
化③，故 C错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原
反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成 Fe(OH)3胶体。
2．从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图 1是
Fe 及其化合物的化合价—物质类别二维图。
回答下列问题：
(1)工业上冶炼 Fe 常用的方法是__________________________________(填字母)。
a．电解法 b．还原法
c．热分解法 d．物理方法
(2)若图 1中的 F为硫酸盐，请写出由 D生成 F的离子方程式：_________________________
_______________________________________________________________________________
。
(3)图1中的 B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成 E，该反应的化学方程式为________
_
_______________________________________________________________________________
。
(4)图1中的 F与C在水溶液中转化的离子反应有：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，为了探究该反
应存在一定的限度，某化学兴趣小组取 10 mL 0.5 mol·L－1的KI 溶液于试管中，再加入 10
mL 0.2 mol·L－1的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目
的，还需要再向试管中加入下列试剂中的________(填字母)。
A．淀粉溶液 B．KSCN 溶液
C．CCl4 D．酸性高锰酸钾溶液
(5)用Fe 可以去除水体中的 NO(原理如图 2)。若有 1 mol NO 转化为 NH，则参加反应的 Fe
失去的电子的物质的量为________mol。
答案　(1)b　(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)B　(5)8
解析　(1)工业上常用碳还原铁矿石冶炼 Fe，为还原法。(2)根据图 1，D到F过程中铁的化
合价未变，F为硫酸盐，D为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。(4)根据题中数据，可知 KI 过量，若反应为可逆反应，则溶液
中存在 Fe3＋，可用 KSCN 溶液检验。(5)NO 转化为 NH，N的化合价由＋5变为－3,1 mol NO
得到 8 mol 电子，根据得失电子守恒，则参加反应的 Fe 失去 8 mol 电子。
考点二　铁盐、亚铁盐的性质与检验
1．铁盐与亚铁盐
亚铁盐(Fe2＋)铁盐(Fe3＋)
颜色 浅绿色(溶液)黄色(溶液)
氧化性与
还原性
既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，如在
酸性条件下能被 H2O2、NO 氧化，反应的离子方
程 式 分 别 为 2Fe2＋＋H2O2＋2H ＋===2Fe3＋＋
2H2O、3Fe2＋＋4H ＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑ ＋
2H2O
一般表现为氧化性，如能溶
解铜，反应的离子方程式为
2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
水解性 水解呈酸性 极易水解，只存在于酸性较
强的溶液中
2.其他常见铁盐
(1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
(2)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物
媒染剂。
(3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验 Fe2＋，生成蓝色沉淀。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电
池材料。
3．Fe2＋和Fe3＋的检验
(1)
(2)
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中 Fe2＋、Fe3＋的检验
――――――→溶液变红色，说明含有 Fe 3
＋
。
―――――→酸性 KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 Fe 2
＋
。
1．氢氧化铁与 HI 溶液仅能发生中和反应(　　)
2．中性溶液中可能大量存在 Fe3＋、Cl－、K＋、SO(　　)
3．酸性条件下 H2O2氧化 Fe2＋的离子方程式为 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(　　)
4．将 Fe(NO3)2样品溶于稀 H2SO4后，滴加 KSCN 溶液，溶液变红，则 Fe(NO3)2晶体已氧化
变质(　　)
5．用酸性高锰酸钾溶液检验 FeCl3溶液中是否含有 FeCl2(　　)
答案　1.×　2.×　3.√　4.×　5.×
一、铁盐、亚铁盐的性质
1．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．pH＝0的溶液中：Fe2＋、K＋、NO、SO
C．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中：K＋、NH、I－、HCO
D．1.0 mol·L－1 KNO3溶液中：H＋、Fe3＋、Cl－、SO
答案　D
解析　A中Fe3＋与SCN－形成络合物，B中酸性条件下 NO 氧化 Fe2＋，C中Fe3＋与I－、HCO
均不共存。
2．已知：沉淀的 pH 如下表：
化合物 Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2
pH 1.14～3.0 5.8～8.3 8.4～10.8 4.2～6.7
(1)除去 Mg2＋中混有的 Fe3＋的方法
向混合溶液中加入____________、____________、______________其中之一，与 Fe3＋水解
产生的 H＋反应，促进 Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为 Fe(OH)3沉淀除去。
(2)除去 Mg2＋中混有的 Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如______)将溶液中的 Fe2＋氧化成 Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的 Fe3
＋。
(3)请设计实验方案除去 CuCl2溶液中混有的少量FeCl2：_______________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案　(1)MgO　MgCO3　Mg(OH)2
(2)H2O2
(3) 先通 入 适量Cl2(或 加 入 H2O2)， 再 向 混合 溶 液 中 加 入 足量CuO[ 或
CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一]，充分反应后过滤
3．在 FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。
(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________。
答案　Fe2＋、Cu2＋　Fe3＋
(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在_____
___。
答案　Fe2＋　Cu2＋、Fe3＋
(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有_____
_____，一定不存在________。
答案　Fe2＋　Cu2＋　Fe3＋
二、Fe2＋和Fe3＋的检验
4．下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe2＋
B．向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2＋
C．向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3＋
D．向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中
只含有 Fe2＋，不含有 Mg2＋
答案　C
解析　A项中只能说明含有 Fe3＋，不能说明不含 Fe2＋；B项原溶液中也可能只有 Fe3＋而没有
Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀 Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀 Mg(OH)2。
5．以下实验能证明某溶液中不含 Fe3＋而含有 Fe2＋的是(　　)
A．滴入KSCN 溶液，不显红色
B．滴加足量氯水，再加 KSCN 溶液，显红色
C．滴入KSCN 溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红
摘要：

第13讲　铁及其化合物的转化关系[复习目标]　1.基于价—类二维图理解铁及其化合物的转化关系。2.掌握铁盐、亚铁盐的性质与检验。3.能通过实验探究掌握Fe2＋与Fe3＋的相互转化。考点一　基于价—类二...

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