第3章 第1节 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物（教用Word）-【金榜题名】2026-2027学年高一化学必修第一册高中同步学案（鲁科版）

第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 学习目标 核心素养 1.从物质类别和铁元素化合价角度分析：铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物可能具有的性质，并寻求证据，加以验证体会证据推理在化学学习中的应用。 2.通过对含铁化合物中铁元素价态的实验探究，进一步深化对铁的化合物性质的认识，体会铁及其化合物在生产、生活中的应用。 1.注重铁的几种氧化物、铁的两种氢氧化物的对比。 2.查阅资料，实验探究，理解铁元素与人体健康的关系。 知识点一　探索铁单质的性质 1.铁的物理性质 纯净的铁是光亮银白色金属，密度较大，故沸点较高，纯铁抗腐蚀能力强，有良好的延展性和导热性，导电性比铜、铅差、能被磁铁吸引。 2.铁的化学性质 (1)Fe (2)铁与水蒸气反应 ①Fe与H2O(g)反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。 ②Fe不能与冷、热水反应。 ③铁生锈的实质是Fe与H2O、O2发生反应。 (3)铝热反应 [互动探究] 1.一家生产“银粉”的企业，将铝粉和铁粉混合在一起，请你设计一种简单方法帮助他们把铁粉和铝粉分开。 提示：可以用磁铁吸引，把铁粉吸走，从而将两者分开。 2.铁与水蒸气可以反应，为什么在日常生活中可以用铁壶烧水？ 提示：铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应，所以可以用铁壶烧水。 铁粉与水蒸气的反应 实验 装置 装置1 装置2 操作及 现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验 结论 高温时，铁能与水蒸气反应，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 续表 实验 说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气 ②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好 ③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用 　（源于教材P85交流研讨）如图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。 回答下列问题： (1)写出有关反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 (2)干燥管C内盛放的药品是　　　　　　　　　　　　　　　，作用是________________________________________________________________________。 (3)在D处画出用简单方法（用试管）收集氢气的装置图（所需其他仪器自选）。 (4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　；圆底烧瓶底部放了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是　　　　　　　。 (5)实验开始时应先点燃　　　　　，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)书写化学方程式时，应注意H2O的状态与产物的成分。(2)应选固体干燥剂。(3)应采用向下排空气法，注意导管的位置。(4)通过加热圆底烧瓶中的水制取水蒸气。(5)实验时，应先加热圆底烧瓶，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再加热硬质玻璃管，防止铁粉被空气中的氧气氧化。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)碱石灰（或无水CaCl2等）　除去H2中的水蒸气 (3)如下图所示（向下排空气法，导管口伸入试管底部） (4)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应提供持续不断的水蒸气　防止暴沸 (5)酒精灯　先点燃酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防止Fe与O2反应 自学检测 1.如图在铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口部 C．用铁丝网罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成 解析：选B　试管底部的湿棉花移到试管口部，容易堵住试管口。 2.下列关于铁的说法正确的是(　　) A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 解析：选C　纯铁为银白色，A错；铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，B错；自然界中有少量铁以单质形式存在（如陨铁），D错。 知识点二　铁的氧化物、铁的氢氧化物 1.铁的氧化物 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁 化学式 FeO Fe3O4 Fe2O3 俗名 — 磁性氧化铁 铁红 色态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 Fe价态 ＋2 ＋2，＋3 ＋3 与HCl 反应 FeO＋2H＋ ===Fe2+＋ H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2+＋2Fe3+＋ 4H2O Fe2O3＋6H＋ ===2Fe3+＋ 3H2O 与H2 反应 FexOy＋yH2xFe＋yH2O 与CO 反应 FexOy＋yCOxFe＋yCO2 注意：(1)氧化铁粉末与铝粉在高温条件下发生反应生成铁单质和氧化铝，并放出大量热： 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 (2)利用金属铝的强还原性，铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应，产生大量的热。 (3)铝与氧化铁反应放出大量热，该反应常用于焊接钢轨、制备金属钠米复合材料等。 (4)铝还可以置换出V2O5、Co3O4中的V和Co，其反应方程式分别为10Al＋3V2O56V＋5Al2O3，8Al＋3Co3O49Co＋4Al2O3。 2.铁的氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 颜色 状态 红褐色固体 白色固体 稳 定性 不稳定，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 不稳定，在空气中易转化为Fe(OH)3 续表 与HCl 反应 Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O 与O2 反应 不反应 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 制备 Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2+＋2OH－=== Fe(OH)2↓ [互动探究] 1.用胶头滴管吸取少量NaOH溶液悬空滴入FeSO4溶液中，为什么生成的白色Fe(OH)2沉淀会迅速变成灰绿色，最后变为红褐色？ 提示：生成的白色Fe(OH)2沉淀会迅速变成灰绿色的原因是被溶液表面空气中的氧气氧化了。 2.用胶头滴管吸取少量NaOH溶液，然后插入FeSO4溶液液面下挤出NaOH溶液，可以看到有白色沉淀生成，为什么也会慢慢变成灰绿色，最后变为红褐色？ 提示：溶液中溶解的氧气也会慢慢氧化生成的白色Fe(OH)2沉淀。 3.如何除去水中溶解的氧气？ 提示： 由于氧气在水中的溶解度随着温度的升高而降低，所以加热煮沸水可以除去其中溶解的氧气。 Fe(OH)2的制备方法探讨 (1)制备原理 将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，就会产生白色Fe(OH)2沉淀：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓。但因为Fe(OH)2极易被氧化，溶解在水溶液中的少量氧气就能将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。所以在制备Fe(OH)2的过程中一定要隔绝O2，防止产生的Fe(OH)2沉淀被氧化。 (2)防止Fe(OH)2被氧化的常见方法 要制得Fe(OH)2白色沉淀，FeSO4溶液要现用现配，且必须用加热煮沸的蒸馏水（减少溶解在水中的O2）作溶剂，最好在溶剂中滴加一些植物油以避免FeSO4溶液与空气接触。准备加入的NaOH溶液也要先加热煮沸，赶走溶液中的O2，在加入NaOH溶液时，应将滴管尖嘴伸入FeSO4溶液液面以下（如图甲所示）再挤出NaOH溶液，这样就能得到Fe(OH)2沉淀。也可以在氢气氛围中制备Fe(OH)2沉淀，如图乙所示装置。操作步骤为打开止水夹a，使A装置中的Fe与稀硫酸反应一段时间，A中反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，反应产生的氢气会将整个装置中的空气排出，然后再夹紧止水夹a，A装置中产生的氢气逐渐增多，会将A装置中生成的FeSO4溶液压入B装置中从而产生Fe(OH)2白色沉淀，发生反应为FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4。 　 （源于教材P84图3－1－3）在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。 (1)在试管Ⅰ里加入的试剂是　　　　。 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是　　　　。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试 管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________________________________________________________________。 思路点拨：本题是对Fe(OH)2的制备实验进行考查，制备Fe(OH)2时要注意防止Fe(OH)2被氧化。Fe与硫酸反应产生的氢气一方面可以将装置内的空气排尽，避免Fe(OH)2被氧化；另一方面，产生气体后装置内压强增大，利用压强差可将产生的FeSO4溶液压入到NaOH溶液中。 解析：(1)试管Ⅰ用于制备FeSO4溶液和H2，加入的是稀H2SO4和铁屑，发生的反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。(2)试管Ⅱ中加入与FeSO4溶液反应的NaOH溶液。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，此时在试管Ⅰ中发生反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，产生的H2把试管Ⅰ和Ⅱ中的空气排出，检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。此时产生的H2使试管Ⅰ中压强增大，将溶液压入试管Ⅱ，发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，生成白色Fe(OH)2沉淀。(4)试管Ⅰ和试管Ⅱ中充满了H2，且外界空气不容易进入，这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。 答案：(1)稀H2SO4、铁屑　(2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2 纯净时，再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 自学检测 3.下列各图中，不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) 解析：选C　A项，先打开开关K，旋转活塞使稀硫酸滴入烧瓶中与铁反应产生氢气，排尽装置内的空气后关闭开关K，则在气压作用下烧瓶中产生的FeSO4溶液沿着导管进入锥形瓶中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；B项，铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴入NaOH溶液与FeSO4，溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；C项，由于液面没有采取隔离氧气的措施，因此生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；D项，FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气，所以NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在。 1.巧判断（对的打“√”，错的打“×”） (1)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在(×) (2)铁在空气中常温下生成Fe2O3，在氧气中燃烧时生成Fe3O4(√) (3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生FeCl2(×) (4)Fe3+有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜(×) (5)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取Fe(OH)3(√) (6)能用铁壶烧水，是由于铁与水不发生反应(×) 2.下列物质不能与铁发生反应的是(　　) A．盐酸　　　　　　　　B．氯化铁溶液 C．氢氧化钠溶液 D．水 答案：C 3.下列物质之间有如下反应关系： 己知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答： (1)写出下列物质的化学式：A　　　　， B　　　　，D　　　　，甲　　　　，乙　　　　，丙　　　　。 (2)写出E→C的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3 ，B为FeCl3 ，D为FeCl2，乙为NaOH，由D→B的转化可知，甲为氯气或新制氯水等，由红色溶液可知，丙为KSCN。(2)E→C反应的化学方程式为4Fe(OH)2 ＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 答案：(1)Fe2O3　FeCl3　FeCl2　Cl2（合理即可）　NaOH　KSCN (2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 4.下列关于Fe(OH)2的制备能够成功的是(　　) A．向FeCl2溶液中逐滴加 NaOH溶液 B．向久置的FeSO4溶液液面下用胶头滴管挤入NaOH溶液 C．先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀 D．向盛有FeSO4溶液的试管中，加入少量煤油，然后向试管内滴加NaOH溶液 解析：选C　A项，向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成的Fe(OH)2沉淀会迅速被液面的氧气氧化；B项，久置的FeSO4溶液易变质，里面含有Fe3+，不能制得白色Fe(OH)2沉淀；D项，滴入的NaOH溶液液滴会带入空气，能把生成的Fe(OH)2沉淀迅速氧化。 5.如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验中使用的试剂为铁屑和6 mol·L-1的硫酸。 填写下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是　　　　，A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。 (2)简述生成Fe(OH)2的操作过程：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ (2)首先打开a，让分液漏斗中酸液流下，使A中产生的H2通入B中，排出其中的氧气，一段时间后关闭a，烧瓶中压强增大，A中液体沿导管流入B中，产生少量白色沉淀 (4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 课时作业（十六）　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 基础达标练 1.下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是(　　) A．在盛有浑浊泥水的试管中加入少量硫酸铁，充分振荡、静置后上层液体变澄清 B．高温下用一氧化碳还原铁的氧化物制铁 C．铁能和沸水反应生成氢气 D．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可得氢氧化铁胶体 解析：选C　A．硫酸铁可作净水剂，在盛有浑浊泥水的试管中加入少量硫酸铁，充分振荡、静置后上层液体变澄清，A正确；B.高温下可用一氧化碳还原铁的氧化物制铁，B正确；C.铁能和水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，和沸水不反应，C错误；D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至红褐色，可制得氢氧化铁胶体，D正确。 2.下列各组物质反应后，再滴入KSCN溶液，显红色的是(　　) A．CuCl2溶液中加入铁粉 B．单质Fe与过量稀盐酸反应后的溶液中再加入少量氯水 C．向FeO中加入稀硫酸 D．Fe(OH)3与过量稀盐酸反应后的溶液中再加入过量铁粉 解析：选B　A．铁和氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁，溶液中无铁离子，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；B.单质Fe与过量稀盐酸反应后生成氯化亚铁和氢气，溶液中再加入少量氯水，氯水氧化氯化亚铁为氯化铁，滴入KSCN溶液显红色，B正确；C.氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，溶液中无铁离子，滴入KSCN溶液不显红色，C错误；D.Fe(OH)3与过量稀盐酸反应生成氯化铁，加入过量铁粉生成氯化亚铁，溶液中无铁离子，滴入KSCN溶液不显红色，D错误。 3.下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是(　　) A．Fe3O4　　　　　　B．Fe2 (SO4)3 C．FeCl2 D．Fe(OH)3 解析：选C　A．Fe3O4无法通过复分解反应得到，A错误；B.硫酸铁可以通过FeSO4溶液与氧气的化合得到，也可以通过氢氧化铁与稀硫酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B错误；C.FeCl2可以由FeCl3和Fe的化合得到，也可以由Fe和HCl的置换得到，也可以由Fe(OH)2和HCl的复分解反应得到，C正确；D.Fe(OH)3无法通过置换反应得到，D错误。 4.下列说法中正确的是(　　) A．铁在干燥的空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色 的Fe3O4 B．铁跟盐酸反应生成氯化铁和氢气 C．铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，取出，表面出现红色的铁锈 D．烤蓝是在铁制品表面通过化学反应生成致密的氧化膜以防止铁生锈 解析：选D　A项，由于空气中的氧气浓度较少，所以铁在干燥的空气中不能剧烈燃烧，只有在纯氧中才能剧烈燃烧，错误；B项，铁跟盐酸发生置换反应，放出氢气，同时生成氯化亚铁(FeCl2)，而不是氯化铁(FeCl3)，错误，C项，铁丝跟硫酸铜反应置换出铜，所看到铁丝表面的红色物质是铜，不是铁锈，错误；D项，刀片、枪筒表面发蓝色光泽的黑色物质就是经过烤蓝加工得到的致密氧化膜，可用以防止刀片、枪筒生锈，正确。 5.下列说法正确的是(　　) A．Fe在一定条件下与水反应生成H2与 Fe(OH)3 B．Fe3O4浴于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液不会显红色 C．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 D．Fe3+具有氧化性，据此可用KSCN溶液鉴别Fe3+ 解析：选C　高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A错误；Fe3O4溶于盐酸生成氯化铁、氯化亚铁和水，Fe3+与SCN－反应得到红色溶液，故B错误；炼铁的过程就是用CO还原Fe2O3的过程，故C正确；用KSCN溶液鉴别Fe3+主要是利用了Fe3+与SCN－反应显示红色，而非Fe3+的氧化性，故D错误。 6.下列物质能将Fe2+氧化为Fe3+，且能使单质Fe由0价变为＋3价的是(　　) A．氢气　　　　　　　　　　B．氯气 C．浓盐酸 D．稀硫酸 解析：选B　只有B项符合题目要求：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，2Fe＋3Cl22FeCl3。 7.由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为(　　) A．1∶2∶1 B．1∶2∶3 C．1∶3∶1 D．1∶1∶3 解析：选D　由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3∶4，所以Fe3O4物质的量的多少不影响混合物中铁元素与氧元素的质量比。Fe3O4可写为FeO·Fe2O3，故只要FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1即可。 8.在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL2 mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448 mL气体（标准状况下），此时溶液中无Fe3+。则下列判断正确的是(　　) A．混合物中三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3 B．反应后所得的溶液中的Fe2+和Cl－的物质的量之比为1∶3 C．混合物中FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 D．混合物中Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 解析：选C　由放出的H2的量可知在Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑中Fe为0.02 mol。又因为溶液中无Fe3+，Fe＋Fe2O3＋6HCl===3FeCl2＋3H2O，在这一反应中，Fe与Fe2O3是等物质的量反应的，所以原混合物中单质Fe的物质的量比Fe2O3多0.02 mol。又因为盐酸恰好使固体混合物完全溶解，且全部生成FeCl2，所以Fe2+与Cl－的物质的量之比为1∶2。设Fe2O3物质的量为x，Fe物质的量为x＋0.02 mol，FeO物质的量为y。根据HCl的量可得x＋x＋0.02 mol＋y＝，再无别的已知条件，因而各固体的物质的量均不能具体确定。 9.某溶液中可能存在Fe3+、Fe2+、I－、HCO、Cl－、NO六种离子中的几种。现进行下列实验： ①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色； ②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。 据此可以推断，该溶液中肯定不存在的离子是(　　) A．I－、HCO B．Fe2+、HCO、NO C．I－、HCO、Cl－ D．Fe3+、I－、HCO 解析：选A　由①可知溶液中一定含有Fe3+，有Fe3+一定无I－和HCO；由②棕黄色加深可知溶液中c(Fe3+)增大，所以一定含有NO和Fe2+，可能含有Cl－。 10.根据下列流程图回答问题。 (1)写出F的化学式　　　　　　，H的化学式　　　　　　　。 (2)写出由E转变成F的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向G溶液中加入A反应的离子反应方程式为　　　　　　　　。 (4)A在一定条件下与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：据框图转化可知，溶液D与硝酸酸化的硝酸银反应后的溶液中含有K＋，白色沉淀H是AgCl，则D为KCl；又据红褐色沉淀F为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，结合复分解反应的特点知B、C为FeCl2和KOH，又因为G为FeCl3，故B为FeCl2，C为KOH，A为Fe。 答案：(1)Fe(OH)3　AgCl (2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3 (3)2Fe3+＋Fe===3Fe2+ (4)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 能力提升练 11.铁是应用最广泛的金属，铁的氯化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)请写出Fe与水蒸气反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在实验室中，FeCl2可用铁粉和　　　　（填名称）反应制备。 (3)Fe3O4可用多种方法制得，其中由一种单质和一种化合物通过化合反应制备的化学方程式为________________________________________________________________________。 (4)红砖是用黏土高温烧结而成的，因其含有Fe2O3呈红色或棕红色而得名，常用作建筑材料。 请设计一个简单实验证明红砖中含有Fe3+：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，实验测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为　　　。 (6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(3)由一种单质和一种化合物通过化合反应制备，根据原子守恒以及铁元素化合价可知应该是氧化亚铁与氧气或氧化铁与铁单质，反应的化学方程式为6FeO＋O22Fe3O4或4Fe2O3 ＋Fe3Fe3O4。(4)在溶液中可以用KSCN溶液检验铁离子，所以首先要溶解红砖，则实验证明红砖中含有Fe3+的实验方案是将样品粉碎，用盐酸浸泡后取上层清液，滴加KSCN溶液后显红色。(5)设FeCl2和FeCl3的物质的量分别是x mol、y mol，则根据原子守恒可知＝，解得x＝9y，所以该样品中FeCl3的物质的量分数为×100%＝10%。(6)次氯酸钾中氯＋1价具有强氧化性，可将＋3价的铁氧化成＋6价，用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为2Fe3+＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)稀盐酸或氯化铁溶液 (3)6FeO＋O22Fe3O4（或4Fe2O3＋Fe3Fe3O4） (4)将样品粉碎，用盐酸浸泡后取上层清液，滴加KSCN溶液后显红色 (5)10% (6)2Fe3+＋3ClO－ ＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O 12.工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，已知SiO2化学性质稳定，不和除HF以外所有常见无机酸反应。具体生产流程如下： 试回答下列问题： (1)滤液X中含有的金属阳离子是 　　　　（填离子符号）。 (2)步骤Ⅲ中可选用 　　　　（填字母）调节溶液的pH。 A．稀硝酸　　　　B．氨水 C．氢氧化钠溶液 D．高锰酸钾溶液 (3)步骤Ⅳ中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2+，检验Fe2+的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是________________________________________________________________________。 (5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为________________________________________________________________________。 解析：(1)硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2+、Fe3+。(2)步骤Ⅲ要把pH调高，步骤Ⅳ还要加NH4HCO3，若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入Na＋，所以选B。(4)NH4HCO3受热易分解，高温会促进Fe2+水解。 (5)空气中煅烧FeCO3，是FeCO3和O2反应生成Fe2O3和CO2，由原子守恒配平后，反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。 答案：(1)Fe2+、Fe3+　(2)B (3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色 (4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2+水解 (5)4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2 学科网（北京）股份有限公司 $$