3.1 铁及其化合物-【一隅三反】2024-2025学年高一化学（人教版2019必修第一册）

3.1 铁及其化合物 考点一 铁单质 【例1-1】（2024云南）纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 【例1-2】（2024天津滨海新 ）下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 【例1-3】（2023秋·高一课时练习）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。    请回答该实验中的问题： (1)写出该反应的化学方程式： ；并指明该氧化还原反应的还原剂是 ，氧化剂是 。 (2)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是 ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。 (3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ，原因是 。 (4)干燥管中盛装的物质是 ，作用是 。 (5)试管中收集的气体是 ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 。 【例1-4】（2023春·河北·高一泊头市第一中学校联考期中）一定浓度的稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知稀硝酸被还原为)。下列说法不正确的是    A．段和段产生的气体物质的量之比为 B．段发生的反应为 C．点之后的溶液中溶质只有 D．原混合溶液中的浓度为 【一隅三反】 1．（2024吉林长春·阶段练习）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 2．（2024高三·全国·专题练习）下列有关铁的化学反应的叙述正确的是 A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe2O3生成 D．铁与稀HNO3反应可以生成Fe2+也可以生成Fe3+ 3．（23-24高一下·安徽淮北·阶段练习）向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的物质的量与铁粉质量的关系如下图所示（已知硝酸只被还原为NO）。下列有关判断正确的是 A．m的值为3.5 B． C．B点溶液中溶质只含FeSO4 D．原混合溶液中 4．（湖南省Flawless新高考联盟2024-2025学年高三上学期联考（二）化学试题）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。 为验证生成的固体产物为四氧化三铁，三位同学设计了如下实验： 甲：将固体产物用硫酸溶解并分成两份，一份加入硫氰酸钾溶液，另一份加入铁氰酸钾溶液，观察到第一份变红，第二份变蓝，说明有四氧化三铁。 乙：用磁铁靠近固体产物，若有固体被吸附，则说明有四氧化三铁。 丙：将固体产物加入某有机溶剂中，取浮于表面的固体，接下来步骤和甲相同。 下列说法不正确的是 A．甲同学方案不可行，因为没有排除残留铁粉的影响 B．乙同学方案不可行，因为固体中可能有其它有磁性的物质 C．丙同学使用的有机溶剂的密度应大于铁，小于四氧化三铁 D．若要准确验证，应取丙同学得到的固体进行晶体衍射实验 考点二 铁的氧化物 【例2-1】（23-24高一上·河北衡水·阶段练习）有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 【例2-2】（23-24高一上·重庆九龙坡·开学考试）向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，充分反应，下列图像正确的有 A．   B．   C．   D．   A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【一隅三反】 1 ．（23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末）关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 2．（2024山西）实验室用如图所示装置测定和固体混合物中的质量，装置的硬质玻璃管中的固体物质是和的混合物。 (1)写出装置中发生反应的化学方程式：___________。 (2)装置的作用是盛装的液体是__________，装置中________，所起的作用是_________。 (3)若和固体混合物的质量为23.2g，反应完全后形管的质量增加7.2g，则混合物中的质量为__________。 (4)形管右边连接干燥管的目的是____，若无干燥管，测得的质量将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)若反应后得到的残留固体中还有少量，测得的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 3 ．（23-24高一上·湖南株洲·期末）是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。某小组同学采用下列实验装置(夹持仪器略)制备。回答下列问题： Ⅰ.制备 (1)装置的名称是 ；装置作用是 。 (2)装置中反应的化学方程式为 。 (3)实验过程中可观察到中的现象是黑色固体变红，说明产生的气体是 。 Ⅱ.探究中铁粉是否完全反应 待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质进行如下实验(已知酸性溶液能与盐酸发生反应)： (4)试剂可以是 (填标号)。 A．盐酸    B．硫酸    C．次氯酸 (5)①现象1为 。 ②有同学认为现象2中溶液未变红色，说明固体有铁粉剩余，写出在溶液中铁粉与铁离子发生反应的离子方程式： 。 (6)已知温度高于时，铁与水蒸气反应的氧化产物只有，甲同学称取粉于装置中，在反应一段时间后停止加热，冷却后称得固体质量为，则未反应的粉的物质的量为 。 考点三 铁的氢氧化物 【例3-1】（22-23高一上·陕西咸阳·阶段练习）如图所示装置，可用来制取，实验中使用的试剂为铁屑和的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是 A．分液漏斗中盛放的是氢氧化钠溶液 B．实验开始时应先将a关闭 C．A中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应 D．生成的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭a，A中液体沿导管流入B中 【例3-2】（2024广西柳州）在两支试管里分别加入少量的FeCl3溶液和新制FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，观察并记录现象。 (1)FeCl3溶液呈 色，向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，现象为 ，反应的离子方程式为 。 (2)FeSO4溶液呈 色，向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，立即 ，离子方程式为 ，然后生成的白色絮状沉淀迅速变成 色，过一段时间后，最终变成了 。变成红褐色的原因是 ，化学方程式为 。 (3)将甲、乙两试管中的固体分别取出放入烧杯中，分别加入足量的稀盐酸，观察到的现象均为固体 ，烧杯中得到 色溶液，离子方程式为 。 (4)白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的O2氧化，那么在实验室里制取纯净氢氧化亚铁前应该： 。 【一隅三反】 1（2024湖北）有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 2．（2023·上海市 ）用下面几种方法可以制得白色的沉淀。 方法一：用不含的溶液与用不含的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时，还需加入少量铁屑，原因是_______。(写离子方程式) (2)除去蒸馏水中溶解的常采用_______的方法。 (3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的NaOH溶液，插入溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______。 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀等试剂制备。 (4)在试管I里加入的试剂是_______。 (5)在试管II里加入的试剂是_______。 (6)为了制得白色沉淀，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_______。 (7)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_______。 3．（23-24高一上·湖南长沙·阶段练习）小曹同学计划制备白色的Fe(OH)2沉淀，请帮助他完善实验过程： I．小曹同学准备用NaOH固体配制240mL的NaOH溶液。 (1)本实验必须用到的玻璃仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、 。 (2)要配制出此溶液，小曹同学应称出 gNaOH。 (3)在配制过程中，小曹同学的其他操作都是正确的，但下列操作中会引起所配制溶液浓度偏高的一项是___________(填字母)。 A．NaOH固体在称量前已部分变质 B．有少量NaOH溶液残留在烧杯里 C．定容时，俯视容量瓶的刻度线 D．定容摇匀后，发现溶液凹液面最低处时低于刻度线，用胶头滴管补水至刻度线 Ⅱ．配制完成NaOH溶液后，小曹同学准备利用下述装置和配制好的NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制取Fe(OH)2沉淀 (4)试管I中加入的试剂是 。 (5)小曹同学分别在试管I和Ⅱ中加入试剂，然后迅速打开止水夹，塞紧塞子后检验试管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，此后试管Ⅱ中可以较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，其原因是 ，下列操作中也可以实现相同效果的是 (填字母)。 (6)如果Ⅱ中空气未排净，则Fe(OH)2白色沉淀将被氧化为Fe(OH)3，请写出该过程化学方程式 。 考点四 铁盐与亚铁盐 【例4-1】（2024湖北恩施）下列说法错误的是 A．可用铁粉除去溶液中含有的少量杂质 B．可用铁粉除去溶液中含有的少量杂质 C．可用新制的氯水除去溶液中含有的少量杂质 D．可用氢氧化钠溶液除去中含有的少量HCl气体杂质 【例4-2】（2024陕西咸阳）铁是人体必需元素，市场上常见补血剂有硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、琥珀酸亚铁(速力菲片)等。某化学兴趣小组通过下列实验探究久置FeSO4补血剂是否变质并测定其中铁元素的含量。(已知KSCN可被氧化剂氧化) Ⅰ．用KSCN探究久置FeSO4补血剂的变质情况：将0.3 g FeSO4补血剂用10 mL蒸馏水溶解，配成待测液，进行实验。 (1)用KSCN检验的原理是 (用离子方程式表示)。 (2)ⅱ中血红色褪去的可能原因是 。 (3)甲同学认为FeSO4固体几乎未变质，ⅱ中变血红色是由于Fe2+被浓硝酸氧化，乙同学不认同甲对现象的解释，他推测加入浓硝酸后ⅱ中变血红色还可能与其它因素有关，可能的影响因素是 。 【实验结论】小组同学经过进一步探究得出结论：该补血剂几乎未变质。 Ⅱ．测定该补血剂中铁元素的含量。 (4)步骤①的名称为 。 (5)步骤②加入过量H2O2的目的是 (用离子方程式表示)。 (6)步骤④中最后一步反应的化学反应方程式为 。 (7)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为 (用含a的代数式表示)。 【一隅三反】 1．（2023黑龙江鹤岗·期末）下列除杂试剂或方法不正确的是 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C Fe3O4 FeO 通入O2加热 D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧 A．A B．B C．C D．D 2．（23-24高一下·云南玉溪·阶段练习）铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。 日常生活中可通过食物摄入铁元素，例如黑木耳中就含有比较丰富的铁元素。某研究性学习小组为测定某地黑木耳中铁的含量，开展了如下研究与实践活动。 【研究与实践活动一】 研究黑木耳中含铁物质的水溶性：称取ag黑木耳，洗净切碎，用蒸馏水浸泡后取浸泡液进行铁元素检测，结果未能检测到铁元素。 【研究与实践活动二】 研究黑木耳中铁的含量：称取ag黑木耳，高温灼烧使之完全灰化，按图示流程对得到的黑木耳灰进行处理。 (1)浸泡液中未能检测到铁元素，说明黑木耳中的含铁物质 溶于水（选填“能”或“不能”）。 (2)取少量滤液于试管中，滴入KSCN溶液，溶液变红。则滤液中铁元素的存在形式有、 （填离子符号）。 (3)滤液与Fe生成A的离子方程式是 。 (4)由A转化为B可加入的试剂X可以是 （填字母） a．    b．    c． (5)由C转化成D的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为 。该过程化学反应方程式为 。 (6)将ag黑木耳中的铁元素经流程A→C→D进行完全转化，将D经过一系列处理，得到bg红棕色固体。若流程中加入的铁反应了cg，则该黑木耳中铁元素的质量分数为 （用含a、b、c的代数式表示）。 3．（24-25高一上·全国·假期作业）某班同学为探究、的性质进行了一系列实验。请回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。 (2)甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明氯水能氧化。溶液与氯水反应的实验现象为 。 (3)乙组同学认为甲组同学的实验不够严谨，请你进行改进，并简述实验方案： (可选用药品：溶液、氯水、溶液、煤油)。 (4)丙组同学向盛有溶液的试管中加入几滴盐酸酸化的溶液，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为 。 (5)丁组同学取溶液，加入溶液，充分反应。取反应后的溶液并向其中加入充分振荡、静置，观察到液体分层，上层为浅绿色，下层为紫红色，则发生反应的离子方程式为 。 (6)甲、乙、丙、丁四个小组的同学通过实验探究，得出结论：有 性；、、的氧化性由强到弱的顺序是 。 一、单选题（本题共16题，共44分，第1-10题，每题2分；第11-16题，每题4分。每题只有一个选项为正确答案） 1．（2023春·江西九江·高一修水县第一中学校联考阶段练习）下列关于铁及其化合物的叙述中，错误的是 A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁具有延展性和导热性，可制作炊具 C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料 D．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，铁的化合价有+2价和+3价 2．（2024·浙江宁波）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Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 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 3．（2023秋·高一课时练习）下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ①过量的Fe与Cl2反应　②Fe与过量稀硫酸反应后，再向其中加H2O2溶液　③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸　④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．全部 4．（23-24高一下·江苏·阶段练习）在给定条件下，下列选项所示的铁或铁的化合物间转化均能实现的是 A．FeFe2O3 B．FeFeCl2 C．FeI2(aq)FeCl3(aq) D．Fe2O3Fe(OH)3 5．（2024北京）向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是 A．该溶液中一定含有SCN- B．氧化性：Cl2>Fe3＋ C．Fe2＋与SCN-不能形成红色物质 D．Fe2＋被还原为Fe3＋ 6（23-24高一上·湖南常德·期末）化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是 A．高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2，该反应为置换反应 B．FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4 C．将饱和的FeCl3溶液加热煮沸可制得氢氧化铁胶体 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 7．（23-24高一上·贵州黔东南·期末）铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁、三氧化二铁和四氧化三铁，下列说法正确的是 A．氧化亚铁是一种黑色粉末，且氧化亚铁属于合金 B．四氧化三铁常用作油漆的红色颜料 C．三氧化二铁属于碱性氧化物 D．铁在纯氧中燃烧的产物为三氧化二铁 8．（23-24高一下·湖南衡阳·阶段练习）a g Fe、的混合物恰好溶于1 L 2 mol/L 溶液，没有气体产生，向反应后的溶液中滴加KSCN无现象，则原混合物中Fe与的物质的量比为 A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1 9．（23-24高一上·山西太原·阶段练习）下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3能通过化合反应得到 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为+2价和+3价 10．（23-24高一上·河南信阳·阶段练习）铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 11．（23-24高一上·广西河池·阶段练习）下列说法错误的是 A．既有氧化性也有还原性 B．化合反应一定是氧化还原反应 C．保存溶液时加入Fe粉防止被氧化 D．除去溶液中的，可加入氯水 12（2023高一·全国·专题练习）要除去溶液中少量的，可行的方法是 A．滴入溶液 B．通入氯气 C．加入适量铜粉并过滤 D．加入适量铁粉并过滤 13．（2022·黑龙江·鹤岗一中高二期末）下列关于、的说法错误的是 A．配制溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度 B．用如图装置可以制备沉淀，得到的白色沉淀在A容器中 C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象可确定溶液中含有 D．向溶液中加入少量铁粉是为了防止被氧化 14．（2024·广东·高三专题练习）一定条件下，将一定量Fe3O4溶于过量盐酸生成FeCl2和FeCl3， 分别取少量反应后的溶液进行以下实验，有关实验描述正确的是 A．滴加KSCN溶液，若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+ B．加入5.6g铁粉恰好完全反应，则Fe3O4的质量为23.2g C．用溶液在铜片上写字，一段时间后洗去溶液，观察到铜片表面无明显现象 D．先向溶液中通入氯气，再滴加KSCN溶液，若变红色证明溶液中含有Fe2+ 15（23-24高一下·宁夏石嘴山·期末）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述①转化 B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒 D．Fe(OH)2不稳定，在空气中受热分解成FeO 16．（22-23高一下·河北衡水·期中）向2L的H2SO4和Fe(NO3)3的混合稀溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇到空气变为红棕色，溶液中Fe2+的物质的量和加入Fe粉的物质的量之间的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．开始时加入铁粉反应的离子方程式为 B．加入4mol铁粉时，溶液中有3 mol Fe3+，2 mol Fe2+ C．加入5mol铁粉后的溶液中加入盐酸，不会有NO气体产生 D．原溶液中H2SO4和Fe(NO3)3的物质的量分别为6mol和1mol 2、 非选择题（本大题共4小题，共56分） 17．（24-25高一上·全国·课前预习）化学性质 (1)与非金属单质反应 ①与O2反应 化学方程式： ；现象： 。 常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。 ②与Cl2反应 化学方程式： ；现象： 。 注意：铁在氯气中燃烧，只生成FeCl3，与反应物量比无关。 ③与S反应 化学方程式： 。 氧化性：Cl2 S (>或<) (2)与酸反应 与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应的离子方程式： 。 (3)与盐溶液反应(离子方程式) ①与CuSO4溶液反应： 。 ②与FeCl3溶液反应： 。 (4)铁粉与水蒸气的反应 有人设计了如图的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物，写出反应的化学方程式。 ①试管中湿棉花的作用是 。 ②酒精灯上加的铁丝网的作用是 。 ③若用火柴点燃肥皂泡，可能发生的现象是 。 ④该反应体现铁单质具有 性。 ⑤化学方程式 。 18．（23-24高一下·青海西宁·阶段练习）绿矾 是自然界存在的一种矿石， 翠绿如宝石，很早就引起人们的重视。 已知： 。某研究性学习小组用如图所示装置对绿矾进行培烧，并检验其培烧产物。请回答下列问题： (1)装置B的名称 作用是 ，若盛放的是无水硫酸铜现象是 。 (2)装置 D 可以观察到的实验现象是 。 (3)装置E的作用是除去多余的SO2，请写出该反应的离子方程式 。 (4)实验结束后，请设计一个实验方案，检验装置A 中生成的固体产物(不考虑其他反应) 。 (5)下列说法正确的是___________。 A．装置C的作用是检验并吸收 B．为了让实验结果更准确，实验开始前应先通一段时间的 ， 以排尽装置中的空气 C．实验操作的顺序为：先组装装置，然后加入各种试剂，再检查气密性，最后点燃酒精喷灯开始实验 D．若要除去 溶液中混有的 杂质，可向溶液中加入过量的铜粉，充分反应后，过滤即可 19．（23-24高一下·安徽滁州·开学考试）铁是人类较早使用的金属之一，铁合金也是用量最大的金属材料。请按要求完成下列问题。 (1)在自然界中，铁元素主要以 填写“游离态”或“化合态”形式存在 (2)下列铁的化合物中，不能直接化合得到的是___________用字母代号填。 A． B． C． D． (3)高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体，反应原理：胶体。 胶体分散质粒子的直径范围是 。 该反应中是 。 A．氧化剂 B．还原剂 C．被氧化 D．被还原 高铁酸钾能杀灭水中细菌的原因是 。 (4)电子工业常用左右的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得溶液，某同学设计下列方案： 实验室用无水氯化铁固体粗略配制的溶液，需要的主要玻璃仪器除了量筒外还有 。 写出溶液与铜箔发生反应的离子方程式 。 现用500g 32.5% FeCl3溶液制造印刷电路板，生产后的腐蚀废液用该同学设计方案处理，最终获得氯化铁溶液中的物质的量至少为 mol。 (5)铝及其合金是金属材料界后起之秀。某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入相同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。造成不同现象的原因可能是 填序号。 A．铝与氯化铜溶液反应，与硫酸铜溶液不反应 B．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强 C．生成物溶于水，而不溶于水 D．氯离子能破坏氧化铝薄膜，而硫酸根离子不能 请设计一个简单实验验证你的选择： 。 20．（23-24高一下·上海·期末）I．“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质： (1)写出“铁与水反应”反应的化学方程式为 。 Ⅱ．制备氢氧化亚铁：设计如下实验能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀，选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。 (2)植物油的作用是 。 (3)实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， (填“打开”或“关闭”)止水夹K，制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 Ⅲ．探究FeCl2溶液、FeCl3溶液的性质 (4)从物质类别角度判断FeCl2属于 ，因此可以与某些碱反应。 (5)预测FeCl2具有氧化性，因此可以与Zn反应，此时Zn体现 性。 (6)预测FeCl2具有还原性，预测依据是 ，因此可以与酸性KMnO4溶液反应。 (7)进行如下实验操作： 序号 操作 ⅰ 滴加NaOH溶液 ⅱ 加入少量锌粉 ⅲ 滴加酸性KMnO4溶液 操作 现象 溶液由棕黄色变为浅绿色 无明显现象 溶液变为红色，而后红色褪去 ①i中的现象是 ，用化学方程式表示产生该现象的原因： 、 。 ②ⅱ中反应的离子方程式是 。 ③ⅲ中的现象是 。 ④ⅳ中反应的离子方程式是 。小组同学探究ⅵ中褪色原因，提出两种假设：a．铁离子被转化，b．SCN-被转化。分别向褪色后的溶液中滴加0.1mol/LFeCl3溶液和KSCN溶液各1滴，观察到 现象，得出结论：假设b成立。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1 铁及其化合物 考点一 铁单质 【例1-1】（2024云南）纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 【答案】B 【解析】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被磁铁吸引，易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。 【例1-2】（2024天津滨海新 ）下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，故A正确； B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，故B正确； C．陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在的铁，故C错误； D．Fe粉在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故D正确； 故选：C。 【例1-3】（2023秋·高一课时练习）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。    请回答该实验中的问题： (1)写出该反应的化学方程式： ；并指明该氧化还原反应的还原剂是 ，氧化剂是 。 (2)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是 ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。 (3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ，原因是 。 (4)干燥管中盛装的物质是 ，作用是 。 (5)试管中收集的气体是 ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 。 【答案】(1) 3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2 Fe H2O (2) 提供水蒸气 防止液体暴沸 (3) 先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯 用水蒸气排出O2，防止Fe与O2反应 (4) 碱石灰 除去H2中的水蒸气 (5) H2 验纯 【解析】（1）铁与水蒸气的反应为铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2，反应中铁元素的化合价升高被氧化，铁是反应的还原剂，氢元素的化合价降低被还原，水是氧化剂，故答案为：3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2；Fe；H2O； （2）由分析可知，圆底烧瓶中蒸馏水受热产生水蒸气，目的是提供反应所需的水蒸气；液体受热时会产生暴沸，导致液态水逸出，为防止产生暴沸，实验时应在烧瓶底部放置了几片碎瓷片，故答案为：提供水蒸气；防止液体暴沸； （3）加热条件下，铁能与空气中的氧气干扰实验的进行，所以实验时，应先点燃酒精灯制备水蒸气，利用产生的水蒸气排尽装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防止先点燃酒精喷灯所导致铁与空气中的氧气反应，故答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；用水蒸气排出O2，防止Fe与O2反应； （4）由分析可知，盛有碱石灰的干燥管用于干燥反应生成的氢气，故答案为：碱石灰；除去H2中的水蒸气； （5）由分析可知，小试管用于收集反应生成的氢气，氢气是可燃性气体，可燃性气体点燃前，应检验气体的纯度，防止点燃时发生爆炸发生意外事故，所以如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行验纯，故答案为：H2；验纯。 【例1-4】（2023春·河北·高一泊头市第一中学校联考期中）一定浓度的稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知稀硝酸被还原为)。下列说法不正确的是    A．段和段产生的气体物质的量之比为 B．段发生的反应为 C．点之后的溶液中溶质只有 D．原混合溶液中的浓度为 【答案】D 【解析】A．由分析可知，OA段发生反应为：Fe++4H+=Fe3++NO+2H2O，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2，OA段消耗5.6gFe，BC段消耗14.0g-8.4g=5.6gFe，由方程式可知，段和段产生的气体物质的量之比为1：1，故A正确； B．由分析可知，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B正确； C．硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为，故C正确； D．由图可知：反应消耗14g铁，物质的量是=0.25mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，含硫酸，所以硫酸的浓度是，故D错误； 故选D。 【一隅三反】 1．（2024吉林长春·阶段练习）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 【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。 2．（2024高三·全国·专题练习）下列有关铁的化学反应的叙述正确的是 A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe2O3生成 D．铁与稀HNO3反应可以生成Fe2+也可以生成Fe3+ 【答案】D 【解析】A．Fe与S化合生成FeS，故A错误； B．Fe与Cl2反应生成FeCl3，故B错误； C．高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，故C错误； D．铁与稀HNO3反应，铁过量生成Fe2+，硝酸过量生成Fe3+，故D正确； 选D。 3．（23-24高一下·安徽淮北·阶段练习）向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的物质的量与铁粉质量的关系如下图所示（已知硝酸只被还原为NO）。下列有关判断正确的是 A．m的值为3.5 B． C．B点溶液中溶质只含FeSO4 D．原混合溶液中 【答案】D 【解析】A．由图可知，A点生成了0.05mol，根据OA段发生的反应方程式可知，消耗了0.05mol，质量为：，故A错误； B．BC段消耗的铁粉质量为，其物质的量为0.1mol，，故B错误； C．根据分析可知，B点溶液中溶质为FeSO4含和H2SO4，故C错误； D．C点溶液中溶质为FeSO4，反应一共消耗了9.8g铁粉，其物质的量为0.175mol，即，所以原混合溶液中，故D正确； 故选D。 4．（湖南省Flawless新高考联盟2024-2025学年高三上学期联考（二）化学试题）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。 为验证生成的固体产物为四氧化三铁，三位同学设计了如下实验： 甲：将固体产物用硫酸溶解并分成两份，一份加入硫氰酸钾溶液，另一份加入铁氰酸钾溶液，观察到第一份变红，第二份变蓝，说明有四氧化三铁。 乙：用磁铁靠近固体产物，若有固体被吸附，则说明有四氧化三铁。 丙：将固体产物加入某有机溶剂中，取浮于表面的固体，接下来步骤和甲相同。 下列说法不正确的是 A．甲同学方案不可行，因为没有排除残留铁粉的影响 B．乙同学方案不可行，因为固体中可能有其它有磁性的物质 C．丙同学使用的有机溶剂的密度应大于铁，小于四氧化三铁 D．若要准确验证，应取丙同学得到的固体进行晶体衍射实验 【答案】C 【解析】A．铁能把Fe3+还原为Fe2+，甲没有排除残留铁粉的影响，若固体产物为氧化铁和铁的混合物，也会出现相同现象，所以甲同学方案不可行，故A正确； B．铁、四氧化三铁都能被磁铁吸引，所以乙同学方案不可行，故B正确； C．丙同学取浮于表面的固体进行实验，丙同学使用的有机溶剂的密度应小于铁，大于四氧化三铁，故C错误； D．晶体X射线衍射实验可以确定内部结构，故D正确； 选C。 考点二 铁的氧化物 【例2-1】（23-24高一上·河北衡水·阶段练习）有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 【答案】D 【解析】A．赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确； B．Fe3O4可以是Fe2O3FeO，其中的铁显+2 价，的铁显+3价，故B正确； C．FeO、 Fe2O3都不溶于水，属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确； D．FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误； 故选D。 【例2-2】（23-24高一上·重庆九龙坡·开学考试）向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，充分反应，下列图像正确的有 A．   B．   C．   D．   A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】A 【解析】A．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，随着反应的进行，固体的质量逐渐减少，至完全反应，固体的质量减少至0，故A图像错误； B．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，溶液的质量逐渐增加，至完全反应，继续加入稀硫酸，溶液的质量始终在增加，但第二个过程中溶液增加的质量不如第一个过程多，故B图像错误； C．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，随着反应的进行，水的质量逐渐增加，至完全反应，继续加入稀硫酸，水的质量始终在增加，由于氧化铁和稀硫酸反应有水生成，则第二个过程中水增加的质量不如第一个过程多，故C图像正确； D．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，随着反应的进行，溶液中铁的质量逐渐增加，至完全反应，不再发生改变，故D图像错误； 正确的有1个，故选A。 【一隅三反】 1 ．（23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末）关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 【答案】C 【解析】A．FeO中铁的化合价为+2价，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁的化合价可以看作是由+2、+3价组成，A项错误； B．FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B项错误； C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料，C项正确； D．四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，D项错误。 故选C。 2．（2024山西）实验室用如图所示装置测定和固体混合物中的质量，装置的硬质玻璃管中的固体物质是和的混合物。 (1)写出装置中发生反应的化学方程式：___________。 (2)装置的作用是盛装的液体是__________，装置中________，所起的作用是_________。 (3)若和固体混合物的质量为23.2g，反应完全后形管的质量增加7.2g，则混合物中的质量为__________。 (4)形管右边连接干燥管的目的是____，若无干燥管，测得的质量将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)若反应后得到的残留固体中还有少量，测得的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）、 （2） 除去中混有的氯化氢气体 浓硫酸 干燥 （3） 16g （4） 防止空气中的水蒸气进入形管E中 偏大 （5） 偏小 【解析】(1)在加热条件下，氢气能还原金属氧化物，反应的化学方程式为、。 (2)由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气，而这两种杂质都能干扰实验，中盛有水，用来除去中混有的气体；而中盛有浓硫酸，用来干燥氢气。 (3)设和固体的物质的量分别是和，则，形管增加的质量就是反应中生成的水的质量，因此有，解得；，则原混合物中的质量是。 (4)由于空气中也含有水蒸气，所以装置的作用是防止空气中的水蒸气进入中。若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收，则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，所以测定结果偏大。 (5)若反应后得到的残留固体中还有少量，则形管增加的质量偏小，导致氧的含量减小，所以测定结果偏小。 3 ．（23-24高一上·湖南株洲·期末）是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。某小组同学采用下列实验装置(夹持仪器略)制备。回答下列问题： Ⅰ.制备 (1)装置的名称是 ；装置作用是 。 (2)装置中反应的化学方程式为 。 (3)实验过程中可观察到中的现象是黑色固体变红，说明产生的气体是 。 Ⅱ.探究中铁粉是否完全反应 待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质进行如下实验(已知酸性溶液能与盐酸发生反应)： (4)试剂可以是 (填标号)。 A．盐酸    B．硫酸    C．次氯酸 (5)①现象1为 。 ②有同学认为现象2中溶液未变红色，说明固体有铁粉剩余，写出在溶液中铁粉与铁离子发生反应的离子方程式： 。 (6)已知温度高于时，铁与水蒸气反应的氧化产物只有，甲同学称取粉于装置中，在反应一段时间后停止加热，冷却后称得固体质量为，则未反应的粉的物质的量为 。 【答案】(1) 圆底烧瓶 干燥气体(或吸收气流中的水蒸气)(合理即可) (2)(写加热给分，不写条件不给分) (3) (4) (5) 紫红色褪去 (6) 【解析】I．装置A主要是提供水蒸气，进入装置B与铁粉在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气；氢气具有还原性，可将氧化铜还原为铜，自身被氧化成水； Ⅱ．加入试剂a后，可溶解固体B，B的主要成分为铁的氧化物，可选择盐酸和硫酸，但是盐酸可与后续的酸性高锰酸钾溶液反应，因此选择硫酸；含高锰酸根离子的溶液为紫色，含锰离子的溶液为无色；现象2中无明显现象，说明溶液中不存在Fe3＋，据此分析解题。 （1）装置的名称是圆底烧瓶；装置作用是干燥气体(或吸收气流中的水蒸气)(合理即可)； （2）装置B中水蒸气和铁粉在高温条件下生成了四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 （3）装置B中产生的氢气，经过球形干燥管除去水蒸气后，进入装置E中，与黑色的氧化铜反应生成红色的铜和水，因此E中黑色固体逐渐变红，说明生成。 （4）试剂a的目的是溶解固体B（主要成分为铁的氧化物，可能含有部分未反应完全的铁粉），次氯酸会氧化亚铁离子为铁离子，不能选择次氯酸，故可选择盐酸或者硫酸，但是酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应，因此选择硫酸，故选B。 （5）①滴加酸性高锰酸钾的目的是证明Fe2＋存在，Fe2＋具有还原性，而具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，（紫色）被还原为Mn2＋（无色），可观察的实验现象为紫红色褪去； ②KSCN溶液用于检验Fe3＋，若溶液中含有Fe3＋，加入KSCN溶液后，溶液变为血红色，但现象2中溶液未变红色，说明溶液中不含有Fe3＋，可能是因为固体B中含有四氧化三铁和未反应完全的铁粉，加酸后溶液中的Fe3＋与铁粉反应生成Fe2＋，离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。 （6）假设实验后的固体物质中Fe3O4的质量为x，差量法计算： ，解得x＝11.6g，未反应的Fe物质的量为。 考点三 铁的氢氧化物 【例3-1】（22-23高一上·陕西咸阳·阶段练习）如图所示装置，可用来制取，实验中使用的试剂为铁屑和的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是 A．分液漏斗中盛放的是氢氧化钠溶液 B．实验开始时应先将a关闭 C．A中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应 D．生成的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭a，A中液体沿导管流入B中 【答案】D 【解析】A．由分析可知，A装置内制取FeSO4溶液，则分液漏斗中盛放的是的硫酸，A错误； B．实验开始时应先将a打开，用生成的氢气将装置中的空气排净，然后再关闭a形成压强差，B错误； C．A中圆底烧瓶内发生的反应为铁制取出氢气是置换反应，C错误； D．生成Fe(OH)2的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下用生成的氢气将装置中的空气排净，一段时间后关闭a形成压强差，A中液体沿导管流入B中制取Fe(OH)2，D正确； 故选D。 【例3-2】（2024广西柳州）在两支试管里分别加入少量的FeCl3溶液和新制FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，观察并记录现象。 (1)FeCl3溶液呈 色，向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，现象为 ，反应的离子方程式为 。 (2)FeSO4溶液呈 色，向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，立即 ，离子方程式为 ，然后生成的白色絮状沉淀迅速变成 色，过一段时间后，最终变成了 。变成红褐色的原因是 ，化学方程式为 。 (3)将甲、乙两试管中的固体分别取出放入烧杯中，分别加入足量的稀盐酸，观察到的现象均为固体 ，烧杯中得到 色溶液，离子方程式为 。 (4)白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的O2氧化，那么在实验室里制取纯净氢氧化亚铁前应该： 。 【答案】(1) 棕黄色 出现红褐色沉淀 (2) 浅绿 出现白色沉淀 灰绿 红褐色 白色的氢氧化亚铁被空气中氧气氧化为红褐色的氢氧化铁 (3) 均溶解 棕黄色、浅绿色溶液 (4)配制溶液用的蒸馏水煮沸，排出溶解的空气 【解析】（1）FeCl3溶液呈棕黄色，向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀，发生反应，故答案为：棕黄色；出现红褐色沉淀；； （2）FeSO4溶液呈浅绿色，向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，立即出现白色沉淀，发生反应，然后生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后，最终变成了红褐色。变成红褐色的原因是白色的氢氧化亚铁被空气中氧气氧化为红褐色的氢氧化铁，化学方程式为。故答案为：浅绿；出现白色沉淀；；灰绿；红褐色；白色的氢氧化亚铁被空气中氧气氧化为红褐色的氢氧化铁；； （3）将甲试管中的氢氧化铁、乙试管中氢氧化亚铁分别取出放入烧杯中，分别加入足量的稀盐酸，观察到的现象均为固体均溶解，烧杯中得到棕黄色、浅绿色溶液，离子方程式为、，故答案为：均溶解；棕黄色、浅绿色溶液；、； （4）在实验室里制取纯净氢氧化亚铁前应该将配制溶液用的蒸馏水煮沸，排出溶解的空气，故答案为：配制溶液用的蒸馏水煮沸，排出溶解的空气。 【一隅三反】 1（2024湖北）有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 【答案】A 【解析】A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误； B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确； C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确； D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确； 故选A。 2．（2023·上海市 ）用下面几种方法可以制得白色的沉淀。 方法一：用不含的溶液与用不含的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时，还需加入少量铁屑，原因是_______。(写离子方程式) (2)除去蒸馏水中溶解的常采用_______的方法。 (3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的NaOH溶液，插入溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______。 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀等试剂制备。 (4)在试管I里加入的试剂是_______。 (5)在试管II里加入的试剂是_______。 (6)为了制得白色沉淀，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_______。 (7)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_______。 【答案】(1)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触到空气中的O2而被氧化 (4)铁屑和稀硫酸 (5)NaOH溶液 (6)收集试管II 出口处的气体，检验氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 (7)铁屑和稀硫酸反应生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管I和试管II(起保护气的作用)，且外界空气不容易进入，由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在 【解析】方法二中，向试管I中加铁屑和稀硫酸，向试管Ⅱ中加NaOH溶液，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借助生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管I和试管II(起保护气的作用)，反应一段时间后，关闭止水夹，试管I内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管II的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。 (1)+2价的铁有还原性，其化合物无论是在空气中还是在水中，都易被氧化为+3价铁的化合物， 加入少量铁屑可防止Fe2+被氧化，离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+； (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法； (3)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。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触到空气中的O2而被氧化； (4)试管I中加入的试剂是铁屑和稀硫酸； (5)试管Ⅱ中加入的试剂是NaOH溶液； (6)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，试管Ⅰ中生成氢气和硫酸亚铁，氢气沿着导管进入试管Ⅱ中，收集试管II 出口处的气体，检验氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹，这时试管I内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管II的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。 (7)铁屑和稀硫酸反应生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管I和试管II(起保护气的作用)，且外界空气不容易进入，由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在。 3．（23-24高一上·湖南长沙·阶段练习）小曹同学计划制备白色的Fe(OH)2沉淀，请帮助他完善实验过程： I．小曹同学准备用NaOH固体配制240mL的NaOH溶液。 (1)本实验必须用到的玻璃仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、 。 (2)要配制出此溶液，小曹同学应称出 gNaOH。 (3)在配制过程中，小曹同学的其他操作都是正确的，但下列操作中会引起所配制溶液浓度偏高的一项是___________(填字母)。 A．NaOH固体在称量前已部分变质 B．有少量NaOH溶液残留在烧杯里 C．定容时，俯视容量瓶的刻度线 D．定容摇匀后，发现溶液凹液面最低处时低于刻度线，用胶头滴管补水至刻度线 Ⅱ．配制完成NaOH溶液后，小曹同学准备利用下述装置和配制好的NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制取Fe(OH)2沉淀 (4)试管I中加入的试剂是 。 (5)小曹同学分别在试管I和Ⅱ中加入试剂，然后迅速打开止水夹，塞紧塞子后检验试管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，此后试管Ⅱ中可以较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，其原因是 ，下列操作中也可以实现相同效果的是 (填字母)。 (6)如果Ⅱ中空气未排净，则Fe(OH)2白色沉淀将被氧化为Fe(OH)3，请写出该过程化学方程式 。 【答案】(1)250mL容量瓶、玻璃棒 (2)10.0 (3)C (4)铁屑、稀硫酸 (5) 生成的H2充满了试管I和试管Ⅱ，且外界空气不易进入，避免Fe(OH)2被迅速氧化 ac (6) 【解析】（1）实验室没有240mL的容量瓶，所以选择250mL的容量瓶，操作的步骤由计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解并用玻璃棒搅拌，恢复至室温后用玻璃棒引流转移至250mL容量瓶，洗涤烧杯和玻璃棒并将洗液转移至容量瓶中，加水定容，当所加蒸馏水至刻度线1~2cm处改用胶头滴管，最后摇匀，所以所需仪器有：托盘天平、烧杯、250mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒，故答案为：250mL容量瓶、玻璃棒； （2）需要氢氧化钠的质量0.25L1.0mol/L40g/mol=10g，故答案为：10； （3）A. NaOH固体在称量前已部分变质，则溶质偏少，所配溶液浓度偏低； B. 有少量NaOH溶液残留在烧杯里，则溶质偏少，所配溶液浓度偏低； C. 定容时，俯视容量瓶的刻度线，则溶液体积偏少，所配溶液浓度偏高； D. 定容摇匀后，发现溶液凹液面最低处时低于刻度线，用胶头滴管补水至刻度线，则溶液体积偏多，所配溶液浓度偏低； 故选C。 （4）该方法的原理是利用稀H2SO4和铁屑产生氢气，先赶净装置中空气，防止空气中的氧气把二价铁氧化为三价铁。确定赶净空气后再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将FeSO4压入NaOH溶液中去，从而使产生的白色Fe(OH)2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。所以在试管Ⅰ里加入的试剂是稀H2SO4和铁屑，目的是通过二者反应生成氢气； （5）在试管Ⅱ里加入的试剂是NaOH溶液，目的是让它与试管Ⅰ中生成的硫酸亚铁反应，生成氢氧化亚铁沉淀；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：先检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，防止装置中仍有空气．当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹，以便产生高压，把硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中；由于氢气充满了试管Ⅰ和Ⅱ，隔绝空气(或外界空气不容易进入)，所以Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。 a中先滴加稀硫酸，生成的氢气将装置中的空气排净，再滴加氢氧化钠溶液，可以较长时间观察到氢氧化亚铁沉淀，b中生成氢氧化亚铁沉淀易被空气中氧气氧化，达不到实验目的，c中生成的氢氧化亚铁与空气被植物油隔绝，不易被氧化，可以较长时间观察到氢氧化亚铁沉淀，故选ac。 （6）氢氧化亚铁被空气氧化为氢氧化铁的化学方程式为。 考点四 铁盐与亚铁盐 【例4-1】（2024湖北恩施）下列说法错误的是 A．可用铁粉除去溶液中含有的少量杂质 B．可用铁粉除去溶液中含有的少量杂质 C．可用新制的氯水除去溶液中含有的少量杂质 D．可用氢氧化钠溶液除去中含有的少量HCl气体杂质 【答案】D 【解析】A．三氯化铁可以和铁反应生成氯化亚铁，A正确； B．铁粉可以置换出硫酸铜中的铜离子，生成硫酸亚铁，B正确； C．氯化亚铁可以被氯气氧化为三价铁，C正确； D．氯气可以和氢氧化钠反应，从而也同时被除去，D错误； 【例4-2】（2024陕西咸阳）铁是人体必需元素，市场上常见补血剂有硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、琥珀酸亚铁(速力菲片)等。某化学兴趣小组通过下列实验探究久置FeSO4补血剂是否变质并测定其中铁元素的含量。(已知KSCN可被氧化剂氧化) Ⅰ．用KSCN探究久置FeSO4补血剂的变质情况：将0.3 g FeSO4补血剂用10 mL蒸馏水溶解，配成待测液，进行实验。 (1)用KSCN检验的原理是 (用离子方程式表示)。 (2)ⅱ中血红色褪去的可能原因是 。 (3)甲同学认为FeSO4固体几乎未变质，ⅱ中变血红色是由于Fe2+被浓硝酸氧化，乙同学不认同甲对现象的解释，他推测加入浓硝酸后ⅱ中变血红色还可能与其它因素有关，可能的影响因素是 。 【实验结论】小组同学经过进一步探究得出结论：该补血剂几乎未变质。 Ⅱ．测定该补血剂中铁元素的含量。 (4)步骤①的名称为 。 (5)步骤②加入过量H2O2的目的是 (用离子方程式表示)。 (6)步骤④中最后一步反应的化学反应方程式为 。 (7)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为 (用含a的代数式表示)。 【答案】(1)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 (2)浓HNO3将SCN-氧化 (3)空气中的氧气在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+ (4)过滤 (5)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O (6) (7)0.07a 【解析】Fe2+遇SCN-会反应，若被氧化变为Fe3+，遇SCN-溶液会变为血红色，据此检验Fe3+的存在。SCN-具有还原性，会被硝酸氧化为(SCN)2气体逸出，导致溶液红色褪去。要测定该补血剂中铁元素的含量，可以先将10片补血剂研细，然后加入1 mL稀硫酸溶解，然后过滤，除去难溶性固体残渣，向溶液中加入绿色氧化剂H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，再向溶液中加入足量NaOH溶液，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，再过滤、洗涤、加热，Fe(OH)3分解产生Fe2O3，根据Fe2O3的质量，结合Fe元素守恒，就可以计算出每片补血剂中含铁元素的质量。 （1）若FeSO4被氧化变质产生Fe3+，Fe3+与SCN-发生络合反应产生Fe(SCN)3，使溶液变为血红色，反应的离子方程式为：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3； （2）i中溶液略显红色，向该溶液中逐滴加热5 mL浓硝酸，浓硝酸具有强氧化性，会将溶液中SCN-氧化，导致Fe(SCN)3浓度减小甚至消失，因而溶液红色褪去； （3）甲同学认为FeSO4固体几乎未变质，ⅱ中变血红色是由于Fe2+被浓硝酸氧化，乙同学不认同甲对现象的解释，他推测加入浓硝酸后ⅱ中变血红色还可能与其它因素有关，可能的影响因素是空气中的氧气在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+； （4）根据流程图可知步骤①是分离难溶性固体与可溶性液体混合物，操作名称是过滤； （5）步骤②是向含有Fe2+的酸性溶液中加入H2O2，二者发生氧化还原反应产生Fe3+、H2O，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O； （6）步骤④是Fe(OH)3受热分解产生Fe2O3、H2O，反应的化学方程式为：； （7）10片补血剂发生一系列反应，最后得到a g固体是Fe2O3，其物质的量是n(Fe2O3)=，Fe元素的物质的量n(Fe)=2n(Fe2O3)=，其质量m(Fe)=×56 g/mol=0.7a g，故每片补血剂中含铁元素的质量为0.07a g。 D。 【一隅三反】 1．（2023黑龙江鹤岗·期末）下列除杂试剂或方法不正确的是 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C Fe3O4 FeO 通入O2加热 D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，则通入适量Cl2可除杂，故A正确； B．Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，则反应后过滤可分离，故B正确； C．FeO被O2氧化成Fe3O4，故C正确； D．在空气中灼烧，二者均反应，将原物质除去，不能除杂，故D错误； 故选：D。 2．（23-24高一下·云南玉溪·阶段练习）铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。 日常生活中可通过食物摄入铁元素，例如黑木耳中就含有比较丰富的铁元素。某研究性学习小组为测定某地黑木耳中铁的含量，开展了如下研究与实践活动。 【研究与实践活动一】 研究黑木耳中含铁物质的水溶性：称取ag黑木耳，洗净切碎，用蒸馏水浸泡后取浸泡液进行铁元素检测，结果未能检测到铁元素。 【研究与实践活动二】 研究黑木耳中铁的含量：称取ag黑木耳，高温灼烧使之完全灰化，按图示流程对得到的黑木耳灰进行处理。 (1)浸泡液中未能检测到铁元素，说明黑木耳中的含铁物质 溶于水（选填“能”或“不能”）。 (2)取少量滤液于试管中，滴入KSCN溶液，溶液变红。则滤液中铁元素的存在形式有、 （填离子符号）。 (3)滤液与Fe生成A的离子方程式是 。 (4)由A转化为B可加入的试剂X可以是 （填字母） a．    b．    c． (5)由C转化成D的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为 。该过程化学反应方程式为 。 (6)将ag黑木耳中的铁元素经流程A→C→D进行完全转化，将D经过一系列处理，得到bg红棕色固体。若流程中加入的铁反应了cg，则该黑木耳中铁元素的质量分数为 （用含a、b、c的代数式表示）。 【答案】(1)不能 (2) (3) (4)bc (5) 红褐色 (6) 【解析】（1）浸泡液中未能检测到铁元素，说明溶液中不含有Fe3+、Fe2+，可推知黑木耳中的含铁物质不能溶于水； （2）Fe3+遇KSCN溶液显红色，取少量滤液于试管中，滴入KSCN溶液，溶液变红，则滤液中铁元素的存在形式有Fe3+、Fe2+； （3）滤液含有Fe3+，与Fe生成的A含有Fe2+，反应的离子方程式是； （4）A是FeCl2，B是FeCl3，FeCl2转化为FeCl3发生氧化反应，应该加入氧化剂，酸性高锰酸钾溶液除氧化Fe2+外还能氧化Cl-，且引入杂质，选项a不符合； Cl2能把FeCl2氧化为FeCl3，且不引入杂质，选项b符合； 能把FeCl2氧化为FeCl3，且不引入杂质，选项c符合；答案选bc； （5）由C转化成D的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；该过程化学反应方程式为； （6）b g红棕色固体中含有m(Fe)=，黑木耳中铁的质量为0.7bg-cg，则该黑木耳中铁元素的质量分数为。 3．（24-25高一上·全国·假期作业）某班同学为探究、的性质进行了一系列实验。请回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。 (2)甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明氯水能氧化。溶液与氯水反应的实验现象为 。 (3)乙组同学认为甲组同学的实验不够严谨，请你进行改进，并简述实验方案： (可选用药品：溶液、氯水、溶液、煤油)。 (4)丙组同学向盛有溶液的试管中加入几滴盐酸酸化的溶液，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为 。 (5)丁组同学取溶液，加入溶液，充分反应。取反应后的溶液并向其中加入充分振荡、静置，观察到液体分层，上层为浅绿色，下层为紫红色，则发生反应的离子方程式为 。 (6)甲、乙、丙、丁四个小组的同学通过实验探究，得出结论：有 性；、、的氧化性由强到弱的顺序是 。 【答案】(1)防止被氧化 (2)溶液由浅绿色变为黄色 (3)取溶液，先加入几滴煤油，再于液面下依次加入1滴溶液和几滴氯水 (4) (5) (6) 还原 【解析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在溶液中加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化。 (2)氯气具有氧化性，能氧化氯化亚铁生成氯化铁，反应现象为溶液由浅绿色变为黄色。 (3)因为煤油不溶于水，且密度比水小，向溶液中加几滴煤油可以防止溶液与空气接触，排除氧气对实验的干扰，所以改进的实验方案为取溶液，先加入几滴煤油，再于液面下依次加入1滴溶液和几滴氯水。 (4)向盛有溶液的试管中加入几滴盐酸酸化的溶液，溶液变成黄色，说明将氧化成，反应的离子方程式为。 (5)由溶液颜色变化可知，将氧化成，自身被还原为。 (6)四个小组的同学通过题中实验探究，可得出结论：有还原性：、、的氧化性由强到弱的顺序是。 一、单选题（本题共16题，共44分，第1-10题，每题2分；第11-16题，每题4分。每题只有一个选项为正确答案） 1．（2023春·江西九江·高一修水县第一中学校联考阶段练习）下列关于铁及其化合物的叙述中，错误的是 A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁具有延展性和导热性，可制作炊具 C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料 D．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，铁的化合价有+2价和+3价 【答案】A 【解析】A．金属元素在地壳中的含量铝元素为第一，铁元素为第二，A错误； B．铁具有延展性和导热性，可制作炊具，B正确； C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料，C正确； D．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，铁的化合价有+2价和+3价，D正确； 故选A。 2．（2024·浙江宁波）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Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 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 【答案】B 【解析】A．Fe在高温下可与水蒸气反应，方程式为，A错误； B．肥皂液用于检验生成的氢气，方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡，若有爆鸣声，说明生成了H2，B正确； C．湿棉花的作用主要是提供水蒸气，C错误； D．产物Fe3O4具有磁性，也可以被磁铁吸引，因此不能用磁铁分离，D错误； 故选B。 3．（2023秋·高一课时练习）下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ①过量的Fe与Cl2反应　②Fe与过量稀硫酸反应后，再向其中加H2O2溶液　③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸　④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．全部 【答案】C 【解析】A．由分析知，一定由+3价铁生成的是①②③，A错误； B．由分析知，一定由+3价铁生成的是①②③，B错误； C．由分析知，一定由+3价铁生成的是①②③，C正确； D．由分析知，一定由+3价铁生成的是①②③，D错误； 故选C。 4．（23-24高一下·江苏·阶段练习）在给定条件下，下列选项所示的铁或铁的化合物间转化均能实现的是 A．FeFe2O3 B．FeFeCl2 C．FeI2(aq)FeCl3(aq) D．Fe2O3Fe(OH)3 【答案】C 【解析】A．铁与水蒸气在高温作用下生成四氧化三铁，A错误； B．铁与氯气反应生成的是氯化铁，B错误； C．碘化亚铁与足量氯气反应生成碘化铁和碘单质，C正确； D．在常温下，三氧化二铁和水不发生反应，因为三氧化二铁难溶于水，且在常温下没有足够的能量促使反应进行，D错误； 故选D。 5．（2024北京）向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是 A．该溶液中一定含有SCN- B．氧化性：Cl2>Fe3＋ C．Fe2＋与SCN-不能形成红色物质 D．Fe2＋被还原为Fe3＋ 【答案】D 【解析】A．能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN-，故A正确； B．溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl-，故氧化性：Fe3＋<Cl2，故B正确； C．因原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN-不能形成红色物质，故C正确； D． Fe2＋变为Fe3＋是化合价升高的过程所以是被氧化，故D错误； 故选D。 6（23-24高一上·湖南常德·期末）化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是 A．高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2，该反应为置换反应 B．FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4 C．将饱和的FeCl3溶液加热煮沸可制得氢氧化铁胶体 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 【答案】B 【解析】A．Fe(OH)2具有还原性且热稳定性差，高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，该反应为置换反应，A不正确； B．在高温条件下，Fe3O4热稳定性强，FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4，B正确； C．将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热煮沸至液体呈红褐色，从而制得氢氧化铁胶体，C不正确； D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，会被O2氧化，最终转化为Fe(OH)3，由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D不正确； 故选B。 7．（23-24高一上·贵州黔东南·期末）铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁、三氧化二铁和四氧化三铁，下列说法正确的是 A．氧化亚铁是一种黑色粉末，且氧化亚铁属于合金 B．四氧化三铁常用作油漆的红色颜料 C．三氧化二铁属于碱性氧化物 D．铁在纯氧中燃烧的产物为三氧化二铁 【答案】C 【解析】A．氧化亚铁属于氧化物，不属于合金，故A错误； B．四氧化三铁是黑色固体，不能用作油漆的红色颜料，故B错误； C．三氧化二铁能与酸反应生成铁盐和水，属于碱性氧化物，故C正确； D．铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，故D错误； 故选C。 8．（23-24高一下·湖南衡阳·阶段练习）a g Fe、的混合物恰好溶于1 L 2 mol/L 溶液，没有气体产生，向反应后的溶液中滴加KSCN无现象，则原混合物中Fe与的物质的量比为 A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1 【答案】A 【解析】由题意可知，a g铁和氧化铁溶于1 L 2 mol/L稀硫酸没有气体产生，向反应后的溶液中滴加硫氰化钾无现象，说明稀硫酸完全反应，反应得到的溶液为硫酸亚铁溶液，则溶解过程中发生的反应为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，硫酸的物质的量为2mol/L×1L=2mol，由原子个数守恒可知，反应生成硫酸亚铁的物质的量为2mol，由方程式可知，混合物中氧化铁的物质的量为mol，由铁原子个数守恒可知，混合物中铁的物质的量为2mol—mol×2=mol，则铁和氧化铁的物质的量比为1：1，故选A。 9．（23-24高一上·山西太原·阶段练习）下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3能通过化合反应得到 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为+2价和+3价 【答案】A 【解析】A．Fe(OH)2中的Fe2+具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，选项A错误； B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，选项B正确； C．Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，选项C正确； D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，元素的化合价既有＋2又有+3，选项D正确； 故答案为：A。 10．（23-24高一上·河南信阳·阶段练习）铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向该溶液中加入溶液时生成氢氧化亚铁；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生氢氧化铁，氢氧化铁加热时发生分解反应产生红棕色氧化铁，故白色沉淀是氢氧化亚铁，加热得到最后的残渣是氧化铁，故合理选项是B。 11．（23-24高一上·广西河池·阶段练习）下列说法错误的是 A．既有氧化性也有还原性 B．化合反应一定是氧化还原反应 C．保存溶液时加入Fe粉防止被氧化 D．除去溶液中的，可加入氯水 【答案】B 【解析】A．为中间价态，既有氧化性也有还原性，A正确； B．氧化还原反应的特征是有元素化合价发生变化，化合反应如氧化钙和水反应生成氢氧化钙，不是氧化还原反应，B错误； C．具有还原性易被氧化为Fe3+，Fe粉能与铁离子反应生成亚铁离子，加入Fe粉防止被氧化，C正确； D．具有还原性，加入氯水与反应生成，可除去氯化亚铁杂质，D正确； 12（2023高一·全国·专题练习）要除去溶液中少量的，可行的方法是 A．滴入溶液 B．通入氯气 C．加入适量铜粉并过滤 D．加入适量铁粉并过滤 【答案】B 【解析】A．KSCN与氯化铁溶液发生反应，不与氯化亚铁反应，A错误； B．氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁，B正确； C．铜粉能与氯化铁反应生成氯化亚铁，C错误； D．铁粉能与氯化铁反应生成氯化亚铁，D错误； 故选B。 13．（2022·黑龙江·鹤岗一中高二期末）下列关于、的说法错误的是 A．配制溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度 B．用如图装置可以制备沉淀，得到的白色沉淀在A容器中 C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象可确定溶液中含有 D．向溶液中加入少量铁粉是为了防止被氧化 【答案】B 【解析】A．FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，故A不符合题意； B．先打开止水夹C，开始Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，生成的氢气可排尽装置中的空气，防止生成的硫酸亚铁被氧化，一段时间后关闭止水夹C，反应生成的H2将A中硫酸亚铁压入B中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2沉淀，所以Fe(OH)2沉淀在B容器中，故B符合题意； C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，说明溶液中没有Fe3+，滴加氯水后溶液显红色，此现象证明溶液中含有Fe2+，故C不符合题意； D．Fe3+与铁反应可生成Fe2+，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化，故D不符合题意； 答案为：B 14．（2024·广东·高三专题练习）一定条件下，将一定量Fe3O4溶于过量盐酸生成FeCl2和FeCl3， 分别取少量反应后的溶液进行以下实验，有关实验描述正确的是 A．滴加KSCN溶液，若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+ B．加入5.6g铁粉恰好完全反应，则Fe3O4的质量为23.2g C．用溶液在铜片上写字，一段时间后洗去溶液，观察到铜片表面无明显现象 D．先向溶液中通入氯气，再滴加KSCN溶液，若变红色证明溶液中含有Fe2+ 【答案】A 【解析】A．三价铁遇到硫氰化钾后溶液会变成红色，故滴加KSCN溶液，若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+，A正确； B．原溶液中盐酸有剩余，加入铁粉后会和盐酸反应，故无法通过铁的量计算四氧化三铁的量，B错误；； C．溶液中有三价铁离子，可以和铜单质反应，故用溶液在铜片上写字，一段时间后洗去溶液，会发现有铜被溶解，C错误； D．溶液变红也可能是原来溶液中就有三价铁而使溶液变红，D错误； 故选A。 15（23-24高一下·宁夏石嘴山·期末）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述①转化 B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒 D．Fe(OH)2不稳定，在空气中受热分解成FeO 【答案】C 【解析】A．铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，不能生成Fe2O3，不可实现上述①转化，故A错误； B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe2O3不溶于水，加水不溶解不可实现转化③，故B错误； C．高铁酸盐具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，其中Fe元素化合价由+6价变为+3价，则O元素化合价由−2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为：4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以做净水剂，故C正确； D．Fe(OH)2不稳定，在空气中受热容易被氧化为Fe(OH)3，故D错误； 故选C。 16．（22-23高一下·河北衡水·期中）向2L的H2SO4和Fe(NO3)3的混合稀溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇到空气变为红棕色，溶液中Fe2+的物质的量和加入Fe粉的物质的量之间的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．开始时加入铁粉反应的离子方程式为 B．加入4mol铁粉时，溶液中有3 mol Fe3+，2 mol Fe2+ C．加入5mol铁粉后的溶液中加入盐酸，不会有NO气体产生 D．原溶液中H2SO4和Fe(NO3)3的物质的量分别为6mol和1mol 【答案】B 【解析】A．由实验现象和图像可知开始加入铁粉产生NO和Fe3+，故开始时加入铁粉发生的离子方程式为，A正确； B．加入4mol铁粉时，其中1mol铁粉消耗2 mol Fe3+，产生3 mol Fe2+，此时溶液中，n(Fe2+)=3mol，B错误； C．加入铁粉3mol时，硝酸根离子恰好反应完全，加入5mol铁粉后的溶液中溶质的主要成分为硫酸亚铁，加入盐酸后不发生反应，不会放出NO气体，C正确； D．加入3mol铁粉时发生的离子方程式为，消耗3 mol和12molH+生成3 mol Fe3+，加入铁粉3mol至5mol时，发生的离子反应为，则2mol的铁消耗4 mol Fe3+，加入3mol铁粉时生成3 mol Fe3+，故原溶液中含1 mol Fe3+[即含1 mol Fe(NO3)3]，5mol后加入铁粉不再产生Fe2+，则原溶液中仅含12molH+(即含6molH2SO4)，故原溶液中H2SO4和Fe(NO3)3的物质的量分别为6mol和1mol，D正确； 故选B。 2、 非选择题（本大题共4小题，共56分） 17．（24-25高一上·全国·课前预习）化学性质 (1)与非金属单质反应 ①与O2反应 化学方程式： ；现象： 。 常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。 ②与Cl2反应 化学方程式： ；现象： 。 注意：铁在氯气中燃烧，只生成FeCl3，与反应物量比无关。 ③与S反应 化学方程式： 。 氧化性：Cl2 S (>或<) (2)与酸反应 与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应的离子方程式： 。 (3)与盐溶液反应(离子方程式) ①与CuSO4溶液反应： 。 ②与FeCl3溶液反应： 。 (4)铁粉与水蒸气的反应 有人设计了如图的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物，写出反应的化学方程式。 ①试管中湿棉花的作用是 。 ②酒精灯上加的铁丝网的作用是 。 ③若用火柴点燃肥皂泡，可能发生的现象是 。 ④该反应体现铁单质具有 性。 ⑤化学方程式 。 【答案】(1) 剧烈燃烧，火星四射 剧烈燃烧，有棕褐色烟生成 > (2) (3) (4) 加热时产生水蒸气与铁粉反应 使火焰集中，并提高温度 发出爆鸣声 还原 【解析】（1）①铁与氧气在点燃的条件下反应的化学方程式为，现象为剧烈燃烧，火星四射； ②铁与氯气反应的化学方程式为，现象为剧烈燃烧，有棕褐色烟生成； ③铁与硫反应的化学方程式为，氯气能将铁氧化为+3价，而S只能将铁氧化为+2价，说明氯气的氧化性大于硫； （2）铁与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应的离子方程式为； （3）①铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为； ②具有氧化性，可以将氧化为，离子方程式为； （4）①该装置是还原铁粉与水蒸气的反应实验装置，试管中有铁粉和湿棉花，湿棉花上面的水在加热时产生水蒸气与铁粉反应； ②酒精灯上加的铁丝网的作用是使火焰集中，并提高温度； ③湿棉花受热产生的水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应生成的氢气通入肥皂液中产生肥皂泡，肥皂泡中的气体主要是氢气，用点燃的火柴靠近肥皂泡，肥皂泡爆炸，不纯的氢气在点燃时会发出爆鸣声； ④该反应中还原铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁，铁元素的化合价升高，铁粉做还原剂，体现铁单质具有还原性； ⑤还原铁粉与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为。 18．（23-24高一下·青海西宁·阶段练习）绿矾 是自然界存在的一种矿石， 翠绿如宝石，很早就引起人们的重视。 已知： 。某研究性学习小组用如图所示装置对绿矾进行培烧，并检验其培烧产物。请回答下列问题： (1)装置B的名称 作用是 ，若盛放的是无水硫酸铜现象是 。 (2)装置 D 可以观察到的实验现象是 。 (3)装置E的作用是除去多余的SO2，请写出该反应的离子方程式 。 (4)实验结束后，请设计一个实验方案，检验装置A 中生成的固体产物(不考虑其他反应) 。 (5)下列说法正确的是___________。 A．装置C的作用是检验并吸收 B．为了让实验结果更准确，实验开始前应先通一段时间的 ， 以排尽装置中的空气 C．实验操作的顺序为：先组装装置，然后加入各种试剂，再检查气密性，最后点燃酒精喷灯开始实验 D．若要除去 溶液中混有的 杂质，可向溶液中加入过量的铜粉，充分反应后，过滤即可 【答案】(1) 干燥管 检验生成的水 固体变蓝 (2)产生淡黄色沉淀 (3)SO2+2OH-=+H2O (4)取少量固体，溶于稀盐酸，向其中加入KSCN溶液，若溶液变为血红色，则有Fe2O3 (5)AB 【解析】（1）装置B的名称干燥管，装置B中装有无水硫酸铜，用来检验生成的水，若盛放的是无水硫酸铜现象是固体变蓝，故答案为：干燥管；检验生成的水；固体变蓝； （2）装置D中装有Na2S溶液，SO2和Na2S溶液反应生成S单质，装置D中产生淡黄色沉淀，故答案为：产生淡黄色沉淀； （3）SO2和NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，离子方程式为SO2+2OH-=+H2O； （4）由化学方程式可知，装置A中生成的固体产物为Fe2O3，实验方案为取少量固体，溶于稀盐酸，向其中加入KSCN溶液，若溶液变为血红色，则有Fe2O3，故答案为：取少量固体，溶于稀盐酸，向其中加入KSCN溶液，若溶液变为血红色，则有Fe2O3； （5）A．由分析可知，装置C中BaCl2溶液中通入SO3有白色沉淀，且不与SO2反应，则装置C的作用是检验并吸收SO3，故A正确； B．实验开始前应先通一段时间的N2，以排尽装置中的空气，可以防止二氧化硫被空气中的氧气氧化，故B正确； C．实验操作的顺序为：组装装置、检查气密性、加入各种试剂、点燃酒精喷灯开始实验，故C错误； D．要除去FeSO4溶液中混有的Fe2(SO4)3杂质，向溶液中加入过量的铜粉，Fe2（SO4）3和铜粉反应生成FeSO4和硫酸铜，引入新杂质，故D错误； 故答案为：AB。 19．（23-24高一下·安徽滁州·开学考试）铁是人类较早使用的金属之一，铁合金也是用量最大的金属材料。请按要求完成下列问题。 (1)在自然界中，铁元素主要以 填写“游离态”或“化合态”形式存在 (2)下列铁的化合物中，不能直接化合得到的是___________用字母代号填。 A． B． C． D． (3)高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体，反应原理：胶体。 胶体分散质粒子的直径范围是 。 该反应中是 。 A．氧化剂 B．还原剂 C．被氧化 D．被还原 高铁酸钾能杀灭水中细菌的原因是 。 (4)电子工业常用左右的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得溶液，某同学设计下列方案： 实验室用无水氯化铁固体粗略配制的溶液，需要的主要玻璃仪器除了量筒外还有 。 写出溶液与铜箔发生反应的离子方程式 。 现用500g 32.5% FeCl3溶液制造印刷电路板，生产后的腐蚀废液用该同学设计方案处理，最终获得氯化铁溶液中的物质的量至少为 mol。 (5)铝及其合金是金属材料界后起之秀。某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入相同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。造成不同现象的原因可能是 填序号。 A．铝与氯化铜溶液反应，与硫酸铜溶液不反应 B．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强 C．生成物溶于水，而不溶于水 D．氯离子能破坏氧化铝薄膜，而硫酸根离子不能 请设计一个简单实验验证你的选择： 。 【答案】(1)化合态 (2)C (3) 具有强氧化性，能使蛋白质变性 (4) 胶头滴管、烧杯、玻璃棒 (5) 在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入NaCl（不能加入盐酸，若反应明显加快了，说明判断正确 【解析】（1）铁化学性质活泼，在自然界中，铁元素主要以化合态形式存在，故答案为：化合态； （2）A．铁丝在氧气燃烧可生成四氧化三铁，故A不符合 B．氯化铁和铁粉反应可生成氯化亚铁，故B不符合； C．氢氧化亚铁不能通过化合反应制的，故C符合； D．氢氧化亚铁、氧气和水化合生成氢氧化铁，故D不符合； 故选C； （3）①胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系；胶体分散质粒子的直径范围是； ②该反应中是中O化合价从价升高到价，化合价升高被氧化，作还原剂，故选BC； ③高铁酸钾能杀灭水中细菌的原因是：具有强氧化性，能使蛋白质变性，从而杀灭病菌； （4）①配制溶液步骤有计算、称量、溶解、装瓶存放，需要的玻璃仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒； ②氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，其离子方程式为： ； ③500g 32.5% FeCl3溶液含物质的量，，则最多可生成氯化铜物质的量，，在溶解铁物质的量0.5mol，此时混合溶液中最少含铁物质的量，最终可被氧化成氯化铁，最终获得氯化铁溶液中的物质的量至少为； （5）A．铝活动性强于铜，铝与氯化铜溶液反应，与硫酸铜溶液都能发生置换反应，故A错误； B．氯化铜溶液酸性与同浓度的硫酸铜溶液酸性相同，故B错误； C．生成物、都能溶于水，故C错误； D．反应中变量为阴离子种类不同，金属铝的表面有一层致密的氧化物薄膜，氯化铝和硫酸铝阴离子的不同，氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能，故D正确； 故选D； 设计简单实验如下：在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入NaCl）不能加入盐酸，若反应明显加快了，说明判断正确。 反应中变量为阴离子种类不同，可在硫酸铜溶液中引入氯离子观察实验现象，故实验为：在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入NaCl（不能加入盐酸，若反应明显加快了，说明判断正确。 20．（23-24高一下·上海·期末）I．“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质： (1)写出“铁与水反应”反应的化学方程式为 。 Ⅱ．制备氢氧化亚铁：设计如下实验能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀，选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。 (2)植物油的作用是 。 (3)实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， (填“打开”或“关闭”)止水夹K，制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 Ⅲ．探究FeCl2溶液、FeCl3溶液的性质 (4)从物质类别角度判断FeCl2属于 ，因此可以与某些碱反应。 (5)预测FeCl2具有氧化性，因此可以与Zn反应，此时Zn体现 性。 (6)预测FeCl2具有还原性，预测依据是 ，因此可以与酸性KMnO4溶液反应。 (7)进行如下实验操作： 序号 操作 ⅰ 滴加NaOH溶液 ⅱ 加入少量锌粉 ⅲ 滴加酸性KMnO4溶液 操作 现象 溶液由棕黄色变为浅绿色 无明显现象 溶液变为红色，而后红色褪去 ①i中的现象是 ，用化学方程式表示产生该现象的原因： 、 。 ②ⅱ中反应的离子方程式是 。 ③ⅲ中的现象是 。 ④ⅳ中反应的离子方程式是 。小组同学探究ⅵ中褪色原因，提出两种假设：a．铁离子被转化，b．SCN-被转化。分别向褪色后的溶液中滴加0.1mol/LFeCl3溶液和KSCN溶液各1滴，观察到 现象，得出结论：假设b成立。 【答案】(1) (2)隔绝空气 (3) 打开 关闭 (4)盐 (5)还原 (6)FeCl2中铁元素为+2价，处于中间价态，化合价可以升高表现出还原性 (7) 生成白色絮状沉淀，迅速变灰绿色，最终变为红褐色 溶液紫红色褪去 滴加KSCN溶液的试管中溶液变红色 【解析】（1）铁与水蒸气高温下发生反应：； （2）植物油的作用是隔绝空气； （3）实验时，先打开止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，关闭止水夹K，试管内压强增大，将硫酸亚铁溶液排入右瓶中制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色； （4）从物质类别角度判断FeCl2属于盐，因此可以与某些碱反应； （5）预测FeCl2具有氧化性，因此可以与Zn发生置换反应，此时Zn体现还原性； （6）FeCl2中铁元素为+2价，处于中间价态，化合价可以升高表现出还原性，也可以降低表现氧化性，故FeCl2既有氧化性，又有还原性； （7）①i中加入氢氧化钠溶液的现象是生成白色絮状沉淀，迅速变灰绿色，最终变为红褐色，用化学方程式表示、； ②ⅱ中加入锌粉发生置换反应，反应的离子方程式是； ③ⅲ中加入酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，现象是溶液紫红色褪去； ④ⅳ中加入铁粉，反应的离子方程式；b猜想为：SCN-被转化，若假设b成立，则溶液中SCN-被氧化，溶液中缺少SCN-，向褪色后的溶液中滴加0.1 mol/L FeCl3溶液，溶液不会变红色，而滴加KSCN溶液后，存在的铁离子会和滴加的KSCN溶液变红色，故现象为：滴加KSCN溶液的试管中溶液变红色，说明假设b成立。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$