考點(diǎn)一　鐵的化合物的制備
考法一　氫氧化亞鐵的制備原理和方法
1．制備原理
(1)制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
(2)成功關(guān)鍵：溶液中不含O2等氧化性物質(zhì)；制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的、隔絕空氣的體系中。
2．常用方法
(1)有機(jī)層隔離法

①反應(yīng)在試管底部進(jìn)行(這是唯一一種把膠頭滴管插入反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn))。
②加隔氧劑，如加入汽油、苯等比水輕的有機(jī)溶劑[如圖，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可較長時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀]。
(2)還原性氣體保護(hù)法

該方法是先在裝置Ⅰ中產(chǎn)生FeSO4溶液，并利用產(chǎn)生的H2排盡整個裝置中的空氣，待檢驗(yàn)H2的純度后，再關(guān)閉止水夾K，利用產(chǎn)生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)。
(3)電解法

該方法中鐵作電解池的陽極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，生成的氫氣可以趕走溶液中的氧氣，溶液中c(OH－)增大，與Fe2＋結(jié)合生成Fe(OH)2沉淀，汽油起“液封”作用。
電解時(shí)，在兩極間最先觀察到白色沉淀。
[典例1]　(1)下列各圖示中，能較長時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。

(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。
①用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入________。
②除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。
③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]　(1)因?yàn)镕e(OH)2在空氣中容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，因此要較長時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時(shí)間看到白色沉淀。
(2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。
[答案]　(1)①②③⑤　(2)①稀硫酸、鐵屑?、谥蠓小、郾苊馍傻腇e(OH)2沉淀接觸O2

考法二　綠礬(FeSO4·7H2O)的制備原理和方法
(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管中亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。
(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。
考法(二)　綠礬(FeSO4·7H2O)的制備
1．用廢鐵屑(含少量SiO2和氧化鐵)制取綠礬

從FeSO4溶液中獲得FeSO4·7H2O，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、冰水洗滌、低溫干燥等操作。
其中，冰水洗滌的目的是減少晶體的溶解損耗；
低溫干燥的目的是防止晶體受熱失去結(jié)晶水。
以上結(jié)晶過程最好是在氮?dú)獾沫h(huán)境中進(jìn)行，其中N2的作用是防止綠礬在空氣中被O2氧化而變質(zhì)。
2．用燒渣制備綠礬

(燒渣中主要含F(xiàn)eO、Fe2O3，還有一定量的SiO2)
試劑X可以是SO2，也可以是Fe，其目的是將溶液中Fe3＋還原為Fe2＋。
若試劑X為SO2，其轉(zhuǎn)化原理為：
SO2＋Fe2(SO4)3＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
若試劑X為Fe，其轉(zhuǎn)化原理為：
Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4
測得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是Fe消耗過量的H2SO4，溶液酸性減弱。
[典例2]　綠礬被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)上兩種制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示，根據(jù)題意回答下列問題：
方法一：利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS2)制取綠礬

(1)試劑a和試劑b分別是________________，操作1的名稱是________。
(2)有一種細(xì)菌在有氧氣存在的稀硫酸中，可以將CuFeS2氧化成硫酸鹽，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠礬

(3)加入適量Na2CO3溶液的作用是____________。
(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器名稱有____________________________________。
(5)通過檢驗(yàn)CO來判斷操作Ⅰ是否洗滌干凈，檢驗(yàn)的方法是______________________
________________________________________________________________________。
[解析]　(1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3，而目標(biāo)產(chǎn)物為綠礬(FeSO4·7H2O)，所以試劑a為稀H2SO4，起溶解作用，b為鐵粉，起還原作用；由流程圖可知操作1為過濾，其作用為除去過量的鐵粉。(2)由題意可知，在細(xì)菌的作用下，氧氣氧化黃銅礦的反應(yīng)方程式為4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)CO水解時(shí)使溶液呈堿性，可以除去油污。(4)因?yàn)椴僮鳍駷檫^濾與洗滌，所用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。
[答案]　(1)稀H2SO4、鐵粉　過濾
(2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O　(3)除去油污　(4)燒杯、玻璃棒、漏斗　(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已經(jīng)洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈
[綜合訓(xùn)練]
1．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以用來制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是(　　)

A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑
B．為防止NH4HCO3分解，制備FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行
C．可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
解析：選D　堿式硫酸鐵電離產(chǎn)生Fe3＋，F(xiàn)e3＋能發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性，可用作凈水劑，故A項(xiàng)正確；NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，為防止NH4HCO3分解，制備FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行，故B項(xiàng)正確；KSCN溶液遇Fe2＋溶液無現(xiàn)象，(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2＋被氧化則生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液變紅，故C項(xiàng)正確；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，F(xiàn)eSO4才能與(NH4)2SO4反應(yīng)生成(NH4)2Fe(SO4)2，故D項(xiàng)錯誤。
2．綠礬(FeSO4·7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。下面是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：

查詢資料，得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表：
25 ℃時(shí)
飽和H2S溶液
SnS沉淀完全
FeS開始沉淀
FeS沉淀完全
pH
3.9
1.6
3.0
5.5

(1)檢驗(yàn)制得的綠礬晶體中是否含有Fe3＋，最好選用的試劑為________。
A．KSCN溶液　 B．NaOH溶液　　C．KMnO4溶液
(2)操作Ⅱ中，通入硫化氫至飽和的目的是(寫兩點(diǎn))________________、________________。
(3)操作Ⅳ的順序依次為________、冷卻結(jié)晶、過濾。
解析：(1)檢驗(yàn)所得綠礬晶體中是否含有Fe3＋的實(shí)驗(yàn)操作是利用三價(jià)鐵離子檢驗(yàn)方法：Fe3＋和SCN－會反應(yīng)生成紅色的Fe(SCN)3，從而證明了Fe3＋的存在。(2)通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強(qiáng)還原性，可以將Fe3＋還原為Fe2＋。H2S在溶液中飽和，可以增大溶液中的S2－濃度，盡量保證將Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnS沉淀，以便于過濾除去Sn雜質(zhì)。(3)溶液中得到晶體，需要對溶液進(jìn)行加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥等，所以操作Ⅳ的順序依次為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。
答案：(1)A　(2)除去溶液中的Sn2＋　將Fe3＋還原成Fe2＋　(3)蒸發(fā)濃縮
考點(diǎn)二　含鐵化合物的分離提純與性質(zhì)探究
考法一　化工生產(chǎn)中Fe3＋、Fe2＋的除雜方法
1．除去CuCl2溶液中的FeCl2
(1)示例說明
已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：
金屬離子
Fe3＋
Cu2＋
Fe2＋
Ni2＋
Mg2＋
開始沉淀的pH
2.7
4.4
7.0
7.1
9.3
沉淀完全的pH
3.7
6.4
9.6
9.2
10.8

除雜的流程圖：

(2)注意事項(xiàng)
①若直接調(diào)節(jié)溶液的pH，待Fe2＋沉淀完全，Cu2＋也已沉淀完全，不能除去Fe2＋，不可行。
②先將Fe2＋氧化成Fe3＋，再調(diào)溶液的pH為3.7≤pH

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