第12讲 铁及其化合物（专项训练）（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 课标达标练 题型01 考查铁的结构、性质与应用 题型02 考查铁的氧化物与氢氧化物 题型03 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 题型04 考查铁及其化合物的转化与应用 题型05 实验探究铁及其化合物的性质 题型06 考查金属材料、合金与金属冶炼 02 核心突破练 03 真题溯源练 01 考查铁的结构、性质与应用 1．（2025·江苏省徐州市二模）硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]可用于治疗贫血。下列说法正确的是 A．Fe位于周期表中第3周期 B．原子半径：r(O)＞r(S) C．基态Fe2＋未成对电子数为4 D．电负性：χ(N)＞χ(O) 2．（2025••江苏省扬州中学1月月考）下列由废铁屑(除Fe外还含少量C、FeS等杂质)制取FeSO4•7H2O的原理与装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取FeSO4 B．用装置乙吸收尾气中的H2S C．用装置丙过滤得到FeSO4溶液 D．用装置丁蒸发结晶获得FeSO4•7H2O 3．（2024•江苏省苏州上学期期中）纳米铁粉可用于处理水中污染物。某科研小组研究了在不同环境下纳米铁粉与NO3－反应的情况。 （1）足量的纳米铁粉与酸性废水中NO3－反应，若反应无气体产生，其离子方程式为_____________ _________________________________________________；研究发现，一定量纳米铁粉处理废水时，若pH偏低将会导致NO3－的去除率下降，其原因是________________________________________________。 （2）相同条件下，将活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉分别加入含NO3－废水中，反应相同时间，采用活性炭载纳米铁粉去除NO3－的效率更高，原因是_________________________________________________。 （3）用催化剂协同纳米铁粉去除水体中NO3－的催化还原反应过程如图－1所示，NO3－去除率及N2生成率随水体初始pH变化的曲线如图－2所示。为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2，当pH＜4.2时，随pH减小，N2生成率逐渐降低的原因是_____________________________________ __________________________________________________________________。 02 考查铁的氧化物与氢氧化物 4．（2025·江苏省各地模拟组合题）下列说法正确的是_______________ ①Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 ②用装置甲制备Fe(OH)2 ③Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色颜料 ④Fe3O4质地致密，故可用作铁件的防腐保护层 ⑤Fe3O4溶于足量的氢碘酸生成FeI2和FeI3 ⑥纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 ⑦冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 ⑧装置可用于实验室制备少量Fe(OH)2 5．（2024·连云港高三模拟）实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错误的是 A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 6．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 A B C D （1）仪器a的名称为__________。装置D的作用是______________________________。 （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，发现装置B中溶液不能进入装置C中。请为装置作一处改进，使溶液能进入装置C中：__________________________。 （3）装置改进后，将装置B中反应后溶液压入装置C中，在装置C中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：____________________________________。 03 考查考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 7．（2025·江苏省南通市如皋市三模）FeS2在酸性条件下可发生反应：FeS2＋2H＋＝Fe2＋＋S＋H2S↑。以FeS2为原料制取FeSO4•7H2O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FeSO4的悬浊液 B．用装置乙吸收挥发出的H2S气体 C．用装置丙除去S和未反应的FeS2 D．用装置丁蒸干溶液，获得FeSO4•7H2O 8．（2024·江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是 A．过量铁粉加入稀硝酸中，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液呈红色 B．将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，食品脱氧剂样品中没有＋3价铁元素 C．向Fe(NO3)2溶液中先滴加盐酸，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，说明Fe(NO3)2溶液已变质 D．向2 mL 0.1mol·L－1 FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe＞Fe2＋ 9．（2025·江苏省各地模拟组合题）判断下列说法中，正确的是________ ①向FeSO4溶液中先加入KSCN溶液，再加入H2O2溶液，溶液变成红色；则还原性：Fe2＋＜H2O2 ②检验FeSO4样品是否变质，将样品溶解后滴加几滴H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 ③向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化，探究Fe2＋具有还原性 ④用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化；可探究Fe2O3是否已全部被还原 ⑤将铁锈溶于浓盐酸中再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化；探究铁锈中是否含有二价铁 ⑥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＋ 10．（2024·江苏省南京高三模拟）室温下，探究三价铁盐溶液的性质。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 Fe(OH)3胶体的制备 向2 mL 0.1 mol·L－1 的FeCl3溶液中滴加足量稀氨水 B H2O2的氧化性比Fe3＋强 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液中，观察溶液颜色变化 C H＋能抑制Fe3＋的水解 在试管中加入1 mL 0.1 mol·L－1 的Fe2(SO4)3溶液，再加入1 mL 0.1 mol·L－1的硫酸，观察溶液颜色变化 D Fe3＋与I－所发生的反应为可逆反应 取5 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液，萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液颜色变化 04 考查考查铁及其化合物的转化与应用 11．（2025·江苏省如皋中学调研二）在给定条件下，下列涉及含铁物质的转化均能实现的是 A．炼铝： B．制备硫酸：FeS2 C．制备无水FeCl3： D．海水中铁制品腐蚀：FeFe(OH)2Fe(OH)3 12．（2024·江苏省泰州中学）下列物质间转化能实现的是 A．Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s) B．FeFeI2FeCl3 C．FeS2Fe2O3Fe(OH)3 D．FeFeCl2(aq)FeCl3(aq) 13．（2025·山东省泰安市期末）下图为铁价类二维图，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Fe(OH)3发生转化③，Fe(OH)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1∶2 D．K2FeO4作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 05 实验探究铁及其化合物的性质 14．（2025·四川省成都市零诊）已知Fe(H2O)63＋呈淡紫色。为探究铁盐溶液呈黄色的原因，进行了实验。结合实验事实，下列分析错误的是 序号 实验操作 现象 ① 向2 mL较浓硫酸中滴加2滴饱和FeSO4溶液 溶液变淡紫色 ② 向2 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3中滴加少量3 mol·L－1 H2SO4 溶液黄色变浅 A．实验①中Fe2＋被氧化为Fe(H2O)63＋ B．实验①使用较浓硫酸因其酸性强且含水量少，能抑制Fe3＋水解 C．由实验可知铁盐溶液呈黄色可能 Fe3＋水解导致 D．由实验①和②推测OH－的配位能力比H2O弱 15．（2025·江苏省苏州市南航苏州附中三模）室温下，探究0.1 mol·L－1 FeCl3溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向两支试管中分别加入5 mL 5%的H2O2溶液，再向两支试管中滴入3滴浓度均为0.1 mol·L－1 的FeCl3和CuSO4，观察产生气体的速率 比较Fe3＋和Cu2＋的催化效率 B 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，充分振荡后滴加KSCN溶液，观察颜色变化 2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2是否为可逆反应 C 向苯酚溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，溶液呈紫色 FeCl3与苯酚发生了氧化还原反应 D 将5 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液混合，生成红褐色沉淀和气体 Fe3＋与HCO3－发生了双水解反应 16．（2025·山东省泰安市期中）向盛有2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的试管中逐滴滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。为探究灰绿色物质的成分，做如下实验，下列说法错误的是 实验操作及现象 实验一 白色的Fe(OH)2固体露置在空气中，颜色由白色变为红褐色的过程中，没有灰绿色物质出现。 实验二 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中逐滴滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液，出现灰绿色物质且颜色加深。 A．试管中发生的反应Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 B．灰绿色物质是Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3时生成的 C．溶液中生成Fe(OH)2越少颜色越深 D．灰绿色物质可能是Fe(OH)2水合物 17．（2025·山东省潍坊市期中）为探究Fe2＋是否与SCN－发生反应，某化学小组进行了如下两组实验： 下列说法错误的是 A．②中溶液变为深红色，证明Fe2＋比SCN－还原性更强 B．通过②和⑤对比，能证明①中SCN－与Fe2＋已经发生反应 C．③比⑥红色深是因为③中的Fe3＋浓度大，证明①中Fe2＋与SCN－发生反应 D．①中FeCO3的沉淀溶解平衡FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO32－(aq)正向移动 06 考查金属材料、合金与金属冶炼 18．（2025·江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学上学期）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 19．（2025·江苏省南京市二模）《中国制造2025》对制造业提出了更高要求。下列材料的主要成分属于合金的是 A．石墨烯 B．氮化硅 C．玻璃钢 D．不锈钢 1．（2025·江苏省泰州市考前指导卷）下列与铁有关的实验对应装置或操作设计不正确的是 A．用甲装置制取Fe(OH)2 B．用乙装置在铁件外表镀一层光亮的铜 C．用丙装置蒸干Fe2(SO4)3溶液，得到硫酸铁晶体 D．用丁装置将铁与水蒸气反应，并验证气体产物 2．（2025·江苏省常州市一模）室温下，下列实验操作和现象能验证相应实验结论的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向等质量的Na2CO3和NaHCO3固体中分别加入等体积蒸馏水，NaHCO3固体未完全溶解 溶解性：Na2CO3＞NaHCO3 B 向Fe2O3粉末和Al粉的均匀混合物中插入点燃的Mg条，火星四射，有液态Fe从固体中流出 金属活动性：Mg＞Fe C 向2 mL 0．1 mol/L FeI2溶液中滴入几滴新制氯水，溶液变为黄色 还原性：I－＞Cl－ D 向2 mL 0．1 mol/L CuSO4溶液中滴入几滴饱和H2S溶液，产生黑色沉淀 酸性：H2SO4＞H2S 3．（2024·镇江市丹阳市上学期开学考）室温下，探究0.1 mol·L－1 FeCl3溶液的性质，下列实验方案不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 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe3＋是否具有氧化性 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液滴加适量Na2S溶液，观察生成沉淀的颜色 C Fe3＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，观察滴加FeCl3溶液前后气泡产生情况 D Fe3＋与I－的反应是否存在限度 取2 mL0.1 mol·L－1 FeCl3溶液和1 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液混合，充分反应后，再加2 mL CCl4，振荡、静置，取上层清液滴加少量KSCN溶液，观察溶液颜色变化 4．（2025·江苏省连云港高三月考）盖－吕萨克及其密友泰纳，把铁屑和苛性钠(NaOH)混合起来，放在一个密封的弯曲玻璃管内加热生产金属钠。反应原理为3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是 A．用磁铁可以将Fe与Fe3O4分离 B．将生成的气体在空气中冷却可获得钠 C．该反应条件下铁的氧化性比钠强 D．每生成1 mol H2，转移的电子数约为4×6.02×1023 5．（2024·江苏省苏州调研期初）铁及其化合物转化具有重要应用，铁及其化合物应用广泛。纳米铁粉可用于处理水中污染物，一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，生成纳米铁粉、H2和B(OH)4－；Fe3O4可用作锂离子电池的电极材料，电池工作时有Li＋嵌入其中生成LiFe3O4；铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}遇Fe2＋发生反应生成深蓝色沉淀{Fe3[Fe(CN)6]2}；常用于检验Fe2＋。下列表述不正确的是 A．制备纳米铁粉的离子反应：2Fe2＋＋BH4－＋4OH－＝2Fe↓＋2H2↑＋B(OH)4－ B．FeS2制硫酸过程中物质转化：FeS2(g)SO2(g)H2SO4(aq) C．Fe3O4晶体中嵌入Li＋形成LiFe3O4时，部分Fe3＋转化为Fe2＋ D．铁氰化钾检验Fe2＋的离子反应：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓ 6．（2025·江苏省苏锡常镇二模）H2S在工业生产过程中容易导致催化剂失活，工业上脱除H2S有多种方法。 Fe2(SO4)3吸收液脱H2S 吸收：Ⅰ．H2S(g)H2S(aq)，Ⅱ．H2S(aq)H＋＋HS－，Ⅲ．_____________________。 再生：Ⅳ．4Fe2＋＋4H＋＋O2＝4Fe3＋＋2H2O ①写出吸收过程中步骤Ⅲ的离子方程式：__________________________。 ②固定总铁浓度c[Fe]＝60 g·L－1，c(Fe2＋)与H2S脱除率(η)和pH变化关系如图所示。当c(Fe2＋)＞15 g·L－1时，随着c(Fe2＋)增大，脱硫率逐渐减小而pH几乎不变的原因为_____________________________________________________________________________。 7．（2025·山东省青岛市四区县期中）铁红(Fe2O3)是一种无机颜料，用于油漆、橡胶、建筑等的着色，用途广泛。用蛇纹石提镁后的废渣(主要成分为Fe2O3及Al2O3、Cr2O3、CoO、NiCO3、PbCO3、SiO2等杂质)为原料制备铁红，工艺流程如图。 已知：相关金属元素的氢氧化物沉淀的pH如表 金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2 Cr(OH)3 开始沉淀的pH 2.3 7.5 3.5 7.2 4.0 完全沉淀的pH 3.2 9.5 4.6 9.1 6.7 回答下列问题： （1）Fe3＋的价电子轨道表示式为____________________________。 （2）“浸渣”的主要成分为________________。 （3）“还原”反应的离子方程式为______________________________________________。 （4）“调pH”的范围为___________________。 （5）“滤液2”中主要金属阳离子为_______。“沉铁”反应的离子方程式为__________________。 （6）“煅烧”反应的化学方程式为_________________________________________________。 8．（2025·江苏省盐城市上学期期中）以铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4，含少量Al2O3、SiO2和MgO、CaCO3)为原料制备磷酸铁晶体(FePO4•2H2O)的流程如下： （1）“酸浸1”步骤：铁浸取率随盐酸过量系数[]变化如图所示，工业上通常取盐酸过量系数为1.4，而不用更高的过量系数的原因__________________________________。 （2）“氧化”步骤： ①写出氧化过程中的离子方程式_______________________________。 ②需要控制反应温度50～60℃的原因是_________________________________________________。 9．（2025·江苏省南通市、泰州市、镇江市、盐城市一模）一种以软锰矿(主要含MnO2和少量Fe2O3、MgO、CaCO3、SiO2等)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备Mn3O4的流程如下： （1）酸浸。将软锰矿、黄铁矿与H2SO4溶液混合搅拌，反应过程中铁元素的变化为FeS2Fe2＋Fe3＋。90℃下酸浸，锰元素浸出率及Fe3＋、Fe2＋的ρ（质量浓度）随时间的变化如图所示。 ①0～20 min内，FeS2中的硫元素被氧化为SO42－。此时，FeS2和MnO2发生主要反应的离子方程式为____________________________。 ②0～20 min内，ρ(Fe2＋)逐渐增大的原因是__________________________________。 ③100 min后，ρ(Fe2＋)逐渐减小的原因是__________________________________________。 （2）除铁。向“酸浸”所得浸出液中加入过量H2O2，调节溶液pH，充分反应后过滤。H2O2的实际用量比理论计算用量大得多，其原因是__________________________________________。 10．（2025·江苏省苏州市期末）铁及其化合物在环境治理方面有重要应用。 Ⅰ．铁基湿式氧化除硫 （1）铁基湿式氧化净化燃气(含H2S和空气)时，H2S被氧化为S。铁基吸收液中n(Fe3＋)及被脱除的n(H2S)随时间的变化如图所示。 ①H2S与Fe3＋反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。 ②t1时刻后，H2S与Fe3＋继续反应，但吸收液中n(Fe3＋)几乎不减小的原因是_______________________________________(离子方程式表示)。 （2）已知：Cl－、NO3－、SO42－均可与Fe3＋配位。用c(Fe3＋)相等的三种溶液净化燃气，H2S脱除率随时间变化如图所示。相同时间内，H2S的脱除率按FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3依次递减的原因是___________________________________________。 Ⅱ．纳米零价铁除铬 （3）纳米铁粉可将废水中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。纳米铁粉与硫粉反应得到表面硫化的纳米铁(表面产生可传递电子的疏松FeS层，且能吸附阴离子)，比未硫化的纳米铁粉处理Cr(Ⅵ)的效果更好。 ①在pH＝5的废水中，纳米Fe与Cr2O72－反应生成Fe(OH)3和Cr(OH)3的离子方程式为______________________________________________。 ②纳米铁粉还原Cr(Ⅵ)时，水中少量溶解氧可加快Cr(Ⅵ)还原速率，其可能的原因是____________。 ③纳米铁粉表面硫化后效果更佳，除了FeS能还原Cr(Ⅵ)外，还可能的原因是__________________。 ④用表面硫化的纳米铁还原Cr(Ⅵ)，Cr(Ⅵ)的去除率随废水初始pH的变化如图所示。pH＞4时，随pH增大，Cr(Ⅵ)的去除率减小的可能原因是__________________________________________________。 1．（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(FeTiO3 )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 2．（2025·广东卷）中华传统技艺，凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是 A．纸哪吒 B．石印章 C．木活字 D．不锈钢针 3．（2025·湖南卷）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 4．（2025·广东卷）对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是 A．除油污 B．除铁锈 C．制铜氨溶液 D．铁钉镀铜 5．（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钻锰混合溶液(NiSO4、CoSO4、MnSO4)的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1 mol·L－1)开始沉淀和完全沉淀(c≤1.0×10－5 mol·L－1)的pH： Fe3＋ Al3＋ Cu2＋ Ni2＋ Co2＋ Mn2＋ 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： （1）基态的价层电子排布式为_______。 （2）“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是_______________(写化学式)；SO2还原Co2O3的化学方程式为___________________________________________。 （3）“沉铁”时，Fe2＋转化为Fe2O3的离子方程式为_______________________________________，加热至200℃的主要原因是___________________________。 （4）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2＋)不超过_______________mol·L－1。 （5）“第二次萃取”时，_______、_______(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M表示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为_______。 6．（2023·浙江1月选考）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 铁及其化合物 目录 01 课标达标练 题型01 考查铁的结构、性质与应用 题型02 考查铁的氧化物与氢氧化物 题型03 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 题型04 考查铁及其化合物的转化与应用 题型05 实验探究铁及其化合物的性质 题型06 考查金属材料、合金与金属冶炼 02 核心突破练 03 真题溯源练 01 考查铁的结构、性质与应用 1．（2025·江苏省徐州市二模）硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]可用于治疗贫血。下列说法正确的是 A．Fe位于周期表中第3周期 B．原子半径：r(O)＞r(S) C．基态Fe2＋未成对电子数为4 D．电负性：χ(N)＞χ(O) 【答案】C 【解析】A项，Fe是26号元素，Fe位于周期表中第四周期，错误；B项，同主族元素从上到下，原子半径依次增大，原子半径：r(O)＜r(S)，错误；C项，基态Fe2＋价电子轨道表示式为，未成对电子数为4，正确；D项，同周期元素从左到右，电负性依次增大，电负性：χ(N)＜χ(O)，错误。 2．（2025••江苏省扬州中学1月月考）下列由废铁屑(除Fe外还含少量C、FeS等杂质)制取FeSO4•7H2O的原理与装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取FeSO4 B．用装置乙吸收尾气中的H2S C．用装置丙过滤得到FeSO4溶液 D．用装置丁蒸发结晶获得FeSO4•7H2O 【答案】D 【解析】A项，由图可知，装置甲为铁屑与稀硫酸在80℃水浴中共热反应制备硫酸亚铁的装置，水浴加热的目的是加快反应速率，正确；B项，由图可知，装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于吸收氯化亚铁与稀硫酸反应生成的有毒的硫化氢，防止污染空气，正确；C项，由图可知，装置丙为用抽滤的方法得到硫酸亚铁溶液，抽滤的目的是加快过滤得速率，正确；D项，蒸发结晶获得绿矾应选用蒸发皿，不能选用坩埚，错误。 3．（2024•江苏省苏州上学期期中）纳米铁粉可用于处理水中污染物。某科研小组研究了在不同环境下纳米铁粉与NO3－反应的情况。 （1）足量的纳米铁粉与酸性废水中NO3－反应，若反应无气体产生，其离子方程式为_____________ _________________________________________________；研究发现，一定量纳米铁粉处理废水时，若pH偏低将会导致NO3－的去除率下降，其原因是________________________________________________。 （2）相同条件下，将活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉分别加入含NO3－废水中，反应相同时间，采用活性炭载纳米铁粉去除NO3－的效率更高，原因是_________________________________________________。 （3）用催化剂协同纳米铁粉去除水体中NO3－的催化还原反应过程如图－1所示，NO3－去除率及N2生成率随水体初始pH变化的曲线如图－2所示。为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2，当pH＜4.2时，随pH减小，N2生成率逐渐降低的原因是_____________________________________ __________________________________________________________________。 【答案】（1）①4Fe＋10H＋＋NO3－＝4Fe2＋＋NH＋5H2O ②pH低于4.0，纳米铁粉易与反应放出氢气，被还原的数目减少 （2）活性炭载纳米铁粉能形成铁碳原电池，加快反应速率 （3）pH减小，H＋浓度增大，会生成更多的H，使被还原的中间产物NH更多的与H反应生成NH，减少N2的生成 【解析】（1）依题意知，反应无气体产生，则NO3－转化为NH；若pH偏低，则铁与H＋易反应生成H2而降低了NO3－的去除率。故答案为：4Fe＋10H＋＋NO3－＝4Fe2＋＋NH＋5H2O，pH低于4.0，纳米铁粉易与反应放出氢气，被还原NO3－的数目减少；（2）活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉相比较，前者有活性炭，与铁粉能形成铁碳原电池，可加快反应速率。故答案为：活性炭载纳米铁粉能形成铁碳原电池，加快反应速率；（3）pH减小，H＋浓度增大，会生成更多的H，使被还原的中间产物NH更多的与H反应生成NH3甚至为NH。故答案为：pH减小，H＋浓度增大，会生成更多的H，使被还原的中间产物NH更多的与H反应生成NH，减少N2的生成。 02 考查铁的氧化物与氢氧化物 4．（2025·江苏省各地模拟组合题）下列说法正确的是_______________ ①Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 ②用装置甲制备Fe(OH)2 ③Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色颜料 ④Fe3O4质地致密，故可用作铁件的防腐保护层 ⑤Fe3O4溶于足量的氢碘酸生成FeI2和FeI3 ⑥纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 ⑦冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 ⑧装置可用于实验室制备少量Fe(OH)2 【答案】④⑦⑧ 【解析】①氧化铁溶于盐酸生成FeCl3，但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；②四氯化碳的密度比水大，应在下层，不能起到隔绝氧气的作用，错误；③Fe2O3为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，错误；④Fe3O4质地致密，故可用作铁件的防腐保护层，正确；⑤由氧化性：Fe3＋＞I2知，Fe3＋可把I－氧化为I2，故Fe3O4溶于足量氢碘酸不能生成FeI3，错误；⑥纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，与Fe3O4能否与酸反应无关，错误；⑦赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，正确；⑧装置乙中首先滴加稀硫酸，稀硫酸和铁反应生成FeSO4和H2，H2排净装置中空气，再滴加NaOH溶液，反应生成Fe(OH)2沉淀，正确。 5．（2024·连云港高三模拟）实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错误的是 A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 【答案】C 【解析】A项，FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2不被氧化，正确；B项，苯浮在FeCl2溶液上面，可隔绝空气，正确；C项，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误；D项，产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，正确。 6．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 A B C D （1）仪器a的名称为__________。装置D的作用是______________________________。 （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，发现装置B中溶液不能进入装置C中。请为装置作一处改进，使溶液能进入装置C中：__________________________。 （3）装置改进后，将装置B中反应后溶液压入装置C中，在装置C中析出了灰绿色沉淀。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，防止空气进入装置C （2）在装置A、B之间添加控制开关 （3）装置C内的空气没有排尽 【解析】（1）仪器a的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，故装置D的作用是液封，防止空气进入装置C；（2）装置B中溶液不能进入装置C中的原因是生成的氢气沿着导管通过装置A逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在装置A、B之间加一个控制开关；（3）生成灰绿色沉淀说明Fe(OH)2被部分氧化，分析原因应该是装置C中的空气未排尽。 03 考查考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 7．（2025·江苏省南通市如皋市三模）FeS2在酸性条件下可发生反应：FeS2＋2H＋＝Fe2＋＋S＋H2S↑。以FeS2为原料制取FeSO4•7H2O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FeSO4的悬浊液 B．用装置乙吸收挥发出的H2S气体 C．用装置丙除去S和未反应的FeS2 D．用装置丁蒸干溶液，获得FeSO4•7H2O 【答案】D 【解析】A项，装置甲中，FeS2与稀硫酸在加热、电磁搅拌条件下发生反应：FeS2＋2H＋＝Fe2＋＋S＋H2S↑，可制取制取含FeSO4的悬浊液，正确；B项，H2S是酸性气体，能与NaOH溶液反应，装置乙可吸收挥发出的H2S气体，正确；C项，S和未反应的FeS2难溶于水，FeSO4易溶于水，用装置丙（过滤装置）可除去S和未反应的FeS2，正确；D项，FeSO4溶液蒸发结晶时，Fe2＋易被氧化，且直接蒸干溶液不能得到FeSO4•7H2O晶体，应该蒸发浓缩、冷却结晶，错误。 8．（2024·江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是 A．过量铁粉加入稀硝酸中，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液呈红色 B．将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，食品脱氧剂样品中没有＋3价铁元素 C．向Fe(NO3)2溶液中先滴加盐酸，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，说明Fe(NO3)2溶液已变质 D．向2 mL 0.1mol·L－1 FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe＞Fe2＋ 【答案】D 【解析】A项，过量Fe与稀硝酸生成Fe2＋，错误；B项，Fe与Fe3＋生成Fe2＋，无法证明样品中不含＋3价铁元素，错误；C项，酸性条件下，NO具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，错误；D项，FeCl3溶液中加足量铁粉，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明Fe将Fe3＋还原为Fe2＋，还原性：Fe＞Fe2＋，正确。 9．（2025·江苏省各地模拟组合题）判断下列说法中，正确的是________ ①向FeSO4溶液中先加入KSCN溶液，再加入H2O2溶液，溶液变成红色；则还原性：Fe2＋＜H2O2 ②检验FeSO4样品是否变质，将样品溶解后滴加几滴H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 ③向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化，探究Fe2＋具有还原性 ④用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化；可探究Fe2O3是否已全部被还原 ⑤将铁锈溶于浓盐酸中再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化；探究铁锈中是否含有二价铁 ⑥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＋ 【答案】③ 【解析】①向FeSO4溶液中先加入KSCN溶液，再加入H2O2溶液，溶液变成红色，亚铁离子被氧化为铁离子，亚铁离子做还原剂，过氧化氢被还原，证明还原性：Fe2＋＞H2O2，错误；②若溶液中含有铁离子，无论是否加入过氧化氢溶液，滴加硫氰化钾溶液，溶液均变为红色，则将样品溶解后滴加几滴过氧化氢溶液，再滴加硫氰化钾溶液，观察溶液颜色变化不能确定硫酸亚铁样品是否变质，错误；③滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，说明Fe2＋被氧化成Fe3＋，证明Fe2＋具有还原性，正确；④Fe2O3未完全被还原时，Fe2O3溶于稀盐酸得到的少量Fe3＋会和还原产物Fe发生归中反应产生Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液不会变为红色，故无法确定Fe2O3是否已全部被还原，错误；⑤Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，故无法确定铁锈中是否含有二价铁，错误；⑥原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋，错误。 10．（2024·江苏省南京高三模拟）室温下，探究三价铁盐溶液的性质。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 Fe(OH)3胶体的制备 向2 mL 0.1 mol·L－1 的FeCl3溶液中滴加足量稀氨水 B H2O2的氧化性比Fe3＋强 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液中，观察溶液颜色变化 C H＋能抑制Fe3＋的水解 在试管中加入1 mL 0.1 mol·L－1 的Fe2(SO4)3溶液，再加入1 mL 0.1 mol·L－1的硫酸，观察溶液颜色变化 D Fe3＋与I－所发生的反应为可逆反应 取5 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液，萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液颜色变化 【答案】D 【解析】A项，向2 mL 0.1 mol·L－1 的FeCl3溶液中滴加足量稀氨水，得到的为Fe(OH)3沉淀，错误；B项，硝酸根离子在酸性环境中有强氧化性，对实验造成干扰，错误；C项，铁离子水解显酸性，加入1 mL 0.1 mol·L－1的硫酸，可抑制水解，但溶液稀释会造成颜色变浅，不能达到实验目的，错误；D项，取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，KI过量，萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液颜色变化，若变红，则证明该反应为可逆反应，正确。 04 考查考查铁及其化合物的转化与应用 11．（2025·江苏省如皋中学调研二）在给定条件下，下列涉及含铁物质的转化均能实现的是 A．炼铝： B．制备硫酸：FeS2 C．制备无水FeCl3： D．海水中铁制品腐蚀：FeFe(OH)2Fe(OH)3 【答案】D 【解析】A项，电解熔融氧化铝生成铝单质，而不是电解氯化铝，错误；B项，FeS2和氧气高温煅烧生成二氧化硫，二氧化硫和氧气催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫和水生成硫酸，错误；C项，氯化亚铁被过氧化氢氧化为氯化铁，氯化铁溶液加热促进铁离子水解生成氢氧化铁和挥发性HCl，故直接蒸发氯化铁溶液得不到无水氯化铁，错误；D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。 12．（2024·江苏省泰州中学）下列物质间转化能实现的是 A．Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s) B．FeFeI2FeCl3 C．FeS2Fe2O3Fe(OH)3 D．FeFeCl2(aq)FeCl3(aq) 【答案】B 【解析】A项，Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3水解生成Fe(OH)3和盐酸，加热促进水解，盐酸挥发，最终得不到FeCl3，错误；B项，I2具有弱氧化性，将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2＋和I－都能被Cl2氧化，生成FeCl3和I2，正确；C项，高温条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2，Fe2O3与水不反应，错误；D项，Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2不能将Fe2＋氧化为Fe3＋，错误。 13．（2025·山东省泰安市期末）下图为铁价类二维图，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Fe(OH)3发生转化③，Fe(OH)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1∶2 D．K2FeO4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】A项，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，错误；B项，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，错误；C项，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，错误；D项，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，正确。 05 实验探究铁及其化合物的性质 14．（2025·四川省成都市零诊）已知Fe(H2O)63＋呈淡紫色。为探究铁盐溶液呈黄色的原因，进行了实验。结合实验事实，下列分析错误的是 序号 实验操作 现象 ① 向2 mL较浓硫酸中滴加2滴饱和FeSO4溶液 溶液变淡紫色 ② 向2 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3中滴加少量3 mol·L－1 H2SO4 溶液黄色变浅 A．实验①中Fe2＋被氧化为Fe(H2O)63＋ B．实验①使用较浓硫酸因其酸性强且含水量少，能抑制Fe3＋水解 C．由实验可知铁盐溶液呈黄色可能 Fe3＋水解导致 D．由实验①和②推测OH－的配位能力比H2O弱 【答案】D 【解析】A项，实验①中，溶液变淡紫色，说明Fe2＋被氧化为Fe(H2O)63＋，正确；B项，实验①使用较浓硫酸因其酸性强且含水量少，能抑制Fe3＋水解Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，正确；C项，由实验可知，铁盐溶液呈黄色可能是Fe3＋水解导致，正确；D项，对比实验①②，Fe2(SO4)3溶液是黄色，且在其稀溶液中滴加少量3 mol·L－1 H2SO4，溶液黄色变浅，说明c(H＋)增大，Fe3＋水解平衡逆向移动，则Fe3＋和OH－的结合能力大于Fe3＋和H2O的结合能力OH－的配位能力比H2O强，错误。 15．（2025·江苏省苏州市南航苏州附中三模）室温下，探究0.1 mol·L－1 FeCl3溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向两支试管中分别加入5 mL 5%的H2O2溶液，再向两支试管中滴入3滴浓度均为0.1 mol·L－1 的FeCl3和CuSO4，观察产生气体的速率 比较Fe3＋和Cu2＋的催化效率 B 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，充分振荡后滴加KSCN溶液，观察颜色变化 2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2是否为可逆反应 C 向苯酚溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，溶液呈紫色 FeCl3与苯酚发生了氧化还原反应 D 将5 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液混合，生成红褐色沉淀和气体 Fe3＋与HCO3－发生了双水解反应 【答案】D 【解析】A项，CuSO4和FeCl3溶液中阴离子不同，应控制阴离子相同，探究Cu2＋和Fe3＋的催化效果，错误；B项，发生2FeCl3＋2KI2FeCl2＋2KCl＋I2，且FeCl3溶液过量，反应后加KSCN溶液为血红色，检验铁离子不能证明反应存在限度，应控制氯化铁溶液不足，错误；C项，苯酚溶液中加入几滴FeCl3溶液，发生显色反应，生成配合物，没有元素的化合价发生改变，故与氧化反应无关，错误；D项，已知FeCl3溶液由于Fe3＋水解而呈酸性，NaHCO3溶液由于碳酸氢根水解大于电离而呈碱性，故将5 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液混合，由于Fe3＋与HCO3－发生了双水解反应Fe3＋＋3HCO3－＝Fe(OH)3↓＋3CO2↑，生成红褐色沉淀和气体，正确。 16．（2025·山东省泰安市期中）向盛有2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的试管中逐滴滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。为探究灰绿色物质的成分，做如下实验，下列说法错误的是 实验操作及现象 实验一 白色的Fe(OH)2固体露置在空气中，颜色由白色变为红褐色的过程中，没有灰绿色物质出现。 实验二 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中逐滴滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液，出现灰绿色物质且颜色加深。 A．试管中发生的反应Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 B．灰绿色物质是Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3时生成的 C．溶液中生成Fe(OH)2越少颜色越深 D．灰绿色物质可能是Fe(OH)2水合物 【答案】B 【解析】A项，向盛有2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的试管中逐滴滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。白色絮状沉淀为Fe(OH)2，红褐色沉淀为Fe(OH)3，则试管中发生的反应为Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，正确；B项，由实验一可知在Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3时并没有产生灰绿色的物质，由实验二在溶液中反应可推测产生灰绿色物质可能是Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性，灰绿色可能是Fe(OH)2表面吸附没反应的Fe2＋引起的，错误；C项，由实验二可知，生成的Fe(OH)2越少，说明反应后溶液中Fe2＋浓度越大，更易被吸附在Fe(OH)2表面，导致沉淀颜色越深，正确；D项，对比实验一和二，白色的Fe(OH)2固体露置在空气中，颜色由白色变为红褐色的过程中，没有灰绿色物质出现，而溶液中会出现，灰绿色物质可能是Fe(OH)2水合物，正确。 17．（2025·山东省潍坊市期中）为探究Fe2＋是否与SCN－发生反应，某化学小组进行了如下两组实验： 下列说法错误的是 A．②中溶液变为深红色，证明Fe2＋比SCN－还原性更强 B．通过②和⑤对比，能证明①中SCN－与Fe2＋已经发生反应 C．③比⑥红色深是因为③中的Fe3＋浓度大，证明①中Fe2＋与SCN－发生反应 D．①中FeCO3的沉淀溶解平衡FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO32－(aq)正向移动 【答案】B 【解析】A项，②中溶液变为深红色，说明溶液中含有Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3，滴加H2O2后，Fe2＋被氧化成Fe3＋，故Fe2＋的还原性比SCN－还原性更强，正确；B项，②中溶液变为深红色，⑤中溶液基本无色，可能是因为⑤中铁离子浓度太小，由⑥中溶液变浅红色可知，FeCO3中加水时，能产生Fe2＋，则②中溶液变为深红色不能说明SCN－与Fe2＋已经发生反应，错误；C项，由实验现象可知，③中溶液颜色比⑥中深，故③中Fe3＋浓度更大，则FeCO3溶解的更多，FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO32－(aq)，加入KSCN后促进FeCO3溶解，上层清液中Fe2＋浓度大，证明①中Fe2＋与SCN－发生反应，正确；D项，FeCO3的沉淀溶解平衡FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO32－(aq)，①中Fe2＋与SCN－发生反应，生成可溶性物质，使得FeCO3的沉淀溶解平衡正向移动，正确。 06 考查金属材料、合金与金属冶炼 18．（2025·江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学上学期）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。 19．（2025·江苏省南京市二模）《中国制造2025》对制造业提出了更高要求。下列材料的主要成分属于合金的是 A．石墨烯 B．氮化硅 C．玻璃钢 D．不锈钢 【答案】D 【解析】A项，石墨烯成分为碳的单质，不属于合金，错误；B项，氮化硅为无机化合物，不属于合金，错误；C项，玻璃钢是一种复合材料，不属于合金，错误；D项，不锈钢为铁合金，正确。 1．（2025·江苏省泰州市考前指导卷）下列与铁有关的实验对应装置或操作设计不正确的是 A．用甲装置制取Fe(OH)2 B．用乙装置在铁件外表镀一层光亮的铜 C．用丙装置蒸干Fe2(SO4)3溶液，得到硫酸铁晶体 D．用丁装置将铁与水蒸气反应，并验证气体产物 【答案】B 【解析】A项，A试管内铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，用氢气排出B试管内的空气后，关闭止水夹a，A中硫酸亚铁溶液被压入B中与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2沉淀，正确；B项，乙装置，铁作阳极，铁失电子被腐蚀。在铁件外表镀一层光亮的铜，应该铁作阴极，错误； C项，Fe2(SO4)3溶液蒸发结晶得到硫酸铁晶体，正确；D项，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，用火柴点燃肥皂泡，发出爆鸣声，证明生成的气体是氢气，正确。 2．（2025·江苏省常州市一模）室温下，下列实验操作和现象能验证相应实验结论的是 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向等质量的Na2CO3和NaHCO3固体中分别加入等体积蒸馏水，NaHCO3固体未完全溶解 溶解性：Na2CO3＞NaHCO3 B 向Fe2O3粉末和Al粉的均匀混合物中插入点燃的Mg条，火星四射，有液态Fe从固体中流出 金属活动性：Mg＞Fe C 向2 mL 0．1 mol/L FeI2溶液中滴入几滴新制氯水，溶液变为黄色 还原性：I－＞Cl－ D 向2 mL 0．1 mol/L CuSO4溶液中滴入几滴饱和H2S溶液，产生黑色沉淀 酸性：H2SO4＞H2S 【答案】A 【解析】A项，两种盐及水的质量相等，但NaHCO3未完全溶解，说明溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，正确；该B项，实验为铝热反应，反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，点燃的镁为反应提供高温的条件，生成液态的铁，该反应说明还原性：铝＞铁，错误；C项，还原性：I－＞Fe2＋，FeI2的溶液中滴入几滴氯水，溶液变黄色，说明少量的I－被氧化为单质碘，含少量单质碘的溶液呈现黄色，但是若Fe2＋被氧化为Fe3＋，含Fe3＋的溶液颜色也是黄色，形成干扰，故该实验中，溶液呈现黄色，不能说明还原性：I－＞Cl－，错误；D项，CuSO4溶液中滴入H2S溶液发生反应，生成更难溶的CuS沉淀，不能得出酸性：H2SO4＞H2S，错误。 3．（2024·镇江市丹阳市上学期开学考）室温下，探究0.1 mol·L－1 FeCl3溶液的性质，下列实验方案不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 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe3＋是否具有氧化性 向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液滴加适量Na2S溶液，观察生成沉淀的颜色 C Fe3＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，观察滴加FeCl3溶液前后气泡产生情况 D Fe3＋与I－的反应是否存在限度 取2 mL0.1 mol·L－1 FeCl3溶液和1 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液混合，充分反应后，再加2 mL CCl4，振荡、静置，取上层清液滴加少量KSCN溶液，观察溶液颜色变化 【答案】D 【解析】A项，Fe3＋遇到KSCN溶液，溶液变为红色，正确；B项，2Fe3＋＋S2－＝2Fe2＋＋S↓，说明Fe3＋具有氧化性，正确；C项，在加入体积、浓度相同的H2O2，若加入FeCl3溶液后产生气泡速度快则说明Fe3＋具有催化作用，正确；D项，2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2，FeCl3溶液过量，应该让KI溶液过量，再滴加KSCN溶液溶液显红色，否则不能证明和KI反应为可逆反应，错误。 4．（2025·江苏省连云港高三月考）盖－吕萨克及其密友泰纳，把铁屑和苛性钠(NaOH)混合起来，放在一个密封的弯曲玻璃管内加热生产金属钠。反应原理为3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是 A．用磁铁可以将Fe与Fe3O4分离 B．将生成的气体在空气中冷却可获得钠 C．该反应条件下铁的氧化性比钠强 D．每生成1 mol H2，转移的电子数约为4×6.02×1023 【答案】D 【解析】A项，Fe与Fe3O4都可被磁铁吸引，所以不能用磁铁将Fe与Fe3O4分离，错误；B项，钠极易被空气中的氧气氧化，错误；C项，该反应条件下铁的还原性比钠强，错误；D项，每生成1 mol H2，同时生成2 mol Na，转移的电子为4 mol，故转移的电子数约为4×6.02×1023，正确。 5．（2024·江苏省苏州调研期初）铁及其化合物转化具有重要应用，铁及其化合物应用广泛。纳米铁粉可用于处理水中污染物，一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，生成纳米铁粉、H2和B(OH)4－；Fe3O4可用作锂离子电池的电极材料，电池工作时有Li＋嵌入其中生成LiFe3O4；铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}遇Fe2＋发生反应生成深蓝色沉淀{Fe3[Fe(CN)6]2}；常用于检验Fe2＋。下列表述不正确的是 A．制备纳米铁粉的离子反应：2Fe2＋＋BH4－＋4OH－＝2Fe↓＋2H2↑＋B(OH)4－ B．FeS2制硫酸过程中物质转化：FeS2(g)SO2(g)H2SO4(aq) C．Fe3O4晶体中嵌入Li＋形成LiFe3O4时，部分Fe3＋转化为Fe2＋ D．铁氰化钾检验Fe2＋的离子反应：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓ 【答案】B 【解析】A项，一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，生成纳米铁粉、H2和B(OH)4－，对应的离子方程式为：2Fe2＋＋BH4－＋4OH－＝2Fe↓＋2H2↑＋B(OH)4－，正确；B项，FeS2制硫酸过程，即FeS2与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫在五氧化二钒作催化剂且加热的条件下被氧气氧化为三氧化硫，三氧化硫与水(实际用的是浓硫酸)反应得硫酸，错误；C项，Fe3O4晶体中嵌入Li＋形成LiFe3O4时，锂离子带正电荷，因此部分Fe3＋转化为Fe2＋，正确；D项，铁氰化钾检验Fe2＋是利用了亚铁离子与[Fe(CN)6]3－能生成蓝色沉淀，对应的离子反应方程式为：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓，正确。 6．（2025·江苏省苏锡常镇二模）H2S在工业生产过程中容易导致催化剂失活，工业上脱除H2S有多种方法。 Fe2(SO4)3吸收液脱H2S 吸收：Ⅰ．H2S(g)H2S(aq)，Ⅱ．H2S(aq)H＋＋HS－，Ⅲ．_____________________。 再生：Ⅳ．4Fe2＋＋4H＋＋O2＝4Fe3＋＋2H2O ①写出吸收过程中步骤Ⅲ的离子方程式：__________________________。 ②固定总铁浓度c[Fe]＝60 g·L－1，c(Fe2＋)与H2S脱除率(η)和pH变化关系如图所示。当c(Fe2＋)＞15 g·L－1时，随着c(Fe2＋)增大，脱硫率逐渐减小而pH几乎不变的原因为_____________________________________________________________________________。 【答案】①HS－＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋S↓＋H＋ ②增加c(Fe2＋)，体系的氧化性减小了，不利于吸收反应Ⅲ的进行，因而脱硫效率下降。由于c(Fe2＋)增加，再生反应Ⅳ将反应Ⅱ、Ⅲ生成的H＋全部消耗，导致体系pH几乎不变。 【解析】①由题意可知，Fe3＋作为催化剂，其包含先消耗，再重新生成的过程，故反应Ⅲ为Fe3＋氧化HS－生成Fe2＋和S的过程，离子方程式为：HS－＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋S↓＋H＋；②由题意可知，铁浓度c[Fe]＝60 g·L－1固定不变，随着c(Fe2＋)＞15 g·L－1时，c(Fe3＋)浓度降低，体系的氧化性减小了，不利于吸收反应Ⅲ的进行，因而脱硫效率下降。由于c(Fe2＋)增加，再生反应Ⅳ将反应Ⅱ、Ⅲ生成的H＋全部消耗，导致体系pH几乎不变。 7．（2025·山东省青岛市四区县期中）铁红(Fe2O3)是一种无机颜料，用于油漆、橡胶、建筑等的着色，用途广泛。用蛇纹石提镁后的废渣(主要成分为Fe2O3及Al2O3、Cr2O3、CoO、NiCO3、PbCO3、SiO2等杂质)为原料制备铁红，工艺流程如图。 已知：相关金属元素的氢氧化物沉淀的pH如表 金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2 Cr(OH)3 开始沉淀的pH 2.3 7.5 3.5 7.2 4.0 完全沉淀的pH 3.2 9.5 4.6 9.1 6.7 回答下列问题： （1）Fe3＋的价电子轨道表示式为____________________________。 （2）“浸渣”的主要成分为________________。 （3）“还原”反应的离子方程式为______________________________________________。 （4）“调pH”的范围为___________________。 （5）“滤液2”中主要金属阳离子为_______。“沉铁”反应的离子方程式为__________________。 （6）“煅烧”反应的化学方程式为_________________________________________________。 【答案】（1） （2）SiO2、PbSO4 （3）SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ （4）6.7～7.5 （5）①Fe2＋、Na＋ ②Fe2＋＋2HCO3－＝FeCO3↓＋H2O＋CO2↑ （6）4FeCO3＋O22Fe2O3+4CO2 【解析】废渣加入硫酸酸浸，SiO2不反应、生成的硫酸铅不溶于H2SO4，所以浸渣的成分是SiO2、PbSO4，酸浸液中含有Fe3+、Al3+ 、Co2+、Cr3+、Ni2+，加入二氧化硫还原Fe3+生成Fe2+，加入NaOH调节pH生成沉淀Cr(OH)3和Al(OH)3，则滤渣1为Cr(OH)3和Al(OH)3，所得滤液加Na2S沉钴镍，则滤渣2为CoS、NiS，所得滤液2中主要的金属阳离子为Fe2+、Na+，加入碳酸氢铵沉铁，反应过程中元素化合价不发生变化，则所得滤渣3为FeCO3，经煅烧得到目标产物铁红。 （1）铁为26号元素，失去3个电子形成铁离子，Fe3＋的价电子轨道表示式为；（2）由分析，“浸渣”的主要成分为SiO2、PbSO4；（3）“还原”反应为加入二氧化硫还原Fe3+生成Fe2+，同时生成硫酸根离子，反应中铁化合价由+3变为+2、硫化合价由+4变为+6，结合电子守恒，离子方程式为：SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋；（4）“调pH”过程是保证Cr3+、Al3+转化为Cr(OH)3和Al(OH) 3，而Fe2+尽可能不沉淀，结合表，则应控制pH为6.7～7.5。（5）由分析，“滤液2”中主要的金属阳离子为Fe2+、Na+。“沉铁”反应为加入碳酸氢铵沉铁得到FeCO3，结合质量守恒，还生成水和二氧化碳，离子方程式为Fe2＋＋2HCO3－＝FeCO3↓＋H2O＋CO2↑；（6）FeCO3经煅烧被空气中氧气氧化得到目标产物铁红氧化铁，4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。 8．（2025·江苏省盐城市上学期期中）以铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4，含少量Al2O3、SiO2和MgO、CaCO3)为原料制备磷酸铁晶体(FePO4•2H2O)的流程如下： （1）“酸浸1”步骤：铁浸取率随盐酸过量系数[]变化如图所示，工业上通常取盐酸过量系数为1.4，而不用更高的过量系数的原因__________________________________。 （2）“氧化”步骤： ①写出氧化过程中的离子方程式_______________________________。 ②需要控制反应温度50～60℃的原因是_________________________________________________。 【答案】（1）HCl过量系数为1.4时，铁浸出率已经达到了90%，超过1.4时，铁浸出率提高不大，但消耗大量的HCl使成本过高，使其后续氨化除杂成本增加 （2）①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O ②温度低，反应速率慢；温度高，H2O2分解 【解析】向铁矿烧渣中加入盐酸酸浸，将金属元素转化为可溶的金属氯化物，二氧化硅与盐酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，向反应后的溶液中加入氨水，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到滤液和氢氧化铁；向氢氧化铁中加入盐酸酸浸，将氢氧化铁转化为氯化铁，向反应后的溶液中加入磷酸二氢铵溶液，将溶液中的铁离子转化为二水磷酸铁沉淀，过滤得到二水磷酸铁。 （1）由图可知，盐酸过量系数为1。4时，铁浸出率已经达到了90%，超过1.4时，铁浸出率提高不大，但消耗大量的盐酸使成本过高，使其后续氨化除杂成本增加，所以工业上通常取盐酸过量系数为1.4，而不用更高的过量系数，故答案为：HCl过量系数为1.4时，铁浸出率已经达到了90%，超过1.4时，铁浸出率提高不大，但消耗大量的HCl使成本过高，使其后续氨化除杂成本增加；（2）①由分析可知，氧化过程中加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O，故答案为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；②由分析可知，氧化步骤加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，氧化时若温度低，反应速率慢；若温度高，过氧化氢受热分解，导致亚铁离子不可能完全氧化为铁离子，所以氧化时需要控制反应的温度50i～60℃，故答案为：温度低，反应速率慢；温度高，H2O2分解。 9．（2025·江苏省南通市、泰州市、镇江市、盐城市一模）一种以软锰矿(主要含MnO2和少量Fe2O3、MgO、CaCO3、SiO2等)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备Mn3O4的流程如下： （1）酸浸。将软锰矿、黄铁矿与H2SO4溶液混合搅拌，反应过程中铁元素的变化为FeS2Fe2＋Fe3＋。90℃下酸浸，锰元素浸出率及Fe3＋、Fe2＋的ρ（质量浓度）随时间的变化如图所示。 ①0～20 min内，FeS2中的硫元素被氧化为SO42－。此时，FeS2和MnO2发生主要反应的离子方程式为____________________________。 ②0～20 min内，ρ(Fe2＋)逐渐增大的原因是__________________________________。 ③100 min后，ρ(Fe2＋)逐渐减小的原因是__________________________________________。 （2）除铁。向“酸浸”所得浸出液中加入过量H2O2，调节溶液pH，充分反应后过滤。H2O2的实际用量比理论计算用量大得多，其原因是__________________________________________。 【答案】（1）①2FeS2＋15MnO2＋28H＋＝2Fe3＋＋4SO42－＋15Mn2＋＋14H2O ②FeS2与酸反应生成Fe2＋的速率大于Fe2＋被MnO2氧化的速率 ③Fe2＋被空气中氧气氧化为Fe3＋，且溶液pH增大，Fe3＋水解程度增大 （2）溶液中Fe3＋催化H2O2分解 （3）部分锰元素被氧化成高价态锰氧化物 【解析】（1）FeS2中的硫元素被氧化为SO42－，Fe2＋被氧化为Fe3＋，MnO2被还原为Mn2＋，离子方程式为：2FeS2＋15MnO2＋28H＋＝2Fe3＋＋4SO42－＋15Mn2＋＋14H2O；反应过程中铁元素的变化为FeS2Fe2＋Fe3＋，0～20 min内FeS2与酸反应生成Fe2＋的速率大于Fe2＋被MnO2氧化的速率，故ρ(Fe2＋)逐渐增大；100 min后Fe2＋被空气中氧气氧化为Fe3＋，且溶液pH增大，Fe3＋水解程度增大故ρ(Fe2＋)逐渐减小；（2）向“酸浸”所得浸出液中加入过量H2O2可将Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液中生成的Fe3＋催化H2O2分解，故H2O2的实际用量比理论计算用量大得多；（3）若通入空气时间过长，部分锰元素被氧化成高价态锰氧化物，导致所得Mn3O4样品中锰元素的质量分数会降低。 10．（2025·江苏省苏州市期末）铁及其化合物在环境治理方面有重要应用。 Ⅰ．铁基湿式氧化除硫 （1）铁基湿式氧化净化燃气(含H2S和空气)时，H2S被氧化为S。铁基吸收液中n(Fe3＋)及被脱除的n(H2S)随时间的变化如图所示。 ①H2S与Fe3＋反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。 ②t1时刻后，H2S与Fe3＋继续反应，但吸收液中n(Fe3＋)几乎不减小的原因是_______________________________________(离子方程式表示)。 （2）已知：Cl－、NO3－、SO42－均可与Fe3＋配位。用c(Fe3＋)相等的三种溶液净化燃气，H2S脱除率随时间变化如图所示。相同时间内，H2S的脱除率按FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3依次递减的原因是___________________________________________。 Ⅱ．纳米零价铁除铬 （3）纳米铁粉可将废水中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。纳米铁粉与硫粉反应得到表面硫化的纳米铁(表面产生可传递电子的疏松FeS层，且能吸附阴离子)，比未硫化的纳米铁粉处理Cr(Ⅵ)的效果更好。 ①在pH＝5的废水中，纳米Fe与Cr2O72－反应生成Fe(OH)3和Cr(OH)3的离子方程式为______________________________________________。 ②纳米铁粉还原Cr(Ⅵ)时，水中少量溶解氧可加快Cr(Ⅵ)还原速率，其可能的原因是____________ ______________________。 ③纳米铁粉表面硫化后效果更佳，除了FeS能还原Cr(Ⅵ)外，还可能的原因是___________________ __________________________。 ④用表面硫化的纳米铁还原Cr(Ⅵ)，Cr(Ⅵ)的去除率随废水初始pH的变化如图所示。pH＞4时，随pH增大，Cr(Ⅵ)的去除率减小的可能原因是__________________________________________________。 【答案】（1）①2∶1 ②4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O （2）Cl－、NO3－、SO42－与Fe3＋的配位能力依次递增，溶液中c(Fe3＋)依次递减，氧化H2S的速率依次递减 （3）①2Fe＋Cr2O72－＋2H＋＋5H2O＝2Fe(OH)3＋2Cr(OH)3 ②氧气使Fe转化为还原性更强的Fe2＋ ③能形成Fe、FeS原电池，Cr(Ⅵ)更容易吸附在表面得到电子，加速Cr(Ⅵ)的还原 ④FeS吸附OH－减少Cr(Ⅵ)吸附；产生Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀覆盖；Cr(Ⅵ)的氧化性减弱 【解析】（1）①H2S与Fe3＋反应的化学方程式为：H2S＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋S↓＋2H＋，Fe的化合价降低，氧化剂是Fe3＋，S的化合价升高，还原剂是H2S，故物质的量比为2∶1；②由于反应生成的Fe2＋被空气中O2氧化生成Fe3＋，离子方程式：4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，使Fe3＋再生，故n(Fe3＋)几乎不变；（2）由于Cl－、NO3－、SO42－与Fe3＋的配位能力依次递增，溶液中c(Fe3＋)依次递减，氧化H2S的速率依次递减，故相同时间内，H2S的脱除率按FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3依次递减；（3）①在pH＝5的废水中，纳米Fe与Cr2O72－反应生成Fe(OH)3和Cr(OH)3，由电子守恒、电荷守恒、原则守恒，配平离子方程式为2Fe＋Cr2O72－＋2H＋＋5H2O＝2Fe(OH)3＋2Cr(OH)3；②纳米铁粉还原Cr(Ⅵ)时，由于氧气使Fe转化为还原性更强的Fe2＋，故水中少量溶解氧可加快Cr(Ⅵ)还原速率；③除了FeS能还原Cr(Ⅵ)外，由于能形成Fe、FeS 原电池，Cr(Ⅵ)更容易吸附在表面得到电子，加速Cr(Ⅵ)的还原，故纳米铁粉表面硫化后效果更佳；④用表面硫化的纳米铁还原Cr(Ⅵ)，pH＞4时，FeS吸附OH－减少Cr(Ⅵ)吸附；产生Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀覆盖；Cr(Ⅵ)的氧化性减弱，故随pH增大，Cr(Ⅵ)的去除率减小。 1．（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(FeTiO3 )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】A项，月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，正确；B项，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，错误；C项，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，正确；D项，水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，正确。 2．（2025·广东卷）中华传统技艺，凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是 A．纸哪吒 B．石印章 C．木活字 D．不锈钢针 【答案】D 【解析】A项，纸的主要成分是纤维素(有机化合物)，不属于合金，不符合题意；B项，石印章的材料通常是天然矿物(如大理石、寿山石等)，主要成分为硅酸盐或碳酸盐，不属于合金，不符合题意；C项，木活字的材料是木材，主要成分为纤维素和木质素(有机化合物)，不属于合金，不符合题意；D项，不锈钢是铁(Fe)与铬(Cr)、镍(Ni)等金属形成的合金，符合题意。 3．（2025·湖南卷）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 【答案】A 【解析】A项，金属材料包括纯金属及其合金，选项中的不锈钢是铁基合金，属于金属材料，正确；B项，金刚石是碳的非金属形态，是无机非金属材料，错误；C项，玄武岩纤维是由火山岩（主要成分为硅酸盐矿物）熔融制成的无机非金属材料，类似于玻璃纤维，不属于金属材料，错误；D项，玻璃纤维的主要成分是二氧化硅等非金属氧化物，属于无机非金属材料，因此不属于金属材料，错误。 4．（2025·广东卷）对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是 A．除油污 B．除铁锈 C．制铜氨溶液 D．铁钉镀铜 【答案】D 【解析】A项，碳酸钠溶液为碱性，油污在碱性溶液中发生水解反应，同时加热可以增强碳酸钠溶液的碱性，可以达到除油污的目的，不符合题意；B项，铁锈的主要成分为氧化铁，稀盐酸可以用来除去铁锈，可以达到实验目的，不符合题意；C项，硫酸铜溶液中滴加过量氨水，可以生成铜氨溶液，可以达到实验目的，不符合题意；D项，铁钉镀铜，需要电解装置，使Cu片与电源正极相连，铁钉与电源负极相连，图中无电源，故不能达到实验目的，符合题意。 5．（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钻锰混合溶液(NiSO4、CoSO4、MnSO4)的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1 mol·L－1)开始沉淀和完全沉淀(c≤1.0×10－5 mol·L－1)的pH： Fe3＋ Al3＋ Cu2＋ Ni2＋ Co2＋ Mn2＋ 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： （1）基态的价层电子排布式为_______。 （2）“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是_______________(写化学式)；SO2还原Co2O3的化学方程式为___________________________________________。 （3）“沉铁”时，Fe2＋转化为Fe2O3的离子方程式为_______________________________________，加热至200℃的主要原因是___________________________。 （4）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2＋)不超过_______________mol·L－1。 （5）“第二次萃取”时，_______、_______(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M表示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为_______。 【答案】（1）3d84s2 （2）①SiO2 ②SO2＋Co2O3＋H2SO4＝2CoSO4＋H2O （3）①4Fe2＋＋O2＋4H2O2Fe2O3＋8H＋ ②防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降 （4）1.0×10－2 （5）①Co2＋ ②Ni2＋ ③sp2 【解析】金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]加入SO2、H2SO4进行酸浸还原，得到的滤渣含有SiO2，滤液中含有Mn2＋、Fe2＋、Co2＋、Al3＋、Ni2＋、Cu2＋，通入空气，调解pH＝3.2，沉铁得到Fe2O3滤渣，继续加入NaOH调节pH=5.2沉铝主要得到Al(OH)3，加入萃取剂第一次萃取Cu2＋，分液得到Cu2＋的萃取液1，萃余液1中加入混合萃取剂进行第二次萃取，得到电池级镍钴锰混合溶液，萃余液2中电解得到金属锰，据此解答。 （1）Ni原子的价电子是指3d和4s能级上的电子，所以基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2；（2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是SiO2；SO2将3价钴还原为2价钴，同时由于硫酸的作用得到CoSO4，化学方程式为SO2＋Co2O3＋H2SO4＝2CoSO4＋H2O；（3）“沉铁”时，Fe2＋转化为Fe2O3，铁元素化合价上升，则O2做氧化剂，离子反应为：4Fe2＋＋O2＋4H2O2Fe2O3＋8H＋；已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至200℃的主要原因是防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降；（4）由表可知，Ksp[Cu(OH)2]＝1.0×10－5 mol·L－1×()2＝10－19.6， “沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，则c(Cu2＋)＜＝＝1.0×10－2 mol·L－1；（5）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取Co2＋、Ni2＋，因此Co2＋、Ni2＋与混合萃取剂形成的配合物更稳定；六元杂环是平面结构，N原子提供单电子用于环内形成大π键，剩余1对孤对电子形成配位键，N的价层电子对数为3，是sp2杂化。 6．（2023·浙江1月选考）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 【答案】D 【解析】A项，FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2＋＋Zn＝Zn2＋＋Fe，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋强，溶液由浅绿色变为无色，FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，可能是Zn片表面的氧化膜阻碍反应进行，也可能是该反应速率很小，时间短而无明显现象，错误；B项，溶液变成红色的原因是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，与SO和K＋无关，所以加K2SO4固体无明显现象，错误；C项，如果脱氧剂样品吸收O2时生成Fe2O3，当它溶于盐酸时发生反应：Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O，生成的Fe3＋与剩余Fe粉发生反应：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，溶液呈浅绿色，结论不正确，错误；D项，向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$