第11 讲 铁及其化合物—初升高衔接-2025-2026学年新高一化学初升高衔接

初升高暑假化学衔接 第11 讲 铁及其化合物 模块一 铁 1．铁的主要性质 (1)铁的位置、存在和物理性质 主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿 、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（ ）等。 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 (2)铁的化学性质 铁的化学性质较活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价 ①与非金属单质反应 非金属 反应条件 现象 化学方程式 O2 常温、潮湿空气中　 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈 — 点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4 S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 I2 加热 — Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 ②铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应： ③铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物；铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物。 a.与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应： 。 b.与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应 常温下： 铁在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应。 加热条件下： 与浓硫酸： 与浓硝酸： 与稀硝酸： Fe与过量稀HNO3的反应： Fe与少量稀HNO3的反应： ④铁与某些盐溶液反应 Fe与FeCl3溶液的反应： Fe与CuSO4溶液反应： ⑤利用铝热反应焊接无缝钢轨： (3)铁的冶炼：工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO 铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑、 CaO＋SiO2CaSiO3 【题型1 铁的性质及其冶炼】 1.1下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4 B．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 1.2（2024·全国新课标卷）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 模块二 铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物的氢氧化物 (1)铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 铁红 磁性氧化铁 色态 溶解性 铁的价态 (2)铁的氧化物化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。 ③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋ ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 2．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 受热分解 制法 可溶性亚铁盐与碱反应： 可溶性铁盐与碱反应： 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，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。 3．Fe(OH)2的制备 成功关键 ①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质 ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在 的体系中 制备方法 方法 装置 说明 隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液 【题型2 铁及其氧化物】 2.1下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，而Fe(OH)2不能 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁元素的化合价可看作既有＋2又有＋3 2.2类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几个类推结论中错误的是 ①是碱性氧化物；FeO、都是碱性氧化物 ②铁制品露置在空气中一段时间后就会生锈；铝的性质比铁活泼，铝制品在空气中也不稳定 ③Fe与直接化合时可得到；Fe与直接化合时也可得到 ④受热易分解；、受热也易分解 A．①④ B．③④ C．①②③ D．①②④ 【题型3 铁的氢氧化物的制备】 3.1下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 3.2如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是(　　) A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 模块三 亚铁离子和铁离子 1．亚铁离子和铁离子 (1)亚铁离子的氧化性和还原性 ①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 ②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： 。 ③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式： (3)铁离子的氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为 (3)混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ①Fe3＋的检验 a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋ b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋ b.溴水褪色，说明含有Fe2＋ c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋ 【归纳总结】 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 (1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 (4)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量 后过滤 FeCl3 FeCl2 加 或 FeCl2 CuCl2 加过量 后过滤 【题型4 铁离子、亚铁离子的检验】 4.1下列有关、的性质及应用的说法正确的有几个 ①向盛有溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变 ②将废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的 ③向溶液中滴加溶液，溶液显红色 ④将NaOH浓溶液滴加到饱和溶液中制备胶体 ⑤向溶液中加入过量铁粉的离子方程式： ⑥与在酸性溶液中的反应： A．2 B．3 C．4 D．5 4.2向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是 A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+ B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+ C．试管3中的离子反应为：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl- D．试管3中必定有红色沉淀生成 【题型5 铁三角的转化及其应用】 “铁三角”的转化 用离子方程式表现转化 ①2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ ②2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO ③3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5.1如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B.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 C.加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D.由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 5.2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.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K3[Fe（CN）6]溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe 【题型6 工艺流程与铁的化合物融合】 6.1某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。 下列说法不正确的是(　　) A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应 B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸 C.标号①处发生的离子反应最多有三个 D.铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料 6.2 FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B.沉淀过程中有CO2气体放出 C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 6.3硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。 已知：“还原”时，发生反应FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是(　　) A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率 B.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶7 C.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋和H＋ D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O 6.4从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是（　　） A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋ 模块四 分层训练 【题型1 铁】 1．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 2．不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的化合价为价的是 A．氯气 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硫酸铜 3．下列关于铁的说法正确的是 A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C．已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ 4．把铁和铜加入氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，反应后铁有剩余，则 A．溶液中有Fe2 + 、Cu2+ B．剩下的固体是Fe和Cu C．溶液中有Fe3+、Fe2+ D．剩下的固体是Fe，无Cu 5．下列关于铁单质的说法中不正确的是 A．铁和氯气完全反应，转移的电子数为 B．装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉，这是利用了铁粉的还原性 C．常温下，与不反应，但在空气中、的共同作用下能发生氧化反应 D．单质完全转变为，失去个电子 6．将1.12g铁粉加入25mL2mol∙L-1的FeCl3溶液中，充分反应后，其结果正确的是 A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl-的量保持不变 B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液不显红色 C．Fe2+和Fe3+的物质的量之比为1:6 D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2 【题型2 铁的化合物】 7．下列有关铁元素的叙述中，正确的是 A．自然界中存在赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合 B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3 C．氢氧化铁与氢碘酸反应的化学方程式为 D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 8．铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝居第四位。铁及其化合物应用广泛。高铁酸钾(K2FeO4)是种新型、高效、多功能水处理剂，其制备原理如下：2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．K2FeO4有还原性，可用于净水 B．Fe(OH)3受热易分解，可用于吸附杂质 C．FeCl3有氧化性，可用于制作印刷铜电路板 D．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作油漆涂料 9．如图所示装置，可用来制取，实验中使用的试剂为铁屑和的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是 A．分液漏斗中盛放的是氢氧化钠溶液 B．实验开始时应先将a关闭 C．A中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应 D．生成的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭a，A中液体沿导管流入B中 10．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是 A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3 B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用 C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物 11．以太阳能为热源分解Fe3O4，铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。下列叙述错误的是 A．Fe3O4具有磁性，可用于制造录音磁带和电讯器材 B．过程的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2↑ C．过程中每消耗0.5molFe3O4转移2mol电子 D．铁氧化合物循环分解水制H2具有节约能源、产物易分离等优点 12．用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备的一种实验流程如下： 下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是 A．可在装置甲中进行“酸浸”操作 B．按图乙所示操作配制“酸浸”所需的溶液 C．用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液 D．用装置丁灼烧固体制 13．可用于制备补血剂，某实验小组设计了制备两套实验装置，下列说法错误的是 A．装置①中足量的铁屑和产生的都可防止被氧化成 B．装置①易产生杂质 C．装置②中温度越高，越有利于生成 D．装置①中导管a的作用是平衡气压使稀顺利流下 14．又称铁红，请根据要求完成下列问题。 (1)固体(红棕色)属于 (填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)；将加入适量盐酸中，反应的离子方程式 。 (2)取少量上述溶液置于试管中，滴入NH3·H2O溶液，可观察到有沉淀产生，反应的离子方程式 。 (3)在小烧杯中加入蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴溶液，继续煮沸至出现 色，即可制得胶体，写出制备的化学方程式 。能否利用FeCl3溶液与NaOH溶液制取胶体 (填能或不能) (4)取(2)中的悬浊液于试管中，加入NaClO和浓NaOH溶液可制得高效的应用水消毒剂(Na2FeO4)，请配平下列离子方程式 ___________Fe(OH)3+___________ClO-+___________OH-=___________FeO+___________Cl-+___________H2O (5)另取一小烧杯也加入蒸馏水，向烧杯中加入溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到烧杯 (填“甲”或“乙”)的液体中产生了丁达尔效应。 15．铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题： (1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C。维生素C的作用是 。 (2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式： 。 (3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为 。 (4)某废料铁泥的主要成分为、、Fe和杂质（杂质不与硫酸反应）。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下： ①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。 ②能检验溶液A中含有的试剂是 （填字母）。 A．铁粉　　　B．酸性溶液　　　C．溶液 ③步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式为 。 16．铁在人体中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。 (1)人体中经常进行转化 Fe2+Fe3+，A反应中Fe2＋作 剂，B反应中Fe3＋作 剂。 (2)新配制的FeCl2溶液应加入 以防止FeCl2转化为FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的 。 (3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为 。 (4)为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl- 和 ；处理过程中需定期添加的原料是 。 (5)某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证： 取少许未知试液于试管中溶液呈红色(证明含有FeCl2)，你认为此方案 (填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进： 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$初升高暑假化学衔接 第11 讲 铁及其化合物 模块一 铁 1．铁的主要性质 (1)铁的位置、存在和物理性质 主要以化合态（陨石除外）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。 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 (2)铁的化学性质 铁的化学性质较活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价 ①与非金属单质反应 非金属 反应条件 现象 化学方程式 O2 常温、潮湿空气中　 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈 — 点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4 S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS I2 加热 — Fe＋I2FeI2 Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3 ②铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 ③铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物；铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物。 a.与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 b.与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应 常温下： 铁在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应。 加热条件下： 与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。 与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O。 与稀硝酸： Fe与过量稀HNO3的反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 Fe与少量稀HNO3的反应：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。 ④铁与某些盐溶液反应 Fe与FeCl3溶液的反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu ⑤利用铝热反应焊接无缝钢轨：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 (3)铁的冶炼：工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO 铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑、 CaO＋SiO2CaSiO3 【题型1 铁的性质及其冶炼】 1.1下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4 B．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 【答案】C 【解析】室温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，故A错误；高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C正确；Fe与氧化铝不反应，故D错误。 1.2（2024·全国新课标卷）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】铁和水蒸气在高温下发生反应生成和H2，该反应的化学方程式为，A正确；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；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；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。 模块二 铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物的氢氧化物 (1)铁的氧化物 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 (2)铁的氧化物化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO＋2H＋= Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋= 2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋= 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。 ③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 3FeO＋6H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O； ④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋ Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。 ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 2．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 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。 3．Fe(OH)2的制备 成功关键 ①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质 ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液 【题型2 铁及其氧化物】 2.1下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，而Fe(OH)2不能 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁元素的化合价可看作既有＋2又有＋3 【答案】A 【解析】A项，Fe(OH)2中的Fe2＋具有较强的还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，错误；B项，FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，正确；C项，Fe(OH)2只能通过复分解反应得到，Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，正确；D项，Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，Fe元素的化合价可看作既有＋2又有＋3，正确。 2.2类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几个类推结论中错误的是 ①是碱性氧化物；FeO、都是碱性氧化物 ②铁制品露置在空气中一段时间后就会生锈；铝的性质比铁活泼，铝制品在空气中也不稳定 ③Fe与直接化合时可得到；Fe与直接化合时也可得到 ④受热易分解；、受热也易分解 A．①④ B．③④ C．①②③ D．①②④ 【答案】C 【解析】FeO能和酸反应生成盐和水，符合碱性氧化物的定义，属于碱性氧化物，而和酸反应会生成铁盐和亚铁盐两种盐，不符合碱性氧化物的定义，不属于碱性氧化物，①结论错误；铝的性质比铁活泼，铝制品放在空气中表面会形成一层氧化铝薄膜，由于氧化铝薄膜比较致密，可保护内层金属，铝制品在空气中可稳定存在，②结论错误；是一种弱氧化剂，和Fe直接化合时只能得到，③结论错误；、与一样，受热均易分解为对应氧化物和水，④结论正确； 故选C。 【题型3 铁的氢氧化物的制备】 3.1下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 【答案】B 【解析】装置①是先用Fe粉与稀硫酸反应产生的H2将装置中的空气排尽，然后滴入NaOH溶液，与FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，可以达到目的，①正确；②滴入的NaOH溶液会吸收空气中的氧气，与试管中的FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2和Na2SO4，溶液中有氧气，会氧化Fe(OH)2变为Fe(OH)3，因此会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，不能达到实验目的，②错误；③中液面上加苯阻止了空气进入，在隔绝空气的环境中NaOH、FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2和Na2SO4，由于没有空气，Fe(OH)2不能被氧化，能较长时间观察到白色沉淀，③正确；故合理选项是B。 3.2如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是(　　) A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【答案】C 【解析】溶液中会溶解少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；铁和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2，H2能排尽装置内的空气，故B正确；关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；氢氧化亚铁具有还原性，能够被氧气氧化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。 模块三 亚铁离子和铁离子 1．亚铁离子和铁离子 (1)亚铁离子的氧化性和还原性 ①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 ②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 ③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (3)铁离子的氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ (3)混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ①Fe3＋的检验 a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋ b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋ b.溴水褪色，说明含有Fe2＋ c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋ 【归纳总结】 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 (1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 (4)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 【题型4 铁离子、亚铁离子的检验】 4.1下列有关、的性质及应用的说法正确的有几个 ①向盛有溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变 ②将废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的 ③向溶液中滴加溶液，溶液显红色 ④将NaOH浓溶液滴加到饱和溶液中制备胶体 ⑤向溶液中加入过量铁粉的离子方程式： ⑥与在酸性溶液中的反应： A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】B 【解析】①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，溶液不再存在Fe3+，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，①正确； ②氯气具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+能氧化Fe生成亚铁离子，涉及的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe=3Fe2+，从而除去氯气，②正确； ③向FeCl2溶液中不存在Fe3+，加入NH4SCN溶液不变红，③错误； ④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀，无法得到胶体，④错误； ⑤选项所给离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，⑤错误； ⑥酸性环境中H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，⑥正确； 故选B。 4.2向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是 A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+ B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+ C．试管3中的离子反应为：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl- D．试管3中必定有红色沉淀生成 【答案】B 【解析】A．加入KSCN溶液可检验Fe3+，故A错误； B．加入KSCN溶液可检验Fe3+，试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+，故B正确； C．试管3中的离子反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故C错误； D．试管3中加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3+结合生成血红色配合物，不是沉淀，故D错误； 故选：B。 【题型5 铁三角的转化及其应用】 “铁三角”的转化 用离子方程式表现转化 ①2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ ②2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO ③3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5.1如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B.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 C.加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D.由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 【答案】D 【解析】铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水不能实现转化③，故C错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，发生还原反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成Fe(OH)3胶体，故D正确。 5.2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.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K3[Fe（CN）6]溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe 【答案】A 【解析】由题图可知，M还可以是Fe（OH）2等，A项错误；若R为单质，则R为Fe，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，B项正确；若Q为金属阳离子，则Q为Fe2＋，可用K3[Fe（CN）6]溶液检验Fe2＋，C项正确；由题图可知，Fe3＋在碱性条件下与氧化剂反应可生成Fe，D项正确。 【题型6 工艺流程与铁的化合物融合】 6.1某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。 下列说法不正确的是(　　) A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应 B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸 C.标号①处发生的离子反应最多有三个 D.铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料 【答案】C 【解析】标号①处发生的反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋，②处发生的反应是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，③处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，故①、②、③处发生的反应均为氧化还原反应，A正确；标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，加入的相应物质是稀硝酸，故B正确；由上述分析可知，标号①处发生的离子反应超过三个，故C错误；Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，工业上常用作红色颜料，故D正确。 6.2 FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B.沉淀过程中有CO2气体放出 C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 【答案】D 【解析】A项，Fe2＋变质会生成Fe3＋，则只需检验溶液中是否含有Fe3＋，可利用KSCN和Fe3＋反应溶液显红色进行检验，正确；B项，FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑，则沉淀过程中有CO2气体放出，正确；C项，过滤操作中需要用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，正确；D项，二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，FeCO3在空气中高温分解生成Fe2O3，错误。 6.3硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。 已知：“还原”时，发生反应FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是(　　) A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率 B.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶7 C.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋和H＋ D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O 【答案】C 【解析】A.适当提高硫酸浓度，增大氢离子浓度，可增大反应速率，A正确；B.有关的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋，反应中FeS2的Fe元素化合价不变，S元素化合价升高，则SO为氧化产物，Fe3＋转化为Fe2＋，化合价降低，Fe2＋为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物质的物的量之比为2∶14＝1∶7，B正确；C.滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸，且生成氢离子，则“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋和H＋，C错误；D.滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀，发生的离子方程式为4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O，D正确。 6.4从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是（　　） A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋ 【答案】C 【解析】试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，故通过过滤（操作Ⅰ）得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3晶体，故试剂b是稀盐酸，铜不与稀盐酸反应，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤（操作Ⅱ）可得到金属铜，滤液Z为FeCl2溶液；将两次过滤得到的FeCl2溶液混合并通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，将FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，然后通过操作Ⅲ（蒸发浓缩、冷却结晶、过滤）便可得到氯化铁晶体。由分析可知，试剂a是铁，试剂b是稀盐酸，故A错误；蒸发浓缩与过滤所使用的仪器不同，故B错误；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故不可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋，故D错误。 模块四 分层训练 【题型1 铁】 1．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 【答案】D 【分析】由实验装置图可知，试管底部的湿棉花受热提供水蒸气，试管中部的铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，蒸发皿中盛有的肥皂液用于收集和验证氢气的生成，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，实验结束后为防止倒吸应该先撤导管后熄灭酒精灯。 【解析】A．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是有单质参加和有单质生成的置换反应，故A正确；B．由分析可知，试管底部的湿棉花的作用是受热提供水蒸气，故B正确；C．由分析可知，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，故C正确；D．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁是黑色固体，不是红色固体，故D错误；故选D。 2．不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的化合价为价的是 A．氯气 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硫酸铜 【答案】A 【解析】A． 氯气具有强氧化性，能将Fe氧化+3价，无论铁是否过量，铁在氯气中燃烧都生成，故A正确；B． 稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H元素体现的，能将Fe氧化为Fe2+，故B错误；C． 稀硫酸具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+，故C错误；D． 硫酸铜中铜离子具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+，故D错误；故选A。 3．下列关于铁的说法正确的是 A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C．已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ 【答案】C 【解析】A．铁在空气中不能燃烧，A错误；B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；C．在金属活动顺序表中，Ag排在Cu的后面，可推测Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C正确；D．铁与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，反应产物与量的多少无关，D错误；答案为：C。 4．把铁和铜加入氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，反应后铁有剩余，则 A．溶液中有Fe2 + 、Cu2+ B．剩下的固体是Fe和Cu C．溶液中有Fe3+、Fe2+ D．剩下的固体是Fe，无Cu 【答案】B 【解析】把金属铁和铜加入到氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，可能发生2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，因铁剩余，则Fe3+、Cu2+完全反应，溶液中阳离子为Fe2+，剩下的固体是Fe和Cu。故选B。 5．下列关于铁单质的说法中不正确的是 A．铁和氯气完全反应，转移的电子数为 B．装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉，这是利用了铁粉的还原性 C．常温下，与不反应，但在空气中、的共同作用下能发生氧化反应 D．单质完全转变为，失去个电子 【答案】A 【解析】A．由反应方程式2Fe+3Cl22FeCl3，5.6 g铁和7.1 g氯气完全反应，铁有剩余，氯气完全反应生成FeCl3，转移的电子数为0.2NA，故A错误；B．装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉，铁粉做脱氧剂，利用了铁粉的还原性，故B正确；C．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下铁能发生氧化反应被锈蚀，故C正确；D．四氧化三铁中+2价Fe与+3价Fe的个数比为1∶2，3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子，故D正确；故选A。 6．将1.12g铁粉加入25mL2mol∙L-1的FeCl3溶液中，充分反应后，其结果正确的是 A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl-的量保持不变 B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液不显红色 C．Fe2+和Fe3+的物质的量之比为1:6 D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2 【答案】D 【解析】A．n(Fe)==0.02mol，n(Fe3+)=2mol∙L-1×0.025L=0.05mol，铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，Fe完全反应而Fe3+有剩余，A不正确；B．由A中分析可知，氯化铁剩余，溶液显血红色，B不正确；；C．生成0.06molFe2+，氯化铁剩余0.01mol，则Fe2+和Fe3+物质的量之比为6:1，C不正确；D．由电子守恒可知，1mol还原剂(Fe)被氧化，2mol氧化剂(Fe3+)被还原，则氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2，D正确；故选D。 【题型2 铁的化合物】 7．下列有关铁元素的叙述中，正确的是 A．自然界中存在赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合 B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3 C．氢氧化铁与氢碘酸反应的化学方程式为 D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 【答案】A 【解析】A．Fe元素在自然界的存在形态有赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合，A正确；B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应时，与I2反应产生FeI2，与其它卤素单质反应的生成物均为FeX3，B错误；C．Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性，氢氧化铁与氢碘酸会发生氧化还原反应，产生FeI2、I2、H2O，反应的化学方程式为：，C错误；D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，二者发生复分解反应产生Fe(OH)3沉淀和NaCl，应该是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热制取氢氧化铁胶体，D错误；故合理选项是A。 8．铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝居第四位。铁及其化合物应用广泛。高铁酸钾(K2FeO4)是种新型、高效、多功能水处理剂，其制备原理如下：2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．K2FeO4有还原性，可用于净水 B．Fe(OH)3受热易分解，可用于吸附杂质 C．FeCl3有氧化性，可用于制作印刷铜电路板 D．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作油漆涂料 【答案】C 【解析】A．K2FeO4中Fe元素化合价为最高价，则没有还原性，A错误；B．Fe(OH)3胶体可用于吸附杂质，与其受热易分解无关，B错误；C．FeCl3有氧化性，能与Cu发生氧化还原反应生成CuCl2和FeCl2，可用于制作印刷铜电路板，C正确；D．Fe2O3为红棕色粉末，则可用于制作油漆涂料，与其能与盐酸反应无关，D错误；故选C。 9．如图所示装置，可用来制取，实验中使用的试剂为铁屑和的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是 A．分液漏斗中盛放的是氢氧化钠溶液 B．实验开始时应先将a关闭 C．A中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应 D．生成的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭a，A中液体沿导管流入B中 【答案】D 【分析】从B装置的构造看，里面的液体不可能进入A装置内，所以B装置内应盛有NaOH溶液，A装置内反应生成FeSO4后，利用产生的气体压入B装置内。 【解析】A．由分析可知，A装置内制取FeSO4溶液，则分液漏斗中盛放的是的硫酸，A错误；B．实验开始时应先将a打开，用生成的氢气将装置中的空气排净，然后再关闭a形成压强差，B错误；C．A中圆底烧瓶内发生的反应为铁制取出氢气是置换反应，C错误；D．生成Fe(OH)2的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下用生成的氢气将装置中的空气排净，一段时间后关闭a形成压强差，A中液体沿导管流入B中制取Fe(OH)2，D正确；故选D。 10．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是 A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3 B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用 C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物 【答案】A 【解析】A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故A项错误；B．麦片中添加少量细碎铁粉，铁会与胃酸反应生成易被人体吸收的氯化亚铁，可以给人体补铁，故B项正确；C．氧化铁是红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故C项正确；D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，胶体能吸附水体中的悬浮物，故D项正确；故本题选A。 11．以太阳能为热源分解Fe3O4，铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。下列叙述错误的是 A．Fe3O4具有磁性，可用于制造录音磁带和电讯器材 B．过程的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2↑ C．过程中每消耗0.5molFe3O4转移2mol电子 D．铁氧化合物循环分解水制H2具有节约能源、产物易分离等优点 【答案】C 【解析】A．Fe3O4具有磁性，被称为磁性氧化铁，这个特性使其能够用于记录和传输信息，可用于制造录音磁带和电讯器材，A项正确；B．过程实现了FeO与H2O反应生成Fe3O4和H2的转化反应，其反应方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2↑，B项正确；C．过程Ⅰ中1molFe3O4有2mol的Fe原子的化合价由+3价降低为+2价，故每消耗0.5molFe3O4，转移的电子数为2×0.5mol=1mol，C项错误；D．根据流程信息可知铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点，D项正确；答案选C。 12．用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备的一种实验流程如下： 下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是 A．可在装置甲中进行“酸浸”操作 B．按图乙所示操作配制“酸浸”所需的溶液 C．用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液 D．用装置丁灼烧固体制 【答案】A 【分析】由题给流程可知，向废铁屑中加入稀硫酸酸浸、过滤得到含有Fe2+、Fe3+的滤液和含有碳的滤渣；向滤液中加入氢氧化钠溶液，在空气中静置、过滤得到氢氧化铁；灼烧氢氧化铁得到氧化铁。 【解析】A．由图可知，甲装置为固液不加热装置，可进行“酸浸”操作，故A正确；B．配制“酸浸”所需的稀硫酸溶液时，胶头滴管应在容量瓶的正上方，不能插入容量瓶中， 故B错误；C．过滤时，应用玻璃棒引流，防止溶液溅出，故C错误；D．灼烧氢氧化铁固体时，应在坩埚中进行，不能在烧杯中直接灼烧固体，故D错误；故选A。 13．可用于制备补血剂，某实验小组设计了制备两套实验装置，下列说法错误的是 A．装置①中足量的铁屑和产生的都可防止被氧化成 B．装置①易产生杂质 C．装置②中温度越高，越有利于生成 D．装置①中导管a的作用是平衡气压使稀顺利流下 【答案】C 【分析】第一个装置利用硫酸和铁反应生成氢气，排除装置中的空气，随后利用压力将硫酸亚铁赶如三颈烧瓶中反应生成产物，第二个装置直接利用碳酸氢铵和硫酸亚铁反应生成产品，以此解题。 【解析】A．装置①中足量的铁屑和产生的H2，排除装置内的空气，可防止Fe2+被氧化成Fe3+，故A正确；B．装置①中硫酸亚铁和碳酸钠反应易产生Fe(OH)2杂质，故B正确；C．装置②中温度越高，碳酸氢铵分解，不利于FeCO3生成，故C错误；D．装置①中导管a的作用是平衡气压，使分液漏斗的液体上下气体压强相同，则分液漏斗中的稀H2SO4顺利流下，故D正确；故选C。 14．又称铁红，请根据要求完成下列问题。 (1)固体(红棕色)属于 (填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)；将加入适量盐酸中，反应的离子方程式 。 (2)取少量上述溶液置于试管中，滴入NH3·H2O溶液，可观察到有沉淀产生，反应的离子方程式 。 (3)在小烧杯中加入蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴溶液，继续煮沸至出现 色，即可制得胶体，写出制备的化学方程式 。能否利用FeCl3溶液与NaOH溶液制取胶体 (填能或不能) (4)取(2)中的悬浊液于试管中，加入NaClO和浓NaOH溶液可制得高效的应用水消毒剂(Na2FeO4)，请配平下列离子方程式 ___________Fe(OH)3+___________ClO-+___________OH-=___________FeO+___________Cl-+___________H2O (5)另取一小烧杯也加入蒸馏水，向烧杯中加入溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到烧杯 (填“甲”或“乙”)的液体中产生了丁达尔效应。 【答案】(1)碱性氧化物 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (2)Fe3++3NH3·H2O= Fe(OH)3↓+3NH (3)红褐色 FeCl3 +3H2O Fe(OH)3 (胶体)+3HCl 不能 (4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O (5)乙 【解析】（1）氧化铁属于碱性氧化物，和酸反应生成铁盐和水，反应离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （2）氯化铁溶液置于试管中，滴入NH3·H2O溶液，生成氢氧化铁沉淀和氯化铵，反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O= Fe(OH)3↓+3NH； （3）将蒸馏水加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3溶液，继续煮沸至出现红褐色，得到氢氧化铁胶体；制备氢氧化铁胶体的化学方程式为：FeCl3 +3H2O Fe(OH)3 (胶体)+3HCl；NaOH溶液与FeCl3溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到胶体； （4）NaClO和浓NaOH溶液与氢氧化铁悬浊液反应，Fe(OH)3被氧化为FeO，NaClO被还原为Cl-，根据电荷守恒与电子守恒，配平后离子方程式为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O； （5）只有胶体能产生丁达尔效应，溶液不能产生丁达尔效应，故乙烧杯的液体中产生了丁达尔效应。 15．铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题： (1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C。维生素C的作用是 。 (2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式： 。 (3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为 。 (4)某废料铁泥的主要成分为、、Fe和杂质（杂质不与硫酸反应）。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下： ①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。 ②能检验溶液A中含有的试剂是 （填字母）。 A．铁粉　　　B．酸性溶液　　　C．溶液 ③步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)防止Fe2+被氧化 (2)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 (3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (4)漏斗 玻璃棒 B 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 【分析】某废料铁泥主要成分为Fe2O3、FeO和Fe，加入足量硫酸，充分反应，可生成硫酸硫酸亚铁和氢气，沉淀C为不溶性杂质，滤液A含有硫酸亚铁，加入过氧化氢，可生成铁离子，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀，洗涤、加热可生成Fe2O3，以此解答该题。 【解析】（1）Fe2+易被人体吸收，但易被氧化，同时服用维生素C，可以防止亚铁离子被氧化，这说明维生素C的作用是防止Fe2＋被氧化； （2）氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2； （3）赤铁矿用CO将其还原的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （4）①可用过滤的方法分离固体和液体，使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒； ②亚铁离子具有还原性，检验亚铁离子，可用酸性高锰酸钾溶液，二者可发生氧化还原反应，溶液颜色发生变化，故答案为B； ③步骤Ⅳ中发生氢氧化铁分解得到三氧化二铁，反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。 16．铁在人体中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。 (1)人体中经常进行转化 Fe2+Fe3+，A反应中Fe2＋作 剂，B反应中Fe3＋作 剂。 (2)新配制的FeCl2溶液应加入 以防止FeCl2转化为FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的 。 (3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为 。 (4)为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl- 和 ；处理过程中需定期添加的原料是 。 (5)某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证： 取少许未知试液于试管中溶液呈红色(证明含有FeCl2)，你认为此方案 (填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进： 。 【答案】(1)还原 氧化 (2)铁粉 Cl2 (3)Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+ (4)Fe＋2Fe3+=3Fe2+ 铁粉 (5)不合理 取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变红色，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2+ 【解析】（1）A反应中铁元素化合价升高，Fe2＋作还原剂，B反应中铁元素化合价降低，Fe3＋作氧化剂。 （2）Fe2+易被氧化，新配制的FeCl2溶液应加入铁粉以防止FeCl2转化为FeCl3；氯气能把Fe2+氧化为Fe3+，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的Cl2。 （3）铜与氯化铁溶液的反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+。 （4）为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl- 和Fe＋2Fe3+=3Fe2+；总反应为，所以处理过程中需定期添加的原料是铁粉。 （5）此方案不能判断Fe3+是否是由Fe2+氧化而成，所以该方案不合理，改进方法为：取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变红色，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2+。 学科网（北京）股份有限公司 $$