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。
7．如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L
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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中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程_________________________________________________。 (4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________________________________________________________________。 答案 (1)铁屑 Fe＋2H===Fe2＋H2↑ (2)打开
(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应 (4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
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(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。
1．亚铁盐
(1)Fe2的氧化性和还原性
含有Fe2的溶液呈浅绿色，Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO3(H)等均表现为还原性。
Fe2的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋H2O2＋2H===2Fe3＋2H2O。 (2)可水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2的水解，加少量铁屑防止Fe2被氧化。 2．铁盐的性质及应用
(1)氧化性：含有Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。
①Fe3与S2、I、HS、SO23等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋Cu===Cu2＋2Fe2。 (2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
利用Fe3易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2O=====Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。 3．Fe2、Fe3的检验方法 (1)用KSCN溶液和氯水
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(2)用NaOH溶液
(3)含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验 混合溶液――――――→溶液变血红色，说明含有Fe3。 混合溶液―――――→KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2。 KMnO溶液
4
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滴加KSCN溶液
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滴加酸性
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(4)Fe2的特征检验方法
溶液―――――――→产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2，3Fe2＋2[Fe(CN)6]3===Fe3[Fe(CN)6]2↓。 问题思考
混合溶液中Fe3、Fe2除去的常用方法 已知：
化合物 Ksp近似值
(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法
向混合溶液中加入________、____________、__________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)，然后再按向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一]，充分反应后过滤。
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性( ) (2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应( ) (3)中性溶液中可能大量存在Fe3、Cl、K、SO24( )
(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋3SCN===Fe(SCN)3↓( ) (5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2( ) (6)能通过化合反应制取FeCl2( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
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K3[Fe?CN?6]溶液
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Fe(OH)3 10－39Fe(OH)2 10－17Mg(OH)2 10－11Cu(OH)2 10－20
题组一 Fe2、Fe3的性质及应用
1．《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正确的是( )
A．赤色固体可能是Fe2O3
B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质 C．青矾燃烧过程中发生了电子转移
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D．“青矾厂气”可能是CO和CO2 答案 D
解析 根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CO2。
2．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是( )
A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2 B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，可能含Cu2和Fe3 C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3和Fe2，一定不含Cu2 D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2和Fe3 答案 D
解析 氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。
3．下列有关Fe3、Fe2的性质及应用的说法正确的是____________(填序号)。 ①Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂
②向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液
③室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明Fe3的氧化性比I2的强
④Fe2与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋H2O2＋2H===2Fe3＋2H2O ⑤硫酸亚铁片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果 答案 ②③④⑤
解析 Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，可用于净水，与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系，①错误；由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②正确；Fe3＋将I－氧化成I2，依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知，Fe3＋的氧化性强于I2，③正确；H2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，④正确；维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2＋被氧化，⑤正确。 题组二 Fe2、Fe3的检验 4．(2024·郑州统考)将0.2 mol·L
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的KI溶液和0.05 mol·L1Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反
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应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋2I是( )
A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变血红色
2Fe2＋I2的
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B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成 C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成 D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色 答案 A
解析 0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合，KI过量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变血红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2，A项正确；KI过量，溶液中存在I－，B项错误；该反应生成Fe2
K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，C项错
＋，向混合液中滴入
误；该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D项错误。
检验Fe2和Fe3时的注意事项
(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
(3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
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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。
2024高考化学一轮教师用书：专题3 第10讲 铁、铜的获取及应用 Word版含答案
