第02讲 铁及其重要化合物（复习讲义）（山东专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第02讲 铁及其重要化合物 目录 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 知识点2 铁的重要化合物 考向1 考查铁及其化合物的性质与应用 思维建模 基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法 考点二 铁及其化合物的转化及应用 知识点1 亚铁盐的性质及应用 知识点2 铁盐的性质及应用 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 考向2 考查铁及其化合物的转化及应用 考向3 有关铁及其化合物的工艺流程 考向4 有关铁及其化合物的实验探究 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 铁的结构 选择题 非选择题 山东卷T16（1），2分 铁及其化合物的性质与转化 选择题 非选择题 山东卷T9，3分 山东卷T2（B项），3分 山东卷T5（B项），3分 与铁相关的工艺流程分析 选择题 非选择题 山东卷T13，3分 山东卷T18（1）（2）（3），6分 考情分析： 分析近三年的山东高考试题，可以发现这两年对铁及其化合物的考查有增加的趋势，考查形式多样，主要考查铁及其化合物的性质与转化，既在选择题中作为单独的选项出现，也会在工业流程中出现，尤其是在非选择题的工艺流程题中，连续两年有所涉及。 复习目标： 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质； 2.了解铁及其重要化合物在生产、生活中的应用； 3.了解铁及其化合物的制备方法。 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 1.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.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]3s23p63d6 [Ar]3s23p63d5 晶胞及有关问题 为面心堆积方式，配位数8，拥有原子数2 【温馨提醒】 铁既不是主族元素也不是副族元素，不能写成ⅧB族。 3.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。铁属于黑色金属，也属于重金属，又属于常见金属。 4.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＋。 得分速记 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＋。 5.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。 知识点2 铁的重要化合物 1.铁的氧化物 （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 2.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 得分速记 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。 3.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+。 得分速记 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 考向1 考查铁及其化合物的性质与应用 例1下列关于铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．Fe具有还原性，可用作抗氧化剂 B．Fe3O4具有磁性，可用于炼铁 C．Fe(OH)3胶体呈红褐色，可用于净水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板 【答案】A 【解析】B项，Fe3O4中铁含量较高，可用于炼铁，与其具有磁性无关，错误；C项，Fe(OH)3胶体的比表面积大、吸附力强，能吸附水体中悬浮物，可用于净水，与其颜色无关，错误；D项，FeCl3具有氧化性，能将Cu氧化为Cu2＋，可用于刻蚀铜板，与其溶液呈酸性无关，错误。 思维建模 基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质 （1）从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生反应。 （2）从Fe元素化合价看,Fe具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价,处于最高价态,具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。 （3）基于物质类别和元素价态,设计铁及其化合物间转化的途径。 【变式训练1】铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C．能与盐酸反应，可用于制作红色涂料 D．难溶于水，可用于除去废水中、 【答案】A 【解析】A．铁粉具有还原性，能与空气中的氧气反应，可用于食品袋中的抗氧化剂，延长食品的保质期，故A正确；B．氯化铁具有水解性，在溶液中水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的目的，则氯化铁用于除去水中悬浮杂质与氧化性无关，故B错误；C．氧化铁是红棕色粉末，常用于制作红色涂料，则氧化铁用于制作红色涂料与氧化铁能与盐酸反应无关，故C错误；D．硫化亚铁的溶解度大于硫化铜、硫化汞，常用于除去废水中的铜离子和汞离子，则硫化亚铁用于除去废水中的铜离子和汞离子与硫化亚铁难溶于水无关，故D错误；故选A。 【变式训练2·变载体】下列物质在生活中的应用与氧化还原反应无关的是 A．用硅藻土中浸润的KMnO4吸收水果散发的乙烯 B．用暖宝贴（成分：铁粉、水、食盐、活性炭等）供热 C． FeSO4补血剂与维生素C配合使用效果更佳 D．用可溶性的铁盐、铝盐作净水剂 【答案】D 【解析】A．用硅藻土中浸润的KMnO4吸收水果散发的乙烯，KMnO4将乙烯氧化，生成CO2气体等，A不符合题意； B．用暖宝贴（成分：铁粉、水、食盐、活性炭等）供热时，铁粉、水、食盐、活性炭等形成原电池，发生吸氧腐蚀，B不符合题意； C．FeSO4补血剂容易被空气中氧气氧化，维生素C具有还原性，可防止FeSO4被氧化，C不符合题意； D．用可溶性的铁盐、铝盐作净水剂时，铁盐、铝盐水解生成的氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体具有吸附水中悬浮颗粒物的能力，从而达到净水目的，D符合题意； 故选D。 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 例2某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： （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4 （2）在装置2、3之间添加控制开关 （3）装置4内的空气没有排尽 【解析】（1）该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4；（2）如此操作，不行的原因在于仪器3产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可；（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。 思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法 （1）有机层覆盖法 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，如图1所示。 图1　　　　　　　　　　图2 图3 （2）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，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 （3）电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 【变式训练1·变考法】用表面有油污的铁屑等原料可以制备FeSO4·7H2O，实验中的部分装置和操作如下图所示，其中不能达到实验目的的是 A．用装置甲去除铁屑表面的油污 B．用装置乙溶解铁屑制备FeSO4 C．用装置丙吸收铁屑溶解过程中产生的H2S D．用装置丁蒸干溶液，获得FeSO4·7H2O 【答案】D 【解析】A项，热的纯碱溶液碱性较强可使油脂水解生成易溶于的水物质，从而去除油污，正确；B项，常温下铁屑与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，可用此方法制取FeSO4，正确；C项，高锰酸钾具有强氧化性，可用其吸收铁屑溶解过程产生的还原性气体H2S，正确；D项，FeSO4·7H2O应通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法获得，错误。 【变式训练2】下列说法错误的是 A．Fe3O4质地致密，故可用作铁件的防腐保护层 B．Fe3O4溶于足量的氢碘酸生成FeI2和FeI3 C．Fe(OH)3能通过化合反应制取 D．可用如图装置制备Fe(OH)2 【答案】B 【解析】B项，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；C项，由4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3知，Fe(OH)3能通过化合反应制取，正确。 考点二 铁及其化合物的转化及应用 　 知识点1 亚铁盐的性质及应用 1.Fe2＋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.可水解 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。 知识点2 铁盐的性质及应用 1.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＋。 2.易水解 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。 3.特性 含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色，含有Fe3＋的盐溶液遇到酚类物质时变成紫色。 得分速记 Fe2＋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浓盐酸中，再加入蒸馏水。 注意：保存时，加入铁（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 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 1.Fe2＋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.Fe3＋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＋ 3.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＋ 得分速记 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) 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 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.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 （5）铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图 说明： 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。 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验 例1验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是 A．实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ B．实验②与③不可以调换顺序 C．实验④说明有Fe2＋生成 D．若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 【答案】C 【解析】A项，实验①中，Fe3＋被Fe还原，生成Fe2＋，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，合理，不符合题意；B项，若实验②与③调换，滴加KSCN溶液后，溶液立即变红，不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2＋，合理，不符合题意；C项，实验④中，溶液变黄，说明有I2生成，不合理，符合题意；D项，若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明溶液中含有I2，从而说明Fe3＋将I－氧化，生成I2，合理，不符合题意。 【变式训练1·变考法】下列关于铁元素的检验的说法正确的是 A．将Fe(NO3)2样品溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质 B．取适量CO还原Fe2O3后的固体溶于稀盐酸，滴加足量饱和氯水，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色，说明还原产物中一定含有FeO C．将生锈铁片置于稀盐酸中，充分反应一段时间后，向溶液中滴加KSCN溶液，观察现象，探究生锈的铁片表面是否含有Fe2O3 D．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 【答案】D 【解析】A项，酸性条件下，NO具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，无法检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质，错误；B项，还原产物全部是Fe单质时，也具有相同现象，该实验方案不能说明还原产物中一定含有FeO，错误；C项，生锈铁片置于稀盐酸中，充分反应一段时间生成的Fe3＋会与Fe单质反应生成Fe2＋，向溶液中滴加KSCN溶液，观察不到溶液变红的现象，无法确定生锈的铁片表面是否含有Fe2O3，错误；D项，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。 【变式训练2·变题型】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。 考向2 考查铁及其化合物的转化及应用 例2部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 【答案】C 【解析】A项，由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋，a可与e反应生成b，推断合理；B项，Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，推断合理；C项，可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，推断不合理；D项，可存在Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋的循环转化关系，推断合理。 【变式训练1·变考法】在指定条件下，下列铁及其化合物间的转化能实现的是 A．FeFe2O3FeCl3 B．K2FeO4O2 C．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq) D．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 【答案】B 【解析】A项，Fe的还原性弱于Al，高温下，Fe与Al2O3不反应，错误；B项，FeO具有强氧化性，能与水产生O2，正确；C项，SO2与水反应生成H2SO3，不是H2SO4，错误；D项，加热可促进Fe3＋的水解和HCl的挥发，直接蒸发FeCl3溶液得不到无水FeCl3，错误。 【变式训练2·变考法】如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 A．Fe＋4H＋＋NO＝Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO＝3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 【答案】B 【解析】Fe3O4中的＋2价Fe与HNO3反应生成Fe3＋，不存在Fe2＋，B项不正确。 考向3 有关铁及其化合物的工艺流程 例3（2025·山东日照·一模）以黄铁矿(主要含FeS2，还含有NiS、CoS、CuS以及少量Au)为原料分离各种金属，工艺流程如下： 已知：①“焙烧”后烧渣主要成分是Fe2O3、NiO、CuO、Co3O4和Au。 ②常温，Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6，Ksp[Cu(OH)2]=10-19.8，Ksp[Co(OH)2]=10-14.7，Ksp[Ni(OH)2]=10-12.8，一般认为金属阳离子≤10-5mol/L为沉淀完全。 ③氧化性：Co3+>Cl2。 ④lg5=0.7。 下列说法错误的是 A．“酸浸”时H2O2作还原剂，若用盐酸代替硫酸和H2O2效果更佳 B．当c(Co2+)=0.05mol·L-1，c(Ni2+)=0.1mol·L-1，“调pH”范围是6.6≤pH<7.3 C．“沉钴”时发生反应的离子方程式为Co2++2HCO=CoCO3↓+CO2+H2O D．检验CoCO3是否洗涤干净的试剂可选用HCI和BaCl2 【答案】AC 【分析】将矿石粉碎，在空气中焙烧，得到金属氧化物和二氧化硫气体，烧渣用硫酸和过氧化氢浸泡，得到含Cu2+、Fe3+、Co2+、Ni2+溶液，金单质过滤除去，过滤后的溶液加氨水调节pH，Fe3+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀除去，Co2+和Ni2+在溶液中，再加入氨水和碳酸氢铵得到CoCO3沉淀，溶液中得到NiSO4。 【解析】A．“酸浸”时Co3O4溶于酸得到Co2+和Co3+，氧化性：Co3+>Cl2，用盐酸代替硫酸，Co3+会将Cl-氧化为Cl2，A错误； B．加入氨水让Fe3+、Cu2+沉淀，Co2+和Ni2+不沉淀，根据溶度积常数Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6，Ksp[Cu(OH)2]=10-19.8，当Cu2+沉淀完全时，Fe3+也已经完全沉淀，Ksp[Cu(OH)2]=1×10-5×c2(OH-)=10-19.8，c(OH-)=1.0×10-7.4mol/L，c(H+)=1.0×10-6.6mol/L，pH=6.6，又根据Ksp[Co(OH)2]=10-14.7，Ksp[Ni(OH)2]=10-12.8可知，Co2+先沉淀，Co2+开始沉淀时，Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=0.05×c2(OH-)=10-14.7，c2(OH-)=2×10-13.7，c2(H+)=5×10-15.3，pH=7.3，“调pH”范围是6.6≤pH<7.3，B正确； C．“沉钴”时加入碳酸氢铵和氨水，生成CoCO3沉淀，反应的离子方程式为Co2++2+2NH3·H2O=CoCO3↓++2H2O+，C错误； D．CoCO3沉淀表面有硫酸根离子，检验CoCO3是否洗涤干净的试剂可选用HCl和BaCl2，D正确； 答案选AC。 例4共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微粒的工艺流程如下： （1）“共沉”制备Fe3O4粒子的离子方程式为__________________________________。 （2）n(Fe3＋)/n(Fe2＋)对Fe3O4 粒子制备有较大的影响。 ①若Fe3 ＋过量，过量的Fe3 ＋会生成副产物FeO(OH)。生成副产物FeO(OH)的离子方程式为 ______________________________________________________。 ②实际投料时，n(Fe3＋)/n(Fe2＋)略小于理论反应的比值，这是因为部分Fe2 ＋会直接生成Fe3O4粒子，该反应的离子方程式为________________________________________________。 （3）“共沉”时需不断地强烈搅拌，一是使反应充分进行，另一原因是_____________________。 （4）固液分离后，用去离子水反复洗涤Fe3O4粒子。洗涤是否干净的实验操作是：_________________。 （5）检验Fe3O4中不同价态的铁元素。选用的试剂是___________（填字母代号）。 a．浓盐酸 b．稀硫酸 c．硫氰化钾溶液 d．高锰酸钾溶液 e．溴水 【答案】（1）Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－＝Fe3O4↓＋4H2O （2）①Fe3＋＋3OH－＝FeO(OH)＋H2O ②6Fe2＋＋12OH－＋O2＝2Fe3O4↓＋6H2O （3）有利于纳米微粒在混合溶液中保持稳定和分散均匀 （4）取最后一次洗涤液少许，用pH试纸检测是否呈中性，若呈中性，说明洗涤干净。（或：取最后一次洗涤液少许，滴加Ba(NO3)2或BaCl2溶液，若不再产生白色沉淀，说明洗涤干净；或：取最后一次洗涤液少许，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若不再产生白色沉淀，说明洗涤干净） （5）b、c、d 【变式训练1·变载体】由表面被氧化的废铁屑制备产品FePO4·2H2O的流程如下： 下列说法错误的是 A．“碱洗”的目的是除去废铁屑表面的油污 B．“酸浸”时，Fe发生的反应有Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ C．“氧化”时为检验氧化是否完全，可以选用KSCN溶液 D．“制备”时若改为向Na3PO4溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液，会降低产品的纯度 【答案】C 【解析】C项，“氧化”时为检验氧化是否完全，应检验溶液中有无Fe2＋，KSCN溶液不能用于检验Fe2＋，可改用K3[Fe(CN)6]溶液，若溶液变蓝，则氧化不完全，错误；D项，Na3PO4溶液的碱性强，“制备”时若改为向Na3PO4溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液，产品中会混有Fe(OH)3沉淀，降低产品纯度，正确。 【变式训练2·变考法】无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑（含有少量碳和SiO2杂质）为原料制备无水FeCl3(s)。 已知：氯化亚砜（）熔点－101 ℃，沸点76 ℃，易水解。 回答问题： （1）操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________。 （2）为避免引入新的杂质，试剂B可以选用_________（填编号）。 A．KMnO4溶液 B．Cl2水 C．Br2水 D．H2O2溶液 （3）操作②是蒸发结晶，加热的同时通入HCl(g)的目的是________________________。 （4）反应D→E的化学方程式为____________________________________________________________。 （5）由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂________，并设计实验验证是该还原剂将Fe3＋还原：____________________________________________________________________。 【答案】（1）漏斗 （2）BD （3）防止水解 （4）FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑ （5）SO2 先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则是SO2将Fe3＋还原 【解析】（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；（2）A（氯化亚铁）加入氧化剂B生成C（氯化铁），A、C都引入杂质离子，故选BD；（3）加热促进氯化铁溶液的水解，会生成氢氧化铁，故加入HCl（g）的目的是防止水解。（4）根据已知信息氯化亚砜（）熔点－101 ℃，沸点76 ℃，易水解，可得FeCl3·6H2O与SOCl2生成FeCl3的化学方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑；（6）可能是反应中生成的二氧化硫将氯化铁还原为氯化亚铁，若二氧化硫作还原剂，则氧化产物为硫酸盐，故若加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则是二氧化硫作还原剂。 考向4 有关铁及其化合物的实验探究 例5室温下，下列关于铁的化合物的实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱 B 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 Fe2O3是否已全部被还原 C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2＋ 、I－还原性的强弱 D 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 铁锈中是否含有二价铁 【答案】C 【解析】A项，酸性条件下，NO也能将Fe2＋氧化为Fe3＋，故无法比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱，错误；B项，Fe2O3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；D项，Cl－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。 【变式训练1·变考法】（2025·山东泰安·一模）探究Cu和物质A的反应，一段时间后现象如下。 装置 序号 物质A 实验现象 ① 溶液（调） 铜粉溶解，溶液变为深棕色 [经检验含] ② 溶液 铜粉溶解，溶液变为蓝绿色 ③ 溶液（调） 无明显变化 下列分析错误的是 A．②中铜粉溶解的原因： B．①中产生NO的原因：时Cu直接将还原为NO C．若向③中加入适量固体，推测溶液变深棕色 D．该实验条件下，的氧化性大于的 【答案】B 【解析】A．实验②中铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和浅绿色的亚铁离子，离子方程式为；，故A正确； B．经检验含Fe(NO)2+，再结合实验③的现象，说明加入铜粉后铜先与Fe3+反应生成蓝色的Cu2+和浅绿色的Fe2+，酸性条件下Fe2+与反应产生NO，故B不正确； C．若向③中加入FeSO4固体，酸性条件Fe2+与，发生氧化还原反应生成Fe3+，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，溶液变为深棕色，故C正确； D．同一金属单质发生氧化还原反应，先与氧化性强的物质发生反应则，根据实验①的现象可得的氧化性大于的(实验①调pH=1，)，故D正确； 【变式训练2·变考法】某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。 [实验Ⅰ]试剂：酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液（pH＝0.2），5% H2O2溶液（pH＝5） 操作 现象 取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5% H2O2溶液 溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH＝0.9 向反应后的溶液中加入KSCN溶液 溶液变红 （1）上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是 __________________________________________________________。 （2）产生气泡的原因是_____________________________________________________。 [实验Ⅱ]试剂：未酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液（pH＝3），5% H2O2溶液（pH＝5） 操作 现象 取2 mL 5% H2O2溶液于试管中，加入5滴上述FeSO4溶液 溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH＝1.4 （3）将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4 mol·L－1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SO。检验棕黄色沉淀中SO的方法是___________________________________________________________________________________。 （4）对于生成红褐色胶体的原因，提出两种假设： ⅰ．H2O2溶液氧化Fe2＋消耗H＋ ⅱ．Fe2＋氧化的产物发生了水解 ①根据实验Ⅱ记录否定假设ⅰ，理由是_________________________________________________________。 ②实验验证假设ⅱ：取____________________，加热，溶液变为红褐色，pH下降，证明假设ⅱ成立。 （5）将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是：_______________________________________________________________。 【答案】（1）2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe3＋＋2H2O （2）在Fe3＋催化下H2O2分解生成O2 （3）取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SO （4）①反应后溶液pH＝1.4，酸性增强，假设ⅰ中消耗氢离子，酸性减弱，pH应增大，故不合理 ②Fe2(SO4)3溶液 （5）2Fe2＋＋4H2O＋H2O2＝2Fe(OH)3(胶体)＋4H＋ 【解析】（1）H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe3＋＋2H2O；（2）过氧化氢在铁离子催化作用下分解生成氧气，故产生气泡；（3）硫酸根离子用酸化的氯化钡检验，故检验棕黄色沉淀中SO的方法：取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SO；（4）①根据实验Ⅱ记录反应后溶液pH＝1.4，酸性增强，假设ⅰ中消耗氢离子，酸性减弱，pH应增大，故不合理；②根据假设ⅱ，Fe2＋氧化的产物发生了水解，铁离子水解，验证硫酸铁溶液中铁离子的水解平衡即可，取Fe2（SO4）3溶液，加热，溶液变为红褐色，pH下降，证明假设ⅱ成立；（5）将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是2Fe2＋＋4H2O＋H2O2＝2Fe(OH)3(胶体)＋4H＋。 1．（2025·广东卷）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 浓硝酸具有强氧化性 B 向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑 浓硫酸具有脱水性 C 与可生成蓝色物质 KSCN溶液可用于检验 D 与浓盐酸共热，生成黄绿色气体 【答案】B 【解析】A．浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为其见光易分解，而非因其强氧化性，陈述Ⅰ正确但因果关系错误，A不符合题意； B．浓硫酸使蔗糖变黑体现其脱水性，陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且存在因果关系，B符合题意； C．Fe2+与K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀用于检验Fe2+，而KSCN用于检验Fe3+，两者无直接因果关系，C不符合题意； D．MnO2与浓盐酸生成Cl2是独立反应，与Cl2和SO2的反应无因果关系，D不符合题意； 故选B。 2．（2025·云南卷）画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是 A．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 B．油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 【答案】D 【解析】A．贝壳粉的主要成分是碳酸钙，属于碳酸盐，A错误； B．核桃油属于油脂，分子量较小，不属于有机高分子，B错误； C．氧化铁（Fe2O3）能与酸反应，不耐酸，C错误； D．碳在常温下化学性质稳定，不易被氧化，D正确； 故选D。 3．（2025·广东卷）声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是 B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，具有磁性 C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化 D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体 【答案】A 【解析】A．聚氯乙烯的单体应为氯乙烯（CH2=CHCl），而选项中的CH3CH2Cl是氯乙烷，单体错误，A错误； B．四氧化三铁（Fe3O4）具有磁性，常用于磁带制作，B正确； C．光碟擦写时晶态与非晶态转换属于物理变化(无新物质生成)，C正确； D．单晶硅为共价晶体(原子晶体)，固态硬盘芯片使用单晶硅，D正确； 故选A。 4．（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。 【详解】A．Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确； B．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； C．FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误； D．在加热条件下Fe和S化合生成FeS，D正确； 答案选C。 5．（2025·山东卷）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 【答案】A 【分析】钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液I中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等，滤渣I为SiO2，滤渣I加入NaOH溶液碱浸，得到含有Na2SiO3的浸取液，加入试剂Y盐酸生成硅酸沉淀，最后得到SiO2，滤液I加入试剂X和H2C2O4分离，由于Fe2(C2O4)3能溶于水，试剂X将Fe2+氧化为Fe3+，再加入H2C2O4，使CaC2O4先沉淀，滤渣II为CaC2O4，滤液II中有Fe3+，依次解题。 【详解】A．根据分析，加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂X应该是氧化剂，不可以是Fe粉，A错误； B．加入试剂Y，将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀，最后转化为SiO2，试剂Y可以是盐酸，B正确； C．根据分析，“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中，C正确； D．“酸浸”后滤液I中pH过小，酸性强，造成C2浓度小，使Ca2+(aq)+ C2(aq) CaC2O4(s)平衡逆向移动，得到CaC2O4沉淀少，滤渣II质量减少，D正确； 答案选A。 6．（2024·新课标卷）化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是 A．竹简的成分之一纤维素属于天然高分子 B．龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物 C．古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2 D．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3 【答案】C 【解析】A．纤维素是一种天然化合物，其分子式为(C6H10O5)n，其相对分子质量较高，是一种天然高分子，A正确； B．羟基磷灰石又称又称羟磷灰石、碱式磷酸钙，其化学式为[Ca10(PO4)6(OH)2]，属于无机物，B正确； C．熟石膏是主要成分为2CaSO4·H2O，Ca(OH)2为熟石灰的主要成分，C错误； D．Fe2O3为红色，常被用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，俗称铁红，D正确； 故答案选C。 7．（2023·浙江卷）氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是 A．氯化铁属于弱电解质 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C．氯化铁可由铁与氯气反应制得 D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 【答案】A 【解析】A．氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误； B．氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻铜板，B正确； C．氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确； D．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确； 故选：A。 8．（2023·湖南卷）处理某铜冶金污水(含)的部分流程如下：    已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 物质 开始沉淀 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀 3.2 6.7 8.2 4.6 ②。 下列说法错误的是 A．“沉渣Ⅰ”中含有和 B．溶液呈碱性，其主要原因是 C．“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中 D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水 【答案】D 【分析】污水中含有铜离子、三价铁离子、锌离子、铝离子，首先加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子，过滤后，加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子，再次过滤后即可达到除去其中的杂质，以此解题。 【解析】A．根据分析可知氢氧化铁当pH=1.9时开始沉淀，氢氧化铝当pH=3.5时开始沉淀，当pH=4时，则会生成氢氧化铝和氢氧化铁，即“沉渣I”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正确； B．硫化钠溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，其第一步水解的方程式为：S2-+H2O⇌HS-+OH-，B正确； C．当铜离子和锌离子完全沉淀时，则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则，C正确； D．污水经过处理后其中含有较多的钙离子，故“出水”应该经过阳离子交换树脂软化处理，达到工业冷却循环用水的标准后，才能使用，D错误； 故选D。 9．（2021·河北卷）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【答案】C 【解析】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确； B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确； C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误； D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确； 故选C。 10．（2024·浙江6月卷）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 【答案】A 【解析】A．呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确； B．能与反应产生，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故可作供氧剂，B正确； C．有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的，C正确； D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确； 综上所述，本题选A。 11．（2022·山东卷）某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是 气体 液体 固体粉末 A 饱和溶液 B 溶液 C 溶液 D 【答案】A 【解析】A．通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A项选； B．通入Cl2，发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不选； C．通入HCl，在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项不选； D．AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+，使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选； 答案选A。 12．（2021·广东）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可与反应生成 B．既可被氧化，也可被还原 C．可将加入浓碱液中制得的胶体 D．可存在的循环转化关系 【答案】C 【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。 【解析】A．Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选； B．Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选； C．Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选； D．转化如，故D不选； 综上所述，答案为C。 11 / 11 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 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 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 知识点2 铁的重要化合物 考向1 考查铁及其化合物的性质与应用 思维建模 基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法 考点二 铁及其化合物的转化及应用 知识点1 亚铁盐的性质及应用 知识点2 铁盐的性质及应用 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 考向2 考查铁及其化合物的转化及应用 考向3 有关铁及其化合物的工艺流程 考向4 有关铁及其化合物的实验探究 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 铁的结构 选择题 非选择题 山东卷T16（1），2分 铁及其化合物的性质与转化 选择题 非选择题 山东卷T9，3分 山东卷T2（B项），3分 山东卷T5（B项），3分 与铁相关的工艺流程分析 选择题 非选择题 山东卷T13，3分 山东卷T18（1）（2）（3），6分 考情分析： 分析近三年的山东高考试题，可以发现这两年对铁及其化合物的考查有增加的趋势，考查形式多样，主要考查铁及其化合物的性质与转化，既在选择题中作为单独的选项出现，也会在工业流程中出现，尤其是在非选择题的工艺流程题中，连续两年有所涉及。 复习目标： 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质； 2.了解铁及其重要化合物在生产、生活中的应用； 3.了解铁及其化合物的制备方法。 考点一 铁及其重要化合物 知识点1 铁 1.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 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 周期 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.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 【温馨提醒】 铁既不是主族元素也不是副族元素，不能写成ⅧB族。 3.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。铁属于黑色金属，也属于重金属，又属于常见金属。 4.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 。 点燃： 。 ②与Cl2的反应： 。 ③与S的反应： 。 ④与I2的反应： （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： 。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 稀HNO3 Fe不足 Fe过量 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： 。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 得分速记 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＋。 5.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： ， ； ②铁的生成： 。 知识点2 铁的重要化合物 1.铁的氧化物 （1）铁的氧化物物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 色态 黑色粉末 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 价 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 ， ， 。 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 ； 。 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＋。 ； 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＋ 。 ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 2.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3 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－=== 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 绿色，最后变成 色，化学方程式为 得分速记 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。 3.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应： 或 。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应： 或 。 得分速记 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 考向1 考查铁及其化合物的性质与应用 例1下列关于铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．Fe具有还原性，可用作抗氧化剂 B．Fe3O4具有磁性，可用于炼铁 C．Fe(OH)3胶体呈红褐色，可用于净水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板 思维建模 基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质 （1）从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生反应。 （2）从Fe元素化合价看,Fe具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价,处于最高价态,具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。 （3）基于物质类别和元素价态,设计铁及其化合物间转化的途径。 【变式训练1】铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C．能与盐酸反应，可用于制作红色涂料 D．难溶于水，可用于除去废水中、 【变式训练2·变载体】下列物质在生活中的应用与氧化还原反应无关的是 A．用硅藻土中浸润的KMnO4吸收水果散发的乙烯 B．用暖宝贴（成分：铁粉、水、食盐、活性炭等）供热 C． FeSO4补血剂与维生素C配合使用效果更佳 D．用可溶性的铁盐、铝盐作净水剂 考向2 考查氢氧化亚铁的制备 例2某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： （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________________________________。 思维建模 Fe(OH)2制备的三种思维方法 （1）有机层覆盖法 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，如图1所示。 图1　　　　　　　　　　图2 图3 （2）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，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 （3）电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 【变式训练1·变考法】用表面有油污的铁屑等原料可以制备FeSO4·7H2O，实验中的部分装置和操作如下图所示，其中不能达到实验目的的是 A．用装置甲去除铁屑表面的油污 B．用装置乙溶解铁屑制备FeSO4 C．用装置丙吸收铁屑溶解过程中产生的H2S D．用装置丁蒸干溶液，获得FeSO4·7H2O 【变式训练2】下列说法错误的是 A．Fe3O4质地致密，故可用作铁件的防腐保护层 B．Fe3O4溶于足量的氢碘酸生成FeI2和FeI3 C．Fe(OH)3能通过化合反应制取 D．可用如图装置制备Fe(OH)2 考点二 铁及其化合物的转化及应用 　 知识点1 亚铁盐的性质及应用 1.Fe2＋的氧化性和还原性 ①含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以 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： 。 ③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液 。反应的离子方程式： 。 2.可水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈 性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化。 知识点2 铁盐的性质及应用 1.氧化性 含有Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为 性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子 大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的 ，反应的离子方程式为 。 2.易水解 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 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 胶体，反应的化学方程式： 。 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 。 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 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 大量共存。 3.特性 含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成 色，含有Fe3＋的盐溶液遇到酚类物质时变成 色。 得分速记 Fe2＋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浓盐酸中，再加入蒸馏水。 注意：保存时，加入铁（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 知识点3 Fe2＋和Fe3＋的检验 1.Fe2＋的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为 色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成 沉淀，证明含有Fe2＋ 2.Fe3＋的检验 方法1 溶液变 色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生 色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成 色沉淀，证明含有Fe3＋ 3.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 b.试纸变 色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有 b.溴水 ，说明含有Fe2＋ c.生成 沉淀，说明含有Fe2＋ 得分速记 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 （1）检验Fe2＋时不能先加 后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入 的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用 溶液。 （2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用 溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰) 知识点4 “铁三角”的转化关系及其应用 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.应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生 反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生 反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成 ，不能大量共存。 （2）除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 FeCl3 FeCl2 FeCl2 CuCl2 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 （5）铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图 说明： 1)横向变化体现了同价态 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 类别之间的转化，主要体现物质的 性或 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 性和 性。 考向1 考查Fe2＋、Fe3＋ 的性质及其检验 例1验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是 A．实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ B．实验②与③不可以调换顺序 C．实验④说明有Fe2＋生成 D．若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 【变式训练1·变考法】下列关于铁元素的检验的说法正确的是 A．将Fe(NO3)2样品溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质 B．取适量CO还原Fe2O3后的固体溶于稀盐酸，滴加足量饱和氯水，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色，说明还原产物中一定含有FeO C．将生锈铁片置于稀盐酸中，充分反应一段时间后，向溶液中滴加KSCN溶液，观察现象，探究生锈的铁片表面是否含有Fe2O3 D．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 【变式训练2·变题型】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_______________________________________。 考向2 考查铁及其化合物的转化及应用 例2部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 【变式训练1·变考法】在指定条件下，下列铁及其化合物间的转化能实现的是 A．FeFe2O3FeCl3 B．K2FeO4O2 C．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq) D．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 【变式训练2·变考法】如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 A．Fe＋4H＋＋NO＝Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO＝3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 考向3 有关铁及其化合物的工艺流程 例3（2025·山东日照·一模）以黄铁矿(主要含FeS2，还含有NiS、CoS、CuS以及少量Au)为原料分离各种金属，工艺流程如下： 已知：①“焙烧”后烧渣主要成分是Fe2O3、NiO、CuO、Co3O4和Au。 ②常温，Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6，Ksp[Cu(OH)2]=10-19.8，Ksp[Co(OH)2]=10-14.7，Ksp[Ni(OH)2]=10-12.8，一般认为金属阳离子≤10-5mol/L为沉淀完全。 ③氧化性：Co3+>Cl2。 ④lg5=0.7。 下列说法错误的是 A．“酸浸”时H2O2作还原剂，若用盐酸代替硫酸和H2O2效果更佳 B．当c(Co2+)=0.05mol·L-1，c(Ni2+)=0.1mol·L-1，“调pH”范围是6.6≤pH<7.3 C．“沉钴”时发生反应的离子方程式为Co2++2HCO=CoCO3↓+CO2+H2O D．检验CoCO3是否洗涤干净的试剂可选用HCI和BaCl2 例4共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微粒的工艺流程如下： （1）“共沉”制备Fe3O4粒子的离子方程式为__________________________________。 （2）n(Fe3＋)/n(Fe2＋)对Fe3O4 粒子制备有较大的影响。 ①若Fe3 ＋过量，过量的Fe3 ＋会生成副产物FeO(OH)。生成副产物FeO(OH)的离子方程式为 ______________________________________________________。 ②实际投料时，n(Fe3＋)/n(Fe2＋)略小于理论反应的比值，这是因为部分Fe2 ＋会直接生成Fe3O4粒子，该反应的离子方程式为________________________________________________。 （3）“共沉”时需不断地强烈搅拌，一是使反应充分进行，另一原因是_____________________。 （4）固液分离后，用去离子水反复洗涤Fe3O4粒子。洗涤是否干净的实验操作是：_________________。 （5）检验Fe3O4中不同价态的铁元素。选用的试剂是___________（填字母代号）。 a．浓盐酸 b．稀硫酸 c．硫氰化钾溶液 d．高锰酸钾溶液 e．溴水 【变式训练1·变载体】由表面被氧化的废铁屑制备产品FePO4·2H2O的流程如下： 下列说法错误的是 A．“碱洗”的目的是除去废铁屑表面的油污 B．“酸浸”时，Fe发生的反应有Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ C．“氧化”时为检验氧化是否完全，可以选用KSCN溶液 D．“制备”时若改为向Na3PO4溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液，会降低产品的纯度 【变式训练2·变考法】无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑（含有少量碳和SiO2杂质）为原料制备无水FeCl3(s)。 已知：氯化亚砜（）熔点－101 ℃，沸点76 ℃，易水解。 回答问题： （1）操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________。 （2）为避免引入新的杂质，试剂B可以选用_________（填编号）。 A．KMnO4溶液 B．Cl2水 C．Br2水 D．H2O2溶液 （3）操作②是蒸发结晶，加热的同时通入HCl(g)的目的是________________________。 （4）反应D→E的化学方程式为____________________________________________________________。 （5）由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂________，并设计实验验证是该还原剂将Fe3＋还原：____________________________________________________________________。 考向4 有关铁及其化合物的实验探究 例5室温下，下列关于铁的化合物的实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱 B 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 Fe2O3是否已全部被还原 C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2＋ 、I－还原性的强弱 D 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 铁锈中是否含有二价铁 【变式训练1·变考法】（2025·山东泰安·一模）探究Cu和物质A的反应，一段时间后现象如下。 装置 序号 物质A 实验现象 ① 溶液（调） 铜粉溶解，溶液变为深棕色 [经检验含] ② 溶液 铜粉溶解，溶液变为蓝绿色 ③ 溶液（调） 无明显变化 下列分析错误的是 A．②中铜粉溶解的原因： B．①中产生NO的原因：时Cu直接将还原为NO C．若向③中加入适量固体，推测溶液变深棕色 D．该实验条件下，的氧化性大于的 【变式训练2·变考法】某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。 [实验Ⅰ]试剂：酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液（pH＝0.2），5% H2O2溶液（pH＝5） 操作 现象 取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5% H2O2溶液 溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH＝0.9 向反应后的溶液中加入KSCN溶液 溶液变红 （1）上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是 __________________________________________________________。 （2）产生气泡的原因是_____________________________________________________。 [实验Ⅱ]试剂：未酸化的0.5 mol·L－1 FeSO4溶液（pH＝3），5% H2O2溶液（pH＝5） 操作 现象 取2 mL 5% H2O2溶液于试管中，加入5滴上述FeSO4溶液 溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH＝1.4 （3）将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4 mol·L－1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SO。检验棕黄色沉淀中SO的方法是___________________________________________________________________________________。 （4）对于生成红褐色胶体的原因，提出两种假设： ⅰ．H2O2溶液氧化Fe2＋消耗H＋ ⅱ．Fe2＋氧化的产物发生了水解 ①根据实验Ⅱ记录否定假设ⅰ，理由是_________________________________________________________。 ②实验验证假设ⅱ：取____________________，加热，溶液变为红褐色，pH下降，证明假设ⅱ成立。 （5）将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是：_______________________________________________________________。 1．（2025·广东卷）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 浓硝酸具有强氧化性 B 向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑 浓硫酸具有脱水性 C 与可生成蓝色物质 KSCN溶液可用于检验 D 与浓盐酸共热，生成黄绿色气体 2．（2025·云南卷）画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是 A．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 B．油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 3．（2025·广东卷）声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是 B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，具有磁性 C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化 D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体 4．（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 5．（2025·山东卷）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 6．（2024·新课标卷）化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是 A．竹简的成分之一纤维素属于天然高分子 B．龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物 C．古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2 D．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3 7．（2023·浙江卷）氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是 A．氯化铁属于弱电解质 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C．氯化铁可由铁与氯气反应制得 D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 8．（2023·湖南卷）处理某铜冶金污水(含)的部分流程如下：    已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 物质 开始沉淀 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀 3.2 6.7 8.2 4.6 ②。 下列说法错误的是 A．“沉渣Ⅰ”中含有和 B．溶液呈碱性，其主要原因是 C．“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中 D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水 9．（2021·河北卷）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 10．（2024·浙江6月卷）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 11．（2022·山东卷）某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是 气体 液体 固体粉末 A 饱和溶液 B 溶液 C 溶液 D 12．（2021·广东）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可与反应生成 B．既可被氧化，也可被还原 C．可将加入浓碱液中制得的胶体 D．可存在的循环转化关系 11 / 11 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$