3.1 铁及其化合物 暑假讲义 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第7讲 铁及其铁的化合物 学习目标 1.了解铁单质在生活中的用途，能从物质分类及化合价角度去分析铁单质的化学性质。 2.能设计实验去认识铁与水蒸气的反应，发展科学探究水平，能用符号表示铁与水蒸气的反应原理。 3.结合铁的氧化物在生活中的用途，认识铁的氧化物的性质，进一步发展“性质决定用途”的学科观念。 4.掌握铁的氢氧化物及相关反应。 5.掌握铁盐、亚铁盐及相关反应。 6.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。 基础知识 1、 铁元素的存在 1.人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。 2.在自然界中的存在：（1）以单质形式存在：陨铁；（2）主要以+2、+3价化合物形式存在：矿石 3.铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、和铝，居于第四位。 2、 铁的单质 1. 结构：①原子结构示意图： ②化合价：+2、+3价，+3价较稳定 2.物理性质：纯净的铁是银白色的金属，有金属光泽，铁的熔点较高 。有良好的导热性和延展性。能导电，导电性比铜、铝差。能被磁铁吸引。 3.化学性质：铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价。一般来说，铁单质与弱氧化剂反应，产生+2价铁；与强氧化剂反应产生+3价铁。 （1）与非金属单质反应 非金属单质 化学反应方程式或现象 O2 3Fe+2O2 Fe3O4(剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体） Cl2 2Fe+3Cl2 FeCl3（产生棕褐色烟） S Fe+S FeS（生成黑色固体） 注意：①Cl2将Fe氧化至最高价，即使加入过量的铁粉参加反应也不会生成+2价的Fe; ②Fe与硫蒸汽反应，Fe被氧化成+2价，生成的是FeS，而不是+3价；Fe与碘蒸汽反应生成的是FeI2而不是FeI3 ； ③K、Ca、Na等活泼金属在空气中易被氧化，生成的氧化物会与空气中的CO2、水蒸气等继续反应；Mg、A1与氧气反应生成致密的氧化膜，能保护内层金属；Fe形成的氧化物疏松，不能保护内层的铁，形成铁锈(Fe2O3·xH2O);铜在空气中形成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。 （2）与H2O反应 常温下，铁与H2O不反应。 高温下，铁与水蒸气发生反应，反应方程式为： 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4+4H2 （3）与酸反应 酸 离子方程式或现象 稀H2SO4、HCl Fe+2H+Fe2++H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O Fe过量 3Fe+8H++2NO3-Fe2++2NO↑+4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 注意：①铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化，属于化学变化。 ②在铁与稀HNO3反应时，应考虑哪种物质过量然后再根据两种物质的量分析讨论判断，根据方程式：HNO3过量：Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O； Fe过量：Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 （4） 与盐反应： 铁与硫酸铜溶液反应：Fe+Cu2+Fe2++Cu； 铁与硫酸铁溶液反应：Fe+2Fe3+===3Fe2+ 三、铁的氧化物 名 称 （俗 名） 氧化亚铁 氧化铁 （铁红） 四氧化三铁 （磁性氧化铁） 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁的化合价 +2 +3 +2、+3 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 溶解性 都不溶于水，但溶于酸溶液 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化成Fe3O4 稳定 稳定 与非氧化性酸的反应 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===2Fe3+ +Fe2++4H2O 氧化性 高温下，都能被CO、H2、Al、C等还原 用途 炼铁 炼铁、红色油漆和涂料 炼铁 四、铁的氢氧化物 1.铁的氢氧化物的制备 实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示： ①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成，应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。 ②图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，有关反应的离子方程式是：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 。 注意：① 氢氧化亚铁的制备实验中：Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸去除氧气。 ② 为防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管深入到以FeSO4溶液的液面下，再挤出以NaOH溶液。 ③ 为防止Fe2+被氧化，还可向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量煤油液封。 2.Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气) 受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 二者的关系 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O4Fe(OH)3 五、铁盐和亚铁盐 1.Fe3＋与Fe2＋的检验实验探究 Fe3＋ Fe2＋ 实验操作 实验现象 溶液变成红色 无明显现象 离子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 — 结论 Fe3＋遇SCN－显红色，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－不反应 注意:向某未知溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变成红色，证明该溶液中含有Fe3＋，但不能证明溶液中没有Fe2+。 2.Fe3＋与Fe2＋的相互转化实验探究 实验操作 实验现象 加少量铁粉振荡后，棕黄色溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化 向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成红色 离子方程式 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 实验结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋ Fe2＋在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3＋ 3.用覆盖铜板制作印刷电路板原理 将覆盖铜板放入FeCl3溶液中，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 六、Fe2+和Fe3+的鉴别 鉴别方法 Fe2+ Fe3+ 直接观色 浅绿色 棕黄色 利用显色反应 与KSCN 不显红色加氯水变红色 血红色 加碱溶液 白色沉淀→灰绿色 →红褐色 红褐色沉淀 利用Fe3+的氧化性 a与铜片 无明显现象 Cu被腐蚀溶液变蓝绿色 b与淀粉KI试纸 试纸不变蓝 试纸变蓝色 酸性KMnO4溶液 褪色 不褪色 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 注意：(1)Fe3+的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，最好选择KSCN溶液，因为此法最灵敏。 (2)溶液中同时含有Fe3+、Fe2+,由于Fe3+的存在对Fe2+的检验起了干扰作用，通常取少量溶液于试管中，向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液（或溴水）,溶液紫红色褪去（或溴水褪色）,说明含有Fe2+。 (3)检验Fe2＋加入试剂:待测液不变色红色(含Fe2＋、不含Fe3＋) 用酸性KMnO4溶液检验Fe2+时，溶液中不能含有其他还原性离子，如Cl-、I-等。 (4)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为 少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 七、“铁三角”之间的转化关系 应用： 1.判断离子共存：Fe3+与S2-、I-、SO32-在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。 Fe2+与NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。 2.盐溶液的配制与保存：Fe2+的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2+被氧化水解。 3.除杂： 主要物质 杂质 除杂方法 Fe2+ Fe3+ 加过量铁粉过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 Fe2+ Cu2+ 加过量铁粉后过滤 课堂练习 1．下列说法正确的是（ ） A．我国在战国中期时开始使用铁制品 B．自然界中的铁元素只存在于化合物中 C．铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属 D．高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来 2．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是（ ） A．质软 B．银白色 C．能导电 D．易生锈 3．下列关于铁的叙述中错误的是（ ） A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁体吸引 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具 4．《新修本草》是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”据此推测，“青矾”的主要成分为（ ） A． B． C． D． 5．实验室配制FeSO4溶液时，为了保证得到较纯的FeSO4溶液，可往溶液中加入（ ） A．铜粉 B．氯水 C．溴水 D．铁粉 6．下列物质不能由两种单质直接化合得到的是（ ） A．FeCl3 B．FeCl2 C．Fe3O4 D．NaCl 7．在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是（ ） A． B． C． D． 8．将铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是（ ） A．AgNO3 B．Cu(NO3)2 C．稀H2SO4 D．FeCl3 9．欲除去溶液中少量的，可选用的物质是（ ） A．氢氧化钠溶液 B．铁粉 C．铜粉 D．氯水 10．下列试剂不能使转化为的是（ ） ①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 11．某些化合物可由两种单质加热直接反应生成。下列化合物不符合上述条件的是（ ） A．FeS B．FeCl2 C．FeCl3 D．Fe3O4 12．为了检验某Fe2+溶液是否变质，可向溶液中加入（ ） A．NaOH溶液 B．铁片 C．石蕊溶液 D．KSCN溶液 13．下列关于铁及其化合物的说法错误的是（ ） A．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉 B．可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质 C．若FeCl2溶液中混有FeCl3可通过滴加氯水除去 D．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，最终可观察到红褐色沉淀 14．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是（ ） A．反应生成FeO B．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 15．等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的物质的量之比是（   ） A．1：1 B．3：4 C．2：3 D．4：3 16．铁及其重要化合物之间的部分转化关系如图所示。 (1)下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是_______(填序号)； a．金红石(TiO2) b．赤铁矿(Fe2O3) c．辉铜矿(Cu2S) (2)实现Fe转化为Fe2+可选用足量的_______(填序号)； a．稀盐酸 b．氢氧化钠溶液 c．稀硝酸 (3)在点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应后，将产物溶于水，再滴加KSCN溶液，则溶液变为_______色，证明产物为FeCl3，写出氯气和铁反应的化学方为_______； (4)某同学将FeSO4溶液与NaOH溶液混合，未观察到白色沉淀，分析原因是生成的Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，请你设计一个防止Fe(OH)2被O2氧化的实验方案_______ 17．三氯化铁溶液可腐蚀印刷电路板上的铜膜，某小组为了从腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3中回收铜，并将铁的化合物全部转化为溶液作为腐蚀液原料循环使用，设计了如下实验步骤： (1)写出下列物质的化学式：②_______；③_______； (2)写出FeCl3溶液与铜发生反应的离子方程式：_______； (3)向滤液②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中，可以观察到先生成了白色沉淀，迅速变成_______色，最后变成红褐色，沉淀变化过程发生反应的化学方程式为_______； (4)通入⑥发生反应的离子方程式：_______； (5)若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是_______(填字母代号)。 A．有铜无铁 B．有铁无铜 C．铁、铜都有 D．铁、铜都无 参考答案 1.【答案】D 【解析】 A. 我国目前发现最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑，A项错误； B. 自然界中的陨铁中的以单质形态存在，B项错误； C. 只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来，C项错误； D. 高炉炼铁是用等还原剂把从铁矿石中还原出来，D项正确； 故选D。 2.【答案】D 【解析】 物理性质通常包括：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔沸点、导电性、导热性、溶解性等，所以铁质软、银白色、能导电，均为物理性质，而易生锈是指易被氧化，为化学性质； 综上所述答案为D。 3.【答案】C 【解析】 A．金属一般都是银白色，铁也是银白色金属，故A正确； B．磁体可以吸引铁，故B正确； C．铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铁元素是地壳中含量排在第二位的金属元素，故C错误； D．金属具有延展性，导热性和导电性，铁可以制作炊具，故D正确； 故选C。 4.【答案】B 【解析】 A.为蓝色晶体，受热失去结晶水变成白色，故A不符合题意； B.为绿色晶体，+2价铁离子不稳定，易被氧化成+3价铁离子，即在空气中灼烧后生成赤色的三氧化二铁，故B符合题意； C.为无色晶体，加热失去结晶水后，变成白色粉末，故C不符合题意； D.为黄色晶体，加热后失去结晶水，变成硫酸铁粉末，故D不符合题意； 故选B。 【点睛】 根据不同晶体的颜色判断是解答关键。 5.【答案】D 【分析】 FeSO4溶液能被氧化为Fe2(SO4)3而变质。 【解析】 A．铜与三价铁反应能生成铜离子，使FeSO4溶液含有杂质，故A不符合题意； B．氯水具有强氧化性，使二价铁氧化为三价铁而变质，故B不符合题意； C．溴水具有强氧化性，使二价铁氧化为三价铁而变质，故C不符合题意； D．铁粉与三价铁反应能生成二价铁，可防止亚铁离子被氧化而变质，能得到较纯的FeSO4溶液，故D符合题意； 故答案为D。 6.【答案】B 【解析】 A．铁和氯气反应生成氯化铁，2Fe+3Cl2 2FeCl3，故A正确； B．氯气的氧化性较强，能将铁直接转为FeCl3，生成FeCl2不能一步反应，故B错误； C．金属铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，3Fe+2O2Fe3O4，故C正确； D．金属钠和氯气反应得到NaCl，2Na+Cl2 2NaCl，故D正确； 故选：B。 7.【答案】C 【解析】 A．是强氧化剂，可将氧化成，选项A正确； B．S是弱氧化剂，可将氧化成，选项B正确； C．与反应生成，而不是，选项C错误； D．在中燃烧生成，选项D正确。 答案选C。 8.【答案】D 【解析】 A．Fe置换出Ag，溶液质量减小，故A错误； B．Fe置换出Cu，溶液质量减小，故B错误； C．反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误； D．反应生成氯化亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确； 答案选D。 9.【答案】B 【解析】 A．氢氧化钠会与硫酸亚铁和硫酸铁反应，生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，不能除去硫酸铁，A错误； B．铁粉可以把硫酸铁还原生成硫酸亚铁，不引入新的杂质，B正确； C．铜能够还原硫酸铁，但会引入铜离子杂质，C错误； D．氯水可以把亚铁离子氧化，D错误； 故选B。 10.【答案】D 【解析】 要使转化为，需加入强氧化性物质，②溶液、⑤盐酸、⑥溶液均没有强氧化性。故选：D。 11.【答案】B 【解析】 A.铁和硫单质反应生成硫化亚铁，符合条件，故A正确，但不符合题意； B.和反应生成而不是，不符合条件，故B错误，符合题意； C. 和反应生成，符合条件，故C正确，但不符合题意； D.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符合条件，故D正确，但不符合题意； 故选：B。 12.【答案】D 【分析】 有较强的还原性，易被氧化成，发生变质，检验某溶液是否变质，可以理解为检验离子中是否含有，据此分析答题。 【解析】 A．与NaOH溶液生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色氢氧化铁沉淀，所以不能通过现象判断其是否变质，A错误； B．铁片和能反应，但现象不明显，B错误； C．溶液变质与否，都为强酸弱碱盐溶液，呈酸性，不能用石蕊溶液检验，C错误； D．和发生络合反应如下：，溶液出现血红色，现象明显，可以检验Fe2+溶液是否变质，D正确； 答案为：D。 13.【答案】C 【解析】 A．亚铁离子不稳定，易被氧化生成铁离子，Fe能还原铁离子生成亚铁离子，所以实验室为防止氯化亚铁被氧化，所以在保存FeCl2溶液时常加入铁粉，故A正确； B．KSCN和铁离子反应生成硫氰化铁而呈现血红色，亚铁离子和KSCN不反应，所以可以用KSCN溶液检验氯化亚铁是否变质，故B正确； C．氯气和氯化铁不反应，但是能氧化氯化亚铁生成氯化铁，应该用Fe除去氯化亚铁中的氯化铁，故C错误； D．氢氧化亚铁能被空气氧化生成红褐色氢氧化铁，所以向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，先生成白色沉淀，立即转化为灰绿色，最终转化为红褐色沉淀，所以最终可观察到红褐色沉淀，故D正确； 故选C。 14.【答案】C 【解析】 A. 铁与水蒸气反应生成Fe3O4，A错误； B. 湿棉花的作用提供水蒸气反应物，B错误； C. 使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2，反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明“铁与水蒸气”反应生成了H2，C正确； D. 铁粉与水蒸气反应生成的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引，不能分离出铁，D错误； 答案选C。 15.【答案】B 【分析】 令Fe的物质的量为1mol，根据方程式计算出生成氢气的物质的量，再根据相同条件下体积之比等于物质的量之比确定两反应中生成氢气体积之比。 【解析】 令Fe的物质的量为1mol，则相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成氢气体积之比为1mol：mol =3：4。 答案选B。 【点睛】 本题考查根据方程式的计算，比较基础，清楚铁与水蒸气的反应是关键，注意基础知识的理解掌握。 16.【答案】（1）b （2）a （3）血红色 2Fe+3Cl22FeCl3 （4）先向硫酸亚铁溶液上覆盖一层煤油，再将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插入硫酸亚铁溶液中，轻轻挤入，让两者在液面下反应即可得氢氧化亚铁 【解析】 (1) 用于冶炼金属铁，可知化合物含Fe元素，只有赤铁矿符合，故答案为：b； (2) Fe转化为Fe2+，Fe与弱氧化剂反应，只有稀盐酸符合，与NaOH不反应，硝酸具有强氧化性，故答案为： a； (3) 氯气具有强氧化性，与Fe反应生成氯化铁，铁离子遇KSCN溶液为血红色，则点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应后，将产物溶于水，再滴加KSCN溶液溶液变为血红色，证明产物为FeCl3，该反应的化学方程式2Fe+3Cl22FeCl3，故答案为：血红色，2Fe+3Cl22FeCl3； (4) 防止Fe(OH)2被O2氧化的实验方案为在FeSO4溶液表面加入适量的煤油，隔绝空气，在硫酸亚铁溶液的液面下挤出胶头滴管中的NaOH，故答案为： 先向硫酸亚铁溶液上覆盖一层煤油，再将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插入硫酸亚铁溶液中，轻轻挤入，让两者在液面下反应即可得氢氧化亚铁。 17.【答案】（1）FeCl2 Fe、Cu （2） （3） 灰绿 （4） （5） B 【分析】 废液中含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，加入过量的铁粉，Fe与FeCl3、CuCl2都能发生反应，过滤，滤液②中的溶质是FeCl2，滤渣③是铁和铜的混合物；滤渣③中加入足量盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不反应，过滤出金属铜，滤液⑤的溶质是FeCl2；滤液②与滤液⑤混合后通入氯气，氯化亚铁被氧化为氯化铁，故①为Fe，②为FeCl2，③为Fe、Cu，④为盐酸，⑤为FeCl2和盐酸，⑥为氯气。 【解析】 (1)由分析知，②为FeCl2；③为Fe、Cu； (2) FeCl3溶液与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜，发生反应的离子方程式为：； (3)滤液②的溶质是氯化亚铁，加入NaOH溶液，生成白色氢氧化亚铁沉淀，反应方程式是FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl；长时间暴露在空气中，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，所以迅速变为灰绿色，接着又转化为红褐色沉淀，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； (4)氯化亚铁通入氯气生成氯化铁，发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； (5)铁的还原性大于铜，若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，铁粉先与氯化铁反应，反应结束后，不可能出现的结果是有铁无铜，故选B。 课后练习 1．由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是(　　) A．1∶2∶1 B．1∶2∶3 C．1∶3∶1 D．1∶1∶3 2．下列物质反应后，最终可以不含＋3 价铁的是(　　) ①过量 Fe 与 Cl2 反应；②Fe 与过量稀硫酸反应；③FeI2 溶液中通入一定量的 Cl2；④Fe和 Fe2O3 的混合物溶于盐酸中 A．①②④ B．②③ C．②③④ D．全部 3．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+ 和Fe3+的物质的量浓度之比为3:1，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为(　　) A．1:1 B．2:3 C．2:1 D．3:2 4．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是(　　) ①铁钉表面产生气泡　②溶液由无色逐渐变为浅绿色　③铁钉的质量减轻　④溶液的质量减轻 A．②③ B．①②④ C．①②③ D．①②③④ 5．下列说法正确的是(　　) A．Fe比Al活泼 B．Fe与盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ C．铁与CuSO4溶液反应可置换出铜 D．Fe不能与H2O反应 6．铁、镁、铝三种金属分别和同体积同浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则参加反应的金属(　　) A．所失去的电子数相等 B．参加反应的金属质量相等 C．参加反应的金属物质的量相同 D．铁、镁、铝的质量比为56：24：27 7．下列说法正确的是(　　) A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3 C．铁锈的主要成分是Fe2O3 D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物 8．欲证明某溶液中不含而含有，下列实验操作顺序正确的是(　　) ①加入足量新制氯水②加入足量溶液③加入少量溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 9．铁及其化合物应用广泛，下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是(　　) A．自然界中的铁单质主要来自陨石 B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3) C．氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质 D．配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化变质 10．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　) A．含大量Fe3+的溶液：Cl-、Mg2+、SCN-、K+ B．在含大量Ba2+的溶液中：SO、Na+、Cl-、H+ C．使酚酞变红色的溶液：Na+、Ba2+、NO、Cl- D．在强酸性的溶液中：K+、Fe2+、Cl-、CH3COO－ 11．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A．2.8g铁所含电子数为1.3NA B．在加热条件下，22.4L氯气与足量铁反应消耗铁原子的数目为NA C．5.6g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.3NA D．高温下，0.2mol Fe与足量水蒸气反应，生成H2的分子数目为0.3NA 12．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判错误的是（ ） A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．溶液中一定含Cu2+ C．溶液中一定含Fe2+ D．剩余固体中一定含铜 13．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（ ） A．FeCl3溶液与Cu的反应： B．磁性氧化铁溶于盐酸： C．往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液： D．向FeBr2溶液中通入过量Cl2： 14．为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某同学设计如下实验操作，对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是(　　) 选项 实验操作 实验现象 实验结论 离子方程式 A 向溶液中加入片 浅绿色溶液变为无色，溶液中有黑色固体生成 具有还原性 B 向溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变为棕黄色 具有还原性 C 向溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变为浅绿色 具有还原性 D 向溶液中加入铜粉 蓝色溶液变为棕黄色 具有氧化性 A．A B．B C．C D．D 15．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。 甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　) 试剂选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 A．A B．B C．C D．D 16．某化学兴趣小组进行如下实验： 实验① 向晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体； 实验② 向溶液中通入少量实验①中产生的，溶液变为黄色； 实验③ 取实验②中生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变为蓝色。 下列判断正确的是(　　) A．上述实验证明氧化性： B．上述实验中，共有两个氧化还原反应 C．不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 D．实验②证明既有氧化性又有还原性 17．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸溜水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入___________。 (2)除去蒸馏水中溶解的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___________。 (4)生成的白色Fe(OH)2沉淀遇空气后发生反应的化学方程式为：___________。 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。 (1)在试管I里加入的试剂是___________。 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是___________。 18．为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。 (1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A_______，B_______。 (2)写出上述过程中有关反应的离子方程式： Fe2O3→A_______； A→B_______。 (3)B→C可看到的现象是_______。 (4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得_______胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为_______。 参考答案 1.【答案】D 【解析】 由于Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为21：8，则Fe3O4为任意量都可满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21：8；Fe3O4可以写成FeO•Fe2O3，即FeO、Fe2O3物质的量之比为1：1时，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21：8，因此选项D正确。故答案选D。 2.【答案】C 【解析】 ①过量的Fe与Cl2反应，Cl2是强氧化剂，发生反应2Fe+3Cl2=2FeCl3，固体和气体的反应，铁过量不会与生成的氯化铁反应，故①一定含＋3价铁； ②Fe与过量稀硫酸反应，发生置换反应，氢离子的氧化性弱只能把铁氧化为二价铁，故②可以不含＋3价铁； ③因为还原性顺序为I->Fe2+>Cl-，当FeI2溶液中通入少量Cl2时，发生反应：2I-+Cl2=2Cl-+I2；当FeI2溶液中通入过量Cl2时，发生反应：2Fe2++4I- +3Cl2=2Fe3++2I2 +6Cl-，故③可以不含＋3价铁； ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中，Fe2O3溶于盐酸生成氯化铁，如果铁足量，可发生Fe+2FeCl3=3FeCl2，所以不一定生成三价铁，故④可以不含＋3价铁。 所以最终可以不含＋3 价铁的是②③④。 故选C。 3.【答案】C 【分析】 铁粉放入三氯化铁溶液中发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，完全反应后，所得溶液中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为3:1，设生成的Fe2+的物质的量为3mol，根据方程式计算反应的Fe3+的物质的量，以此来解答． 【解析】 铁粉放入三氯化铁溶液中发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，完全反应后，所得溶液中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为3:1，设生成的Fe2+的物质的量为3mol，则： Fe+2Fe3+=3Fe2+ 2mol 3mol 溶液中Fe2+的物质的量为3mol时，反应的Fe3+的物质的量2mol，未反应的Fe3+的物质的量为1mol，即已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2mol:1mol=2:1，故答案为C。 4.【答案】C 【解析】 将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，Fe属于活泼金属，能和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2气体，所以①铁钉表面产生气泡正确；因为FeSO4溶液为浅绿色，所以②溶液由无色逐渐变为浅绿色正确，③铁钉溶解质量减轻，故③正确；溶液的质量增重，故④错误；所以C符合题意； 答案：C。 5.【答案】C 【解析】 A．在金属活动性顺序中Al排在Fe的前面，故Al比Fe活泼，A错误； B．Fe与盐酸反应的离子方程式应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误； C．铁可置换出铜的盐溶液中的铜，如：Fe+CuSO4FeSO4+Cu，C正确； D．Fe在高温下可以与H2O(g)发生反应而生成Fe3O4和H2，D错误； 答案为C。 6.【答案】A 【解析】 A、三种金属和稀盐酸反应生成的H2的体积相同，则n(H2)相同，则转移电子数也相同，A正确； B、假设生成1mol H2，根据Fe-H2，Mg-H2，Al-H2，可以得知分别需要1mol Fe、1mol Mg、mol Al，则它们的质量分别为56g、24g、18g，则参加反应金属的质量不同，B错误； C、根据B的分析可知，参加反应金属的物质的量不同，C错误； D、根据B的分析可知，参加反应金属的质量之比为56：24：18=28：12：9，D错误； 故选A。 7.【答案】C 【解析】 A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误； B.Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，故B正确； C.铁锈的主要成分是Fe2O3，故C正确； D.Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是纯净物，故D错误。 故选C。 8.【答案】C 【解析】 先加入溶液，溶液不变红，证明原溶液中不含，再加入足量新制氯水，溶液变红，证明原溶液中含有，故选：C。 9.【答案】B 【解析】 A．自然界中的铁单质主要来自陨石中的陨铁，A正确； B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为四氧化三铁，化学式为Fe3O4，B错误； C．氢氧化亚铁是一种白色难溶物质，Fe元素化合价为+2价，具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化产生红褐色的Fe(OH)3，C正确； D．由于溶液中含有的Fe2+具有强的还原性，容易被溶解在溶液的氧气氧化产生Fe3+，加入Fe粉能够使Fe3+变为Fe2+，故配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉，D正确； 故合理选项是B。 10.【答案】C 【解析】 A．含大量Fe3+的溶液中SCN-不能大量共存，二者反应生成Fe(SCN)3，A不符合； B．在含大量Ba2+的溶液中SO不能大量共存，二者反应生成硫酸钡沉淀，B不符合； C．使酚酞变红色的溶液显碱性，Na+、Ba2+、NO、Cl-可以大量共存，C符合； D．在强酸性的溶液中氢离子和CH3COO－生成醋酸分子，不能大量共存，D不符合； 答案选C。 11.【答案】A 【解析】 A. 2.8g铁的物质的量是0.05mol，所含电子的物质的量是0.05mol×26＝1.3mol，电子数为1.3NA，A项正确； B. 氯气的状态未指明，无法计算消耗铁的物质的量，B项错误； C. 铁的物质的量是0.1mol，与足量盐酸反应转移的电子数为，C项错误； D. 与足量水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，生成的分子数为，D项错误。答案选A。 12.【答案】B 【分析】 在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，由于铁比铜活泼，则固体中一定有铜，由于铜能溶于氯化铁溶液，故溶液中一定没有氯化铁，可分几种情况：①当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu，反应的方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+，一定含有Fe2+；②当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3+，Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu，所以溶液中一定没有Fe3+，可能含有Cu2+，一定含有Fe2+； 【解析】 A. 溶液中一定没有氯化铁，加入KSCN溶液一定不变红色，A正确； B. 固体中一定有铜，溶液中不一定含Cu2+，B错误； C. 固体中一定有铜，故溶液中一定没有氯化铁、溶液中一定含Fe2+，C正确； D. 铁比铜活泼，故 剩余固体中一定含铜，D正确； 答案选B。 13.【答案】C 【解析】 A．电荷不守恒，FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式应为，故A错误； B．Fe3O4中既含有+2价的铁，也含有+3价的铁，磁性氧化铁溶于盐酸的离子方程式应为，故B错误； C．往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液，反应的离子方程式为，故C正确； D．通入过量Cl2，既可以氧化亚铁离子也可以氧化溴离子，参加反应的Fe2+和Br－的物质的量之比应为1:2，正确的离子方程式应为，故D错误。 综上所述，答案为C。 14.【答案】B 【解析】 A．锌具有还原性，氯化亚铁溶液中价的铁具有氧化性，能氧化锌，A错误； B．氯化亚铁溶液为浅绿色，向氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，价的铁被氯水氧化，生成价的铁，溶液由浅绿色变为棕黄色，离子方程式正确，B正确； C．向溶液中加入铁粉，发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为，C错误； D．反应前氯化铁溶液为棕黄色，具有氧化性，与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜，氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，离子方程式为，D错误； 故答案为：B。 15.【答案】B 【解析】 甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰，所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应，选项中只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋KMnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)；乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰，故答案选B。 16.【答案】A 【解析】 提取题目信息，如表所示： 序号 反应物 产物 ① 氧化剂： 还原剂：HCl 氧化产物： ② 氧化剂： 还原剂： 氧化产物： ③ 氧化剂： 还原剂：KI 氧化产物： A.依据氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可以判断氧化性由强到弱的顺序是，A正确。 B.上述实验中，3个反应均是氧化还原反应，B错误。 C.氯气氧化性强于单质碘，因此能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，C错误。 D.为中间价态，确实既有氧化性又有还原性，但是在实验②中它只做还原剂，只体现还原性，D错误； 答案选A。 17.【答案】方法一：（1）稀H2SO4、铁屑 （2）煮沸 （3） 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 （4）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 方法二：（1） 稀H2SO4、铁屑 （2）NaOH溶液 （3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 【解析】 方法一：(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4、铁屑，加入稀硫酸防止亚铁离子水解，加入铁粉防止亚铁离子被氧化；故答案为：稀H2SO4、铁屑。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法；故答案为：煮沸。 (3)生成白色Fe(OH)2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。Fe(OH)2易被氧气氧化，因此这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2；故答案为：避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2。 (4)生成的白色Fe(OH)2沉淀遇空气后生成氢氧化铁红褐色，发生反应的化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；故答案为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。 方法二：(1)利用铁屑、稀H2SO4反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气排除装置内的空气，再夹住止水夹，利用气体压强增大将液体压入到试管Ⅱ的NaOH溶液中，因此在试管I里加入的试剂是铁屑、稀H2SO4；故答案为：铁屑、稀H2SO4。 (2)根据前面分析在试管Ⅱ里加入的试剂是NaOH溶液；故答案为：NaOH溶液。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后，先排完装置内的空气，检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹；故答案为：检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。 18.【答案】（1）血红色 不变色 （2） Fe2O3+6 H+= 2Fe3++3H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+ （3） 由白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 （4） Fe(OH)3 丁达尔效应 【分析】 由题给实验流程可知，向Fe2O3固体中加入稀盐酸，发生的反应为Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁和水，向氯化铁溶液中加入过量铁粉发生的反应为氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液发生的反应为氯化亚铁溶与氢氧化钠溶液立即反应生成氢氧化亚铁白色沉淀和氯化钠，氢氧化亚铁白色沉淀被空气中氧气氧化为氢氧化铁，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。 【解析】 (1)由分析可知，A溶液为氯化铁溶液，向氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液，氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应生成硫氰化铁，溶液变为血红色，B溶液为氯化亚铁溶液，向氯化亚铁溶液滴入硫氰化钾溶液，氯化亚铁溶液与硫氰化钾溶液不反应，溶液的颜色没有变化，故答案为：血红色；不变色； (2) Fe2O3→A发生的反应为Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3+6 H+= 2Fe3++3H2O；A→B发生的反应为氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：Fe2O3+6 H+= 2Fe3++3H2O；Fe3++Fe=3Fe2+； (3) B→C发生的反应为氯化亚铁溶与氢氧化钠溶液立即反应生成氢氧化亚铁白色沉淀和氯化钠，氢氧化亚铁白色沉淀被空气中氧气氧化为氢氧化铁，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，故答案为：立即生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色； (4)将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得氢氧化铁胶体，当光束通过氢氧化铁胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为丁达尔效应，故答案为：Fe(OH)3；丁达尔效应。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$