第12讲 铁及其化合物（复习讲义）（江苏专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第12讲 铁及其化合物 目录 01 考情解码·命题预警 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 3 考点一 铁、铁的氧化物及氢氧化物 3 知识点1 铁的结构 3 知识点2 铁的性质 4 知识点3 铁的氧化物 5 知识点4 铁的氢氧化物 5 考向1 考查铁的性质与应用 6 考向2 考查铁的氧化物与氢氧化物性质与应用 7 考点二 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 8 知识点1 铁离子和亚铁离子的检验 8 知识点2 铁盐与亚铁盐 9 知识点3 高铁酸盐 10 考向1 铁盐、亚铁盐的性质及离子检验 10 考向2 高铁酸盐的性质及其应用 11 考点三 合金 金属冶炼 13 知识点1 合金 13 知识点2 金属冶炼 13 考向1 考查合金与金属冶炼 13 04 真题溯源·考向感知 15 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 铁、铁的氧化物及氢氧化物 选择题 非选择题 江苏卷T16（2）①，3分 江苏卷T3（C项），3分 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 选择题 非选择题 江苏卷T11，3分 合金 金属冶炼 选择题 非选择题 考情分析： 1．命题规律： （1）在选择题中考查：铁及离子的电子排布、铁晶胞特点，铁及化合物的用途；结合信息考查铁及化合物的转化关系。 （2）在非选择题中考查：通过化工流程或综合实验，用物质的氧化性、还原性、水解及电化学理论，解释有关反应中量的变化，书写陌生的氧化还原反应方程式，用电子守恒法进行有关计算等。 2．复习策略： 复习过程一是将分散于教材中的知识进行融合形成完全的知识体系，二是依据物质结构理论、氧化还原反应原理及电离、水解及电化学理论，引导学生归纳铁及化合物的物理和化学性质，三是通过典型模拟及高考题的练习，指导学生学会解决问题的方法，提升学科素养。 复习目标： 1．依据氧化还原反应，理解铁、氧化亚铁及氢氧化铁的化学性质。 2．依据酸碱反应原理。理解氢氧化物的制备及化学性质。 3．知道铁离子和亚铁离子的检验方法及注意事项。 4．从原子结构、氧化还原反应角度理解铁盐与亚铁盐的化学性质，知道其主要应用。 5．知道高铁酸盐的制备方法及化学性质，了解其在生活中的应用。 6．了解合金的特点及金属材料的重要应用，理解金属冶炼原理与方法。 考点一 铁、铁的氧化物及氢氧化物 知识点1 铁的结构 原子结构示意图 原子价电子排布式 周期表中位置 周期表中分区 Fe2＋电子排布式 Fe3＋电子排布式 ______ ____________ ______ _______ ________ 晶胞及有关问题 为________堆积方式，配位数____，拥有原子数_____ 铁既不是主族元素也不是副族元素，不能写成ⅧB族 知识点2 铁的性质 1．物理性质 纯净的铁是光亮的_____金属，有良好的_____性、_____性，有较好的____性，铁有铁磁性。 得分速记 纯铁耐腐蚀，常见的铁因含有碳杂质在空气中易生锈。 2．化学性质 常见价态 ＋2、＋3（还有＋6） 与单质的反应 O2 方程式_________________________ 在潮湿空气中，不纯的铁发生吸氧腐蚀（电化学腐蚀）；形成铁锈，电极反应式为：正极________________________ 负极_____________________ Cl2 方程式_________________________ S 方程式_________________________ I2 方程式_________________________ 与H2O的反应 方程式_______________________________________ 与非氧化性酸的反应 与HCl、H2SO4反的应离子方程式____________________________ 与氧化性酸的反应 稀HNO3 _________________________________________ 浓HNO3 _______________________________________ 浓硫酸 ___________________________________________ 与盐溶液的反应 FeCl3溶液反应，离子方程式为_____________________________ 发生置换反应：Fe＋Cu2＋＝________________、Cu＋ Ag＋＝___________________ 得分速记 （1）铁反应后是生成＋2价还是＋3价，与氧化剂强弱、试剂的用量及反应条件有关： ①变价金属Cu和Fe与氧化性较弱的S或I2反应只能生成低价态（高或低）化合物。 ②铁和硝酸、浓硫酸反应时，当铁过量时生成的金属离子是Fe2＋。 ③铁与硝酸反应情况： （2）浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生钝化现象。 （3）铁与氧化性酸反应，不生成H2，而生成对应的非金属氧化物。 知识点3 铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 俗名 ———— 铁红 磁性氧化铁 金属价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 物理性质 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都________水 化学性质 HCl FeO＋ H＋＝ ___________ Fe2O3＋ H＋＝_____________ Fe3O4＋ H＋＝_________________ O2 FeO＋ O2____________ ———— ———— 稀HNO3 FeO＋ H＋＋ NO3－ ＝_______________ Fe2O3＋ H＋＝ __________________ Fe3O4＋ H＋＋ NO3－＝__________________ HI FeO＋ H＋＝ __________________ Fe2O3＋ H＋＋ I－＝ _______________ Fe3O4＋ H＋＋ I－＝ ___________________ 高温与还原剂 FeO＋ H2 _________________ Fe2O3＋ CO__________________ Fe3O4＋ Al __________________ 用途 ———— 颜料 磁性材料 ①FeO、Fe3O4与HNO3之间的反应是氧化还原反应。 ②Fe2O3、Fe3O4与HI之间的反应是氧化还原反应。 知识点4 铁的氢氧化物 1．氢氧化亚铁与氢氧化铁比较 氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 物理性质 色态 ______色絮状固体 ______色固体 水溶性 都_____溶于水 化学性质 酸碱性 都是_____碱 盐酸 Fe(OH)2＋ H＋＝_________________ Fe(OH)3＋ H＋＝_______________ 硝酸 Fe(OH)2＋ H＋＋ NO3－＝__________ Fe(OH)3＋ H＋＝____________________ HI酸 Fe(OH)2＋ H＋＝__________________ Fe(OH)3＋ H＋＋ I－＝_________________ 稳定性 不稳定，易被______。___色迅速变成_____色，最终为________色： ___________________________(方程式) 受热分解，方程式为： _______________________ ①Fe(OH)2与HNO3之间的反应是氧化还原反应。 ②Fe(OH)3与HI之间的反应是氧化还原反应。 ③Fe(OH)3可存在于酸性溶液中。 2．Fe(OH)2的制备 制备原理 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ 成功关键 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋ 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 有机层隔离法 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，用生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中 电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨 3．Fe(OH)3胶体制备 原理 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 操作 向沸水中滴加几滴FeCl3溶液 注意 加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀 考向1 考查铁的性质与应用 （双选）下列说法正确的是 A．（2025·江苏省海安高级中学12月月考）Fe(s)Fe(OH)3(s)FeCl3(aq) B．（2025·江苏省扬州市期中）制备FeCl3溶液：FeFeCl2溶液FeCl3溶液 C．（2025·江苏省临考押卷）FeFe3O4Fe(NO3)3 D．（2025·江苏省徐州市期中）Fe2O3Fe(s)Al(s) 【变式训练1·变载体】 （2025·常州市上学期期中）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。 下列说法不正确是 A．反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4 +4H2 B．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 【变式训练2】 （2025·江苏省苏州市下学期摸底调研二）FeCl3易水解、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是 A．实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸 B．实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2 C．装置丙的作用是收集FeCl3 D．装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2 考向2 考查铁的氧化物与氢氧化物性质与应用 （2025·江苏省泰州中学上学期一模）Fe3O4可表示为Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅲ)O4]，下列说法正确的是 A．Fe在常温下锈蚀或在纯氧中燃烧，均生成Fe2O3 B．加热条件下，Fe与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜 C．氧化亚铁晶体中＜1，是因为其晶体中混有零价Fe D．铁元素的两种离子与O2－的结合能力：Fe3＋＞Fe2＋ 【变式训练1·变题型】 （2025·江苏省泰州市考前指导卷）铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性，而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬[Cr(Ⅵ)]与硝酸盐等污染物。 纳米Fe和Fe3O4均可用于降解含Cr2O72－的废水。实验证明Fe3O4辅助纳米铁去除Cr2O72－效果更佳，结合下图，分析其原因是_______________________________________。 考点二 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 知识点1 铁离子与亚铁离子的检验 1．铁离子与亚铁离子的检验 Fe3＋ Fe2＋ 显色法 向待检液中滴加________溶液，溶液立即变为 _____色。 离子方程式：_________________________ 向待检液中滴加__________溶液，__________，再滴加新制_________(或H2O2溶液)，溶液立即变_____色 向待检液中滴加____溶液，溶液立即变为___色 向待检液中滴加_______溶液，__________ 沉淀法 向待检液中滴加NaOH溶液，生成红褐色 离子方程式：____________________ 向待检液中滴加NaOH溶液，生成_____色絮状沉淀，沉淀迅速变为_________色，最后变为_________色 向待检液中滴加K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)溶液，生成_____色沉淀 向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成_____色沉淀。离子方程式：K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓ 得分速记 ①用显色法检验Fe2＋时，不能先加氯水后加KSCN溶液。 ②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时，检验Fe2＋不能用酸性KMnO4溶液(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 知识点2 铁盐与亚铁盐性质 离子 Fe2＋ Fe3＋ 溶液中颜色 ____绿色 ____色 化学性质 还原性 Cl2 ________________________ 稀硝酸 ____________________________________ H2O2 ____________________________ 氧化性 I－ ________________ Fe ____________________ Cu ____________ 沉淀性 ____________________ ________________ 水解性 单水解 ____________________ ____________________ 双水解 ________________________________ ________________________________ 配合性 得分速记 ①Fe3＋极易水解，Fe(OH)3可存在酸性溶液中。 ②有关Fe3＋、Fe2＋的除杂方法 除去Mg2＋中混有的Fe3＋ 向混合溶液中加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去 除去Mg2＋中混有的Fe2＋ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按“除去Mg2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3＋ 除去Cu2＋中混有的Fe3＋ 向混合溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去 除去Cu2＋中混有的Fe2＋ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按“除去Cu2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3 ③Fe2＋和Fe3＋盐溶液的保存与配制 Fe2＋的配制 将亚铁盐固体溶于少量的中浓盐酸，再加入蒸馏水 注意：保存时，加入铁粉，防止Fe2＋防氧化 Fe3＋的配制 将铁盐固体溶于少量同名酸中，再加蒸馏水稀释 ④FeCl3·6H2O固体制备无水FeCl3时，要在HCl气流中加热。 ⑤铁三角 知识点3 高铁酸盐 制备方法 高温熔融反应法 在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如： Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O 2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ 次氯酸盐氧化法 NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝______________ 利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 阳极电极反应式为：______________ 性质 酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 应用 在水处理方面的应用 (新型、高效、多功能水处理剂) ①K2FeO4中Fe元素呈＋6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒 ②原理：4K2FeO4＋10H2O＝4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8KOH K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用 考向1 铁盐、亚铁盐的性质及离子检验 下列说法正确的是 A．（2025·江苏省南通市如皋市三模）Fe2O3FeFeCl2 B．（2025·江苏省前黄高级中学第二次检测）海水中铁制品腐蚀：FeFe(OH)2Fe(OH)3 C．（2024·江苏苏州市十校12月联考）FeCl2(aq)FeCl3(aq)FeCl3(s) D．（2025••江苏省盐城中学12月检测）Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 【变式训练1】 （双选）下列说法正确的是 A．（2025·江苏省南通市海门中学上学期二调）FeSO4具有还原性，可用作抗氧化剂 B．（2024·南京市江宁区下学期开学考）FeCl3溶液显酸性，可用于刻蚀覆铜板 C．（2025·江苏省南通市海门中学第二次调研）将少量铜粉加入硝酸酸化的硝酸铁溶液中，观察反应现象；探究Fe3＋与铜粉能否反应 D．（2025·江苏省前黄高级中学第二次检测）向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，溶液颜色无明显变化；则结合Fe3＋的能力：F－＞SCN－ 【变式训练2·变题型】 （2025·江苏省扬州市期末）磁性Fe3O4在污水处理中有广泛的用途。利用废铁屑(主要成分为Fe，及少量Fe2O3和Cu)制备Fe3O4的一种流程如下： （1）“过滤”后所得滤渣的成分是___________；滤液中不含Fe3＋，原因是__________________(用离子方程式表示)。 （2）“氧化”过程中H2O2的实际用量大于理论用量，原因是______________________。 （3）H2O2在Fe3O4表面产生HO•(羟基自由基)的原理如图所示。 ①相同条件下，HO•与OH－中氧化性较强的是___________。 ②酸性条件下，Fe2＋与H2O2反应生成HO•的离子方程式为_____________________________________。 （4）取10.00 mL“过滤”后所得滤液，加水稀释到100.00 mL，取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加0.0200 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，当恰好完全反应时消耗酸性KMnO4溶液30.00 mL。 计算滤液中Fe2＋的物质的量浓度___________(写出计算过程)。已知：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。 考向2 高铁酸盐的性质及其应用 （2025·江苏省南京市、盐城市一模）高铁酸钾(K2FeO4)可用于废水中氨氮的去除。 K2FeO4具有强氧化性，其在水溶液中的氧化能力随溶液pH减小而增大。其他条件相同，用K2FeO4处理废水中氨氮，废水的初始pH与氨氮去除率的关系如图所示。 ①pH＝12时，FeO42－处理废水中NH3生成N2的离子方程式为_______________________________。 ②上图中M、N两点对应的实验，必须控制相同的条件有：废水的浓度及体积、K2FeO4用量、搅拌速率、___________________，___________________等。 ③pH＝4时氨氮去除率小于pH＝12时的原因可能是________________________________________。 【变式训练1·变考法】 （2025·江苏省扬州市期末）高铁酸钾(K2FeO4)是一种常见的水处理剂。某兴趣小组以铁屑为原料制备高铁酸钾的流程如下： 已知：K2FeO4在碱性溶液中能稳定存在，在酸性溶液中会产生Fe3＋和O2。 下列说法不正确的是 A．为检验“氧化1”过程是否完全，可选用的检验试剂为KSCN溶液 B．“氧化2”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2 C．“转化”过程使用过量饱和KOH溶液有利于K2FeO4析出 D．在稀硫酸中发生反应的化学方程式为：4K2FeO4＋10H2SO4＝4K2SO4＋2Fe2(SO4)3＋3O2↑＋10H2O 【变式训练2·变载体】 （2024·江苏省苏州模拟）以Fe（NO3）3作为铁源制备高铁酸钾（K2FeO4），可用于去除水体中的As（Ⅲ）。已知：K2FeO4微溶于水，在酸性或中性溶液中迅速氧化H2O产生O2，在碱性溶液中较稳定，在Fe3＋和Fe（OH）3催化作用下发生分解。 （1）制备高铁酸钾。向KOH和KClO混合溶液中加入Fe（NO3）3，过滤得到K2FeO4固体。 ①制备K2FeO4的化学方程式为__________________________________________________________。 ②制备过程中KOH和KClO需过量的原因是________________________________________________ _____________________________________________________________________。 ③过滤所得的滤液中加入稀硫酸，产生Cl2，原因可能是：酸性条件下K2FeO4氧化了Cl－，还可能是__________________________________________________________________。 （2）测定K2FeO4的纯度。准确称取0.528 0 g K2FeO4样品置于锥形瓶中，用KOH溶液溶解，加入过量KCr(OH)4溶液，再加入硫酸酸化配成待测液，用0.300 0 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00 mL，计算样品中K2FeO4的纯度____________________（写出计算过程），测定过程中涉及的离子反应有（未配平）： [Cr(OH)4]－+FeO42－Fe(OH)3+CrO42－+OH－ CrO42－+H＋Cr2O72－+H2O Cr2O72－+Fe2＋+H＋Cr3＋+Fe3＋+H2O （3）K2FeO4的应用。某水样中As元素主要以As(Ⅲ)存在，As(Ⅲ)可被K2FeO4氧化为As(Ⅴ)，再通过Fe(Ⅲ)吸附去除。 ①K2FeO4对水中As元素的去除率随pH变化如图所示，当pH大于7时，As去除率迅速下降的原因是_______________________________________________________________________________________。 ②FeCl3也能去除水中As。pH＝6.5时，加入FeCl3或K2FeO4后水中铁浓度对As去除率的影响如图所示，铁浓度相同，使用K2FeO4时As去除率比使用FeCl3时高的原因是____________________________ ______________________________________________________。 考点三 合金 金属冶炼 知识点1 合金 1．概念 指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有_______特性的物质。 2．性能 （1）熔点：一般比它的各成分金属_______。 （2）硬度和强度：一般比它的各成分金属_______。 知识点2 金属冶炼 1．金属活动性顺序与金属冶炼的方法 2．金属冶炼的方法 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 热还原法 焦炭还原法 C＋2CuO2Cu＋CO2↑ CO还原法 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 H2还原法 3H2＋WO3W＋3H2O 活泼金属还原法 2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑ 得分速记 ①电解法原料选用：铝的冶炼——用Al2O3，不用AlCl3(AlCl3熔融不导电)；镁的冶炼——用MgCl2，不用MgO(MgO熔点很高)。 ②有关K、Rb的冶炼 工业上运用如下反应制K和Rb：Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑ 上述两种方法主要运用勒夏特列原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使反应正向进行。 考向1 考查合金与金属冶炼 （2024·江苏各地模拟重组）下列说法错误的是 A．“大克鼎”的材料青铜属于合金 B．生铁硬度大、抗压，故可用于铸造机器底座 C．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐高压、耐腐蚀 D．制造舰体所用的耐腐蚀低磁钢的熔点高于纯铁 【变式训练1】 （2025••江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学调研）下列属于金属材料的是 A．“神舟十五”号飞船使用的耐辐照光学窗材料——石英玻璃 B．“天宫”空间站使用的太阳能电池板材料——砷化镓 C．“福建号”航母使用的高强度甲板材料——合金钢 D．“C919”飞机使用的机身复合材料——碳纤维和环氧树脂 【变式训练2】 （2024·江苏各地模拟重组）下列说法错误的是 ① 利用Na＋KClK↑＋NaCl制取K，该反应可以说明Na的金属性强于K ② 电解从海水获得的饱和食盐水可制金属钠 ③ Al2O3、Fe3O4、CuO均可用还原剂CO在加热条件下还原 ④ 冶炼Na、Mg、Al时均可电解相应的氯化物 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 1．（2025·甘肃卷）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．RQ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 2．（2025·陕西、山西、宁夏、青海卷）“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是 A．“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B．“梦想”号钻探船钻头用的合金 C．“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D．“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜 3．（2022·湖南卷）Mg与TiCl4反应可冶炼Ti，下列金属冶炼方法与上述方法相似的有_____________(填字母)。 A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞 4．（2022·天津卷）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备流程，回答下列问题： （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为_________________________________________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为_________________________________________________。 （2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有____________________________。 （3）检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是___________________________。 （4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为__________________________________________________________。 （5）操作②为__________________________________________________________。 5．（2023·江苏卷）室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 6．（2024·河北卷）燕赵大地历史悠久，文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是 A．青铜铺首主要成分是铜锡合金 B．透雕白玉璧主要成分是硅酸盐 C．石质浮雕主要成分是碳酸钙 D．青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 铁及其化合物 目录 01 考情解码·命题预警 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 3 考点一 铁、铁的氧化物及氢氧化物 3 知识点1 铁的结构 3 知识点2 铁的性质 4 知识点3 铁的氧化物 5 知识点4 铁的氢氧化物 5 考向1 考查铁的性质与应用 6 考向2 考查铁的氧化物与氢氧化物性质与应用 8 考点二 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 9 知识点1 铁离子和亚铁离子的检验 9 知识点2 铁盐与亚铁盐 9 知识点3 高铁酸盐 10 考向1 铁盐、亚铁盐的性质及离子检验 11 考向2 高铁酸盐的性质及其应用 13 考点三 合金 金属冶炼 16 知识点1 合金 16 知识点2 金属冶炼 16 考向1 考查合金与金属冶炼 17 04 真题溯源·考向感知 18 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 铁、铁的氧化物及氢氧化物 选择题 非选择题 江苏卷T16（2）①，3分 江苏卷T3（C项），3分 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 选择题 非选择题 江苏卷T11，3分 合金 金属冶炼 选择题 非选择题 考情分析： 1．命题规律： （1）在选择题中考查：铁及离子的电子排布、铁晶胞特点，铁及化合物的用途；结合信息考查铁及化合物的转化关系。 （2）在非选择题中考查：通过化工流程或综合实验，用物质的氧化性、还原性、水解及电化学理论，解释有关反应中量的变化，书写陌生的氧化还原反应方程式，用电子守恒法进行有关计算等。 2．复习策略： 复习过程一是将分散于教材中的知识进行融合形成完全的知识体系，二是依据物质结构理论、氧化还原反应原理及电离、水解及电化学理论，引导学生归纳铁及化合物的物理和化学性质，三是通过典型模拟及高考题的练习，指导学生学会解决问题的方法，提升学科素养。 复习目标： 1．依据氧化还原反应，理解铁、氧化亚铁及氢氧化铁的化学性质。 2．依据酸碱反应原理。理解氢氧化物的制备及化学性质。 3．知道铁离子和亚铁离子的检验方法及注意事项。 4．从原子结构、氧化还原反应角度理解铁盐与亚铁盐的化学性质，知道其主要应用。 5．知道高铁酸盐的制备方法及化学性质，了解其在生活中的应用。 6．了解合金的特点及金属材料的重要应用，理解金属冶炼原理与方法。 考点一 铁、铁的氧化物及氢氧化物 知识点1 铁的结构 原子结构示意图 原子价电子排布式 周期表中位置 周期表中分区 Fe2＋电子排布式 Fe3＋电子排布式 3d64s2 第四周期第Ⅷ族 ds [Ar]3d6 [Ar]3d5 晶胞及有关问题 为面心堆积方式，配位数8，拥有原子数2 铁既不是主族元素也不是副族元素，不能写成ⅧB族。 知识点2 铁的性质 1．物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属，有良好的导电性、热性，有较好的延展性，铁有铁磁性。 得分速记 纯铁耐腐蚀，常见的铁因含有碳杂质在空气中易生锈。 2．化学性质 常见价态 ＋2、＋3（还有＋6） 与单质的反应 O2 方程式2O2＋3FeFe3O4 在潮湿空气中，不纯的铁发生吸氧腐蚀（电化学腐蚀）；形成铁锈，电极反应式为： 正极 O2＋2H2O＋4e—＝4OH－ 负极2Fe－4e—＝2Fe2＋ Cl2 方程式3Cl2＋Fe2FeCl3 S 方程式S＋FeFeS I2 方程式I2＋FeFeI2 与H2O的反应 方程式3Fe＋4H2OFe3O4+4H2 与非氧化性酸的反应 与HCl、H2SO4反的应离子方程式Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 与氧化性酸的反应 稀HNO3 3Fe＋8HNO3(稀、过)＝3Fe(NO3)3＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3 Fe＋6HNO3(浓、过)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O 浓硫酸 2Fe＋6H2SO4(浓、过)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 与盐溶液的反应 FeCl3溶液反应，离子方程式为Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ 发生置换反应：Fe＋Cu2＋＝Fe＋Cu2＋、Cu＋2Ag＋＝Cu2＋＋2Ag 得分速记 （1）铁反应后是生成＋2价还是＋3价，与氧化剂强弱、试剂的用量及反应条件有关： ①变价金属Cu和Fe与氧化性较弱的S或I2反应只能生成低价态（高或低）化合物。 ②铁和硝酸、浓硫酸反应时，当铁过量时生成的金属离子是Fe2＋。 ③铁与硝酸反应情况： （2）浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生钝化现象。 （3）铁与氧化性酸反应，不生成H2，而生成对应的非金属氧化物。 知识点3 铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 俗名 ———— 铁红 磁性氧化铁 金属价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 物理性质 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都难溶于水 化学性质 HCl FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋＝3Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋H2O O2 6FeO＋O2＝2Fe3O4 ———— ———— 稀HNO3 3FeO＋10H＋＋1NO3－ ＝3Fe3＋＋5H2O＋NO↑ Fe2O3＋6H＋＝3Fe3＋＋3H2O 3Fe3O4＋28H＋＋1NO3－＝9Fe3＋＋14H2O＋NO↑ HI FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋＋2I－＝2Fe2＋＋3H2O＋I2 1Fe3O4＋8H＋＋2I－＝3Fe2＋＋4H2O＋I2 高温与还原剂 FeO＋H2Fe＋H2O Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3 用途 ———— 颜料 磁性材料 ①FeO、Fe3O4与HNO3之间的反应是氧化还原反应。 ②Fe2O3、Fe3O4与HI之间的反应是氧化还原反应。 知识点4 铁的氢氧化物 1．氢氧化亚铁与氢氧化铁比较 氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 物理性质 色态 白色絮状固体 褐色固体 水溶性 都难溶于水 化学性质 酸碱性 都是弱碱 盐酸 Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋H2O Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O 硝酸 3Fe(OH)2＋10H＋＋1NO3－＝3Fe3＋＋8H2O＋NO↑ Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O HI酸 Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－＝2Fe2＋＋6H2O＋I2＋NO↑ 稳定性 不稳定，易被氧化。白色迅速变成灰绿色，最终为红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋4H2O＝4Fe(OH)3(方程式) 受热分解，方程式为： 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O ①Fe(OH)2与HNO3之间的反应是氧化还原反应。 ②Fe(OH)3与HI之间的反应是氧化还原反应。 ③Fe(OH)3可存在于酸性溶液中。 2．Fe(OH)2的制备 制备原理 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ 成功关键 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋ 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 有机层隔离法 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，用生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中 电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨 3．Fe(OH)3胶体制备 原理 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 操作 向沸水中滴加几滴FeCl3溶液 注意 加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀 考向1 考查铁的性质与应用 （双选）下列说法正确的是 A．（2025·江苏省海安高级中学12月月考）Fe(s)Fe(OH)3(s)FeCl3(aq) B．（2025·江苏省扬州市期中）制备FeCl3溶液：FeFeCl2溶液FeCl3溶液 C．（2025·江苏省临考押卷）FeFe3O4Fe(NO3)3 D．（2025·江苏省徐州市期中）Fe2O3Fe(s)Al(s) 【答案】BC 【解析】A项，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不是生成氧氢化铁，错误；B项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，正确；C项，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁，与稀硝酸反应生成硝酸铁，正确；D项，在高温条件下，用CO(g)还原Fe2O3(s)可得到Fe(s)等，Fe的金属活动性比Al弱，Fe(s)与Al2O3(s)不能发生置换反应，不能制得Al(s)，错误。 【变式训练1·变载体】 （2025·常州市上学期期中）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。 下列说法不正确是 A．反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4 +4H2 B．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 【答案】D 【解析】A项，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，正确；B项，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，正确；C项，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，正确；D项，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，错误。 【变式训练2】 （2025·江苏省苏州市下学期摸底调研二）FeCl3易水解、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是 A．实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸 B．实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2 C．装置丙的作用是收集FeCl3 D．装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2 【答案】C 【解析】A项，实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，错误；B项，铁与氯气只能生成氯化铁，即使少量氯气也不能生成氯化亚铁，错误；C项，装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁，正确；D项，CaCl2与氯气不能反应，其目的是防止NaOH溶液中的水蒸气进入丙中使FeCl3水解，错误。 考向2 考查铁的氧化物与氢氧化物性质与应用 （2025·江苏省泰州中学上学期一模）Fe3O4可表示为Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅲ)O4]，下列说法正确的是 A．Fe在常温下锈蚀或在纯氧中燃烧，均生成Fe2O3 B．加热条件下，Fe与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜 C．氧化亚铁晶体中＜1，是因为其晶体中混有零价Fe D．铁元素的两种离子与O2－的结合能力：Fe3＋＞Fe2＋ 【答案】D 【解析】A项，Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4，错误；B项，常温下，Fe与浓硝酸反应能生成致密的氧化物保护膜，加热条件下铁与浓硝酸发生氧化还原反应，错误；C项，氧化亚铁晶体中n(Fe)∶n(O)=1∶1，若＜1，说明有多余的O存在，O越多Fe的化合价越高，故氧化亚铁晶体中不可能存在0价，错误；D项，由题意可知，四氧化三铁中铁离子与氧离子结合形成酸根离子，故铁离子结合氧离子的能力更强，正确。 【变式训练1·变题型】 （2025·江苏省泰州市考前指导卷）铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性，而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬[Cr(Ⅵ)]与硝酸盐等污染物。 纳米Fe和Fe3O4均可用于降解含Cr2O72－的废水。实验证明Fe3O4辅助纳米铁去除Cr2O72－效果更佳，结合下图，分析其原因是_______________________________________。 【答案】Fe3O4有磁性，吸引纳米铁，使其分散附着在Fe3O4表面，增大表面积；纳米铁能将含Fe3＋物质还原为Fe2＋，Fe2＋浓度增大，降解速率加快 【解析】Fe3O4辅助纳米铁去除Cr2O72－效果更佳，由图1可知，因为Fe3O4有磁性，吸引纳米铁，使其分散附着在Fe3O4表面，增大表面积；纳米铁能将含Fe3＋物质还原为Fe2＋，Fe2＋浓度增大，降解速率加快；故答案为：Fe3O4有磁性，吸引纳米铁，使其分散附着在Fe3O4表面，增大表面积；纳米铁能将含Fe3＋物质还原为Fe2＋，Fe2＋浓度增大，降解速率加快。 考点二 铁盐与亚铁盐 高铁酸盐 知识点1 铁离子与亚铁离子的检验 1．铁离子与亚铁离子的检验 Fe3＋ Fe2＋ 显色法 向待检液中滴加KSCN溶液，溶液立即变为 红色。 离子方程式：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 向待检液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水(或H2O2溶液)，溶液立即变红色 向待检液中滴加苯酚溶液，溶液立即变为紫色 向待检液中滴加苯酚溶液，无明显现象 沉淀法 向待检液中滴加NaOH溶液，生成红褐色 离子方程式：Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓ 向待检液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 向待检液中滴加K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀 向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓ 得分速记 ①用显色法检验Fe2＋时，不能先加氯水后加KSCN溶液。 ②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时，检验Fe2＋不能用酸性KMnO4溶液(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 知识点2 铁盐与亚铁盐性质 离子 Fe2＋ Fe3＋ 溶液中颜色 浅绿色 黄色 化学性质 还原性 Cl2 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ 稀硝酸 3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O H2O2 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe3＋＋2H2O 氧化性 I－ 2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2 Fe 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ Cu 2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ 沉淀性 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓ 水解性 单水解 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋ 双水解 2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑ Fe2＋＋CO32－＋H2O＝Fe(OH)2↓＋CO2↑ 配合性 Fe2＋＋6CN－[Fe(CN)6]3－ Fe3＋＋6F－[FeF6]3－ 得分速记 ①Fe3＋极易水解，Fe(OH)3可存在酸性溶液中。 ②有关Fe3＋、Fe2＋的除杂方法 除去Mg2＋中混有的Fe3＋ 向混合溶液中加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去 除去Mg2＋中混有的Fe2＋ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按“除去Mg2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3＋ 除去Cu2＋中混有的Fe3＋ 向混合溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去 除去Cu2＋中混有的Fe2＋ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按“除去Cu2＋中混有的Fe3＋”的方法除去溶液中的Fe3 ③Fe2＋和Fe3＋盐溶液的保存与配制 Fe2＋的配制 将亚铁盐固体溶于少量的中浓盐酸，再加入蒸馏水 注意：保存时，加入铁粉，防止Fe2＋防氧化 Fe3＋的配制 将铁盐固体溶于少量同名酸中，再加蒸馏水稀释 ④FeCl3·6H2O固体制备无水FeCl3时，要在HCl气流中加热。 ⑤铁三角 知识点3 高铁酸盐 制备方法 高温熔融反应法 在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐。如： Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O 2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ 次氯酸盐氧化法 NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O 利用K2FeO4溶解度比Na2FeO4低，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或饱和KOH溶液，使Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出。 电解法 以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4。 阳极电极反应式为：Fe＋8OH－－6e－＝FeO＋4H2O 性质 酸性条件下，高铁酸盐因氧化性极强而不稳定：4FeO＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 应用 在水处理方面的应用 (新型、高效、多功能水处理剂) ①K2FeO4中Fe元素呈＋6价，具有强氧化性，可用于水体的杀菌、消毒 ②原理：4K2FeO4＋10H2O＝4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8KOH K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物，起到净水的作用 考向1 铁盐、亚铁盐的性质及离子检验 下列说法正确的是 A．（2025·江苏省南通市如皋市三模）Fe2O3FeFeCl2 B．（2025·江苏省前黄高级中学第二次检测）海水中铁制品腐蚀：FeFe(OH)2Fe(OH)3 C．（2024·江苏苏州市十校12月联考）FeCl2(aq)FeCl3(aq)FeCl3(s) D．（2025••江苏省盐城中学12月检测）Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 【答案】B 【解析】A项，铝热反应生成Fe正确，但Fe与Cl₂加热生成FeCl2错误（应生成FeCl3），错误；B项，海水中铁发生吸氧腐蚀生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被空气中氧气氧化为氢氧化铁，正确；C项，向氯化亚铁溶液中通入氯气生成氯化铁，由于FeCl3易水解，产生HCl易挥发，所以采用蒸干氯化铁溶液的方法得不到氯化铁固体，错误；D项，氯化铁是强酸弱碱盐，直接蒸发氯化铁溶液，氯化氢挥发使水解平衡右移，直至水解趋于完全生成氢氧化铁，不能得到无水氯化铁，物质间转化不能一步实现，错误。 【变式训练1】 （双选）下列说法正确的是 A．（2025·江苏省南通市海门中学上学期二调）FeSO4具有还原性，可用作抗氧化剂 B．（2024·南京市江宁区下学期开学考）FeCl3溶液显酸性，可用于刻蚀覆铜板 C．（2025·江苏省南通市海门中学第二次调研）将少量铜粉加入硝酸酸化的硝酸铁溶液中，观察反应现象；探究Fe3＋与铜粉能否反应 D．（2025·江苏省前黄高级中学第二次检测）向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，溶液颜色无明显变化；则结合Fe3＋的能力：F－＞SCN－ 【答案】AD 【解析】A项，FeSO4中的Fe元素为＋2价，具有还原性，可用作抗氧化剂，正确；B项，FeCl3溶液中的Fe3＋具有强氧化性，可用于刻蚀覆铜板，错误；C项，硝酸具有强氧化性，铜与硝酸发生氧化还原反应，无法探究Fe3＋与Cu的反应，不能达到实验目的；D项，向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，溶液颜色无明显变化。这是因为F－与Fe3＋结合的能力更强，将Fe3＋结合，使得溶液中几乎没有Fe3＋与SCN－结合生成血红色的Fe(SCN)3，所以溶液颜色无明显变化，所以结合Fe3＋的能力F－＞SCN－，正确。 【变式训练2·变题型】 （2025·江苏省扬州市期末）磁性Fe3O4在污水处理中有广泛的用途。利用废铁屑(主要成分为Fe，及少量Fe2O3和Cu)制备Fe3O4的一种流程如下： （1）“过滤”后所得滤渣的成分是___________；滤液中不含Fe3＋，原因是__________________(用离子方程式表示)。 （2）“氧化”过程中H2O2的实际用量大于理论用量，原因是______________________。 （3）H2O2在Fe3O4表面产生HO•(羟基自由基)的原理如图所示。 ①相同条件下，HO•与OH－中氧化性较强的是___________。 ②酸性条件下，Fe2＋与H2O2反应生成HO•的离子方程式为_____________________________________。 （4）取10.00 mL“过滤”后所得滤液，加水稀释到100.00 mL，取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加0.0200 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，当恰好完全反应时消耗酸性KMnO4溶液30.00 mL。 计算滤液中Fe2＋的物质的量浓度___________(写出计算过程)。已知：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。 【答案】（1）①铜 ②2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ （2）H2O2分解 （3）①HO• ②Fe2＋＋H2O2＋H＋＝Fe3＋＋H2O＋HO• （4）1.5 mol·L－1 【解析】废铁屑的主要成分为Fe及少量Fe2O3和Cu，加入稀硫酸酸浸，发生反应Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑、Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，由于Cu不与稀硫酸反应，则滤渣为Cu，滤液主要成分为硫酸亚铁及过量的稀硫酸；滤液加入适量双氧水溶液，Fe2＋氧化为Fe3＋，加入NaOH溶液，转化生成Fe3O4。 （1）根据分析，过滤后所得滤渣的成分是铜；滤液中生成的Fe3＋，与单质铁归中反应还原为Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，因此滤液中不含Fe3＋；（2）H2O2易发生分解反应生成O2和水，因此氧化过程中H2O2的实际用量大于理论用量；（3）①HO•中氧元素化合价为-1价，具有较强的氧化性，OH－中氧元素化合价为-2价，则HO•的氧化性强于OH－；②酸性条件下，H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为HO•，离子方程式为Fe2＋＋H2O2＋H＋＝Fe3＋＋H2O＋HO•；（4）根据反应MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O可知，20.00 mL稀释后的溶液中Fe2＋的物质的量为n(Fe2＋)＝5n(MnO4－)＝5×0.02 mol·L－1×0.030 L＝0.003 mol，则滤液中Fe2＋的物质的量浓度为c(Fe2＋)＝＝＝1.5 mol·L－1。 考向2 高铁酸盐的性质及其应用 （2025·江苏省南京市、盐城市一模）高铁酸钾(K2FeO4)可用于废水中氨氮的去除。 K2FeO4具有强氧化性，其在水溶液中的氧化能力随溶液pH减小而增大。其他条件相同，用K2FeO4处理废水中氨氮，废水的初始pH与氨氮去除率的关系如图所示。 ①pH＝12时，FeO42－处理废水中NH3生成N2的离子方程式为_______________________________。 ②上图中M、N两点对应的实验，必须控制相同的条件有：废水的浓度及体积、K2FeO4用量、搅拌速率、___________________，___________________等。 ③pH＝4时氨氮去除率小于pH＝12时的原因可能是________________________________________。 【答案】①2FeO42－＋2NH3＋2H2O＝2Fe(OH)3↓＋N2↑＋4OH－ ②反应时间 溶液的温度 ③pH＝4时，FeO42－在酸性条件下可能发生自身分解等副反应，导致其有效浓度降低，氨氮去除率低或pH＝4时，氨氮的存在形式为NH，pH＝12时，氨氮的存在形式为NH3，NH与FeO42－的反应速率比NH3快 【解析】①pH＝12时，溶液呈碱性，FeO42－具有强氧化性，将NH3氧化为N2，FeO42－被还原为Fe(OH)3，依据得失电子守恒，NH3、FeO42－的物质的量之比为1∶1，再依据电荷守恒和元素守恒，可得出处理废水中NH3生成N2的离子方程式为2FeO42－＋2NH3＋2H2O＝2Fe(OH)3↓＋N2↑＋4OH－；②上图中M、N两点对应的实验，废水的初始pH与氨氮去除率，只允许存在一个变量(废水的初始pH)，其它条件都应相同，混合溶液中废水的浓度及体积、温度、搅拌速率、反应时间等因素都应相同，则必须控制相同的条件有：废水的浓度及体积、K2FeO4用量、搅拌速率、反应时间、溶液的温度等；③pH＝4时溶液酸性较强，FeO42－在酸性条件下氧化性较强，但可能会发生自身分解等副反应，导致其有效浓度降低，从而使氨氮的去除率较低；而pH＝12时溶液呈碱性，FeO42－相对较稳定，能更好地与NH3发生反应去除氨氮；或pH＝4时，氨氮的存在形式为NH，pH＝12时，氨氮的存在形式为NH3，NH与FeO42－的反应速率比NH3快；则原因可能是：pH＝4时，FeO42－在酸性条件下可能发生自身分解等副反应，导致其有效浓度降低，氨氮去除率低或pH＝4时，氨氮的存在形式为NH，pH＝12时，氨氮的存在形式为NH3，NH与FeO42－的反应速率比NH3快。 【变式训练1·变考法】 （2025·江苏省扬州市期末）高铁酸钾(K2FeO4)是一种常见的水处理剂。某兴趣小组以铁屑为原料制备高铁酸钾的流程如下： 已知：K2FeO4在碱性溶液中能稳定存在，在酸性溶液中会产生Fe3＋和O2。 下列说法不正确的是 A．为检验“氧化1”过程是否完全，可选用的检验试剂为KSCN溶液 B．“氧化2”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2 C．“转化”过程使用过量饱和KOH溶液有利于K2FeO4析出 D．在稀硫酸中发生反应的化学方程式为：4K2FeO4＋10H2SO4＝4K2SO4＋2Fe2(SO4)3＋3O2↑＋10H2O 【答案】A 【解析】由流程可知Fe与稀盐酸反应再与空气反应生成FeCl3，在碱性条件下FeCl3与NaClO发生氧化还原反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，向反应所得溶液中加入氢氧化钾，析出溶解度较小的K2FeO4，据此分析。 A项，若氧化不完全，则有Fe2＋剩余，通过滴加酸性KMnO4溶液来检验Fe2＋。‌如果溶液紫红色褪色，‌说明含有Fe2＋，‌因为Fe2＋具有还原性，‌可以与酸性KMnO4溶液中的MnO4－发生氧化还原反应MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，‌使高锰酸钾溶液褪色，或加入铁氰化钾，铁氰化酸根离子与二价铁离子生成铁氰化亚铁沉淀，离子方程式：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓，如果有蓝色铁氰化亚铁沉淀，证明有Fe2＋，错误；B项，“氧化2”过程中反应为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，氧化剂为ClO－，还原剂为Fe3＋，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，正确；C项，加入饱和KOH溶液的目的是增大K＋的浓度，促进K2FeO4晶体析出，正确；D项，在稀硫酸中发生反应氧化还原反应，生成Fe3＋并产生氧气，化学方程式为：4K2FeO4＋10H2SO4＝4K2SO4＋2Fe2(SO4)3＋3O2↑＋10H2O，正确。 【变式训练2·变载体】 （2024·江苏省苏州模拟）以Fe（NO3）3作为铁源制备高铁酸钾（K2FeO4），可用于去除水体中的As（Ⅲ）。已知：K2FeO4微溶于水，在酸性或中性溶液中迅速氧化H2O产生O2，在碱性溶液中较稳定，在Fe3＋和Fe（OH）3催化作用下发生分解。 （1）制备高铁酸钾。向KOH和KClO混合溶液中加入Fe（NO3）3，过滤得到K2FeO4固体。 ①制备K2FeO4的化学方程式为__________________________________________________________。 ②制备过程中KOH和KClO需过量的原因是_______________________________________________。 ③过滤所得的滤液中加入稀硫酸，产生Cl2，原因可能是：酸性条件下K2FeO4氧化了Cl－，还可能是__________________________________________________________________。 （2）测定K2FeO4的纯度。准确称取0.528 0 g K2FeO4样品置于锥形瓶中，用KOH溶液溶解，加入过量KCr(OH)4溶液，再加入硫酸酸化配成待测液，用0.300 0 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00 mL，计算样品中K2FeO4的纯度____________________（写出计算过程），测定过程中涉及的离子反应有（未配平）： [Cr(OH)4]－+FeO42－Fe(OH)3+CrO42－+OH－ CrO42－+H＋Cr2O72－+H2O Cr2O72－+Fe2＋+H＋Cr3＋+Fe3＋+H2O （3）K2FeO4的应用。某水样中As元素主要以As(Ⅲ)存在，As(Ⅲ)可被K2FeO4氧化为As(Ⅴ)，再通过Fe(Ⅲ)吸附去除。 ①K2FeO4对水中As元素的去除率随pH变化如图所示，当pH大于7时，As去除率迅速下降的原因是_______________________________________________________________________________________。 ②FeCl3也能去除水中As。pH＝6.5时，加入FeCl3或K2FeO4后水中铁浓度对As去除率的影响如图所示，铁浓度相同，使用K2FeO4时As去除率比使用FeCl3时高的原因是___________________________。 【答案】（1）①3KClO＋10KOH＋2Fe(NO3)3＝2K2FeO4↓＋3KCl＋6KNO3＋5H2O ②使Fe3＋充分转化为K2FeO4；防止残留的Fe3＋和产生的Fe（OH）3催化K2FeO4分解；保持溶液呈碱性，使K2FeO4稳定存在 ③酸性条件下过量的ClO－和Cl－反应生成Cl2 （2）75.00%（计算过程见解析） （2）①碱性条件下，K2FeO4氧化As(Ⅲ)的速率减慢；溶液中用于吸附的Fe（Ⅲ）的量减少 ②K2FeO4将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，As(Ⅴ)比As(Ⅲ)更容易被吸附去除 【解析】（1）①由题意可知，制备K2FeO4的反应为Fe(NO3)3与KClO、KOH的混合溶液反应生成K2FeO4沉淀、KNO3、KCl和水，反应的化学方程式为3KClO＋10KOH＋2Fe(NO3)3＝2K2FeO4↓＋3KCl＋6KNO3＋5H2O；②由题给信息可知，K2FeO4在碱性溶液中较稳定，在Fe3＋和产生的Fe(OH)3催化作用下K2FeO4发生分解，所以制备K2FeO4的过程中，KOH和KClO必须过量使溶液呈碱性，将溶液中的Fe3＋完全转化为K2FeO4；③过滤所得的滤液中加入稀硫酸，产生氯气，可能是酸性条件下高铁酸钾氧化了溶液中的氯离子，还可能是过量的次氯酸根离子与溶液中的氯离子反应生成了氯气；（2）由得失电子守恒可得如下转化关系：6(NH4)2Fe(SO4)2～Cr2O72－～2CrO42－～2K2FeO4，由滴定消耗20.00 mL 0.300 0 mol·L－1硫酸亚铁铵溶液可知，样品中K2FeO4的纯度为×100%＝75.00%；（3）①碱性条件下，K2FeO4的氧化性减弱，氧化As(Ⅲ)的速率减慢；溶液中用于吸附的Fe(Ⅲ)的量减少，所以当pH大于7时，As去除率迅速下降；②由题给信息可知，K2FeO4将As（Ⅲ）氧化为As(Ⅴ)，As(Ⅴ)比As(Ⅲ)更容易被Fe(Ⅲ)吸附去除，所以铁浓度相同，使用K2FeO4时As去除率比使用FeCl3时高。 考点三 合金 金属冶炼 知识点1 合金 1．概念 指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 2．性能 （1）熔点：一般比它的各成分金属低。 （2）硬度和强度：一般比它的各成分金属大。 知识点2 金属冶炼 1．金属活动性顺序与金属冶炼的方法 2．金属冶炼的方法 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 热还原法 焦炭还原法 C＋2CuO2Cu＋CO2↑ CO还原法 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 H2还原法 3H2＋WO3W＋3H2O 活泼金属还原法 2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑ 得分速记 ①电解法原料选用：铝的冶炼——用Al2O3，不用AlCl3(AlCl3熔融不导电)；镁的冶炼——用MgCl2，不用MgO(MgO熔点很高)。 ②有关K、Rb的冶炼 工业上运用如下反应制K和Rb：Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑ 上述两种方法主要运用勒夏特列原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使反应正向进行。 考向1 考查合金与金属冶炼 （2024·江苏各地模拟重组）下列说法错误的是 A．“大克鼎”的材料青铜属于合金 B．生铁硬度大、抗压，故可用于铸造机器底座 C．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐高压、耐腐蚀 D．制造舰体所用的耐腐蚀低磁钢的熔点高于纯铁 【答案】D 【解析】D项，低磁钢是合金，合金的熔点低于其成分金属，故低磁钢的熔点低于纯铁，错误。 【变式训练1】 （2025••江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学调研）下列属于金属材料的是 A．“神舟十五”号飞船使用的耐辐照光学窗材料——石英玻璃 B．“天宫”空间站使用的太阳能电池板材料——砷化镓 C．“福建号”航母使用的高强度甲板材料——合金钢 D．“C919”飞机使用的机身复合材料——碳纤维和环氧树脂 【答案】C 【解析】A项，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，属于无机非金属材料，不正确；B项，砷化镓是非金属的化合物，属于无机非金属材料，不正确；C项，合金钢是铁、铬、镍等金属的合金，属于金属材料，正确；D项，碳纤维和环氧树脂属于复合材料，其中碳纤维属于无机非金属材料，环氧树脂属于有机高分子材料，不正确。 【变式训练2】 （2024·江苏各地模拟重组）下列说法错误的是 ① 利用Na＋KClK↑＋NaCl制取K，该反应可以说明Na的金属性强于K ② 电解从海水获得的饱和食盐水可制金属钠 ③ Al2O3、Fe3O4、CuO均可用还原剂CO在加热条件下还原 ④ 冶炼Na、Mg、Al时均可电解相应的氯化物 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 【答案】D 【解析】①K的沸点低于Na，故可用Na与KCl在高温下反应制取K，与元素的金属性强弱无关，错误；②制备金属Na时，电解的是熔融NaCl，电解饱和食盐水可以得到NaOH、H2、Cl2，得不到金属Na，错误；③Al比较活泼，不能用热还原法制备，应该用电解法制备，错误；④冶炼Al时，电解的是熔融Al2O3，错误。故选D项。 1．（2025·甘肃卷）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．RQ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 【解析】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。 A项，Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，正确；B项，含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液颜色发生变化，正确；C项，FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，错误；D项，在加热条件下Fe和S化合生成FeS，正确。 2．（2025·陕西、山西、宁夏、青海卷）“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是 A．“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B．“梦想”号钻探船钻头用的合金 C．“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D．“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜 【答案】B 【解析】A项，氮化硅涂层属于新型陶瓷材料，属于无机非金属材料，不符合题意；B项，合金是金属与其他元素熔合而成的材料，属于金属材料，符合题意；C项，聚酰亚胺是高分子有机材料，不属于金属材料，不符合题意；D项，反渗透膜通常由高分子聚合物制成，属于有机材料，不符合题意。 3．（2022·湖南卷）Mg与TiCl4反应可冶炼Ti，下列金属冶炼方法与上述方法相似的有______(填字母)。 A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞 【答案】AC 【解析】A项，Mg冶炼Ti的方法为热还原法。高炉炼铁的原理是用还原剂将铁从其氧化物中还原出来，属于热还原法，正确；B项，电解熔融氯化钠制钠的方法是电解法，错误；C项，铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其氧化物中还原出来，为热还原法，正确；D项，加热分解氧化汞制汞为热分解法，错误。 4．（2022·天津卷）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备流程，回答下列问题： （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为_________________________________________________。 （2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有____________________________。 （3）检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是___________________________。 （4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为__________________________________________________________。 （5）操作②为__________________________________________________________。 【答案】（1）不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 （2）漏斗、玻璃棒 （3）K3[Fe(CN)6]溶液 （4）2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ （5）在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥 【解析】（1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率；（2）操作①是过滤，所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有玻璃棒、漏斗；（3）Fe2＋和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，因此检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液；（4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2，先是铁和铁离子反应生成亚铁离子，再是亚铁离子被氯气氧化为铁离子，此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－；（5）操作②是氯化铁溶液到FeCl3·6H2O晶体，由于铁离子加热时会发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解，其操作过程为在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到FeCl3·6H2O晶体。 5．（2023·江苏卷）室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 【答案】B 【解析】A项，检验溶液中是否含有Fe3＋应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2＋氧化为Fe3＋干扰实验，错误；B项，向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2＋有还原性，正确；C项，Fe2＋发生水解反应Fe2＋+2H2OFe(OH)2+2H＋使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，错误；D项，向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4 溶液，若产生气泡有可能是Fe3＋的催化作用，错误。 6．（2024·河北卷）燕赵大地历史悠久，文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是 A．青铜铺首主要成分是铜锡合金 B．透雕白玉璧主要成分是硅酸盐 C．石质浮雕主要成分是碳酸钙 D．青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙 【答案】D 【解析】，A项，青铜铺首是青铜器，青铜的主要成分是铜锡合金正确；B项，透雕白玉璧是玉石，玉石的主要成分是硅酸盐，正确；C项，石质浮雕是汉白玉，汉白玉的主要成分是碳酸钙，正确；D项，青花釉里红瓷盖罐是陶瓷，陶瓷的主要成分是硅酸盐，错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$