2025届高三化学一轮复习 第4部分第4节《铁及其氧化物和氢氧化物》 基础摸查+专项突破讲义

第4部分第4节《铁及其氧化物和氢氧化物》-2025届高考一轮复习~基础摸查+专项突破 基础摸查 【真题导入】 1．下列叙述不正确的是(　　) A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应 C．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 D．铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O 2．下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3 B．Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4 【考点陈列】 考点一　铁及其氧化物 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的价层电子排布式为______，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：_____________，______________。 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：__________________________________， __________________________________。 ③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：______________、___________。 考点二　铁的氢氧化物 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 受热分解 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：_______________________________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应：____________ 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________________________________________ 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) 【考点专攻】 考点一　铁及其氧化物 1．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 2．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 3．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 4．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 5．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____________________。 6．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：__________。 考点二　铁的氢氧化物 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．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_________________________________。 3．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_________________________。 4．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____________________。 专项突破 1.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，则这种铁的氧化物为（　　） A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.以上都不是 2.下列物质的性质描述正确的是（　　） A.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 B.Fe高温下与水蒸气反应，生成Fe（OH）2和H2 C.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3杂质，可以在溶液加过量的铁粉、再过滤 D.硫酸铜溶液中加少量的铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu 3.下列氯化物中，既能由金属和氯气直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（　　） A.CuCl2 B.FeCl2 C.MgCl2 D.FeCl3 4.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＋，则该样品可能的化学式为（　　） A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7 5.如图所示装置，可用来制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时的颜色变化，实验时提供的试剂有铁屑及6.00 mol·L－1的硫酸，NaOH溶液，下列说法错误的是（　　） A.B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑 B.实验开始时应先将活塞E关闭 C.生成Fe（OH）2的操作为关闭活塞E，使A中溶液压入B中 D.取下装置B中的橡胶塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 6.下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（　　） A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 7．混合下列各组物质使之充分反应，加热蒸干产物并在300 ℃下灼烧至质量不变，最终残留固体不是纯净物的是(　　) A．向红褐色的Fe(OH)3固体中加入过量盐酸 B．等物质的量浓度、等体积的(NH4)2SO4与BaCl2溶液 C．等物质的量的NaHCO3与Na2O2固体溶于水 D．向NaBr溶液中通入过量氯气 8．下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3 B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3 C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 9．用饱和氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体，正确的操作是(　　) A．将饱和氯化铁溶液滴入蒸馏水中即可 B．将饱和氯化铁溶液滴入热水中，至溶液呈深黄色 C．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色 D．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，并继续加热煮沸至生成红褐色沉淀 10．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑ B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D．该过程的总反应为CO2C＋O2 11．已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。 关于上述装置和实验，下列分析错误的是(　　) A．A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C．需要加热的仪器只有A、E D．D用于收集氢气 12．黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂 B．a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋ C．空气中O2约占五分之一，0.1 mol FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积约为8.4 L D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响 13．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是(　　) A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 14．某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是(　　) A．氢氧化铁和硫酸 B．铁和盐酸 C．氧化亚铁和盐酸 D．氧化铁和盐酸 15．在100 mL 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量铁屑，生成的气体在标准状况下的体积为(　　) A．11.2 L B．6.72 L C．4.48 L D．2.24 L 16．实验过程中不可能产生 Fe(OH)3 的是(　　) A．蒸发 FeCl3 溶液 B．FeCl3 溶液中滴入氨水 C．将水蒸气通过灼热的铁 D．FeCl2 溶液中滴入 NaOH 溶液 17．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指(　　) A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3 18．用铁制备较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是(　　) A．使铁在潮湿的空气中缓慢氧化 B．铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 C．使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 D．使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 19．为探究铁及其化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。 (1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图所示。试管中发生反应的化学方程式是____________________，该反应中氧化剂是________。 (2)如图： ①往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色______________。 ②写出上述A→B过程中的化学方程式：_____________________。 ③描述将C放置于空气中的现象：______________________，写出该反应的化学方程式：__________________________。 ④写出向B中加入氯水发生反应的离子方程式： _______________________________________________________。 ⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并加热，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________。 20．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。 (1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸，所得溶液中大量存在的阳离子是_________________________________。 (2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________(填字母)。 A．Mg2＋ B．Fe2＋ C．Al3＋ D．Cu2＋ (3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备氧化铁的流程如图： 操作Ⅰ的名称是____________，操作Ⅱ的名称是________。 (4)有些同学认为用酸性KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定，其反应如下：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 a．称取2.85 g绿矾(FeSO4·7H2O)产品，溶解，配制成250 mL一定物质的量浓度的溶液； b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中； c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。 ①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需______________________________________________。 ②上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________________(保留3位有效数字)。 21．某化学兴趣小组拟用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液。 (1)稀硫酸应放在________(填写仪器编号)中。 (2)本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关________、打开开关________，就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气的理由： _________________。 (3)实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可采取的措施是_____________________________________________________。 (4)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](式量为392)，该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。 ①为洗涤(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O粗产品，下列方法中最合适的是________(填字母)。 A．用冷水洗 B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗 C．用30%的乙醇溶液洗 D．用90%的乙醇溶液洗 ②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500 mL溶液，用浓度为c mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00 mL，实验结果记录如下： 实验次数 第一次 第二次 第三次 消耗高锰酸钾溶液体积/mL 25.52 25.02 24.98 则该产品纯度为__________________。上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是________(填字母)。 A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积 B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡 C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗 D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低 参考答案： 基础摸查 【真题导入】 1．A 2．C　 【考点陈列】 考点一 1．(1)银白　磁体　(2)3d64s2　四　Ⅷ　 (3)＋2　＋3　3Fe＋2O2Fe3O4　2Fe ＋ 3Cl22FeCl3　Fe＋SFeS　Fe＋I2FeI2　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　钝化　＋3 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2．(1)黑色　红棕色　黑色　不溶于水　不溶于水　不溶于水 ＋2　＋3　＋2、＋3　(2)①FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3　③3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 　Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 考点二 1．白　红褐　Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O　Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓　Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　白色絮状沉淀迅速变成灰绿色　红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2．(2)空气与Fe(OH)2接触　空气　FeSO4　NaOH溶液 【考点专攻】 考点一 1．D　 2.D 3．D 4．C 5．Fe5O7 6．FeO 考点二 1．①②④ 2．(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 3．(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 4．(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 专项突破 1.C 2.C 3.C 4.D 5.B 6.B 7．C　 8．A　 9．C　 10．B　 11．C 12．B　 13．C　 14．D　 15．D　 16.C　 17．D　 18.B 19．(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　H2O (2)①变为红色　②2FeCl3＋Fe===3FeCl2　③白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　④2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　⑤Fe(OH)3　丁达尔效应 20．(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋　(2)BC　(3)过滤　洗涤 (4)①250 mL容量瓶　②97.5% 21．(1)1　(2)B　A　防止生成的氢氧化亚铁被氧化 (3)在仪器2底部放上一块吸铁石　(4)①D　②×100%　BC 学科网（北京）股份有限公司 $$