铁的氢氧化物及其盐
(一)铁的氢氧化物
化学式 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
态 | 白固体 | 红褐固体 |
溶解性 | 难溶于水 | 难溶于水 |
与盐酸 | Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O | Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O |
受热 分解 | — | 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O |
制法 | 可溶性亚铁盐与强碱溶液反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ | 可溶性铁盐与强碱溶液反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ |
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[注意] ①空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白沉淀迅速变成灰绿,最后变成红褐,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。 ②制备Fe(OH)2时要避开O2的环境。
(二)亚铁盐和铁盐
1.亚铁盐
(1)氧化性与还原性
含有Fe2+的溶液呈浅绿,Fe2+既有氧化性,又有还原性,Fe2+与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为Fe2++Zn===Fe+Zn2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(2)可水解
保存或配制FeSO4时常加入少量H2SO4的理由是(写离子方程式) 熊家冢Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+。
2.铁盐
(1)氧化性
含有Fe3+的溶液呈棕黄,Fe3+具有氧化性,Fe3+与Fe、Cu反应的离子方程式分别为
2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(2)特性
含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN时变成红。
(3)可水解
①利用Fe3+易水解的性质,实验室可将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体,反应的化学方程式:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
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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。如可通过加入MgO或Mg(OH)2调节pH来除去MgCl2溶液中的Fe3+。
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。
(三)Fe2+、Fe3+的检验方法
1.用KSCN溶液和氯水
2.用NaOH溶液
3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验
溶液变红,说明含有Fe3+。
KMnO4溶液紫红褪去,说明含有Fe2+。
4.Fe2+的特征检验方法
产生蓝沉淀,说明溶液中含有Fe2+,3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
[注意] 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-)。
②Fe3+、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)。
(四)“铁三角”的关系及应用
1.“铁三角”的关系
2.“铁三角”的应用
(1)离子共存分析
①Fe2+NO(H+)、ClO-、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O等。
②Fe3+S2-、I-、SO、HS-、HSO、H2SO3、H2S等。
(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 | 物探与化探
MgCl2 | FeCl2 | 先加氯水或H2O2,然后加 MgO或Mg(OH)2调pH |
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[细练过关]
题点(一) 铁的氢氧化物及其盐的主要性质及应用
A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(OH)3
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
解析:选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,不正确。
2.用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如下。下列说法不正确的是( )
A.用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污
B.通入N2是防止空气中的O2氧化Fe2+
C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:H2O2+2Fe2++2H+===
2Fe3++2H2O
D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为2∶1
解析:选D Na2CO3溶液显碱性,油污在碱性溶液中发生水解,用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污,A正确;Fe2+容易被O2氧化,所以通入N2的目的是防止空气中的O2氧化Fe2+,B正确;利用H2O2的氧化性,把部分Fe2+氧化成Fe3+,涉及的反应为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,C正确;Fe3O4中Fe2+和Fe3+的
甲基化
物质的量之比为1∶2,即溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1∶2,D错误。
3.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,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,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
题点(二) “铁三角”关系及其应用
4.(2020·长沙模拟)在Fe2(SO4)3溶液中,加入a g铜,完全溶解后,再加b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且a>c,则下列说法正确的是( )
工业反哺农业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+
解析:选B 因为a>c,说明b g铁完全反应,溶液中含Cu2+、Fe2+,不含Fe3+,B正确。
5.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NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2:先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+科学社会主义理论与实践论文,再加入CuO充分反应
后过滤
解析:选C FeCl3溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2O Fe(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NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,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CuO与H+反应将Fe3+转化成Fe(OH)3而除去,D正确。
6.(2020·福州质检)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为
4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O
C.溶液酸性A>B>C
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
解析:选A 溶液A转化为溶液B发生反应:2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO+4H+;溶液B转化为溶液C发生反应:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。向溶液B中滴加KSCN溶液,未与SO2反应的Fe3+与SCN-反应,有血红出现,A项正确;溶液B转化为溶液C的离子方程式电荷不守恒,B项错误;根据反应方程式可知,溶液酸性:B>C>A,C项错误;溶液C转化为溶液A,可加入三价铁的氧化物,不能加入二价铁的氧化物,D项错误。