专题07 铁及其化合物（知识串讲+专题检测）-2024-2025学年高一化学上学期期中期末核心考点大通关（人教版2019必修第一册）

专题07 铁及其化合物 一、铁及其化合物的思维导图 二、铁单质的性质 常见价态 ＋2、＋3、（还有＋6，如高铁酸钠Na2FeO4） 物理性质 纯净的铁是光亮的白色金属，有良好的导电性、传热性，延展性，能被磁铁吸引 与非金属单质的反应 O2 3Fe＋2O2Fe3O4 Cl2 2Fe＋3Cl2FeCl3(无论Fe的量多少，产物都是FeCl3) S Fe＋SFeS I2 Fe＋I2FeI2(产物不是FeI3) 与H2O(g)反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4+4H2(产物是Fe3O4而不是Fe2O3) 与非氧化性酸(HCl、H2SO4) Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 与氧化性酸反应 稀HNO3 Fe（少量）＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe（过量）＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3 浓H2SO4 浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生中钝化。实质是强氧化性的酸使铁、铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。 与盐溶液反应 发生置换反应：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 与FeCl3溶液反应，离子方程式为Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ 【特别提醒】Fe在反应中作还原剂，遇到较强的氧化剂(如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸、S、I2等)生成＋2价铁的化合物。 三、铁的常见氧化物的性质 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色及状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 与盐酸反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 在加热条件下，铁的氧化物能被CO、C、H2等还原剂还原生成单质铁。 四、铁的氢氧化物的性质 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应(离子方程式) Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 稳定性 不稳定，易被O2氧化 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 不稳定，受热易分解： 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，反应的化学方程式为： 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 五、Fe3＋与Fe2＋的常用检验方法 Fe3＋ Fe2＋ 显色法 待测液中滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色 待测液中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色 沉淀法 待检液滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀 待测液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 强氧化剂法 不能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色 直接观察法 溶液呈黄色 溶液呈浅绿色 六、Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化 1．从氧化还原反应视角分析“铁三角”转化关系 铁元素的常见价态有0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”： (1)Fe只具有还原性，被氧化成Fe2＋或Fe3＋。 (2)Fe2＋既有氧化性又具有还原性 [注意]　虽然Fe2＋既有氧化性又有还原性，但以还原性为主。 (3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe [注意]　金属阳离子被还原不一定得到金属单质，如Fe3＋被还原时可能得到的是Fe2＋。 2．“铁三角”转化关系的应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质) ①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。 ②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ④除去废水中Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋(如通入Cl2或加入H2O2)，再调节溶液的pH，使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (2)离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 一、单选题 1．（23-24高一上·北京通州·期末）中国人使用铁的历史悠久，汉语中有很多与“铁”有关的词汇。以下词汇中的“铁”字与“铁矿石”中的“铁”字含义相同的是 A．还原铁粉 B．手无寸铁 C．铁骨铮铮 D．缺铁性贫血 【答案】D 【详解】A．还原性铁粉，为铁元素的单质，A错误； B．手无寸铁中铁为铁元素的单质，B错误； C．铁骨铮铮指人的骨气，C错误； D．缺铁性贫血中的“铁”字，表示为铁的化合物，D正确； 故选D。 2．（23-24高一上·云南昭通·期末）已知月球土壤中富含铁元素，其主要以铁单质和亚铁离子的形式存在。但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的三价铁，可能的原因是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，FeO中Fe为+2价，中的铁为+2、+3价，根据氧化还原反应规律，在撞击过程中FeO可能反应生成Fe和，A项正确； B．分解生成和FeO， 中含有三价铁，但是中含有较多三价铁，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，B项错误； C．月球表面没有氧气， FeO无法被氧化生成，C项错误； D．月球表面铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，中Fe为+3价，D项错误； 故选A。 3．（23-24高一上·江苏南通·期末）氯化铁是一种重要的化合物。下列说法不正确的是 A．氯化铁属于电解质 B．氯化铁可由氯化亚铁和盐酸反应制得 C．氯化铁溶液可以腐蚀覆铜板 D．氯化铁溶液可以制备氢氧化铁胶体 【答案】B 【详解】A．氯化铁溶于水完全电离，属于电解质，故A正确； B．氯化铁可由氯化亚铁和氯气反应制得，氯化亚铁不与盐酸反应，故B错误； C．氯化铁溶液可以腐蚀覆铜板，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故C正确； D．氯化铁溶液滴入沸水中可以制备氢氧化铁胶体，故D正确； 故选择B选项。 4．（23-24高一上·广东茂名·期末）铁粉与水蒸气反应的实验装置图(夹持装置已略去)如图，下列说法错误的是 A．实验进行前，应检查装置的气密性 B．该实验表明：高温下，铁可与水蒸气反应 C．生成的气体在点燃之前，不用验纯 D．该反应的基本反应类型为置换反应 【答案】C 【详解】A．连接装置后，在进行实验之前，需要检查装置的气密性，故A正确； B．该实验可以表明高温下，铁可与水蒸气反应，故B正确； C．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气为可燃性气体，与空气混合会引发爆炸，所以在点燃生成的气体之前，需要验纯，故C错误； D．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应属于置换反应，故D正确； 故选C。 5．（23-24高一上·湖南张家界·期末）下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是 A．高温下，铁和水蒸气反应可以生成氢气 B．是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．用溶液可以鉴别溶液和溶液 D．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体 【答案】B 【详解】A．铁与水蒸气在高温下发生3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2，A正确； B．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁，B错误； C．三价铁离子遇到KSCN溶液会生成血红色溶，故可用溶液可以鉴别溶液和溶液，C正确； D．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体，D正确； 答案选B。 6．（23-24高一上·湖南张家界·期末）把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为1：1，则所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为 A．2：1 B．3：2 C．1：1 D．2：3 【答案】B 【详解】铁粉放入三氯化铁溶液中，发生的反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，设反应的Fe3+的物质的量为n，则溶液中的Fe2+的物质的量为n，根据题意，未反应的Fe3+的物质的量为n，所以溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为=n:n=3:2。 故选B。 7．（23-24高一上·贵州毕节·期末）以太阳能为热源分解，经铁氧化合物循环分解水制，其过程如图。 过程I：(未配平)； 过程II：(未配平)。 下列说法不正确的是 A．在分解水制的过程中作催化剂 B．过程I的反应中每生成转移电子 C．过程I的反应中还原产物是 D．中铁既有+2价又有+3价，所以是混合物 【答案】D 【详解】A．反应第一步中参与反应，第二步中又生成，所以为催化剂，为中间产物，A正确； B．为还原产物，元素平均化合价由价降低为价，每生成转移电子，B正确； C．过程中中的铁元素化合价降低生成，所以还原产物是，C正确； D．是纯净物，D错误； 故选D。 8．（23-24高一上·北京东城·期末）某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”，如图所示。 【资料】 a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。 b．鞣酸、维生素C均具有还原性。 下列分析不正确的是 A．①→②，铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁 B．由③→④→⑤，可推知③中含二价鉄 C．由①、③、④几乎颜色相同，可推知其所含粒子种类相同 D．④→⑤，至少有两种粒子被氧化 【答案】C 【分析】已知a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。证明了鞣酸亚铁易被氧气氧化为鞣酸铁，已知维生素C具有还原性，证明了维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁，加入KSCN溶液是检验三价铁离子是否存在，H2O2氧化Fe2+生成Fe3+； 【详解】A．①→②过程中，鞣酸转化为鞣酸亚铁，鞣酸亚铁发生氧化反应生成蓝黑色的鞣酸铁，故A正确； B．③→④的过程中加入KSCN，无现象，说明不含有Fe3+，④→⑤的过程中加入H2O2时生成了红色的Fe(SCN)3，说明③中含二价铁，故B正确； C．①中含有鞣酸，①→③的过程中加入了FeSO4、维生素C，③→④的过程中又加入了KSCN，所以①、③、④中所含粒子种类不相同，故C错误； D．④中含有维生素C、鞣酸、鞣酸亚铁或Fe2+等粒子，均具有还原性，则④→⑤的过程中至少有两种粒子被氧化，故D正确； 故选：C。 9．（23-24高一上·江西吉安·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是 A．b只能通过置换反应制得 B．保存溶液时需加入少量 C．可将加入浓碱液中制得的胶体 D．存在的循环转化关系 【答案】D 【分析】由题图可知，为中含有为为中含有。 【详解】A．b既可通过置换反应制得，也可通过化合反应制得，A不合理； B．含的溶液中加入，会被还原成，B不合理； C．可将饱和的溶液滴入沸水中继续加热至液体呈红褐色，制得胶体，而不是浓碱液中，不合理； D．存在的循环转化关系，D合理； 答案选D。 10．（23-24高一上·江西抚州·期末）向和的混合溶液中加入一定量的铁粉，下列说法中正确的是 A．若铁粉有剩余，则溶液中可能有 B．若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子一定有和 C．若铁粉无剩余，则溶液中一定有 D．若铁粉无剩余，且溶液中无，则溶液中一定有，一定无 【答案】D 【详解】A．铁和反应生成，若铁粉有剩余，则溶液不可能有，故A错误； B．铁和反应生成铜，若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离一定没有，故B错误； C．若铁粉无剩余，则溶液中可能有，故C错误； D．氧化性大于，若铁粉无剩余，且溶液中无，则溶液中一定有，一定无，故D正确； 选D。 11．（23-24高一上·江西新余·期末）现有Fe和的固体粉末，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生的体积为(标准状况)，反应后的溶液不能使溶液显色。为中和过量硫酸需要溶液(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是 A．混合物中Fe的质量为 B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为 C．原硫酸的浓度为 D．混合物中的物质的量为 【答案】A 【分析】反应后的溶液不能使KSCN溶液显色说明生成FeSO4，该反应还生成了H2。n(H2)==0.4mol，根据电子转移守恒有：n(Fe)=n(Fe3O4)+n(H2)，故n(Fe)=n(Fe3O4)+0.4mol，由固体总质量可得：56g/mol×n(Fe)+232g/mol×n(Fe3O4)=80g，联立解得：n(Fe)=0.6mol，n(Fe3O4)=0.2mol。 【详解】A．据分析可知n(Fe)=0.6mol，m(Fe)=n(Fe)×M(Fe)=0.6mol×56g/mol=33.6g，A错误； B．参加反应的硫酸中的氢元素转化成水和氢气，根据氧原子守恒有n(H2O)=4n(Fe3O4)=4×0.2mol=0.8mol，根据氢原子守恒有n反应(硫酸)=n(H2O)+n(H2)=0.8+0.4=1.2mol，B正确； C．n剩余(硫酸)=n(NaOH)=×0.2L×3mol/L=0.3mol，n总(硫酸)=1.2mol+0.3mol=1.5mol，C(H2SO4)==0.75mol/L，C正确； D．据分析可知混合物中Fe3O4的物质的量为0.2mol，D正确； 故选A。 12．（23-24高一上·贵州安顺·期末）部分含铁物质的类别与相应化合价关系如下图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是 A．含c矿石可冶炼a，g可用于制作印刷电路板 B．a在高温下与水蒸气反应可实现a转化为e C．向盛有f溶液的烧杯中滴加NaOH溶液，存在f→d→e的转化 D．由图可预测高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒 【答案】B 【分析】如图，根据含铁化合物的价态可知，a为铁单质，b为，d为，f为盐，c为，e为，g为盐，以此作答； 【详解】A．c为，含c为的矿石可冶炼铁，可氧化铜制电路板，用于制作印刷电路板，A正确； B．铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，B错误； C．向亚铁盐溶液中滴加氢氧化钠溶液可先生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定会转化成氢氧化铁，C正确； D．高铁酸盐，铁为+6价，具有强氧化性，可用于消毒，D正确； 故选B。 13．（23-24高一上·河南洛阳·期末）A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法错误的是 A．①中所加试剂可能是氯气 B．③中需要加具有还原性的试剂 C．由B到C发生的变化也能通过加碘化钾溶液实现 D．B的溶液可作为“腐蚀液”去除覆铜板上不需要的铜 【答案】B 【分析】A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉，故A为Fe；A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应，Fe与Cl2（或Br2）反应得到FeCl3（或FeBr3），FeCl3（或FeBr3）与Fe反应得到FeCl2（或FeBr2），FeCl2（或FeBr2）与Cl2（或Br2）反应得到FeCl3（或FeBr3），Fe与HCl（或HBr）发生置换反应可以得到FeCl2（或FeBr2），综合可知，A为Fe、B为FeCl3（或FeBr3）、C为FeCl2（或FeBr2），据此分析。 【详解】A．根据上述分析，①中所加试剂可能为氯气，故A正确； B．反应③为Fe2+→Fe3+，需要加具有氧化性的试剂，故B错误； C．B的溶液中铁元素化合价为+3价，具有强氧化性，能将I－氧化成I2，本身还原成Fe2＋，根据上述分析，C中铁元素的化合价为＋2价，即反应为：可以发生，故C正确； D．B的溶液中铁元素化合价为+3价，具有强氧化性，能发生反应：，即可以作为“腐蚀液”去除覆铜板上不需要的铜，故D正确； 故答案选B。 14．（23-24高一上·福建宁德·期末）从“烂版液”(含有)中回收铜，并制备的流程如图所示，下列叙述不正确的是 A．步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所涉及的反应均为氧化还原反应 B．滤液2中主要含有的阳离子为 C．和次氯酸钠反应中的作用与步骤Ⅲ中的作用相同 D．制备需要的质量大于 【答案】C 【分析】由题给流程可知，向烂版液中加入过量铁粉，将溶液中的氯化铁转化为氯化亚铁、氯化铜转化为铜，过滤得到含有氯化亚铁的滤液和含有铁、铜的滤渣；向滤渣中加入过量盐酸，将铁转化为氯化亚铁，过滤得到铜和含有盐酸、氯化亚铁的滤液；将滤液混合后加入过氧化氢溶液，将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁，氯化铁溶液在氯化氢气流中经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水氯化铁。 【详解】A．由分析可知，步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所涉及的反应都有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应，故A正确； B．由分析可知，滤液2的主要成分为有盐酸、氯化亚铁，溶液中的阳离子为氢离子和铁离子，故B正确； C．由分析可知，步骤Ⅲ中加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁，过氧化氢是反应的氧化剂，而过氧化氢溶液和次氯酸钠溶液反应时，次氯酸钠是反应的氧化剂、过氧化氢是还原剂，过氧化氢的作用不同，故C错误； D．由分析可知，步骤Ⅲ中加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁，由得失电子数目守恒可知，制备1mol六水氯化铁需要过氧化氢的质量为1mol××34g/mol=17g，由于过氧化氢受热易分解，所以实验中需要过氧化氢的质量大于17g，故D正确； 故选C。 二、填空题 15．（23-24高一上·浙江金华·期末）利用铁元素“价–类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，请据此图回答问题： (1)属于 (填“碱性”“酸性”或“两性”)氧化物。 (2)从物质类别和元素价态视角，下列说法中不正确的是___________。 A．具有强氧化性，可以用作水体消毒剂 B．在空气中受热能迅速被氧化成 C．保存溶液时加入少量还原性铁粉，以防止溶液变质 D．过量的铁粉在氯气中燃烧可以实现的转化 (3)通过置换反应可以转化成，请写出该化学方程式 。 (4)电子工业常用的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，从而制造印刷电路板，写出此过程的离子方程式 。某研究人员向上述印刷电路板的废液中加入一定量铁粉，充分反应后，准备过滤并收集滤渣。此时，滤渣的成分不可能是 。 A．只有        B．有和        C．只有 【答案】(1)碱性 (2)D (3) (4) 【详解】（1）能与盐酸反应生成氯化铁和水，属于碱性氧化物。 （2）A．中铁元素显+6价，具有强氧化性，可以用作水体消毒剂，故A正确； B．具有还原性，在空气中受热能被氧气氧化成，故B正确； C．铁粉能还原氯化铁，保存溶液时加入少量还原性铁粉，以防止溶液变质，故C正确； D．过量的铁粉在氯气中燃烧生成FeCl3，故D错误； 答案选D。 （3）和水蒸气在高温条件下发生置换反应生成和氢气，反应的化学方程式为； （4）溶液和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为。向印刷电路板的废液中加入一定量铁粉，充分反应后，由于铁的还原性大于铜，实验滤渣的成分不可能是只有，选C。 16．（23-24高一上·广东肇庆·期末）研究铁及其化合物的性质与转化关系是中学化学重要的学习内容。回答下列问题： (1)人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是)作用下转化成亚铁盐。写出该反应的离子方程式： 。 (2)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理，工业上常用向和混合溶液中滴加溶液的方法制备，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，制备转移的电子数目为 。 (3)某兴趣小组通过下列实验探究、的性质。 已知：可与溶液反应生成蓝色沉淀。 实验操作 实验现象 得出结论 甲组 向溶液中加入几滴氯水，再加入1滴溶液 溶液变红 可将氧化 乙组 取一定量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解得到溶液a．取a溶液少许，滴加酸性溶液 紫色褪去 维生素C可将还原为 ①甲组同学得出结论“可将氧化”，其反应的离子方程式为 ；同学们认为甲组实验不够严谨，改进了实验：用煮沸冷却后的水配制溶液，向溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，证明了结论正确，煮沸的作用是 。 ②其他组同学认为乙组的实验同样不够严谨，可能是 使溶液紫色褪去。请设计补充实验：取a溶液少许，滴加 ，若出现 ，则结论正确。 【答案】(1) (2) 3:2 (或或) (3) 排除水中的溶解氧 维生素C过量，与高锰酸钾反应 铁氰化钾溶液(或氢氧化钠溶液) 蓝色沉淀(或白色沉淀变为灰绿色最终变为红褐色) 【详解】（1）铁粉与胃酸(主要成分是HCl)反应的离子方程式为。 （2）制备的反应为，其中作氧化剂，作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为，反应中铁元素由+3价变为+6价，则制备转移的电子数目为，即个。 （3）与反应的离子方程式为；Fe2+不稳定，易被氧化为Fe3+，改进实验中煮沸的作用是除去水中溶解的氧气，煤油的作用是隔绝空气，防止氯化亚铁被氧化；维生素C具有还原性，该实验中，过量的维生素C也可使高锰酸钾溶液褪色，无法证明是使紫色高锰酸钾溶液褪色，改进实验可另取a溶液少许，滴加铁氰化钾溶液(或氢氧化钠溶液)，出现蓝色沉淀(或白色沉淀变为灰绿色最终变为红褐色)，可证明结论正确。 17．（23-24高一上·贵州毕节·期末）高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。如图所示物质转化关系为高铁酸钠的一种制备方法及有关性质实验(部分反应产物已略去)。已知A、F为非金属单质气体，B为常见金属单质，E为生活中最常见的调味品，F在标准状况下密度为。回答下列问题： (1)将A通入紫色石蕊溶液中的现象是 ，原因用离子方程式表示出来： 。 (2)写出检验E中阴离子的操作： 。 (3)用反应③的产物配成密度为，质量分数为36.5%的浓溶液，该浓溶液的物质的量浓度为 ；若配制的稀溶液，需用量筒量取上述浓溶液的体积为 。 (4)写出反应④的离子方程式： 。 (5)写出反应⑤的化学方程式： 。在该反应中G既体现了 性，又体现了 性。 【答案】(1) 先变红后褪色 (2)滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀(或滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，滴加HNO3溶液，沉淀不溶解) (3) 4.2 (4) (5) 还原 酸 【分析】A为，氯气与氢氧化钠反应生成D次氯酸钠、E氯化钠，B为Fe，氯气与铁单质反应生成C氯化铁，氯化铁、次氯酸钠、氢氧化钠反应生成高铁酸钠和氯化钠，F为氢气，G为HCl，高铁酸钠和HCl反应生成氯化铁、氯气、氯化钠。 【详解】（1）①根据分析，为，将氯气通入紫色石荵溶液中，会看到溶液先变红后裉色； ②原因是氯气和水发生反应，生成，因而紫色石荵溶液先变红，生成具有漂白性，因而溶液又褪色。 （2）检验溶液中的操作是滴加酸化的溶液，产生白色沉淀或滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，滴加HNO3溶液，沉淀不溶解。 （3）①为，水溶液为盐酸，浓度为； ②若配制的稀盐酸溶液，因无的容量瓶，所以需要用到的 容量瓶配置的溶液，则需用量筒量取的浓盐酸的体积为。 （4）反应④是氯化铁、次氯酸钠、氢氧化钠反应生成高铁酸钠和氯化钠，反应的离子方程式为。 （5）①根据流程可知反应⑤的方程式为； ②方程式中可以看出氯元素被氧化，体现了还原性； ③生成了盐还体现了酸性。 18．（23-24高一上·江西赣州·期末）某同学设计了如图所示装置(气密性良好，夹持装置已省略)来制备Fe(OH)2白色沉淀.可选择的试剂有：浓硫酸、稀硫酸、铝粉、铁粉、氢氧化钠溶液. (1)试管I中加入的试剂是 ，试管Ⅱ中加入的试剂是 。 (2)配制溶液的蒸馏水常加热煮沸的原因是 。 (3)按照图示装置，用两种不同的操作分别进行实验，并观察现象(试管Ⅱ中试剂过量)。 ①操作1：夹紧止水夹，等试管I中的反应进行一段时间后，写出试管Ⅱ可能发生的两个化学反应方程式是 、 。 ②操作2：打开止水夹，等试管I中的反应进行一段时间后再夹紧止水夹，继续反应一段时间后，试管Ⅱ中观察到的现象为 。 (4)有如图4个装置，其中能较长时间看到Fe(OH)2白色絮状沉淀的有 。 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 【答案】(1) 铁粉、稀硫酸 氢氧化钠溶液 (2)除去蒸馏水中溶解的氧气 (3) H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4或4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 有白色絮状沉淀生成，且一段时间内沉淀颜色保持不变 (4)B 【分析】要在该装置中得到Fe(OH)2白色絮状沉淀，应该关闭止水夹，反应生成的硫酸亚铁能够进入氢氧化钠溶液中，并且能够发生化学反应生成硫酸钠和氢氧化亚铁，同时把装置中的空气排出，使氢氧化亚铁不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的，所以Ⅰ中盛放硫酸和铁粉，在Ⅱ中盛放氢氧化钠溶液，并用Ⅰ中生成的氢气排尽装置内空气，氢氧化钠和硫酸亚铁反应的化学方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4； 【详解】（1）据分析，试管Ⅰ中加入的试剂是铁粉、稀硫酸；试管Ⅱ中加入的试剂是氢氧化钠溶液； （2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法，故配制溶液的蒸馏水常加热煮沸的原因是除去蒸馏水中溶解的氧气； （3）①操作1：先夹紧止水夹，使装置中的反应开始进行，则生成的氢气把Ⅰ中液体压入试管Ⅱ中，试管Ⅱ中硫酸、硫酸亚铁分别和氢氧化钠溶液反应，有氢氧化亚铁沉淀，但由于没有排除空气，故氢氧化亚铁被氧化，因此观察到的现象为有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色；试管Ⅱ可能发生的两个化学反应方程式是H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4或4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ②操作2：打开止水夹，使装置中的反应进行一段时间后再夹紧止水夹，则由于氢气把装置内空气排净，故试管Ⅱ中发观察到的现象为有白色絮状沉淀生成，且一段时间内沉淀颜色保持不变； （4）下列各改进实验中： ①铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，但无法通过关闭止水夹将氢氧化钠溶液压入右边试管，也无法将硫酸亚铁压入左边试管，无法得到氢氧化亚铁，①不满足； ②没有隔离空气，故反应生成的氢氧化亚铁被氧化，②不满足； ③煤油隔离空气，故反应生成的氢氧化亚铁不被氧化，③满足； ④铁与硫酸反应生成的氢气排净了空气，故反应生成的氢氧化亚铁不被氧化，④满足； 答案选B。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 铁及其化合物 一、铁及其化合物的思维导图 二、铁单质的性质 常见价态 ＋2、 、（还有＋6，如高铁酸钠Na2FeO4） 物理性质 纯净的铁是光亮的白色金属，有良好的导电性、传热性，延展性，能被 吸引 与非金属单质的反应 O2 3Fe＋2O2 Cl2 2Fe＋3Cl2 (无论Fe的量多少，产物都是 ) S Fe＋S I2 Fe＋I2 (产物不是 ) 与H2O(g)反应 3Fe＋4H2O(g) (产物是 不是Fe2O3) 与非氧化性酸(HCl、H2SO4) Fe＋2H＋＝ 与氧化性酸反应 稀HNO3 Fe（少量）＋4HNO3(稀)＝ 3Fe（过量）＋8HNO3(稀)＝ 浓HNO3 浓H2SO4 浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生中 。实质是强氧化性的酸使铁、铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。 与盐溶液反应 发生置换反应：Fe＋Cu2＋＝ 与FeCl3溶液反应，离子方程式为Fe＋2Fe3＋＝ 【特别提醒】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、I2等)生成 价铁的化合物。 三、铁的常见氧化物的性质 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 颜色及状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 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 FeO＋2H＋=== Fe2O3＋6H＋=== Fe3O4＋8H＋=== 在加热条件下，铁的氧化物能被CO、C、H2等还原剂还原生成单质铁。 四、铁的氢氧化物的性质 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 色固体 固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应(离子方程式) Fe(OH)2+2H+=== Fe(OH)3+3H+=== 稳定性 不稳定，易被O2氧化 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 不稳定，受热易分解： 2Fe(OH)3 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 色絮状沉淀迅速变成 色，最后变成 色，反应的化学方程式为： 五、Fe3＋与Fe2＋的常用检验方法 Fe3＋ Fe2＋ 显色法 待测液中滴加KSCN溶液，溶液立即变 为 待测液中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液立即变 沉淀法 待检液滴加NaOH溶液，出现 沉淀 待测液中滴加NaOH溶液，生 成 絮状沉淀，沉淀迅速变为 ，最后变为 强氧化剂法 不能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色 直接观察法 溶液呈黄色 溶液呈浅绿色 六、Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化 1．从氧化还原反应视角分析“铁三角”转化关系 铁元素的常见价态有0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”： (1)Fe只具有还原性，被氧化成Fe2＋或Fe3＋。 (2)Fe2＋既有氧化性又具有还原性 [注意]　虽然Fe2＋既有氧化性又有还原性，但以还原性为主。 (3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe [注意]　金属阳离子被还原不一定得到金属单质，如Fe3＋被还原时可能得到的是Fe2＋。 2．“铁三角”转化关系的应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质) ①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。 ②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ④除去废水中Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋(如通入Cl2或加入H2O2)，再调节溶液的pH，使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (2)离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 一、单选题 1．（23-24高一上·北京通州·期末）中国人使用铁的历史悠久，汉语中有很多与“铁”有关的词汇。以下词汇中的“铁”字与“铁矿石”中的“铁”字含义相同的是 A．还原铁粉 B．手无寸铁 C．铁骨铮铮 D．缺铁性贫血 2．（23-24高一上·云南昭通·期末）已知月球土壤中富含铁元素，其主要以铁单质和亚铁离子的形式存在。但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的三价铁，可能的原因是 A． B． C． D． 3．（23-24高一上·江苏南通·期末）氯化铁是一种重要的化合物。下列说法不正确的是 A．氯化铁属于电解质 B．氯化铁可由氯化亚铁和盐酸反应制得 C．氯化铁溶液可以腐蚀覆铜板 D．氯化铁溶液可以制备氢氧化铁胶体 4．（23-24高一上·广东茂名·期末）铁粉与水蒸气反应的实验装置图(夹持装置已略去)如图，下列说法错误的是 A．实验进行前，应检查装置的气密性 B．该实验表明：高温下，铁可与水蒸气反应 C．生成的气体在点燃之前，不用验纯 D．该反应的基本反应类型为置换反应 5．（23-24高一上·湖南张家界·期末）下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是 A．高温下，铁和水蒸气反应可以生成氢气 B．是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．用溶液可以鉴别溶液和溶液 D．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体 6．（23-24高一上·湖南张家界·期末）把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为1：1，则所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为 A．2：1 B．3：2 C．1：1 D．2：3 7．（23-24高一上·贵州毕节·期末）以太阳能为热源分解，经铁氧化合物循环分解水制，其过程如图。 过程I：(未配平)； 过程II：(未配平)。 下列说法不正确的是 A．在分解水制的过程中作催化剂 B．过程I的反应中每生成转移电子 C．过程I的反应中还原产物是 D．中铁既有+2价又有+3价，所以是混合物 8．（23-24高一上·北京东城·期末）某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”，如图所示。 【资料】 a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。 b．鞣酸、维生素C均具有还原性。 下列分析不正确的是 A．①→②，铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁 B．由③→④→⑤，可推知③中含二价鉄 C．由①、③、④几乎颜色相同，可推知其所含粒子种类相同 D．④→⑤，至少有两种粒子被氧化 9．（23-24高一上·江西吉安·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是 A．b只能通过置换反应制得 B．保存溶液时需加入少量 C．可将加入浓碱液中制得的胶体 D．存在的循环转化关系 10．（23-24高一上·江西抚州·期末）向和的混合溶液中加入一定量的铁粉，下列说法中正确的是 A．若铁粉有剩余，则溶液中可能有 B．若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子一定有和 C．若铁粉无剩余，则溶液中一定有 D．若铁粉无剩余，且溶液中无，则溶液中一定有，一定无 11．（23-24高一上·江西新余·期末）现有Fe和的固体粉末，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生的体积为(标准状况)，反应后的溶液不能使溶液显色。为中和过量硫酸需要溶液(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是 A．混合物中Fe的质量为 B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为 C．原硫酸的浓度为 D．混合物中的物质的量为 12．（23-24高一上·贵州安顺·期末）部分含铁物质的类别与相应化合价关系如下图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是 A．含c矿石可冶炼a，g可用于制作印刷电路板 B．a在高温下与水蒸气反应可实现a转化为e C．向盛有f溶液的烧杯中滴加NaOH溶液，存在f→d→e的转化 D．由图可预测高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒 13．（23-24高一上·河南洛阳·期末）A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法错误的是 A．①中所加试剂可能是氯气 B．③中需要加具有还原性的试剂 C．由B到C发生的变化也能通过加碘化钾溶液实现 D．B的溶液可作为“腐蚀液”去除覆铜板上不需要的铜 14．（23-24高一上·福建宁德·期末）从“烂版液”(含有)中回收铜，并制备的流程如图所示，下列叙述不正确的是 A．步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所涉及的反应均为氧化还原反应 B．滤液2中主要含有的阳离子为 C．和次氯酸钠反应中的作用与步骤Ⅲ中的作用相同 D．制备需要的质量大于 二、填空题 15．（23-24高一上·浙江金华·期末）利用铁元素“价–类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，请据此图回答问题： (1)属于 (填“碱性”“酸性”或“两性”)氧化物。 (2)从物质类别和元素价态视角，下列说法中不正确的是___________。 A．具有强氧化性，可以用作水体消毒剂 B．在空气中受热能迅速被氧化成 C．保存溶液时加入少量还原性铁粉，以防止溶液变质 D．过量的铁粉在氯气中燃烧可以实现的转化 (3)通过置换反应可以转化成，请写出该化学方程式 。 (4)电子工业常用的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，从而制造印刷电路板，写出此过程的离子方程式 。某研究人员向上述印刷电路板的废液中加入一定量铁粉，充分反应后，准备过滤并收集滤渣。此时，滤渣的成分不可能是 。 A．只有        B．有和        C．只有 16．（23-24高一上·广东肇庆·期末）研究铁及其化合物的性质与转化关系是中学化学重要的学习内容。回答下列问题： (1)人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是)作用下转化成亚铁盐。写出该反应的离子方程式： 。 (2)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理，工业上常用向和混合溶液中滴加溶液的方法制备，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，制备转移的电子数目为 。 (3)某兴趣小组通过下列实验探究、的性质。 已知：可与溶液反应生成蓝色沉淀。 实验操作 实验现象 得出结论 甲组 向溶液中加入几滴氯水，再加入1滴溶液 溶液变红 可将氧化 乙组 取一定量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解得到溶液a．取a溶液少许，滴加酸性溶液 紫色褪去 维生素C可将还原为 ①甲组同学得出结论“可将氧化”，其反应的离子方程式为 ；同学们认为甲组实验不够严谨，改进了实验：用煮沸冷却后的水配制溶液，向溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，证明了结论正确，煮沸的作用是 。 ②其他组同学认为乙组的实验同样不够严谨，可能是 使溶液紫色褪去。请设计补充实验：取a溶液少许，滴加 ，若出现 ，则结论正确。 17．（23-24高一上·贵州毕节·期末）高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。如图所示物质转化关系为高铁酸钠的一种制备方法及有关性质实验(部分反应产物已略去)。已知A、F为非金属单质气体，B为常见金属单质，E为生活中最常见的调味品，F在标准状况下密度为。回答下列问题： (1)将A通入紫色石蕊溶液中的现象是 ，原因用离子方程式表示出来： 。 (2)写出检验E中阴离子的操作： 。 (3)用反应③的产物配成密度为，质量分数为36.5%的浓溶液，该浓溶液的物质的量浓度为 ；若配制的稀溶液，需用量筒量取上述浓溶液的体积为 。 (4)写出反应④的离子方程式： 。 (5)写出反应⑤的化学方程式： 。在该反应中G既体现了 性，又体现了 性。 18．（23-24高一上·江西赣州·期末）某同学设计了如图所示装置(气密性良好，夹持装置已省略)来制备Fe(OH)2白色沉淀.可选择的试剂有：浓硫酸、稀硫酸、铝粉、铁粉、氢氧化钠溶液. (1)试管I中加入的试剂是 ，试管Ⅱ中加入的试剂是 。 (2)配制溶液的蒸馏水常加热煮沸的原因是 。 (3)按照图示装置，用两种不同的操作分别进行实验，并观察现象(试管Ⅱ中试剂过量)。 ①操作1：夹紧止水夹，等试管I中的反应进行一段时间后，写出试管Ⅱ可能发生的两个化学反应方程式是 、 。 ②操作2：打开止水夹，等试管I中的反应进行一段时间后再夹紧止水夹，继续反应一段时间后，试管Ⅱ中观察到的现象为 。 (4)有如图4个装置，其中能较长时间看到Fe(OH)2白色絮状沉淀的有 。 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$