第四章 第13讲 铁及其氧化物和氢氧化物（教师用书Word）-【高考领航】2026年高考化学大一轮复习学案

该高中化学高考复习讲义围绕铁及其氧化物和氢氧化物核心考点，按铁的原子结构→化学性质→氧化物→氢氧化物的逻辑层次系统整合知识，覆盖铁与非金属/酸/盐反应、不同价态铁氧化物比较、Fe(OH)₂制备与氧化等高考重点。通过考点梳理（表格对比性质与反应）、方法指导（如Fe(OH)₂制备防氧化策略）、真题训练（新课标卷等典型题解析），帮助学生构建铁元素化合物知识网络，突破氧化还原反应分析难点。 讲义注重科学探究与实践，设计Fe(OH)₂制备的有机覆盖层法、还原性气体保护法等实验方案，引导学生分析实验条件对产物稳定性的影响，培养科学思维和实验创新能力。设置基础判断、例题精讲、限时规范训练分层练习，结合高考真题链接强化知识迁移，助力学生高效提升铁元素综合题解题能力，为教师把控复习节奏、落实核心素养目标提供清晰路径。

第13讲　铁及其氧化物和氢氧化物 学习 目标 　 　 1.掌握铁的主要性质及应用。　2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。　 3．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 考点一　铁的重要性质 1．铁的原子结构 Fe的价层电子排布式为3d64s2，铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，是应用最广泛的过渡金属元素。 2．铁的性质 (1)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，能被磁体吸引。 (2)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，个别还有＋6价(如K2FeO4)。 ①与非金属反应 在空气中 与O2反应 常温 铁锈（成分为Fe2O3·xH2O） 点燃 3Fe＋2O2Fe3O4 与Cl2反应 加热 2Fe＋3Cl22FeCl3 与S、I2反应 Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2 ②与H2O(g)反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 ③与酸反应 与H＋反应 Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ 与稀HNO3反应 Fe 少量 Fe＋＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O Fe 过量 3Fe＋＋8H＋===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O 与浓H2SO4、 浓HNO3反应 常温下钝化，加热时可将铁氧化为＋3价铁盐，分别生成SO2、NO2 ④与盐(Cu2+、Fe3+)反应 Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu、Fe＋2Fe3+===3Fe2+。 [注意]　铁与弱氧化剂(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等)反应时被氧化为Fe3+。 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)Fe与足量硫粉混合加热制取Fe2S3(　　) (2)铁在冷的稀硝酸中钝化(　　) (3)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同(　　) (4)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4(　　) (5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 1．下列关于铁的说法正确的是(　　) A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C．已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3+＋3H2↑ 解析：C　铁在空气中不能燃烧，A错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；在金属活动顺序表中，Ag排在Cu的后面，可推测Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C正确；铁与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，反应产物与量的多少无关，D错误。 2．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验(部分夹持装置已略去)，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋Fe2O3＋3H2 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 解析：B　装置A将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁与H2O(g)在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。 考点二　铁的氧化物 1．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.化学性质 (1)FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O。 (2)铁的氧化物能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 (3)分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe3O4＋28H＋＋、Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2+＋I2＋4H2O。 [注意]　Fe3O4是纯净物，＋2价与＋3价铁的质量比为1∶2。Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有Fe显＋2价，Fe显＋3价。 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色颜料(　　) (2)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物(　　) (3)Fe2O3与足量HI的反应属于氧化还原反应(　　) (4)FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO＋2HNO3===Fe(NO3)2＋H2O(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 1．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是(　　) A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁 D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 解析：C　A项，FeO中铁元素的化合价为＋2价，Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁元素的化合价有＋2价和＋3价，错误；B项，FeO、Fe2O3为碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物，错误；C项，氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁，正确；D项，四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，错误。 2．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以表示为FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物为(　　) A．FeO·3Fe2O3 B．FeO·2Fe2O3 C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 解析：C　FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为7∶10，不符合8∶11，故A不符合题意；FeO·2Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为5∶7，不符合8∶11，故B不符合题意；2FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为8∶11，故C符合题意；2FeO·Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为4∶5，不符合8∶11，故D不符合题意。 3．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式：________。 解析：4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量均为0.04 mol，增加的O为0.04 mol，质量为0.04 mol×16 g·mol-1＝0.64 g，铁的氧化物中O的质量为0.64 g，Fe的质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中Fe与O的物质的量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则该铁的氧化物的化学式为FeO。 答案：FeO 　确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 考点三　铁的氢氧化物 1．氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸 反应（填 离子方 程式） Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O 受热 分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法（填 离子方 程式） 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的 关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 2.氢氧化亚铁的制备 (1)制备原理：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (3)几种典型的制备方法 装置 说明 有机覆盖层法(隔绝空气) 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。将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，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 还原性气体保护法(氢气氛围中) 先打开止水夹，利用生成的氢气排尽装置中的空气；再关闭止水夹，利用生成的H2将生成的FeSO4溶液，压入氢氧化钠溶液，与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应(　　) (2)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取(　　) (3)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体(　　) (4)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3(　　) (5)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 1．根据Fe(OH)3的物质类别和元素化合价推测，下列物质不与其反应的是(不考虑溶解氧)(　　) A．潮湿的空气 B．盐酸 C．新制氯水 D．烧碱溶液 解析：D　Fe(OH)3在潮湿的空气中会失去部分水生成Fe2O3·xH2O，故A不符合题意；Fe(OH)3会和盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O，故B不符合题意；新制氯水中含有HCl，二者会发生反应，故C不符合题意；烧碱溶液中的NaOH和Fe(OH)3都是碱，二者不反应，故D符合题意。 2．(2025·广东省佛山市模拟)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 解析：D　FeSO4易水解，为抑制FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；实验时先注入稀硫酸，等生成的二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误。 3．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。 Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是________，B中长玻璃管的作用是_________________。 (2)装置A中金属离子的检验方法是______________________________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是______________________________________，其发生反应的化学方程式为______________________________________。 解析：氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2、K5、K6，装置A中产生H2，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置B中的空气，作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。 答案：(1)恒压滴液漏斗　平衡气压，辅助排出装置B中的空气　(2)取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2，溶液变为红色，则证明存在Fe2+　(3)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 人教版必修第一册第70页思考与讨论 有人设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。 铁粉与水蒸气反应 [问题引领] (1)加热湿棉花的目的是什么？ (2)铁与水蒸气反应的条件、产物是什么？ (3)实验开始时，先点燃左侧酒精灯的目的是什么？ (4)通过点燃肥皂泡可以检验氢气，与传统检验方法相比有什么优点？ 提示：(1)提供水蒸气。 (2)高温；四氧化三铁和氢气。 (3)使水蒸气充满硬质玻璃管，排除空气以防铁和氧气反应。 (4)效果明显，比较安全。 (2024·新课标卷，9)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是(　　) A．反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 解析：B　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A项正确；铁与水蒸气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高温，B项错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听到尖锐的爆鸣声，C项正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D项正确。 1．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 　 改进前　　　　　　　改进后　 下列说法错误的是(　　) A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触 C．肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显 D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物 解析：D　铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。 2．已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。 关于上述装置和实验，下列分析错误的是(　　) A．A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C．需要加热的仪器只有A、E D．D用于收集氢气 解析：C　根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，持续加热提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气在F处进行收集或其他处理。 1．下列说法不正确的是(　　) A．(2024·山东卷，2B)铁粉可用作食品脱氧剂 B．(2023·浙江1月选考，5D)常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2 C．(2023·广东卷，7C)铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4 D．(2022·广东卷，6C)工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应 解析：B　铁粉具有还原性，能与O2反应，可作食品脱氧剂，延长食品的保质期，A正确；常温下铁遇浓硝酸会发生钝化，不能制备二氧化氮，B错误；铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4，C正确；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，D正确。 2．下列说法不正确的是(　　) A．(2023·浙江1月选考，4D)Fe2O3呈红色，可用作颜料 B．(2024·浙江省6月选考，2C)FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 C．(2024·安徽卷，4C)Fe2O3、Fe(OH)3、FeCl3可按如图关系转化： D．(2023·重庆卷，8A)向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加浓盐酸，后者产生黄绿色气体，说明氧化性：NiO(OH)>Fe(OH)3 解析：C　Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，A正确；FeO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Fe3O4，B正确；氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁，FeCl3不能一步生成Fe2O3，C错误；盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体，说明NiO(OH)将氯离子氧化为氯气，而氢氧化铁不行，故氧化性：NiO(OH)>Fe(OH)3，D正确。 3．(2022·海南卷，7)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L-1 HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．反应转移电子为0.1 mol B．HCl溶液中Cl－数为3NA C．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA D．反应生成标准状况下气体3.36 L 解析：A　2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol，100 mL 3 mol·L-1 HCl中H＋和Cl－的物质的量均为0.3 mol，两者发生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。Fe完全溶解生成Fe2+，该反应转移电子0.1 mol，A正确；HCl溶液中Cl－的物质的量为0.3 mol，因此，Cl－数为0.3NA，B不正确；56Fe 的质子数为26、中子数为30，2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol，因此，2.8 g 56Fe含有的中子数为1.5NA，C不正确；反应生成H2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D不正确。 4．(经典高考题)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：___________________________。 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溶液压入4中，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。 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 限时规范训练13 (建议用时：45分钟　满分：45分) 一、选择题(每小题3分，共30分) 1．下列对铁元素的认识正确的是(　　) A．铁有两种不溶于水的氢氧化物 B．铁在自然界中不存在单质形态 C．铁元素是地壳中含量最多的金属元素 D．自然界存在的铁元素均显＋3价 解析：A　铁的氢氧化物有Fe(OH)3和Fe(OH)2，二者均为不溶于水的沉淀，A正确；陨铁中的铁以单质形态存在，B错误；铝元素是地壳中含量最多的金属元素，C错误；自然界存在的铁元素不一定显＋3价，如磁铁矿石（主要成分为Fe3O4）中含有＋3和＋2价的铁，硫铁矿(FeS2)中的铁为＋2价，D错误。 2．(2025·江西吉安模拟)下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是(　　) A．铁在纯氧中燃烧 B．铁与稀硫酸反应 C．铁在氯气中燃烧 D．铁粉与硫粉混合加热 解析：A　铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，既可得到正二价铁又可得到正三价铁，A符合题意；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B不符合题意；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C不符合题意；铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁，D不符合题意。 3．磁石有纳气平喘的功能，《本草经集注》中有磁石炮制用药的记载：“能吸针者为上品，称净磁石，采集日久，为呆磁石；取上品武火煅至红透，醋淬。”此法后代一直沿用。下列有关磁石说法正确的是(　　) A．上品净磁石为纯净物 B．净磁石采集日久变为呆磁石，是发生了分解反应的缘故 C．磁石的主要成分是Fe3O4 D．醋淬磁石涉及氧化还原反应 解析：C　上品净磁石为含有Fe3O4的混合物，故A错误；净磁石采集后放置日久表面的Fe3O4被空气中氧气氧化为氧化铁，净磁石的磁性便会减退变为呆磁石，这是发生了氧化还原反应，与分解反应无关，故B错误；醋淬磁石涉及的反应为磁石表面的氧化铁与醋酸反应生成醋酸铁和水，反应中没有元素化合价发生变化，该反应不是氧化还原反应，故D错误。 4．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是(　　) A．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 B．Fe2O3、Fe3O4都有磁性 C．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3 解析：C　氢氧化铁受热分解可制得Fe2O3，A错误；Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误；FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为Fe3O4，C正确；高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，D错误。 5．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 解析：C　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，在FeCl2溶液的上面加一层苯，可以隔绝空气，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．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑ B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D．该过程的总反应为CO2C＋O2 解析：B　过程Ⅰ为在太阳能、>2300 K条件下，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，A正确；过程Ⅱ为6FeO＋CO22Fe3O4＋C，每生成23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4，转移0.2 mol电子，B错误；由图可知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化，而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧气，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确；由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程的总反应为CO2C＋O2，D正确。 7．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　) A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态 解析：C　此实验的目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在仪器2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；打开B、C，关闭A，利用仪器2中产生的氢气，把仪器3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把仪器2中产生的FeSO4压入仪器3中，产生Fe(OH)2，B正确；反应一段时间后，仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在仪器3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，D正确。 8．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为(　　) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 解析：D　根据2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2+)＋3n(Fe3+)＝n(Cl－)＝0.14 L×5 mol·L-1＝0.7 mol，则n(Fe3+)＝0.2 mol，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 9．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2)制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图，已知：FeS2难溶于水。 下列说法错误的是(　　) A．步骤①酸溶烧渣最好选用硫酸 B．步骤②涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3+＋8H2O===15Fe2+＋＋16H＋ C．步骤③须控制条件防止氧化 D．将溶液b加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干得到纯净绿矾 解析：D　硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2)加硫酸进行酸溶后过滤得到溶液a，溶液a中含亚铁离子与铁离子，二氧化硅不溶于硫酸，以滤渣形式存在，再向溶液a中加FeS2，将Fe3+还原为Fe2+，过滤除去过量的FeS2，得到溶液b，后隔绝氧气经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到绿矾。A项，因为要制备绿矾(FeSO4·7H2O)，晶体中所含阴离子为硫酸根离子，所以酸溶时要选用硫酸，正确；B项，步骤②加入FeS2目的是将Fe3+还原为Fe2+，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3+＋8H2O===15Fe2+＋＋16H＋，正确；C项，因为亚铁离子易被氧化，所以步骤③须控制条件防止氧化，正确；D项，将溶液b加热至有晶膜出现时，冷却、结晶、过滤即可，蒸干的过程中，绿矾可能会失去结晶水，从而不能得到纯净的绿矾，错误。 10．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　) A．a表示Fe3+的关系曲线 B．n1＝0.75 C．P点时，n(Fe2+)＝0.5625 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 解析：C　该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3+＋Fe===3Fe2+。a表示Fe3+的关系曲线，A正确；溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确；P点n(Fe2+)＝n(Fe3+)，由电荷守恒可得2n(Fe2+)＋3n(Fe3+)＝5n(Fe2+)＝3×0.75 mol，n(Fe2+)＝0.45 mol，C不正确；P点剩余0.45 mol Fe3+，最多溶解0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。 二、非选择题 11．(15分)为探究铁及其化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。 (1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图所示。试管中发生反应的化学方程式是______________________________________________________，该反应中氧化剂是________。 (2)如图： ①往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色________。 ②写出上述A→B过程中的化学方程式：______________________。 ③描述将C放置于空气中的现象：__________________________，写出该反应的化学方程式：______________________________________。 ④写出向B中加入氯水发生反应的离子方程式：___________________。 ⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并加热，可制得____________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为________________。 解析：(1)H2O中氢元素化合价由＋1降低为0，氧化剂是H2O。(2)①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3+，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色。④B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液，离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　H2O　(2)①变为红色　②2FeCl3＋Fe===3FeCl2　③白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　④2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－　⑤Fe(OH)3　丁达尔效应 学科网（北京）股份有限公司 $