第02讲 铁及其重要化合物（举一反三讲义，10大题型）2026年高考化学一轮复习

第02讲 铁及其重要化合物 目录 一、题型精讲 题型01 铁的性质及其冶炼 1 题型02 铁与水蒸气反应的实验探究 4 题型03 铁的氧化物的性质及用途 6 题型04 铁的氢氧化物性质 7 题型05 氢氧化亚铁的制备 9 题型06 考查铁离子、亚铁离子的性质 11 题型07 铁离子、亚铁离子的检验与除杂 13 题型08 “铁三角”的转化及应用 15 题型09 考查铁与酸反应的有关计算 18 题型10 考查与铁有关的工艺流程 20 二、靶向突破 题型01 铁的性质及其冶炼 1.铁元素存在及位置 （1）存在：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。 （2）位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。 2.铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。 3.铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 （2）与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 4.铁的冶炼 （1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 （2）设备：高炉。 （3）主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 【易错提醒】 ①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 ④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 【例1】 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↑ 【变式1-1】下列各项物质间的转化不能通过反应一步完成的是(　　) A．Fe→Fe3O4 B．Fe→FeCl3 C．Fe→FeCl2 D．Fe→Fe(OH)3 【变式1-2】 下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是(　　) A.铁在纯氧中燃烧 B.铁与稀硫酸反应 C.铁在氯气中燃烧 D.铁粉与硫粉混合加热 【变式1-3】 春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。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.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 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 题型02 铁与水蒸气反应的实验探究 1.铁与冷水或热水不反应，但在空气中氧气、二氧化碳、水蒸气的作用下，易腐蚀。 2.铁与水蒸气反应的实验探究 方法 方法一(实验改进) 方法二 实验装置 气体检验 用小试管C收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 铁在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 【特别提醒】方法一中，应先点燃酒精灯产生大量水蒸气后，再点燃酒精喷灯，以防止加热的铁粉与氧气反应。方法二中，湿棉花的作用是提供水蒸气。 【例2】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是(　　) A.实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯 B.B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C.B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原 D.碱石灰的作用是吸收水蒸气 【变式2-1】 在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用如图所示的两套装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和稀盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。回答下列问题： (1)实验进行时试管A中应加入的试剂是________，烧瓶B的作用是__________，烧瓶C的作用是________，在试管D中收集得到的是________。 (2)实验时，U形管中应加入的试剂是________，长颈漏斗H中应加入________。 (3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)________。 (4)试管E中发生反应的化学方程式是______________________________________。 (5)为了安全，在E管中反应发生前，在F出口处必须____________________；E管中反应开始后，在F出口处应________。 【变式2-2】铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出 C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显 D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下 【变式2-3】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A装置的作用是___________________________________________________， B装置中反应的化学方程式为_____________________________________________。 (2)D装置的作用是_____________________________________________________________。 (3)E装置中的现象是________________________________________________________。 (4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_______________________________________________________________________。 题型03 铁的氧化物的性质及用途 1.铁的氧化物物理性质 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 【解题通法】确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4物质的量为任意值)。　　 【例3】铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以表示为FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物为(　　) A.FeO·3Fe2O3 B.FeO·2Fe2O3 C.2FeO·3Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3 【变式3-1】 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 【变式3-2】下列转化关系不能通过一步反应实现的是(　　) A.Fe→FeCl2 B.Fe2O3→Fe(OH)3 C.FeCl3→FeCl2 D.Fe(OH)3→Fe2O3 【变式3-3】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.氧化亚铁可应用于瓷器制作中使釉呈绿色 D.四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 题型04 铁的氢氧化物性质 1.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。 2.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。 【例4】下列说法不正确的是(　　) A．铁的氧化物均为黑色固体，均难溶于水 B．Fe(OH)2在空气中易变质，生成红褐色的Fe(OH)3 C．铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4 D．氢氧化亚铁为白色絮状沉淀 【变式4-1】下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是(　　) A.铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在 B.Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化，如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀 D.往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成红色，证明原溶液中含有Fe3＋ 【变式4-2】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.Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B.FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C.铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 D.FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+ 【变式4-3】下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是(　　) 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，受热都能分解 D．Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应 题型05 氢氧化亚铁的制备 1.Fe(OH)2的制备注意事项 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 2.常见的制备Fe(OH)2的装置 【特别提醒】①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 【例5】一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．配制FeSO4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FeSO4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Na2CO3粉末，也能排尽空气 【变式5-1】某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。 A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 【变式5-2】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 【变式5-3】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 题型06 考查铁离子、亚铁离子的性质 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。 2.亚铁离子的水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 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＋。 4.铁离子的水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。 ④Fe3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 【例6】下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述错误的是(　　) A．Fe2＋的水溶液为浅绿色 B．Fe3＋的水溶液为棕黄色 C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性 D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀 【变式6-1】已知2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　) A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．溶液中一定含Fe2＋ C．剩余固体中一定含Cu D．溶液中一定含Cu2＋ 【变式6-2】下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是(　　) A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜： 2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu B．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋： Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋ D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag 【变式6-3】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．无色透明的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO、Cl－ B．使酚酞变红色的溶液中：Mg2＋、Na＋、SO、HCO C．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中：Cu2＋、Na＋、NO、SO D．0.1 mol·L－1 KI溶液中：Ca2＋、Na＋、ClO－、OH－ 题型07 铁离子、亚铁离子的检验与除杂 1.亚铁离子的的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋ 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋ 2.铁离子的检验 方法1 溶液变红色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋ 【解题通法】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＋ 【易错警示】 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)。 【例7】下列物质反应后，加入KSCN溶液一定变红的是(　　) A．过量的Fe与Cl2反应 B．Fe与稀硫酸反应 C．FeCl2溶液中通入少量Cl2 D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸 【变式7-1】下列除杂的操作不正确的是(　　) A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 【变式7-2】下列离子的检验方法合理的是(　　) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【变式7-3】在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物，下列说法错误的是(　　) A.若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，可能存在的有Fe3＋ B.若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，一定不存在Cu2＋、Fe3＋ C.若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，可能存在的有Cu2＋、Fe3＋ D.实验中，不会出现剩余固体中只有铁的情况 题型08 “铁三角”的转化及应用 1.“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 2.转化关系的应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。 （2）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 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 3.铁的价类二维图 【特别提醒】 （1）横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 （2）纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 （3）斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 【例8】已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系： 下列说法正确的是(　　) A.A为Fe，B为FeO B.C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色 C.④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ D.⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【变式8-1】基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B.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.Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③ D.向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2＋ 【变式8-2】高铁酸钾(K2FeO4)是一种氧化性较强的多功能水处理剂(转化氢氧化铁胶体)，工业上制备K2FeO4固体的工艺流程如下： 已知：NaCl、NaNO3在强碱中溶解度远小于Na2FeO4。下列说法不正确的是(　　) A.生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－ B.混合物中的固体为NaCl与NaNO3 C.实验室进行操作 Ⅰ 时需要用到的玻璃仪器是烧杯与漏斗 D.污水处理过程中产生的Fe(OH)3胶体使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点 【变式8-3】元素的“价－类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价－类”二维图如图所示，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应，只生成一种盐和水 B.Fe、水蒸气高温反应制得Fe2O3 C.为实现Fe2＋向Fe3＋的转化，可向含Fe2＋的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液 D.向含有Fe3＋的溶液中加入硫氰化钾溶液，生成红色沉淀 题型09 考查铁与酸反应的有关计算 1．原子守恒法 HNO₃与金属反应时，一部分HNO₃起酸的作用，以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO₃中氮原子的物质的量。 2．得失电子法 HNO₃与金属的反应属于氧化还原反应，HNO₃中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 3．电荷守恒法 HNO₃过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有： (Mn+代表金属离子)。 4．离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此，此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。3Cu＋8H+＋NO3- ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 【解题通法】 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物： 【例9】把7.2 g铁粉投入40 mL某HNO3溶液中，充分反应后剩余固体1.6 g，产生NO2和NO的混合气体0.08 mol。若不考虑N2O4的存在，则原HNO3溶液的物质的量浓度为(　　) A.3.5 mol·L-1 B.4.5 mol·L-1 C.7.0 mol·L-1 D.9.0 mol·L-1 【变式9-1】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是 A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL 【变式9-2】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是 A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜 C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜 D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下) 【变式9-3】向一定体积和一定浓度的硝酸中投入适量的铁粉恰好完全反应，完全反应后产生的NO、NO2混合气体为(标准状况)；将产生的混合气体通入水中，收集到气体(标准状况)；向反应后的溶液中滴入的溶液至不再产生沉淀，需要溶液的体积为 A． B． C． D． 题型10 考查与铁有关的工艺流程 1.关键步骤与常考操作 （1）预处理（酸浸/碱浸）：用酸（如稀硫酸、盐酸）溶解矿石，将Fe（可能以FeO等形式存在）转化为可溶性Fe²+。注意酸的选择（避免引入难除杂质）和温度控制（加快速率）。 （2）除杂与净化：这是考查重点。常需调节pH使杂质离子（如Al³+、Cu²+）沉淀，而铁离子保留在溶液中。 （3）调节pH试剂：常考CuO、CaCO₃等，它们能消耗H+提高pH，且不引入新杂质。 （4）氧化与还原：若原料中含Fe²+，常需加氧化剂（如H2O2、Cl2）将其转化为更易水解沉淀的Fe³+，以便后续除杂。反之，若需保护Fe²+不被氧化，则会加入还原剂（如铁粉）。 （5）结晶与分离：涉及操作名称（过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥）及目的。例如，从FeSO4溶液中获取晶体，操作为“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥”。 2.技巧与注意事项 （1）分析价态变化：密切关注流程中Fe元素的价态（+2或+3）变化，这直接决定了加入的是氧化剂还是还原剂。 （2）试剂选择原则：不能引入难以去除的新杂质。例如，除Cu²+用铁粉（置换），而不用H₂S（会引入S²-）。 （3）环保与循环：注意尾气处理（如Cl2用NaOH吸收）和滤液循环利用（如母液返回酸浸步骤），体现绿色化学理念。 （4）方程式书写：结合流程目的，准确书写离子方程式或化学方程式，特别是氧化还原反应和水解反应的方程式。 【例9】以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备FeOOH(铁黄)的一种工艺流程如下： 下列说法不正确的是(　　) A．“酸溶”后溶液中金属阳离子主要是Fe3＋ B．滤渣的主要成分是Fe C．“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑ D．“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气 【变式9-1】工业用FeCl3溶液刻蚀电路板的废液中主要含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－，实验室从废液中回收某些物质的流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．还原过程中，溶液中可能存在的阳离子只有Fe2＋、Fe3＋ B．溶解过程中反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2↑ C．滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2，重新获得FeCl3溶液 D．滤渣的成分为Fe和Cu 【变式9-2】利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如图，已知：Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2－。下列有关说法正确的是(　　) A．Fe3O4是碱性氧化物，是具有磁性的黑色晶体 B．滤液中存在的离子有Na＋、[Zn(OH)4]2－、OH－ C．“酸溶”的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．“氧化”的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋ 【变式9-3】印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋)回收再生的流程如下。 (1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是___________________________。 (2)上述各池中，没有发生化学变化的是________________________池。 (3)置换池中发生反应的离子方程式有__________________________、___________________。 (4)向再生池中通入Cl2可以使废液再生，离子方程式是_____________________________；工业上通常用双氧水代替Cl2，这样做的优点是____________________。 1.（2025·江苏卷）探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ  取一定量溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ  将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ  向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为 B．步骤Ⅱ的两份溶液中： C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为 2.（2025·北京卷）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A．月壤钛铁矿中存在活泼氢 B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 3.（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是 A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 4.（2024·新课标卷卷）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 5.（2025·山东泰安·一模）某小组检验补铁剂中铁元素的价态，实验如下。 已知：SCN−中硫元素的化合价为–2价。 下列说法正确的是 A．为使③中现象明显，试剂a可以选用过量氯水 B．KMnO4褪色的原因一定是5Fe2+ + + 8H+ = 5Fe3++ Mn2+ + 4H2O C．用邻二氮菲()检测Fe2+时，需先调节滤液pH，pH过大或过小均会影响测定 D．该实验可证实补铁剂中的铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在 6.（2025·浙江·二模）某兴趣小组为探究溶液的化学性质，设计如下实验： 实验Ⅰ：常温下，向新制的溶液(未酸化)中不断通入，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀。 实验Ⅱ：向含少量的溶液中逐滴加入溶液，并用传感器测得滴加过程中溶液的变化如下图。 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ产生红褐色沉淀的过程中溶液酸性在增强 B．实验Ⅰ说明在酸性或碱性条件下均能被氧化 C．实验Ⅱ的de段可能会产生黄绿色的气体 D．实验Ⅱ的bc段发生的主要反应是 7.（2025·河南卷）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 8.（24-25高三上·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 9.（2025·江苏南通·三模）在酸性条件下可发生反应：。以为原料制取晶体的实验操作或原理不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取含的悬浊液 B．用装置乙吸收挥发出的气体 C．用装置丙除去S和未反应的 D．用装置丁蒸干溶液，获得 10.（24-25高三上·海南三亚·期末）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 11.（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 12.（2025·河南·一模）以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是 A．“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率 B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+ C．“去铜”过程中，被还原的元素只有铜元素 D．为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低 13.（24-25高三上·河北沧州·期中）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释正确的是 选项 事实 解释 A 葡萄酒中添加 有强氧化性，可起到杀菌消毒作用 B 游泳池中加硫酸铜消毒 硫酸铜有氧化性 C 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与水蒸气高温下会反应 D 常温下铁制容器可以盛装浓硝酸 铁和浓硝酸不反应 14.（2025高三·河北衡水·质检）下列叙述正确的是 A．铁的氧化物都可由碱受热分解制得 B．过量的铁与氯气反应生成 C．与足量的S反应转移的电子数为 D．常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成和 15.（2025·江苏常州·二模）以废铁屑(主要成分为Fe，含少量、FeS等)为原料制备。下列相关原理、装置及操作正确的是 A．用装置甲去除废铁屑表面的油污 B．用装置乙将废铁屑转化为 C．用装置丙吸收气体 D．用装置丁蒸干溶液获得 16.（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 17.（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 18.（24-25高三上·山西太原·期中）下列说法中正确的是 A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末 B．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，常用于制作红色油漆和涂料 C．氯化铁溶液呈酸性，因此可用于腐蚀印刷电路板 D．工业上曾经通过反应：生产金属钠，该反应利用的原理是铁的还原性比钠强 19.（2025·浙江宁波·一模）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 20.（2025·浙江·一模）已知芹菜中的铁元素主要以草酸亚铁形式存在，草酸亚铁在常温常压下稳定，加热至190℃以上时开始分解。某实验小组采用两种方案在实验室测定芹菜中铁元素的含量，下列说法正确的是 已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。 方案一： 方案二： A．方案一中加入的酸可以为稀盐酸 B．实验中“灰分”中铁元素的存在形式为 C．方案二中加入足量溶液的作用是除掉过量的H2O2 D．若方案一中标准KMnO4(H+)溶液的浓度为、消耗体积为，则芹菜中铁元素的质量分数为 21.（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 22.（2025·河北石家庄·一模）白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如下： 已知H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是 A．“滤渣1”的主要成分是SiO2 B．“气体”的主要成分是NO2 C．“操作X”涉及蒸发浓缩、降温结晶、过滤 D．“反应Y”的化学方程式是NaBO2＋2MgH2=2MgO＋NaBH4 23.（2025·四川达州·一模）氯化亚铜()广泛应用于化工、印染、电镀等行业。难溶于水，在空气中易被氧化。工业以废铜泥(含、、、及少量金属)为原料制备的流程如图： 下列说法正确的是 A．“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物 B．“除杂”第①步升高温度一定能加快化学反应速率 C．“除杂”第②步所加溶液须过量 D．上述流程中可循环使用的物质有和 24.（24-25高三上·河北沧州·期末）从砷化镓废料(主要成分为、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。 下列说法正确的是 A．“滤渣I”的主要成分为、、 B．惰性电极电解溶液时，在阳极生成金属镓 C．Ga与Al同主族，镓既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应 D．“碱浸”时，GaAs被氧化，每反应1mol GaAs，转移电子的物质的量为5 mol 25.（2025·湖南娄底·一模）轻质可用于绝热、耐高温的防火保温材料，可用于造船和锅炉制造。实验室以一种工业废渣(主要成分为和少量的氧化物)为原料制备。实验过程如下，下列说法错误的是 A．“酸溶”过程中为提高反应速率，可通过加热进行，为营造成酸性环境，所用可过量 B．萃取分液过程中需要的仪器装置为长颈漏斗、铁架台、烧杯 C．萃取后得到的水溶液边搅拌边滴加MgO以调节pH D．氧化过程中主要发生的离子方程式为： 26.（22025·安徽马鞍山·二模）向和混合稀溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇到空气变为红棕色，溶液中的物质的量和加入粉的物质的量之间的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．开始时加入铁粉反应的离子方程式为 B．加入铁粉时，溶液中有 C．原溶液中的物质的量浓度为 D．加入铁粉后溶液中的溶质为和 27.（2024·北京·三模）作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备的流程如下： 已知：，，。 下列说法正确的是 A．加入少量的作用是将氧化为，使用替代效果更好 B．反应器流出的溶液，此时用石灰乳调节至，目的是除去 C．加入少量溶液后滤渣的成分为 D．为保持电解液成分稳定，应不断补充溶液，排出含酸电解液，电解废液可在反应器中循环利用 28.（2025·安徽合肥·三模）某种以辉铜矿［，含、杂质］为原料制备的流程如图所示，下列说法错误的是 A．向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物 B．向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色 C．煅烧过程中涉及到的主要方程式为 D．中配位原子为N 29.（2025·湖北武汉·一模）钛被誉为太空金属和亲生物金属，拥有卓越的金属特性。以钛铁矿(主要成分为，还含有少量)为原料制备钛的流程如图所示，已知沸点为136℃。下列说法错误的是 A．为加快“氯化”速率，可将钛铁矿粉碎并与焦炭混合均匀 B．理论上，每制得，需要 C．固体为分子晶体 D．流程中的Ar气氛换成性质稳定的氮气也可以达到同样效果 30.（2024·江西·二模）用铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是 A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 铁及其重要化合物 目录 一、题型精讲 题型01 铁的性质及其冶炼 1 题型02 铁与水蒸气反应的实验探究 4 题型03 铁的氧化物的性质及用途 7 题型04 铁的氢氧化物性质 10 题型05 氢氧化亚铁的制备 12 题型06 考查铁离子、亚铁离子的性质 15 题型07 铁离子、亚铁离子的检验与除杂 17 题型08 “铁三角”的转化及应用 20 题型09 考查铁与酸反应的有关计算 24 题型10 考查与铁有关的工艺流程 26 二、靶向突破 题型01 铁的性质及其冶炼 1.铁元素存在及位置 （1）存在：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。 （2）位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。 2.铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。 3.铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 （2）与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 4.铁的冶炼 （1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 （2）设备：高炉。 （3）主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 【易错提醒】 ①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 ④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 【例1】 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】铁在空气中不能燃烧，A错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；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；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。 【变式1-1】下列各项物质间的转化不能通过反应一步完成的是(　　) A．Fe→Fe3O4 B．Fe→FeCl3 C．Fe→FeCl2 D．Fe→Fe(OH)3 【答案】D 【解析】Fe与O2点燃可得到Fe3O4，A不符合题意；Fe与Cl2点燃可得到FeCl3，B不符合题意；Fe与盐酸反应可得到FeCl2，C不符合题意；Fe不能通过反应一步生成Fe(OH)3，D符合题意。 【变式1-2】 下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是(　　) A.铁在纯氧中燃烧 B.铁与稀硫酸反应 C.铁在氯气中燃烧 D.铁粉与硫粉混合加热 【答案】A 【解析】铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，既可得到正二价铁又可得到正三价铁，A符合题意；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B不符合题意；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C不符合题意；铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁，D不符合题意。 【变式1-3】 春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。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.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 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在浓硫酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和氢气，C正确；Fe的活动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误；综上所述答案为C。 题型02 铁与水蒸气反应的实验探究 1.铁与冷水或热水不反应，但在空气中氧气、二氧化碳、水蒸气的作用下，易腐蚀。 2.铁与水蒸气反应的实验探究 方法 方法一(实验改进) 方法二 实验装置 气体检验 用小试管C收集一试管气体，点燃，听到轻微的“噗”声，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 铁在高温条件下能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 【特别提醒】方法一中，应先点燃酒精灯产生大量水蒸气后，再点燃酒精喷灯，以防止加热的铁粉与氧气反应。方法二中，湿棉花的作用是提供水蒸气。 【例2】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是(　　) A.实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯 B.B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C.B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原 D.碱石灰的作用是吸收水蒸气 【答案】D 【解析】实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯，防止铁被氧气氧化，故A错误；B中发生反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故B错误；B中生成1 mol H2时，由于H2要先排出装置内空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1 mol，故C错误；碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，故D正确。 【变式2-1】 在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用如图所示的两套装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和稀盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。回答下列问题： (1)实验进行时试管A中应加入的试剂是________，烧瓶B的作用是__________，烧瓶C的作用是________，在试管D中收集得到的是________。 (2)实验时，U形管中应加入的试剂是________，长颈漏斗H中应加入________。 (3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)________。 (4)试管E中发生反应的化学方程式是______________________________________。 (5)为了安全，在E管中反应发生前，在F出口处必须____________________；E管中反应开始后，在F出口处应________。 【解析】根据题意可知，该题中发生了三个化学反应： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2； Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O； Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2[用稀盐酸和较活泼的金属(通常用Zn)制取H2]。 在题中给出的两个装置中，甲为水蒸气和铁反应的装置，因为D为集气装置，无氢气发生装置。因乙中有氢气制取装置I，故乙为H2还原Fe3O4的装置，用于制取“引火铁”。判断出这两个装置的用途后再进行解答。 (1)由于甲是Fe的氧化装置，故A中装有普通铁粉；B是产生水蒸气的装置；C的作用是安全瓶，防止水槽内水倒吸；试管D中收集的气体是H2。 (2)U形管的作用是净化、干燥氢气，应用固体NaOH或碱石灰等固体干燥剂。因制取过程中，H2中混有少量的HCl气体和水蒸气，在干燥H2的过程中一并去除HCl气体。 (3)需要加热的仪器：A(Fe与水蒸气需在高温下反应)、B(需加热制取水蒸气)、E(H2还原Fe3O4时需加热)。 (4)试管E中发生H2还原Fe3O4的反应：Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。 (5)因为H2和O2混合点燃或加热时可能爆炸，所以H2在使用时要检验纯度，多余的氢气要燃烧掉或导出室外，以避免与室内空气混合爆炸。 【答案】(1)普通铁粉　产生水蒸气　防止倒吸　氢气 (2)碱石灰(或固体NaOH、CaO等碱性干燥剂)　稀盐酸 (3)ABE (4)Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O (5)检验氢气的纯度　点燃氢气 【变式2-2】铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出 C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显 D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下 【答案】D 【解析】尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头的可增加受热面积，故可提供足够多的水蒸气，A项正确；具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B项正确；吹泡泡水易起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，C项正确；磁铁可以吸引单质铁和Fe3O4，D项错误。 【变式2-3】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A装置的作用是___________________________________________________， B装置中反应的化学方程式为_____________________________________________。 (2)D装置的作用是_____________________________________________________________。 (3)E装置中的现象是________________________________________________________。 (4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_______________________________________________________________________。 【解析】(1)B装置中发生的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A装置的作用是产生水蒸气。(2)D装置的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)E装置中发生的反应为H2＋CuOCu＋H2O，故E装置中的现象为黑色固体变为红色，同时硬质玻璃管右端管壁有水珠生成。(4)应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯之前要收集H2，并检验其纯度。 【答案】(1)产生水蒸气　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)除去未反应的水蒸气，干燥H2 (3)黑色固体变为红色，硬质玻璃管右端管壁有水珠生成 (4)A　收集H2，并检验其纯度 题型03 铁的氧化物的性质及用途 1.铁的氧化物物理性质 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 【解题通法】确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4物质的量为任意值)。　　 【例3】铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以表示为FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物为(　　) A.FeO·3Fe2O3 B.FeO·2Fe2O3 C.2FeO·3Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3 【答案】C 【解析】FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为7∶10，不符合8∶11，故A不符合题意；FeO·2Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为5∶7，不符合8∶11，故B不符合题意；2FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为8∶11，故C符合题意；2FeO·Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为4∶5，不符合8∶11，故D不符合题意。 【变式3-1】 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 【答案】C 【解析】FeCl3通过铁和氯气点燃生成，Fe(OH)3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，故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，故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，故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，故D正确。 【变式3-2】下列转化关系不能通过一步反应实现的是(　　) A.Fe→FeCl2 B.Fe2O3→Fe(OH)3 C.FeCl3→FeCl2 D.Fe(OH)3→Fe2O3 【答案】B 【解析】Fe和氯化铁反应生成FeCl2，A不符合；Fe2O3不溶于水，不能直接转化为Fe(OH)3，B符合；FeCl3和铁反应生成FeCl2，C不符合；Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，D不符合。 【变式3-3】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.氧化亚铁可应用于瓷器制作中使釉呈绿色 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】FeO中铁元素的化合价为＋2价，Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁元素的化合价可以看作是由＋2、＋3价组成的，A错误；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错误；氧化亚铁是一种黑色粉末，可用作色素，应用于瓷器制作中使釉呈绿色，C正确；四氧化三铁是复杂的氧化物，属于纯净物，D错误。 题型04 铁的氢氧化物性质 1.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。 2.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。 【例4】下列说法不正确的是(　　) A．铁的氧化物均为黑色固体，均难溶于水 B．Fe(OH)2在空气中易变质，生成红褐色的Fe(OH)3 C．铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4 D．氢氧化亚铁为白色絮状沉淀 【答案】A 【解析】FeO是一种黑色粉末，Fe2O3是一种红棕色粉末，Fe3O4是一种具有磁性的黑色晶体。 【变式4-1】下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是(　　) A.铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在 B.Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化，如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀 D.往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成红色，证明原溶液中含有Fe3＋ 【答案】C 【解析】铁虽然化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但是自然界陨石中还存在单质铁，A错误；Fe3O4为黑色粉末，铁红为Fe2O3，B错误；①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解，铁粉能防止亚铁离子被氧化，且导管口插入到水中外界空气无法进入试管内，滴加NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不会被氧化能较长时间存在，②中因为苯的存在NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气，不会被氧化从而能较长时间存在，C正确；若原溶液中没有Fe3＋只有Fe2＋，先加氯水Fe2＋被氯气氧化成Fe3＋，再加入KSCN溶液变红色，但是原溶液中没有Fe3＋，D错误。 【变式4-2】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.Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B.FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C.铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 D.FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+ 【答案】C 【解析】Fe2O3为红棕色固体，可用于制作红色颜料，与其能与盐酸反应无关，A错误;FeCl3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，B错误;铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因铁粉是活泼金属，具有还原性，C正确;FeS可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2+，与FeS的溶解性无关，D错误。 【变式4-3】下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是(　　) 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，受热都能分解 D．Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应 【答案】A 【解析】Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故A错误、B正确；Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。 题型05 氢氧化亚铁的制备 1.Fe(OH)2的制备注意事项 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 2.常见的制备Fe(OH)2的装置 【特别提醒】①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 【例5】一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．配制FeSO4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FeSO4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Na2CO3粉末，也能排尽空气 【答案】D 【分析】实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁。 【解析】FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；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FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；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；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误；故选D。 【变式5-1】某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。 A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 【答案】C 【分析】用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启A、C；利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，以此分析解答。 【解析】目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；反应一段时间后，可在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确；故选C。 【变式5-2】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】因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用铁与稀硫酸反应生成的H2将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2 处在氢气的保护中，③中液面上加苯阻止了生成的Fe(OH)2与空气接触；②由于能接触空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。 【变式5-3】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 【答案】A 【解析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3，若要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，则要排尽装置中的氧气或空气。①②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处于氢气的保护中；③由于溶液与空气直接接触，空气中的氧气能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中苯在FeSO4溶液的液面上，阻止了空气的进入，能较长时间看到白色沉淀。 题型06 考查铁离子、亚铁离子的性质 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。 2.亚铁离子的水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 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＋。 4.铁离子的水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。 ④Fe3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 【例6】下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述错误的是(　　) A．Fe2＋的水溶液为浅绿色 B．Fe3＋的水溶液为棕黄色 C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性 D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀 【答案】D 【解析】通常情况下，铁的化合价有0价、＋2价、＋3价，Fe2＋处于中间价态，既能得电子，又能失电子，所以既有氧化性，又有还原性，一般认为Fe3＋处于最高价态，因此具有氧化性，C项正确；Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀，D项错误。 【变式6-1】已知2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　) A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．溶液中一定含Fe2＋ C．剩余固体中一定含Cu D．溶液中一定含Cu2＋ 【答案】D 【解析】由于氧化性：Fe3＋>Cu2＋，Fe先与FeCl3发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，后与CuCl2发生反应：Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu，充分反应后有固体存在，则FeCl3完全反应，该固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物。根据上述分析，溶液中不含Fe3＋，加入KSCN溶液一定不变红色，A正确；FeCl3完全反应被还原成FeCl2，CuCl2与Fe反应生成FeCl2和Cu，溶液中一定含Fe2＋，B正确；根据上述分析，剩余固体中一定含Cu，C正确；CuCl2可能部分与Fe反应，也可能全部与铁反应，故溶液中可能含Cu2＋，也可能不含Cu2＋，D错误。 【变式6-2】下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是(　　) A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜： 2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu B．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋： Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋ D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag 【答案】B 【解析】A中正确的离子反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；C中正确的离子反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；D中Zn、Cu均能与AgNO3发生置换反应生成Ag，则不能比较Zn、Cu的活动性，D错误。 【变式6-3】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．无色透明的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、NO、Cl－ B．使酚酞变红色的溶液中：Mg2＋、Na＋、SO、HCO C．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中：Cu2＋、Na＋、NO、SO D．0.1 mol·L－1 KI溶液中：Ca2＋、Na＋、ClO－、OH－ 【答案】C 【解析】A项，无色透明的溶液中不能存在显蓝色的Cu2＋，错误；B项，使酚酞变红色的溶液呈碱性，存在大量的OH－，能与Mg2＋反应产生沉淀、与HCO反应生成碳酸根离子和水，不能大量共存，错误；D项，KI具有强还原性， ClO－具有强氧化性，二者能发生氧化还原反应而不能大量共存，错误。 题型07 铁离子、亚铁离子的检验与除杂 1.亚铁离子的的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋ 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋ 2.铁离子的检验 方法1 溶液变红色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋ 【解题通法】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＋ 【易错警示】 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)。 【例7】下列物质反应后，加入KSCN溶液一定变红的是(　　) A．过量的Fe与Cl2反应 B．Fe与稀硫酸反应 C．FeCl2溶液中通入少量Cl2 D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸 【答案】C 【解析】铁与氯气反应生成氯化铁，过量的铁又与氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液中没有Fe3＋，加入KSCN溶液后，溶液不变红，A错误；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，溶液中没有Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液不变红，B错误；少量氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，溶液中有Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液变红，C正确；氧化铁与盐酸反应生成Fe3＋，铁与盐酸反应生成Fe2＋，若铁过量，铁又会与生成的铁离子反应生成Fe2＋，溶液中不一定有Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液不一定变红，D错误。 【变式7-1】下列除杂的操作不正确的是(　　) A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 【答案】C 【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，且引入杂质Na＋，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。 【变式7-2】下列离子的检验方法合理的是(　　) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【答案】C 【解析】A项，KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确定，检验方法不合理；B项，Fe3＋干扰Fe2＋的检验，若原溶液中含有Fe3＋且不含Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C项，Fe3＋与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D项，Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理。 【变式7-3】在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物，下列说法错误的是(　　) A.若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，可能存在的有Fe3＋ B.若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，一定不存在Cu2＋、Fe3＋ C.若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，可能存在的有Cu2＋、Fe3＋ D.实验中，不会出现剩余固体中只有铁的情况 【答案】C 【解析】若金属无剩余，说明铁或铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，若氯化铁过量，可能存在的有Fe3＋，故A正确；若滤出固体中含有铁和铜，说明氯化铜完全与铁反应生成铜单质和氯化亚铁，而Fe剩余说明氯化铁一定不存在，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，故B正确；若滤出固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，不含Fe3＋，可能含Cu2＋，故C错误；溶液中一定存在Cu2＋，Fe能与Cu2＋反应，则不会只剩余铁粉，故D正确。 题型08 “铁三角”的转化及应用 1.“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 2.转化关系的应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。 （2）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 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 3.铁的价类二维图 【特别提醒】 （1）横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 （2）纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 （3）斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 【例8】已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系： 下列说法正确的是(　　) A.A为Fe，B为FeO B.C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色 C.④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ D.⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【答案】B 【解析】根据题中信息“红褐色固体F”，就可迅速得出F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。A.A为Fe，B为Fe3O4，故A错误；B.C为氯化亚铁，D为氯化铁，则C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色，故B正确；C.④是氯化亚铁变为氯化铁，其离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C错误；D.⑤是氯化铁变为氯化亚铁，其离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故D错误。 【变式8-1】基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B.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.Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③ D.向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2＋ 【答案】C 【解析】铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁，得不到氧化铁，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，氧化生成Fe3O4，故B错误；加热Fe(OH)3生成Fe2O3，Fe(OH)3加稀盐酸溶解生成氯化铁，故C正确；亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，由操作和现象，不能证明溶液中一定含Fe2＋，故D错误。 【变式8-2】高铁酸钾(K2FeO4)是一种氧化性较强的多功能水处理剂(转化氢氧化铁胶体)，工业上制备K2FeO4固体的工艺流程如下： 已知：NaCl、NaNO3在强碱中溶解度远小于Na2FeO4。下列说法不正确的是(　　) A.生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－ B.混合物中的固体为NaCl与NaNO3 C.实验室进行操作 Ⅰ 时需要用到的玻璃仪器是烧杯与漏斗 D.污水处理过程中产生的Fe(OH)3胶体使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点 【答案】C 【解析】根据题意可知操作Ⅰ为过滤，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，C错误。 【变式8-3】元素的“价－类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价－类”二维图如图所示，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应，只生成一种盐和水 B.Fe、水蒸气高温反应制得Fe2O3 C.为实现Fe2＋向Fe3＋的转化，可向含Fe2＋的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液 D.向含有Fe3＋的溶液中加入硫氰化钾溶液，生成红色沉淀 【答案】C 【解析】Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐，A错误；铁单质与水蒸气在高温下反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，B错误；Fe2＋转化成Fe3＋，铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂才能实现转化，如加入O2、Cl2、H2O2等，C正确；向含有Fe3＋的溶液中加入硫氰化钾溶液，生成红色溶液，D错误。 题型09 考查铁与酸反应的有关计算 1．原子守恒法 HNO₃与金属反应时，一部分HNO₃起酸的作用，以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO₃中氮原子的物质的量。 2．得失电子法 HNO₃与金属的反应属于氧化还原反应，HNO₃中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 3．电荷守恒法 HNO₃过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有： (Mn+代表金属离子)。 4．离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此，此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。3Cu＋8H+＋NO3- ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 【解题通法】 数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物： 【例9】把7.2 g铁粉投入40 mL某HNO3溶液中，充分反应后剩余固体1.6 g，产生NO2和NO的混合气体0.08 mol。若不考虑N2O4的存在，则原HNO3溶液的物质的量浓度为(　　) A.3.5 mol·L-1 B.4.5 mol·L-1 C.7.0 mol·L-1 D.9.0 mol·L-1 【答案】C 【解析】铁粉剩余，硝酸必完全反应而且产物为Fe(NO3)2，由N元素守恒，反应后N元素一部分存在于NO2和NO的混合气体中，另一部分存在于Fe(NO3)2中，反应的n(Fe) = = 0.1 mol，所以c(HNO3) = = 7.0 mol·L-1。故选C。 【变式9-1】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是 A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL 【答案】C 【解析】整个过程来看，金属失电子，氧气得电子，金属失电子物质的量=氧气得电子物质的量，2.24L氧气的物质的量为0.1mol，得电子物质的量为0.1mol×2×2=0.4mol，故金属失电子物质的量=0.4mol，沉淀时消耗NaOH物质的量为0.4mol，则V(NaOH)＝0.4mol÷2mol/L＝0.2L＝200mL；故选C。 【变式9-2】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是 A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜 C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜 D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下) 【答案】D 【分析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，而铜与+3价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2价，不可能被氧化到+3价。 【解析】由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96克正是铜，得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克，与1.96不相等，说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D错误。 【变式9-3】向一定体积和一定浓度的硝酸中投入适量的铁粉恰好完全反应，完全反应后产生的NO、NO2混合气体为(标准状况)；将产生的混合气体通入水中，收集到气体(标准状况)；向反应后的溶液中滴入的溶液至不再产生沉淀，需要溶液的体积为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由题意可知，NO、NO2混合气体共2240mL(标准状况)，将产生的混合气体通入水中，发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余气体1680mL(标准状况)，则原混合气体中NO2的体积为=840mL，所以原混合气体中NO的体积为2240mL-840mL=1400mL，在标准状况下，NO2的物质的量为0.0375mol，NO的物质的量为0.0625mol，生成两种气体时共得到电子(0.0375mol+0.0625mol×3)=0.225mol；若Fe全部生成Fe3+，完全沉淀时有关系式：3e-~Fe3+~3OH-，若Fe全部生成Fe2+，完全沉淀时有关系式：2e-~Fe2+~2OH-，得出NaOH的物质的量等于转移电子的物质的量，所以NaOH的物质的量为0.225mol，NaOH溶液的体积为；答案选D。 题型10 考查与铁有关的工艺流程 1.关键步骤与常考操作 （1）预处理（酸浸/碱浸）：用酸（如稀硫酸、盐酸）溶解矿石，将Fe（可能以FeO等形式存在）转化为可溶性Fe²+。注意酸的选择（避免引入难除杂质）和温度控制（加快速率）。 （2）除杂与净化：这是考查重点。常需调节pH使杂质离子（如Al³+、Cu²+）沉淀，而铁离子保留在溶液中。 （3）调节pH试剂：常考CuO、CaCO₃等，它们能消耗H+提高pH，且不引入新杂质。 （4）氧化与还原：若原料中含Fe²+，常需加氧化剂（如H2O2、Cl2）将其转化为更易水解沉淀的Fe³+，以便后续除杂。反之，若需保护Fe²+不被氧化，则会加入还原剂（如铁粉）。 （5）结晶与分离：涉及操作名称（过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥）及目的。例如，从FeSO4溶液中获取晶体，操作为“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥”。 2.技巧与注意事项 （1）分析价态变化：密切关注流程中Fe元素的价态（+2或+3）变化，这直接决定了加入的是氧化剂还是还原剂。 （2）试剂选择原则：不能引入难以去除的新杂质。例如，除Cu²+用铁粉（置换），而不用H₂S（会引入S²-）。 （3）环保与循环：注意尾气处理（如Cl2用NaOH吸收）和滤液循环利用（如母液返回酸浸步骤），体现绿色化学理念。 （4）方程式书写：结合流程目的，准确书写离子方程式或化学方程式，特别是氧化还原反应和水解反应的方程式。 【例9】以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备FeOOH(铁黄)的一种工艺流程如下： 下列说法不正确的是(　　) A．“酸溶”后溶液中金属阳离子主要是Fe3＋ B．滤渣的主要成分是Fe C．“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑ D．“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气 【答案】D 【解析】B项，根据流程图分析可知，滤渣的主要成分是Fe，正确；C项，由图示可知，“沉铁”过程中反应物为FeSO4和NH4HCO3，生成物有CO2和Fe(OH)2，故化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑，正确；D项，“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯气代替空气，制备的FeOOH中会有含氯化合物，导致FeOOH的含量较低且有杂质，错误。 【变式9-1】工业用FeCl3溶液刻蚀电路板的废液中主要含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－，实验室从废液中回收某些物质的流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．还原过程中，溶液中可能存在的阳离子只有Fe2＋、Fe3＋ B．溶解过程中反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2↑ C．滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2，重新获得FeCl3溶液 D．滤渣的成分为Fe和Cu 【答案】C 【解析】还原过程中铁与铁离子反应生成亚铁离子，铁与铜离子反应生成亚铁离子和铜，溶液中不可能存在铁离子，A错误；溶解过程中，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B错误；滤液1和滤液2的主要成分为氯化亚铁，两者合并后通入氯气，氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，可重新获得氯化铁溶液，C正确；滤渣为铜，D错误。 【变式9-2】利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如图，已知：Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2－。下列有关说法正确的是(　　) A．Fe3O4是碱性氧化物，是具有磁性的黑色晶体 B．滤液中存在的离子有Na＋、[Zn(OH)4]2－、OH－ C．“酸溶”的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．“氧化”的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋ 【答案】B 【解析】Fe3O4是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体，故A错误；Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2－，Fe与NaOH溶液不反应，则滤液含过量NaOH，存在的离子有Na＋、[Zn(OH)4]2－、OH－，故B正确；“酸溶”的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故C错误；由流程可知，过氧化氢只氧化部分亚铁离子，故D错误。 【变式9-3】印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋)回收再生的流程如下。 (1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是___________________________。 (2)上述各池中，没有发生化学变化的是________________________池。 (3)置换池中发生反应的离子方程式有__________________________、___________________。 (4)向再生池中通入Cl2可以使废液再生，离子方程式是_____________________________；工业上通常用双氧水代替Cl2，这样做的优点是____________________。 【答案】(1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　(2)沉降 (3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu (4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　避免有毒气体污染环境 【解析】(1)腐蚀池中铜和FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2，发生反应的离子方程式是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。(2)上述各池中，沉降池没有生成新物质，没有发生化学变化。(3)置换池中加入过量Fe粉，Fe和FeCl3反应生成FeCl2，Fe和CuCl2反应生成FeCl2和Cu，发生反应的离子方程式有Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(4)向再生池中通入Cl2，Cl2把FeCl2氧化为FeCl3，离子方程式是2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；工业上通常用双氧水代替Cl2，氯气有毒，双氧水无毒，优点是避免有毒气体污染环境。 1.（2025·江苏卷）探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ  取一定量溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ  将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ  向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为 B．步骤Ⅱ的两份溶液中： C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为 【答案】B 【解析】步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2，而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2沉淀，过量氨水才会溶解沉淀形成络合物，A错误；步骤Ⅱ中，深蓝色溶液（加入浓氨水）中的Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+络离子而浓度降低，而蓝色溶液（加入稀盐酸）中Cu2+可以自由移动，浓度较高。因此c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+)，B正确；步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化。铁在碱性溶液中不易钝化，且后续加入盐酸后有反应发生，说明铁未钝化。真正原因是络合物中Cu2+浓度过低，无法被Fe置换，C错误；步骤Ⅲ中加入盐酸后，H+与NH3结合生成NH4+，导致配合物释放Cu2+，随后Fe与H+反应生成H2（气泡），并与Cu2+发生置换反应生成Cu，D的反应式未体现H+的作用，与实际反应原理不符，D错误；故选B。 2.（2025·北京卷）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A．月壤钛铁矿中存在活泼氢 B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 【答案】B 【解析】月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A正确；地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生成”的说法错误，B错误；生成水时H被氧化（0→+1），Fe被还原（如+3→0），存在化合价变化，属于氧化还原反应，C正确；水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，D正确；故选B。 3.（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是 A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 【答案】C 【解析】青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，A错误；釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B错误；青花瓷是一种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C正确；青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，D错误；故选C。 4.（2024·新课标卷卷）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，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；故选B。 5.（2025·山东泰安·一模）某小组检验补铁剂中铁元素的价态，实验如下。 已知：SCN−中硫元素的化合价为–2价。 下列说法正确的是 A．为使③中现象明显，试剂a可以选用过量氯水 B．KMnO4褪色的原因一定是5Fe2+ + + 8H+ = 5Fe3++ Mn2+ + 4H2O C．用邻二氮菲()检测Fe2+时，需先调节滤液pH，pH过大或过小均会影响测定 D．该实验可证实补铁剂中的铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在 【答案】C 【分析】补铁剂与盐酸反应，分成三份，第一份加入KSCN，溶液微红，滴加试剂a后，溶液红色加深，说明③中生成的硫氰化铁浓度大，②中生成的硫氰化铁浓度很小，则a为氧化剂，将亚铁离子氧化为铁离子，；第二份加入高锰酸钾，现象为褪色，说明发生氧化还原反应；第三份加入邻二氮菲()检测Fe2+时，溶液变橙红色，据此分析； 【解析】SCN−中硫元素的化合价为–2价，具有还原性，试剂a选用过量氯水，可能会与SCN−发生氧化还原反应，不能使现象明显，A错误；因之前加入盐酸，其中氯离子具有还原性，也可能使KMnO4褪色，B错误；用邻二氮菲检测Fe2+时，需先调节滤液pH，pH过大会形成氢氧化亚铁沉淀，pH过小邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键，均会影响测定，C正确；补铁剂加入盐酸后，滴加KSCN后微微变红说明有少量Fe3+，滴加邻二氮菲变橙红色，说明有Fe2+，但Fe3+可能是部分二价铁被空气氧化所得，D错误；故选C。 6.（2025·浙江·二模）某兴趣小组为探究溶液的化学性质，设计如下实验： 实验Ⅰ：常温下，向新制的溶液(未酸化)中不断通入，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀。 实验Ⅱ：向含少量的溶液中逐滴加入溶液，并用传感器测得滴加过程中溶液的变化如下图。 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ产生红褐色沉淀的过程中溶液酸性在增强 B．实验Ⅰ说明在酸性或碱性条件下均能被氧化 C．实验Ⅱ的de段可能会产生黄绿色的气体 D．实验Ⅱ的bc段发生的主要反应是 【答案】B 【分析】常温下，向新制的溶液(未酸化)中不断通入，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀，则亚铁离子被氧气氧化为氢氧化铁沉淀，反应为：； 【解析】由分析可知，实验Ⅰ中同时生成硫酸，则反应后溶液酸性增强，A正确；实验Ⅰ是在未酸化条件下进行的，则不能说明在酸性或碱性条件下均能被氧化，B错误；实验Ⅱ中亚铁离子被氧化为铁离子，同时次氯酸根离子被还原为氯离子，de段的溶液酸性较强，则酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子可能会发生归中反应产生黄绿色的气体氯气，C正确；   D．实验Ⅱ的bc段溶液由弱碱性变为弱酸性，则发生的主要反应是亚铁离子被次氯酸根离子氧化为氢氧化铁沉淀、次氯酸根离子被还原为氯离子，同时生成的氢离子和次氯酸根离子结合为弱酸次氯酸，反应为，D正确；故选B。 7.（2025·河南卷）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 【答案】C 【分析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素，根据固体颜色可知X是FeS2，Y是Fe2O3，溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+，Q是FeS。 【解析】Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液颜色发生变化，B正确；FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误；在加热条件下Fe和S化合生成FeS，D正确；答案选C。 8.（24-25高三上·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】X可以是稀硫酸也可以是稀盐酸，A错误；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；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；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；故选D。 9.（2025·江苏南通·三模）在酸性条件下可发生反应：。以为原料制取晶体的实验操作或原理不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取含的悬浊液 B．用装置乙吸收挥发出的气体 C．用装置丙除去S和未反应的 D．用装置丁蒸干溶液，获得 【答案】D 【解析】装置甲中，与稀硫酸在加热、电磁搅拌条件下发生反应：，可制取制取含的悬浊液，A正确；是酸性气体，能与NaOH溶液反应，装置乙可吸收挥发出的气体，B正确;S和未反应的难溶于水，易溶于水，用装置丙（过滤装置）可除去S和未反应的，C正确。溶液蒸发结晶时，易被氧化，且直接蒸干溶液不能得到晶体，应该蒸发浓缩、冷却结晶，D错误；故选D。 10.（24-25高三上·海南三亚·期末）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】在空气中受热生成，不能一步转化为，故A错误；在溶液中先与反应生成，再与反应生成，无法置换出Cu，故B错误；溶液与反应生成和，化学方程式为，故C正确；与NaOH溶液不反应，故D错误；故选C。 11.（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 【分析】根据铁元素化合价和分类，可以得知a是Fe，c是FeO，d是Fe2O3，e是Fe(OH)2，f是Fe(OH)3，g是Fe2+盐，h是Fe3+盐，i是盐； 根据铜元素化合价和分类，可以得知a是Cu，b是Cu2O，c是CuO，e是Cu(OH)2，g是Cu2+盐； 【解析】h是Fe3+盐，可将的饱和溶液滴入沸水中可制备胶体，A合理；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；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；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。 12.（2025·河南·一模）以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是 A．“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率 B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+ C．“去铜”过程中，被还原的元素只有铜元素 D．为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低 【答案】C 【分析】在矿渣被碱溶液浸取时，两性氧化物Al2O3转化为可溶性的，碱性氧化物Fe2O3、CuO与碱溶液不反应，通过过滤分离出来，然后再用稀硫酸进行酸浸，Fe2O3、CuO与酸发生反应生成可溶性的、CuSO4进入溶液，向、CuSO4溶液中通入SO2、加入NaCl溶液，Cu2+、Fe3+被还原，生成CuCl沉淀及Fe2+，将CuCl沉淀过滤除去，然后向滤液中加入双氧水，使Fe2+氧化生成Fe3+，同时调节溶液的pH，使Fe3+反应产生碱式硫酸铁沉淀。 【解析】由以上分析可知，“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3，反应的化学方程式为，适当提高NaOH溶液的浓度，可加快反应速率，A正确；“酸浸”过程中，Fe2O3、CuO与稀硫酸发生的反应为：、，所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+，B正确；“去铜”过程中，Cu2+与SO2发生氧化还原反应：，Fe3+与SO2发生氧化还原反应：，被还原的元素有两种：铜元素和铁元素，C错误；pH过低时，溶液酸性较强，得不到碱式硫酸铁沉淀；pH过高时，溶液碱性较强，部分Fe3+与OH-直接结合生成沉淀，导致碱式硫酸铁的产率偏低，故为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低，D正确；故选C。 13.（24-25高三上·河北沧州·期中）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释正确的是 选项 事实 解释 A 葡萄酒中添加 有强氧化性，可起到杀菌消毒作用 B 游泳池中加硫酸铜消毒 硫酸铜有氧化性 C 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与水蒸气高温下会反应 D 常温下铁制容器可以盛装浓硝酸 铁和浓硝酸不反应 【答案】C 【解析】不具有强氧化性，A错误；游泳池中加硫酸铜进行消毒是由于铜离子为重金属离子，能使蛋白质变性，B错误；高温下铁与水蒸气能发生反应，生成四氧化三铁和氢气，故钢铁生产中注入熔融钢水的模具必须干燥，C正确；常温下铁制容器可以盛装浓硝酸，是由于铁表面被浓硝酸氧化形成一层致密氧化膜而钝化，二者发生化学反应，D错误；答案选C。 14.（2025高三·河北衡水·质检）下列叙述正确的是 A．铁的氧化物都可由碱受热分解制得 B．过量的铁与氯气反应生成 C．与足量的S反应转移的电子数为 D．常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成和 【答案】C 【解析】可由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到；由氢氧化铁受热分解得到；不能由碱受热分解制得，A错误；铁与氯气反应，无论铁过量还是少量都生成，B错误；的物质的量为，与足量的S反应生成，转移电子数为，C正确；常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，D错误；故选C。 15.（2025·江苏常州·二模）以废铁屑(主要成分为Fe，含少量、FeS等)为原料制备。下列相关原理、装置及操作正确的是 A．用装置甲去除废铁屑表面的油污 B．用装置乙将废铁屑转化为 C．用装置丙吸收气体 D．用装置丁蒸干溶液获得 【答案】A 【解析】废铁屑表面的油污在热的溶液中可以发生水解，生成能溶于水的高级脂肪酸钠与甘油，故装置甲可以去除废铁屑表面的油污，A项正确；Fe可以与稀反应生成、，同时与稀反应生成，生成的与Fe反应转化为，FeS与稀反应生成、H2S，故可以用稀硫酸将废铁屑转化为，但生成的气体可以从装置中的长颈漏斗逸出，应将长颈漏斗下端导管口插入液面以下或改用分液漏斗，B项错误；FeS与稀反应生成、H2S，生成的H2S气体可以与酸性高锰酸钾溶液反应被吸收，但装置中短导管为进气口是错误的，应采用“长进短出”，C项错误，从生成的溶液中获得应通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法，而不是将溶液蒸干，D项错误；答案选A。 16.（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】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；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；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；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。 17.（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】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；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；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；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。 18.（24-25高三上·山西太原·期中）下列说法中正确的是 A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末 B．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，常用于制作红色油漆和涂料 C．氯化铁溶液呈酸性，因此可用于腐蚀印刷电路板 D．工业上曾经通过反应：生产金属钠，该反应利用的原理是铁的还原性比钠强 【答案】B 【解析】在高温下，Fe3O4的稳定性强于Fe2O3，FeO在空气中受热生成黑色的Fe3O4晶体，A不正确；Fe2O3俗称铁红，是赤铁矿的主要成分，在生产中，常用Fe2O3制作红色油漆和涂料，B正确；氯化铁为强酸弱碱盐，氯化铁溶液呈酸性，但用于腐蚀印刷电路板时，不是利用氯化铁的酸性，而是利用Fe3+的氧化性强于Cu2+的性质，C不正确；通过反应：生产金属钠时，在非水溶液中发生反应，不是利用铁的还原性，而是利用难挥发性物质制取易挥发性物质的原理，D不正确；故选B。 19.（2025·浙江宁波·一模）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 【分析】Fe与盐酸反应得到FeCl2，与Cl2反应得到FeCl3，FeCl2与FeCl3二者可以相互转化，二者的混合物与NaOH在一定条件下反应得到Fe3O4，Fe与水蒸气或氧气反应也能得到Fe3O4。 【解析】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；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；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；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。 20.（2025·浙江·一模）已知芹菜中的铁元素主要以草酸亚铁形式存在，草酸亚铁在常温常压下稳定，加热至190℃以上时开始分解。某实验小组采用两种方案在实验室测定芹菜中铁元素的含量，下列说法正确的是 已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。 方案一： 方案二： A．方案一中加入的酸可以为稀盐酸 B．实验中“灰分”中铁元素的存在形式为 C．方案二中加入足量溶液的作用是除掉过量的H2O2 D．若方案一中标准KMnO4(H+)溶液的浓度为、消耗体积为，则芹菜中铁元素的质量分数为 【答案】D 【分析】根据实验方案设计，方案一芹菜灼烧得到灰分，加酸溶解，加铜将铁元素完全转化为Fe2+，再用酸性高锰酸钾测定；方案二芹菜灼烧得到铁的氧化物，加酸溶解、过滤、洗涤，得到的滤液加足量的H2O2将铁元素转化为Fe3+，Fe3+与I-离子反应得到I2，再用Na2S2O3标准溶液测定。 【解析】若方案一中加入的酸为稀盐酸，酸性条件下Cl-与酸性高锰酸钾溶液会发生氧化还原反应，无法利用酸性KMnO4与Fe2+的反应测定Fe含量，A项错误；灼烧过程中Fe(Ⅱ)会氧化为Fe(Ⅲ)，根据方案设计可推知“灰分”中铁元素的存在形式有Fe2O3，B项错误；方案二中加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，过量的双氧水加热分解后，加入足量KI溶液的作用是与Fe3+反应，C项错误；方案一的待测液中Fe2+与KMnO4反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，根据题意可列计算式，D项正确；故选D。 21.（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】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；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；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；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；故选B。 22.（2025·河北石家庄·一模）白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如下： 已知H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是 A．“滤渣1”的主要成分是SiO2 B．“气体”的主要成分是NO2 C．“操作X”涉及蒸发浓缩、降温结晶、过滤 D．“反应Y”的化学方程式是NaBO2＋2MgH2=2MgO＋NaBH4 【答案】B 【分析】由题干流程图可知，将白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)粉碎后加入浓硝酸，将Ca转化为Ca(NO3)2、Fe转化为Fe(NO3)3、B转化为H3BO3，SiO2不溶于硝酸，过滤得到滤液1，主要含有Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，和滤渣主要含有SiO2和H3BO3，向滤渣中加入乙醇进行醇浸过滤得到滤渣1，主要成分为SiO2，滤液中含有H3BO3的酒精溶液，向滤液中加入NaOH溶液进行水浴加热，将H3BO3转化为NaBO2，将乙醇蒸馏出来后，对滤液进行蒸发浓缩、降温结晶，过滤干燥，获得纯净的NaBO2固体，将固体NaBO2和MgH2混合反应生成NaBH4和耐火材料即MgO，据此分析解题。 【解析】由分析可知，“滤渣1”的主要成分是SiO2，A正确；气体为浓硝酸与氧化亚铁反应后生成的NO2及与碳酸钙反应产生的CO2，B错误；由题干信息状况，偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定，故“操作X”涉及到蒸发浓缩、降温结晶、过滤，C正确；由分析可知，耐火材料为MgO，故“反应Y”的化学方程式是，D正确；故选B。 23.（2025·四川达州·一模）氯化亚铜()广泛应用于化工、印染、电镀等行业。难溶于水，在空气中易被氧化。工业以废铜泥(含、、、及少量金属)为原料制备的流程如图： 下列说法正确的是 A．“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物 B．“除杂”第①步升高温度一定能加快化学反应速率 C．“除杂”第②步所加溶液须过量 D．上述流程中可循环使用的物质有和 【答案】A 【分析】工业废铜泥含、、、及少量金属)，在空气中灼烧将、、转化为CuO，将Fe转化为铁的氧化物，加入硫酸酸浸后CuO和铁的氧化物溶解成硫酸铜和硫酸铁、硫酸亚铁等，除杂过程中加入过氧化氢和氢氧化钠溶液后，将亚铁离子氧化成铁离子，然后变成氢氧化铁沉淀除去，滤液为硫酸铜溶液，加入亚硫酸钠和氯化钠后得到CuCl。 【解析】灼烧过程中，空气中氧气可将、等转化为CuO，受热分解得到CuO，将Fe转化为铁的氧化物，A正确；除杂第①步加入过氧化氢溶液，若温度过高，则过氧化氢会分解，化学反应速率可能变慢，B错误；“除杂” 第②步，加过量的氢氧化钠溶液会提高成本， 并且可能生成氢氧化铜沉淀， 降低CuCl 的产率， C错误；“还原”时溶液中的铜离子与亚硫酸钠、氯化钠和水反应的离子方程式为，氯化钠提供的氯离子转移到目标产物CuCl中，还原过程生成硫酸，酸浸过程消耗硫酸，所以硫酸可以循环使用，D错误；故选A。 24.（24-25高三上·河北沧州·期末）从砷化镓废料(主要成分为、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。 下列说法正确的是 A．“滤渣I”的主要成分为、、 B．惰性电极电解溶液时，在阳极生成金属镓 C．Ga与Al同主族，镓既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应 D．“碱浸”时，GaAs被氧化，每反应1mol GaAs，转移电子的物质的量为5 mol 【答案】C 【分析】向砷化镓废料（主要成分为、、和）中加入、溶液，主要发生反应：、，、、进入浸出液中，、难溶于氢氧化钠溶液形成滤渣I；浸出液中加硫酸中和，过滤所得滤液中含，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到；滤渣Ⅱ中含、沉淀，向滤渣Ⅱ中加入硫酸，转化为可溶于水的，分离出滤渣Ⅲ，电解溶液生成Ga、氧气和硫酸。 【解析】可与NaOH溶液反应，“滤渣I”中不含，故A错误；根据流程可知，“旋流电积”后产生的Ga单质，说明电解溶液时，阳极生成的是氧气，阴极生成的是，故B错误；Ga与Al同主族，具有两性，镓既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，故C正确；“碱浸”时，GaAs转化为、，元素的化合价由升高为，则每反应1molGaAs，转移电子的物质的量为，故D错误；故选C。 25.（2025·湖南娄底·一模）轻质可用于绝热、耐高温的防火保温材料，可用于造船和锅炉制造。实验室以一种工业废渣(主要成分为和少量的氧化物)为原料制备。实验过程如下，下列说法错误的是 A．“酸溶”过程中为提高反应速率，可通过加热进行，为营造成酸性环境，所用可过量 B．萃取分液过程中需要的仪器装置为长颈漏斗、铁架台、烧杯 C．萃取后得到的水溶液边搅拌边滴加MgO以调节pH D．氧化过程中主要发生的离子方程式为： 【答案】B 【分析】废渣主要成分为MgCO3、Mg2SiO3和少量Fe、Al的氧化物，加入硫酸酸溶，过滤后滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁以及硫酸铝，加入H2O2氧化亚铁离子，再加入有机萃取剂萃取Fe3+，分液后可除去溶液中的Fe3+，分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+，经一系列操作后，可得到； 【解析】加热可以加快反应速率，为营造成酸性环境，所用可过量，但如果硫酸过多，则需要消耗更多的碱液中和硫酸，从而造成生产成本增加，因此所加不宜过量太多，可以适当过量，故A正确；萃取操作仪器为分液漏斗、铁架台、烧杯，故B错误；萃取后水溶液中含有Mg2+、Al3+，边搅拌边向溶液中加入消耗H+，调节pH，使得铝离子产生沉淀与镁离子分离开，故C正确；加入H2O2氧化亚铁离子，因此发生的离子方程式为：，故D正确；故选B。 26.（22025·安徽马鞍山·二模）向和混合稀溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇到空气变为红棕色，溶液中的物质的量和加入粉的物质的量之间的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．开始时加入铁粉反应的离子方程式为 B．加入铁粉时，溶液中有 C．原溶液中的物质的量浓度为 D．加入铁粉后溶液中的溶质为和 【答案】D 【解析】由实验现象和图像可知开始加入铁粉产生NO和，故开始时加入铁粉发生的离子方程式为，A正确；加入铁粉3mol时，硝酸根离子恰好反应完全，加入4mol铁粉时，其中1mol铁粉消耗2mol ，产生3mol ，B正确；加入3mol铁粉时发生的离子方程式，消耗3mol 和12mol生成3mol，加入铁粉3mol至5mol时，发生的离子反应为，则2mol的铁消耗4mol ，加入3mol铁粉时生成3mol ，故原溶液中含1mol [即含1mol ]，原溶液中的物质的量浓度为，C正确；5mol后加入铁粉不再产生，硝酸根离子恰好反应完全，加入5mol铁粉后的溶液中溶质的主要成分为硫酸亚铁，D错误；故选D。 27.（2024·北京·三模）作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备的流程如下： 已知：，，。 下列说法正确的是 A．加入少量的作用是将氧化为，使用替代效果更好 B．反应器流出的溶液，此时用石灰乳调节至，目的是除去 C．加入少量溶液后滤渣的成分为 D．为保持电解液成分稳定，应不断补充溶液，排出含酸电解液，电解废液可在反应器中循环利用 【答案】D 【分析】菱锰矿主要含有MnCO3，还含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素，硫酸溶矿MnCO3和稀硫酸反应生成硫酸锰，同时得到硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸铝等盐，用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝，加BaS生成NiS除Ni，过滤，滤液中含有硫酸锰，电解硫酸锰溶液得到MnO2，煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4，据此分析解题。 【解析】MnO2具有氧化性，加入少量MnO2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋可以催化H2O2分解，所以不宜使用H2O2替代MnO2，A错误；用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁过程中Fe元素被氧化，电解硫酸锰溶液得pH=4，c(OH−)＝1×10−10mol/L，此时；pH=7，c(OH−)＝1×10−7mol/L，，所以目的是为了使Fe3+和Al3+都沉淀完全，故B错误；由分析可知，加入少量BaS溶液除去Ni2＋，可知生成的沉淀有BaSO4、NiS，此外，二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝，所以 “滤渣”的成分至少有四种，故C错误；为保持电解液成分稳定，应不断补充溶液，排出含酸电解液，电解废液中含有硫酸，可在反应器中循环利用，故D正确；故选D。 28.（2025·安徽合肥·三模）某种以辉铜矿［，含、杂质］为原料制备的流程如图所示，下列说法错误的是 A．向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物 B．向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色 C．煅烧过程中涉及到的主要方程式为 D．中配位原子为N 【答案】C 【分析】向辉铜矿中通入氧气进行煅烧，发生，固体B为CuO、和，加入硫酸过滤后得到含有、、的溶液，加入过量氨水，得到氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和溶液，即为溶液D。 【解析】向溶液D中加入无水乙醇，可减小溶液的极性、降低产物的溶解性，用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物，A项正确；溶液C中溶质的主要成分为、和，加入硫氰化钾溶液会产生红色，B项正确；辉铜矿通入氧气进行煅烧，发生反应，C项错误；中配体是氨气，配位原子为N，D项正确；故选C。 29.（2025·湖北武汉·一模）钛被誉为太空金属和亲生物金属，拥有卓越的金属特性。以钛铁矿(主要成分为，还含有少量)为原料制备钛的流程如图所示，已知沸点为136℃。下列说法错误的是 A．为加快“氯化”速率，可将钛铁矿粉碎并与焦炭混合均匀 B．理论上，每制得，需要 C．固体为分子晶体 D．流程中的Ar气氛换成性质稳定的氮气也可以达到同样效果 【答案】D 【分析】氯化发生的反应为：2FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO，得到TiCl4，然后镁和四氯化钛反应生成钛和氯化镁，化学方程式为TiCl4 + 2MgTi+2MgCl2。 【解析】将钛铁矿粉碎并与焦炭混合均匀，增大反应物的接触面积，可加快“氯化”速率，故A正确；镁和四氯化钛反应生成钛和氯化镁，化学方程式为TiCl4 + 2MgTi+2MgCl2，理论上，每制得1molTi，需要2molMg，故B正确；由题可知TiCl4的沸点低，属于分子晶体，只含共价键，是共价化合物，故C正确；高温下Ti与N2反应，由TiCl4制备Ti的过程中，Ar气不可换成氮气，故D错误；故选D。 30.（2024·江西·二模）用铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是 A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 【答案】C 【分析】铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸；加入铁粉还原铁离子：，过量的盐酸和Fe反应：，过滤过量的铁，滤液B的溶质主要为氯化亚铁；加入氢氧化钠溶液，生成；向浊液C中加入溶液，反应完成后需除去剩余的，再与氯化亚铁混合，经一系列操作后得到产品。 【解析】滤液B的溶质主要为氯化亚铁，A项错误；加入铁粉还原铁离子的反应不是置换反应，铁单质与过量盐酸的反应，属于置换反应，B项错误；为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，需除去剩余，C项正确；超顺磁性纳米平均直径为25nm，其均匀分散在水中后得到胶体，能产生丁达尔效应，D项错误；故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $