(全国通用)高考化学一轮精练-变价“铁”的常见考法.docxVIP

专题变价“铁”的常见考法

1．Fe2＋与Fe3＋的氧化还原性强弱顺序

氧化性：Cl2Br2Fe3＋Cu2＋I2Fe2＋

还原性：Cl－Br－Fe2＋CuI－S2－

2．氯化铁溶液与铜、铁反应的分析

例制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为腐蚀液，其反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，现向氯化铁溶液中加入ag铜，完全溶解后，再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且ac，则下列说法正确的是()

A．残余固体可能为铁和铜的混合物

B．残余固体全部是铜

C．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋

D．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋

分析此题中发生的反应有三个，化学方程式如下：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu,2FeCl3＋Fe===3FeCl2

依元素守恒可知

步骤一：ag铜完全溶解后，变为ag铜离子，

步骤二：若加入的铁足够多的话，可将溶液中的铜离子全部变回金属铜(ag)甚至还会有铁剩余，此时，残余固体(cg)应大于或等于ag，依题意：ac可知，加入的铁是不足量的，此时溶液中还有部分铜未完全置换出来。结论1：剩余固体为Cu，不可能有Fe剩余，A错误、B正确；

步骤三：根据化学反应方程式可知，溶液中一定有Fe2＋，由上述推导可知，溶液中还应有Cu2＋剩余，由化学方程式2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，Cu与Fe3＋是不能共存的，剩余固体中有Cu，则溶液中必无Fe3＋。结论2：充分反应后剩余固体为Cu，而溶液中含FeCl2和CuCl2，C、D错误。

3．过量的铁对氧化产物的影响

Fe(Fe3O4)eq\o(―――――――→,\s\up7(强氧化剂：HNO3),\s\do5(H2O2＋H＋等))Fe3＋eq\o(―――→,\s\up7(过量的Fe))Fe2＋

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋

例铁与稀HNO3的反应

判断产物中铁的价态：一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的物质的量分析判断。

①当HNO3过量时，eq\f(n?Fe?,n?HNO3?)≤eq\f(1,4)

反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。

②当Fe过量时eq\f(n?Fe?,n?HNO3?)≥eq\f(3,8)。

反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋，铁元素的价态为＋2价。

③当eq\f(1,4)eq\f(n?Fe?,n?HNO3?)eq\f(3,8)时

铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。

4．工业生产时溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法

(1)原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6。

(2)步骤：

①除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，调节溶液的pH≥3.7，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。

②除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH≥3.7，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。

(3)示例：

①除去MgCl2溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，充分反应过滤除去。

②除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或通入Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2，充分反应后过滤除去。

5．判断离子能否大量共存

(1)Fe2＋：与NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)不能大量共存(因发生氧化还原反应)。

(2)Fe3＋：与S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)、HS－不能大量共存(因发生氧化还原反应)。

(3)Fe2＋、Fe3＋：与HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等不能大量共存(因发生互相促进的水解反应)。

6．含Fe2＋、Fe3＋溶液的配制要点

(1)配制FeCl3溶液时先将FeCl3固体溶于浓盐酸中(抑制FeCl3水解，防止生成沉淀而导致溶液变浑浊)，再加水稀释至所需浓度。

(2)配制FeCl2溶液时，为防止Fe2＋被空气氧化还需加入少量铁粉。

7．高铁酸钾的性质

高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe显＋6价，它是一种高效复合水处理剂：

(1)由于具有强氧化性能杀菌、消毒。

(2)由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净