【考点定位】本考点考查铁及其化合物的性质实验，涉及Fe、Fe的性质与检验、探究铁及其化合物的氧化性和
还原性,明确检验Fe和Fe时的注意事项及成功制备Fe(OH）2的关键。
2＋
3＋
2+
3+
【精确解读】
实验一：铁及其化合物的性质实验 实验项实验操作 目 Fe2+、取两支试对于Fe3+实验现象 结论 管，分别盛适量FeSO4、FeCl3溶液，加入适量NaOH溶FeSO4溶液，先生成的是白色沉淀，FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4； 4Fe（OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓；FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl 与NaOH溶液反应 学必求其心得，业必贵于专精
液，观察现象 然后沉淀变成绿色，最后沉淀变成红褐色．对于FeCl3溶液学必求其心得，业必贵于专精
则直接生成红褐色沉淀 Fe2+、取两支试对于Fe3+管，分别盛适量FeSO4、FeCl3溶液，加入适量FeSO4溶液，滴加KSCN溶液，无明FeCl3+3KSCN═3KCl+Fe(SCN)3［ 血红色］ 与KSCN溶液学必求其心得，业必贵于专精
反应 KSCN溶液，观察现象． 显变化；对于FeCl3溶液,滴加 KSCN溶液,迅速变成血红色 实验二：探究铁及其化合物的氧化性和还原性 序实验设计 号实验观察(主要现象) 离子方程式 解释与学必求其心得，业必贵于专精
结论
铁粉溶解，溶在铁粉中滴① 入稀硫酸 液由无 色变成浅绿色，有无色无味的气体生成 氯化亚铁溶液中滴② 入KSCN溶液，再加入氯水 滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成血红色 Fe2+氯化亚铁溶③ 液加入锌片 浅绿色褪去 Fe+Zn=Fe+Zn2+ 2+ Fe具有Fe+2H+=H2↑+Fe2+ 还原性
Fe2+具2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—、Fe3++3SCN-=Fe（KSCN)3 有还原性 具有氧化性学必求其心得，业必贵于专精
在氯化铁溶液中加入KSCN④ 溶液，再加入足量Cu片(或铁粉或锌片) 【精细剖析】
1．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法
（1）用KSCN溶液和氯水
加入KSCN溶液出现血红色，加入足量Cu片（或铁粉或锌片）后血红色消失 2Fe+Cu=2Fe+Cu 3+2+2+Fe3+具有氧化性
（2)用NaOH溶液
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
错误!错误!溶液变血红色，说明含有
Fe3＋
Fe2＋。
错误!错误!KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有
2．检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
学必求其心得，业必贵于专精
（1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加
KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化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
①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6］：3Fe2
＋
＋2[Fe(CN)6］3－===Fe3［Fe(CN）6］2↓(蓝色）。
②检验Fe3＋也可用苯酚（C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，
溶液显紫色.
3．成功制备Fe（OH)2的关键
Fe（OH）2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3。在实验
室中制备Fe(OH）2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,成功的关键有以下两点：
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在密闭的隔绝空气的体系中.
4．常见的不能与Fe2＋、Fe3＋大量共存的离子
学必求其心得，业必贵于专精
(1）Fe3＋与HCO错误!、AlO错误!、CO错误!、ClO－等离子相互促进水解不能大量共存。
（2）Fe2＋能被NO错误!（H＋)、ClO－、MnO错误!（H＋)氧化，不能大量共存。
（3）Fe3＋能氧化S2－、I－、HS－、SO错误!等离子，不能大量共存。
【典例剖析】李强在学习了高中化学《铁及其化合物》一节的知识
后，对初中“铁丝在氧气中燃烧”实验中的产物产生了疑惑，他认为燃烧时溅落下来的黑色物质中除了Fe3O4外可能还含有其他物质，为了验证自己的猜想，他在实验室中重做该实验，并进行了如下探究活动:查阅资料：①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种，FeO高温时极易被氧化为Fe2O3，而Fe2O3在高温时又容易分解成Fe3O4和一种气体；②铁的氧化物的分解温度及铁的熔点:
Fe3O4 Fe2O3 Fe 分解温度/°C 1538 1400 - 熔点/°C — — 1535 （1）根据以上资料,李强提出猜想:黑色物质的成分可能为
___________________________；为了确定黑色物质的成分，李强设计了如下几个实验方案：
学必求其心得，业必贵于专精
方案1：取该黑色物质溶于足量的稀硫酸中，观察是否有大量
气体生成；
方案2：称取碾碎成粉末状的黑色物质a g,在空气中充分灼烧，
待反应完全后,在干燥器里冷却,再称重，反复多次直到固体恒重，称得质量为b g,比较a、b的关系;
方案3：取少量碾碎成粉末状的黑色物质，用磁铁吸引,看是否
被吸起;
你认为能够证明李强猜想的合理实验方案是
__________________,其他方案不合理的原因是__________________(只说其中的一个理由）;
（2）针对李强的质疑,研究性学习小组又设计了新的探究方案，
装置如下图所示
a．若反应都进行完全，要想确定黑色固体成分必须测定下列物理量中__________________（只填序号）；
①通入氢气体积V ②反应前，黑色固体+硬质玻璃管的总质
量m1 ③完全反应后黑色固体+硬质玻璃管的总质量m2 ④
学必求其心得，业必贵于专精
实验前,干燥管质量m3 ⑤硬质玻璃管质量m4 ⑥锌粒质量m5 ⑦稀硫酸中含溶质的量n ⑧实验后，干燥管质量m6；
b．根据测定的实验数据,计算出黑色固体中Fe3O4的质量分数
为_____________________；
（3）向一定量FeO、Fe和Fe3O4的混合物中加入
100 mL l.5 mol•L—1的盐酸，使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况)气体,再向反应后的溶液中加入1 mol•L—1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液的体积最少为_________________；
A．90 mL B．100 mL C．150 mL D．200 mL．
【答案】（1）Fe和Fe3O4；黑色固体中Fe含量很少，同时在溶液
中发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，则方案1看不到明显现象 （2）
−𝑚)②③⑤ 29(𝑚 (3）C
8(𝑚−𝑚)
1
2
2
3
学必求其心得，业必贵于专精
【变式训练】某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸混合加
热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体．为此他们设计了如图装置验证所产生的气体；
（1）写出下列几种装置的作
用:B_____________,C_____________，G_____________；
（2)证明有SO2生成的现象是_____________;
(3）可以证明气体A装置生成气体中含有H2的实验现象是E
中_____________，F中_____________;如果去掉装置D，还能否根据F中的现象判断气体中有H2？___________（填“能\"或“不能”),原因是_____________；
（4）反应后A的溶液中含有Fe3+和Fe2+，检验其中的Fe2+的
方法是_____________;检验其中Fe3+的方法是_____________。
学必求其心得，业必贵于专精
【答案】（1）防止倒吸；验证有SO2生成，同时除去SO2；防止空
气中的H2O进入F （2)酸性高锰酸钾溶液颜色变浅 (3）黑色(CuO）变成红色（Cu）；白色粉末变成蓝色；不能；因为混合气体中可能含H2O,会干扰H2的检验 （4）取A的溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，证明有Fe2+；取少量A溶液,滴加KI和淀粉溶液，若溶液变为蓝色，则证明有Fe3+
【实战演练】
1．某同学用图示装置进行铁和稀硝酸反应的实验并进行相关的实
验探究
a．向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有一定质量的纯铁粉的小烧杯放入瓶中
b．关闭止水夹，点燃红磷,伸人瓶中，塞好胶塞
学必求其心得，业必贵于专精
c．待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中
缓慢滴入一定量的4mol•L-1的稀硝酸，铁粉完全溶解
【气体产物成分探究】
（1)实验前如何检查该装置的气密性？___________________________________；
（2）燃烧红磷的目的是________________________________; （3）为证明气体产物为NO，步骤c后还缺少的一步主要操作是________________________________； 【产物中铁元素价态探究】 （4）提出合理假设:
假设1：产物中只有+2价铁;假设2：
___________________________，假设3：产物中既有+2价铁，又有+3价铁；
（5)设计实验方案，验证假设1成立(写出实验操作步骤现象和
结论）：_________________________；
【问题讨论】
（6）广口瓶中热NaOH溶液的主要作用是
____________________________；若假设3成立，且所得溶液中n(Fe2+):n(Fe3+）=3：1时,则对应的离子反应方程式为_______________________________。
【答案】（1）通过分液漏斗向广口瓶中加水，当水不能顺利滴下
时停止加水，观察分液漏斗中水位,若水位不下降，则说明装置气密性良好 (2）除去广口瓶内的氧气，避免干扰产物成
学必求其心得，业必贵于专精
分的检验 （3）打开止水夹，向瓶内通入少量空气 （4）产物中只有+3价铁 （5）取小烧杯中反应溶液少许放入一支试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向其中加少量H2O2溶液，溶液显红色，则证明假设1成立 （6）实验结束后，热NaOH溶液在充入足量空气(或氧气)条件下，将瓶中氮的氧化物及红磷燃烧生成的氧化物完全吸收防止空气污染；4Fe+12H++3NO3—=3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
2．新型材料纳米级Fe粉具有超强的磁性，能用作高密度磁记录的
介质以及高效催化剂等．
Ⅰ．实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图甲：
学必求其心得，业必贵于专精
（1)FeCl2•nH2O固体加热脱水通常要通入
___________________________________________；
(2）生成纳米级Fe的化学方程式为
______________________________________；
Ⅱ．在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不
同：温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4．甲同学用图乙所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证固体产物
（3）B中收集到的气体是_______________(填名称)，C装置的作用是_________________；
（4)乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下
列实验:
实验步实验操作 骤将反应后得到的黑色粉末（假定均匀）黑色粉末逐渐溶解,溶① 取出少量放入另一试管中,加入少量盐酸，微热 ② 液呈浅绿色,有少量气泡产生 实验现象 向上述溶液中滴加几滴KSCN溶液,震溶液没有出现红色 学必求其心得，业必贵于专精
荡 乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO．丙同学认为该结
论不正确，他的理由是________________（用离子方程式表示）;
（5)丁同学称取5。60g Fe粉，反应一段时间后,停止加热．将
试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g．然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应,消耗0.08mol FeCl3．丁同学实验的固体产物为______________________.
【答案】（1）干燥的HCl气体（2）FeCl2+H2 高温 Fe+2HCl(3）氢气;
提供反应所需的水蒸气（4）2Fe3++Fe=3Fe2+（5）Fe3O4、Fe
（3)B中生成气体为氢气,氢气不溶于水,能用排水法收集，装置C为加热水以产生水蒸气；（4）铁离子能与铁反应生成亚铁离子，故离子反应方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+；
（5）3Fe+4H2O═Fe3O4 +4H2 Fe的质量为5。6g，则n（Fe)=0.1mol，如果这些Fe完全和水蒸气反应，那么应该生成0.1mol 的Fe3O4，3m（Fe3O4）=0.1×M(Fe3O4）=7.73g，但是现在只产生了 6。88g 的 3Fe3O4，就表明 Fe 没有完全反应，还有剩余，因为多出来的质量 6。88g-5。6g=1。28g 就是氧元素的质量,所以n
1.28g（O)=16𝑔/𝑚𝑜𝑙=0.08mol，而一个Fe3O4分子含4个氧原子，所以 n
（Fe3O4）=1×n（O）=0。02mol，m（Fe3O4)=0。02 mol×M（Fe3O4)=4。4
学必求其心得，业必贵于专精
64g，那么这6。88g 固体中就含有 Fe3O4 4。64g,而Fe 就有 6。
2.24𝑔
88g-4。64g=2。24g，n(Fe)=56𝑔/𝑚𝑜𝑙=0。04mol,依据反应
Fe+2FeCl3═3FeCl2,所以消耗的FeCl3的物质的量是n（Fe）的2倍为 0.08mol.
3．如图铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是（ )
A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口部 C．用铁丝网罩罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成
【答案】B
【自我反思】
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