第06讲 铁及其重要化合物-【跬步千里】2026年新高考化学一轮复习（新高考专用）

第06讲 铁及其重要化合物 考向一 铁单质 【例1-1】（2025·北京东城·二模）用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。观察到肥皂液中有气泡产生，点燃肥皂泡听到爆鸣声；实验结束后，试管中残留的黑色固体能被磁体吸引。下列分析不正确的是 A．由“肥皂液中有气泡产生”，不能推断铁与水蒸气发生了反应 B．铁粉与水蒸气的反应需要持续加热，推断该反应为吸热反应 C．由“点燃肥皂泡听到爆鸣声”，推断有氢气生成 D．加热和使用粉末状的铁均能加快铁与水蒸气的反应 【例1-2】（2025·上海）指定条件下，以铁为原料，不能一步制得的是 A．FeFeCl3 B．FeFe2O3 C．FeFe(NO3)3 D．FeFeSO4 【变式】 1.（2024天津滨海新 ）下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 2．（24-25高三上·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 3．（2025·云南·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 考向二 铁的氧化物 【例2-1】（23-24新疆）关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 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．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 【例2-2】（24-25高三上·湖南岳阳·开学考试）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L-1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为 A．0.2mol B．0.25mol C．0.3mol D．0.35mol 【变式】 1．（2025·江苏泰州·一模）Fe3O4可表示为Fe(ⅡFe(Ⅲ)[Fe(Ⅲ)O4]，下列说法正确的是 A．在常温下锈蚀或在纯氧中燃烧，均生成 B．加热条件下，与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜 C．氧化亚铁晶体中，是因为其晶体中混有零价 D．铁元素的两种离子与的结合能力： 2.（2025重庆）向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，充分反应，下列图像正确的有 A．   B．   C．   D．   A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 3．（2024山西）实验室用如图所示装置测定和固体混合物中的质量，装置的硬质玻璃管中的固体物质是和的混合物。 (1)写出装置中发生反应的化学方程式：___________。 (2)装置的作用是盛装的液体是__________，装置中________，所起的作用是_________。 (3)若和固体混合物的质量为23.2g，反应完全后形管的质量增加7.2g，则混合物中的质量为__________。 (4)形管右边连接干燥管的目的是____，若无干燥管，测得的质量将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)若反应后得到的残留固体中还有少量，测得的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 考向三 铁的氢氧化物 【例3-1】（2024·广东佛山·一模）一种制备的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．配制溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替粉末，也能排尽空气 【例3-2】（2024·广东茂名·三模）氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题； （一）实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装生石灰的仪器的名称是 。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为 （按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是 。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为 。反应结束后，继续通一段时间的，目的是 。 （二）探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料； ①沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂（均为0.1） 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴溶液，1滴溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 (3)依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是 。 (4)实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是 。 (5)根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有 。 【变式】 1．（24-25高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末）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 2.（2024湖北）有关铁的氢氧化物的说法中，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固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 3．（2024·广东湛江·二模）Fe(OH)2具有较强的还原性，新制的白色Fe(OH)2会逐渐转变为灰绿色，使学生误认为氢氧化亚铁的颜色是灰绿色。为能较长时间观察到白色Fe(OH)2，某实验小组做了如下探究实验。 (1)配制实验所需一定物质的量浓度的溶液备用，配制溶液时所用仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。 (2)实验时发现即使是用煮沸过的蒸馏水配制实验所用的溶液，新生成的Fe(OH)2也仅能存在几分钟，其原因可能是 。 (3)甲同学按如图a所示操作制备Fe(OH)2 (溶液均用煮沸过的蒸馏水配制)。挤入少量NaOH溶液后，立即出现白色沉淀，但很快变成浅绿色，一会儿后变为灰绿色，最终变为红褐色。请分析固体变色的原因： 。 (4)乙同学经查阅资料后设计了如图b所示的装置(溶液均用煮沸过的蒸馏水配制)，能较长时间观察到白色Fe(OH)2。 ①该反应的原理为 (用离子方程式表示)。 ②结合原理和装置特点分析能较长时间观察到白色Fe(OH)2的原因： 。 (5)实验试剂最佳浓度探究： 采用不同浓度的试剂进行实验，记录如下。 c(NaHCO3)/(mol/L) c(FeSO4)/(mol/L) 1.0 1.5 2.0 1.0 现象 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡增多 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率较快 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率迅速 稳定时间 3.5 min 9 min 24 min 1.5 现象 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡增多 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率较快 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率迅速 稳定时间 13 min 15 min 22 min 2.0 现象 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡增多 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率加快 常温下无现象，加热后产生白色沉淀 稳定时间 3 min 8 min 30 min ①由以上实验可得到的规律是 。 ②NaHCO3溶液的浓度为1.5 mol/L时，FeSO4溶液的最佳浓度为 (填“1.0”“1.5”或“2.0”)mol/L。 (6)实验创新： 延长Fe(OH)2沉淀的稳定时间还可以采取的措施为 (任写一条)。 考向四 铁盐 【例4-1】（2025·北京海淀·二模）下列关于和两种溶液的说法不正确的是 A．和溶液均呈酸性 B．保存时均需加入少量铁粉 C．可利用与铜粉的反应比较、的氧化性强弱 D．分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀 【例4-2】（2025·北京房山·三模）某小组同学向的的溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析：预测可将还原为Fe的金属，并解释原因 。 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 I 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 II 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 III 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加溶液，证明都有生成，依据的现象是 。 ②用平衡移动原理解释实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀生成的原因 。 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 i．a．甲认为实验Ⅱ中，当、浓度较大时，即使Zn与反应置换出少量Fe，也会被消耗。对应的离子方程式 。 b．乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被消耗。设计实验 （填实验操作和现象）。证实了此条件下可忽略对Fe的消耗。 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 ii．查阅资料：开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3. 结合a，b和c可知，实验II未检测到Fe单质的原因可能是的干扰以及沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成沉淀时将还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时， （填实验操作和现象），固体中检测Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因 。 【变式】 1．（2024·广西·高考真题）某小组对和的性质进行探究： Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A．实验Ⅰ中继续加入少量固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分和 D．焰色试验不能区分和 2．（2025·天津·一模）某化学兴趣小组用KSCN溶液和溶液探究的还原性时出现异常现象，实验如下： ① ② ③ 溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为)。取褪色后溶液，滴加盐酸和溶液，产生白色沉淀 溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为)，经检验有丁达尔效应 溶液变红且不褪色，滴加盐酸和溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应 下列说法错误的是 A．实验②中发生的氧化还原反应有两种 B．实验②中红色溶液含有胶体 C．实验③中发生的氧化还原反应： D．对比实验①与实验③，可以判定酸性条件下可以氧化 3．（2025·山东菏泽·二模）已知为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速反应产生，在碱性溶液中较稳定。现利用如下装置(夹持装置略)制备，发生反应，并设计以下方案探究能否氧化产生。下列说法错误的是 方案Ⅰ 取三颈烧瓶中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有。 方案Ⅱ 取少量溶液a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅲ 用KOH溶液充分洗涤三颈烧瓶中所得固体，再用KOH溶液将溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有产生。 A．方案Ⅰ不能证明氧化产生 B．由方案Ⅱ知a中含离子，方案Ⅰ与方案Ⅱ结合能证明氧化产生 C．方案Ⅲ中能证明氧化产生，但若未充分洗涤，则不能证明 D．该实验表明和的氧化性强弱受溶液酸碱性影响 考向五 铁合金 【例5】（2025·上海宝山·二模）关于生铁和钢的区别正确的是 A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．生铁比钢的含碳量更高 C．生铁比钢弹性更好 D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳 【变式】 1．（2025湖北）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 2 ．（2024上海宝山 ）关于生铁和钢的区别正确的是 A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．生铁比钢的含碳量更高 C．生铁比钢弹性更好 D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳 3．（2024福建泉州·阶段练习）我国很早就已将不同碳含量的铁合金进行了区分，如《天工开物》中“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。”下列叙述正确的是 A．生铁的含碳量比熟铁低 B．生铁变为熟铁是物理变化 C．钢的含碳量越高，硬度越小 D．合金钢与碳素钢的组织结构不同 考向六 铁的价类二维图 【例6-1】（24-25高三上·湖南长沙·阶段练习）价类二维图是学习元素化合物的重要模型和工具，某元素在地壳中的含量居第四位，该元素的价类二维图如下所示，下列说法正确的是 A．a在高温下与水蒸气反应可生成c和 B．b、c是碱性氧化物，能与水反应生成e和d C．f、g只能与强碱反应制备e、d D．h既能杀菌消毒，还能净水 【变式】 1．（2024·海南·三模）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列描述合理的是 A．c可由a在空气中燃烧得到 B．b溶于水可以得到e C．d粒子在纳米级别时可以产生丁达尔效应 D．f与g的相互转化均可通过化合反应来实现 2．（2025·广东深圳·二模）部分含铁或铜元素物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列描述一定不合理的是 A．将含h的饱和溶液滴加到沸水中可制备胶体 B．一定条件下，f、g、h均可通过化合反应得到 C．b为红色固体，在强酸性环境中可生成a和g D．h、i具有强氧化性，均可用于自来水的消毒和净水 3．（23-24河南）研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价－类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示（f、g可溶于水）。下列推断不合理的是 A．a与高温下反应可实现a转化为c B．g与Cu反应或b与反应，均可得到f C．可实现f→d→e→g→f的循环转化 D．由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒 4．（24-25安徽阜阳·期末）Ⅰ、利用“价类二维图”研究物质的性质，是一种有效的学习方法。以下是铁元素及其化合物的二维图的部分信息。 (1)X、Y 的化学式分别为 、 。 (2)图中只具有还原性的物质是 (写化学式)。 Ⅱ、已知A、B、C 三种物质均含铁元素，其中 A 为红棕色粉末。它们之间有如下所示的转化关系(部分产物未标出) ABC (3)A 的化学式是 。 (4)向 B 溶液滴加 KSCN 溶液，溶液呈 。(填“红色”或“蓝色”) (5)写出 B→C 的离子方程式 。 Ⅲ、 (6)一个体重 50kg 的健康人含铁元素 2g，Fe2+易被人体吸收，所以给贫血者补充铁时，服用维生素C 可使食物中的 Fe3+转化成 Fe2+，有利于人体对铁的吸收。维生素 C 在这个反应中表现 (填“氧化性”或“还原性”)。 (7)取少量某品牌油漆的原料 Fe2O3(红棕色粉末)并加入适量盐酸，反应后得到棕黄色 FeCl3 溶液， 取少量棕黄色溶液置于试管中，滴入 NaOH 溶液，可观察到 Fe(OH)3 沉淀生成，生成沉淀的离子方程式为 。 Ⅳ、 (8)取少量 Fe2O3粉末加入适量盐酸，所发生反应的离子方程式为 。用此饱和溶液进行以下实验：在小烧杯中加入 20mL 蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴 FeCl3 溶液，继续煮沸至透明的红褐色为止，即可制得 Fe(OH)3胶体。证明 Fe(OH)3胶体的实验方法叫 。 考向七 铁及其化合物综合应用 【例7】（2025·浙江宁波·模拟预测）铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性： B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 【变式】 1．（2025·江苏·模拟预测）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 C．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的 2．（24-25高三上·天津南开·期末）铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题： (1)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥处理的原因是 (用化学方程式表示)。 (2)是一种 色粉末，写出的一种常见用途： 。 (3)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。 例如，日常生活中不锈钢广告牌上的图形或文字就是用氯化铁溶液蚀刻而成的。 ①写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式： 。 ②把溶液和溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度是 。 (4)高铁酸钠是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下制备高铁酸钠。 ①写出工业制备高铁酸钠的离子方程式： 。每生成时转移电子的数目是 。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。 3．（2025·天津·二模）铁及其化合物在生产、生活和生命中具有广泛而重要的应用。化学小组设计如下实验对铁及其化合物进行探究。 (1)验证铁、铜、银的金属活动性顺序。 由两支试管的现象， (填“能”或“不能”)得出金属活动性Fe＞Cu＞Ag的结论；如果能得出此结论，请解释原因，如果不能得出此结论，请利用图中所给的四种试剂，再补充一个实验，写出需要补充的实验操作及现象 。 (2)探究FeCl2的性质。 ①配制0.1mol/LFeCl2溶液100mL：准确称量 gFeCl2·4H2O固体溶于浓盐酸，再加煮沸后冷却的蒸馏水稀释至指定溶液体积。将蒸馏水煮沸的目的是 ，盐酸的作用是 。 ②在V₁mL0.1mol/LFeCl2溶液中加入V₂mL0.1mol/LNaClO溶液，产生红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式 ；取上述反应的上层清液，滴加品红溶液，溶液褪色，则V₁和V₂的关系正确的 (填序号)。 a．V₁=2V₂             b．V₁＞V₂           c．V₁＜2V2 ③向2mL0.1mol/LFeCl2溶液中滴加2滴0.1mol/LKSCN溶液，无明显现象，再滴加2mL1.0mol/LH₂O₂溶液(pH约为5)，溶液先变红，后褪色，并有气泡产生。溶液先变红的原因是 (只写其中的氧化还原过程，并用离子方程式表示)；产生的气泡是 (填化学式)。某同学推断溶液褪色的原因可能是Fe³⁺被H₂O₂还原，若要证明其推断是否正确，可取褪色后溶液，滴加 溶液，若无明显现象，证明其推断不正确。 题组一 铁单质 1.（2024云南）纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 2.（2024天津滨海新 ）下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 3．（2024·新课标卷·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 4．（23-24安徽）向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的物质的量与铁粉质量的关系如下图所示（已知硝酸只被还原为NO）。下列有关判断正确的是 A．m的值为3.5 B． C．B点溶液中溶质只含FeSO4 D．原混合溶液中 题组二 铁的氧化物 1．（24-25江苏苏州）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A． B． C． D． 2．（2025高三·全国·专题练习）下列关于物质用途的说法中，正确的是 （填字母）。 A．铁的氧化物都只有氧化性 B．向稀硝酸中加入 C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂 D．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 E．单质完全转变为，失去个电子 F．（aq）在给定条件下，物质间的转化能实现 3.（24-25河北）有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 4 ．（2025广东）是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。某小组同学采用下列实验装置(夹持仪器略)制备。回答下列问题： Ⅰ.制备 (1)装置的名称是 ；装置作用是 。 (2)装置中反应的化学方程式为 。 (3)实验过程中可观察到中的现象是黑色固体变红，说明产生的气体是 。 Ⅱ.探究中铁粉是否完全反应 待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质进行如下实验(已知酸性溶液能与盐酸发生反应)： (4)试剂可以是 (填标号)。 A．盐酸    B．硫酸    C．次氯酸 (5)①现象1为 。 ②有同学认为现象2中溶液未变红色，说明固体有铁粉剩余，写出在溶液中铁粉与铁离子发生反应的离子方程式： 。 (6)已知温度高于时，铁与水蒸气反应的氧化产物只有，甲同学称取粉于装置中，在反应一段时间后停止加热，冷却后称得固体质量为，则未反应的粉的物质的量为 。 5．（23-24高三上·海南海口·期末）已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3＋CO→2FeO＋CO2。反应形成的固体混合物(含Fe2O3和FeO)中，元素铁和氧的质量比用m(Fe)∶m(O)表示。 (1)上述固体混合物中，m(Fe)∶m(O)不可能是 (选填a、b、c)。 a．21∶9    　　　　b．21∶7.5　　　　c．21∶6 (2)若m(Fe)∶m(O)=21∶8，计算Fe2O3被CO还原的百分率 。 (3)设Fe2O3被CO还原的百分率为A%，则A%和混合物中m(Fe)∶m(O)的关系式为［用含m(Fe)、m(O)的代数式表示］A%= ；请在下图中画出A%和m(Fe)∶m(O)关系的图形 。 (4)如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2；Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2。试分析反应形成的固体混合物可能的组成及相应的m(Fe)∶m(O)［令m(Fe)∶m(O)=21∶a，写出a的取值范围］。将结果填入下表。 混合物组成(用化学式表示) a的取值范围 题组三 铁的氢氧化物 1（2024湖北）有关铁的氢氧化物的说法中，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固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 2．（2025湖南）用下面几种方法可以制得白色的沉淀。 方法一：用不含的溶液与用不含的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时，还需加入少量铁屑，原因是_______。(写离子方程式) (2)除去蒸馏水中溶解的常采用_______的方法。 (3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的NaOH溶液，插入溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______。 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀等试剂制备。 (4)在试管I里加入的试剂是_______。 (5)在试管II里加入的试剂是_______。 (6)为了制得白色沉淀，在试管I和II中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_______。 (7)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_______。 3．（2025高三·全国·专题练习）的制备操作与条件控制，某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。 【A组实验】用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时还需要加入 。 (2)除去蒸馏水中溶解的常采用 的方法。 (3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的理由是 ；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在溶液上面加保护层，如 等。 【B组实验】选用稀硫酸，铁粉，溶液进行实验，装置如图。 (4)实验时，先 （填“打开”或“关闭”，下同）止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， 止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是 。 【C组实验】利用电解实验可以制得纯净的白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (5)①a电极的材料应为 ，电极反应式为 。 ②电解液可以是 （填字母）。 A．纯水    B．溶液    C．溶液    D．溶液 ③d为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。能否将苯替换成？ （填“能”或“否”）？理由是 。 (6) 若c为溶液，当电解一段时间后看到白色沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。 题组四 铁盐 1．（2025·广东茂名·二模）易潮解，是一种重要的无机化工品，广泛应用于水处理、印刷电路板制作、染料、催化剂等领域。 (1)的制备 下列装置可用于实验室制备少量无水，则 ①仪器A的名称为 。 ②仪器的接口顺序为 （装置可重复使用）。 (2)浓度的测定 ①把上述制备的配成稀溶液，移取至锥形瓶中，加入 作指示剂，用标准溶液滴定。 ②重复滴定三次，平均消耗标准溶液，则 （用含和的代数式表示）。 (3)探究工业盐酸呈黄色的原因 【查阅资料】工业盐酸溶有，固体为棕褐色，为淡紫色，为黄色。 ①甲同学观察溶液、 溶液，颜色均为黄色。 【提出猜想】发生了水解反应生成显黄色。 ②补充完整方程式： 。 【实验验证】 初步实验：取3支洁净的试管，分别加入溶液，然后按下表开展实验。 序号 操作 现象 1 滴入10滴 溶液黄色褪去，接近无色 2 滴入________ 溶液黄色略变浅 3 滴入10滴盐酸 溶液黄色变亮变深 分析讨论：甲同学认为根据实验1现象可知猜想成立，乙同学认为还应开展实验2才能进一步验证。 ③请补充完整实验2中操作： 。 进一步探究：根据实验3中的异常现象，进一步查阅资料，溶液中还存在反应：（黄色），。 ④请设计实验进一步验证该反应的存在（写出操作和现象）： 。 【理论验证】 ⑤某工业盐酸中，则该溶液中 。 【实验结论】 ⑥工业盐酸呈黄色的原因是 。 2．（2025·全国·模拟预测）某实验小组探究与的反应，过程如下： 配制溶液，将一定量通入溶液中进行实验。装置如图(加热、夹持等装置略)。 回答下列问题： (1)配制溶液时，溶解固体的操作是 ；配制过程中用到的定量玻璃仪器有量筒、 。 (2)通入足量后，中溶液的颜色变红；放置一段时间后，溶液红色变浅，检验到溶液中含。 ①推测与溶液中的某种+4价含硫微粒形成了红色的配离子。设计如下实验进行验证(均在室温下进行)。 实验 溶液1 溶液2 现象 i 溶液 的饱和溶液 溶液1与溶液2混合后，三个实验所得溶液红色依次加深；放置一段时间后，溶液红色变浅 ii 溶液 的饱和溶液，用固体调 (补充完整) iii 溶液 的饱和溶液，用固体调 已知：溶液中+4价含硫微粒物质的量分数随pH变化的曲线如图所示。 由实验i、ii、iii得出，形成红色配离子的配体为 (填化学式)。 ②检验到溶液中含的操作及现象是 。 ③从电极反应的角度分析原理，实验中发生的氧化反应为 。 ④某同学认为，虽检测到，但不能证明是氧化+4价含硫微粒得到的，原因是 ；为证明氧化了+4价含硫微粒，补充的方案可能是 (填操作、现象)。 3．（2025·全国·模拟预测）某实验小组探究与的反应，过程如下： 配制溶液，将一定量通入溶液中进行实验。装置如图(加热、夹持等装置略)。回答下列问题： (1)配制溶液时，溶解固体的操作是 ；配制过程中用到的定量玻璃仪器有量筒、 。 (2)通入足量后，中溶液的颜色变红；放置一段时间后，溶液红色变浅，检验到溶液中含。 ①推测与溶液中的某种＋4价含硫微粒形成了红色的配离子。设计如下实验进行验证(均在室温下进行)。 实验 溶液1 溶液2 现象 ⅰ 溶液 的饱和溶液 溶液1与溶液2混合后，三个实验所得溶液红色依次加深；放置一段时间后，溶液红色变浅 ⅱ 溶液 的饱和溶液，用固体调 (补充完整) ⅲ 溶液 的饱和溶液，用固体调 已知：溶液中＋4价含硫微粒物质的量分数随pH变化的曲线如图所示。 由实验ⅰ、ⅱ、ⅲ得出，形成红色配离子的配体为 (填化学式)。 ②检验到溶液中含的操作及现象是 。 ③某同学认为，虽检测到，但不能证明是氧化＋4价含硫微粒得到的，原因是 ；为证明氧化了＋4价含硫微粒，补充的方案可能是 (填操作、现象)。 4．（2025·北京东城·三模）绿矾是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。 【实验猜想】猜想1：生成； 猜想2：生成绿矾(FeSO4⋅xH2O)FeSO4⋅xH2O是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。； 猜想3：生成；…… 【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。 请回答下列问题： (1)实验操作的先后顺序是 。 ___________→___________→___________→___________(填字母) a．熄灭酒精灯，冷却　　　　b．先检查装置的气密性，后加入药品 c．点燃酒精灯，加热　　　　d．在“气体入口”处通入干燥的 其中操作d的作用是 。 (2)在实验过程中，观察到A中固体变红色，B中无水 ，C中试纸的颜色变化是 。 (3)反应结束后，取A中固体进行实验，经验证其成分为，请补全实验操作和现象实验操作及现象：取少量红色固体A于试管中 。 (4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由： 。 【实验结论】 (5)硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为 。 【实验改进】 (6)有同学对上述实验装置进行了改进，设计出如图所示装置，认为该装置也可以验证硫酸亚铁晶体热分解的产物。 ①G中的现象是 ，反应的离子方程式为 。 ②装置H的作用是 。 5．（24-25高三上·重庆·阶段练习）高铁酸钾()是一种环境友好的综合型水处理剂，通常为紫黑色固体，在pH为10~11时稳定存在。某学习小组在实验室中制备并进行相关探究。 (1)制备pH为10~11的和的混合溶液，其中制备所选试剂为和浓盐酸。 选择上述装置，按气流方向从左到右合理的连接顺序为 (填仪器接口处小写字母，尾气吸收装置及部分夹持装置已略去)；其中盛放的仪器名称为 。 (2)将制得的和的混合溶液与溶液反应制备，装置如图所示。 ①仪器m中适合盛放的试剂为 。 ②该制备反应的离子方程式为 ；该反应需控制温度在10℃以下，控制反应温度适宜选用的方法为 。 (3)向制得的溶液中加入，析出晶体。该实验条件下，的溶解度 (填“大于”或“小于”)的溶解度。 (4)该小组同学检测到碱性放置一段时间会产生红褐色沉淀，溶液逐渐变为绿色(生成)，同时还可能观察到的现象为 。 (5)测定K2FeO4(M=198g/mol)的纯度。准确称取0.5280gK2FeO4样品置于锥形瓶中，用KOH溶液溶解，加入过量KCr(OH)4溶液，再加入硫酸酸化配成待测液，用0.3000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00mL，则样品中K2FeO4的纯度为 (保留四位有效数字)，测定过程中涉及的离子反应有(未配平)： 6．（2025·广东肇庆·二模）氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。 Ⅰ．溶液的配制 (1)配制溶液，需要 g； (2)配制溶液时，下列仪器中需用到的有 填字母。为抑制水解，需向溶液中加入一定量的 填化学名称。 Ⅱ．探究溶液与Fe的反应 小组同学进行如图所示实验，观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。 (3)为探究溶液红色褪去的原因，甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中，向其中一支中滴加几滴 填化学式，后同溶液，无明显变化；向另一支中滴加几滴 溶液，出现红色。甲同学得出结论：溶液红色褪去不是因为被消耗，而是因为被消耗。溶液红色褪去发生反应的离子方程式为 。 (4)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液，设计以下实验，并比较两组实验中溶液的颜色。 试管序号 待检验溶液体积 蒸馏水 溶液 现象 试管b 0 红色较深 试管d 红色较浅 上表中， ， 。 乙同学根据实验现象验证了其猜想。 (5)小组同学进一步发现，其他条件不变，增大加入的KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快。 查阅资料：①在酸性的溶液中，铁粉能与反应生成。 ②⇌(浅黄色； ⇌。 根据以上信息分析，增大KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为 。 (6)利用KSCN指示剂验证Fe与发生了反应时，更合理的实验操作为 。 7．（24-25高三下·湖南·开学考试）草酸亚铁晶体()是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体，具有较强的还原性，受热易分解，是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组设计了一系列实验制备草酸亚铁晶体并探究其性质。 Ⅰ．制备草酸亚铁晶体(装置如图所示) 称取5.0g硫酸亚铁铵晶体，放入250mL三颈烧瓶中，先加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水，加热溶解，固体溶解完全后，再加入25mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸腾，停止加热。静置，待析出大量黄色晶体后倾析，向三颈烧瓶中加入约20mL蒸馏水，搅拌并温热5min，静置，弃去上层清液，即得黄色草酸亚铁晶体。 回答下列问题： (1)仪器C的名称是 。 (2)仪器B的作用是冷凝回流，提高原料的利用率，选择下列仪器中的 (填标号)效果最佳。 (3)硫酸亚铁铵晶体中可能混有一定量，羟胺(，酸性条件下以形式存在)具有强还原性。可用羟胺去除亚铁盐中的，写出相关反应的离子方程式： 。 Ⅱ．草酸亚铁晶体热分解产物的探究，实验装置如图。 实验现象：装置B、F中澄清石灰水变浑浊，装置E中黑色氧化铜变为红色。 (4)无水硫酸铜的作用是 ；装置C中足量NaOH溶液的作用是 。 (5)从绿色化学角度考虑，该套装置存在的明显缺陷是 。 (6)实验结束后，装置A中残留FeO，无水硫酸铜变为蓝色，则装置A中发生反应的化学方程式为 。 (7)若称取mg草酸亚铁晶体进行实验，加热一段时间后，残余固体的组成可表示为，则残余固体的质量为 (填含m的式子)g。 8．（24-25高三上·福建福州·阶段练习）实验小组制备高铁酸钾()并探究其性质。 资料：为紫色固体，微溶于溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速反应产生，在碱性溶液中较稳定。 (1)制备(夹持装置略) ①A为氯气发生装置，其中装有浓盐酸的仪器名称为 。 ②C中有多个反应发生，其中生成高铁酸钾的化学反应方程式为 。 (2)探究的性质 ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有。为证明是否氧化了而产生，设计以下方案： 方案I 取少量a，滴加溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅱ 用溶液充分洗涤C中所得固体，再用溶液将溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有产生。 I．由方案I中溶液变红可知a中含有 离子，但该离子的产生不能判断一定是将氧化，该离子还可能由反应 产生(用离子方程式表示)。 Ⅱ．方案Ⅱ可证明氧化，用溶液洗涤的目的是排除 的干扰。 ②根据的制备实验得出：氧化性 (填“>”或“<”)，而方案Ⅱ实验表明，和的氧化性强弱关系相反，原因是 。 (3)若在制备装置C中加入的质量为，充分反应后经过滤、洗涤、干燥得固体，则的产率为 。(保留3位有效数字) 题组五 铁价类二维图 1．（2024·广东江门·三模）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．若M不溶于水，M一定为FeO B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C．若Q为金属阳离子，则可用溶液检验 D．与氧化剂在碱性条件下反应可生成 2．（23-24高三上·陕西咸阳·期中）铁元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．常温下可用铁制容器运输浓硫酸 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转变为d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 3．（2024·湖南）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．常温下，可用R材质容器储运浓硫酸 B．M可用K3[Fe(CN)6]溶液检验 C．若Q为金属阳离子，可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成 D．Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO 4．（2024·河南·三模）部分含铁物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述错误的是 A．c在潮湿空气中迅速转化成d B．a和e溶液能发生化合反应 C．b在空气加热迅速生成黑色固体 D．在稀硫酸中加入a、b、c都生成e 5．（24-25高三上·山东泰安·期末）下图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化① B．加热发生转化③，与HI反应发生④ C．可通过与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为 D．作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 题组六 铁及其化合物综合应用 1．（23-24高三上·天津河西·期中）铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。 (1)基态Fe原子的价层电子排布式为 ；铁元素在元素周期表中的位置是 ，属于 区。 (2)铁及其化合物A~E的分类分布及其转化关系如下图所示： ①从图中(A~E)选择反应物，实现Ⅰ的转化，写出反应Ⅰ的离子方程式： 。 ②预测物质E中铁元素具有 (填“氧化性”或“还原性”)。 ③写出反应Ⅱ的化学方程式： 。 ④实现反应Ⅲ的转化，可选择含N元素的试剂为 。 (3)探究铁盐X的组成与性质(忽略过程中氧气的参与) ①由步骤ⅰ及其现象可推知铁盐X的物理性质： 。 ②由步骤ⅱ、ⅲ及其现象可推知该铁盐X中含有的阴离子为 。 ③C溶液呈黄色，不可能是因其体系中含有的 、 、 、 (填离子符号)所致； 而可能是因其体系中含有的 、 (填粒子的化学式)等所致。 ④由步骤iv、v及其现象，体系中与结合能力最强的离子是 。 2．（2025高三·全国·专题练习）下列有关判断错误的是 （填字母）。 A．铁与碘反应易生成碘化铁 B．溶液中滴加溶液，将观察到溶液变红色 C．已知金属性：，可推理出氧化性： D．溶液中加入产生沉淀： E．探究具有还原性：向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 3．（23-24北京）I．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示： Fe2＋Fe3＋ 回答下列有关问题： (1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①④的转化，要求产物纯净，可选用 (填字母)。 a．Cl2　　　　　　b．Fe　　　　　c．Cu　　　　d．KMnO4 Ⅱ．硫酸亚铁是一种重要的工业原料，同时可以用于制造补血药物，但具有毒性，故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况，设计了如图所示实验方案： 该同学在实验中加入了过量新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，现对褪色原因进行探究(已知SCN-有还原性)。 【提出假设】 (2)假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态； 假设2： 。 【设计方案】 (3)为了对你所提出的假设2进行验证，实验方案是 。 4．（23-24 安徽安庆·期末）铁元素是人体必需的微量元素之一。口服补铁剂可治疗缺铁性贫血。其中多糖铁无论是吸收效果、口味还是副作用方面都比传统补铁剂更优秀。 某实验小组为研究多糖铁中铁元素的价态及其含量，设计并进行了如下实验： 【实验一】检验该补铁剂中铁元素的价态 Ⅰ、猜想与假设 同学甲：多糖铁中铁元素价态均为+2价 同学乙：多糖铁中铁元素价态均为+3价 (1)同学丙认为甲、乙猜测均不准确，他认为多糖铁中铁元素价态可能为 Ⅱ、查阅资料 ①多糖铁的化学式为，溶于盐酸时产生含铁元素的离子； ②人体内血红蛋白中铁元素化合价为-+2价； ③遇会产生蓝色沉淀。 Ⅲ、实验方案设计 可选用试剂：盐酸、酸性溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溶液 (2)试剂A为 ；试剂B为 。 (3)现象1为： ； Ⅳ、结果与讨论：多糖铁中铁元素的价态为+3价 (4)多糖铁与维生素C同时服用效果更好，试分析维生素C在这一过程中的作用是 。 (5)有同学表示多糖铁在生产的过程中不能使用铜制容器，请用离子反应方程式说明原因： 。 【实验二】测量该多糖铁补铁剂中铁元素的含量 (6)请写出沉淀2转化成红棕色固体的化学方程式： 。 (7)多糖补铁剂中铁元素的质量分数为 （用a和m表示） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第06讲 铁及其重要化合物 考向一 铁单质 【例1-1】（2025·北京东城·二模）用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。观察到肥皂液中有气泡产生，点燃肥皂泡听到爆鸣声；实验结束后，试管中残留的黑色固体能被磁体吸引。下列分析不正确的是 A．由“肥皂液中有气泡产生”，不能推断铁与水蒸气发生了反应 B．铁粉与水蒸气的反应需要持续加热，推断该反应为吸热反应 C．由“点燃肥皂泡听到爆鸣声”，推断有氢气生成 D．加热和使用粉末状的铁均能加快铁与水蒸气的反应 【答案】B 【解析】A．对试管加热后，首先排出的是空气，所以肥皂液中有气泡产生，不能推断铁与水蒸气发生了反应，A正确； B．持续加热仅说明反应需高温条件维持，不能直接推导热效应，B错误； C．氢气可以燃烧，当点燃肥皂泡发出爆鸣声，才能确认逸出气体中含有氢气，C正确； D．加热可提供足够的能量使反应进行，粉末状铁增大了与水蒸气的接触面积，都能加快反应速率，D正确； 故选B。 【例1-2】（2025·上海）指定条件下，以铁为原料，不能一步制得的是 A．FeFeCl3 B．FeFe2O3 C．FeFe(NO3)3 D．FeFeSO4 【答案】B 【解析】A．铁单质在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟，生成FeCl3，A正确； B．铁和水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4，无法直接生成氧化铁，B错误； C．硝酸具有强氧化性和酸性，可与铁反应生成硝酸铁，C正确； D．铁的金属活动性强于Cu，可以将硫酸铜溶液中的Cu置换出来，生成硫酸亚铁，D正确； 故答案选B。 【变式】 1.（2024天津滨海新 ）下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，故A正确； B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，故B正确； C．陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在的铁，故C错误； D．Fe粉在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故D正确； 故选：C。 2．（24-25高三上·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．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．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．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．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； 故答案为：C。 3．（2025·云南·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．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．由于该实验中的反应生成，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．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．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。 考向二 铁的氧化物 【例2-1】（23-24新疆）关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 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．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 【答案】C 【解析】A．FeO中铁的化合价为+2价，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁的化合价可以看作是由+2、+3价组成，A项错误； B．FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B项错误； C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料，C项正确； D．四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，D项错误。 故选C。 【例2-2】（24-25高三上·湖南岳阳·开学考试）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L-1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为 A．0.2mol B．0.25mol C．0.3mol D．0.35mol 【答案】B 【解析】因一定量的Fe、FeO、Fe3O4和Fe2O3的混合物中加入150mL 4mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现，则溶液中的溶质为Fe(NO3)2，标准状况下2.24L NO的物质的量为：，根据N元素守恒，硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.15L×4mol/L-0.1mol=0.5mol，所以硝酸亚铁的物质的量为：n[Fe(NO3)2]==0.25mol，由铁元素守恒可知，若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，得到铁的物质的量为n(Fe)=n[Fe(NO3)2]=0.25mol，故选：B。 【变式】 1．（2025·江苏泰州·一模）Fe3O4可表示为Fe(ⅡFe(Ⅲ)[Fe(Ⅲ)O4]，下列说法正确的是 A．在常温下锈蚀或在纯氧中燃烧，均生成 B．加热条件下，与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜 C．氧化亚铁晶体中，是因为其晶体中混有零价 D．铁元素的两种离子与的结合能力： 【答案】D 【解析】A．在纯氧中燃烧生成Fe3O4，A错误； B．常温下，与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜，加热条件下铁与浓硝酸发生氧化还原反应，B错误； C．氧化亚铁晶体中n(Fe)：n(O)=1:1，若，说明有多余的O存在，O越多Fe的化合价越高，故氧化亚铁晶体中不可能存在0价，C错误； D．由题意可知，四氧化三铁中铁离子与氧离子结合形成酸根离子，故铁离子结合氧离子的能力更强，D正确； 答案选D。 2.（2025重庆）向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，充分反应，下列图像正确的有 A．   B．   C．   D．   A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】A 【解析】A．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，随着反应的进行，固体的质量逐渐减少，至完全反应，固体的质量减少至0，故A图像错误； B．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，溶液的质量逐渐增加，至完全反应，继续加入稀硫酸，溶液的质量始终在增加，但第二个过程中溶液增加的质量不如第一个过程多，故B图像错误； C．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，随着反应的进行，水的质量逐渐增加，至完全反应，继续加入稀硫酸，水的质量始终在增加，由于氧化铁和稀硫酸反应有水生成，则第二个过程中水增加的质量不如第一个过程多，故C图像正确； D．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，随着反应的进行，溶液中铁的质量逐渐增加，至完全反应，不再发生改变，故D图像错误； 正确的有1个，故选A。 3．（2024山西）实验室用如图所示装置测定和固体混合物中的质量，装置的硬质玻璃管中的固体物质是和的混合物。 (1)写出装置中发生反应的化学方程式：___________。 (2)装置的作用是盛装的液体是__________，装置中________，所起的作用是_________。 (3)若和固体混合物的质量为23.2g，反应完全后形管的质量增加7.2g，则混合物中的质量为__________。 (4)形管右边连接干燥管的目的是____，若无干燥管，测得的质量将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)若反应后得到的残留固体中还有少量，测得的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）、 （2） 除去中混有的氯化氢气体 浓硫酸 干燥 （3） 16g （4） 防止空气中的水蒸气进入形管E中 偏大 （5） 偏小 【解析】(1)在加热条件下，氢气能还原金属氧化物，反应的化学方程式为、。 (2)由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气，而这两种杂质都能干扰实验，中盛有水，用来除去中混有的气体；而中盛有浓硫酸，用来干燥氢气。 (3)设和固体的物质的量分别是和，则，形管增加的质量就是反应中生成的水的质量，因此有，解得；，则原混合物中的质量是。 (4)由于空气中也含有水蒸气，所以装置的作用是防止空气中的水蒸气进入中。若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收，则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，所以测定结果偏大。 (5)若反应后得到的残留固体中还有少量，则形管增加的质量偏小，导致氧的含量减小，所以测定结果偏小。 考向三 铁的氢氧化物 【例3-1】（2024·广东佛山·一模）一种制备的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．配制溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替粉末，也能排尽空气 【答案】D 【解析】A．易水解，为防止水解，配制溶液时需加入硫酸，故A正确； B．实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁，故B正确； C．烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确； D．氢气的密度比空气小，用铁粉代替粉末，不能排尽空气，故D错误； 选D。 【例3-2】（2024·广东茂名·三模）氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题； （一）实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装生石灰的仪器的名称是 。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为 （按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是 。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为 。反应结束后，继续通一段时间的，目的是 。 （二）探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料； ①沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂（均为0.1） 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴溶液，1滴溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 (3)依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是 。 (4)实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是 。 (5)根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有 。 【答案】(1) 三颈烧瓶 ACBD 做安全瓶，防倒吸 (2) 防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气 (3)NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面 (4)沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附 (5)保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足） 【解析】（1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是三颈烧瓶，制备氢氧化亚铁，根据分析可知，装置的连接顺序为ACBD，装置C的作用是做安全瓶，防倒吸； （2）装置B中发生反应的离子方程式为，反应结束后，继续通一段时间的，目的是防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气； （3）实验1中沉淀无灰绿色的原因是NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面； （4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附； （5）若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足）。 【变式】 1．（24-25高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末）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 【解析】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。 2.（2024湖北）有关铁的氢氧化物的说法中，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固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 【答案】A 【解析】A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误； B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确； C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确； D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确； 故选A。 3．（2024·广东湛江·二模）Fe(OH)2具有较强的还原性，新制的白色Fe(OH)2会逐渐转变为灰绿色，使学生误认为氢氧化亚铁的颜色是灰绿色。为能较长时间观察到白色Fe(OH)2，某实验小组做了如下探究实验。 (1)配制实验所需一定物质的量浓度的溶液备用，配制溶液时所用仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。 (2)实验时发现即使是用煮沸过的蒸馏水配制实验所用的溶液，新生成的Fe(OH)2也仅能存在几分钟，其原因可能是 。 (3)甲同学按如图a所示操作制备Fe(OH)2 (溶液均用煮沸过的蒸馏水配制)。挤入少量NaOH溶液后，立即出现白色沉淀，但很快变成浅绿色，一会儿后变为灰绿色，最终变为红褐色。请分析固体变色的原因： 。 (4)乙同学经查阅资料后设计了如图b所示的装置(溶液均用煮沸过的蒸馏水配制)，能较长时间观察到白色Fe(OH)2。 ①该反应的原理为 (用离子方程式表示)。 ②结合原理和装置特点分析能较长时间观察到白色Fe(OH)2的原因： 。 (5)实验试剂最佳浓度探究： 采用不同浓度的试剂进行实验，记录如下。 c(NaHCO3)/(mol/L) c(FeSO4)/(mol/L) 1.0 1.5 2.0 1.0 现象 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡增多 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率较快 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率迅速 稳定时间 3.5 min 9 min 24 min 1.5 现象 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡增多 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率较快 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率迅速 稳定时间 13 min 15 min 22 min 2.0 现象 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡增多 产生白色沉淀和气泡，沉淀逐渐变暗，气泡产生速率加快 常温下无现象，加热后产生白色沉淀 稳定时间 3 min 8 min 30 min ①由以上实验可得到的规律是 。 ②NaHCO3溶液的浓度为1.5 mol/L时，FeSO4溶液的最佳浓度为 (填“1.0”“1.5”或“2.0”)mol/L。 (6)实验创新： 延长Fe(OH)2沉淀的稳定时间还可以采取的措施为 (任写一条)。 【答案】(1) 容量瓶 胶头滴管 (2)空气中的氧气进入到溶液中氧化氢氧化亚铁 (3)Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3 (4) Fe2++2=Fe(OH)2↓+2CO2↑ 苯在液面上，可以隔绝空气，避免Fe(OH)2被氧化 (5) NaHCO3溶液的浓度越大，Fe(OH)2的稳定时间就越长 1.5 (6)向配制好的FeSO4溶液中加入铁屑，进一步防止FeSO4被氧化 【解析】（1）配制实验所需一定物质的量浓度的溶液备用，配制溶液时所用仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管； （2）实验时发现即使是用煮沸过的蒸馏水配制实验所用的溶液，新生成的Fe(OH)2也仅能存在几分钟，这是由于Fe(OH)2不稳定，具有强的还原性，容易被进入到溶液中的氧气氧化变为红褐色Fe(OH)3，用化学方程式表示为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； （3）Fe(OH)2固体变色的原因是Fe(OH)2逐渐被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，物质的颜色由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色； （4）①该反应过程中NaHCO3溶液和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，同时反应产生CO2气体，反应的离子方程式为：Fe2++2=Fe(OH)2↓+2CO2↑； ②结合原理和装置特点分析能较长时间观察到白色Fe(OH)2的原因是：在液面上覆盖了一层苯，苯在液面上可以隔绝空气，避免空气进入到溶液中，从而防止Fe(OH)2氧化变质； （5）①由以上实验可得到的规律是：NaHCO3的浓度越大，Fe(OH)2的稳定时间越长； ②NaHCO3溶液的浓度为1.5 mol/L时，FeSO4溶液的浓度为1 5 mol/L时，Fe(OH)2的稳定时间就越长，故FeSO4溶液的最佳浓度为1 5 mol/L； （6）延长Fe(OH)2沉淀的稳定时间还可以采取的措施为：向配制好的FeSO4溶液中加入铁屑，进一步防止FeSO4被氧化。 考向四 铁盐 【例4-1】（2025·北京海淀·二模）下列关于和两种溶液的说法不正确的是 A．和溶液均呈酸性 B．保存时均需加入少量铁粉 C．可利用与铜粉的反应比较、的氧化性强弱 D．分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀 【答案】B 【解析】A．FeCl3和FeCl2均为强酸弱碱盐，Fe2+和Fe3+水解生成H+，溶液均呈酸性，A正确； B．保存FeCl2溶液需加入铁粉(防止Fe2+被氧化)，但FeCl3溶液若加铁粉，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+(如2Fe3++Fe=3Fe2+)，反而污染溶液，B不正确； C．Fe3+可与Cu反应(2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)，而Fe2+无法氧化Cu，说明Fe3+氧化性强于Fe2+，C正确； D．FeCl3与NaOH直接生成红褐色Fe(OH)3；FeCl2首先生成白色Fe(OH)2，但在空气中氧化为Fe(OH)3(最终红褐色)，D正确；故选B。 【例4-2】（2025·北京房山·三模）某小组同学向的的溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析：预测可将还原为Fe的金属，并解释原因 。 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 I 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 II 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 III 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加溶液，证明都有生成，依据的现象是 。 ②用平衡移动原理解释实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀生成的原因 。 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 i．a．甲认为实验Ⅱ中，当、浓度较大时，即使Zn与反应置换出少量Fe，也会被消耗。对应的离子方程式 。 b．乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被消耗。设计实验 （填实验操作和现象）。证实了此条件下可忽略对Fe的消耗。 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 ii．查阅资料：开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3. 结合a，b和c可知，实验II未检测到Fe单质的原因可能是的干扰以及沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成沉淀时将还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时， （填实验操作和现象），固体中检测Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因 。 【答案】(1)Mg、Zn   在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe，Cu不能将Fe3+还原为Fe单质 (2) 产生蓝色沉淀 Fe3+水解反应为Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3，加入Mg或Zn会消耗H+，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀 2Fe3++Fe=3Fe2+、2H++Fe=Fe2+＋H2↑ 向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀 不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体 (3)加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹 【解析】实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质； 实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为红褐色Fe(OH)3沉淀，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹阻止Zn置换Fe； 实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，因此实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 （1）在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe，Cu不能将Fe3+还原为Fe单质。 （2）①K3[Fe(CN)6]能与Fe2+生成蓝色KFe[Fe(CN)6]沉淀，则在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀，则证明都有Fe2+生成； ②FeCl3是强酸弱碱盐，在溶液中发生水解反应离子方程式为：Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3；Mg、Zn与H+反应，使c(H+)降低，促进水解平衡正向移动，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀； ③i．a．Fe是较活泼金属，能与氧化性较强的Fe3+反应生成Fe2+，也能与H+反应生成Fe2+和H2，反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+、2H++Fe=Fe2++H2↑； b．在此条件下可忽略H+对Fe的消耗，即要设计实验证明该实验中H+对Fe的反应无影响，可控制pH为3~4，设计盐酸和铁的对比实验，向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗； ii．结合a，b和c可知，实验II未检测到Fe单质的原因可能是的干扰以及沉淀对锌粉的包裹，实验II要检测到Fe单质，具体操作为：重新做实验II，当溶pH为3～4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到 Fe单质； （3）对比实验Ⅱ和Ⅲ可知：Mg比Zn活泼，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹。 【变式】 1．（2024·广西·高考真题）某小组对和的性质进行探究： Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A．实验Ⅰ中继续加入少量固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分和 D．焰色试验不能区分和 【答案】C 【解析】A．实验Ⅰ中，溶液与KSCN溶液反应的实质是：，硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根，并不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，故A错误； B．实验Ⅱ中，溶液中存在有K+、，并不能电离出Fe3+，因此溶液与KSCN溶液并不能发生反应，溶液颜色无明显变化，故B错误； C．实验Ⅰ中，KSCN溶液与溶液反应产生，溶液变为红色，但溶液与KSCN溶液并不能发生反应，是一种深红色晶体，水溶液呈黄色，带有黄绿色荧光，因此加入KSCN可以区分两者，故C正确； D．焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后，跃迁到较高能量级，然后从较高能量级跃迁到低能量级，这次跃迁会放出光子，光子的频率若在可见光频率范围内，则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色，是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内，而中含有钾元素，焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色，因此焰色试验可以区分和，故D错误； 故答案选C。 2．（2025·天津·一模）某化学兴趣小组用KSCN溶液和溶液探究的还原性时出现异常现象，实验如下： ① ② ③ 溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为)。取褪色后溶液，滴加盐酸和溶液，产生白色沉淀 溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为)，经检验有丁达尔效应 溶液变红且不褪色，滴加盐酸和溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应 下列说法错误的是 A．实验②中发生的氧化还原反应有两种 B．实验②中红色溶液含有胶体 C．实验③中发生的氧化还原反应： D．对比实验①与实验③，可以判定酸性条件下可以氧化 【答案】A 【解析】①向盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴人KSCN溶液，pH＜1，然后滴入过氧化氢溶液发生氧化还原反应，生成铁离子，形成红色溶液，铁离子在过氧化氢分解反应中作催化剂，有氧气产生，10秒左右红色褪去，说明SCN-被氧化为，对比③可知，氧化剂应为过氧化氢，过氧化氢将SCN-被氧化为； ②向盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液，pH＜5，然后滴入过氧化氢溶液，溶液变红且不褪色，说明亚铁离子被氧化为铁离子，铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用，有气体生成(经检验为O2)，经检验有丁达尔效应，说明生成了氢氧化铁胶体； ③向盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴人KSCN溶液，pH＜1，然后通入足量氧气，溶液变红且不褪色，说明氧气氧化亚铁离子生成铁离子，滴加盐酸和BaCl2溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应，说明无硫酸钡沉淀和氢氧化铁胶体生成，排除了过氧化氢分解生成的氧气氧化SCN-的可能。 A．实验②中发生的氧化还原反应有亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，过氧化氢分解生成氧气，氧气氧化亚铁离子，不只两种，故A错误； B．②中检验有丁达尔效应，说明红色溶液中含有胶体，故B正确； C．③中通入足量氧气溶液变红色说明，发生的氧化还原反应为：，故C正确； D．对比实验①和实验③，实验③排除了生成的氧气氧化的可能，可以判定酸性条件下可以氧化，故D正确； 故答案选A。 3．（2025·山东菏泽·二模）已知为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速反应产生，在碱性溶液中较稳定。现利用如下装置(夹持装置略)制备，发生反应，并设计以下方案探究能否氧化产生。下列说法错误的是 方案Ⅰ 取三颈烧瓶中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有。 方案Ⅱ 取少量溶液a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅲ 用KOH溶液充分洗涤三颈烧瓶中所得固体，再用KOH溶液将溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有产生。 A．方案Ⅰ不能证明氧化产生 B．由方案Ⅱ知a中含离子，方案Ⅰ与方案Ⅱ结合能证明氧化产生 C．方案Ⅲ中能证明氧化产生，但若未充分洗涤，则不能证明 D．该实验表明和的氧化性强弱受溶液酸碱性影响 【答案】B 【解析】A．方案I中，取三颈烧瓶中紫色溶液加入稀硫酸产生黄绿色气体。但因为在酸性溶液中不稳定会分解，有可能是其分解产生的氧化性物质将氧化为，并非一定是直接氧化，所以不能证明氧化产生，A正确； B．方案II中溶液a滴加溶液呈红色，只能说明溶液a中有。然而这不能结合方案I证明氧化产生，因为的产生可能是在酸性条件下分解转化而来，无法确定是氧化得到的，B错误； C．方案III中，用溶液充分洗涤三颈烧瓶中固体，再溶出得到溶液b ，滴加盐酸有产生。若未充分洗涤，固体表面可能残留含氯氧化性物质（如未反应完的与反应生成的等 ），这些物质在酸性条件下也能氧化产生，所以若未充分洗涤就不能证明是氧化产生，C正确； D．制备的反应在碱性条件下能将氧化为，而探究氧化在酸性条件下进行，不同酸碱性条件下反应情况不同，表明和 氧化性强弱受溶液酸碱性影响，D正确； 综上，答案是B。 考向五 铁合金 【例5】（2025·上海宝山·二模）关于生铁和钢的区别正确的是 A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．生铁比钢的含碳量更高 C．生铁比钢弹性更好 D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳 【答案】B 【解析】A．生铁也是混合物，且含碳量更高，A错误； B．生铁比钢的含碳量更高(生铁：>2%，钢：0.03-2%)，B正确； C．钢弹性更好，C错误； D．钢中含碳，D错误。 故答案：B。 【变式】 1．（2025湖北）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【答案】C 【解析】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确； B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确； C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误； D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确； 故选C。 2 ．（2024上海宝山 ）关于生铁和钢的区别正确的是 A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．生铁比钢的含碳量更高 C．生铁比钢弹性更好 D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳 【答案】B 【解析】A．生铁也是混合物，且含碳量更高，A错误； B．生铁比钢的含碳量更高(生铁：>2%，钢：0.03-2%)，B正确； C．钢弹性更好，C错误； D．钢中含碳，D错误。 故答案：B。 3．（2024福建泉州·阶段练习）我国很早就已将不同碳含量的铁合金进行了区分，如《天工开物》中“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。”下列叙述正确的是 A．生铁的含碳量比熟铁低 B．生铁变为熟铁是物理变化 C．钢的含碳量越高，硬度越小 D．合金钢与碳素钢的组织结构不同 【答案】D 【解析】A．出炉未炒则生，既炒则熟，此过程中含碳量降低，则生铁的含碳量比熟铁高，A错误； B．生铁变为熟铁过程中部分碳元素和氧气反应转化为二氧化碳，是化学变化，B错误； C．钢的含碳量越高，硬度越大、韧性越小，C错误； D．结构决定物质性质，合金钢与碳素钢的性能不同，组织结构不同，D正确； 故选D 考向六 铁的价类二维图 【例6-1】（24-25高三上·湖南长沙·阶段练习）价类二维图是学习元素化合物的重要模型和工具，某元素在地壳中的含量居第四位，该元素的价类二维图如下所示，下列说法正确的是 A．a在高温下与水蒸气反应可生成c和 B．b、c是碱性氧化物，能与水反应生成e和d C．f、g只能与强碱反应制备e、d D．h既能杀菌消毒，还能净水 【答案】D 【解析】A．铁高温下可与水发生置换反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误； B．氧化亚铁和氧化铁都不溶于水，都不能与水反应，故B错误； C．溶液中的亚铁离子和铁离子能与氨水反应制备氢氧化亚铁和氢氧化铁，故C错误； D．高铁酸根离子具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，反应生成的铁离子能在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体能吸附水中悬浮杂质而聚沉，达到净水的作用，所以高铁酸盐既能杀菌消毒，还能净水，故D正确； 故选D。 【变式】 1．（2024·海南·三模）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列描述合理的是 A．c可由a在空气中燃烧得到 B．b溶于水可以得到e C．d粒子在纳米级别时可以产生丁达尔效应 D．f与g的相互转化均可通过化合反应来实现 【答案】D 【解析】A．Fe在空气中不能燃烧，在氧气中燃烧生成Fe3O4，故A错误； B．FeO难溶于水，故B错误； C．Fe(OH)3在纳米级别时，分散中水中形成胶体，才可以产生丁达尔效应，故C错误； D．亚铁盐与铁盐的相互转化均可通过化合反应来实现，反应的化学方程式，如、，故D正确； 故选D。 2．（2025·广东深圳·二模）部分含铁或铜元素物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列描述一定不合理的是 A．将含h的饱和溶液滴加到沸水中可制备胶体 B．一定条件下，f、g、h均可通过化合反应得到 C．b为红色固体，在强酸性环境中可生成a和g D．h、i具有强氧化性，均可用于自来水的消毒和净水 【答案】D 【解析】A．h是Fe3+盐，可将的饱和溶液滴入沸水中可制备胶体，A合理； B．f是Fe(OH)3，可通过得到，g是Fe2+盐、Cu2+盐，如、，可通过化合反应：、反应得到，B合理； C．b是Cu2O，是红色固体，在强酸性环境中发生歧化反应，方程式为，可生成a和g，C合理； D．Fe3+盐、盐均具有强氧化性，但Fe3+盐不具有消毒作用，其水解生成的胶体可以净水，D不合理； 故选D。 3．（23-24河南）研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价－类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示（f、g可溶于水）。下列推断不合理的是 A．a与高温下反应可实现a转化为c B．g与Cu反应或b与反应，均可得到f C．可实现f→d→e→g→f的循环转化 D．由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒 【答案】A 【解析】A．高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，A错误；   B．铁离子与Cu反应，氧化亚铁与H+反应FeO+2H+=Fe2++H2O，两个反应均能得到Fe2+，B正确； C．亚铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁和氧气反应被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁和盐酸等生成铁离子，铁离子和铁等反应转化为亚铁离子，C正确； D．高铁酸盐中铁元素价态+6价，是铁元素中价态最高的，所以具有强氧化性，D正确； 故选A。 4．（24-25安徽阜阳·期末）Ⅰ、利用“价类二维图”研究物质的性质，是一种有效的学习方法。以下是铁元素及其化合物的二维图的部分信息。 (1)X、Y 的化学式分别为 、 。 (2)图中只具有还原性的物质是 (写化学式)。 Ⅱ、已知A、B、C 三种物质均含铁元素，其中 A 为红棕色粉末。它们之间有如下所示的转化关系(部分产物未标出) ABC (3)A 的化学式是 。 (4)向 B 溶液滴加 KSCN 溶液，溶液呈 。(填“红色”或“蓝色”) (5)写出 B→C 的离子方程式 。 Ⅲ、 (6)一个体重 50kg 的健康人含铁元素 2g，Fe2+易被人体吸收，所以给贫血者补充铁时，服用维生素C 可使食物中的 Fe3+转化成 Fe2+，有利于人体对铁的吸收。维生素 C 在这个反应中表现 (填“氧化性”或“还原性”)。 (7)取少量某品牌油漆的原料 Fe2O3(红棕色粉末)并加入适量盐酸，反应后得到棕黄色 FeCl3 溶液， 取少量棕黄色溶液置于试管中，滴入 NaOH 溶液，可观察到 Fe(OH)3 沉淀生成，生成沉淀的离子方程式为 。 Ⅳ、 (8)取少量 Fe2O3粉末加入适量盐酸，所发生反应的离子方程式为 。用此饱和溶液进行以下实验：在小烧杯中加入 20mL 蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴 FeCl3 溶液，继续煮沸至透明的红褐色为止，即可制得 Fe(OH)3胶体。证明 Fe(OH)3胶体的实验方法叫 。 【答案】(1) Fe2O3 Fe(OH)2 (2)Fe (3)Fe2O3 (4)红色 (5)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (6)还原性 (7)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ (8) Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 丁达尔效应 【难度】0.65 【解析】（1）由分析可知，X为，Y为； （2）图中可以从0价升高到+2或+3价，具有还原性；、、中铁元素可以升高到+3价，也可以降低为0价，既具有氧化性也具有还原性；、中铁元素可以降低为+2价或0价，具有氧化性；则只具有还原性的物质是； （3）由分析可知，A为； （4）B为，向溶液滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色； （5）C为，则 B→C 的离子方程式为：； （6）服用维生素C 可使食物中的还原成 ，则维生素 C 在这个反应中表现还原性； （7），反应后得到棕黄色溶液， 取少量棕黄色溶液置于试管中，滴入 NaOH 溶液，可观察到沉淀生成，则生成沉淀的离子方程式为：； （8）取少量 粉末加入适量盐酸，发生反应：，则离子方程式为：；胶体具有丁达尔效应，则证明胶体的实验方法叫丁达尔效应； 考向七 铁及其化合物综合应用 【例7】（2025·浙江宁波·模拟预测）铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性： B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 【答案】A 【解析】A．氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，FeCl3溶液中通入SO2可生成FeCl2，FeCl3为氧化剂，SO2为还原剂，说明氧化性：，A正确； B．Fe与O2或水蒸气反应生成Fe3O4，生成1molFe3O4转移8mol电子，每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.8NA，B错误； C．转化③的化学方程式为：2FeCl3+FeCl2+8NaOHFe3O4+8NaCl+4H2O，转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2∶1，C错误； D．Fe与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为：2Fe+3Cl22FeCl3，无论Fe过量还是少量，Fe在氯气中燃烧都生成FeCl3，D错误； 答案选A。 【变式】 1．（2025·江苏·模拟预测）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 C．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的 【答案】B 【解析】A．为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，A错误； B．铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因铁粉是活泼金属具有强的还原性，B正确； C．可用于除去水中悬浮杂质是利用其能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，C错误； D．FeS可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的，与FeS的溶解性无关，D错误； 故选B。 2．（24-25高三上·天津南开·期末）铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题： (1)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥处理的原因是 (用化学方程式表示)。 (2)是一种 色粉末，写出的一种常见用途： 。 (3)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。 例如，日常生活中不锈钢广告牌上的图形或文字就是用氯化铁溶液蚀刻而成的。 ①写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式： 。 ②把溶液和溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度是 。 (4)高铁酸钠是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下制备高铁酸钠。 ①写出工业制备高铁酸钠的离子方程式： 。每生成时转移电子的数目是 。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。 【答案】(1) (2) 红棕 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 (3) (4) 高铁酸钠具有很强的氧化性，具有杀菌消毒的作用：高铁酸钠还原产物为水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附能力，能够吸附水中的悬浮杂质，使水变得清澈 【解析】（1）因铁和水蒸气发生反应，故炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥。 （2）是一种红棕色粉末，可用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料。 （3）①氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式为； ②设两溶液体积均为1L，则CuCl2的物质的量为1.0mol，FeCl3的物质的量为1.0mol。向溶液中加入足量铁粉，发生反应：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu、Fe+2FeCl3=3FeCl2，1.0mol CuCl2生成的FeCl2为1.0mol，1.0mol FeCl3生成的FeCl2为1.5mol，共生成FeCl22.5mol，则Fe2+的物质的量浓度为=1.25mol/L。 （4）①硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下制备高铁酸钠，发生氧化还原反应，氯离子是还原产物，离子方程式为。反应中Fe元素化合价由+3升高至+6价，因此每生成有3NA个电子转移。 ②高铁酸钠具有很强的氧化性，具有杀菌消毒的作用：高铁酸钠还原产物为水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附能力，能够吸附水中的悬浮杂质，使水变得清澈，故高铁酸钠可用作净水剂。 3．（2025·天津·二模）铁及其化合物在生产、生活和生命中具有广泛而重要的应用。化学小组设计如下实验对铁及其化合物进行探究。 (1)验证铁、铜、银的金属活动性顺序。 由两支试管的现象， (填“能”或“不能”)得出金属活动性Fe＞Cu＞Ag的结论；如果能得出此结论，请解释原因，如果不能得出此结论，请利用图中所给的四种试剂，再补充一个实验，写出需要补充的实验操作及现象 。 (2)探究FeCl2的性质。 ①配制0.1mol/LFeCl2溶液100mL：准确称量 gFeCl2·4H2O固体溶于浓盐酸，再加煮沸后冷却的蒸馏水稀释至指定溶液体积。将蒸馏水煮沸的目的是 ，盐酸的作用是 。 ②在V₁mL0.1mol/LFeCl2溶液中加入V₂mL0.1mol/LNaClO溶液，产生红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式 ；取上述反应的上层清液，滴加品红溶液，溶液褪色，则V₁和V₂的关系正确的 (填序号)。 a．V₁=2V₂             b．V₁＞V₂           c．V₁＜2V2 ③向2mL0.1mol/LFeCl2溶液中滴加2滴0.1mol/LKSCN溶液，无明显现象，再滴加2mL1.0mol/LH₂O₂溶液(pH约为5)，溶液先变红，后褪色，并有气泡产生。溶液先变红的原因是 (只写其中的氧化还原过程，并用离子方程式表示)；产生的气泡是 (填化学式)。某同学推断溶液褪色的原因可能是Fe³⁺被H₂O₂还原，若要证明其推断是否正确，可取褪色后溶液，滴加 溶液，若无明显现象，证明其推断不正确。 【答案】(1) 不能 取少量盐酸放于试管中，插入铜丝，铜丝表面无现象 (2) 1.99或1.9900 除去水中的溶解氧气，防止Fe2+被氧化 抑制Fe2+的水解 6FeCl2+3NaClO+3H2O=3NaCl+2Fe(OH)3↓+4FeCl3 c 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O O2 FeCl3 【解析】前一支试管中，由于铁的金属活动性在氢的前面，所以铁丝溶解，溶液中有气泡逸出；后一支试管中，由于铜的金属活动性在银的前面，所以能发生置换反应，生成的Ag附着在铜丝表面。但两实验无法证明铁与铜的金属活动性强弱，所以需添加比较铁、铜活动性的实验，或验证Cu与HCl反应的实验，以证明铜与氢的活动性强弱。 （1）由分析可知，两支试管中，均可发生置换反应，但缺少铁与铜的金属活动性实验，所以由现象不能得出金属活动性Fe＞Cu＞Ag的结论；可利用Fe＞H＞Cu＞Ag验证铁、铜、银的金属活动性顺序，则可补充一个实验，证明铜与盐酸不反应，则补充的实验操作及现象：取少量盐酸放于试管中，插入铜丝，铜丝表面无现象。 （2）①配制0.1mol/LFeCl2溶液100mL：准确称量0.1mol/L×0.100L ×199g/mol=1.99或1.9900gFeCl2·4H2O固体溶于浓盐酸，再加煮沸后冷却的蒸馏水稀释至指定溶液体积。由于Fe2+具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化，所以将蒸馏水煮沸的目的是：除去水中的溶解氧气，防止Fe2+被氧化；FeCl3为强酸弱碱盐，在水溶液中易发生水解而使溶液变浑浊，则盐酸的作用是：抑制Fe2+的水解。 ②在V₁mL0.1mol/LFeCl2溶液中加入V₂mL0.1mol/LNaClO溶液，产生红褐色沉淀，依据得失电子守恒，可得出关系式：2FeCl2——NaClO，再利用元素守恒，可得出产物中NaCl、Fe(OH)3、FeCl3的物质的量之比为3:2:4，则依据得失电子守恒和元素守恒，可得出该反应的化学方程式：6FeCl2+3NaClO+3H2O=3NaCl+2Fe(OH)3↓+4FeCl3；取上述反应的上层清液，滴加品红溶液，溶液褪色，则表明NaClO过量，依据得失电子守恒可得出0.1mol/LV1＜0.1mol/LV2×2，V₁＜2V2，所以V₁和V₂的关系正确的是c。 ③Fe2+与SCN-不反应，无现象。则向2mL0.1mol/LFeCl2溶液中滴加2滴0.1mol/LKSCN溶液，无明显现象，再滴加2mL1.0mol/LH2O2溶液(pH约为5)，此时Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3，使溶液变红。溶液先变红的原因是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe3+可催化H2O2分解，则产生的气泡是O2。某同学推断溶液褪色的原因可能是Fe3+被H₂O₂还原，若要证明其推断是否正确，只需判断SCN-是否存在，若存在SCN-，加入Fe3+后，溶液变红色，则可取褪色后溶液，滴加FeCl3溶液，若无明显现象，证明其推断不正确。 题组一 铁单质 1.（2024云南）纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 【答案】B 【解析】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被磁铁吸引，易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。 2.（2024天津滨海新 ）下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，故A正确； B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，故B正确； C．陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在的铁，故C错误； D．Fe粉在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故D正确； 故选：C。 3．（2024·新课标卷·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 【答案】B 【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确； B．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．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．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确； 故选B。 4．（23-24安徽）向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的物质的量与铁粉质量的关系如下图所示（已知硝酸只被还原为NO）。下列有关判断正确的是 A．m的值为3.5 B． C．B点溶液中溶质只含FeSO4 D．原混合溶液中 【答案】D 【解析】A．由图可知，A点生成了0.05mol，根据OA段发生的反应方程式可知，消耗了0.05mol，质量为：，故A错误； B．BC段消耗的铁粉质量为，其物质的量为0.1mol，，故B错误； C．根据分析可知，B点溶液中溶质为FeSO4含和H2SO4，故C错误； D．C点溶液中溶质为FeSO4，反应一共消耗了9.8g铁粉，其物质的量为0.175mol，即，所以原混合溶液中，故D正确； 故选D。 题组二 铁的氧化物 1．（24-25江苏苏州）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．Fe2O3不溶于水，也不能与H2O反应，A符合题意； B．Fe的金属性比Ag强，在盐酸浸润下Fe+2AgCl=FeCl2+2Ag，B不合题意； C．Fe2+具有还原性，H2O2具有氧化性，故2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O，C不合题意； D．Fe(OH)2具有强还原性，能被空气中的O2氧化，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，D不合题意； 故答案为：A。 2．（2025高三·全国·专题练习）下列关于物质用途的说法中，正确的是 （填字母）。 A．铁的氧化物都只有氧化性 B．向稀硝酸中加入 C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂 D．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 E．单质完全转变为，失去个电子 F．（aq）在给定条件下，物质间的转化能实现 【答案】CDE 【解析】A．中的铁元素为+2价、+3价，既有氧化性，又有还原性，A错误； B．溶于稀硝酸中发生氧化还原反应：，B错误； C．铁粉具有还原性，可以被氧气氧化而作食品的脱氧剂，C正确； D．具有还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为，D正确； E．中3个铁原子化合价之和为价，所以单质Fe完全转变为失去个电子，E正确； F．与在高温条件下会发生铝热反应：，与氯气反应能生成，即，但是该转化中要求生成氯化铁溶液，只能用铁与盐酸反应，反应生成，不能生成氯化铁，F错误； 故答案为：CDE。 3.（24-25河北）有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 【答案】D 【解析】A．赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确； B．Fe3O4可以是Fe2O3FeO，其中的铁显+2 价，的铁显+3价，故B正确； C．FeO、 Fe2O3都不溶于水，属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确； D．FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误； 故选D。 4 ．（2025广东）是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。某小组同学采用下列实验装置(夹持仪器略)制备。回答下列问题： Ⅰ.制备 (1)装置的名称是 ；装置作用是 。 (2)装置中反应的化学方程式为 。 (3)实验过程中可观察到中的现象是黑色固体变红，说明产生的气体是 。 Ⅱ.探究中铁粉是否完全反应 待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质进行如下实验(已知酸性溶液能与盐酸发生反应)： (4)试剂可以是 (填标号)。 A．盐酸    B．硫酸    C．次氯酸 (5)①现象1为 。 ②有同学认为现象2中溶液未变红色，说明固体有铁粉剩余，写出在溶液中铁粉与铁离子发生反应的离子方程式： 。 (6)已知温度高于时，铁与水蒸气反应的氧化产物只有，甲同学称取粉于装置中，在反应一段时间后停止加热，冷却后称得固体质量为，则未反应的粉的物质的量为 。 【答案】(1) 圆底烧瓶 干燥气体(或吸收气流中的水蒸气)(合理即可) (2)(写加热给分，不写条件不给分) (3) (4) (5) 紫红色褪去 (6) 【解析】I．装置A主要是提供水蒸气，进入装置B与铁粉在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气；氢气具有还原性，可将氧化铜还原为铜，自身被氧化成水； Ⅱ．加入试剂a后，可溶解固体B，B的主要成分为铁的氧化物，可选择盐酸和硫酸，但是盐酸可与后续的酸性高锰酸钾溶液反应，因此选择硫酸；含高锰酸根离子的溶液为紫色，含锰离子的溶液为无色；现象2中无明显现象，说明溶液中不存在Fe3＋，据此分析解题。 （1）装置的名称是圆底烧瓶；装置作用是干燥气体(或吸收气流中的水蒸气)(合理即可)； （2）装置B中水蒸气和铁粉在高温条件下生成了四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 （3）装置B中产生的氢气，经过球形干燥管除去水蒸气后，进入装置E中，与黑色的氧化铜反应生成红色的铜和水，因此E中黑色固体逐渐变红，说明生成。 （4）试剂a的目的是溶解固体B（主要成分为铁的氧化物，可能含有部分未反应完全的铁粉），次氯酸会氧化亚铁离子为铁离子，不能选择次氯酸，故可选择盐酸或者硫酸，但是酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应，因此选择硫酸，故选B。 （5）①滴加酸性高锰酸钾的目的是证明Fe2＋存在，Fe2＋具有还原性，而具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，（紫色）被还原为Mn2＋（无色），可观察的实验现象为紫红色褪去； ②KSCN溶液用于检验Fe3＋，若溶液中含有Fe3＋，加入KSCN溶液后，溶液变为血红色，但现象2中溶液未变红色，说明溶液中不含有Fe3＋，可能是因为固体B中含有四氧化三铁和未反应完全的铁粉，加酸后溶液中的Fe3＋与铁粉反应生成Fe2＋，离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。 （6）假设实验后的固体物质中Fe3O4的质量为x，差量法计算： ，解得x＝11.6g，未反应的Fe物质的量为。 5．（23-24高三上·海南海口·期末）已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3＋CO→2FeO＋CO2。反应形成的固体混合物(含Fe2O3和FeO)中，元素铁和氧的质量比用m(Fe)∶m(O)表示。 (1)上述固体混合物中，m(Fe)∶m(O)不可能是 (选填a、b、c)。 a．21∶9    　　　　b．21∶7.5　　　　c．21∶6 (2)若m(Fe)∶m(O)=21∶8，计算Fe2O3被CO还原的百分率 。 (3)设Fe2O3被CO还原的百分率为A%，则A%和混合物中m(Fe)∶m(O)的关系式为［用含m(Fe)、m(O)的代数式表示］A%= ；请在下图中画出A%和m(Fe)∶m(O)关系的图形 。 (4)如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2；Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2。试分析反应形成的固体混合物可能的组成及相应的m(Fe)∶m(O)［令m(Fe)∶m(O)=21∶a，写出a的取值范围］。将结果填入下表。 混合物组成(用化学式表示) a的取值范围 【答案】(1)ac (2)33.3% (3) 3- (4) Fe2O3、Fe3O4 8<a<9 Fe3O4、FeO 6<a<8 Fe2O3、Fe3O4、FeO 6<a<9 【解析】（1）固体混合物为Fe2O3、FeO，假设只有Fe2O3，m (Fe)：m (O)=56×2：16×3=7：3，假设只有FeO，则m (Fe)：m (O)=56：16=7：2，为二者的混合物，则21：9＜m (Fe)：m (O)＜21：6，即不可能为ac，故答案为：ac； （2）m (Fe)：m (O)=21：8，设Fe2O3原有1mol，被还原的百分率为x,则==，解得x=33.3%； （3）令Fe2O3为100mol,被CO还原的百分率为A%，则A molFe2O3发生反应， ； 故混合物中m(Fe)=100mol×2×56g/mol，m(O)=[(100-A)mol×3+2Amol）×16g/mol，整理得A=300-，即A%=3-；根据该表达式可以做出A%和m(Fe)∶m(O)关系的图形为； （4）根据分步反应：3Fe2O3＋CO→2Fe3O4＋CO2；Fe3O4＋CO→3FeO＋CO2，采用假设法讨论： ①如果全是Fe2O3，则m(Fe)∶m(O)=112：48=21：9；如果全是Fe3O4，则m(Fe)∶m(O)=168：64=21：8；如果混合物组成为Fe2O3、Fe3O4，则8<a<9； ②如果全是Fe3O4，则m(Fe)∶m(O)=168：64=21：8；如果全是FeO，则m(Fe)∶m(O)=56：16=21：6；如果混合物组成为FeO、Fe3O4，则6<a<8； ③如果混合物组成为Fe2O3、Fe3O4、FeO，则6<a<9。 题组三 铁的氢氧化物 1（2024湖北）有关铁的氢氧化物的说法中，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固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 【答案】A 【解析】A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误； B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确； C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确； D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确； 故选A。 2．（2025湖南）用下面几种方法可以制得白色的沉淀。 方法一：用不含的溶液与用不含的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时，还需加入少量铁屑，原因是_______。(写离子方程式) (2)除去蒸馏水中溶解的常采用_______的方法。 (3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的NaOH溶液，插入溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______。 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀等试剂制备。 (4)在试管I里加入的试剂是_______。 (5)在试管II里加入的试剂是_______。 (6)为了制得白色沉淀，在试管I和II中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_______。 (7)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_______。 【答案】(1)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触到空气中的O2而被氧化 (4)铁屑和稀硫酸 (5)NaOH溶液 (6)收集试管II 出口处的气体，检验氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 (7)铁屑和稀硫酸反应生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管I和试管II(起保护气的作用)，且外界空气不容易进入，由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在 【解析】方法二中，向试管I中加铁屑和稀硫酸，向试管Ⅱ中加NaOH溶液，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借助生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管I和试管II(起保护气的作用)，反应一段时间后，关闭止水夹，试管I内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管II的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。 (1)+2价的铁有还原性，其化合物无论是在空气中还是在水中，都易被氧化为+3价铁的化合物， 加入少量铁屑可防止Fe2+被氧化，离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+； (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法； (3)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。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触到空气中的O2而被氧化； (4)试管I中加入的试剂是铁屑和稀硫酸； (5)试管Ⅱ中加入的试剂是NaOH溶液； (6)为了制得白色 Fe(OH)2 沉淀，在试管I和II中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后，试管Ⅰ中生成氢气和硫酸亚铁，氢气沿着导管进入试管Ⅱ中，收集试管II 出口处的气体，检验氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹，这时试管I内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管II的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。 (7)铁屑和稀硫酸反应生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管I和试管II(起保护气的作用)，且外界空气不容易进入，由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在。 3．（2025高三·全国·专题练习）的制备操作与条件控制，某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。 【A组实验】用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时还需要加入 。 (2)除去蒸馏水中溶解的常采用 的方法。 (3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的理由是 ；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在溶液上面加保护层，如 等。 【B组实验】选用稀硫酸，铁粉，溶液进行实验，装置如图。 (4)实验时，先 （填“打开”或“关闭”，下同）止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， 止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是 。 【C组实验】利用电解实验可以制得纯净的白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (5)①a电极的材料应为 ，电极反应式为 。 ②电解液可以是 （填字母）。 A．纯水    B．溶液    C．溶液    D．溶液 ③d为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。能否将苯替换成？ （填“能”或“否”）？理由是 。 (6)若c为溶液，当电解一段时间后看到白色沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。 【答案】(1)稀  铁屑 (2)煮沸 (3) 避免生成的沉淀接触而被氧化 苯（或煤油） (4) 打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的排出了装置中的空气 (5) BC 隔绝空气，防止生成的被氧化 加热煮沸， 排出溶解的 否 比溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气 (6)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 【解析】A组实验：制取要防止O2氧化，所以必须要隔绝空气，不管是配制的溶液还是蒸馏水都需要除去氧气； B组实验：利用生成的H2将装置中的O2排除干净，再利用H2产生的压强，将FeSO4压入右边的装置，与NaOH反应； C组实验：利用电解制备，Fe作阳极生成Fe2＋，与OH－反应生成。 （1）Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4抑制其水解；易被氧气氧化，铁粉可以防止氧化，用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时还需要加入硫酸和铁粉。 （2）随温度升高，氧气溶解度降低，除去蒸馏水中溶解的常采用煮沸的方法。 （3）Fe(OH)2易被氧气氧化，所以生成的Fe(OH)2要与空气隔绝，用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的理由是隔绝空气，防止生成的被氧化；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在溶液上面加保护层，保护层难溶于水，密度比水小，如苯、煤油等。 （4）实验时，当Fe与稀H2SO4反应后，用产生的H2排尽试管和广口瓶内的空气；然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，造成试管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入广口瓶内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。所以先打开止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，关闭止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是稀硫酸与铁粉反应产生的排出了装置中的空气。 （5）①要制备氢氧化亚铁，则Fe要发生氧化反应生成Fe2+，所以Fe为阳极，电解时阳极反应Fe－2e－=Fe2＋； ②A．纯水中离子浓度很小，导电能力很弱，电解液c不可以为纯水，故不选A； B．使用NaCl溶液，阴极反应2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，在两极间形成，电解液c可以为NaCl溶液，故选B； C．使用NaOH溶液，电解质溶液能直接提供OH－，在阳极处立即产生白色沉淀，电解液c可以为NaOH溶液，故选C； D．使用CuCl2溶液，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，不会生成，电解液c不可能为CuCl2溶液，不选D； 选BC； ③d中苯的作用是：隔绝空气，防止生成的被氧化；为了防止生成的被O2氧化，在加入苯之前对电解液c应加热煮沸，排出溶解的O2；比溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气，所以不能将苯替换成。 （6）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，反接电源后，阳极反应4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3，观察到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。 题组四 铁盐 1．（2025·广东茂名·二模）易潮解，是一种重要的无机化工品，广泛应用于水处理、印刷电路板制作、染料、催化剂等领域。 (1)的制备 下列装置可用于实验室制备少量无水，则 ①仪器A的名称为 。 ②仪器的接口顺序为 （装置可重复使用）。 (2)浓度的测定 ①把上述制备的配成稀溶液，移取至锥形瓶中，加入 作指示剂，用标准溶液滴定。 ②重复滴定三次，平均消耗标准溶液，则 （用含和的代数式表示）。 (3)探究工业盐酸呈黄色的原因 【查阅资料】工业盐酸溶有，固体为棕褐色，为淡紫色，为黄色。 ①甲同学观察溶液、 溶液，颜色均为黄色。 【提出猜想】发生了水解反应生成显黄色。 ②补充完整方程式： 。 【实验验证】 初步实验：取3支洁净的试管，分别加入溶液，然后按下表开展实验。 序号 操作 现象 1 滴入10滴 溶液黄色褪去，接近无色 2 滴入________ 溶液黄色略变浅 3 滴入10滴盐酸 溶液黄色变亮变深 分析讨论：甲同学认为根据实验1现象可知猜想成立，乙同学认为还应开展实验2才能进一步验证。 ③请补充完整实验2中操作： 。 进一步探究：根据实验3中的异常现象，进一步查阅资料，溶液中还存在反应：（黄色），。 ④请设计实验进一步验证该反应的存在（写出操作和现象）： 。 【理论验证】 ⑤某工业盐酸中，则该溶液中 。 【实验结论】 ⑥工业盐酸呈黄色的原因是 。 【答案】(1) 分液漏斗 (2) 溶液 或者 (3) 0.005 10滴蒸馏水 向溶液加入固体，溶液黄色加深（合理皆可） 或 主要是含有 【解析】（1）①由图可知，仪器A的名称为：分液漏斗； ②由分析可知，仪器的接口顺序为：a→f−g−d−e−h−i−d−e−b−c； （2）①三价铁遇到硫氰化钾显示红色，碘化钾和氯化铁反应离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2，则可以加入溶液作指示剂； ②结合2Fe3++2I-=2Fe2++I2可知，； （3）①进行对比实验时，三价铁浓度应该相同，故答案为：0.005； ②结合题意和电荷守恒可知，发生了水解反应生成和氢离子，故答案为：； ③结合表格中信息可知，实验2溶液黄色只是略变浅和实验1对比，可知实验2滴入了10滴蒸馏水； ④根据资料显示三价铁可以和氯离子结合形成黄色的，则可以设计实验为：向溶液加入固体，溶液黄色加深（合理皆可）； ⑤，，，则，答案为：或； ⑥工业盐酸显酸性，且其中含有大量的氯离子和溶有，则呈黄色的原因是：主要是含有。 2．（2025·全国·模拟预测）某实验小组探究与的反应，过程如下： 配制溶液，将一定量通入溶液中进行实验。装置如图(加热、夹持等装置略)。 回答下列问题： (1)配制溶液时，溶解固体的操作是 ；配制过程中用到的定量玻璃仪器有量筒、 。 (2)通入足量后，中溶液的颜色变红；放置一段时间后，溶液红色变浅，检验到溶液中含。 ①推测与溶液中的某种+4价含硫微粒形成了红色的配离子。设计如下实验进行验证(均在室温下进行)。 实验 溶液1 溶液2 现象 i 溶液 的饱和溶液 溶液1与溶液2混合后，三个实验所得溶液红色依次加深；放置一段时间后，溶液红色变浅 ii 溶液 的饱和溶液，用固体调 (补充完整) iii 溶液 的饱和溶液，用固体调 已知：溶液中+4价含硫微粒物质的量分数随pH变化的曲线如图所示。 由实验i、ii、iii得出，形成红色配离子的配体为 (填化学式)。 ②检验到溶液中含的操作及现象是 。 ③从电极反应的角度分析原理，实验中发生的氧化反应为 。 ④某同学认为，虽检测到，但不能证明是氧化+4价含硫微粒得到的，原因是 ；为证明氧化了+4价含硫微粒，补充的方案可能是 (填操作、现象)。 【答案】(1) 先将固体溶解在浓盐酸中，然后加入蒸馏水稀释 容量瓶 (2) 5.0 取少量中溶液，先加盐酸酸化，再加溶液，有白色沉淀生成 空气中的氧气可能将+4价含硫微粒氧化成 滴加溶液，生成蓝色沉淀 【解析】（1）极易水解，配制溶液时需将其溶解在浓盐酸中抑制其水解。配制一定物质的量浓度的溶液时，用到的定量玻璃仪器有量筒、容量瓶。题干要求配制溶液，故必须用到的定量仪器是容量瓶。 （2）①根据控制变量法及已知信息可知，实验中应调，此时溶液中主要含硫微粒为［提示：饱和溶液中主要含硫微粒为时溶液中主要含硫微粒为]。由实验、、得出，形成红色配离子的配体为。 ②C中溶液中存在+4价元素或或），为防止干扰检验，应避免用或。 ③从电极反应的角度分析，失电子生成。发生的氧化反应为。 ④虽检测到，但不能证明是氧化+4价含硫微粒得到的，可能是空气中的氧气氧化的；为证明氧化了+4价含硫微粒，可检验溶液中是否含有，检验时需要排除和的干扰，不能使用高锰酸钾溶液，可选择溶液进行检验。 3．（2025·全国·模拟预测）某实验小组探究与的反应，过程如下： 配制溶液，将一定量通入溶液中进行实验。装置如图(加热、夹持等装置略)。回答下列问题： (1)配制溶液时，溶解固体的操作是 ；配制过程中用到的定量玻璃仪器有量筒、 。 (2)通入足量后，中溶液的颜色变红；放置一段时间后，溶液红色变浅，检验到溶液中含。 ①推测与溶液中的某种＋4价含硫微粒形成了红色的配离子。设计如下实验进行验证(均在室温下进行)。 实验 溶液1 溶液2 现象 ⅰ 溶液 的饱和溶液 溶液1与溶液2混合后，三个实验所得溶液红色依次加深；放置一段时间后，溶液红色变浅 ⅱ 溶液 的饱和溶液，用固体调 (补充完整) ⅲ 溶液 的饱和溶液，用固体调 已知：溶液中＋4价含硫微粒物质的量分数随pH变化的曲线如图所示。 由实验ⅰ、ⅱ、ⅲ得出，形成红色配离子的配体为 (填化学式)。 ②检验到溶液中含的操作及现象是 。 ③某同学认为，虽检测到，但不能证明是氧化＋4价含硫微粒得到的，原因是 ；为证明氧化了＋4价含硫微粒，补充的方案可能是 (填操作、现象)。 【答案】(1) 将固体溶解在浓盐酸中，然后用蒸馏水稀释 250mL容量瓶 (2) 取少量中溶液，先加入过量的盐酸，再加入溶液，有白色沉淀生成 空气中的氧气可能将＋4价含硫微粒氧化成 滴加溶液，生成蓝色沉淀 【解析】（1）易水解，配制溶液时需将其溶解在盐酸中抑制其水解。配制溶液时，溶解固体的操作是：将固体溶解在浓盐酸中，然后用蒸馏水稀释；配制一定物质的量浓度的溶液时，用到的定量玻璃仪器有量筒、容量瓶。题干要求配制溶液，故必须用到的定量仪器是容量瓶。 （2）①根据控制变量法及已知信息可知，实验中应调，此时溶液中主要含硫微粒为[提示时溶液中主要含硫微粒为]。由实验、ⅱ、ⅲ得出，形成红色配离子的配体为。 ②中溶液中存在＋4价S元素(或或)，为防止干扰检验，应避免用或，具体操作：取少量中溶液，先加入过量的盐酸，再加入溶液，有白色沉淀生成。 ③虽检测到，但不能证明是氧化＋4价含硫微粒得到的，可能是空气中的氧气氧化的；为证明氧化了＋4价含硫微粒，可检验溶液中是否含有，检验时需要排除和的干扰，不能使用高锰酸钾溶液，可选择溶液进行检验，现象为产生蓝色沉淀。 4．（2025·北京东城·三模）绿矾是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。 【实验猜想】猜想1：生成； 猜想2：生成绿矾(FeSO4⋅xH2O)FeSO4⋅xH2O是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。； 猜想3：生成；…… 【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。 请回答下列问题： (1)实验操作的先后顺序是 。 ___________→___________→___________→___________(填字母) a．熄灭酒精灯，冷却　　　　b．先检查装置的气密性，后加入药品 c．点燃酒精灯，加热　　　　d．在“气体入口”处通入干燥的 其中操作d的作用是 。 (2)在实验过程中，观察到A中固体变红色，B中无水 ，C中试纸的颜色变化是 。 (3)反应结束后，取A中固体进行实验，经验证其成分为，请补全实验操作和现象实验操作及现象：取少量红色固体A于试管中 。 (4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由： 。 【实验结论】 (5)硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为 。 【实验改进】 (6)有同学对上述实验装置进行了改进，设计出如图所示装置，认为该装置也可以验证硫酸亚铁晶体热分解的产物。 ①G中的现象是 ，反应的离子方程式为 。 ②装置H的作用是 。 【答案】(1) bdca 排净装置内的空气 (2) 由白色变蓝色 蓝色变红色 (3)取少量红色固体A于试管中，加入足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；取少量溶液溶液于试管中滴入适量溶液中，溶液不褪色；取少量溶液溶液于试管中滴入KSCN溶液中，溶液变红色 (4) 、 不需要，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒，可知只有部分S元素的化合价降低，则进入D中的气体为和 (5) (6) 紫红色褪去 吸收二氧化硫，防止污染空气 【解析】（1）该实验探究有气体生成，故首先应检查装置的气密性；Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，影响探究结果，故应在“气体入口”处通入干燥的N2，排净装置内的空气；然后点燃酒精灯，对样品进行加热，实验结束后，熄灭酒精灯，进行冷却，故实验操作的先后顺序是：bdca； （2）加热时，FeSO4·xH2O首先会失去结晶水，然后FeSO4分解；B中无水CuSO4用于检验水的生成，吸水后固体由白色变成蓝色；C中收集到酸性气体，该气体会使湿润的蓝色石蕊试纸变红； （3）验证其成分为，需溶解后检验含有Fe3＋，不含有Fe2＋，所以其操作为取少量红色固体A于试管中，加入足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；取少量溶液溶液于试管中滴入适量溶液中，溶液不褪色；取少量溶液溶液于试管中滴入KSCN溶液中，溶液变红色； （4）A中成分为，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有部分S元素的化合价降低，从而可知进入D中的气体为SO3和SO2，因此D中的白色沉淀为BaSO4和BaSO3，不需要再经过实验验证； （5）由上述分析可知，产物为H2O、Fe2O3、SO2和SO3，则反应的化学方程式为：。 （6）硫酸亚铁受热分解生成氧化铁、二氧化硫和水蒸了，经过F检验水蒸气，无水硫酸铜变蓝，通过G，酸性高锰酸钾将二氧化硫氧化，溶液褪色，其离子方程式为，最后通过H吸收二氧化硫，防止污染空气； ①G中的现象为紫红色褪去，反应的离子方程式为； ②装置H的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气。 5．（24-25高三上·重庆·阶段练习）高铁酸钾()是一种环境友好的综合型水处理剂，通常为紫黑色固体，在pH为10~11时稳定存在。某学习小组在实验室中制备并进行相关探究。 (1)制备pH为10~11的和的混合溶液，其中制备所选试剂为和浓盐酸。 选择上述装置，按气流方向从左到右合理的连接顺序为 (填仪器接口处小写字母，尾气吸收装置及部分夹持装置已略去)；其中盛放的仪器名称为 。 (2)将制得的和的混合溶液与溶液反应制备，装置如图所示。 ①仪器m中适合盛放的试剂为 。 ②该制备反应的离子方程式为 ；该反应需控制温度在10℃以下，控制反应温度适宜选用的方法为 。 (3)向制得的溶液中加入，析出晶体。该实验条件下，的溶解度 (填“大于”或“小于”)的溶解度。 (4)该小组同学检测到碱性放置一段时间会产生红褐色沉淀，溶液逐渐变为绿色(生成)，同时还可能观察到的现象为 。 (5)测定K2FeO4(M=198g/mol)的纯度。准确称取0.5280gK2FeO4样品置于锥形瓶中，用KOH溶液溶解，加入过量KCr(OH)4溶液，再加入硫酸酸化配成待测液，用0.3000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00mL，则样品中K2FeO4的纯度为 (保留四位有效数字)，测定过程中涉及的离子反应有(未配平)： 【答案】(1) bfehg 圆底烧瓶 (2) 溶液 冷水浴(或冰水浴) (3)小于 (4)有无色无味气体生成 (5)75.00% 【解析】（1）由实验目的和实验原理可知，装置B用于和浓盐酸反应制备，装置D用于除去中的，装置E用于与一定量反应制备pH为10~11的和的混合溶液，则按气流方向从左到右装置合理的连接顺序为bfehg；盛放MnO2的仪器是圆底烧瓶； （2）①由反应原理可知，制备时应有碱参加反应，将溶液滴入和的混合溶液中有利于保持过量，有利于该反应的进行，故仪器m中适合盛放的试剂为溶液； ②该制备反应的离子方程式为；控制反应温度为10℃以下应选用冷水浴或冰水浴； （3）向溶液中加入，析出晶体，说明该实验条件下，溶解度：； （4）由信息可知，转化为和时，Fe元素化合价均降低，故O元素化合价升高生成，故有无色无味气体生成； （5）由电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为、、，由电子守恒得，，则，样品质量m样=0.5280g，纯度。 6．（2025·广东肇庆·二模）氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。 Ⅰ．溶液的配制 (1)配制溶液，需要 g； (2)配制溶液时，下列仪器中需用到的有 填字母。为抑制水解，需向溶液中加入一定量的 填化学名称。 Ⅱ．探究溶液与Fe的反应 小组同学进行如图所示实验，观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。 (3)为探究溶液红色褪去的原因，甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中，向其中一支中滴加几滴 填化学式，后同溶液，无明显变化；向另一支中滴加几滴 溶液，出现红色。甲同学得出结论：溶液红色褪去不是因为被消耗，而是因为被消耗。溶液红色褪去发生反应的离子方程式为 。 (4)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液，设计以下实验，并比较两组实验中溶液的颜色。 试管序号 待检验溶液体积 蒸馏水 溶液 现象 试管b 0 红色较深 试管d 红色较浅 上表中， ， 。 乙同学根据实验现象验证了其猜想。 (5)小组同学进一步发现，其他条件不变，增大加入的KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快。 查阅资料：①在酸性的溶液中，铁粉能与反应生成。 ②⇌(浅黄色； ⇌。 根据以上信息分析，增大KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为 。 (6)利用KSCN指示剂验证Fe与发生了反应时，更合理的实验操作为 。 【答案】(1) (2) AC 浓盐酸 (3) KSCN (4) (5)铁粉能与反应生成与结合成稳定性更强的浓度越大，相同时间内生成的浓度越大，与结合生成稳定配合物的速率越快，消耗的速率越快，因此溶液褪色越快 (6)先向溶液中加入过量的铁粉，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液 【解析】（1）先算出的物质的量，其质量 ， 故答案为：； （2）配制一定物质的量浓度溶液需要的仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等，图中A是容量瓶，C是胶头滴管；水解的离子方程式为：⇌，加入浓盐酸，增大浓度，抑制水解， 故答案为：AC；浓盐酸； （3）向一支试管中滴加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中可能没有；向另一支中滴加溶液出现红色，说明溶液中有，所以溶液红色褪去是因为被消耗，Fe与反应的离子方程式为， 故答案为：KSCN；； （4）为保证溶液总体积相同便于对比，b和d中溶液总体积要相等。d中溶液总体积为，b中溶液总体积为，且d中加入蒸馏水和溶液，b中不加入溶液，为保证总量一致中加入少量溶液，d中加入 溶液可忽略体积变化，则总体积为 ，所以 ， 故答案为：； （5）从资料可知，能与Fe反应生成与结合生成更稳定的浓度越大，相同时间生成浓度越大，结合速率越快，消耗快，溶液褪色快， 故答案为：铁粉能与反应生成与结合成稳定性更强的浓度越大，相同时间内生成的浓度越大，与结合生成稳定配合物的速率越快，消耗的速率越快，因此溶液褪色越快； （6）先向溶液中加入过量铁粉，将充分反应，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液，若溶液不变红，说明反应了，即Fe与发生了反应， 故答案为：先向溶液中加入过量的铁粉，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液。 7．（24-25高三下·湖南·开学考试）草酸亚铁晶体()是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体，具有较强的还原性，受热易分解，是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组设计了一系列实验制备草酸亚铁晶体并探究其性质。 Ⅰ．制备草酸亚铁晶体(装置如图所示) 称取5.0g硫酸亚铁铵晶体，放入250mL三颈烧瓶中，先加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水，加热溶解，固体溶解完全后，再加入25mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸腾，停止加热。静置，待析出大量黄色晶体后倾析，向三颈烧瓶中加入约20mL蒸馏水，搅拌并温热5min，静置，弃去上层清液，即得黄色草酸亚铁晶体。 回答下列问题： (1)仪器C的名称是 。 (2)仪器B的作用是冷凝回流，提高原料的利用率，选择下列仪器中的 (填标号)效果最佳。 (3)硫酸亚铁铵晶体中可能混有一定量，羟胺(，酸性条件下以形式存在)具有强还原性。可用羟胺去除亚铁盐中的，写出相关反应的离子方程式： 。 Ⅱ．草酸亚铁晶体热分解产物的探究，实验装置如图。 实验现象：装置B、F中澄清石灰水变浑浊，装置E中黑色氧化铜变为红色。 (4)无水硫酸铜的作用是 ；装置C中足量NaOH溶液的作用是 。 (5)从绿色化学角度考虑，该套装置存在的明显缺陷是 。 (6)实验结束后，装置A中残留FeO，无水硫酸铜变为蓝色，则装置A中发生反应的化学方程式为 。 (7)若称取mg草酸亚铁晶体进行实验，加热一段时间后，残余固体的组成可表示为，则残余固体的质量为 (填含m的式子)g。 【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2)b (3) (4) 监测是否有水生成 除去混合气体中的 (5)缺少处理CO尾气的装置 (6) (7) 【解析】称取一定质量硫酸亚铁铵晶体，放入三颈烧瓶中，加入10滴左右溶液和15mL蒸馏水，加热溶解，固体溶解完全后，再加入25mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸腾，停止加热。静置，待析出大量黄色晶体后倒出上层水溶液，再向三颈烧瓶中加入约20mL蒸馏水，搅拌并温热5min，静置，弃去上层清液，即得黄色草酸亚铁晶体。 验证草酸亚铁晶体分解产物，组装好装置后，先通一段时间氮气，排尽装置中空气和A中水蒸气，防止干扰产物检验；加热A装置，通过无水硫酸铜检验产物水，再通过澄清石灰水检验二氧化碳；用足量NaOH溶液除去二氧化碳后，干燥，氧化铜及F中澄清石灰水用于检验是否存在CO，据此分析解答。 （1）由示意图可知仪器C的名称是恒压滴液漏斗； （2）三种冷凝管中，b为蛇形冷凝管，蒸汽与冷凝水接触时间最长，冷凝效果最好，故选b； （3）在酸性条件下，Fe3+、羟胺(NH2OH)会发生氧化还原反应，Fe3+转化为Fe2+，羟胺被氧化为N2，从而可除去Fe3+，由于酸性条件下NH2OH会转化为NH3OH+，所以根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：； （4）无水硫酸铜遇水生成蓝色晶体，作用是监测是否有水生成；装置C中足量NaOH溶液的作用是除去混合气体中的，以避免对CO检验产生干扰； （5）从绿色化学角度考虑，该装置中缺少处理CO尾气的装置； （6）依据题目信息，可推出草酸亚铁分解的产物有水、一氧化碳、二氧化碳和氧化亚铁，据此写出其分解的化学方程式：； （7）mg草酸亚铁晶体的物质的量为：n=；根据元素守恒，最终得到的的物质的量为；则残余固体的质量为。 8．（24-25高三上·福建福州·阶段练习）实验小组制备高铁酸钾()并探究其性质。 资料：为紫色固体，微溶于溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速反应产生，在碱性溶液中较稳定。 (1)制备(夹持装置略) ①A为氯气发生装置，其中装有浓盐酸的仪器名称为 。 ②C中有多个反应发生，其中生成高铁酸钾的化学反应方程式为 。 (2)探究的性质 ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有。为证明是否氧化了而产生，设计以下方案： 方案I 取少量a，滴加溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅱ 用溶液充分洗涤C中所得固体，再用溶液将溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有产生。 I．由方案I中溶液变红可知a中含有 离子，但该离子的产生不能判断一定是将氧化，该离子还可能由反应 产生(用离子方程式表示)。 Ⅱ．方案Ⅱ可证明氧化，用溶液洗涤的目的是排除 的干扰。 ②根据的制备实验得出：氧化性 (填“>”或“<”)，而方案Ⅱ实验表明，和的氧化性强弱关系相反，原因是 。 (3)若在制备装置C中加入的质量为，充分反应后经过滤、洗涤、干燥得固体，则的产率为 。(保留3位有效数字) 【答案】(1) 恒压滴液漏斗 (2) Fe3+ ClO- > 溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱 (3) 【解析】（1）①A为氯气发生装置，其中装有浓盐酸的仪器名称为恒压滴液漏斗。 ②由分析，C中生成高铁酸钾的化学反应方程式为； （2）①溶液a中滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色，说明溶液a中含有Fe3+；已知，在酸性或中性溶液中快速产生O2，氧元素化合价升高，则铁元素化合价降低产生Fe3+，产生的Fe3+干扰了实验检验，反应中部分氧化合价由-2变为0、铁化合价由+6变为+3，结合电子守恒，反应为； C装置中氯气和氢氧化钾会生成次氯酸钾，在碱性溶液中较稳定，其且固体表面会附有生成的ClO-，加入盐酸时ClO-能与盐酸反应生成的Cl2，所以用KOH溶液洗涤的目的是除去固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO-干扰实验； ②制备的反应为，Cl2是氧化剂，K2FeO4是氧化产物，则氧化性：Cl2＞K2FeO4，方案Ⅱ得出氧化性：K2FeO4＞Cl2，二者相反，对比两个反应的条件，制备在碱性条件下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱； （3）装置C中加入的质量为，充分反应后经过滤、洗涤、干燥得固体，结合Fe守恒，则的产率为 题组五 铁价类二维图 1．（2024·广东江门·三模）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．若M不溶于水，M一定为FeO B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C．若Q为金属阳离子，则可用溶液检验 D．与氧化剂在碱性条件下反应可生成 【答案】A 【解析】A．M中含有+2价铁，且所含电荷数为0，可能是FeO或Fe(OH)2，A错误； B．R为0价铁元素，且为单质，则为Fe单质，常温下浓硫酸可以使Fe钝化，B正确； C．若Q为金属阳离子，化合价为+2价，则为Fe2+，与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，C正确； D．中Fe元素为+6价，据图可知在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，D正确； 故选A。 2．（23-24高三上·陕西咸阳·期中）铁元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．常温下可用铁制容器运输浓硫酸 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转变为d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 【答案】B 【解析】A．铁在浓硫酸中钝化，因此常温下可用铁制容器运输浓硫酸，故A正确； B．b为FeO，c为Fe2O3，FeO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3，故B错误； C．e为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易转变为Fe(OH)3，即4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，故C正确； D．h为高铁酸盐即含FeO，FeO具有强氧化性，能够杀菌消毒，+6价的铁被还原成+3价，又Fe3+形成氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以做净水剂，故D正确； 故答案选B。 3．（2024·湖南）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．常温下，可用R材质容器储运浓硫酸 B．M可用K3[Fe(CN)6]溶液检验 C．若Q为金属阳离子，可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成 D．Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO 【答案】B 【解析】A．常温下，铁在浓硫酸中会发生钝化，所以常温下，可用R材质容器储运浓硫酸，故A合理； B．Fe2+和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，M不是Fe2+，所以M不能用K3[Fe(CN)6]溶液检验，故B不合理； C．Fe2O3与稀HI溶液发生氧化还原反应，Fe2O3中的+3价铁被I-还原为Fe2+，故C合理； D．从图中可以看出，在碱性溶液中可以生成，中铁为+6价，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，故D合理； 故选B。 4．（2024·河南·三模）部分含铁物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述错误的是 A．c在潮湿空气中迅速转化成d B．a和e溶液能发生化合反应 C．b在空气加热迅速生成黑色固体 D．在稀硫酸中加入a、b、c都生成e 【答案】D 【解析】A．在潮湿空气中迅速被氧化成，A项正确； B．和发生归中反应(化合反应)生成，B项正确； C．在空气中加热生成黑色的，C项正确； D．、、硫酸反应都生成，而非，D项错误； 故选：D。 5．（24-25高三上·山东泰安·期末）下图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化① B．加热发生转化③，与HI反应发生④ C．可通过与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为 D．作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 【答案】D 【解析】A．铁在氧气燃烧生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁，不能实现上述转化①，故A错误； B．氢氧化铁与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘和水，不能发生转化④，故B错误； C．氢氧化亚铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，则氢氧化亚铁与稀硝酸计量数之比为3：10，故C错误； D．高铁酸钾能与水中的细菌发生氧化还原反应生成铁离子，达到杀菌消毒的作用，反应生成的铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的作用，所以高铁酸钾作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水，故D正确； 故选D。 题组六 铁及其化合物综合应用 1．（23-24高三上·天津河西·期中）铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。 (1)基态Fe原子的价层电子排布式为 ；铁元素在元素周期表中的位置是 ，属于 区。 (2)铁及其化合物A~E的分类分布及其转化关系如下图所示： ①从图中(A~E)选择反应物，实现Ⅰ的转化，写出反应Ⅰ的离子方程式： 。 ②预测物质E中铁元素具有 (填“氧化性”或“还原性”)。 ③写出反应Ⅱ的化学方程式： 。 ④实现反应Ⅲ的转化，可选择含N元素的试剂为 。 (3)探究铁盐X的组成与性质(忽略过程中氧气的参与) ①由步骤ⅰ及其现象可推知铁盐X的物理性质： 。 ②由步骤ⅱ、ⅲ及其现象可推知该铁盐X中含有的阴离子为 。 ③C溶液呈黄色，不可能是因其体系中含有的 、 、 、 (填离子符号)所致； 而可能是因其体系中含有的 、 (填粒子的化学式)等所致。 ④由步骤iv、v及其现象，体系中与结合能力最强的离子是 。 【答案】(1) 3d64s2 第四周期Ⅷ族 d (2) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 氧化性 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 HNO3 (3) X易溶于水 Cl- H+ OH- Fe3+ Fe2+ OH- 【解析】（1）铁是26号元素，基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2；铁元素在元素周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，属于d区。 （2）①反应Ⅰ是Fe3+被Fe还原为Fe2+，反应的离子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+。 ②E中Fe元素化合价为+6，高价铁具有氧化性，预测物质E中铁元素具有氧化性。 ③C是Fe(OH)2、D是Fe(OH)3，Fe(OH)2可以被氧气氧化为Fe(OH)3，反应Ⅱ的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 ④B为FeO，Fe元素化合价为+2，实现反应Ⅲ的转化，Fe元素化合价升高发生氧化反应，需要和氧化剂反应，可选择含N元素的试剂为HNO3。 （3）①由步骤ⅰ及其现象可推知铁盐X的物理性质：X易溶于水。 ②X和氯化钡反应生成沉淀，该沉淀不溶于盐酸，则沉淀为硫酸钡，由步骤ⅱ、ⅲ及其现象可推知该铁盐X中含有的阴离子为。 ③A溶液和过量的氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，硫酸根离子完全沉淀，C溶液呈黄色，不可能是因其体系中含有的、Cl-、H+、OH-所致；而可能是因其体系中含有的Fe3+、Fe2+等所致。 ④由步骤iv、v及Fe(SCN)3和NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，可知体系中与结合能力最强的离子是OH-。 2．（2025高三·全国·专题练习）下列有关判断错误的是 （填字母）。 A．铁与碘反应易生成碘化铁 B．溶液中滴加溶液，将观察到溶液变红色 C．已知金属性：，可推理出氧化性： D．溶液中加入产生沉淀： E．探究具有还原性：向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 【答案】ABC 【解析】A．碘单质的氧化性较弱，与铁反应时只能生成Fe2+，得到FeI2，故A错误； B．KSCN溶液遇到Fe3+才会变成血红色，由于FeCl2溶液中不存在Fe3+，所以FeCl2溶液中滴加KSCN溶液不会变色，故B错误； C．FeCl3溶液可以腐蚀电路板，离子反应方程式为，此反应中Fe3+是氧化剂，Cu2+是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物，因此氧化性，故C错误； D．向溶液中加入溶液，溶液具有氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为，Fe3+在水溶液中会水解，形成Fe(OH)3沉淀，离子方程式为，将第二个离子方程式两边同时乘以2和第一个相加得，故D正确； E．向盛有溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液不变色，说明溶液中没有Fe3+，再滴加几滴新制的氯水，溶液变为血红色，说明生成了Fe3+，发生的反应为，说明Fe2+能被Cl2氧化，体现Fe2+的还原性，故E正确； 故答案为：ABC。 3．（23-24北京）I．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示： Fe2＋Fe3＋ 回答下列有关问题： (1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①④的转化，要求产物纯净，可选用 (填字母)。 a．Cl2　　　　　　b．Fe　　　　　c．Cu　　　　d．KMnO4 Ⅱ．硫酸亚铁是一种重要的工业原料，同时可以用于制造补血药物，但具有毒性，故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况，设计了如图所示实验方案： 该同学在实验中加入了过量新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，现对褪色原因进行探究(已知SCN-有还原性)。 【提出假设】 (2)假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态； 假设2： 。 【设计方案】 (3)为了对你所提出的假设2进行验证，实验方案是 。 【答案】(1)ab (2)SCN-被过量的新制氯水氧化 (3)取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明假设2成立；若溶液不变红色，则假设2不成立 【解析】（1）a．氯气有氧化性，能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时有氯离子生成，没有杂质生成，故a正确； b．铁与铁离子反应生成二价铁离子，不引入其他杂质，故b正确； c．铜与铁离子反应生成铜离子和亚铁离子，引入了铜离子杂质，故c错误； d．酸性高锰酸钾氧化亚铁离子时，产物会有钾离子、锰离子引入，不符合产物纯净的要求，故d错误； 故选ab。 （2）发现红色褪去说明Fe(SCN)3的浓度逐渐减小。而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN-有关，故可能是溶液中的Fe3＋被Cl2氧化为更高的价态，也可能是由于SCN-具有还原性，Cl2是一种强氧化剂，SCN-被过量的新制氯水氧化，导致红色褪去。假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态；所以假设2：SCN-被过量的新制氯水氧化。 （3）假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN-被氧化，则只要向褪色后的溶液中加入过量KSCN溶液，根据溶液是否变红，确定原溶液中是否存在SCN-，从而确定SCN-是否被氧化。所以对假设2进行验证，实验方案是：取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明假设2成立；若溶液不变红色，则假设2不成立。 4．（23-24 安徽安庆·期末）铁元素是人体必需的微量元素之一。口服补铁剂可治疗缺铁性贫血。其中多糖铁无论是吸收效果、口味还是副作用方面都比传统补铁剂更优秀。 某实验小组为研究多糖铁中铁元素的价态及其含量，设计并进行了如下实验： 【实验一】检验该补铁剂中铁元素的价态 Ⅰ、猜想与假设 同学甲：多糖铁中铁元素价态均为+2价 同学乙：多糖铁中铁元素价态均为+3价 (1)同学丙认为甲、乙猜测均不准确，他认为多糖铁中铁元素价态可能为 Ⅱ、查阅资料 ①多糖铁的化学式为，溶于盐酸时产生含铁元素的离子； ②人体内血红蛋白中铁元素化合价为-+2价； ③遇会产生蓝色沉淀。 Ⅲ、实验方案设计 可选用试剂：盐酸、酸性溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溶液 (2)试剂A为 ；试剂B为 。 (3)现象1为： ； Ⅳ、结果与讨论：多糖铁中铁元素的价态为+3价 (4)多糖铁与维生素C同时服用效果更好，试分析维生素C在这一过程中的作用是 。 (5)有同学表示多糖铁在生产的过程中不能使用铜制容器，请用离子反应方程式说明原因： 。 【实验二】测量该多糖铁补铁剂中铁元素的含量 (6)请写出沉淀2转化成红棕色固体的化学方程式： 。 (7)多糖补铁剂中铁元素的质量分数为 （用a和m表示） 【答案】(1)+2、+3 (2) 盐酸 溶液 (3)溶液出现红色 (4)维生素C将还原为 (5) (6) (7) 【解析】（1）同学丙认为甲、乙猜测均不准确，他认为多糖铁中铁元素价态可能为+2、+3； （2）①由图分析可知试剂A为盐酸，溶解多糖铁； ②试剂B为铁氰化钾溶液，检验亚铁离子； （3）加入KSCN溶液变为血红色，证明有铁离子； （4）维生素C将Fe3+还原为Fe2+； （5）铜制容器与Fe3+反生反应，离子方程式为； （6）氢氧化铁转化成氧化铁固体的化学方程式：； （7）m片补铁剂经上述处理后反应产生Fe2O3质量是a g，则氧化铁的物质的量为，则n(Fe)=2n(Fe2O3)=，铁元素的质量分数为，化简为。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$