18第12讲　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（人教单选版）

高考总复习 化学 大单元二　物质转化与应用 (无机部分) 第12讲　铁、铁的氧化物和氢氧化物 第四章　金属及其化合物 课标引领 四 化合态 陨铁 3d64s2 Ⅷ +2、+3 考点一　铁及其氧化物 银白 磁体 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 考点一　铁及其氧化物 铁红 磁性氧化铁 红棕色粉末 不溶于水 不溶于水 不溶于水 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 考点一　铁及其氧化物 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O FeO＋2HI===FeI2＋H2O 考点一　铁及其氧化物 √ × 考点一　铁及其氧化物 √ × × × 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 B 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 × √ 考点一　铁及其氧化物 √ √ × 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 C 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 A 考点一　铁及其氧化物 C 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 C 考点一　铁及其氧化物 考点一　铁及其氧化物 白 红褐 考点二　铁的氢氧化物 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 灰绿 红褐 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 B 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 B 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 考点二　铁的氢氧化物 C 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 C 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 D 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 C 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 D 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 学科素养 进阶发展 请完成：课时训练（12） 温馨提示 谢谢观看！ 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质。 2.了解铁及其氧化物、氢氧化物在生产、生活中的应用。 1.铁的单质 (1)铁元素 (2)铁的物理性质 ______色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被______吸引。 (3)铁的化学性质 ①与非金属单质的反应 与O2反应 常温 铁锈(成分为Fe2O3·xH2O) 点燃 _______________________ 与Cl2反应 加热 _______________________ 与S、I2反应 __________________、Fe＋I2FeI2 3Fe＋2O2Fe3O4 2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋SFeS 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 与H＋反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 与稀硝酸反应 过量 _____________________________________ 少量 _____________________________________ 与浓硫酸、 浓硝酸反应 常温下钝化，加热时钝化膜被破坏，分别生成SO2、NO2 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O ④与某些盐的反应 铁与CuSO4溶液反应：___________________________ (湿法炼铜的原理)，铁与FeCl3溶液的反应：______________________________。 2.铁的氧化物 (1)物理性质 物质 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — ______ _____________ 色态 黑色粉末 _____________ 黑色晶体 水溶性 __________ __________ __________ 铁的价态 _____ _____ ___________ (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3分别与稀盐酸反应的离子方程式： ____________________________、_____________________________。 ②FeO与稀硝酸反应的化学方程式： _________________________________________________________。 ③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式： _____________________________、Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O。 ④FeO在空气中受热反应的化学方程式：_______________________。 6FeO＋O22Fe3O4 1.铁的单质 [辨析明理1] 结合左栏中“铁的单质”判断，对的打“√”，错的打“×”。 (1)(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂(　　　) (2)(2023·广东卷)擦干已洗净的铁锅，以防生锈，原因是铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4 (　　　) (3)(2023·全国乙卷)暖贴中的铁粉遇空气放热(　　　) (4)(2022·浙江1月选考卷)铁与碘反应易生成碘化铁(　　　) (5)(2022·浙江6月选考卷)浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸(　　　) (6)(经典高考题)Na与H2O反应生成NaOH和H2，则Fe与H2O反应生成Fe(OH)3和H2(　　　) 解析：(2)擦干已洗净的铁锅，以防生锈，是由于铁在潮湿环境中发生吸氧腐蚀生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。(4)单质碘具有弱氧化性，与铁反应生成FeI2。(5)在常温下，铁在浓硝酸中钝化，表面生成致密氧化膜，保护内层铁，并非不反应。(6)高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。 铁与水蒸气的反应 [精读教材] (必修第一册·P70·思考与讨论) 有人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。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。 [考题对接1] (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3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 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 解析：铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，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。 [考题对接2] 判断正误：对的打“√”，错的打“×”。 (1)(2024·河北卷)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，则H2O具有还原性(　　　) (2)(2022·广东卷)铁与H2O高温下会反应，工人将模具干燥后再注入熔融钢水(　　　) 解析：(1)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，说明反应生成H2，H2O作氧化剂，体现其氧化性。 2.铁的氧化物 [辨析明理2] 结合左栏中“铁的氧化物”判断，对的打“√”，错的打“×”。 (1)(2024·浙江6月选考卷)FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4(　　　) (2)(2023·天津卷)Fe2O3是铁红，可以用作染料(　　　) (3)(经典高考题)纳米Fe3O4能与酸反应，故可用作铁磁性材料 (　　　) 解析：(3)纳米Fe3O4能与酸反应，生成Fe2＋、Fe3＋和H2O，与用作铁磁性材料无关。 考向1　铁单质的性质及转化 [例1] (2024·山西晋城一中月考)我国很早已掌握了冶炼铁的技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A.常温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2 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 解析：常温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧化性较强，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H2，C正确；Fe的活动性不如Al，故铁不能从氧化铝中置换出Al，D错误。 铁与不同氧化剂反应生成＋2价或＋3价铁的规律 [对点训练1] (2024·吉安泰和中学期中)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.铁在氯气中加热 D.铁粉与硫粉混合加热 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正确；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B错误；铁在氯气中加热生成氯化铁，C错误；铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁，D错误。 考向2　铁的氧化物的性质 [例2] (2025·安徽省十校联盟联考)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.FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 解析：FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁元素的化合价分别为＋2、＋3、＋2和＋3，A错误；FeO、Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，B错误；FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4，D错误。 [对点训练2] (2024·首都师大附中模拟)三氧化铁(FeO3)是铁的最高价态氧化物，其与稀硫酸反应会得到Fe2(SO4)3并放出O2，与浓NaOH溶液反应生成Na2FeO4，下列说法正确的是(　　) A.FeO3中Fe元素已达到最高价态，所以FeO3只能表现出氧化性 B.FeO3是两性氧化物 C.FeO3溶于浓NaOH溶液的离子方程式为FeO3＋2OH－===FeO＋H2O D.FeO3溶于浓盐酸会发生氧化还原反应，其氧化产物只有O2 解析：FeO3是铁的最高价态氧化物，具有较强氧化性，但O显－2价，可发生氧化反应，表现出还原性，A错误；FeO3与稀硫酸反应会得到Fe2(SO4)3并放出O2，发生氧化还原反应，故FeO3不是两性氧化物，B错误；具有强氧化性，溶于浓盐酸时可能将Cl－氧化生成Cl2，故氧化产物可能有Cl2，D错误。 1.铁的氢氧化物 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 ___色固体 ______色固体 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 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 制备原理 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应：________________________ 二者关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成______色，最后变成______色，化学方程式为___________________________________ 2.氢氧化亚铁的制备 (1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (3)制备方法 覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体 保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油 氢氧化亚铁的制备 [考题对接] (经典高考题)某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答下列问题： (1)仪器1的名称：_____________。装置5的作用：________________。 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中__________________。 (3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：________________。 答案：(1)分液漏斗　液封 (2)在装置2、3间添加控制开关 (3)装置4内的空气未排尽 制备Fe(OH)2的两个关键 (1)反应试剂：用最新配制的FeSO4和NaOH溶液，配制溶液所需蒸馏水必须煮沸、冷却后使用，除去蒸馏水中溶解的O2。 (2)体系环境：隔绝空气中的O2，防止Fe(OH)2被氧化。 考向　实验探究Fe(OH)2的制备 [例] (2024·辽宁沈阳市郊联体联考)某化学兴趣小组的同学利用药品：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A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C.实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石 D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态 解析：仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸，A正确；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，就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B错误；Fe可以被磁铁吸引，实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石，这样Fe粉就不能随NaOH溶液进入仪器3中，C正确；Fe(OH)2是白色固体，具有强的还原性，由于整个装置处于H2的还原性环境，因此就可以防止Fe(OH)2被氧化变为红褐色Fe(OH)3沉淀，因此可以相对较长时间地保持白色状态，D正确。 [对点训练] (2025·山东泰安调研)为较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，化学实验小组设计了如图1装置制备Fe(OH)2。下列叙述错误的是(　　) A.配制FeSO4溶液所用的蒸馏水应先煮沸，然后密封冷却 B.若需用2.0 mol/L FeSO4溶液配制100 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液，图2提供的仪器中不需要的有3种，另外还必须补充1种玻璃仪器才能完成实验 C.预测实验现象为钠会在两液体界面上下跳动，有气泡产生，水层会出现白色沉淀 D.图1中上层液体X为苯或煤油 解析：Fe(OH)2易被氧化而变色，故要想长时间观察Fe(OH)2的白色，必须严格除氧，一方面配制溶液的蒸馏水要煮沸，另一方面要用有机溶剂液封，A正确；配制FeSO4溶液一定需要的玻璃仪器：100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒，不需要漏斗，B错误；由于反应过程中生成气体，钠会在界面上下跳动，水层会出现白色沉淀，C正确；所用有机溶剂必须难溶于水、不与钠发生反应、密度必须比钠小，故X可以是苯或煤油等，D正确。 1.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是(　　) A.氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 B.Fe2O3、Fe3O4都有磁性 C.FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D.高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3 解析：氢氧化铁受热分解可制得Fe2O3，A错误；Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误；FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为Fe3O4，C正确；高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，D错误。 2.(2024·北京西城区二模)钠与水反应、铁与水蒸气反应的实验装置图如下。 Ⅰ.钠与水反应 Ⅱ.铁与水蒸气反应 下列说法不正确的是(　　) A.Ⅰ中钠熔化成小球说明反应放热和钠的熔点低 B.Ⅰ中钠与水反应的离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ C.Ⅱ中有肥皂泡产生说明有H2生成 D.Ⅱ中铁与水蒸气反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 解析：Ⅰ中钠熔化成小球，能够说明反应放热和钠的熔点低，A正确；Ⅰ中钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，其离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，B正确；Ⅱ中试管受热空气膨胀，也能产生肥皂泡，故有肥皂泡产生不能说明有H2生成，C错误；Ⅱ中铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，该反应为3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2，D正确。 3.(2024·湖北省黄冈中学调研)在中学化学中经常提到的铁的氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4，在一定条件下它们之间可以相互转化，在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列说法错误的是(　　) A.热稳定性：Fe3O4＞Fe2O3 B.FeO和Fe2O3都是碱性氧化物，都能与稀盐酸反应 C.Fe3O4为黑色固体，其中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2 D.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中，铁元素与氧元素的质量比可能为7∶3 解析：在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，则热稳定性：Fe3O4＞Fe2O3，A正确；Fe3O4为黑色固体，可以写成FeO·Fe2O3，则＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2 ，C正确；在FeO中，铁元素与氧元素的质量比为7∶2，在Fe2O3中，铁元素与氧元素的质量比为7∶3，在Fe3O4中，铁元素与氧元素的质量比约为7∶2.7，则FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中，铁元素与氧元素的质量比在7∶2和7∶3之间，D错误。 4.(2025·辽宁省名校联盟联考)一种利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图所示： 已知：Zn及其化合物与Al及其化合物的性质相似。下列说法不正确的是(　　) A.“碱洗”的目的是去除废旧镀锌铁皮表面的油污及锌 B.“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O C.“氧化”后的溶液中主要存在的金属阳离子：Fe3＋、Na＋ D.“加热沉铁”时通入N2是防止空气中的O2对产品造成影响 解析：“碱洗”是为了除去锌，生成Na2[Zn(OH)4]，同时除去油污，A正确；“氧化”时，Fe2＋与ClO－发生氧化还原反应：2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O,故溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋，B正确、C错误；“加热沉铁”中N2的作用是作保护气，防止Fe2＋被O2氧化，D正确。 5.(2024·江苏卷，改编)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A.反应器Ⅰ中Fe2O3被还原生成Fe B.反应器Ⅱ中反应与Fe和H2O(g)高温下的反应相同 C.反应器Ⅲ中Fe3O4与空气中O2反应生成Fe2O3 D.含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法，理论上可获得 3 mol H2 解析：反应器Ⅰ中Fe2O3→Fe，铁元素化合价降低，发生还原反应，A正确；由图可知，反应器Ⅱ中Fe和H2O是反应物，Fe3O4和H2是生成物，与Fe和H2O(g)的反应相同，B正确；反应器Ⅲ中Fe3O4→Fe2O3，＋2价铁被氧化为＋3价，推测与空气中O2反应生成Fe2O3，C正确；含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法，共生成 mol Fe， mol Fe在反应器Ⅱ中发生反应3Fe＋4H2O(g)===Fe3O4＋4H2，故共生成 mol H2，D错误。 6.(2023·重庆卷，节选)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。 回答下列问题： (1)Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和________。O2－的核外电子排布式为________。 (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是_________ ___________________。 (3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。 ①反应的离子方程式为____________________________________。 ②为加快反应速率，可采取的措施有__________________________ (写出两种即可)。 答案：(1)＋3　1s22s22p6 (2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁 (3)①4CaO＋6H2O＋4Fe2＋＋O2===4Fe(OH)3＋4Ca2＋ ②适当升高温度、搅拌(其他合理答案均可) $$