B．铁是较活泼的金属，它与卤素（X2）反应的生成物均为FeX3
C．氢氧化铁与氢碘酸反应：
Fe（OH）3＋3HI===FeI3＋3H2O
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe（OH）3胶体
A [铁与单质碘化合生成的是FeI2，选项B不正确；铁离子能把碘离子氧化成单质碘，选项C不正确；D项，得到的是Fe（OH）3沉淀，因而不正确。
]
3．下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（填序号）。
解析：
因为Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。
①、②原理一样，都是先用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；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④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。
答案：
①②③⑤
方法一：
有机覆盖层法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4），以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应，如题中的③⑤。
方法二：
还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如题中的①②。
方法三：
电解法
用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油），如题中的③。
总之：
Fe（OH）2制备的关键
①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；
②制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在密闭隔绝空气的体系中。
考法2 Fe与HNO3反应的产物判断
4．把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列说法正确的是（ ）
A．反应后生成的盐只为Fe（NO3）3
B．反应后生成的盐只为Fe（NO3）2
C．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为3∶1
C [由于铁的物质的量为
＝0.4mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8mol（此时只产生Fe2＋）和1.2mol（此时只产生Fe3＋）之间，又产生
0．3molNO2和0.2molNO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3mol×（5－4）＋0.2mol×（5－2）＝0.9mol，所以对应的产物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9mol，解得x＝0.1mol，y＝0.3mol。
]
5．在一定量的稀硝酸中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如图所示。
请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋
（1）AB段铁元素以形式存在。
（2）BC段铁元素以形式存在。
（3）CD段铁元素以形式存在。
（4）AB段与BC段所需Fe的质量比为。
解析：
向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后Fe3＋全部转化为Fe2＋。
答案：
（1）①
（2）④ （3）③ （4）2∶1
考点二|铁盐、亚铁盐的性质及应用
1．亚铁盐（Fe2＋）和铁盐（Fe3＋）
（1）亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。
①氧化性：
Fe2＋与Zn反应的离子方程式：
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋。
②还原性
a．向FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水（或通入Cl2），若溶液变红色，证明Fe2＋具有还原性。
反应原理用离子方程式表示为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
b．向FeCl2溶液中滴入双氧水，溶液变黄，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2＋具有还原性。
反应原理用离子方程式表示为MnO
＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
提醒：
（1）能氧化Fe2＋的常见氧化剂有X2（Cl2、Br2）、NO
（H＋）、H2O2、MnO
；
（2）Fe2＋水解使溶液呈酸性；（3）亚铁盐溶液保存时应加入铁粉防止Fe2＋被氧化，加入相应酸防止水解。
（2）铁盐
①氧化性：
含Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
a．向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属（如Fe），若溶液红色褪去，证明Fe3＋具有氧化性。
反应原理用离子方程式表示为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
b．向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变成蓝色，证明Fe3＋具有氧化性。
反应原理用离子方程式表示为2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
c．向FeCl3溶液中通入H2S气体，若出现黄色浑浊，证明Fe3＋具有氧化性。
反应原理为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
②易水解：
a.配制FeCl3溶液时，应将FeCl3溶于稀盐酸中，然后稀释。
b．将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2O
Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。
c．除去CuCl2溶液中的Fe3＋，可向溶液中加入足量CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，调节pH，使Fe3＋水解生成Fe（OH）3沉淀。
d．因Fe3＋易水解，故制备无水的FeCl3应在HCl气流中使结晶FeCl3失去H2O。
2．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋；
溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
（4）Fe2＋的特征检验方法
溶液
产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓
[应用体验]
1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋。
（ ）
（2）FeCl3溶液中加入KSCN溶液，有红色沉淀生成。
（ ）
（3）除去Fe2（SO4）3中的Fe2＋可加入适量H2O2或氯水。
（ ）
（4）除去ZnCl2溶液中的Fe3＋可加入足量ZnCO3，然后过滤。
（ ）
答案：
（1）√
（2）× （3）× （4）√
2．欲探究浓硫酸与Fe共热反应后铁元素的价态，设计下列实验，请填空：
将反应后试管中的溶液稀释。
取少量溶液，滴入3～5滴溶液，若溶液呈红色，则证明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋；取少量溶液，滴入3～5滴溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2＋，否则不含Fe2＋。
若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3＋，则反应的化学方程式是。
答案：
KSCN 酸性KMnO4
2Fe＋6H2SO4（浓）
Fe2（SO4）3＋3SO2↑＋6H2O
考法1 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验
1．将铜和氧化铁的混合物溶于足量稀盐酸中，向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出现红色。
下列有关说法错误的是（ ）
A．容器中可能有固体残渣
B．所得溶液中一定存在Fe2＋
C．反应过程中水的电离程度增大
D．再加入铜后，溶液红色逐渐褪去
A [所得溶液中滴入KSCN溶液后变红色，说明会有Fe3＋，则Cu不存在。
]
2．（2017·北京高考）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0.05mol·L－1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）检验产物
①取出少量黑色固体，洗涤后，
（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。
（2）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
（用离子方程式表示）。
针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀，较3min时量少；溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀，较30min时量少；溶液红色较30min时变浅
（资料：
Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3＋产生的原因作出如下假设：
假设a：
可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；
假设b：
空气中存在O2，由于
（用离子方程式表示），可产生Fe3＋；
假设c：
酸性溶液中的NO
具有氧化性，可产生Fe3＋；
假设d：
根据现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。
解析：
（1）①若黑色固体中含有Ag，可先加入硝酸，加热使之溶解，再加入盐酸，能产生白色沉淀AgCl。
②K3[Fe（CN）6]溶液是常见的检验Fe2＋的试剂。
取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。
（2）Fe3＋具有较强的氧化性，可与Fe发生氧化还原反应：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
②Fe2＋与O2可发生氧化还原反应：
4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，生成Fe3＋。
加入KSCN溶液后产生白色沉淀，说明溶液中含有Ag＋，Ag＋可将Fe2＋氧化为Fe3＋。
答案：
（1）①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀 ②Fe2＋
（2）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀
考法2 涉及Fe及其化合物的化工流程综合试题
3．（2019·贵阳模拟）α铁纳米粉在现代电子工业上用途极为广泛，用赤铁矿石（含Fe2O3、FeO，也含有Al2O3、MnO2、CuO等）制备纳米铁颗粒的实验流程如下：
已知部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表所示：
沉淀物
Al（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Cu（OH）2
开始沉淀时的pH
3.7
2.3
7.6
5.4
完全沉淀时的pH
5.2
3.2
9.7
6.7
回答以下问题：
（1）实验流程中首先对赤铁矿进行“碾碎”，目的是
。
（2）固体A的成分是（填写化学式），在滤液A中加H2O2的目的是
（用离子方程式进行说明）。
（3）步骤②中需调节pH的范围是。
（4）步骤③中灼烧所需的仪器有酒精灯、三脚架、（填写三种仪器），发生反应的化学方程式为。
解析：
（1）对赤铁矿进行碾碎，可以增大接触面积，从而加快反应速率，提高矿石的浸出率。
（2）赤铁矿中只有MnO2与稀硫酸不反应，故固体A为MnO2。
滤液A中加H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋。
（3）步骤②调节pH的目的是将Fe3＋与Al3＋、Cu2＋分离，即完全沉淀Fe3＋，而不沉淀Al3＋、Cu2＋，故需调节3.2≤pH＜3.7。
（4）步骤③为灼烧Fe（OH）3，需要用到的仪器还有坩埚、泥三角、坩埚钳。
灼烧Fe（OH）3时发生分解反应：
2Fe（OH）3
Fe2O3＋3H2O。
答案：
（1）增大接触面积，从而加快反应速率，提高矿石的浸出率
（2）MnO2 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
（3）3.2≤pH＜3.7
（4）泥三角、坩埚、坩埚钳 2Fe（OH）3
Fe2O3＋3H2O
（1）回收Cu和制备FeCl3的流程
（2）废品（含Fe2O3、CuO、FeO、SiO2）制备Fe2O3、CuSO4·5H2O的流程
专项突破（九） “铁三角”关系及其应用
1．“铁三角”中的转化关系
2．“铁三角”的重要应用
（1）离子共存分析
与Fe2＋、Fe3＋因发生氧化还原反应不能共存的粒子：
①Fe2＋
NO
（H＋）、ClO－、MnO
、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O
等。
②Fe3＋
S2－、I－、SO
、HS－、HSO
、H2SO3、H2S等。
提醒：
Fe2＋、Fe3＋
HCO
、CO
、AlO
等水解相互促进的离子。
（2）常见的离子除杂方法
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
MgCl2
FeCl2
先加氯水或H2O2，然后加MgO或Mg（OH）2调pH
[对点训练]
1．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。
A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。
反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．①中所加试剂可能是氯气
B．③中需要加具有氧化性的试剂
C．A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
C [Fe与稀硝酸反应，当Fe过量时生成Fe2＋，当Fe少量时生成Fe3＋。
]
2．（2019·长沙模拟）在Fe2（SO4）3溶液中，加入ag铜，完全溶解后，再加bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是（ ）
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
B [因为a＞c，说明bg铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋。
]
3．（2018·洛阳一模）下列各组离子一定能大量共存的是（ ）
A．在含大量Fe3＋的溶液中：
NH
、Na＋、Cl－、S2－
B．澄清透明的溶液中：
Cu2＋、Fe3＋、SO
、NO
C．含有I－的溶液中：
K＋、Fe3＋、SO
、Fe2＋
D．常温下在pH＝1的溶液中：
K＋、Fe2＋、Cl－、NO
B [A项，Fe3＋氧化S2－；C项，Fe3＋氧化I－；D项，酸性条件NO
氧化Fe2＋。
]
4．下列除杂的操作不正确的是（ ）
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：
加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：
加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：
加入足量锌粉充分反应后过滤
D．CaCl2溶液中混有少量FeCl2：
先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CaCO3充分反应后过滤
C [FeCl3溶液中存在水解平衡：
FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe（OH）3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入足量锌粉，Cu2＋、Fe3＋均与Zn反应，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CaCO3与H＋反应将Fe3＋转化成Fe（OH）3而除去，D正确。
]
课堂反馈 真题体验
[一题串知，落实考法]
（2016·全国卷Ⅱ，改编）某班同学用如下实验探究Fe、Fe2＋、Fe3＋的性质及转化。
（1）将Fe投入足量稀硝酸中，溶液变为色，其离子方程式为。
[考查Fe的性质]
（2）将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中的现象为
，
有关化学方程式为。
[考查Fe2＋、Fe（OH）2的性质]
（3）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是。
[考查Fe2＋、Fe3＋的性质]
（4）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
。
[考查Fe2＋、Fe3＋的性质与检验方法]
（5）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再向液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是。
[考查Fe2＋的还原性]
（6）丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是（填离子符号）；实验①和③说明：
在I－过量的情况下，溶液中仍含有（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为。
[考查Fe3＋的氧化性及性质探究]
（7）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为；
一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后红褐色沉淀生成。
产生气泡的原因是；
生成沉淀的原因是
（用平衡移动原理解释）。
[考查Fe2＋、Fe3＋的性质及应用]
答案：
（1）黄 Fe＋4H＋＋NO
===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
（2）先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
FeSO4＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋Na2SO4,4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
（3）防止Fe2＋被氧化 （4
升级会员 