第14讲 铁及其化合物-【暑假弯道超车】2025年新高一化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

第14讲铁及其化合物 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1．知道铁在自然界中的存在形态。 2．知道铁的物理性质，从氧化还原反应原理理解铁的化学性质。 3了解铁的氧化物类别、性质及应用。 4．学会Fe(OH)2的制备，理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的化学性质。 一、铁存在及位置： 1.存在：主要以 态（陨石为 态除外）的形式存在，在地壳中的含量居第 位，铁矿石有赤铁矿（ ）、磁铁矿（ ）、菱铁矿（ ）、黄铁矿（ ）等。 2.位置：铁位于元素周期表中第 周期 族，是一种应用最广泛的 金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素，有 、 。 二、铁原子的结构示意图 三、铁的物理性质 色固体，熔点较 ，具有良好的 性、 性，铁能导电，但其导电性 铜和铝，能被 吸引。 四、铁的化学性质 【思考与讨论】p65参考答案： 铁的活动性在 前面，容易 电子，在反应中做 ，铁与氧化性较弱的氧化剂(如 、硫酸铜等)反应，铁原子失去 电子生成 价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如 、稀硝酸等)反应，铁原子则失去 个电子生成 价铁的化合物。 铁元素性质活泼，单质有较强的 性，主要化合价为 价和 价。 (1)与非金属单质的反应 ①与O2的反应： a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 。 b.点燃： 。 ②与Cl2的反应： 。 ③与S的反应： 。 ④与I2的反应： (2)与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 。 【思考与讨论】p66参考答案： 【实验原理】3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 【实验装置】 【实验操作及现象】加热时试管内铁粉红热，有气体产生，将导气管伸入盛有肥皂液的蒸发皿中吹泡，当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，可听到 ，反应后试管内固体仍为 。 【生成物分析】通常铁与冷水或热水都不反应，但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时，点燃生成的气体，可听到爆鸣声，说明生成了可燃性气体，根据元素守恒，气体应为 。从氧化还原角度分析，H20中H化合价由+1降低为0价，H2O作氧化剂；Fe有还原性，在反应中化合价升高，那么，Fe最终生成什么物质呢？经X射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有 生成；还可以用铁棒靠近，若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿，有 )。 【结论】常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 。 【注意事项】 ①铁不能与 水、 水反应，但高温下能与 反应。 ②加热仪器不能用酒精灯，而应用 。 ③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的 。 ④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾。 ⑤实验结束时，先熄灭 ，再熄灭 ，以防止 。 (3)与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 (4)与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式： 。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成 ，而Fe与盐酸反应生成 。 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 ，而铁在纯氧中燃烧的产物是 。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为 ，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为 。 五、铁及其化合物的用途 1.炼钢和铸造：铁的最大用途是用于 ，同时也大量用来制造铸铁和煅铁。 2.粉末冶金： 大量用于冶金，钢铁用于制造机器和工具。 3.化学工业：铁及其化合物用于制 、药物、墨水、 和磨料等。 4.营养增补：铁用作营养增补剂，即铁质强化剂。 5.电子工业：铁及其化合物用于制备电子元器件。 6.胶黏剂：在胶黏剂中，铁用作环氧胶黏剂的填料，配制铸件修补胶 7.其他用途：铁还用于制药、农药、热氢发生器、凝胶推进剂、燃烧活性剂、催化剂、水清洁吸附剂和烧结活性剂等。 六、铁的冶炼 1.工业炼铁的原理是利用 的方法把铁从铁矿石中提炼出来。 2.原料及其作用：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 （1）铁矿石：（烧结矿、球团矿）提供 元素。冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。 （2）焦碳：冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。提供 ；提供 ；作料柱的骨架。 （3）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（S）。 （4）空气：为焦碳燃烧提供 。 3.设备：炼铁高炉。 4.主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2， ； ②铁的生成： 。 ③炉渣的形成: ， 七.铁的氧化物 1.铁的氧化物物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 色态 黑色粉末 粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 价 价 ＋2价，＋3价 用途 油漆、涂料、油墨、橡胶的 颜料 做 材料，如录音磁带、电讯器材 2.铁的氧化物化学性质 (1)稳定性 ①FeO：不稳定，易被氧化， ②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定 (2)与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应 ①FeO：FeO+2H+ ②Fe3O4：Fe3O4+8H+ ③Fe2O3：Fe2O3+6H+ (3)与氧化性酸(如稀硝酸)发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：3FeO+10H++NO3－ ②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－ ③Fe2O3：Fe2O3+6H+ (4)与还原性酸(如氢碘酸)发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：FeO+2H+ ②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－ ③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－ (5)能够被某些还原剂还原 ①H2：FeO+H2 ②CO：Fe2O3+3CO (高炉炼铁的主反应) ③C：Fe3O4+2C ④Al：2Al+Fe2O3 (铝热反应) 八.铁的氢氧化物 1.实验探究——【实验3-1】 实验装置 实验原理 Fe3+＋3OH-===Fe(OH)3↓；Fe2+＋2OH-===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 实验用品 FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液；试管、长胶头滴管 实验步骤 在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象 实验现象 在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液生成红褐色的Fe(OH)3沉淀。在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，先生成 色絮状沉淀，而后迅速变成 色，最后变成 色。 实验说明 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的 必须除去，二是反应过程必须与 隔绝。 ②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要 ，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去 ，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量 ，以隔绝 )。 ③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管应 ，再挤出NaOH溶液。 ④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下： 2.铁的氢氧化物物理性质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色 状态 固体 固体 水溶性 溶于水 溶于水 3.铁的氢氧化物化学性质 (1)热不稳定性 ①Fe(OH)3：2Fe(OH)3 ②Fe(OH)2：Fe(OH)2 (隔绝空气) (2)与稀盐酸反应 ①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+ ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+ (3)与稀硝酸反应 ①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+ ②Fe(OH)2：3Fe(OH)2+10H++NO3－ (4)与氢碘酸反应 ①Fe(OH)3：2Fe(OH)3+6H++2I－ ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+ (5)被氧气氧化:Fe(OH)2是 ，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为 色，最后变为 色，方程式为 。 4.二者之间的关系：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灰绿色，最后变成 色，化学方程式为 。 【易错提醒】 ①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 ②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 5.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应： 或 。 【思考与讨论】p68参考答案： 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： ❶采用 的硫酸亚铁溶液。如果溶液中还含有Fe3＋，可向溶液中加入光亮的细铁丝或铁粉，再加入几滴稀硫酸，这样可使Fe3＋转化为Fe2＋。 ❷本实验所用水都应是 的蒸馏水(不含 )。 ❸在配制氢氧化钠溶液时， 摇动容器，以减少 的溶入，也可将氢氧化钠溶液 。 ❹胶头滴管中最好吸满氢氧化钠溶液，滴管尖端应 。 ❺不要将滴管中的溶液全部挤出，以防空气进入溶液引起氧化。 ❻可以用 、 等物质进行液封，避免生成的Fe(OH)2与 接触。 （2）常见的制备Fe(OH)2的装置： 【归纳总结】 ①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中； ③中液面加苯阻止了空气进入； ④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀(高二选择性必修1中学)。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应： 或 。 考点一 铁的物理性质和用途 【例1】我校操场的铁栏杆容易生锈，为了防止生锈，下列措施中符合实际情况的是 A．经常给栏杆旁边的树木浇水 B．给栏杆刷上油漆 C．更换为铝制栏杆 D．把栏杆周围的树木铲除 【变式1-1】化学与科技、生活、社会发展密切相关，下列有关说法不正确的是 A．2023年杭州亚运火炬燃料甲醇()，其摩尔质量为32g B．以铁粉为主要成分制成“双吸剂”放入食品包装袋，可以延长食物的保质期 C．我国科学家由二氧化碳合成淀粉，可减少二氧化碳的排放，实现“碳中和” D．工业上可采取“钙基固硫”的方式将二氧化硫转化为石膏，实现变废为宝 【变式1-2】下列说法中不正确的是 A．可以选择菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄或动物内脏来检验食品中的铁元素 B．“天宫”空间站中太空机械臂的主要成分为铝合金，其强度大于纯铝 C．因为胶粒比溶液中溶质粒子大，所以胶体可以用过滤的方法把胶粒分离出来 D．为防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质，常在包装袋中放置铁粉包 考点二 铁的化学性质 【例2】下列关于铁及其化合物的说法不正确的是 A．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，防止铁与水蒸气在高温下会反应 B．实验室配制溶液时，常加入适量铁粉以防止被氧化 C．不稳定，在空气中受热易转化为 D．激光打印机的墨粉中含有四氧化三铁是因为具有磁性 【变式2-1】常温下，下列溶液可用铝或铁质容器盛装的是 A．稀硝酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．浓盐酸 【变式2-2】在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 考点三 铁的氧化物物理性质和用途 【例3】化学与生活息息相关。下列有关物质性质与用途的说法错误的是 A．氯气有漂白性，可用于自来水消毒杀菌 B．过氧化钠能与、反应生成氧气，可用作呼吸面具的供氧剂 C．具有磁性，可用于制造指南针 D．氧化铝熔点高，可用作耐火材料 【变式3-1】下列说法正确的是 A．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)能混用 B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成铁红和氢气 C．国家规定了应用水中余氯含量的标准，ClO2可以作为新的自来水消毒剂 D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下不反应 【变式3-2】下列有关物质的性质与其应用不相对应的是 A．补铁剂口服液中添加维生素，可防止被氧化 B．纯碱水溶液显碱性，纯碱可用作厨卫洗涤剂 C．是红棕色粉末，可做颜料 D．溶液具有碱性，可用于烘焙糕点 考点四 铁的氧化物的化学性质 【例4】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 【变式4-1】下列反应的离子方程式书写正确的是 A．氧化铁与稀盐酸混合： B．用小苏打治疗胃酸过多： C．稀硝酸滴在大理石上： D．向澄清石灰水中滴加少量溶液： 【变式4-2】．下列物质的转化在给定条件下能实现的是 A． B． C． D． 考点五 铁的氢氧化物物理性质和用途 【例5】下列说法中，不正确的是 A．都能与盐酸反应 B．和 溶液都显黄色 C．能与 溶液反应 D．是红褐色沉淀 【变式5-1】下列关于铁及其化合物的说法中正确的是 A．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．高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来 C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入溶液，生成红色沉淀 D．与水蒸气在高温下发生反应生成和 【变式5-2】2024年巴黎奥运会的奖牌，除了使用黄金和白银之外，金牌的正中心镶嵌了一大块铁片，可谓是不折不扣的“铁牌”。下列关于铁和铁的化合物的叙述错误的是 A．铁在化学反应中一定是还原剂 B．氧化铁是碱性氧化物，能与酸反应 C．氢氧化铁是难溶性碱 D．透明的溶液中一定不存在 考点六 铁的氢氧化物的化学性质 【例6】物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 【变式6-1】价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价类二维图如图，下列有关说法错误的是 A．自然界中有a存在 B．铁的氧化物只有b、c C．f可以作新型的绿色净水剂 D．物质g在空气中不稳定 【变式6-2】如图为铁元素的“价-类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．中的铁元素为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 C．不溶于水，故不能通过化合反应制备 D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 考点七 铁的氢氧化物的制备 【例7】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X可以是稀硫酸但不能是稀盐酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b C．最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀 D．实验结束后，将抽滤瓶露置于空气中，最终观察到红褐 【变式7-1】下列各图所示的实验中能较长时间看到白色沉淀的是 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 【变式7-2】某同学欲利用如图装置制取。下列分析不正确的是 A．实验所用溶液需要现配现用且蒸馏水需要先加热煮沸 B．实验开始时应先关闭止水夹、打开止水夹，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 基础达标 1．铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．Fe粉可做保存食品的脱氧剂 B．丹霞地貌岩层因含而呈红色 C．过量的Fe与点燃生成 D．工业炼铁的原理是用氧化剂将铁元素从铁矿石中氧化出来 2．类比是化学研究的常用方法。下列类比正确的是 A．Na和水反应生成NaOH和，则Fe和水蒸气反应也生成和 B．溶解度小于，则溶解度也小于 C．Cu与能化合生成，则Fe与能化合生成 D．液氯可以储存在钢瓶中，则氯水也可以储存在钢瓶中 3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．铁与氯气不反应，故可用钢瓶储存液氯 B．磁铁矿的主要成分是 C．铁是地壳中含量最多的金属元素，因此在日常生活中应用最广 D．人体内的血红蛋白中含有铁元素 4．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 C．是一种白色粉末 D．属于混合物 5．下列物质的俗称与化学式对应不正确的是 A．小苏打—— B．明矾—— C．磁性氧化铁—— D．漂白粉有效成分——NaClO 6．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．NaClO 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B．Fe2O3呈红色， 可用作颜料 C．Na 导热性好，钠钾合金可用作核反应堆的传热介质 D．NaHCO3易分解，用于治疗胃酸过多 7．“纳米药物分子运输车”能在人体血管中通行，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．该“运输车”的外壳含碳元素 B．二氧化硅属于金属氧化物 C．该“运输车”属于胶体 D．Fe3O4与稀硫酸反应只生成FeSO4和水 8．下列物质不能通过化合反应得到的是 A． B． C． D． 9．已知密度(苯)，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 10．下列实验现象描述不正确的是 A．向久置的氯水中滴加石蕊溶液，先变红后褪色 B．向装有的试管中加入水后，立即滴加酚酞试液，溶液先变红后褪色 C．加热坩埚中的钠块，钠先熔化，然后剧烈反应，发出黄色火焰，生成淡黄色固体 D．向溶液中滴入溶液，生成白色絮状沉淀变为灰绿色，一段时间后有红褐色物质生成 11．铁及其化合物在生产生活中有着重要的用途。下列反应的离子方程式书写正确的是 A．氧化铁与盐酸反应： B．溶液与反应： C．铁与稀盐酸反应： D．氯化铁溶液与氨水反应： 12．下列变化不能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 13．下列有关铁的氧化物的说法错误的是 A．赤铁矿的主要成分是，常用作油漆和涂料等的红色颜料 B．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成 C．FeO、都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．中Fe呈＋2价和＋3价两种价态 14．铁及其化合物在生产生活中具有重要的应用，铁及其化合物的化合价-物质类别二维图如图所示。 (1)工业上冶炼Fe常用的方法是_______(填字母)。 A．电解法 B．还原法 C．热分解法 D．物理方法 (2)下列有关铁及其化合物的说法正确的是_______(填字母)。 A．纯净的铁是银白色 B．物质A不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成物质D C．物质E受热分解生成物质D D．除去C溶液中混有的少量CuCl2杂质，可以向混合液中加入NaOH溶液 (3)若上述二维图中的F为硫酸盐，请写出由物质D转化为物质F反应的离子方程式： 。 (4)某实验小组欲采用下图装置制备物质B及验证其性质，其实验步骤如下所示。 实验步骤： I．检查装置的气密性后，关闭……，打开……，使装置1中产生的气体进入装置2中、排尽装置2中的空气。 Ⅱ．待装置2中的空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置1中溶液压入装置2中并观察现象。 Ⅲ．关闭K1、K2，打开K5，使装置3中产生的气体通入装置2中并观察现象。 回答下列问题： ①请补充步骤I实验操作：关闭 ，打开 。 ②步骤Ⅲ装置2中的现象是 ，其发生反应的化学方程式为 。 15．高中常用“价类二维”思路研究物质的性质，如图是铁及其化合物的二维图的部分信息。 (1)图中物质只具有还原性的是 。(写化学式) (2)将FeCl2溶液转化为FeCl3的试剂可选 。 a．稀硫酸 b．CuSO4溶液   c．酸性H2O2  d．溴水 (3)某中学实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验方案 现象 I 1.0mL0.1mol/LFeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaOH溶液 生成白色沉淀，后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 1.0mL0.1mol/L FeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaHCO3溶液 生成白色沉淀，后沉淀颜色几乎不变 ①实验I中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式 。 ②对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究： 查阅资料：在溶液中不存在Fe(HCO3)2 i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ii．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； iii．向ii溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为 。 向ii溶液中再滴入少量氯水发生反应的离子方程式： 。 (4)FeSO4可用作补铁剂，使用时医生建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 溶液紫红色褪去 由上述实验能否得出维生素C可将Fe3+转化为Fe2+为的结论？ (填“能”或“否”)，请说明理由： 。 过关检测 1．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化正确的是 A．NaNa2O2 B．FeFeCl3 C．NaCl溶液NaHCO3 D．Na2ONaOH 2．下列指定反应的离子方程式正确的是 A．过量通入溶液中： B．铁粉溶于稀硫酸： C．用醋酸（）清洗水垢： D．向溶液中滴加溶液至恰好完全沉淀： 3．黄铁矿(主要成分为)是生产硫酸、冶炼钢铁的重要原料，硫酸工业其中一个反应为。下列说法正确的是 A．中硫元素的化合价为价 B．既是氧化产物，又是还原产物 C．反应每生成，转移电子 D．将纯度为75%的黄铁矿(设杂质不参与反应)进行焙烧，理论上能炼出铁 4．为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计了如下实验装置，虚线框处用来检验生成的气体。下列说法中正确的是 A．球形干燥管中可加入固体 B．反应后，乙装置中固体颜色由黑变为红棕色 C．虚线框处应选择丙装置，现象为灼热的黑色螺旋状固体变红 D．取适量乙中冷却后的固体，用稀盐酸溶解，滴加KSCN溶液，溶液不一定变红 5．用部分被氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如图所示。将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 A．过滤所得的残渣中一定没有金属A B．滤液可能是CuSO4溶液 C．水合盐B可能是FeSO4•7H2O D．无水盐C可能是Fe2(SO4)3 6．实验改进与优化应遵循科学性、易操作性、安全性的原则，提升化学实验效率。下列有关实验改进分析不正确的是 A．使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内液体顺利流下 B．用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆鸣声，可检验产物中有氢气 C．利用该装置可制取，并进行性质的探究实验 D．利用该装置可较长时间看到白色絮状沉淀 7．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．铁丝在足量氧气中燃烧，会逐步发生的转化 B．是碱性氧化物，可用与水反应的方法制备 C．既有氧化性又有还原性，一定条件下可转化为Fe或 D．浊液露置于空气中，白色絮状沉淀迅速变为红褐色 8．以高硫铝土矿(主要成分为、，还含有少量)为原料，生产氧化铝并获得的部分工艺流程如下。已知焙烧过程中被氧化生成和，下列叙述不正确的是 A．是碱性氧化物、是酸性氧化物，两者可以发生反应以减少的排放 B．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的 C．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的石灰乳或者氨水 D．除铁分离可以选择用磁铁将滤液中的分离出来 9．是常见的水处理剂，其原理如图所示。请回答下列问题： (1)高铁酸钾()中铁元素的化合价为 。 (2)过程a中体现 (填“氧化”或“还原”)性，氧化产物是 。 (3)过程b反应的离子方程式为 。 (4)碱性条件下用和反应制备。配平其反应的化学方程式： 。 __________________________________________________________________ (5)干法制备高铁酸钠的主要反应为：，该反应中的还原剂是 ，生产的高铁酸钠，转移电子的物质的量是 。 (6)根据以上净水原理，相比于，其优点是 。 10．溶液做蚀刻液可腐蚀铜箔电路板上不需要的铜，可用溶液、溶液和溶液共沉淀制备有广泛用途的纳米。 I．从蚀刻后的废液中回收金属铜并实现循环使用的流程如下。 请回答下列问题： (1)检验“过滤”后的滤液中含有的试剂为 (填名称)。 (2)“分离”时的操作为 。 (3)可在酸性环境中用溶液实现“再生”，发生反应的离子方程式为 。 (4)“再生”后的蚀刻液中是否含有不能用酸性溶液检验，原因是 (用离子方程式表示)。 Ⅱ．作为一种多功能磁性材料，有广泛的应用。共沉淀法是制备纳米的重要方法，制备流程如下图所示。 (5)“共沉淀”时控制温度为70℃~80℃的实验方法是 。 (6)“共沉淀”的离子方程式为 。 (7)“共沉淀”时控制和的物质的量之比略大于的原因是 。 (8)检验纳米洗涤干净的实验操作是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14讲铁及其化合物 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1．知道铁在自然界中的存在形态。 2．知道铁的物理性质，从氧化还原反应原理理解铁的化学性质。 3了解铁的氧化物类别、性质及应用。 4．学会Fe(OH)2的制备，理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的化学性质。 一、铁存在及位置： 1.存在：主要以化合态（陨石为游离态除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。 2.位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素，有+2、+3。 二、铁原子的结构示意图 三、铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热性、延展性，铁能导电，但其导电性不如铜和铝，能被磁铁吸引。 四、铁的化学性质 【思考与讨论】p65参考答案： 铁的活动性在氢前面，容易失去电子，在反应中做还原剂，铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成+2 价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气、稀硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物。 铁元素性质活泼，单质有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 (1)与非金属单质的反应 ①与O2的反应： a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 b.点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 (2)与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 【思考与讨论】p66参考答案： 【实验原理】3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 【实验装置】 【实验操作及现象】加热时试管内铁粉红热，有气体产生，将导气管伸入盛有肥皂液的蒸发皿中吹泡，当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，可听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。 【生成物分析】通常铁与冷水或热水都不反应，但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时，点燃生成的气体，可听到爆鸣声，说明生成了可燃性气体，根据元素守恒，气体应为氢气。从氧化还原角度分析，H20中H化合价由+1降低为0价，H2O作氧化剂；Fe有还原性，在反应中化合价升高，那么，Fe最终生成什么物质呢？经X射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成；还可以用铁棒靠近，若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿，有磁性)。 【结论】常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 【注意事项】 ①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。 ②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯。 ③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的水蒸气。 ④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾。 ⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止倒吸。 (3)与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 (4)与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 ②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。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 五、铁及其化合物的用途 1.炼钢和铸造：铁的最大用途是用于炼钢，同时也大量用来制造铸铁和煅铁。 2.粉末冶金：还原铁粉大量用于冶金，钢铁用于制造机器和工具。 3.化学工业：铁及其化合物用于制磁铁、药物、墨水、颜料和磨料等。 4.营养增补：铁用作营养增补剂，即铁质强化剂。 5.电子工业：铁及其化合物用于制备电子元器件。 6.胶黏剂：在胶黏剂中，铁用作环氧胶黏剂的填料，配制铸件修补胶 7.其他用途：铁还用于制药、农药、热氢发生器、凝胶推进剂、燃烧活性剂、催化剂、水清洁吸附剂和烧结活性剂等。 六、铁的冶炼 1.工业炼铁的原理是利用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。 2.原料及其作用：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 （1）铁矿石：（烧结矿、球团矿）提供铁元素。冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。 （2）焦碳：冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。 （3）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（S）。 （4）空气：为焦碳燃烧提供氧气。 3.设备：炼铁高炉。 4.主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 ③炉渣的形成:CaCO3CaO+CO2，CaO+SiO2CaSiO3 七.铁的氧化物 1.铁的氧化物物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价，＋3价 用途 油漆、涂料、油墨、橡胶的红色颜料 做磁性材料，如录音磁带、电讯器材 2.铁的氧化物化学性质 (1)稳定性 ①FeO：不稳定，易被氧化，6FeO+O22Fe3O4 ②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定 (2)与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (3)与氧化性酸(如稀硝酸)发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O ②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (4)与还原性酸(如氢碘酸)发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O (5)能够被某些还原剂还原 ①H2：FeO+H2Fe+H2O ②CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁的主反应) ③C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑ ④Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(铝热反应) 八.铁的氢氧化物 1.实验探究——【实验3-1】 实验装置 实验原理 Fe3+＋3OH-===Fe(OH)3↓；Fe2+＋2OH-===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 实验用品 FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液；试管、长胶头滴管 实验步骤 在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象 实验现象 在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液生成红褐色的Fe(OH)3沉淀。在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，先生成白色絮状沉淀，而后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 实验说明 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧气隔绝。 ②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油液封，以隔绝空气)。 ③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管应伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。 ④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下： 2.铁的氢氧化物物理性质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色 状态 白色固体 红褐色固体 水溶性 难溶于水 难溶于水 3.铁的氢氧化物化学性质 (1)热不稳定性 ①Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO+H2O(隔绝空气) (2)与稀盐酸反应 ①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O (3)与稀硝酸反应 ①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O ②Fe(OH)2：3Fe(OH)2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O (4)与氢碘酸反应 ①Fe(OH)3：2Fe(OH)3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O (5)被氧气氧化:Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 4.二者之间的关系：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，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 【易错提醒】 ①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 ②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 5.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+。 【思考与讨论】p68参考答案： 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： ❶采用新制备的硫酸亚铁溶液。如果溶液中还含有Fe3＋，可向溶液中加入光亮的细铁丝或铁粉，再加入几滴稀硫酸，这样可使Fe3＋转化为Fe2＋。 ❷本实验所用水都应是煮沸过的蒸馏水(不含O2)。 ❸在配制氢氧化钠溶液时，不要摇动容器，以减少空气的溶入，也可将氢氧化钠溶液加热煮沸。 ❹胶头滴管中最好吸满氢氧化钠溶液，滴管尖端应伸入硫酸亚铁溶液的液面以下。 ❺不要将滴管中的溶液全部挤出，以防空气进入溶液引起氧化。 ❻可以用苯、植物油等物质进行液封，避免生成的Fe(OH)2与O2接触。 （2）常见的制备Fe(OH)2的装置： 【归纳总结】 ①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中； ③中液面加苯阻止了空气进入； ④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀(高二选择性必修1中学)。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。 考点一 铁的物理性质和用途 【例1】我校操场的铁栏杆容易生锈，为了防止生锈，下列措施中符合实际情况的是 A．经常给栏杆旁边的树木浇水 B．给栏杆刷上油漆 C．更换为铝制栏杆 D．把栏杆周围的树木铲除 【答案】B 【分析】铁与空气中的氧气、水接触会生锈，阻止铁与氧气和水的接触可以防止铁生锈； 【详解】A．常给栏杆旁边的树木浇水，会促进水的生锈，A错误； B．防止铁制品锈蚀的措施有：刷漆、涂油、保持其表面洁净和干燥，B正确； C．更换为铝制栏杆成本高、工作量大，不符合实际，C错误；   D．把栏杆周围的树木铲除，破坏了绿植，不符合实际情况，D错误； 故选B 【变式1-1】化学与科技、生活、社会发展密切相关，下列有关说法不正确的是 A．2023年杭州亚运火炬燃料甲醇()，其摩尔质量为32g B．以铁粉为主要成分制成“双吸剂”放入食品包装袋，可以延长食物的保质期 C．我国科学家由二氧化碳合成淀粉，可减少二氧化碳的排放，实现“碳中和” D．工业上可采取“钙基固硫”的方式将二氧化硫转化为石膏，实现变废为宝 【答案】A 【详解】A．甲醇()的摩尔质量为32g/mol，A错误； B．铁粉具有还原性，作为 “双吸剂”主要成分放入食品包装袋，可延长食物的保质期，B正确； C．二氧化碳合成淀粉，减少了空气中二氧化碳的排放，有利于“碳中和”的实现，C正确； D．二氧化硫有毒，工业上可采取“钙基固硫”的方式将二氧化硫最终转化为石膏，减少二氧化硫的排放，同时变废为宝，D正确； 故答案为：A。 【变式1-2】下列说法中不正确的是 A．可以选择菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄或动物内脏来检验食品中的铁元素 B．“天宫”空间站中太空机械臂的主要成分为铝合金，其强度大于纯铝 C．因为胶粒比溶液中溶质粒子大，所以胶体可以用过滤的方法把胶粒分离出来 D．为防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质，常在包装袋中放置铁粉包 【答案】C 【详解】A．菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄或动物内脏富含铁元素，将菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄或动物内脏灼烧灰化，用稀硫酸浸取灰中的铁元素，取上层清液加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄或动物内脏等食品中含有铁元素，故A正确； B．合金硬度大于其成分金属，故B正确； C．胶体分散质粒子能够透过滤纸，所以胶体不能用过滤的方法把胶粒分离出来，故C错误； D．铁和氧气反应，能防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质，故D正确； 综上所述，不正确的选C． 考点二 铁的化学性质 【例2】下列关于铁及其化合物的说法不正确的是 A．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，防止铁与水蒸气在高温下会反应 B．实验室配制溶液时，常加入适量铁粉以防止被氧化 C．不稳定，在空气中受热易转化为 D．激光打印机的墨粉中含有四氧化三铁是因为具有磁性 【答案】C 【详解】A．铁在高温下会与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，氢气具有可燃性，因此需要将模具干燥，A正确； B．铁粉可以将被氧化的还原为，反应方程式为：，因此，实验室配制溶液时，常加入适量铁粉以防止被氧化，B正确； C． 在空气中受热时，通常会被氧化为，C错误； D．因为是一种磁性材料，俗称磁性氧化铁，常用于激光打印机的墨粉中，D正确； 故选C。 【变式2-1】常温下，下列溶液可用铝或铁质容器盛装的是 A．稀硝酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．浓盐酸 【答案】C 【详解】常温下，铝或铁均能和稀硝酸、稀硫酸浓硝酸反应，不可用铝或铁质容器盛装，铝或铁能被浓硝酸钝化，表面形成一层致密的氧化膜，这层薄膜阻止酸与内层金属的进一步反应，所以常温下，可用铝或铁质容器盛装浓硝酸，故答案选C。 【变式2-2】在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．铁和氯气点燃生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，A错误； B．氧化铜和水不反应，B错误； C．氯气和氢气点燃生成氯化氢，C正确； D．氢氧化钠溶液和过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠，D错误； 故选C。 考点三 铁的氧化物物理性质和用途 【例3】化学与生活息息相关。下列有关物质性质与用途的说法错误的是 A．氯气有漂白性，可用于自来水消毒杀菌 B．过氧化钠能与、反应生成氧气，可用作呼吸面具的供氧剂 C．具有磁性，可用于制造指南针 D．氧化铝熔点高，可用作耐火材料 【答案】A 【详解】A．氯气用于自来水消毒杀菌，是因为氯气与水反应生成的次氯酸（）有强氧化性，能杀菌消毒，不是氯气本身有漂白性，A错误； B．过氧化钠与、反应生成氧气，所以可用作呼吸面具供氧剂，B正确； C．有磁性（俗称磁性氧化铁），可用于制造指南针，C正确； D．氧化铝熔点高，可用作耐火材料（如耐火坩埚等），D正确； 故答案选A。 【变式3-1】下列说法正确的是 A．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)能混用 B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成铁红和氢气 C．国家规定了应用水中余氯含量的标准，ClO2可以作为新的自来水消毒剂 D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下不反应 【答案】C 【详解】A．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)与“84消毒液”混用，次氯酸钠和盐酸反应生成有毒气体氯气，消毒效果差，A错误； B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成Fe3O4和氢气，B错误； C．国家规定了饮用水中余氯含量的标准，氯气对水进行消毒容易引起氯超标，因此已开始用新的自来水消毒剂如、等，C正确； D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下钝化，D错误； 故选C。 【变式3-2】下列有关物质的性质与其应用不相对应的是 A．补铁剂口服液中添加维生素，可防止被氧化 B．纯碱水溶液显碱性，纯碱可用作厨卫洗涤剂 C．是红棕色粉末，可做颜料 D．溶液具有碱性，可用于烘焙糕点 【答案】D 【详解】A．维生素C具有还原性，在补铁剂口服液中添加维生素C，能防止Fe2+被氧化为Fe3+ ，保证补铁剂的效果，性质与应用相对应，A不符合题意； B．纯碱（Na2CO3）水溶液中，水解使溶液显碱性，碱性条件下油污可发生水解反应，所以纯碱可用作厨卫洗涤剂去除油污，性质与应用相对应，B不符合题意； C．Fe2O3是红棕色粉末，因其颜色特点，可做颜料，如用于油漆、涂料等，性质与应用相对应，C不符合题意； D．NaHCO3可用于烘焙糕点，是因为NaHCO3受热易分解产生CO2气体（），使糕点疏松多孔，而不是因为其溶液具有碱性 ，性质与应用不对应，D符合题意； 故选D。 考点四 铁的氧化物的化学性质 【例4】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 【详解】A．在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，A项错误； B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，B项错误； C．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．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； 答案选D。 【变式4-1】下列反应的离子方程式书写正确的是 A．氧化铁与稀盐酸混合： B．用小苏打治疗胃酸过多： C．稀硝酸滴在大理石上： D．向澄清石灰水中滴加少量溶液： 【答案】D 【详解】A．氧化铁化学式为Fe2O3，与稀盐酸反应生成氯化铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O，A错误； B．小苏打是碳酸氢钠，弱酸酸式酸根不拆，正确的离子方程式为+H+=CO2↑+H2O，B错误； C．大理石主要成分是碳酸钙，稀硝酸和碳酸钙反应生成硝酸钙和二氧化碳、水，正确的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，C错误； D．澄清石灰水中滴入少量碳酸氢钠溶液，由于碳酸氢钠溶液少量，生成的碳酸根全部和钙离子结合生成碳酸钙，选项所给离子方程式正确，D正确； 故本题选D。 【变式4-2】．下列物质的转化在给定条件下能实现的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．CaCl2溶液通入CO2，由于碳酸的酸性比盐酸弱，两者不会反应生成CaCO3，碳酸钙和稀盐酸生成二氧化碳、水和氯化钙，二氧化碳和次氯酸钠生成次氯酸，故A错误； B．铜和氧气加热生成氧化铜，氧化铜和水不反应不能生成氢氧化铜，氢氧化铜和硫酸生成硫酸铜和水，故B错误； C．CO还原四氧化三铁生成铁单质，铁和氯气生成氯化铁，氯化铁和氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀，故C错误； D．钠和氧气加热生成过氧化钠，过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠和少量二氧化碳生成碳酸钠和水，故D正确； 故选D。 考点五 铁的氢氧化物物理性质和用途 【例5】下列说法中，不正确的是 A．都能与盐酸反应 B．和 溶液都显黄色 C．能与 溶液反应 D．是红褐色沉淀 【答案】B 【详解】A．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，都能与盐酸反应，故A正确； B．Fe2+溶液为浅绿色， Fe3+溶液显黄色，故B错误； C．Fe2+能与NaOH溶液反应，生成Fe(OH)2，故C正确； D．Fe(OH)3难溶于水，是红褐色沉淀，故D正确； 故答案为：B。 【变式5-1】下列关于铁及其化合物的说法中正确的是 A．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．高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来 C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入溶液，生成红色沉淀 D．与水蒸气在高温下发生反应生成和 【答案】B 【详解】A．为白色固体，不稳定，易被空气中氧气氧化生成红褐色氢氧化铁，故A错误； B．高炉炼铁的原理就是利用还原剂(CO)将铁从铁矿石中还原出来，铁矿石的主要成分是含铁的化合物，故B正确； C．磁铁矿是Fe3O4，溶于稀盐酸生成三价铁，离子反应方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，故加入KSCN溶液显红色，但不会生成红色沉淀，故C错误； D．Fe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，故D错误； 故选B。 【变式5-2】2024年巴黎奥运会的奖牌，除了使用黄金和白银之外，金牌的正中心镶嵌了一大块铁片，可谓是不折不扣的“铁牌”。下列关于铁和铁的化合物的叙述错误的是 A．铁在化学反应中一定是还原剂 B．氧化铁是碱性氧化物，能与酸反应 C．氢氧化铁是难溶性碱 D．透明的溶液中一定不存在 【答案】D 【详解】A．金属单质只能失电子，作还原剂，铁在化学反应中一定是还原剂，A正确； B．氧化铁能与酸反应生成铁盐和水，是碱性氧化物，B正确； C．氢氧化铁是弱碱，且难溶于水，即氢氧化铁是难溶性碱，C正确； D．的溶液有颜色，但在酸性较强的溶液中能大量存在，所以透明的溶液中可能存在，D错误； 故选D。 考点六 铁的氢氧化物的化学性质 【例6】物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 【答案】C 【详解】A．可由、水蒸气高温反应制得，化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正确； B．易被空气中的氧气氧化为，为防止转化为，需隔绝空气，B正确； C．氧化亚铁在空气里受热会发生反应生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色的，C错误； D．与盐酸反应生成FeCl2和H2O，与盐酸反应生成FeCl3和H2O，中的铁元素呈+2和+3价，与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O，三者均可与盐酸反应，生成盐和水，D正确； 故选C。 【变式6-1】价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价类二维图如图，下列有关说法错误的是 A．自然界中有a存在 B．铁的氧化物只有b、c C．f可以作新型的绿色净水剂 D．物质g在空气中不稳定 【答案】B 【详解】A．铁在自然界中有化合态和游离态两种形式，故A正确； B．铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁，还有四氧化三铁，故B错误； C．高铁酸根(+6价)常作新型的绿色净水剂，用于净水消毒杀菌，故C正确； D．物质g(氢氧化亚铁)在空气中不稳定，易被空气中氧气氧化，故D正确。 综上所述，答案为B。 【变式6-2】如图为铁元素的“价-类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．中的铁元素为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 C．不溶于水，故不能通过化合反应制备 D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 【答案】B 【详解】A．铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和氢气，则不能实现转化①，A错误； B．中的铁元素为+6价，具有较强的氧化性，能使细菌、病毒的蛋白质变性而丧失其生理活性，可作为消毒剂使用，B正确； C．不溶于水，但与氧气、水能发生化合反应：，则可通过化合反应制备，C错误； D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化生成黑色的Fe3O4，不能发生转化②，D错误； 故选B。 考点七 铁的氢氧化物的制备 【例7】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X可以是稀硫酸但不能是稀盐酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b C．最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀 D．实验结束后，将抽滤瓶露置于空气中，最终观察到红褐 【答案】D 【详解】A．X可以是稀硫酸也可以是稀盐酸，A错误； B．先打开止水夹a与b、分液漏斗旋塞，利用稀硫酸和铁反应生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，B错误； C．一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成，C错误； D．反应结束后，将抽滤瓶露置于空气中，极易被氧化，最终得到红褐色沉淀，D项正确； 故答案选D。 【变式7-1】下列各图所示的实验中能较长时间看到白色沉淀的是 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 【答案】B 【详解】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 故本题选B。 【变式7-2】某同学欲利用如图装置制取。下列分析不正确的是 A．实验所用溶液需要现配现用且蒸馏水需要先加热煮沸 B．实验开始时应先关闭止水夹、打开止水夹，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 【答案】B 【分析】利用稀盐酸和铁粉反应生成氢气，生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入到抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成。 【详解】A．实验所用溶液需要现配现用且蒸馏水需要先加热煮沸，目的是除去蒸馏水中的溶解的氧气，防止亚铁离子被氧化，A正确； B．实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中与NaOH反应生成Fe(OH)2，B错误； C．根据B中分析，反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，C正确； D．由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，D正确； 故选：B。 基础达标 1．铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．Fe粉可做保存食品的脱氧剂 B．丹霞地貌岩层因含而呈红色 C．过量的Fe与点燃生成 D．工业炼铁的原理是用氧化剂将铁元素从铁矿石中氧化出来 【答案】A 【详解】A．Fe粉具有还原性，可与O2反应而被氧化，可做保存食品的脱氧剂，A正确； B．丹霞地貌岩层因含Fe2O3而呈红色，B错误； C．无论Fe是否过量，Fe与点燃只生成，C错误； D．工业炼铁的原理是用还原剂将铁元素从铁矿石中还原出来，D错误； 故选A。 2．类比是化学研究的常用方法。下列类比正确的是 A．Na和水反应生成NaOH和，则Fe和水蒸气反应也生成和 B．溶解度小于，则溶解度也小于 C．Cu与能化合生成，则Fe与能化合生成 D．液氯可以储存在钢瓶中，则氯水也可以储存在钢瓶中 【答案】C 【详解】A．和水蒸气反应生成和，A项错误； B．溶解度大于，B项错误； C．Cu与能化合生成，Fe与能化合生成，C项正确； D．氯水能与钢瓶反应，氯水不可以储存在钢瓶中，D项错误； 故选C。 3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．铁与氯气不反应，故可用钢瓶储存液氯 B．磁铁矿的主要成分是 C．铁是地壳中含量最多的金属元素，因此在日常生活中应用最广 D．人体内的血红蛋白中含有铁元素 【答案】D 【详解】A．常温条件下，铁与液氯不能发生反应，因此可用钢瓶储存液氯，但铁与氯气在加热或点燃条件可以发生反应，A错误； B．磁铁矿的主要成分是Fe3O4，B错误； C．铝是地壳中含量最多的金属元素，C错误； D．血红蛋白是人体血液中的蛋白质，铁元素是血红蛋白的重要组成部分，D正确； 故选：D。 4．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 C．是一种白色粉末 D．属于混合物 【答案】B 【详解】A．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．赤铁矿的主要成分是，B正确； C．是一种黑色粉末，C错误； D．有固定组成，是化合物，则属于纯净物，D错误； 故选B。 5．下列物质的俗称与化学式对应不正确的是 A．小苏打—— B．明矾—— C．磁性氧化铁—— D．漂白粉有效成分——NaClO 【答案】B 【详解】A．俗称小苏打，A正确； B．CuSO4⋅5H2O俗称蓝矾、胆矾或铜矾；明矾为硫酸铝钾晶体： ‌KAl(SO4)2·12H2O‌，B错误； C．Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁，C正确； D．漂白粉含次氯酸钙和氯化钙，有效成分为次氯酸钙，化学式为Ca(ClO)2，D错误；   故选BD。 6．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．NaClO 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B．Fe2O3呈红色， 可用作颜料 C．Na 导热性好，钠钾合金可用作核反应堆的传热介质 D．NaHCO3易分解，用于治疗胃酸过多 【答案】D 【详解】A．NaClO具有强氧化性、漂白性，能使某些色素褪色，可用作漂白剂，A正确； B．Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，B正确； C．钠导热性好、熔点低，钠钾合金可用作核反应堆的传热介质，C正确；    D．NaHCO3能和胃酸中盐酸反应，用于治疗胃酸过多，而非其容易分解，D错误； 故选D。 7．“纳米药物分子运输车”能在人体血管中通行，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．该“运输车”的外壳含碳元素 B．二氧化硅属于金属氧化物 C．该“运输车”属于胶体 D．Fe3O4与稀硫酸反应只生成FeSO4和水 【答案】A 【详解】A．该“运输车”为有机物外壳，有机物中含有碳元素，A正确； B．Si元素为非金属元素，二氧化硅属于非金属氧化物，B错误； C．该“纳米药物分子运输车”的直径为200nm，而胶体分散质粒子直径为1~100nm，且胶体由分散质和分散剂组成，该“纳米药物分子运输车”不属于胶体，C错误； D．Fe3O4中有+2价和+3价铁元素，与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3、FeSO4和水，D错误； 故答案为：A。 8．下列物质不能通过化合反应得到的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．Al(OH)3不能通过化合反应得到，A符合题意； B．Fe(OH)3可由Fe(OH)2与H2O、O2经化合反应得到，B不符合题意； C．可由金属钠与氧气在加热下化合得到，C不符合题意； D．能通过Cu与Cl2化合反应得到，D不符合题意； 故选A。 9．已知密度(苯)，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】四个选项试剂都可制备氢氧化亚铁，根据ρ(CCl4)>ρ(H2O)>ρ(苯)可知，苯在硫酸亚铁溶液的上层，可以隔绝空气；四氯化碳在氯化亚铁溶液的下层，不能隔绝空气，则加有苯的试管能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀； 故选B。 10．下列实验现象描述不正确的是 A．向久置的氯水中滴加石蕊溶液，先变红后褪色 B．向装有的试管中加入水后，立即滴加酚酞试液，溶液先变红后褪色 C．加热坩埚中的钠块，钠先熔化，然后剧烈反应，发出黄色火焰，生成淡黄色固体 D．向溶液中滴入溶液，生成白色絮状沉淀变为灰绿色，一段时间后有红褐色物质生成 【答案】A 【详解】A．久置的氯水，由于次氯酸见光分解为盐酸和氧气，最终溶液中只含盐酸，不含HClO，有酸性无漂白性，所以久置的氯水中滴入紫色石蕊试液，溶液变红不褪色，故A错误； B．过氧化钠与水反应生成碱，且过氧化钠具有漂白性，则溶液先变红后褪色，故B正确； C．钠燃烧生成过氧化钠，则钠受热后先熔化，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色的过氧化钠，故C正确； D．氯化亚铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，可观察到生成白色沉淀，沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色，故D正确； 故答案选A。 11．铁及其化合物在生产生活中有着重要的用途。下列反应的离子方程式书写正确的是 A．氧化铁与盐酸反应： B．溶液与反应： C．铁与稀盐酸反应： D．氯化铁溶液与氨水反应： 【答案】A 【详解】A．氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，A正确； B．溶液与反应生成铜离子和亚铁离子：，B错误；   C．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，，C错误； D．一水合氨为弱碱，不能拆，，D错误； 故选A。 12．下列变化不能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：，则Na2CO3→NaOH能通过一步反应实现，A不符合题意； B．铜与氯气在加热条件下反应生成氯化铜，化学方程式为：，则Cu→CuCl2能通过一步反应实现，B不符合题意； C．铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，化学方程式为：，则Fe→Fe3O4能通过一步反应实现，C不符合题意； D．氧化铁不溶于水，也不与水反应，不能一步转化为氢氧化铁，要将氧化铁转化为氢氧化铁，可使氧化铁先与盐酸反应生成氯化铁，氯化铁再与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，化学方程式分别为：，D符合题意； 故选D。 13．下列有关铁的氧化物的说法错误的是 A．赤铁矿的主要成分是，常用作油漆和涂料等的红色颜料 B．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成 C．FeO、都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．中Fe呈＋2价和＋3价两种价态 【答案】B 【详解】A．赤铁矿的主要成分是，是红棕色的，常用作油漆和涂料等的红色颜料，A项正确； B． FeO不稳定，在空气里受热迅速被氧化成，B项错误； C．FeO、都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐，FeO与盐酸反应生成 ，与盐酸反应生成，C项正确； D．中Fe呈＋2价和＋3价两种价态，D项正确； 故答案选B 。 14．铁及其化合物在生产生活中具有重要的应用，铁及其化合物的化合价-物质类别二维图如图所示。 (1)工业上冶炼Fe常用的方法是_______(填字母)。 A．电解法 B．还原法 C．热分解法 D．物理方法 (2)下列有关铁及其化合物的说法正确的是_______(填字母)。 A．纯净的铁是银白色 B．物质A不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成物质D C．物质E受热分解生成物质D D．除去C溶液中混有的少量CuCl2杂质，可以向混合液中加入NaOH溶液 (3)若上述二维图中的F为硫酸盐，请写出由物质D转化为物质F反应的离子方程式： 。 (4)某实验小组欲采用下图装置制备物质B及验证其性质，其实验步骤如下所示。 实验步骤： I．检查装置的气密性后，关闭……，打开……，使装置1中产生的气体进入装置2中、排尽装置2中的空气。 Ⅱ．待装置2中的空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置1中溶液压入装置2中并观察现象。 Ⅲ．关闭K1、K2，打开K5，使装置3中产生的气体通入装置2中并观察现象。 回答下列问题： ①请补充步骤I实验操作：关闭 ，打开 。 ②步骤Ⅲ装置2中的现象是 ，其发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)B (2)AC (3)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O (4) K2、K5 K1、K3、K4 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 【分析】由图示化合价可知，A是FeO，D是Fe2O3，B是Fe(OH)2，E是Fe(OH)3，C是+2价铁盐，F是+3价铁盐。 【详解】（1）工业上常用碳生成CO来还原铁矿石冶炼Fe，为还原法，B符合题意； 答案选B。 （2）A．纯净的铁是银白色的金属单质，A正确； B．A为FeO，D为Fe2O3，FeO不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成Fe3O4，B错误； C．D是Fe2O3，E是Fe(OH)3，Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3，C正确； D．C为亚铁盐，向含有Fe2＋和Cu2＋的溶液中加入NaOH溶液，Fe2＋和Cu2＋都会与NaOH反应生成沉淀，不能除去C溶液中的CuCl2杂质，D错误； 答案选AC。 （3）根据价类二维图可知，D到F过程中铁的化合价未变，F为硫酸盐，即Fe2(SO4)3，D为Fe2O3。Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和水，离子方程式为Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。 （4）①利用FeSO4溶液与NaOH反应制备Fe(OH)2，Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，因此应利用Fe与稀硫酸反应生成的H2排尽装置中的空气，因此关闭K2、K5，先打开K1、K3、K4，使装置1中产生的气体进入装置2中、排尽装置2中的空气。 ②装置3中H2O2在MnO2催化剂下分解生成H2O和O2，打开K5，关闭K1、K2，氧气进入装置2中，发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 15．高中常用“价类二维”思路研究物质的性质，如图是铁及其化合物的二维图的部分信息。 (1)图中物质只具有还原性的是 。(写化学式) (2)将FeCl2溶液转化为FeCl3的试剂可选 。 a．稀硫酸 b．CuSO4溶液   c．酸性H2O2  d．溴水 (3)某中学实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验方案 现象 I 1.0mL0.1mol/LFeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaOH溶液 生成白色沉淀，后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 1.0mL0.1mol/L FeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaHCO3溶液 生成白色沉淀，后沉淀颜色几乎不变 ①实验I中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式 。 ②对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究： 查阅资料：在溶液中不存在Fe(HCO3)2 i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ii．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； iii．向ii溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为 。 向ii溶液中再滴入少量氯水发生反应的离子方程式： 。 (4)FeSO4可用作补铁剂，使用时医生建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 溶液紫红色褪去 由上述实验能否得出维生素C可将Fe3+转化为Fe2+为的结论？ (填“能”或“否”)，请说明理由： 。 【答案】(1)Fe (2)c (3) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 FeCO3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (4) 否 维生素C可能过量，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【详解】（1）X为铁的氧化物，且Fe显+3价，则X的化学式为Fe2O3，Y为+2价铁形成的氢氧化亚铁，图中物质都为铁的单质及化合物，只具有还原性的物质，其元素化合价应为最低价，所以图中物质只具有还原性的是Fe； （2）将FeCl2溶液转化为FeCl3，加入试剂应具有氧化性，可选择酸性H2O2、溴水，但溴水加入后会引入杂质Br-，从而排除溴水，故选c； （3）①实验I中生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ②i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡，则沉淀中含有碳酸根离子； ii．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红，溶液中不含有Fe3+； iii．向ii溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色，则溶液中含有Fe2+。 根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为FeCO3。向ii溶液中再滴入少量氯水，Fe2+被Cl2氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （4）维生素C具有还原性，Fe2+也具有还原性，两者均能将KMnO4还原为Mn2+而使酸性高锰酸钾溶液褪色，实验过程中没有说明维生素C的用量，所以由上述实验不能得出维生素C可将Fe3+转化为Fe2+的结论，理由是：维生素C可能过量，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 过关检测 1．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化正确的是 A．NaNa2O2 B．FeFeCl3 C．NaCl溶液NaHCO3 D．Na2ONaOH 【答案】D 【详解】A．Na与氧气在加热条件下生成Na2O2，常温生成Na2O，A错误； B．铁与盐酸反应生成氯化亚铁，B错误； C．氯化钠溶液与二氧化碳不反应，需要先通氨气再通二氧化碳才可以生成碳酸氢钠，，C错误； D．Na2O是碱性氧化物与水反应生成对应碱，D正确； 故选D。 2．下列指定反应的离子方程式正确的是 A．过量通入溶液中： B．铁粉溶于稀硫酸： C．用醋酸（）清洗水垢： D．向溶液中滴加溶液至恰好完全沉淀： 【答案】D 【详解】A．过量通入溶液中，生成： ，A项错误； B．铁粉溶于稀硫酸生成：，B项错误； C．醋酸为弱电解质，不可写成，用醋酸清洗水垢：，C项错误； D．恰好完全沉淀时，需要等物质的量的，同时生成等物质的量的，向溶液中滴加溶液至恰好完全沉淀：，D项正确； 答案选D。 3．黄铁矿(主要成分为)是生产硫酸、冶炼钢铁的重要原料，硫酸工业其中一个反应为。下列说法正确的是 A．中硫元素的化合价为价 B．既是氧化产物，又是还原产物 C．反应每生成，转移电子 D．将纯度为75%的黄铁矿(设杂质不参与反应)进行焙烧，理论上能炼出铁 【答案】B 【详解】A．中铁元素的化合价为价，则硫元素的化合价为价，A错误； B．该反应中被氧化生成和SO2，被还原生成和SO2，所以既是氧化产物，又是还原产物，B正确； C．所处的温度、压强未知，无法计算其物质的量，则无法计算反应每生成，转移电子的物质的量，C错误； D．根据铁元素守恒，将纯度为75%的黄铁矿(设杂质不参与反应)进行焙烧，理论上能炼出铁，D错误； 故选B。 4．为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计了如下实验装置，虚线框处用来检验生成的气体。下列说法中正确的是 A．球形干燥管中可加入固体 B．反应后，乙装置中固体颜色由黑变为红棕色 C．虚线框处应选择丙装置，现象为灼热的黑色螺旋状固体变红 D．取适量乙中冷却后的固体，用稀盐酸溶解，滴加KSCN溶液，溶液不一定变红 【答案】D 【分析】甲装置提供水蒸气，乙装置是铁和水蒸气反应，其反应的方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，球形干燥管中加入的为干燥剂，用于干燥氢气，方框内用于检测氢气和CuO的反应，据此解答。 【详解】A．球形干燥管中加入的为干燥剂，用于干燥氢气，吸水性较差，可以选择碱石灰等，故A错误； B．高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，四氧化三铁为黑色固体，故B错误； C．氢气的密度比空气的密度小，虚线框处宜选择装置丁，实验时将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入试管中，变色的物质为氧化铜，氧化铜和氢气加热条件下反应生成铜和水，因此可观察到铜丝由黑色变为红色，故C错误； D．乙中铁粉可能不能完全反应，用稀盐酸溶解，铁粉可能和铁离子反应，滴加KSCN溶液，溶液不一定变红，故D正确； 答案选D。 5．用部分被氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如图所示。将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 A．过滤所得的残渣中一定没有金属A B．滤液可能是CuSO4溶液 C．水合盐B可能是FeSO4•7H2O D．无水盐C可能是Fe2(SO4)3 【答案】C 【分析】将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，该红褐色沉淀为氢氧化铁沉淀，说明C盐中含有亚铁离子，则A为部分氧化的铁屑，部分被氧化的金属屑A和硫酸反应，生成的硫酸亚铁，则滤液中可能含有硫酸亚铁，水合盐B可能是FeSO4•7H2O，以此解题。 【详解】A．“向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色”知道C是亚铁盐，那么金属屑就是铁屑，在酸溶时可能有一些铁没有反应完，过滤后残渣中有金属A，故A错误； B．根据推断滤液是含铁的盐溶液，所以滤液可能是FeSO4溶液，故B错误； C．C盐中含有亚铁离子，则水合盐B可能是FeSO4•7H2O，故C正确； D．滴入NaOH溶液，先出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，说明C盐中含有亚铁离子，故D错误； 故选：C。 6．实验改进与优化应遵循科学性、易操作性、安全性的原则，提升化学实验效率。下列有关实验改进分析不正确的是 A．使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内液体顺利流下 B．用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆鸣声，可检验产物中有氢气 C．利用该装置可制取，并进行性质的探究实验 D．利用该装置可较长时间看到白色絮状沉淀 【答案】C 【详解】A．恒压滴液漏斗为密闭装置且能平衡压强，使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内液体顺利流下，A正确； B．氢气具有可燃性，和氧气混合点燃容易爆炸；用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆鸣声，可检验产物中有氢气产生，B正确； C．铜和浓硫酸需要加热才能反应生成二氧化硫，C错误； D．装置A中生成氢气排净装置中空气且生成硫酸亚铁，一段时间后关闭a，A中压强变大，硫酸亚铁溶液被压入B中生成氢氧化亚铁沉淀，利用此装置可较长时间看到白色絮状沉淀，D正确； 故选C。 7．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．铁丝在足量氧气中燃烧，会逐步发生的转化 B．是碱性氧化物，可用与水反应的方法制备 C．既有氧化性又有还原性，一定条件下可转化为Fe或 D．浊液露置于空气中，白色絮状沉淀迅速变为红褐色 【答案】C 【详解】A．Fe在加热的条件下能被氧气氧化成而不是，A项错误； B．是碱性氧化物，但不溶于水，也不与水发生反应，故不能用与水反应的方法制备，B项错误； C．化合价处于中间价，遇到强氧化剂(如，，HClO，等)会被氧化成，遇到强还原剂(如Zn)会被还原成Fe，C项正确； D．浊液露置于空气中，白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，过了一段时间后还会变为红褐色，D项错误； 故选C。 8．以高硫铝土矿(主要成分为、，还含有少量)为原料，生产氧化铝并获得的部分工艺流程如下。已知焙烧过程中被氧化生成和，下列叙述不正确的是 A．是碱性氧化物、是酸性氧化物，两者可以发生反应以减少的排放 B．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的 C．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的石灰乳或者氨水 D．除铁分离可以选择用磁铁将滤液中的分离出来 【答案】C 【分析】高硫铝土矿中含有、、少量，在焙烧时，少量转化成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫与氧化钙反应生成，再与氧气反应生成，氧化铝为两性氧化物，与溶液反应生成，氧化铁为碱性氧化物，氧化铁不溶于氢氧化钠，隔绝空气焙烧步骤中，据此分析； 【详解】A．为碱性氧化物，二氧化硫为酸性氧化物，两者反应生成，在高温状态下再与氧气反应生成，可减少二氧化硫的排放，A正确； B．隔绝空气焙烧时发生反应：，则理论上反应消耗的，B正确； C．根据上述分析，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成溶液，氧化铝不与氨水反应，因此不能用氨水代替NaOH，C错误； D．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，因此可用磁铁将滤液中的四氧化三铁分离出来，D正确； 故选C。 9．是常见的水处理剂，其原理如图所示。请回答下列问题： (1)高铁酸钾()中铁元素的化合价为 。 (2)过程a中体现 (填“氧化”或“还原”)性，氧化产物是 。 (3)过程b反应的离子方程式为 。 (4)碱性条件下用和反应制备。配平其反应的化学方程式： 。 __________________________________________________________________ (5)干法制备高铁酸钠的主要反应为：，该反应中的还原剂是 ，生产的高铁酸钠，转移电子的物质的量是 。 (6)根据以上净水原理，相比于，其优点是 。 【答案】(1)+6 (2) 氧化 灭活细菌 (3) (4) (5) 和 5 (6)只有杀菌消毒作用，既能杀菌消毒，又能除去水中的悬浮杂质 【详解】（1）高铁酸钾()钾为+1价，氧为-2价，根据化合价规则，铁为+6价； （2）过程a中铁元素有+6价降低为+3价，体现氧化性； 活性菌被氧化失去活性，氧化产物是灭活细菌； （3）过程b是铁离子生成胶体的反应，反应的离子方程式为：； （4）碱性条件下用和反应制备。铁元素由+3价升高到+6价，氯元素由+1价降低到-1价，依据电子得失数目相等即化合价升降总数相等配平，反应的化学方程式：； （5）中的铁由+2价升高到+6价；过氧化钠中的氧化合价由-1升高到0价，还原剂是：和； 根据以上方程式，生成2mol高铁酸钠的同时生成1mol氧气，共转移10mol电子，故生产的高铁酸钠时转移电子的物质的量是5mol； （6）根据以上净水原理，氧化性杀菌消毒，生成胶体具有吸附作用，可去除悬浮杂质。相比于，其优点是：只有杀菌消毒作用，既能杀菌消毒，又能除去水中的悬浮杂质。 10．溶液做蚀刻液可腐蚀铜箔电路板上不需要的铜，可用溶液、溶液和溶液共沉淀制备有广泛用途的纳米。 I．从蚀刻后的废液中回收金属铜并实现循环使用的流程如下。 请回答下列问题： (1)检验“过滤”后的滤液中含有的试剂为 (填名称)。 (2)“分离”时的操作为 。 (3)可在酸性环境中用溶液实现“再生”，发生反应的离子方程式为 。 (4)“再生”后的蚀刻液中是否含有不能用酸性溶液检验，原因是 (用离子方程式表示)。 Ⅱ．作为一种多功能磁性材料，有广泛的应用。共沉淀法是制备纳米的重要方法，制备流程如下图所示。 (5)“共沉淀”时控制温度为70℃~80℃的实验方法是 。 (6)“共沉淀”的离子方程式为 。 (7)“共沉淀”时控制和的物质的量之比略大于的原因是 。 (8)检验纳米洗涤干净的实验操作是 。 【答案】(1)硫氰化钾 (2)过滤 (3) (4) (5)70℃∼80℃水浴加热 (6) (7)反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子 (8)取最后一次洗涤液于试管中，先加入稀硝酸，再加入溶液，若没有出现白色沉淀，说明洗涤干净，若出现白色沉淀，说明没有洗涤干净 【分析】I．从废液中回收金属铜并实现循环使用的流程为：在铜箔电路板加入进行刻蚀：，生成的废液中加入过量铁粉置换出Cu：，进行过滤得到含Cu和Fe的混合固体，加入盐酸溶解铁：，再次过滤得到金属Cu，将两次过滤得到的滤液合并，通入将氧化再生为：，再循环到前面刻蚀铜板； Ⅱ．制备纳米的流程为：在溶液中加入溶液和NaOH溶液进行共沉淀得到纳米：，进行过滤、洗涤、干燥，最后得到产品纳米。据此分析解答。 【详解】（1）要检验滤液中是否含有，可以取少量滤液于试管中，滴加几滴溶液，若溶液变成红色，则滤液中含有； （2）根据分析，“分离”步骤中存在的是Cu固体和溶液与过量HCl，通常采用过滤的方式进行分离； （3）可在酸性环境中被氧化为，则发生反应的离子方程式为：。 （4）根据分析，“再生”后的蚀刻液中除了有外，还有大量，酸性溶液能将氧化：，所以检验不能用酸性溶液。 （5）70℃~80℃低于水的沸点，“共沉淀”时控制温度为70℃~80℃的实验方法是：70℃~80℃水浴加热。 （6）“共沉淀”时是将、和NaOH反应生成纳米沉淀，则反应的离子方程式为：。 （7）具有还原性，在共沉淀过程中可能会有部分被氧化为，所以“共沉淀”时要控制和的物质的量之比略大于。 （8）检验纳米洗涤干净只需要检验洗涤液中是否含有即可，具体的实验操作为：取最后一次洗涤液于试管中，先加入稀硝酸酸化，再加入溶液，若没有出现白色沉淀，说明纳米已洗涤干净，若出现白色沉淀，说明纳米没有洗涤干净。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$