课时作业(13)　铁、铁的氧化物和氢氧化物 -【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

课时作业(13)　铁、铁的氧化物和氢氧化物 1．(2025·江苏连云港调研)关于铁及其化合物的叙述不正确的是(　　) A．铁的三种常见氧化物都不溶于水，也不与水反应 B．红热的铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气 C．可以用丁达尔效应区分Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液 D．氧化铁是红棕色粉末，可作油漆、涂料的红色颜料 B　解析： 红热的铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，B错误。 2．(2025·浙江省Z20联盟联考)下列关于铁及其化合物的说法错误的是(　　) A．FeCl3、Fe(OH)3均可通过化合反应制得 B．实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉 C．Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应均生成一种盐和水 D．Fe2O3与铝粉能发生铝热反应，可用于焊接钢轨 C　解析：FeCl3可通过铁和氯气点燃生成，Fe(OH)3可通过氢氧化亚铁、氧气和水反应得到，两者都可通过化合反应制得，A正确；实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉，防止亚铁离子被氧化，B正确；Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，C错误；Fe2O3与铝粉能发生铝热反应，放出大量的热，产生高温熔融物，常用于焊接钢轨，D正确。 3．(2025·山西忻州名校联考)如图两圆相交区域A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列叙述不正确的是(　　) A．区域A：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋ 2H2O　 B．区域B：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．区域C：发生复分解反应，生成Fe(NO3)3和H2O D．区域D：发生氧化还原反应，生成Fe(NO3)3、NO和H2O B　解析：铁粉与足量稀硝酸反应，生成Fe(NO3)3、NO和H2O，A正确；Fe3O4中含＋2价、＋3价铁，与足量稀硝酸反应生成Fe3＋，正确的离子方程式应为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O，B错误；Fe(OH)3与稀硝酸发生复分解反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O，C正确；Fe(OH)2具有较强还原性，与足量稀硝酸发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，D正确。 4．某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片： [查阅资料]在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4，温度再升高可生成Fe2O3，在更高的温度(约1 400 ℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。 下列说法正确的是(　　) A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B．反应②的温度比反应③的温度高 C．FeO的稳定性强于Fe2O3 D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3 D　解析：Fe2O3为红棕色固体，A错误；根据信息可知，Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃以上时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。 5．向CuO和铁粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化。根据上述现象，确定下面结论正确的是(　　) A．不溶物一定是Cu B．不溶物一定含铜，但不一定含铁 C．不溶物一定是Fe D．溶液中一定含有Fe2＋，但不一定含有Cu2＋ B　解析：向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，可能发生的反应有CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉无任何变化，说明滤液中不含H2SO4和CuSO4，滤液是FeSO4溶液，不溶物一定含有铜，可能含有铁。 6．(2025·广西柳州四校联考)某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是(　　) A．实验后，装置 Ⅱ 中生成红棕色固体 B．虚线框 Ⅲ 处应该选择装置甲 C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红 D．实验后，将装置 Ⅱ 中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋ C　解析：铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4固体，A错误；氢气的密度小于空气的密度，故虚线框 Ⅲ 中应选择装置乙，B错误；实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，H2将CuO还原为Cu，观察到铜丝由黑变红，C正确；实验后，将装置 Ⅱ 中的固体溶于足量稀硫酸，由于可能发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故所得溶液中不一定含有Fe3＋，D错误。 7．(双选)(2025·山西吕梁期初统考)某研究小组的同学用如图所示装置模拟工业上生产无水FeCl2的过程。下列说法正确的是(　　) A．先打开分液漏斗的活塞，再点燃 Ⅲ 处酒精灯 B．本实验中HCl只体现挥发性 C．利用该装置制备FeCl2的原理可表示为Fe＋2HClFeCl2＋H2 D．装置Ⅳ适合处理该实验的所有尾气 AC　解析：先打开分液漏斗的活塞，利用装置 Ⅰ 中产生的HCl排尽装置内的空气，再点燃 Ⅲ 处酒精灯加热铁粉，A正确；装置 Ⅰ 中产生HCl是利用了浓盐酸的挥发性，装置 Ⅲ 中Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，体现HCl的酸性和氧化性，B错误，C正确；HCl极易溶于水，用装置 Ⅳ 进行尾气处理易发生倒吸，H2不能用NaOH溶液吸收，D错误。 8．我国科研人员研究发现，利用太阳能分解水制氢气的过程如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A．反应 Ⅰ 的化学方程式是Fe3O4＋CO⇌3FeO＋CO2 B．反应 Ⅱ 的化学方程式是3FeO＋H2O(g)⇌Fe3O4＋H2 C．总反应的化学方程式是C＋2H2O(g)⇌CO2＋2H2　 D．铁的氧化物是分解水的催化剂 C　解析：根据图示可知，反应 Ⅰ 的反应物是Fe3O4、CO，生成物是FeO、CO2，则根据得失电子守恒、元素守恒，可得该反应的化学方程式为Fe3O4＋CO⇌3FeO＋CO2，A正确；反应 Ⅱ 的反应物是FeO、H2O(g)，生成物是Fe3O4、H2，则反应 Ⅱ 的化学方程式为3FeO＋H2O(g)⇌Fe3O4＋H2，B正确；反应 Ⅲ 的反应物是CO2、C，生成物是CO，化学方程式为CO2＋C⇌2CO，将反应 Ⅰ ＋ Ⅱ ＋ Ⅲ ，整理可得总反应的化学方程式为C＋H2O(g)⇌CO＋H2，C错误；铁的氧化物Fe3O4、FeO参与反应，但总反应为C＋H2O(g)⇌CO＋H2，反应产物没有Fe3O4、FeO，故铁的氧化物是分解水的催化剂，D正确。 9．(2025·贵州高考适应性测试)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于处理饮用水。某化学兴趣小组的同学用废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂 B．“滤渣”的主要成分是Al和C C．“操作 Ⅰ ”通入的空气可以用H2O2溶液代替 D．若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2 B　解析：废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)加NaOH溶液碱浸，油脂在碱性条件下易水解，可以除去废铁屑表面的油脂和Al，过滤后滤液中含有Na[Al(OH)4]和油脂水解后的杂质，固体中含有Fe、C，加盐酸酸浸，过滤后滤渣为C，滤液为氯化亚铁溶液，通入空气将Fe2＋氧化为Fe3＋，加NaOH调pH为碱性，NaClO和Fe(OH)3发生氧化还原反应得到Na2FeO4、NaCl，并通过结晶分离出Na2FeO4。根据分析，“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂，A正确；根据分析，“滤渣”的主要成分是C，B错误；根据分析，“操作 Ⅰ ”的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，H2O2也可以做氧化剂，且不会引入杂质，因此“操作 Ⅰ ”通入的空气可以用H2O2溶液代替，C正确；若先“氧化”，溶液为酸性，Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性，能将盐酸中的Cl－氧化为Cl2，D正确。 10．(2025·山东省实验中学阶段考)探究补铁剂[主要成分：氯化血红素(含＋2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是(　　) 实验 Ⅰ 取待测液，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入少量H2O2，溶液不变红 实验 Ⅱ 取实验 Ⅰ 所得溶液，再加入少量KSCN溶液，无明显现象； 再加入H2O2溶液，溶液变为红褐色 实验 Ⅲ 取实验 Ⅰ 所得溶液，加入少量盐酸溶液，无明显现象； 继续加入H2O2至过量，溶液先变红后褪色 A.实验 Ⅰ 中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关 B．实验 Ⅰ 中加入H2O2溶液后不变红，可能是H2O2被维生素C还原了 C．实验 Ⅲ 中溶液红色褪去，可能是H2O2将SCN－氧化了 D．实验说明，该补铁剂中＋2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化 D　解析：取实验 Ⅰ 所得溶液，再加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入H2O2溶液，溶液变为红褐色，说明与KSCN溶液的用量无关，A正确；维生素C具有还原性，实验 Ⅰ 中加入H2O2溶液后不变红，可能是H2O2被维生素C还原了，B正确；H2O2具有强氧化性，SCN－具有还原性，继续加入H2O2至过量，溶液先变红后褪色，溶液红色褪去，可能是H2O2将SCN－氧化了，C正确；没有对照实验，无法说明中性、碱性条件下，该补铁剂中＋2价铁能否被H2O2氧化，D错误。 11．(2025·湖南省长郡中学月考)Fe/Cu/沸石非均相Fenton催化剂的主要成分为Fe3O4、Fe2O3、CuO和Cu2O，通过与H2O2作用产生强氧化性的·OH自由基和·HO2自由基，能够有效去除水体中的苯并三唑(BTA)等污染物，其反应机理如图所示(Mn＋表示元素及其价态，不表示其为游离离子)。已知：铁氧化物催化性能优于铜氧化物；·OH是降解污染物的主要反应活性物质。下列说法不正确的是(　　) A．过程①、②的总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O B．过程③、④中Cu2＋和Cu＋均可看作是催化剂 C．过程⑤中有OH－生成，过程⑦中有H＋生成 D．过程⑥必然会导致反应生成的自由基减少 D　解析：由反应机理图可知，过程①为H2O2＋Fe2＋===·OH＋Fe3＋＋OH－，过程②为H2O2＋Fe3＋===Fe2＋＋·HO2＋H＋，总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O，A正确；过程③为H2O2＋Cu＋===·OH＋Cu2＋＋OH－，过程④为H2O2＋Cu2＋===Cu＋＋·HO2＋H＋，总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O，Cu2＋和Cu＋均可看作催化剂，B正确；过程⑤为H2O2＋Fe2＋===·OH＋Fe3＋＋OH－，过程⑦H2O2＋Cu2＋===Cu＋＋·HO2＋H＋，C正确；过程⑥Fe3＋＋Cu＋===Fe2＋＋Cu2＋，而由以上过程反应可知Cu2＋、Fe2＋均有利于H2O2转化成自由基，因此过程⑥的发生导致自由基增加，D错误。 12．(双选)(2025·湖北省百校联盟联考)某实验小组的同学测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图所示，下列说法错误的是(　　) A．只有步骤②发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子有H＋、Fe3+和Fe2+ C．溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3 D．通过计算可得该氧化物的化学式为Fe3O4 CD　解析：该氧化物与盐酸反应后得到含有Fe3+和Fe2+的溶液，通入氯气后溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+，其反应为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。步骤①为复分解反应，步骤②为氧化还原反应，A正确；由于盐酸过量，则溶液a中除了含有Fe3+和Fe2+外，还有H＋，B正确；盐酸过量且未知量，故溶液b中Fe3+与Cl－的物质的量之比无法计算，C错误；步骤②反应为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，其中消耗0.1 mol Cl2，则Fe2+的物质的量为0.2 mol，原氧化物中Fe2+也为0.2 mol，该氧化物中Fe2+以FeO形式存在，其质量为0.2 mol×72 g/mol＝14.4 g，则其中Fe3+以Fe2O3形式存在，其质量为(30.4－14.4)g＝16 g，物质的量为＝0.1 mol，则该氧化物可以写成Fe2O3·2FeO，即Fe4O5，D错误。 13．某研究小组的同学利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物。 (1)装置A的作用是____________________；B中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)E中的氧化铜出现由黑色变成红色可以证明反应后生成H2，点燃E处酒精灯之前应进行的具体操作步骤是___________________________________________。 (3)根据下列实验步骤和现象，回答问题： 实验步骤 现象 Ⅰ .取B中硬质玻璃管反应后样品少许，加入足量的盐酸并过滤，滤液为a 固体溶解，溶液为绿色 Ⅱ .取a溶液少许，滴加KSCN溶液 溶液不变红色 Ⅲ .取a溶液少许，滴加NaOH溶液 现象A 现象A是____________________，a溶液中不含Fe3＋的原因是____________________________(用离子方程式表示)。 答案：(1)产生水蒸气　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)收集从E处出来的气体，并检验纯度 (3)产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 解析：(3)B中硬质玻璃管中的样品中有Fe3O4和Fe单质，加入盐酸后Fe生成Fe2＋，Fe3O4生成Fe2＋和Fe3＋，Fe3＋又与Fe反应，最终都生成Fe2＋，加入氢氧化钠生成白色氢氧化亚铁沉淀，在空气中迅速变灰绿色，最后变成红褐色。 14．(2025·辽宁省六校期初联考)已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳。一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗？ 【查阅资料】 资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能； 资料二：四氧化三铁中铁元素有＋2、＋3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化铁和铁粉中的一种或几种。 【进行实验】兴趣小组的同学收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验： 实验方案 实验现象 甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引 乙 取少量黑色物质加入30%热的HCl中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色 丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象 (1)①甲实验现象说明黑色物质中没有______，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有________，推测生成的黑色物质应为四氧化三铁。 ②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。 【查阅资料】 资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示： 温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90 溶解度 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0 资料二：获得四氧化三铁的反应原理为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O ①溶解时，用50 ℃至80 ℃的热水目的是____________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式________________________________________________________________________。 ③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是________________________________ ________________________________________________________________________。 ④要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为________________________________________________________________________。 ⑤副产品P是硫酸钠晶体，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→________→________→d。 a．过滤 　　　 b．加热浓缩 c．冷却结晶 　　　 d．晶体加热至完全失去结晶水 答案：(1)①FeO　Fe　②Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O (2)①在50～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解更多的硫酸亚铁，提高产率 ②2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4 ③防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁 ④45∶107　⑤c　a 解析：(1)①实验甲中看到黑色物质全部被磁铁吸引，说明没有氧化亚铁；实验乙中加盐酸没有气体产生，以及实验丙中取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中无任何现象，都说明没有铁； ②根据实验可知黑色固体为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O。 (2)①根据表格中的信息可知，在50 ℃至80 ℃的热水中，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解更多的硫酸亚铁，提高产率； ②氢氧化钠和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，反应的化学方程式为2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4； ③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是控制氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的量，防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁； ④要使四氧化三铁的产率最高，上述流程中产生的氢氧化亚铁与氢氧化铁的物质的量之比为1∶2，最佳质量比为90∶214(或45∶107)； ⑤根据硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大，采用加热浓缩、冷却结晶的方法，再过滤，晶体加热至完全失去结晶水，得到硫酸钠。 学科网（北京）股份有限公司 $$