衔接点16 铁及其氧化物-2025年初升高化学无忧衔接（通用版）

衔接点16 铁及其氧化物 初中阶段 高中阶段 1．了解常见金属的化学性质； 2．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用矿石炼铁； 3．知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢的重要性。 1．了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途； 2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件； 3．掌握铁的常见氧化物的物理性质和化学性质。 衔接指引 回顾初中 一、铁的化学性质 1. 与氧气反应： 原理：3Fe+2O2Fe3O4 现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 2. 与酸的反应： 原理：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 现象：反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 3. 与某些盐反应： 原理：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 现象：铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 二、铁的锈蚀与防护 1．铁生锈的原因：铁与氧气、水同时接触发生复杂的化学反应，生成铁锈(主要成分是Fe2O3) 2．防止铁生锈原理：隔绝氧气或水。 方法：①保持铁制品表面的干燥；②在铁制品表面涂油、刷漆等；③制成合金。 3．除铁锈方法：常用稀盐酸或稀硫酸除铁锈。 二、铁、铝、铜锈蚀的比较 注意：铁在空气中长时间慢慢氧化终得到Fe2O3，Fe2O3为红棕色固体，是铁锈的主要成分，而铁在氧气中燃烧得到Fe3O4，Fe3O4为黑色固体，具有磁性。 三、炼铁的原理 1．原料：铁矿石。常见的铁矿石：赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3) 2．原理：Fe2O3 + 3CO 高温 Fe + 3CO2 3．装置：现象及结论：①红褐色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。②澄清的石灰水逐渐变浑浊。说明反应有二氧化碳生成。③生成的黑色粉末能被磁铁吸引。说明有铁生成。 衔接高中 新知一 铁 1．存在 游离态 陨铁中的铁以单质形态存在 化合态 以＋2价和＋3价化合物的形态存在 2．物理性质 银白色金属，耐腐蚀，有良好的导热性和延展性，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。 通性 非金属单质 弱氧化剂 Fe＋SFeS 强氧化剂 2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕黄色的烟) 非氧化性酸 HCl 稀硫酸 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 盐 CuSO4溶液 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 水 高温水蒸气 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 特性 钝化 室温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应 4．高温下铁与水蒸气反应 实验装置 操作及现象 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色 实验结论 红热的铁能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (4)铁的冶炼 ①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。 ②反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。炼铁的主要化学方程式： 还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。 铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 (1)Fe分别与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3；铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。 (3)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。 (4)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 新知二 铁的氧化物 1．物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 矿石 赤铁矿 磁铁矿 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 溶解性 均不溶于水 用途 红色油漆和涂料 磁性材料 2．典型反应 (1)分别写出盐酸与下列铁的氧化物反应的离子方程式： ①氧化亚铁：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O； ②氧化铁：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； ③磁性氧化铁：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。 (2)氧化铁与铝粉在高温下可发生铝热反应，其化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应常用于焊接钢轨，它体现了氧化铁的氧化性。 (1)误认为Fe3O4是FeO与Fe2O3组成的混合物，其实Fe3O4是一种特殊的氧化物，是纯净物。 (2)误认为Fe与O2反应就一定生成Fe3O4，其实只有在纯氧中燃烧才会生成Fe3O4。 (3)误认为只有Fe才能被磁铁吸引，其实Fe3O4也可以吸引磁铁。 集训一 铁的化学性质 1．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是(　　) A．稀硫酸 B．浓盐酸 C．AgNO3 D．Fe2(SO4)3 【答案】D 【解析】铁片投入稀硫酸、浓盐酸中，生成相应的亚铁盐和H2。Fe与AgNO3溶液发生置换反应，析出的Ag附着到铁片表面，铁片的质量增加。Fe与Fe2(SO4)3溶液发生反应生成FeSO4，铁片质量减轻，溶液的质量增加。 2．(2025•高一安徽淮南期中)红热的铁与水蒸气反应，其反应产物是( ) A．FeO、H2 B．Fe2O3、H2 C．Fe3O4、H2 D．Fe(OH)3、H2 【答案】C 【解析】红热的铁与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，反应产物为Fe3O4、H2。A项，反应产物为Fe3O4、H2，A错误；B项，反应产物为Fe3O4、H2，B错误；C项，反应产物为Fe3O4、H2，C正确；D项，反应产物为Fe3O4、H2，D错误；故选C。 3．(2025•高一广西柳州期中)下列有关铁及其化合物的说法错误的是( ) A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成Fe3O4 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去FeCl3溶液中含有的FeCl2 【答案】D 【解析】A项，铁属于金属，具有良好的导电、导热性，A正确；B．高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2，B正确；C．铁粉具有还原性，能和空气中氧气反应，用作食品脱氧剂，C正确；D．Fe可以和FeCl2反应生成FeCl2，D错误；故选D。 4．下列关于铁与水反应的描述不正确的是 A．常温下铁与水不反应 B．铁与水蒸气高温下反应生成可燃气体 C．铁与水蒸气高温下反应生成铁红 D．铁与水蒸气高温下的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁为较活泼金属，但常温下铁与水不反应，A正确；B．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气为可燃性气体，B正确；C．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁为黑色，不生成铁红(氧化铁)，C错误；D．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，为单质、化合物反应生成新单质、化合物，属于置换反应，D正确；故选C。 5．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、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是 A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素 C．亚铁盐溶液呈浅绿色 D．Fe＋2H＋＝Fe3＋＋H2↑ 【答案】D 【解析】A项，Fe粉可以失电子，具有还原性，正确；B项，铁是合成血红蛋白的，所以铁是人体必需的微量元素，正确；C项，亚铁盐溶液呈浅绿色，正确；D项，铁与稀盐酸反应应该生成亚铁离子，反应的离子方程式为：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑，错误。 6．如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是 ( ) A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色 C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40∶7 D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气 【答案】D 【解析】实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，防止发生爆炸，A项错误;一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，B项错误;反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160∶(28×3)=40∶21，C项错误。 集训二 铁与水蒸气反应探究 7．(2025•高一浙江杭州期中)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( ) A．反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用燃着的火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥 【答案】B 【解析】A项，铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，方程式正确，A正确；B项，酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；C项，用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D项，炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥，否则铁与水蒸气反应生成氢气会有爆炸危险，D正确；故选B。 8．(2025•高三江西萍乡期中)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a．下列说法错误的是( ) A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明固体中有铁粉剩余 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 【答案】C 【解析】A项，应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯，A正确；B项，由于反应产生H2，肥皂液中产生的气泡点燃后会有轻微的爆鸣声，B正确；C项，取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液。固体中若有Fe3O4与稀硫酸反应后可以产生Fe2+，C错误；D项，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，D正确；故选C。 9．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 【答案】B 【解析】A项，装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；B项，Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，B错误；C项，氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C正确；D项，氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确；故选B。 10．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 【答案】D 【解析】由实验装置图可知，试管底部的湿棉花受热提供水蒸气，试管中部的铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，蒸发皿中盛有的肥皂液用于收集和验证氢气的生成，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，实验结束后为防止倒吸应该先撤导管后熄灭酒精灯。A项，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是有单质参加和有单质生成的置换反应，故A正确；B项，试管底部的湿棉花的作用是受热提供水蒸气，故B正确；C项，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，故C正确；D项，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁是黑色固体，不是红色固体，故D错误；故选D。 11．(2023年湖北省襄阳市期末)红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 【答案】B 【解析】A项，浓硫酸的作用为吸收氢气中混有的水蒸气，防止对后续实验造成干扰，正确；B项，盛有氧化铜的硬质玻璃管中发生反应CuO＋H2Cu＋H2O，黑色的氧化铜被氢气还原为红色的铜，错误；C项，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝，发生反应CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O，正确；D项，CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O为非氧化还原反应，正确。 集训三 铁的氧化物 12．(2025•高一河南洛阳期中)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．在自然界中，铁都以化合态形式存在 B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3 C．FeO是一种白色粉末 D．Fe3O4属于混合物 【答案】B 【解析】A项，在自然界中，铁主要以化合态形式存在，但在陨铁中存在游离态的铁，A错误；B项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，B正确；C项，FeO是一种黑色粉末，C错误；D项，Fe3O4有固定组成，是化合物，则Fe3O4属于纯净物，D错误；故选B。 13．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是( ) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2 【答案】C 【解析】四氧化三铁具有磁性，制指南针的磁石主要成分是四氧化三铁。 14．某铁的氧化物(FexOy)1.52g溶于足量盐酸，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2+完全氧化。该铁的氧化物的化学式为( ) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5 【答案】D 【解析】铁的氧化物(FexOy)1.52g溶于足量盐酸，向所得溶液含氯化亚铁和氯化铁，通入标准状况下112mLCl2，发生2Fe2++ Cl2=2Fe2++2Cl-，恰好将Fe2+完全氧化，则Cl2的物质的量为，Fe2+的物质的量为0.01mol，则原氧化物中”FeO”为，原氧化物中”Fe2O3”为1.52g-0.72g=0.80g、，”FeO”与”Fe2O3”物质的量之比为2：1，该铁的氧化物的化学式为2FeO·Fe2O3，D满足；故选D。 15．有一粉末，它是由铁的氧化物中的一种或两种组成，取3.04 g 粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则该粉末的组成可能是(　　) A．只有Fe2O3 B．只有FeO C．等物质的量的FeO和Fe3O4 D．等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 【答案】C 【解析】用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则生成的CO2的物质的量为n(CO2)=n(CaCO3)==0.05 mol，设铁的氧化物化学式为FexOy，设铁的氧化物物质的量为n mol，则有： FexOy+yCO=xFe+yCO2 1 y n 0.05 得n==，x∶y=4∶5，所以Fe和O的原子个数比为4∶5，选C。 16．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( ) A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 【答案】B 【解析】化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则，解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。 一、选择题 1．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．Fe3O4 【答案】C 【解析】Fe与Cl2反应可以直接生成FeCl3，A项错误； Cu与Cl2反应直接生成CuCl2，故CuCl2能由单质直接化合生成，B项错误； Fe与Cl2反应只生成FeCl3而不是FeCl2，故FeCl2不能由单质直接化合生成，C项正确；铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，故Fe3O4可以由单质直接化合生成，D项错误。 2．铁与足量下列物质反应所得产物中铁为+3价的是 A．S B．稀HCl C．FeCl3 D．HNO3 【答案】D 【解析】A．Fe和S混合加热生成FeS，产物中Fe为+2价，故A不选；B．稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H+体现的，能将Fe氧化为+2价，故B不选；C．Fe和FeCl3发生归中反应生成FeCl2，产物中Fe为+2价，故C不选；D．硝酸具有强氧化性，能将Fe氧化+3价，故D选；故选D。 3．(2025•高一浙江衢州期末)红热的铁与水蒸气反应，产物是 A．FeO、H2 B．Fe2O3、H2 C．Fe3O4、H2 D．Fe(OH)3、H2 【答案】C 【解析】红热的铁与水蒸气反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4 ＋4H2，反应的产物为Fe3O4和H2，故选C项。 4．关于铁的性质描述中，属于化学性质的是 A．铁是银白色的 B．铁不易与氧气反应 C．铁具有优良的导电性 D．铁具有良好的延展性 【答案】B 【解析】A．铁是银白色的，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质，A项错误；B．铁不易与氧气反应，体现的是铁的化学性质，属于物质的化学性质，B项正确；C．铁具有优良的导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质，C项错误；D．铁具有良好的延展性，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质，D项错误；故选B。 5．关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是(　　) A．铁元素化合价不完全相同 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 【答案】C 【解析】铁的三种氧化物中，氧元素的化合价完全相同，都为－2价；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价。氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体；故选C。 6．(2025•高一河南洛阳期末)下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为＋3价的是 A．氯化铁溶液 B．硫酸铜溶液 C．氯气 D．稀盐酸 【答案】C 【解析】A项，氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，铁元素变为＋2价，不符合题意；B项，铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，铁元素变为＋2价，不符合题意；C项，氯气具有强氧化性，把变价金属氧化为最高价，铁与氯气加热反应生成氯化铁，铁元素变为＋3价，符合题意；D项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁元素变为＋2价，不符合题意。 7．(2025•高一江苏苏州期末)我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了有关中药材——铁华粉的制法为：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉所属类别为( ) A．金属单质 B．亚铁盐 C．铁盐 D．碱 【答案】B 【解析】根据题干描述，铁华粉的制法涉及钢片与盐水(含Cl-)和浓醋(含CH3COOH)在密闭环境中长期反应。此过程本质是铁的腐蚀反应，醋酸提供酸性环境，与铁发生反应，生成Fe2+，化学方程式：，最终产物以亚铁盐(如醋酸亚铁)为主；故选B。 8．(2025•高一浙江衢州期中)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．铁的化学性质活泼，在自然界中均以化合态存在 B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe2O3和H2 C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体 D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4 【答案】D 【解析】A项，在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，A项错误；B项，高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，B项错误；C项，铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO和Fe3O4是黑色固体，C项错误；D项，FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4，反应原理为：6FeO+O22Fe3O4，D项正确；故选D。 9．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　) A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 【答案】B 【解析】化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则，解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。 10．下列反应的离子方程式正确的是(　　) A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 【答案】A 【解析】A项，符合3个守恒，正确；B项，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态：＋2、＋3，所以产物中有Fe2＋、Fe3＋，错误；C项，得失电子不守恒、电荷不守恒，错误；D项，不符合客观实际，反应后只能产生Fe2＋和H2，错误。 11．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 【答案】B 【解析】装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A项正确； Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，B项错误；氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C项正确；氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D项正确。 12．(2025•云南高三模拟预测)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法正确的是( ) A．该试验装置必须在试管口放置棉花，防止铁粉阻塞导气管 B．检验充分反应(铁粉无剩余)后，生成的固体产物中铁的化合价，还需用到的药品有：稀盐酸、硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气，发现火焰为黄色，说明氢气燃烧，焰色为黄色 D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 【答案】B 【解析】A项，该试验装置不需在试管口放置棉花，铁粉不易阻塞导气管，A错误；B项，由于该实验中的反应生成Fe3O4，因此要使用稀盐酸先溶解，然后分别用硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液来检验三价铁，二价铁，B正确；C项，用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气，发现火焰为黄色，是因为肥皂里面含有钠元素，焰色反应为黄色，而氢气燃烧的火焰颜色为淡蓝色，C错误；D项，酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，D错误；故选B。 13．(2025•高一浙江温州期末)某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如下实验： 下列说法中不正确的是 A．点燃酒精灯的顺序是先a后b B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应 D．不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来 【答案】C 【解析】A项，为了防止Fe被热空气氧化，应该先点燃a处的酒精灯，使水蒸气充满整个试管，然后再点燃b处酒精灯，使Fe与热的水蒸气发生反应，故点燃酒精灯的顺序是先a后b，正确；B项，湿棉花上含有大量的水分，当加热时会产生水蒸气与铁发生反应，故湿棉花的作用是提供水蒸气，正确；C项，水蒸气进入肥皂液中也会产生气泡，因此不能根据肥皂液冒气泡来证明铁与水蒸气发生了反应，错误；D项，Fe与热的水蒸气在高温下反应产生Fe3O4，Fe、Fe3O4都会被磁铁吸引，故不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来，正确。 14．四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO•Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是( ) A．Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种铁的价态 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 【答案】A 【解析】Fe3O4是一种铁的氧化物，属于纯净物，A项错误； +2价铁具有较强还原性、容易被氧化， FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4，B项正确； Fe3O4中铁元素呈+2、+3价，与盐酸反应得到氯化亚铁、氯化铁，则产物中有两种铁的价态，C项正确； Fe3O4具有铁磁性，俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料，D项正确。 15．磁石有纳气平喘的功能，《本草经集注》中有磁石炮制用药的记载：能吸针者为上品，称净磁石，采集日久，为呆磁石；取上品武火煅至红透，醋淬，此法后代一直沿用，下列有关磁石说法正确的是( ) A．上品净磁石为纯净物 B．净磁石采集日久变为呆磁石，是发生了分解反应的缘故 C．磁石的主要成分是Fe3O4 D．醋淬磁石涉及氧化还原反应 【答案】C 【解析】由题意可知，上品净磁石为含有四氧化三铁的混合物，A项错误；由题意可知，净磁石采集后放置日久表面的四氧化三铁被空气中氧气氧化为氧化铁，净磁石的磁性便会减退变为呆磁石，则净磁石采集日久变为呆磁石是因为发生了氧化还原反应，与分解反应无关，B项错误；由题意可知，上品净磁石的主要成分为四氧化三铁，C项正确；由题意可知，醋淬磁石涉及的反应为磁石表面的氧化铁与醋酸反应生成醋酸铁和水，反应中没有元素发生化合价变化，该反应不是氧化还原反应，D项错误。 二、非选择题 16．从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用。 (1)中国四大发明之一的指南针由天然磁石制成的，其主要成分是_______(填字母)。 A．Fe B．FeO C．Fe3O4 D．Fe2O3 (2)将烧至红热的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，可观察到有棕黄色的烟生成，该反应中被还原的物质是_______(填化学式)。 【答案】(1)C (2)Cl2 【解析】(1)天然磁石的主要成分是Fe3O4；故选C项； (2)铁与氯气反应生成氯化铁，氯气中氯元素的化合价由0价变成-1价，是氧化剂，反应中被还原，故为Cl2。 17．在常温下，Fe与水并不可发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。高温下Fe与水蒸气的反应实验可使用如图所示的装置，在硬质玻璃管中放入铁粉和石棉绒的混合物。通入水蒸气并加热。请回答实验的相关问题： (1)该反应的化学方程式为_________________________。 (2)圆底烧瓶中加入了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是__________________。 (3)干燥管中盛装的物质是__________________，作用是_________________。 (4)如果要在A处玻璃管口点燃收集的气体，则必须对该气体进行_________________。 【答案】(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)防止暴沸 (3)碱石灰(或氧化钙或氢氧化钠固体) 除去反应产生的H2中的水蒸气 (4)验纯 【解析】(1) 在高温下，Fe与水蒸气可发生反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2； (2)圆底烧瓶中加入了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防暴沸； (3)干燥管的作用是除去反应产生的H2中的水蒸气，干燥管中盛装的物质是碱石灰或氧化钙或氢氧化钠固体； (4)氢气是易燃气体，点燃氢气前，必须要进行验纯。 18．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1) 仪器1的名称________。装置5的作用________。 (2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。 (3) 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。 【答案】(1)滴液漏斗(分液漏斗) 液封，防止空气进入装置4 (2)在装置2、3之间添加控制开关 (3)装置4内的空气没有排尽 【解析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。 (1)观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。 (3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。 19．某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，实验装置如图甲、乙所示。 已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G 为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题： (1)如何检查乙装置的气密性？____________________________。 (2)乙装置中湿沙子的作用是__________________________________________。 (3)B处发生反应的化学方程式为________________________________。 (4)该同学认为欲在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体，装置H必不可少，H的作用是____________。 (5)对比甲、乙两装置的B和K，B的优点是__________________________________。 【答案】(1) 向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好(其他合理答案也可)　 (2)提供水蒸气 (3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　 (4)干燥氢气，降低H2中水蒸气的含量 (5)使用石棉绒，增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行 【解析】(1)检查装置的气密性， 向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好； (2)此反应是铁与水蒸气的反应，湿沙子受热时，水蒸发产生水蒸气，即湿沙子的作用是提供水蒸气； (3)B处反应的是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2； (4)潮湿的氢气很难燃烧，故H的作用是干燥氢气，降低H2中水蒸气的含量； (5)装置B中使用石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行。 20．如图是铁与水蒸气反应的实验装置。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应)的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。 (1)已知该实验反应的反应方程式为：Fe＋H2OFe3O4＋H2(请配平)________________________。 (2)仪器a的名称是___________。 (3)某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，测量反应后生成气体的体积，计算铁粉的转化率。 ①该同学应该先点燃_____(填“A”或“B”)处的酒精灯(或酒精喷灯)，测量气体体积不可以选用上图中______(填“甲”“乙”或“丙”)装置。 ②称取5．6 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0．448 L，则铁粉的转化率为_________。 (4)将硬质玻璃管中反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中，加入足量的盐酸溶解并过滤，为探究反应后溶液中可能的阳离子，小林同学进行如下实验，请你将下表补充完整(已知：含Fe3＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液会变红色，而Fe2＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色)： 步骤 现象 解释(用离子方程式表示) 结论 Ⅰ．取样，滴加KSCN溶液 溶液不变红色 ①Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O ②____________ Ⅲ．反应后的溶液中阳离子为_____ Ⅱ．取样，滴加NaOH溶液 刚开始无明显现象，一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 ①________________ ②Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ ③4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3 【答案】(1)3、4、1、4 (2)干燥管 (3)A 甲 15% (4)Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ OH－＋H＋＝H2O H＋、Fe2＋ 【解析】(1)根据原子守恒配平反应的方程式；(2)分析装置图中仪器形状和用途判断仪器名称；(3)①高温铁和水蒸气反应，所以装置A处加热产生水蒸气，再点燃B装置处的酒精灯，根据仪器的构造特点分析判断；②依据铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，依据反应化学方程式定量关系计算反应的铁的质量，得到铁的转化率；(4)依据方程式和实验现象分析判断。 (1)据原子守恒可知该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2； (2)根据装置图中仪器的构造可知仪器a的名称是干燥管； (3)①高温铁和水蒸气反应，所以装置A处加热产生水蒸气，再点燃B装置处的酒精灯，甲中导气管位置错误，不能到达排水量气的目的，不可以测量生成氢气的体积，乙丙都可以利用装置测定生成气体的体积；②称取5.6 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448 L，生成的气体是氢气，物质的量为0.02 mol，依据反应的化学方程式得到反应铁的质量为0.02 mol×＝0.015 mol，质量是0.015 mol×56 g·mol－1＝0.84 g，则铁粉的转化率为×100%＝15%； (4)向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红色，溶液中不存在铁离子，这说明铁过量，生成的铁离子被铁还原生成亚铁离子，离子方程式为Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋；取样，滴加NaOH溶液，刚开始无明显现象，说明盐酸过量，首先发生中和反应，方程式为OH－＋H＋＝H2O；根据离子方程式可知有氢氧化亚铁生成，又因为氢氧化亚铁易被氧化，所以实验现象是一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，根据以上分析可知反应后的溶液中阳离子为H＋、Fe2＋。 21．Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。 Ⅰ．方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于：570℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 (1)仪器D的名称是 ，装置E的作用是 ，其中的现象为 。 (2)装置B中的石棉绒的作用是 ，B中反应的化学方程式为 。 Ⅱ．方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 (3)写出第②步反应的离子方程式： 。 (4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是 。 【答案】(1) 球形干燥管 检验H2 黑色固体变为红色 (2) 增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应速率 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 (3) 2FeOOH+Fe2++2OH-=Fe3O4+2H2O (4)取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀，则洗净 【解析】(1)根据仪器构造可知，仪器D的名称是球形干燥管，E装置中的氧化铜可以和氢气反应生成铜，颜色由黑变红，可以检验生成的氢气； (2)铁粉附着在石棉绒上，则其作用为：增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应速率；装置B中水蒸气和铁反应生成Fe3O4和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2； (3)第②步是FeOOH在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4，离子方程式为：2FeOOH+Fe2++2OH-=Fe3O4+2H2O； (4)反应过程中使用了氯化铁，则Fe3O4固体表面可能吸附有氯离子，可以通过检验氯离子来检验是否洗涤干净，检验方法为：取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀，则洗净。 11 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 衔接点16 铁及其氧化物 初中阶段 高中阶段 1．了解常见金属的化学性质； 2．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用矿石炼铁； 3．知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢的重要性。 1．了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途； 2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件； 3．掌握铁的常见氧化物的物理性质和化学性质。 衔接指引 回顾初中 一、铁的化学性质 1. 与氧气反应： 原理：3Fe+2O2Fe3O4 现象：剧烈燃烧，_________，放出大量的热，生成_________ 2. 与酸的反应： 原理：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 现象：反应缓慢，有_________产生，溶液由无色变为_________ 3. 与某些盐反应： 原理：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 现象：铁表面有__________________产生，溶液由_________逐渐变为_________。 二、铁的锈蚀与防护 1．铁生锈的原因：铁与氧气、水同时接触发生复杂的_________反应，生成铁锈(主要成分是Fe2O3) 2．防止铁生锈原理：隔绝_________或_________。 方法：①保持铁制品表面的干燥；②在铁制品表面涂油、刷漆等；③制成合金。 3．除铁锈方法：常用稀_________或稀_________除铁锈。 二、铁、铝、铜锈蚀的比较 注意：铁在空气中长时间慢慢氧化终得到_________，Fe2O3为_________色固体，是铁锈的主要成分，而铁在氧气中燃烧得到_________，Fe3O4为_________色固体，具有磁性。 三、炼铁的原理 1．原料：铁矿石。常见的铁矿石：赤铁矿(_________)、磁铁矿(_________)、黄铁矿(_________)、菱铁矿(FeCO3) 2．原理：_________________________________ 3．装置：现象及结论：①红褐色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。②澄清的石灰水逐渐变浑浊。说明反应有二氧化碳生成。③生成的黑色粉末能被磁铁吸引。说明有_________生成。 衔接高中 新知一 铁 1．存在 游离态 _________中的铁以单质形态存在 化合态 以_________价和_________价化合物的形态存在 2．物理性质 _________色金属，耐腐蚀，有良好的导热性和延展性，能被_________吸引。 3．化学性质 铁元素性质活泼，有较强的_________性，主要化合价为_________价和_________价。 通性 非金属单质 弱氧化剂 Fe＋S _________ 强氧化剂 2Fe＋3Cl22FeCl3(产生_________色的烟) 非氧化性酸 HCl 稀硫酸 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 盐 CuSO4溶液 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 水 高温水蒸气 3Fe＋4H2O(g) _________________ 特性 钝化 室温下，铁在_________、_________中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应 4．高温下铁与水蒸气反应 实验装置 操作及现象 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为_________色 实验结论 红热的铁能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g) _________________ (4)铁的冶炼 ①原料_________、_________、_________、_________等。 ②反应原理：用还原剂将铁从其化合物中_________出来。炼铁的主要化学方程式： 还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。 铁的还原：Fe2O3＋3CO__________________。 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 (1)Fe分别与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3；铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。 (3)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。 (4)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 新知二 铁的氧化物 1．物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 _________ 磁性氧化铁 矿石 赤铁矿 磁铁矿 颜色状态 _________色粉末 _________色粉末 _________色晶体 化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 溶解性 均不溶于水 用途 红色油漆和涂料 磁性材料 2．典型反应 (1)分别写出盐酸与下列铁的氧化物反应的离子方程式： ①氧化亚铁：FeO＋2H＋=== ________________； ②氧化铁：Fe2O3＋6H＋===__________________； ③磁性氧化铁：Fe3O4＋8H＋=== _________________。 (2)氧化铁与铝粉在高温下可发生铝热反应，其化学方程式为2Al＋Fe2O3__________________，该反应常用于__________________，它体现了氧化铁的_________性。 (1)误认为Fe3O4是FeO与Fe2O3组成的混合物，其实Fe3O4是一种特殊的氧化物，是纯净物。 (2)误认为Fe与O2反应就一定生成Fe3O4，其实只有在纯氧中燃烧才会生成Fe3O4。 (3)误认为只有Fe才能被磁铁吸引，其实Fe3O4也可以吸引磁铁。 集训一 铁的化学性质 1．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是(　　) A．稀硫酸 B．浓盐酸 C．AgNO3 D．Fe2(SO4)3 2．(2025•高一安徽淮南期中)红热的铁与水蒸气反应，其反应产物是( ) A．FeO、H2 B．Fe2O3、H2 C．Fe3O4、H2 D．Fe(OH)3、H2 3．(2025•高一广西柳州期中)下列有关铁及其化合物的说法错误的是( ) A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成Fe3O4 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去FeCl3溶液中含有的FeCl2 4．下列关于铁与水反应的描述不正确的是 A．常温下铁与水不反应 B．铁与水蒸气高温下反应生成可燃气体 C．铁与水蒸气高温下反应生成铁红 D．铁与水蒸气高温下的反应是置换反应 5．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、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是 A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素 C．亚铁盐溶液呈浅绿色 D．Fe＋2H＋＝Fe3＋＋H2↑ 6．如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是 ( ) A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色 C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40∶7 D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气 集训二 铁与水蒸气反应探究 7．(2025•高一浙江杭州期中)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( ) A．反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用燃着的火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥 8．(2025•高三江西萍乡期中)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a．下列说法错误的是( ) A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明固体中有铁粉剩余 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 9．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 10．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 11．(2023年湖北省襄阳市期末)红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 集训三 铁的氧化物 12．(2025•高一河南洛阳期中)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．在自然界中，铁都以化合态形式存在 B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3 C．FeO是一种白色粉末 D．Fe3O4属于混合物 13．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是( ) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2 14．某铁的氧化物(FexOy)1.52g溶于足量盐酸，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2+完全氧化。该铁的氧化物的化学式为( ) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5 15．有一粉末，它是由铁的氧化物中的一种或两种组成，取3.04 g 粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则该粉末的组成可能是(　　) A．只有Fe2O3 B．只有FeO C．等物质的量的FeO和Fe3O4 D．等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 16．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( ) A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 一、选择题 1．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．Fe3O4 2．铁与足量下列物质反应所得产物中铁为+3价的是 A．S B．稀HCl C．FeCl3 D．HNO3 3．(2025•高一浙江衢州期末)红热的铁与水蒸气反应，产物是 A．FeO、H2 B．Fe2O3、H2 C．Fe3O4、H2 D．Fe(OH)3、H2 4．关于铁的性质描述中，属于化学性质的是 A．铁是银白色的 B．铁不易与氧气反应 C．铁具有优良的导电性 D．铁具有良好的延展性 5．关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是(　　) A．铁元素化合价不完全相同 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 6．(2025•高一河南洛阳期末)下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为＋3价的是 A．氯化铁溶液 B．硫酸铜溶液 C．氯气 D．稀盐酸 7．(2025•高一江苏苏州期末)我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了有关中药材——铁华粉的制法为：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉所属类别为( ) A．金属单质 B．亚铁盐 C．铁盐 D．碱 8．(2025•高一浙江衢州期中)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．铁的化学性质活泼，在自然界中均以化合态存在 B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe2O3和H2 C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体 D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4 9．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( ) A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 10．下列反应的离子方程式正确的是( ) A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 11．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 12．(2025•云南高三模拟预测)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法正确的是( ) A．该试验装置必须在试管口放置棉花，防止铁粉阻塞导气管 B．检验充分反应(铁粉无剩余)后，生成的固体产物中铁的化合价，还需用到的药品有：稀盐酸、硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气，发现火焰为黄色，说明氢气燃烧，焰色为黄色 D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 13．(2025•高一浙江温州期末)某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如下实验： 下列说法中不正确的是 A．点燃酒精灯的顺序是先a后b B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应 D．不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来 14．四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO•Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是( ) A．Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种铁的价态 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 15．磁石有纳气平喘的功能，《本草经集注》中有磁石炮制用药的记载：能吸针者为上品，称净磁石，采集日久，为呆磁石；取上品武火煅至红透，醋淬，此法后代一直沿用，下列有关磁石说法正确的是( ) A．上品净磁石为纯净物 B．净磁石采集日久变为呆磁石，是发生了分解反应的缘故 C．磁石的主要成分是Fe3O4 D．醋淬磁石涉及氧化还原反应 二、非选择题 16．从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用。 (1)中国四大发明之一的指南针由天然磁石制成的，其主要成分是_______(填字母)。 A．Fe B．FeO C．Fe3O4 D．Fe2O3 (2)将烧至红热的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，可观察到有棕黄色的烟生成，该反应中被还原的物质是_______(填化学式)。 17．在常温下，Fe与水并不可发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。高温下Fe与水蒸气的反应实验可使用如图所示的装置，在硬质玻璃管中放入铁粉和石棉绒的混合物。通入水蒸气并加热。请回答实验的相关问题： (1)该反应的化学方程式为_________________________。 (2)圆底烧瓶中加入了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是__________________。 (3)干燥管中盛装的物质是__________________，作用是_________________。 (4)如果要在A处玻璃管口点燃收集的气体，则必须对该气体进行_________________。 18．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1) 仪器1的名称________。装置5的作用________。 (2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。 (3) 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。 19．某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，实验装置如图甲、乙所示。 已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G 为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题： (1)如何检查乙装置的气密性？____________________________。 (2)乙装置中湿沙子的作用是__________________________________________。 (3)B处发生反应的化学方程式为________________________________。 (4)该同学认为欲在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体，装置H必不可少，H的作用是____________。 (5)对比甲、乙两装置的B和K，B的优点是__________________________________。 20．如图是铁与水蒸气反应的实验装置。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应)的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。 (1)已知该实验反应的反应方程式为：Fe＋H2OFe3O4＋H2(请配平)________________________。 (2)仪器a的名称是___________。 (3)某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，测量反应后生成气体的体积，计算铁粉的转化率。 ①该同学应该先点燃_____(填“A”或“B”)处的酒精灯(或酒精喷灯)，测量气体体积不可以选用上图中______(填“甲”“乙”或“丙”)装置。 ②称取5．6 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0．448 L，则铁粉的转化率为_________。 (4)将硬质玻璃管中反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中，加入足量的盐酸溶解并过滤，为探究反应后溶液中可能的阳离子，小林同学进行如下实验，请你将下表补充完整(已知：含Fe3＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液会变红色，而Fe2＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色)： 步骤 现象 解释(用离子方程式表示) 结论 Ⅰ．取样，滴加KSCN溶液 溶液不变红色 ①Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O ②____________ Ⅲ．反应后的溶液中阳离子为_____ Ⅱ．取样，滴加NaOH溶液 刚开始无明显现象，一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 ①________________ ②Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ ③4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3 21．Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。 Ⅰ．方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于：570℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 (1)仪器D的名称是 ，装置E的作用是 ，其中的现象为 。 (2)装置B中的石棉绒的作用是 ，B中反应的化学方程式为 。 Ⅱ．方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 (3)写出第②步反应的离子方程式： 。 (4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是 。 12 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$