【重点·方法·点拨】第12讲 铁及其氧化物和氢氧化物-2025年高考化学大一轮复习卓越讲义

第12讲 铁及其氧化物和氢氧化物 01掌握铁的主要性质及应用。 02知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。 03掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 考点一：铁及其氧化物 重点·夯基易错 1．铁单质 (1)铁的物理性质 色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被 吸引。 (2)铁的原子结构 Fe的价电子排布式为 ，铁位于元素周期表的第 周期第 族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原子结构示意图：。 (3)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成 价或 价的铁。重要的化学反应为 2．铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 粉末 粉末 晶体(有磁性) 水溶性 铁的化合价 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ②铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2, Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 ③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 、Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O。 1．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在(　　) 2．Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同(　　) 3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸(　　) 4．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4(　　) 5．常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。(　 　) 6．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(　 　) 7．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。(　 　) 8．浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。(　 　) 9．四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O。(　 　) 10．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3。(　 　) 方法·规律总结 确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 点拨·能力培养 1．下列叙述正确的是(　　) A．Fe与I2反应生成FeI3 B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA D．高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加 2．化学让生活更美好。下列说法不正确的是(　　) A．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物 B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C．故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料 D．氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁 真题·明考向 1．（2024·安徽·高考真题）下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是 选项 甲 乙 丙 A B C D A．A B．B C．C D．D 2．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 3．（2024·全国·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 4．（2023·天津·高考真题）下列常见物质及用途，错误的是 A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多 B．SiO2可用于制造光导纤维 C．Fe2O3是铁红，可以用作染料 D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭 考点二：铁的氢氧化物 重点·夯基易错 1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 色固体 色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是 ，最后变成 ，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (2)常用方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止 发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的 排尽后，再把 溶液压入装置Ⅱ中与 混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 1．在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色(　　) 2．FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体(　　) 3．Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(　　) 4．Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3(　　) 5．Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应(　　) 6．Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO(　　) 7．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁(　　) 8．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(　 　) 9．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　 　) 10．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。(　 　) 方法·规律总结 (1)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。 点拨·能力培养 氢氧化亚铁制备实验探究 1．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。 2．利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1)a电极的材料应为________________________，电极反应式为__________________________。 (2)电解液c可以是________(填字母)。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)d为苯，其作用是__________________________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？___________________________________________________。 (4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_________________________________________________。 真题·明考向 1．（2023·全国·高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是 A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 C 溴水颜色逐渐褪去 D 胆矾表面出现白色粉末 A．A B．B C．C D．D 演练·提能力 1．（2023·广东·高考真题）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 帮厨活动：帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性 B 环保行动：宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解 C 家务劳动：擦干已洗净的铁锅，以防生锈 铁丝在中燃烧生成 D 学农活动：利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的可作燃料 A．A B．B C．C D．D 2．（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 3．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．在空气中受热可实现转化② C．胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水 D．高铁酸盐()具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌 4．不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的化合价为价的是 A．氯气 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硫酸铜 5．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触 C．肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显 D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物 6．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　) A．a表示Fe3＋的关系曲线 B．n1＝0.75 C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 7．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。 8．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为___________________________________________________________。 9．用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是________________________________________。 10．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。 Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是____________，B中长玻璃管的作用是______________________________。 (2)装置A中金属离子的检验方法是________________________________________________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是___________，其发生反应的化学方程式为__________________。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 铁及其氧化物和氢氧化物 01掌握铁的主要性质及应用。 02知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。 03掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 考点一：铁及其氧化物 重点·夯基易错 1．铁单质 (1)铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。 (2)铁的原子结构 Fe的价电子排布式为3d64s2，铁位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原子结构示意图：。 (3)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价的铁。重要的化学反应为 2．铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ②铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2, Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 ③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 、Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O。 1．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在(　　) 2．Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同(　　) 3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸(　　) 4．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4(　　) 5．常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。(　 　) 6．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(　 　) 7．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。(　 　) 8．浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。(　 　) 9．四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O。(　 　) 10．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3。(　 　) 【答案】　1.×　2.×　3.√　4.√5.× 6.× 7.× 8.× 9.× 10.× 方法·规律总结 确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 点拨·能力培养 1．下列叙述正确的是(　　) A．Fe与I2反应生成FeI3 B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA D．高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加 【答案】　D 【解析】　Fe与I2反应生成FeI2，A错误；正确的离子方程式：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，B错误；5.6 g Fe的物质的量为＝0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；Fe变为Fe3O4，固体质量增加，D正确。 2．化学让生活更美好。下列说法不正确的是(　　) A．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物 B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C．故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料 D．氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁 【答案】　D 【解析】　氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁，故D错误。 真题·明考向 1．（2024·安徽·高考真题）下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是 选项 甲 乙 丙 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．Cl2与水反应生成HClO和HCl，无法直接生成NaClO，A错误； B．SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误； C．氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误； D．CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正确； 故答案选D。 2．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 【答案】A 【解析】A．呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确； B．能与反应产生，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故可作供氧剂，B正确； C．有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的，C正确； D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确； 综上所述，本题选A。 3．（2024·全国·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 【答案】B 【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确； B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误； C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确； D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确； 故选B。 4．（2023·天津·高考真题）下列常见物质及用途，错误的是 A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多 B．SiO2可用于制造光导纤维 C．Fe2O3是铁红，可以用作染料 D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭 【答案】D 【解析】A．胃酸中含有HCl，氢氧化铝可以与HCl反应，能用于治疗胃酸过多，A正确； B．SiO2具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B正确； C．Fe2O3是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C正确； D．钠能与水反应生成易燃性气体氢气，不能使用水基灭火器扑灭，D错误； 故选D。 考点二：铁的氢氧化物 重点·夯基易错 1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (2)常用方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的空气排尽后，再把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 1．在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色(　　) 2．FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体(　　) 3．Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(　　) 4．Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3(　　) 5．Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应(　　) 6．Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO(　　) 7．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁(　　) 8．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(　 　) 9．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　 　) 10．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。(　 　) 【答案】　1.√　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×　7．× 8．√ 9．× 10．× 方法·规律总结 (1)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。 点拨·能力培养 氢氧化亚铁制备实验探究 1．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。 【答案】　①②④ 【解析】　①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 2．利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1)a电极的材料应为________________________，电极反应式为__________________________。 (2)电解液c可以是________(填字母)。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)d为苯，其作用是__________________________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？___________________________________________________。 (4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_________________________________________________。 【答案】　(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋ (2)BC (3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化　加热煮沸，排出溶解的O2 (4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 真题·明考向 1．（2023·全国·高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是 A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 C 溴水颜色逐渐褪去 D 胆矾表面出现白色粉末 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．溶液呈棕黄色是因为有Fe3+，有浑浊是产生了Fe(OH)3，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，化学方程式为：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A错误； B．硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B错误； C．溴水的主要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C错误； D．胆矾为CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSO4，化学方程式为：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正确，D正确； 故选D。 演练·提能力 1．（2023·广东·高考真题）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 帮厨活动：帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性 B 环保行动：宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解 C 家务劳动：擦干已洗净的铁锅，以防生锈 铁丝在中燃烧生成 D 学农活动：利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的可作燃料 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．鸡蛋主要成分是蛋白质，帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐，加热使蛋白质变性，有关联，故A不符合题意； B．聚乳酸在自然界可生物降解，为了减小污染，宣传使用聚乳酸制造的包装材料，两者有关联，故B不符合题意； C．擦干已洗净的铁锅，以防生锈，防止生成氧化铁，铁丝在中燃烧生成，两者没有关联，故C 符合题意； D．利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气，沼气主要成分是甲烷，甲烷用作燃料，两者有关系，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 2．（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 【答案】D 【解析】A．锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时，表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者可以发生反应：，溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误； B．溶液变成血红色的原因，，与和K+无关，B错误； C．铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误； D．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确； 故答案为：D。 3．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．在空气中受热可实现转化② C．胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水 D．高铁酸盐()具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌 【答案】D 【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误； B．FeO在空气中受热，迅速被氧化为四氧化三铁，不能实现转化②，故B错误； C．胶体具有吸附性，可用于净水但是不能杀菌，故C错误； D．高铁酸根离子中铁元素的化合价为最高价+6价，所以高铁酸盐具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D正确； 故选D。 4．不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的化合价为价的是 A．氯气 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硫酸铜 【答案】A 【解析】A． 氯气具有强氧化性，能将Fe氧化+3价，无论铁是否过量，铁在氯气中燃烧都生成，故A正确； B． 稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H元素体现的，能将Fe氧化为Fe2+，故B错误； C． 稀硫酸具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+，故C错误； D． 硫酸铜中铜离子具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+，故D错误； 故选A。 5．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触 C．肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显 D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物 【答案】　D 【解析】　铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。 6．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　) A．a表示Fe3＋的关系曲线 B．n1＝0.75 C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 【答案】　C 【解析】　该反应可以看做两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正确；P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。 7．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。 【答案】　FeO 【解析】　4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量均为0.04 mol，增加的氧元素为0.04 mol，质量为0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素的质量为0.64 g，铁元素的质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。 8．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为___________________________________________________________。 【答案】　Fe5O7 【解析】　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝0.14 L×5 mol·L－1＝0.7 mol，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 9．用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是________________________________________。 【答案】　(1)稀H2SO4、铁屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 【解析】　(1)Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。(2)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。 10．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。 Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是____________，B中长玻璃管的作用是______________________________。 (2)装置A中金属离子的检验方法是________________________________________________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是___________，其发生反应的化学方程式为__________________。 【答案】　(1)恒压滴液漏斗　平衡气压，辅助排出装置B中的空气　(2)取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2，溶液变为红色，则证明存在Fe2＋ (3)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【解析】　氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2、K5、K6，装置A中产生H2，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置B中的空气，作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$