第16讲 铁及其化合物 -【化学提前学】2025年初升高化学衔接卓越讲义（人教版2019）

第16讲 铁及其化合物 自主学习 对点演练 巩固提升 知识精讲 易错剖析 ◆ ◆ ◆ Ⅰ 自主学习 自主学习 阅读教材64页——70页，填空。 1、人类最早使用的铁，是来自太空的 陨铁 。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 单质 形态存在，但主要是以+2价和+3价 化合物 的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于 氧、硅和铝，居第四位。 2、我国目前发现最早的人工治铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的 铜柄铁剑 ，这说明春秋初年我国已掌握了治铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。如高炉炼铁 3、铁在成人体中的含量为4～5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的铁化合物主要分为两类，即 功能性 铁和 储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。 4、氧化铁的用途 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 。 一、 铁 1、铁元素存在形式 铁元素在地壳中含量居第4位，居金属元素第2位。分布在地壳中的铁只有化合态(主要 是+2和+3价)，游离态的铁只存在于陨石中。 2、物理性质： 探究：初中及高中的学习，你学过哪些关于铁的性质？ 3、化学性质 （1） 铁与非金属单质反应 ① 与O2反应：现象： 剧烈燃烧，火星四射 。点燃 化学方程式：3Fe + 2O2 ==== Fe3O4 。 ② 铁与S反应：Fe + S === FeS 。 ③ 铁与Cl2反应：2Fe + 3Cl2 === 2FeCl3 。 （2） 铁与酸(如稀HCl、稀H2SO4等)的反应 离子方程式： Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑。 （3） 铁与盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu。 高温 （4） 铁在高温下与水蒸汽反应：3Fe + 4H2O(g) ==== Fe3O4 + 4H2 。 【疑难探究】 教材实验【3-3】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶出非液观察并记录现象。 实验【3-4】在盛有2 mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水 ，又发生了什么变化? 【疑难探究】 教材实验【3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。 加入碱，产生红褐色沉淀； 另一支试管中加入碱，现象：先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。 【疑难探究】 教材70页探究 概念判断 下列说法是否正确？正确的打“”，错误的打“ｘ” 1．分别与和盐酸反应所得氯化物相同。_______ 2．不能通过化合反应制备。_______ 3．“青矾”宜密闭保存，防止氧化变质。_______ 4．检验溶液中的，可将酸性溶液滴加到该溶液中，若酸性溶液褪色，证明含有。_______ 5．食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，目的是防止食物受潮、氧化。_______ 6．铁可以与热水反应生成四氧化三铁和氢气。_____ 7．将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3+。_______ 8．一定条件下Fe粉与足量的浓硫酸反应，转移电子数为3 NA _______ 9．保存硫酸亚铁溶液需加入铁钉和少量硫酸。_______ 10．铁与硫蒸气反应生成的是Fe2S3，铁与碘蒸气反应生成FeI3。_____ 【答案】1．ｘ2．ｘ3．4．ｘ5．6．ｘ7．ｘ8．ｘ9．10．ｘ ◆ ◆ ◆ Ⅱ 知识精讲 一、铁的分类 二、铁的重要化合物 1、铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色状态 黑色固体 红棕色固体 黑色固体 俗名 铁红 磁性氧化铁 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 +2 +3 +2 +3 与非氧化 性酸反应 FeO +2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4 +8H+=Fe2++2Fe3++ 4H2O 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物 与还原剂 反应(CO/H2) 高温 Fe2O3+3CO ===2Fe+3CO2 2、铁盐和亚铁盐 铁盐 亚铁盐 颜色 溶液为棕黄色 溶液为浅绿色 溶解性 多数可溶 多数可溶 化学性质 与碱反应 Fe3+ + 3OHˉ == Fe(OH)3↓ Fe2+ + 2OHˉ == Fe(OH)2↓ 与氧化剂 2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Clˉ 与还原剂 2Fe3+ + Fe == 3Fe2+ 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ Fe2+ + Zn == Fe + Zn2+ 检验 加碱法 加入碱，产生红褐色沉淀 加入碱，现象：先产生白色沉淀， 迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 加KSCN法 (铁氰化钾) 加入KSCN溶液，溶液变为血红色 Fe3+ + 3SCNˉ== Fe(SCN)3 先加KSCN溶液，无明显现象(排除Fe3+ 干扰)，再加入氯水，溶液变为血红色 二者转化关系 氧化剂：Cl2 H2O2 HNO3 还原剂：Fe Cu SO2 S2¯ I¯ Fe3+ Fe2+ 3、铁的氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 稳定性 不稳定，在空气中加热得不到FeO，易被氧化， 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3 较稳定，受热易分解 2Fe(OH)3 === Fe2O3 + 3H2O 与酸反应 Fe(OH)2 + 2H+ == Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3 + 3H+ == Fe3+ + 3H2O 制备 利用亚铁盐与碱反应： Fe2+ + 2OHˉ == Fe(OH)2↓ 利用铁盐与碱反应： Fe3+ + 3OHˉ == Fe(OH)3↓ 4、制备Fe(OH)2 时注意事项： 方法一：利用图甲装置 原理：试管中是新制FeSO4溶液，（要加入铁粉，目的防止Fe2+被氧化） 滴管中是NaOH溶液，该溶液要煮沸，目的除去溶液中的O2 ； 滴管插入液面下，其原因是防止生成的Fe(OH)2被氧化。 现象：产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 方程式：FeSO4 + 2NaOH == Fe(OH)2↓+ Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3 措施：可在液面上加一层苯或植物油，目的：隔绝空气 方法二：利用图乙装置 原理：打开K，利用A中反应生成的氢气排除整个装置中的空气，当检验B出口处氢气已纯时，再关闭K，A中产生的氢气将生成的FeSO4溶液排入B中，两溶液混合后反应生成Fe(OH)2 即时练 1．下列有关铁及其化合物的叙述正确的是 A．高温下用CO还原铁的氧化物制铁 B．铁能和沸水反应生成H2 C．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 D．将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中，可制得Fe(OH)3胶体 【答案】A 【解析】A．高温下用CO还原铁的氧化物生成铁是工业炼铁的常用方法，如（高温），A正确； B．铁与沸水（100℃）不反应，需在高温水蒸气条件下才生成和，B错误； C．不稳定是因为其强还原性，易被氧化为，而非具有强氧化性，C错误； D．将溶液滴入NaOH溶液中会直接生成沉淀，制备胶体需滴入沸水，D错误； 故选A。 2．氯化亚铁是实验室常见的溶液，在配制时需要加入少量铁粉，加入铁粉的目的是 A．防止Fe2+被氧化 B．防止Fe2+被还原 C．防止Fe2+水解 D．防止Fe2+与酸反应 【答案】A 【解析】已知Fe2+具有较强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3+，而Fe+2Fe3+=3Fe2+，故在配制FeCl2溶液时需要加入少量铁粉，加入铁粉的目的是防止Fe2+被氧化，故答案为：A。 3．还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a．下列说法错误的是 A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明固体中有铁粉剩余 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 【答案】C 【解析】A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯，A正确； B．由于反应产生H2，肥皂液中产生的气泡点燃后会有轻微的爆鸣声，B正确； C．取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液。固体中若有Fe3O4与稀硫酸反应后可以产生Fe2+，C错误； D．Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，D正确； 故答案为：C。 4．下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．溶液显酸性，可用作净水剂 B．属于碱性氧化物，可用作涂料 C．溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜 D．具有强氧化性，可用于水体的消毒 【答案】D 【解析】A．电离出的Fe3+在水中容易生成Fe(OH)3胶体，胶体具有很强的吸附能力，决定其可以作净水剂，故前后无因果关系，故A不符合题意； B．呈红棕色，且性质稳定，决定其可用作红色颜料，前后无因果关系，故B不符合题意； C．溶液蚀刻铜电路板的反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，FeCl3体现氧化性，与其溶液呈酸性无关，故C不符合题意； D．具有强氧化性，能使蛋白质变性，可用于水体的消毒，前后因果关系成立，故D符合题意； 故选D。 5．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．属于碱性氧化物 B．铁丝在氯气中燃烧生成 C．用铁粉可除去溶液中的 D．常温下，铁片遇稀硝酸发生钝化 【答案】A 【解析】A．与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，故A正确； B．铁丝在氯气中燃烧生成，故B错误； C．铁粉与不反应，铁粉可与溶液反应生成，不能用铁粉可除去溶液中的，故C错误； D．常温下，铁片遇浓硝酸发生钝化，故D错误； 答案选A。 6．多角度认识同一物质有利于培养模型认知素养。如图中可能为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．只有还原性，没有氧化性，故不选A； B．是黑色固体，故不选B； C．是白色难溶于水的固体，铁元素显+2价，既有氧化性又有还原性，能与盐酸反应生成氯化亚铁和水，故选C； D．是红棕色易溶于水的固体，不能与酸反应，故不选D； 选C。 7．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 【答案】A 【分析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3.想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气，据此分析； 【解析】①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故①选； ②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故②选； ③没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故③不选； ④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故④选； 综上所述①②④均符合题意。 故选A。 8．实验室利用FeCl3溶液刻蚀铜板，并向反应后的废液中加入过量的铁粉。下列分析错误的是 A．废液中一定含有Fe2+、Cu2+ B．FeCl3溶液能刻蚀铜板说明铜的还原性强于Fe2+ C．若废液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等，则溶液中c(Cu2+)：c(Fe3+)=2：1 D．经过铁粉处理的废液中存在最多的离子是 【答案】C 【解析】A．FeCl3溶液刻蚀铜板发生反应，所以废液中一定含有Fe2+、Cu2+，A正确； B．在中，Cu是还原剂，Fe2+是还原产物，根据氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性，可知铜的还原性强于Fe2+，B正确； C．由可知，，若废液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等，那么，C错误； D．加入过量铁粉，发生反应、，溶液中溶质主要是，存在最多的离子是，D正确； 故选C。 ◆ ◆ ◆ Ⅲ 易错剖析 概念易错 (1)Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。 (2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 (3)铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 (4)Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。 (5)在一定条件下，Fe3O4与盐酸反应可生成两种盐，即：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。 (6)FeO、Fe3O4遇到氧化性酸(如HNO3)可生成Fe3＋。 (7)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。 (8)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 ◆ ◆ ◆ Ⅳ 巩固提升 一、单选题 1．劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与H2O高温下会反应 B FeCl3溶液作腐蚀液来制作印刷电路板 金属铁的还原性比金属铜强 C 小苏打粉可作膨松剂烘焙面包 NaHCO3受热易分解放出CO2 D 用不锈钢制造地铁列车车体 不锈钢强度大，抗腐蚀性强 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．模具干燥后注入熔融钢水是为了防止高温下铁与水反应生成Fe3O4和H2，避免气孔或安全问题，A不符合题意； B．FeCl3溶液腐蚀铜制作电路板的原理是铁离子的强氧化性将Cu氧化，而非直接依赖金属铁的还原性。虽然金属Fe的还原性确实比Cu强，但该反应的关键是铁离子的氧化性，因此化学知识与劳动项目无直接关联，B符合题意； C．小苏打受热分解放出CO2使面包膨胀，关联正确，C不符合题意； D．不锈钢因含合金元素具有高强度和抗腐蚀性，关联正确，D不符合题意； 故选B。 2．在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．铁制容器能贮存浓硝酸 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 【答案】C 【解析】A．黑色金属，是指铁、锰、铬三种金属的统称，与黑色金属相对的是有色金属。事实上纯净的铁及铬是银白色的，A错误； B．铁矿石与一氧化碳反应冶炼生铁，为热还原法，B错误；   C．铁遇冷的浓硝酸会产生钝化现象，所以可以铁制容器贮存浓硝酸，C正确； D．铁可以导电，可用作避雷针，D错误； 故选C。 3．化合反应是四种基本反应类型之一，下列各物质不能通过单质直接化合得到的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．可以由和化合生成，A不选； B．可以由和在加热条件下化合生成，B不选； C．和氯气化合反应会生成，C选； D．可以由Ca和化合生成，D不选； 故选C。 4．取一定量的Fe2O3固体，依次加入盐酸和硫氰化钾溶液后，溶液呈 A．无色 B．黄色 C．浅绿色 D．血红色 【答案】D 【分析】Fe2O3固体和盐酸反应生成FeCl3，KSCN溶液可以检验Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会使溶液变成血红色。 【解析】取一定量的Fe2O3固体，加入盐酸后发生反应离子方程式为：，产生的Fe3+遇到KSCN会产生血红色的络合物Fe(SCN)3，所以溶液会变成血红色，故答案选D。 5．电子工业常用溶液腐蚀覆铜板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含、、)中回收铜，并重新获得溶液，处理流程如下： 下列说法不正确的是 A．溶液腐蚀铜箔的原理为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ B．反应1和反应2都发生了氧化还原反应 C．实验室中进行操作1时，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒 D．滤渣a的主要成分是Cu，物质X可以选用氯气 【答案】D 【分析】腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)加入过量铁粉，将Fe3+转化为Fe2+、Cu2+转化为Cu，过滤，滤渣中为Cu与过量的Fe，滤液为FeCl2，加入氧化剂X，将FeCl2氧化为FeCl3，据此回答。 【解析】A．FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，A正确； B．根据分析可知，反应1和反应2都发生了氧化还原反应，B正确； C．实验室中进行操作1（过滤）时，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，C正确； D．根据分析可知，滤渣a的主要成分是Cu和Fe，X为氧化剂，物质X可以选用氯气，D错误； 故选D。 6．已知反应。下列说法错误的是 A．在水中电离出和 B．该反应中氧化产物为 C．属于酸性氧化物 D．可用于制造红色油漆 【答案】B 【解析】A．电离方程式为，A项正确； B．铁元素化合价升高，氧化产物为，硫元素化合价降低，还原产物为，既是氧化剂又是还原剂，B项错误； C．溶于水生成硫酸，属于酸性氧化物，C项正确； D．为红棕色固体，可用于制造红色油漆，D项正确； 答案选B。 7．下列关于铁及其化合物的说法不正确的是 A．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，防止铁与水蒸气在高温下会反应 B．实验室配制溶液时，常加入适量铁粉以防止被氧化 C．不稳定，在空气中受热易转化为 D．激光打印机的墨粉中含有四氧化三铁是因为具有磁性 【答案】C 【解析】A．铁在高温下会与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，氢气具有可燃性，因此需要将模具干燥，A正确； B．铁粉可以将被氧化的还原为，反应方程式为：，因此，实验室配制溶液时，常加入适量铁粉以防止被氧化，B正确； C． 在空气中受热时，通常会被氧化为，C错误； D．因为是一种磁性材料，俗称磁性氧化铁，常用于激光打印机的墨粉中，D正确； 故选C。 8．2024年巴黎奥运会的奖牌，除了使用黄金和白银之外，金牌的正中心镶嵌了一大块铁片，可谓是不折不扣的“铁牌”。下列关于铁和铁的化合物的叙述错误的是 A．铁在化学反应中一定是还原剂 B．氧化铁是碱性氧化物，能与酸反应 C．氢氧化铁是难溶性碱 D．透明的溶液中一定不存在 【答案】D 【解析】A．金属单质只能失电子，作还原剂，铁在化学反应中一定是还原剂，A正确； B．氧化铁能与酸反应生成铁盐和水，是碱性氧化物，B正确； C．氢氧化铁是弱碱，且难溶于水，即氢氧化铁是难溶性碱，C正确； D．的溶液有颜色，但在酸性较强的溶液中能大量存在，所以透明的溶液中可能存在，D错误； 故选D。 9．物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 【答案】C 【解析】A．可由、水蒸气高温反应制得，化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正确； B．易被空气中的氧气氧化为，为防止转化为，需隔绝空气，B正确； C．氧化亚铁在空气里受热会发生反应生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色的，C错误； D．与盐酸反应生成FeCl2和H2O，与盐酸反应生成FeCl3和H2O，中的铁元素呈+2和+3价，与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O，三者均可与盐酸反应，生成盐和水，D正确； 故选C。 10．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X可以是稀硫酸但不能是稀盐酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b C．最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀 D．实验结束后，将抽滤瓶露置于空气中，最终观察到红褐 【答案】D 【解析】A．X可以是稀硫酸也可以是稀盐酸，A错误； B．先打开止水夹a与b、分液漏斗旋塞，利用稀硫酸和铁反应生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，B错误； C．一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成，C错误； D．反应结束后，将抽滤瓶露置于空气中，极易被氧化，最终得到红褐色沉淀，D项正确； 故答案选D。 11．验证的性质，进行如下实验。 实验序号 验证性质 实验装置 试剂 实验现象 ① 能与某些盐反应 溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用镁条(已打磨)替换锌粒，也可以证明具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明具有还原性 【答案】D 【解析】A．①中产生的白色沉淀为硫酸钡，反应的离子方程式为：，A正确； B．向溶液加入溶液生成的氢氧化亚铁会被氧气氧化为氢氧化铁，故②中沉淀变成红褐色的原因为：，B正确； C．Mg、Zn的金属性均大于Fe，则③中用镁条(已打磨)替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性，C正确； D．氯水可将亚铁离子氧化为铁离子，④中调换试剂的加入顺序，不能确定溶液中是否只含有亚铁离子，不能证明FeSO4具有还原性，D错误； 故选D。 12．在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是 A．强酸性溶液中：、、、 B．无色溶液中：、、、 C．含有大量的溶液中：、、、 D．加入金属铝能放出氢气的溶液中：、、、 【答案】A 【解析】A．强酸性溶液中：、、、各离子不反应，一定大量共存，A符合题意； B．无色溶液中，为浅绿色离子且与反应生成沉淀不能共存，B不符合题意； C．含有大量的溶液中，与生成血红色溶液不能共存，C不符合题意； D．加入金属铝能放出氢气的溶液，可能为碱性溶液也可能为非氧化性酸性溶液。酸性溶液该组离子可以共存，碱性溶液时，、与氢氧根离子生成沉淀不能共存，D不符合题意； 故选A。 13．铁的单质及许多化合物均具有重要用途。可用作净水剂，在水中不稳定，会生成胶体，碱性条件下氧化性大于。下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是 A． B． C． D．胶体 【答案】C 【解析】A．铁与水蒸气在高温条件下发生反应会生成四氧化三铁，不是氧化铁，氧化铁和铝发生铝热反应生成铁单质，A错误； B．氧化铁在碱性条件下，被次氯酸钾氧化为高铁酸钾，高铁酸钾在水中不稳定，生成氢氧化铁胶体被还原，铁化合价降低，根据氧化还原反应价态规律可知得不到氢气，应该为氧化合价升高得到氧气，B错误；    C．铁与氯气加热可生成氯化铁，氯化铁在水溶液中加入铜会发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，均能实现相互转化，C正确； D．氧化铁和盐酸生成氯化铁，溶液和溶液会反应生成氢氧化铁沉淀；制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，D错误； 故选C。 二、填空题 14．探究Fe2+、Fe3+的性质及转化 (1)预测性质 ①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，具有 。 ②Fe2+—中间价态，能降低到0价，具有氧化性；又能升高到+3价，具有还原性。 (2)实验探究 实验操作 实验现象及分析 棕黄色溶液变为 色，说明Fe3+具有 ，Fe3+将铁粉氧化为Fe2+，反应为 加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在 ，Fe3+已全部被还原为Fe2+ 加入少量新制氯水，溶液变红，说明Fe2+具有还原性，氯水将Fe2+氧化为Fe3+，反应为 实验结论 【答案】(1)氧化性 (2) 浅绿 氧化性 2Fe3++Fe=3Fe2+ Fe3+ 2Fe2++Cl₂=2Fe3++2C1- 【解析】（1）①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，化合价降低被还原，本身具有氧化性； （2）铁离子与铁单质的反应，方程式：，棕黄色（）溶液变为浅绿（），说明Fe3+化合价降低，具有氧化性；KSCN遇变红，加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在，氯水具有氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，反应为2Fe2++Cl₂=2Fe3++2C1-。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第16讲 铁及其化合物 自主学习 对点演练 巩固提升 知识精讲 易错剖析 ◆ ◆ ◆ Ⅰ 自主学习 自主学习 阅读教材64页——70页，填空。 1、人类最早使用的铁，是来自太空的 。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 形态存在，但主要是以+2价和+3价 的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于 ，居第四位。 2、我国目前发现最早的人工治铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的 ，这说明春秋初年我国已掌握了治铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。工业炼铁的原理是用 的方法把铁从铁矿石中提炼出来。如高炉炼铁 3、铁在成人体中的含量为4～5g，是人体 元素中含量最多的一种。人体内的铁化合物主要分为两类，即 铁和 铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。 4、氧化铁的用途 。 一、 铁 1、铁元素存在形式 铁元素在地壳中含量居第 位，居金属元素第 位。分布在地壳中的铁只有 (主要 是+2和+3价)，游离态的铁只存在于陨石中。 2、物理性质： 探究：初中及高中的学习，你学过哪些关于铁的性质？ 3、化学性质 （1） 铁与非金属单质反应 ① 与O2反应：现象： 。 化学方程式： 。 ② 铁与S反应： 。 ③ 铁与Cl2反应： 。 （2） 铁与酸(如稀HCl、稀H2SO4等)的反应 离子方程式： 。 （3） 铁与盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应： （4） 铁在高温下与水蒸汽反应： 。 【疑难探究】 教材实验【3-3】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶出非液观察并记录现象。 实验【3-4】在盛有2 mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水 ，又发生了什么变化? 【疑难探究】 教材实验【3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。 【疑难探究】 教材70页探究 概念判断 下列说法是否正确？正确的打“”，错误的打“ｘ” 1．分别与和盐酸反应所得氯化物相同。_______ 2．不能通过化合反应制备。_______ 3．“青矾”宜密闭保存，防止氧化变质。_______ 4．检验溶液中的，可将酸性溶液滴加到该溶液中，若酸性溶液褪色，证明含有。_______ 5．食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，目的是防止食物受潮、氧化。_______ 6．铁可以与热水反应生成四氧化三铁和氢气。_____ 7．将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3+。_______ 8．一定条件下Fe粉与足量的浓硫酸反应，转移电子数为3 NA _______ 9．保存硫酸亚铁溶液需加入铁钉和少量硫酸。_______ 10．铁与硫蒸气反应生成的是Fe2S3，铁与碘蒸气反应生成FeI3。_____ ◆ ◆ ◆ Ⅱ 知识精讲 一、铁的分类 二、铁的重要化合物 1、铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色状态 黑色固体 红棕色固体 黑色固体 俗名 铁红 磁性氧化铁 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 +2 +3 +2 +3 与非氧化 性酸反应 FeO +2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4 +8H+=Fe2++2Fe3++ 4H2O 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物 与还原剂 反应(CO/H2) 高温 Fe2O3+3CO ===2Fe+3CO2 2、铁盐和亚铁盐 铁盐 亚铁盐 颜色 溶液为棕黄色 溶液为浅绿色 溶解性 多数可溶 多数可溶 化学性质 与碱反应 Fe3+ + 3OHˉ == Fe(OH)3↓ Fe2+ + 2OHˉ == Fe(OH)2↓ 与氧化剂 2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Clˉ 与还原剂 2Fe3+ + Fe == 3Fe2+ 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ Fe2+ + Zn == Fe + Zn2+ 检验 加碱法 加入碱，产生红褐色沉淀 加入碱，现象：先产生白色沉淀， 迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 加KSCN法 (铁氰化钾) 加入KSCN溶液，溶液变为血红色 Fe3+ + 3SCNˉ== Fe(SCN)3 先加KSCN溶液，无明显现象(排除Fe3+ 干扰)，再加入氯水，溶液变为血红色 二者转化关系 氧化剂：Cl2 H2O2 HNO3 还原剂：Fe Cu SO2 S2¯ I¯ Fe3+ Fe2+ 3、铁的氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 稳定性 不稳定，在空气中加热得不到FeO，易被氧化， 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3 较稳定，受热易分解 2Fe(OH)3 === Fe2O3 + 3H2O 与酸反应 Fe(OH)2 + 2H+ == Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3 + 3H+ == Fe3+ + 3H2O 制备 利用亚铁盐与碱反应： Fe2+ + 2OHˉ == Fe(OH)2↓ 利用铁盐与碱反应： Fe3+ + 3OHˉ == Fe(OH)3↓ 4、制备Fe(OH)2 时注意事项： 方法一：利用图甲装置 原理：试管中是新制FeSO4溶液，（要加入铁粉，目的防止Fe2+被氧化） 滴管中是NaOH溶液，该溶液要煮沸，目的除去溶液中的O2 ； 滴管插入液面下，其原因是防止生成的Fe(OH)2被氧化。 现象：产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 方程式：FeSO4 + 2NaOH == Fe(OH)2↓+ Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3 措施：可在液面上加一层苯或植物油，目的：隔绝空气 方法二：利用图乙装置 原理：打开K，利用A中反应生成的氢气排除整个装置中的空气，当检验B出口处氢气已纯时，再关闭K，A中产生的氢气将生成的FeSO4溶液排入B中，两溶液混合后反应生成Fe(OH)2 即时练 1．下列有关铁及其化合物的叙述正确的是 A．高温下用CO还原铁的氧化物制铁 B．铁能和沸水反应生成H2 C．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 D．将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中，可制得Fe(OH)3胶体 2．氯化亚铁是实验室常见的溶液，在配制时需要加入少量铁粉，加入铁粉的目的是 A．防止Fe2+被氧化 B．防止Fe2+被还原 C．防止Fe2+水解 D．防止Fe2+与酸反应 3．还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a．下列说法错误的是 A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明固体中有铁粉剩余 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 4．下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．溶液显酸性，可用作净水剂 B．属于碱性氧化物，可用作涂料 C．溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜 D．具有强氧化性，可用于水体的消毒 5．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．属于碱性氧化物 B．铁丝在氯气中燃烧生成 C．用铁粉可除去溶液中的 D．常温下，铁片遇稀硝酸发生钝化 6．多角度认识同一物质有利于培养模型认知素养。如图中可能为 A． B． C． D． 7．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 8．实验室利用FeCl3溶液刻蚀铜板，并向反应后的废液中加入过量的铁粉。下列分析错误的是 A．废液中一定含有Fe2+、Cu2+ B．FeCl3溶液能刻蚀铜板说明铜的还原性强于Fe2+ C．若废液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等，则溶液中c(Cu2+)：c(Fe3+)=2：1 D．经过铁粉处理的废液中存在最多的离子是 ◆ ◆ ◆ Ⅲ 易错剖析 概念易错 (1)Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。 (2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 (3)铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 (4)Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。 (5)在一定条件下，Fe3O4与盐酸反应可生成两种盐，即：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。 (6)FeO、Fe3O4遇到氧化性酸(如HNO3)可生成Fe3＋。 (7)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。 (8)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 ◆ ◆ ◆ Ⅳ 巩固提升 一、单选题 1．劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与H2O高温下会反应 B FeCl3溶液作腐蚀液来制作印刷电路板 金属铁的还原性比金属铜强 C 小苏打粉可作膨松剂烘焙面包 NaHCO3受热易分解放出CO2 D 用不锈钢制造地铁列车车体 不锈钢强度大，抗腐蚀性强 A．A B．B C．C D．D 2．在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．铁制容器能贮存浓硝酸 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 3．化合反应是四种基本反应类型之一，下列各物质不能通过单质直接化合得到的是 A． B． C． D． 4．取一定量的Fe2O3固体，依次加入盐酸和硫氰化钾溶液后，溶液呈 A．无色 B．黄色 C．浅绿色 D．血红色 5．电子工业常用溶液腐蚀覆铜板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含、、)中回收铜，并重新获得溶液，处理流程如下： 下列说法不正确的是 A．溶液腐蚀铜箔的原理为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ B．反应1和反应2都发生了氧化还原反应 C．实验室中进行操作1时，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒 D．滤渣a的主要成分是Cu，物质X可以选用氯气 6．已知反应。下列说法错误的是 A．在水中电离出和 B．该反应中氧化产物为 C．属于酸性氧化物 D．可用于制造红色油漆 7．下列关于铁及其化合物的说法不正确的是 A．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，防止铁与水蒸气在高温下会反应 B．实验室配制溶液时，常加入适量铁粉以防止被氧化 C．不稳定，在空气中受热易转化为 D．激光打印机的墨粉中含有四氧化三铁是因为具有磁性 8．2024年巴黎奥运会的奖牌，除了使用黄金和白银之外，金牌的正中心镶嵌了一大块铁片，可谓是不折不扣的“铁牌”。下列关于铁和铁的化合物的叙述错误的是 A．铁在化学反应中一定是还原剂 B．氧化铁是碱性氧化物，能与酸反应 C．氢氧化铁是难溶性碱 D．透明的溶液中一定不存在 9．物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 10．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X可以是稀硫酸但不能是稀盐酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b C．最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀 D．实验结束后，将抽滤瓶露置于空气中，最终观察到红褐 11．验证的性质，进行如下实验。 实验序号 验证性质 实验装置 试剂 实验现象 ① 能与某些盐反应 溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用镁条(已打磨)替换锌粒，也可以证明具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明具有还原性 12．在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是 A．强酸性溶液中：、、、 B．无色溶液中：、、、 C．含有大量的溶液中：、、、 D．加入金属铝能放出氢气的溶液中：、、、 可用作净水剂，在水中不稳定，会生成胶体，碱性条件下氧化性大于。下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是 A． B． C． D．胶体 二、填空题 14．探究Fe2+、Fe3+的性质及转化 (1)预测性质 ①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，具有 。 ②Fe2+—中间价态，能降低到0价，具有氧化性；又能升高到+3价，具有还原性。 (2)实验探究 实验操作 实验现象及分析 棕黄色溶液变为 色，说明Fe3+具有 ，Fe3+将铁粉氧化为Fe2+，反应为 加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在 ，Fe3+已全部被还原为Fe2+ 加入少量新制氯水，溶液变红，说明Fe2+具有还原性，氯水将Fe2+氧化为Fe3+，反应为 实验结论 2 学科网（北京）股份有限公司 $$