文档文本内容
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第02 讲 铁及其重要化合物
目录
01 考情解码·命题预警.........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 铁及其重要化合物............................................................................................................4
知识点1 铁......................................................................................................................................................................4
知识点2 铁的重要化合物..........................................................................................................................................6
考向1 考查铁及其化合物的性质与应用..............................................................................................................8
思维建模 基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质
考向2 考查氢氧化亚铁的制备...............................................................................................................9
思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法
考点二 铁及其化合物的转化及应用...........................................................................................11
知识点1 亚铁盐的性质及应用..............................................................................................................................11
知识点2 铁盐的性质及应用...................................................................................................................................11
知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验..................................................................................................................................11
知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用.......................................................................................................12
考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验..........................................................................................................14
考向2 考查“铁三角”的转化及应用.................................................................................................................16
考向3 工艺流程或实验探究中的铁及其化合物的转化................................................................................17
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................21
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
铁及其化合物的
转化关系
选择题
非选择题
安徽卷T8（D 项），2 分
安徽卷T4（C 项），2 分
考情分析：
近两年的安徽卷中，
及其化合物的考
有多种形式，多涉及
、
的性
及
，在
中多
对铁
查
铁盐亚铁盐
质
检验
选择题
考
的化合物
查铁
的
化关系，如
转
2024 年安徽卷的第4 题，以循
化
的形式考
常
物
（包括
）的
环转
图
查
见
质
铁
转
化关系，在
与流程
中，
实验题
题
涉及
少，但依然要注意：
较
含
物
在生活中的
用
背景，以物
的制
、
铁
质
应
质
备
为
分离提
流程
体，与其他金属元素或非金属元素相
合，
合考
物
元素与化合物的性
、
操作
纯
为载
结
综
查
质
质实验
等知
及学生分析、
用的能力，
合考
物
制
、
化、分离提
等内容
识
应
查
质
备转
综
纯
。
复习目标：
1.
合真
情境中的
用
例或通
探究，了解
及其重要化合物的主要性
结
实
应
实
过实验
铁
质；
2.了解
及其重要化合物在生
、生活中的
用
铁
应
产
；
3.了解
及其化合物的制
方法
铁
备
。
2
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3
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考点一 铁及其重要化合物
知识点1 铁
1.存在及位置
（1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿
（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。
4
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（2）位置：铁位于元素周期表中第4 周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的
变价金属元素。
2.结构
（1）核外电子排布式：1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 3d
6 4s
2 或[Ar]3d
6 4s
2 ，价电子排布式：3d
6 4s
2 。
（2）原子结构示意图：
3.铁的物理性质
银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。
4.铁的化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2 价和＋3 价。
（1）与非金属单质的反应
①与O2的反应：
常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
点燃：3Fe
＋
2O
2=====
Fe
3O4。
②与Cl2的反应：2Fe
＋
3Cl
2=====
2FeCl
3。
③与S 的反应：Fe
＋
S
FeS。
④与I2的反应：Fe
＋
I 2
FeI2
（2）与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe
＋
4H
2O(g)
=====
Fe
3O4＋
4H
2。
（3）与酸的反应
酸
化学方程式或现象
稀H2SO4
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
稀HNO3
Fe 不足
Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
Fe 过量
3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓HNO3、浓
常温下钝化
5
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H2SO4
（4）与某些盐溶液反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe
＋
Cu
2 ＋ ==
=Fe
2 ＋ ＋
Cu
。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe
3 ＋ ＋
Fe
==
=3Fe
2 ＋ 。
得分速记
Fe
①
与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe 与盐酸反应生成FeCl2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe
2 ＋ ，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、
HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe
3 ＋ 。
④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe
－
2e
－ =Fe
2 ＋ 。
5.铁的冶炼
（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
（2）设备：高炉。
（3）主要反应：
①还原剂的生成：C ＋
O 2=====
CO
2，CO2＋
C =====
2CO
；
②铁的生成：Fe2O3＋
3CO
=====
2Fe
＋
3CO
2。
知识点2 铁的重要化合物
1.铁的氧化物
（1）铁的氧化物物理性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的价态
＋
2 价
＋
3 价
＋2 价，＋3 价
（2）铁的氧化物化学性质
①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为
FeO
＋
2H
＋ = Fe
2 ＋ ＋
H 2O，Fe2O3＋
6H
＋ = 2Fe
3 ＋ ＋
3H
2O，Fe3O4＋
8H
＋ = 2Fe
3 ＋ ＋
Fe
2 ＋ ＋
4H
2O。
Fe
②
3O4分别与HNO3和HI 反应的离子方程式为
3Fe3O4＋
28H
＋ ＋
NO
3
- =9Fe
3 ＋ ＋
NO↑
＋
14H
2O；Fe3O4＋
8H
＋ ＋
2I
－ =3Fe
2 ＋ ＋
I 2＋
4H
2O。
③FeO 与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
3FeO
＋
6 H ＋ ＋
NO
3
- = 3 Fe
3 ＋ ＋
NO↑
＋
3 H 2O；
④Fe2O3与HI 反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋
Fe2O3＋
6 H ＋ ＋
2I
－ = 2 Fe
2 ＋ ＋
I 2＋
3 H 2O。
⑤高温时,都能被C、CO、Al 等还原剂还原,生成单质铁
2.铁的氢氧化物
6
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化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe
2 ＋ ＋
2H
2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解
－
2Fe(OH)3=====Fe2O3＋
3H
2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋
2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－
===Fe(OH)3↓
二者的关系
空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变
成灰
绿
色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋
O 2＋
2H
2O ==
=4Fe(OH)
3
得分速记
Fe(OH)
①
2 与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3 Fe(OH)
2 ＋
10HNO3=3
Fe
(NO
3)3＋
NO
↑ ＋
8H
2O。
Fe(OH)
②
3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2 Fe(OH)
3＋
6HI
=2
Fe
I 2＋
I2＋
6H
2O。
3.铁的氢氧化物的制法
（1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe
2 ＋ ＋
2OH
－ ==
=Fe(OH)
2↓或Fe
2 ＋ ＋
2 NH
3H2O ==
=Fe(OH)
2↓ + 2 NH
4
+。
得分速记
空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：
A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
B.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。
C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
E.常见的制备Fe(OH)2的装置：
说明：①②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中
液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉
淀。
（2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe
3 ＋ ＋
3OH
－ ==
=Fe(OH)
3↓或Fe
3 ＋ ＋
3NH
3H2O ==
=Fe(OH)
3↓ +3NH
4
+。
7
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考向1 考查铁及其化合物的性质与应用
例1 下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是
A．FeCO3受热易分解，可用作补血剂
B．K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸
D．FeSO4·7H2O 具有还原性，可用作食品包装中的抗氧化剂
【答案】A
【解析】Fe2＋是血红蛋白的成分，故FeCO3可用作补血剂，与其热稳定性无关，A 项符合题意。
思维建模 基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质
（1）从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO 和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生
反应。
（2）从Fe 元素化合价看,Fe 具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中Fe 元素显+3 价,处于最高价态,具有氧化性;FeO
和Fe(OH)2中Fe 元素显+2 价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。
（3）基于物质类别和元素价态,设计铁及其化合物间转化的途径。
【变式训练1·变载体】铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
B．
具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质
C．
能与盐酸反应，可用于制作红色涂料
D．
难溶于水，可用于除去废水中
、
【答案】A
【解析】A．铁粉具有还原性，能与空气中的氧气反应，可用于食品袋中的抗氧化剂，延长食品的保质
期，故A 正确；B．氯化铁具有水解性，在溶液中水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中悬浮杂质聚沉而达
到净水的目的，则氯化铁用于除去水中悬浮杂质与氧化性无关，故B 错误；C．氧化铁是红棕色粉末，常
用于制作红色涂料，则氧化铁用于制作红色涂料与氧化铁能与盐酸反应无关，故C 错误；D．硫化亚铁的
溶解度大于硫化铜、硫化汞，常用于除去废水中的铜离子和汞离子，则硫化亚铁用于除去废水中的铜离子
和汞离子与硫化亚铁难溶于水无关，故D 错误；故选A。
【变式训练2·变载体】下列说法正确的是
A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸
B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O 高温下会反应
C．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
D．铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O
【答案】A
【解析】A 项，常温下铁与浓硝酸发生钝化，发生了化学反应，错误；B 项，高温下铁与水会发生反应，
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因此模具要干燥，正确；C 项，Fe2 ＋能将Cl2 还原为Cl －，正确；D 项，铁锈的主要成分可表示为
Fe2O3·nH2O，正确。
考向2 考查氢氧化亚铁的制备
例2 某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
（1）仪器1 的名称__________，装置5 的作用______________________________________。
（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3 中溶液不能进入4
中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4 中__________________________________________。
（3）装置改进后，将3 中反应后溶液压入4 中，在4 中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生
白色沉淀的原因________________________________。
【答案】（1）分液漏斗 液封，防止空气进入装置4 （2）在装置2、3 之间添加控制开关 （3）装置4
内的空气没有排尽
【解析】（1）该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5 的作用是液封，防止空气进
入装置4；（2）如此操作，不行的原因在于仪器3 产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶
液挤出，因而在装置2、3 之间添加控制开关即可；（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，
因为装置4 中空气没有完全排尽。
思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法
（1）有机层覆盖法
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，如图1 所示。
图1 图2 图3
（2）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，如图2 所
示。
（3）电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3 所示。
9
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【变式训练1·变考法】实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措
施错误的是
A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
【答案】C
【解析】A 项，FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2
不被氧化，正确；B 项，苯浮在FeCl2溶液上面，可隔绝空气，正确；C 项，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液
时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2 溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误；D 项，产生
Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，正确。
【变式训练2·考法】下列说法错误的是
A．Fe3O4质地致密，故可用作铁件的防腐保护层
B．Fe3O4溶于足量的氢碘酸生成FeI2和FeI3
C．Fe(OH)3能通过化合反应制取
D．可用如图装置制备Fe(OH)2
【答案】B
【解析】B 项，由氧化性：Fe3＋＞I2知，Fe3＋可把I－氧化为I2，故Fe3O4溶于足量氢碘酸不能生成FeI3，错
误；C 项，由4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3知，Fe(OH)3能通过化合反应制取，正确。
考点二 铁及其化合物的转化及应用
知识点1 亚铁盐的性质及应用
1.Fe2＋的氧化性和还原性
①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、NO(H＋)等均表现为还原性。
②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe
2 ＋ ＋
H 2O2＋
2H
＋ ===2Fe
3 ＋ ＋
2H
2O。
③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO
＋
5Fe
2 ＋ ＋
8H
＋ ===5Fe
3 ＋ ＋
Mn
2 ＋ ＋
4H
2O。
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。
知识点2 铁盐的性质及应用
1.氧化性
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含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO 等均表现为氧化性。
Fe
①
3＋与S2－、I－、HS－、SO 等具有较强还原性的离子不能大量共存。
Fe
②
3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe
3 ＋ ＋
Cu===Cu
2 ＋ ＋
2Fe
2 ＋ 。
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。
①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
。
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH 方法除去溶液中的铁离子。
③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释
至所需浓度。
Fe
④
3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
3.特性
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN 时变成血红色，含有Fe3＋的盐溶液遇到酚类物质时变成紫色。
知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验
1.Fe2＋的检验
方法1
―――――――→无现象―――――――→溶液变红色，证明含有Fe
2 ＋
方法2
――――――――→产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含
有Fe2＋
方法3
―――――――――→生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
2.Fe3＋的检验
方法1
――――――――→溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2
―――――――→产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
方法3
―――――――――→生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋
3.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
Fe
①
3＋的检验
a.――→溶液变血红色，说明含有Fe
3 ＋
b.――→试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
Fe
②
2＋的检验
a.――→KMnO4溶液褪色，说明含有Fe
2 ＋
b.――→溴水褪色，说明含有Fe2＋
c.――→生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋
得分速记
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－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
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（2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性
KMnO
4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)
知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用
1.“铁三角”的转化
用离子方程式表现转化
2Fe
①
3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
2Fe
②
3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO
3Fe
③
2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑
5Fe
④
2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
2Fe
⑤
2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
2.应用
（1）判断离子共存
①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存；
②Fe3＋与S2－、I－、SO 发生氧化还原反应，不能大量共存；
③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO 等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。
（2）除杂
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
（3）盐溶液的配制与保存
（4）物质的制备
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（5）铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图
说明：
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；
Fe
②
2＋、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和还原性。
考向1 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验
例1 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，只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，不符合题意；B 项，原溶液中也可能只有Fe3＋而
没有Fe2 ＋，不符合题意；D 项，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，不符合题意。
【变式训练1·变考法】
和
在工业生产中有广泛应用。下列离子方程式正确且符合题意的
是
A．硫酸铁溶液用于腐蚀铜质电路板；
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B．将
溶液与氨水
混合溶液反应，生成
沉淀：
C．在硫酸铁溶液中滴加
溶液，产生红褐色沉淀：
D．在NaClO 溶液中滴加少量
溶液：
【答案】B
【解析】A．硫酸铁溶液能和铜单质反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，可用于制作印刷电路板：
，A 错误；B．
溶液与氨水
混合溶液反应，生成
沉淀和铵根
离子，离子方程式正确，B 正确；C．硫酸铁溶液中滴加
溶液，氢氧化钡完全反应产生红褐色氢氧
化铁沉淀、硫酸钡白色沉淀：
，C 错误；D．次氯酸根
具有氧化性，在NaClO 溶液中滴加少量
溶液，亚铁离子被氧化为铁离子生成氢氧化铁沉淀：
，D 错误；故选B。
【变式训练2·变考法】氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备流程，回答下列问题：
（1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为
__________________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为
_________________________________________________。
（2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有____________________________。
（3）检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是___________________________。
（4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe 粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子
方程式为_____________________________________________________________________________。
（5）操作②为___________________________________________________________________________。
【答案】（1）不再有气泡产生 Fe、Cu 在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 （2）漏斗、玻璃棒
（3）K3[Fe(CN)6]溶液 （4）2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ （5）在HCl 气流中蒸发浓
缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥
【解析】（1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因
此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu 在稀盐
酸中形成原电池，加快反应速率；（2）操作①是过滤，所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有玻璃棒、漏
斗；（3）Fe2＋和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，因此检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是
K3[Fe(CN)6]溶液；（4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe 粉后通入Cl2，先是铁和铁离
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子反应生成亚铁离子，再是亚铁离子被氯气氧化为铁离子，此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe3
＋＋Fe＝3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－；（5）操作②是氯化铁溶液到FeCl3·6H2O 晶体，由于铁离子
加热时会发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl 气体防止铁离子水解，其操作过程为在
HCl 气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到FeCl3·6H2O 晶体。
考向2 考查“铁三角”的转化及应用
例2 含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，
该工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A．该过程中化合价发生改变的元素仅有Fe 和O
B．步骤①的反应为2Fe2＋＋O2＋4H＋＝2Fe3＋＋2H2O
C．Fe2(SO4)3可看作该过程的催化剂
D．若32 g SO2参与反应，需消耗标准状况下22.4 L O2
【答案】C
【解析】A 项，该流程中化合价发生改变的元素有Fe、S 和O，错误；B 项，步骤①的反应为4Fe2＋＋O2＋
4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，错误；C 项，Fe2(SO4)3 即为产物也为反应物，可看作该过程的催化剂，正确；D
项，由流程图可推知步骤①的反应为4FeSO4＋O2＋2H2SO4＝2 Fe2(SO4)3＋2H2O，步骤②为：Fe2(SO4)3＋
SO2＋2H2O＝2FeSO4＋2H2SO4，SO2与O2的物质的量之比为2 1∶，32 g SO2（0.5 mol）参与反应，需消耗标
准状况下5.6 L O2，错误。
【变式训练1·变载体】在指定条件下，下列物质或离子间转化能实现的是
A．FeCl3―――→Fe(OH)3(胶体)
B．Fe――――→Fe2O3
C．Fe2＋(aq)――→Fe3＋(aq)
D．FeCl3(aq)――→Fe
【答案】C
【解析】A 项，向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，可制备Fe(OH)3胶体，错误；B
项，高温下，Fe 和水蒸气反应的固体产物是Fe3O4，错误；，D 项Fe3＋具有氧化性，能将Cu 氧化为Cu2
＋，Fe3＋被还原为Fe2＋，错误。
【变式训练2·变考法】（2025·北京市海淀区一模）硫铁矿矿渣
周围的酸性废水中存在硫细菌和铁细
菌，可促进
的溶解，相关的物质转化如图，其中①~③均完全转化。下列说法不正确的是
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A．硫细菌的存在可减少覆盖在硫铁矿矿渣表面的
B．铁细菌的存在能提高反应①的速率
C．废水中铁元素含量几乎不变
D．一段时间后，废水的
降低
【答案】C
【解析】A．硫细菌可以将硫铁矿表面的硫氧化为硫酸根离子从而减少硫铁矿表面的硫，A 正确；
B．铁细菌可以将亚铁离子氧化为铁离子，而铁离子可以加快
的溶解，所以铁细菌的存在能提高反应
①的速率，B 正确；
C．根据流程图，
参与反应生成了亚铁离子和硫单质，故废水中铁元素的含量增多，C 错误；
D．硫细菌将硫单质氧化为硫酸根离子的过程中生成了氢离子，亚铁离子被氧气氧化为铁离子的过程中消
耗氢离子，生成的氢离子多于消耗的氢离子导致废水的pH 降低，D 正确；
故答案选C。
考向3 工艺流程或实验探究中的铁及其化合物的转化
例3 某小组设计以下对比实验，探究亚铁盐与
溶液的反应。下列说法不正确的是
实验
编号
试剂
现象
5 滴试剂
2mL5%
溶液
(pH=5)
Ⅰ
经酸化的
溶液(pH=0.2)
溶液立即变为棕黄色，稍后产
生气泡，向反应后的溶液中加
入KSCN 溶液，溶液变红。
测得反应后溶液
pH=0.9
Ⅱ
溶液(pH=3)
溶液立即变为棕黄色，产生大
量气泡，并放热，反应混合物
颜色加深且有浑浊。
测得反应后溶液
pH=1.4
Ⅲ
溶液(pH=3)
现象与II 相同，同时生成刺激
性气味气体，该气体能使湿润
的蓝色石蕊试纸变红但不褪
色。
测得反应后溶液
pH=2.0
A．实验中
溶液与
溶液反应的离子方程式为：
B．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中产生气泡的原因可能为含铁物质催化
分解产生
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C．实验Ⅱ中溶液变浑浊是由于
溶液氧化
消耗
导致的
D．实验Ⅲ中产生的刺激性气味的气体是
【答案】C
【分析】实验Ⅰ：溶液变棕黄，发生反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，向反应后的溶液中加入KSCN 溶
液，溶液变红，说明有+3 价铁离子生成，产生气泡，说明有氧气生成，Fe3+催化下H2O2分解产生，消耗
H+，pH 值增大；
实验Ⅱ：同实验Ⅰ，且是放热反应。混合物颜色加深并且有浑浊，pH 值减小，说明
发生了水解，产生
红褐色胶体，使溶液酸性增强，2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(胶体)+4H+；
实验Ⅲ：现象与II 相同，同时生成刺激性气味气体，该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色，说明
生成酸性气体，则说明在
发生水解后生产的HCl 挥发，据此分析；
【解析】A．H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，A 正确；
B．产生气泡的原因是Fe3+催化下H2O2分解产生O2，B 正确；
C．溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊，且pH 值减小，说明产
物
发生了水解，C 错误；
D．产生刺激性气味气体的原因是H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动，产生的HCl 受热挥
发，D 正确；
故选C。
【变式训练1·变考法】已知
为紫色固体，微溶于KOH 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中
快速反应产生
，在碱性溶液中较稳定。现利用如下装置(夹持装置略)制备
，发生反应
，并设计以下方案探究
能否氧化
产生
。
下列说法错误的是
方案Ⅰ
取三颈烧瓶中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有
。
方案Ⅱ
取少量溶液a，滴加KSCN 溶液至过量，溶液呈红色。
方案Ⅲ
用KOH 溶液充分洗涤三颈烧瓶中所得固体，再用KOH 溶液将
溶出，得到紫色溶
液b，取少量b，滴加盐酸，有
产生。
A．方案Ⅰ不能证明
氧化
产生
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B．由方案Ⅱ知a 中含
离子，方案Ⅰ与方案Ⅱ结合能证明
氧化
产生
C．方案Ⅲ中能证明
氧化
产生
，但若未充分洗涤，则不能证明
D．该实验表明
和
的氧化性强弱受溶液酸碱性影响
【答案】B
【解析】A．方案I 中，取三颈烧瓶中紫色溶液加入稀硫酸产生黄绿色气体
。但因为
在酸性溶
液中不稳定会分解，有可能是其分解产生的氧化性物质将
氧化为
，并非一定是
直接氧化
，所以不能证明
氧化
产生
，A 正确；
B．方案II 中溶液a 滴加
溶液呈红色，只能说明溶液a 中有
。然而这不能结合方案I 证明
氧化
产生
，因为
的产生可能是
在酸性条件下分解转化而来，无法确定
是
氧化
得到的，B 错误；
C．方案III 中，用
溶液充分洗涤三颈烧瓶中固体，再溶出
得到溶液b ，滴加盐酸有
产
生。若未充分洗涤，固体表面可能残留含氯氧化性物质（如未反应完的
与
反应生成的
等 ），这些物质在酸性条件下也能氧化
产生
，所以若未充分洗涤就不能证明是
氧化
产
生
，C 正确；
D．制备
的反应在碱性条件下
能将
氧化为
，而探究
氧化
在酸性条件
下进行，不同酸碱性条件下反应情况不同，表明
和
氧化性强弱受溶液酸碱性影响，D 正确；
综上，答案是B。
【变式训练2·变考法】以硫酸烧渣（主要成分为Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等）为原料制备氧化铁红
的工艺流程如下：
已知：Fe3＋＋3H2C2O4＝Fe(C2O4)＋6H＋，Fe2＋＋H2C2O4＝FeC2O4↓＋2H＋。
（1）“酸浸”时，使用草酸作为助剂可提高铁浸取率，草酸加入量[m(草酸)/m(硫酸烧渣)×100%]对铁浸取
率的影响如图所示。
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①加入草酸能提高铁浸取率的原因是_______________________________________________________。
②草酸加入量大于20%时，铁浸取率随草酸加入量增加而减小的原因是__________________________。
（2）“沉铁”时，反应温度对铁回收率的影响如图所示。
FeSO
①
4转化为Fe(OH)3的离子方程式为___________________________________________________。
②反应温度超过35 ℃时，铁回收率下降的原因是______________________________________________
_________________________________。
③“沉铁”后过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和________________。
（3）“纯化”时，加入NaOH 溶液的目的是_______________________________________________。
【答案】（1）①Fe3＋和H2C2O4生成Fe(C2O4)，促进草酸电离，溶液的H＋浓度增大；Fe3＋浓度降低，促进
烧渣中铁氧化物与硫酸的反应 ②Fe2＋与C2O 生成FeC2O4 沉淀 （2）①2Fe2＋＋H2O2＋4NH3·H2O＝
2Fe(OH)3↓＋4NH ②温度升高，H2O2受热被Fe3＋催化分解，使Fe2＋氧化不充分；氨水受热挥发，氨水浓
度减小，不利于Fe(OH)3的生成 ③草酸铵 （3）除去Fe(OH)3中含有的Al(OH)3杂质
【解析】由题给流程可知，硫酸烧渣加入稀硫酸和草酸混合溶液酸浸时，氧化铁、四氧化三铁、氧化铝溶
解混酸转化为三草酸根合铁离子、亚铁离子、铝离子，二氧化硅不溶于混酸，过滤得到含有三草酸根合铁
离子、亚铁离子、铝离子的滤液和含有二氧化硅的残渣；向滤液中加入氨水和过氧化氢混合溶液，将亚铁
离子氧化为铁离子后，与三草酸根合铁离子一起转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有铝离子的滤液和含有
氢氧化铁的滤渣；向滤渣中加入氢氧化钠溶液，将沉淀中混有的氢氧化铝转化为偏铝酸根离子，过滤得到
氢氧化铁；氢氧化铁煅烧分解生成氧化铁。
（1）①由题给信息可知，加入草酸能提高铁浸取率的原因是Fe3＋和H2C2O4 生成Fe(C2O4)，促进草酸电
离，使溶液中的H＋浓度增大；溶液中的Fe3＋浓度降低，有利于烧渣中铁氧化物与稀硫酸的反应；②由题
给信息可知，草酸加入量大于20%时，Fe2＋与C2O 生成FeC2O4沉淀，导致铁浸取率随草酸加入量增加而减
小；（2）①由题意可知，硫酸亚铁转化为氢氧化铁的反应为硫酸亚铁与过氧化氢和氨水反应生成硫酸铵
和氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋4NH3·H2O＝2Fe(OH)3↓＋4NH；②当反应温度超过
35 ℃时，温度升高，H2O2受热被Fe3＋催化分解，使Fe2＋氧化不充分；氨水受热挥发，氨水浓度减小，不
利于Fe(OH)3的生成，导致铁回收率下降；③由分析可知，沉铁加入氨水和过氧化氢混合溶液，将亚铁离
子氧化为铁离子后，与三草酸根合铁离子一起转化为氢氧化铁沉淀，同时生成硫酸铵和草酸铵，则过滤所
得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和草酸铵；（3）由分析可知，“纯化”时，加入氢氧化钠溶液的
目的是将Fe(OH)3中含有的Al(OH)3转化为偏铝酸根离子，然后过滤，达到除去氢氧化铝的目的。
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1．（2025·北京卷）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(
)存在亚
纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气
冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A．月壤钛铁矿中存在活泼氢
B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
【答案】B
【解析】A．月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A 正确；
B．地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生
成”的说法错误，B 错误；
C．生成水时H 被氧化（0→+1），Fe 被还原（如+3→0），存在化合价变化，属于氧化还原反应，C 正
确；
D．水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，D 正确；
故选B。
2．（2025·广东卷）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸具有强氧化性
B
向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
C
与
可生成蓝色物质
KSCN 溶液可用于检验
D
与浓盐酸共热，生成黄绿色气
体
【答案】B
【解析】A．浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为其见光易分解，而非因其强氧化性，陈述Ⅰ正确但因果关
系错误，A 不符合题意；
B．浓硫酸使蔗糖变黑体现其脱水性，陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且存在因果关系，B 符合题意；
C．Fe2+与K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀用于检验Fe2+，而KSCN 用于检验Fe3+，两者无直接因果关系，C 不符
合题意；
D．MnO2与浓盐酸生成Cl2是独立反应，与Cl2和SO2的反应无因果关系，D 不符合题意；
故选B。
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3．（2025·黑吉辽蒙卷）微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是
选项
颜色变化
解释
A
空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中，黑色铜丝
恢复光亮的紫红色
=
B
悬浊液中加入
溶液，固体由
白色变为红褐色
=
C
溶液中加入
，浅绿色溶
液出现蓝色浑浊
=
D
溶液中加入NaOH 溶液，溶液由橙色
变为黄色
【答案】A
【解析】A．醇的催化氧化反应中，铜作催化剂，先发生2Cu+O2
2CuO，然后乙醇与CuO 在加热条件下
，A 错误；
B．因为溶度积常数Ksp(
)大于Ksp(
)，所以Fe3+与Mg(OH)2发生沉淀转化生成Fe(OH)3，
符合溶度积规则，B 正确；
C．Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀，化学方程式为
=
，电荷和配平正确，蓝色浑浊现象合理，C 正确；
D．Cr2O
在碱性条件下转化为CrO4
2-，化学方程式为
，颜色由橙变黄，D
正确；
故选A。
4．（2025·甘肃卷）处理某酸浸液(主要含
)的部分流程如下：
下列说法正确的是
A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：
B．“碱浸”过程中NaOH 固体加入量越多，
沉淀越完全
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C．“氧化”过程中铁元素化合价降低
D．“沉锂”过程利用了
的溶解度比
小的性质
【答案】D
【分析】酸浸液(主要含
)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu 单质，溶液加入NaOH 碱
浸，过滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入H2O2，把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀，在经过多步操作，最后加入
Na2CO3，得到Li2CO3沉淀。
【解析】A．“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式：
，A 错误；
B．Al(OH)3是两性氢氧化物，NaOH 过量，则Al(OH)3会溶解，B 错误；
C．“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+，铁元素化合价升高，C 错误；
D．加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，利用了
的溶解度比
小的性质，D 正确；
答案选D。
5．（2024·全国新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A．反应为
B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
【答案】B
【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成
和
，该反应的化学方程式为
，A 正确；B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸
发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B 错误；C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐
的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C 正确；D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用
硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D 正确；故选B。
6．（2023·浙江卷）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．
能使某些色素褪色，可用作漂白剂
B．金属钠导热性好，可用作传热介质
C．
溶液呈碱性，可用作消毒剂
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D．
呈红色，可用作颜料
【答案】C
【解析】A．SO2具有漂白性，能使某些色素褪色，选项A 正确；B．钠导热性好，液态钠可用作核反应堆
的传热介质，选项B 正确；C．NaClO 溶液可用于杀菌消毒，并不是由于其具有碱性，而是因为其具有强
氧化性，选项C 不正确；D．Fe2O3的颜色是红色,可用作红色颜料，选项D 正确；答案选C。
7．（2022·海南卷）依据下列实验，预测的实验现象正确的是
选项
实验内容
预测的实验现象
A
溶液中滴加NaOH 溶液至过量
产生白色沉淀后沉淀消失
B
溶液中滴加KSCN 溶液
溶液变血红色
C
AgI 悬浊液中滴加NaCl 溶液至过量
黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D
酸性
溶液中滴加乙醇至过量
溶液紫红色褪去
【答案】D
【解析】A．MgCl2溶液中滴加NaOH 溶液至过量，两者发生反应产生白色沉淀，白色沉淀为氢氧化镁，
氢氧化镁为中强碱，其不与过量的NaOH 溶液发生反应，因此，沉淀不消失，A 不正确；B．FeCl3溶液中
滴加 KSCN 洛液，溶液变血红色，实验室通常用这种方法检验的Fe3+存在；FeCl2溶液中滴加 KSCN 洛
液，溶液不变色，B 不正确；C．AgI 的溶解度远远小于AgCl，因此，向AgI 悬浊液中滴加 NaCl 溶液至过
量，黄色沉淀不可能全部转化为白色沉淀，C 不正确；D．酸性KMnO4溶液呈紫红色，其具有强氧化性，
而乙醇具有较强的还原性，因此，酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量后溶液紫红色褪去，D 正确；综上所
述，依据相关实验预测的实验现象正确的是D，本题选D。
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