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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)判断离子能否共存。
Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)
Fe3＋S2－、I－、SO
Fe2＋、Fe3＋HCO、CO 等发生水解相互促进
(2)盐溶液的配制与保存。
第13 讲 铁及其化合物的转化关系
01 基于价—类二维图理解铁及其化合物的转化关系。
02 掌握铁盐、亚铁盐的性质与检验。
03 能通过实验探究掌握Fe2＋与Fe3＋的相互转化。
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1
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(3)物质的制备。
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
1．（2024·吉林·高考真题）下列实验方法或试剂使用合理的是
选
项
实验目的
实验方法或试剂
A
检验
溶液中是否含有
溶液
B
测定
溶液中
用
溶液滴定
C
除去乙醇中少量的水
加入金属
，过滤
D
测定
溶液的
使用
试纸
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2
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A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2023·江苏·高考真题）室温下，探究
溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的
是
选
项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
向
溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN 溶液，观察溶液颜
色变化
B
是否有还原性
向
溶液中滴加几滴酸性
溶液，观察溶液颜色变化
C
是否水解
向
溶液中滴加2~3 滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D
能否催化
分
解
向
溶液中滴加几滴
溶液，观察气泡产生情况
A．A
B．B
C．C
D．D
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 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
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(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 。
―――――→酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 。
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( )
6．向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后黄色逐渐消失，加一滴KSCN 溶液后溶液颜色不变。
( )
7．将铜粉加入1.0 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝、有黑色固体出现，金属铁比铜活泼。( )
8．检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质，将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN 溶液，观察溶液是否
变红。( )
9．向某溶液中，滴加氯水无现象，再滴加KSCN 溶液，溶液显红色，该溶液中一定含Fe3＋。( )
10．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )
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－)。
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(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)。
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
2．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________。
(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________。
(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________。
3．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＋
1．（2022·海南·高考真题）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
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D
酸性
溶液中滴加乙醇至过量
溶液紫红色褪去
A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2021·湖南·高考真题）下列实验设计不能达到实验目的的是
实验目的
实验设计
A
检验溶液中
是否被氧化
取少量待测液，滴加
溶液，观察溶液颜色变化
B
净化实验室制备的
气体依次通过盛有饱和
溶液、浓
的洗气瓶
C
测定
溶液的pH
将待测液滴在湿润的pH 试纸上，与标准比色卡对照
D
工业酒精制备无水乙醇
工业酒精中加生石灰，蒸馏
A．A
B．B
C．C
D．D
考点三：基于Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
Fe2＋既有氧化性又有还原性，Fe3＋一般只表现氧化性，其转化关系为
写出下列转化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋的转化条件。
(1)将H2S 气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)将FeCl3溶液滴入淀粉-KI 溶液中，溶液变蓝：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)将H2O2滴入酸性FeCl2溶液中：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
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1．“铁三角”中的转化关系
完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋转化条件。
(1)将H2S 气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：
_
__。
(2)将FeCl3溶液滴入KI 淀粉溶液，溶液变蓝：
_ _。
(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：
_ __。
(4)将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中：
_ __。
(5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：
_ __。
2．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法
(1)除去含Mg2＋的溶液中混有的Fe3＋。向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的任意一种，与
Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去，过滤后向溶液中再加入适
量相应的酸。
(2)除去含Cu2＋的溶液中混有的Fe3＋。向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的任意
一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去，过滤后向溶液中
再加入适量相应的酸。
(3)除去含Mg2＋的溶液中混有的Fe2＋。先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)中
的方法除去溶液中的Fe3＋。
(4)除去含Cu2＋的溶液中混有的Fe2＋。先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)中
的方法除去溶液中的Fe3＋。
某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题：
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(1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋
实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变
浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩
余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe23溶液中，
观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。
①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，_____________________________________
(填操作步骤及现象)，证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为
_______________。
②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与________有关。
③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl 溶液可能出现的现象为________。
④丙组在检验反应后的溶液中是否存在Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加3 滴KSCN 溶液，结
果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN －的化学性质与I －相似，CuSCN 为白色固体；ⅱ.2Cu2 ＋＋4I －
===2CuI↓＋I2，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式：___________________。
(2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋
实验步骤及现象：向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放置一段时间后，
棕色消失，溶液变为黄色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。
①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑，其目的是___________________________________。
②实验中产生NO 的原因为________________________________(用离子方程式表示)。
(3)实验Ⅲ：Fe2＋与Fe3＋相互转化
实验步骤及现象：将SO2通入足量Fe3溶液中，溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，此时若滴入
BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g，则整个实
验中产生的气体(假设只生成一种气体，该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为________。
1．图1 为某常见金属单质及其部分化合物的“价—类”二维图。下列推断不合理的是
A．
，
的每步转化均可一步实现
B．b、c 均可与氢碘酸反应，但反应原理不同
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C．h 可同时实现饮用水的消毒与净化
D．向图2 中a 极附近滴入铁氰化钾溶液，会产生蓝色沉淀
2．下列反应的离子方程式不正确的是
A．Fe(OH)3溶于稀HNO3：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B．Fe(OH)2溶于稀HNO3：Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
C．Fe(OH)3溶于氢碘酸：2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2++I2+6H2O
D．FeCl3溶液加足量氨水：Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3
1．（2023·浙江·高考真题）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
往
溶液中加入
片
短时间内无明显现象
的氧化能力比
弱
B
往
溶液中滴加
溶液，再加
入少量
固体
溶液先变成血红色后
无明显变化
与
的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐
酸，滴加
溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有
价铁
D
向沸水中逐滴加5~6 滴饱和
溶液，持
续煮沸
溶液先变成红褐色再
析出沉淀
先水解得
再聚集成
沉淀
A．A
B．B
C．C
D．D
2．制备摩尔盐【
】的实验中，需对过滤出产品的母液【
、
、
的混合溶液，
】进行处理。常温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后溶液中主要
存在的一组离子正确的是
A．通入过量
：
、
、
、
、
演练·提能力
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B．加入少量NaClO 溶液：
、
、
、
、
C．加入过量NaOH 溶液：
、
、
、
、
D．加入过量NaClO 和NaOH 的混合溶液：
、
、
、
、
3．（2024·广东广州·三模）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A．
在一定条件下分别与氧气或水蒸气反应均可生成相同的化合物
B．溶于氢碘酸的离子方程式为
C．与
的相互转化均可通过化合反应来实现
D．
既可被氧化，也可被还原
4．（2024·北京·三模）化学小组探究
与
是否存在反应，实验过程如下图所示。
下列分析不正确的是
A．②中溶液无色是因为
，导致平衡
逆向移动
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B．③中溶液略显黄色，可能是因为②→③过程中
被空气氧化
C．④中溶液颜色比①浅，说明
与
反应导致
减小
D．将向①中加入的2 滴水改为2 滴
溶液，两次实验后的溶液颜色相同
5．（2024·浙江·三模）实验室将FeCl3饱和溶液滴入沸水中可制得
胶体，下列说法不正确的是
A．FeCl3溶液可用于制作印刷电路板
B．
胶体呈红褐色，也可以将FeCl3加入NaOH 溶液中制得
C．可用丁达尔效应区分FeCl3溶液和
胶体
D．直径为80nm 的微粒不属于胶体
6．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
D．滴入KSCN 溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红
7．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_________
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_______________________________________________________________________________。
(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。
8．已知：沉淀的pH 如下表：
化合物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Cu(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：_______________________________
_______________________________________________________________________________。
12
