第三章 第一节 第一课时 铁及其氧化物、氢氧化物-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册创新导学案课件PPT（人教版2019，不定项）

第三章 铁 金属材料 第一节　铁及其化合物 第一课时　铁及其氧化物、 氢氧化物 1．能描述、辨识铁及其化合物重要的物理、化学性质及实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示铁及其化合物的主要化学性质。2．通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 一、铁的单质 1．铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于_____、_____和_____，居第_____位，主要以_____价和_____ 价化合物形式存在。 氧 硅 铝 四 ＋2 ＋3 学习理解 5 2．铁单质的性质 (1)物理性质：银白色金属，导电、导热性好，有延展性，能被磁铁吸引。 (2)化学性质(写出反应的化学方程式) ①与Cl2反应：_____________________。 ②与S反应：_______________。 ③与稀H2SO4反应：________________________。 ④与CuSO4溶液反应： _________________________ 。 结论：Fe在反应中作______剂，遇到较强的______剂(如Cl2等)生成______价铁的化合物，遇到较弱的_______剂(如稀硫酸、S等)生成______ 价铁的化合物。 (3)铁与水蒸气反应的实验探究 铁不能与冷水、热水反应，但____________________发生反应，化学方程式为_____________________________ 。 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 还原 氧化 ＋3 氧化 ＋2 红热的铁能与水蒸气 学习理解 6 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 _______ _______ _______ 俗名 — _______ ____________ 颜色及状态 ___________ ____________ ____________ 氧化物类别 _____性氧化物 _____性氧化物 复杂氧化物 与盐酸反应的离子方程式 ___________________________、 ___________________________、 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁红 磁性氧化铁 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 碱 碱 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 学习理解 7 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 2．铁的氢氧化物 (1)铁的氢氧化物的制备 学习理解 8 现象 产生______________，迅速变为________，最终变为_________ 生成_____________ 化学方程式 __________________________________，_________________________________ ___________________ _________________ 白色絮状沉淀 灰绿色 红褐色 红褐色沉淀 FeSO4＋2NaOH=== Fe(OH)2↓＋Na2SO4 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 FeCl3＋3NaOH=== Fe(OH)3↓＋3NaCl 学习理解 9 Fe(OH)2 Fe(OH)3 稳定性 不稳定，易被O2氧化成________________ 不稳定、受热易分解： _________________________ 与盐酸反应的离子方程式 __________________________ __________________________ (2)铁的氢氧化物的化学性质 红褐色的Fe(OH)3 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 学习理解 10 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质。(　　) (2)氯化亚铁既可由铁与盐酸反应制取，也可由铁与氯气化合制取。(　　) (3)由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2。 (　　) (4)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。(　　) (5)Fe(OH)3不能利用化合反应生成。(　　) (6)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气。(　　) × √ × × √ × 学习理解 11 探究应用 启思研讨　教师独具内容 如图所示，在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分干燥处理，不得留有水。 探究应用 13 【问题探究】 1．结合已学过的知识解释钢铁厂生产中炽热的 铁水或钢水注入模具之前为什么必须对模具进行充分干燥处理？ 2．结合已学过的知识对比钠和铁与水反应的条件和程度有何差异？金属与水反应的本质是什么？ 提示：高温下铁与水蒸气反应会产生氢气，氢气属于可燃性气体，易引发危险。 提示 提示：钠与冷水剧烈反应；铁在常温下和加热条件下与液态水不反应，铁在高温下与水蒸气才能反应。金属与水反应的本质是金属与水电离产生的H＋反应生成氢气。 探究应用 14 知识点一　铁及其氧化物 1．铁与水蒸气反应的实验探究与设计 实验 装置 装置1 装置2 操作及现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 探究应用 15 探究应用 16 2．铁及其氧化物性质的归纳 (1)Fe被腐蚀生成铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。 (2)Fe的常见化合价有＋2价和＋3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比为1∶1组合而成的复杂氧化物。 (3)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。 (4)Fe3O4与盐酸反应的化学方程式可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应，然后把两个化学方程式相加。 (5)Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，在空气中受热可转化为Fe3O4。 (6)在加热条件下，铁的氧化物能被CO、C、H2还原生成单质铁及CO2或H2O。 探究应用 17 [练1]　下列关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的叙述中正确的是(　　) 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．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为Fe D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 解析：FeO中Fe元素显＋2价，Fe2O3中Fe元素显＋3价，Fe3O4中Fe元素显＋2价、＋3价，A错误；FeO与Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，B错误；铁的三种氧化物都具有氧化性，在高温下均可被CO还原为Fe，C正确；Fe3O4中Fe元素显＋2价、＋3价，但Fe3O4是纯净物，D错误。 答案 解析 探究应用 18 [练2]　如图，在铁与水蒸气反应的实验中，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的铁粉可用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口处 C．用铁丝网罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成 答案 探究应用 19 知识点二　铁的氢氧化物 1．Fe(OH)2制备的两种方法 Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法： 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，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，如右图所示 方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如右图所示 探究应用 20 2．注意事项 (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 探究应用 21 [练3]　有关铁的化合物的说法中，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 B．由图示操作可制取Fe(OH)2 C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色，能发生丁达尔效应 答案 探究应用 22 [练4]　下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) 已知：苯为难溶于水、密度比水小的液体。 A．①② B．②③④ C．①②④ D．①②③ 答案 探究应用 23 解析：①稀硫酸和铁反应生成氢气排尽装置中的空气，然后滴加NaOH溶液，NaOH与FeSO4反应生成Fe(OH)2，不与空气接触，可较长时间看到白色沉淀；②打开a，稀硫酸和铁反应生成氢气排尽装置中的空气，关闭a，生成的气体使A中压强增大，将FeSO4溶液压入B中，FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，不与空气接触，可较长时间看到白色沉淀；③NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，生成Fe(OH)2后与空气中的O2反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀，不能较长时间看到白色沉淀；④NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，生成Fe(OH)2，苯液封隔绝空气，不与空气接触，可较长时间看到白色沉淀，故选C。 解析 探究应用 24 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 总结提升 26 随堂提升 1．下列说法不正确的是(　　) A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁 B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应 C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂 答案 总结提升 27 2．把铁片投入下列溶液中，铁片质量减少，且有气体产生，此溶液是(　　) A．FeSO4溶液 B．稀H2SO4 C．ZnSO4溶液 D．AgNO3溶液 答案 总结提升 28 3．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，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，上述白色沉淀和残渣分别是(　　) A．Fe(OH)3；Fe2O3 B．Fe(OH)2；Fe2O3 C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4 D．Fe2O3；Fe(OH)3 答案 总结提升 29 4．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．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应 B．Fe3O4中铁元素为＋4价 C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C作还原剂 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 答案 总结提升 30 5．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL的大试管中先加40 mL煤油，取3粒绿豆大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图所示)。仔细观察，回答下列问题： (1)大试管的下层溶液中出现的现象为 __________________。 (2)装置中长颈漏斗内液面______(填“下降”或“上升”)。 (3)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式： __________________________________________。 答案 产生白色絮状沉淀 上升 2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 总结提升 31 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 铁及其氧化物 铁的氢氧化物 铁的性质 铁的性质 铁的性质 铁及其氧化物 铁 铁的氧化物 铁的氧化物 铁 铁及其氧化物 铁的氢氧化物 铁的氧化物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 33 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列叙述正确的是(　　) A．纯铁为灰黑色 B．铁锈的主要成分是Fe3O4，不能保护内层金属 C．铁在干燥的空气里不易被氧化 D．在加热条件下铁与氯气反应生成FeCl2和FeCl3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 34 2．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧，所得到的固体为(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 答案 解析：因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3受热分解，生成Fe2O3和H2O。　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 35 3．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 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 36 4．将质量为m g的铁片放入CuSO4溶液中，充分反应后取出干燥铁片的质量变为n g，则被氧化的铁的质量是(　　) A．8(n－m) g B．8(m－n) g C．7(m－n) g D．7(n－m) g 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 37 5．如图是铁与其他物质之间的关系(“—”表示相连物质间能发生反应，“→”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去)，下列有关说法正确的是(　　) A．反应①的过程中，固体的质量逐渐减小 B．反应②中有银白色固体析出 C．反应③可通过细铁丝在空气中燃烧实现 D．反应④可能是2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑ 答案 解析：由题图可知，反应①为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，反应②为Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag。反应①中，M(Fe)＝56 g·mol－1，M(Cu)＝64 g·mol－1，固体质量逐渐增大，A错误；反应②中生成了银白色的Ag固体，B正确；铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，C错误；Fe与HCl反应生成FeCl2，D错误。 　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 38 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 39 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 40 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 41 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 42 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 43 9．有FeO、Fe2O3的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，冷却后称量剩余固体比原混合物质量减轻1.6 g，若将同质量的混合物与盐酸反应，欲使其完全溶解需1 mol·L－1盐酸的体积为(　　) A．200 mL B．100 mL C．50 mL D．无法计算 答案 解析： FeO、Fe2O3的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，生成Fe，冷却后称量剩余固体比原混合物质量减轻1.6 g，则减少的质量为氧元素的质量，物质的量是0.1 mol。将FeO、Fe2O3的混合物与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3的混合物，相当于其中的O被Cl代替，1个O被2个Cl代替，所以需1 mol·L－1盐酸的体积V(HCl)＝0.2 mol÷1 mol·L－1＝0.2 L＝200 mL。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 44 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 45 解析：湿棉花的作用是提供水蒸气，A错误；反应生成Fe3O4，B错误；氢气可使肥皂液形成气泡，点燃气泡可检验生成的H2，则肥皂液的主要作用是收集并检验生成的H2，C正确；氢气点燃之前应该先检验纯度，刚开始的气泡可能是空气，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 46 11．在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448 mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3＋，则下列判断正确的是(　　) A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3 B．反应后所得溶液中的Fe2＋与Cl－的物质的量浓度之比为1∶2 C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 47 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 48 三、非选择题 12．某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置如图所示。 (1)在试管B中加入NaOH溶液，加热煮沸1～2 min立即加入2 mL液体石蜡，该操作的目的是________________________________________________。 除去溶解在NaOH溶液中的O2，并防止O2再进入溶液 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 49 (2)在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因： _____________________。 (3)连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是________________________，产生该现象的原因是__________________________________。试管B中的现象是________________。 (4)若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应的化学方程式为________________________________。 保证溶液中不存在Fe3＋ 答案 溶液经导管进入试管B 生成的H2使试管A、B内产生了压强差 产生白色沉淀 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 50 13．实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 (1)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b处必须________。 (2)装置B的作用是________，装置C中盛装的液体是________。 验纯 答案 除HCl 浓H2SO4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 51 (3)在硬质双通玻璃管中发生的化学反应方程式是______________________、_______________________。 (4)若FeO和Fe2O3物质的量之比为1∶1，反应完全后，U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为______。 (5)U形管E右边连接干燥管F的目的是______________________，若无干燥管F，测得Fe2O3的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 16 g 答案 防止空气中水蒸气进入 偏大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 52 解析： (4)U形管质量增加的7.2 g是水，物质的量是0.4 mol，其中氧原子的物质的量是0.4 mol。设FeO、Fe2O3的物质的量均为x mol，根据氧原子守恒可知x＋3x＝0.4，解得x＝0.1，则混合物中Fe2O3的质量为0.1 mol×160 g/mol＝16 g。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 53 　　　　　　　　　　　　　 R 2Fe＋3Cl2eq \o(=====,\s\up15(△))2FeCl3 Fe＋Seq \o(=====,\s\up15(△))FeS 3Fe＋4H2O(g)1eq \o(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2 2Fe(OH)3eq \o(=====,\s\up15(△))Fe2O3＋3H2O 实验 结论 铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2 实验 说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气； ②酒精灯的火焰用铜网套住，可以使加热效果更好； ③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用 解析：铁与CuSO4反应后铁片上会附着铜，故铁片的质量会增加。设被氧化的铁的质量为x g，用差量法列式：eq \f(56,x)＝eq \f(8,n－m)，得x＝7(n－m)。 6．铁制工具在社会生产中发挥了巨大作用，下面是冶铁的部分原理： Ⅰ.2C＋O2eq \o(=====,\s\up15(高温))2CO Ⅱ.Fe2O3＋3COeq \o(=====,\s\up15(高温))2Fe＋3CO2 下列说法正确的是(　　) A．常温下，Fe2O3能与水反应生成Fe(OH)3 B．Fe与Cl2反应：Fe＋Cl2eq \o(=====,\s\up15(△))FeCl2 C．Fe2O3俗称铁红，可用作红色颜料 D．以上两个反应都是氧化还原反应，Fe与Cl2的反应也是置换反应 解析：虽然Fe2O3是碱性氧化物，但Fe2O3不溶于水，不与水反应生成Fe(OH)3，故A错误；Fe与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为2Fe＋3Cl2eq \o(=====,\s\up13(△))2FeCl3，故B错误；Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，可用作红色颜料，故C正确；置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，所以Fe与Cl2的反应不是置换反应，故D错误。 解析：22.4 L氯气的状态未指明，无法计算，B错误；5.6 g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.2NA，C错误；0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成H2的分子数为eq \f(0.8,3)NA，D错误。 7．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A．2.8 g铁所含电子数为1.3NA B．在加热条件下，22.4 L氯气与足量铁反应消耗铁原子的数目为eq \f(2,3)NA C．5.6 g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.3NA D．高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成H2的分子数目为0.3NA 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意) 8．红褐色的赤铁矿也称为赭石(主要成分为Fe2O3)，常用于制作涂料，磁铁矿(主要成分为Fe3O4)常用于制作古代的指南针——司南。下列说法错误的是(　　) A．赤铁矿是混合物 B．Fe与O2或水蒸气在一定条件下反应均可生成Fe2O3 C．用磁铁可以将Fe2O3和Fe3O4分离开 D．取少量铁矿石溶于足量盐酸中，加入KMnO4溶液，溶液紫色褪去，证明溶液中含有Fe2＋ 解析：赤铁矿是主要成分为三氧化二铁的混合物，A正确；Fe与氧气、水蒸气的反应为3Fe＋2O2eq \o(=====,\s\up15(点燃))Fe3O4，3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2，B错误；用磁铁可以将Fe2O3和Fe3O4分离开，C正确；Cl－在酸性环境中与MnOeq \o\al(－,4)发生氧化还原反应，也可使KMnO4溶液褪色，D错误。 10．还原铁粉和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．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 B．装置中反应的化学方程式是2Fe＋3H2Oeq \o(=====,\s\up15(高温))Fe2O3＋3H2↑ C．肥皂液的主要作用是收集并检验生成的H2 D．肥皂液中有气泡产生即可点燃肥皂液 解析：根据题意，n(HCl)＝0.2 mol，生成n(H2)＝eq \f(0.448 L,22.4 L·mol－1)＝0.02 mol。因氧化性：Fe3＋>H＋，所以Fe先与Fe3＋反应后再还原H＋，由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(1 mol Fe还原1 mol Fe2O3)和Fe与H＋反应放出H2，可知n(Fe)>n(Fe2O3)；由反应后溶液中溶质全为FeCl2知，n(Fe2＋)∶n(Cl－)＝1∶2；至于混合物中Fe与FeO之间量的关系无法确定。 Fe2O3＋3H2eq \o(=====,\s\up15(△))2Fe＋3H2O FeO＋H2eq \o(=====,\s\up15(△))Fe＋H2O $$