第3章 第1节 第2课时 铁、铁的氧化物及氢氧化物（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

[基础训练] 1．在一定条件下，铁与有关物质反应，所得产物错误的是(　　) A．FeFeCl3 B．FeFeS C．FeFe(OH)3 D．FeFe3O4 解析　氯气是强氧化剂，可将变价金属氧化成最高价态，故A正确；硫是弱氧化剂，硫与铁反应生成硫化亚铁，故B正确；铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，故C错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，故D正确。 答案　C 2．(2025·河北衡水月考)有关铁的氧化物的说法中，不正确的是(　　) A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显＋2价，的铁显＋3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 解析　赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确；Fe3O4可以是Fe2O3·FeO，其中的铁显＋2 价，的铁显＋3价，故B正确；FeO、 Fe2O3都不溶于水，属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确；FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误。 答案　D 3．(2024·浙江期中)下列关于铁及其化合物，说法不正确的是(　　) A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3 B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用 C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物 解析　FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故A项错误；麦片中添加少量细碎铁粉，铁会与胃酸反应生成易被人体吸收的氯化亚铁，可以给人体补铁，故B项正确；氧化铁是红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故C项正确；将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，胶体能吸附水体中的悬浮物，故D项正确。 答案　A 4．下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是(　　) 代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述 Fe3O4 氧化物 ＋1价 具有磁性的黑色晶体 Fe(OH)2 碱 ＋2价 白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐色 Fe(OH)3 碱 ＋3价 红褐色，对热很稳定 FeCl3 盐 ＋3价 FeCl3溶液中的Fe3＋能被Mg还原成Fe2＋ A.1项 B．2项 C．3项 D．4项 解析　四氧化三铁中铁元素化合价既有＋2价又有＋3价，四氧化三铁铁元素化合价描述错误；氢氧化铁受热易分解生成氧化铁和水，氢氧化铁的部分性质描述错误；共有2项错误。 答案　B 5．下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是(　　) 解析　B项中CCl4密度大，应在下层，不能长时间观察到白色沉淀；D项中的操作可防止氧气氧化Fe(OH)2，能较长时间观察到白色沉淀。 答案　D 6．(2025·宜昌高一阶段练习)某矿石样品中可能含铁的氧化物，为确定其成分，进行如下操作：下列有关说法正确的是(　　) 矿石样品溶液甲溶液乙 A．向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中存在Fe3＋ B．向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中存在Fe3＋ C．向溶液乙中滴加几滴氢氧化钠溶液，一定出现红褐色沉淀 D．该矿石一定为赤铁矿 解析　向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，证明溶液乙中存在Fe3＋，但由于在溶液甲中加入了氯气，Cl2具有强氧化性，能够将Fe2＋氧化产生Fe3＋，因此无法证明原矿石样品中存在Fe3＋，A错误；向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，说明溶液甲中存在Fe3＋，则原矿石样品中存在＋3价的Fe3＋，B正确；溶液乙显酸性，加入NaOH溶液后，OH－先与H＋反应，不与Fe3＋反应，因此不出现红褐色沉淀，C错误。 答案　B 7．(2025·江苏南京月考)向一定量铁的氧化物FexOy(铁只有＋2、＋3价)中，加入100 mL 2 mol·L－1稀盐酸，恰好使固体完全溶解，再向所得溶液中通入标准状况下448 mL氯气，恰好能使溶液中的FeCl2完全转化为FeCl3，则x∶y为(　　) A．1∶1 B．2∶3 C．3∶4 D．4∶5 解析　铁的氧化物FexOy(铁只有＋2、＋3价)中，加入100 mL 2 mol·L－1稀盐酸，恰好使固体完全溶解，根据氢元素守恒，生成水的物质的量为＝0.1 mol，可知铁的氧化物FexOy中含有0.1 mol氧原子。再向所得溶液中通入标准状况下448 mL氯气，恰好能使溶液中的FeCl2完全转化为FeCl3，根据氯元素守恒，生成FeCl3的物质的量为＝0.08 mol，则铁的氧化物FexOy中含有0.08 mol铁原子，所以n(Fe)∶n(O)＝0.08∶0.1＝4∶5，即x∶y＝4∶5。 答案　D 8．向一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入1 000 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，恰好完全溶解，所得溶液中加KSCN无红色出现，若用足量CO还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为(　　) A．11.2 g B．2.8 g C．5.6 g D．无法计算 解析　加入盐酸反应后的溶液遇KSCN不变红，说明溶质为FeCl2，据质量守恒：n(Fe)＝n(HCl)＝×0.1 mol＝0.05 mol，m(Fe)＝0.05 mol×56 g·mol－1＝2.8 g。 答案　B 9．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： (1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：__________________________________。 (2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为________________________，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表示)______________________。 (3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为________，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液区别开来的实验方法是______________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生的氧化还原反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体；胶体与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液这三种分散系，其中Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应。 答案　(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (2)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　(3)胶体　Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应 10．某小组研究铁与水蒸气的反应，两位同学分别进行了如图实验。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 请回答： (1)实验Ⅰ中湿棉花的作用是______________________________________________。 (2)实验Ⅰ中反应的化学方程式是__________________________________________。 甲同学观察到实验Ⅰ中持续产生肥皂泡，实验Ⅱ中溶液B呈现红色。说明溶液A中含有Fe3＋。 (3)乙同学观察到实验Ⅰ中持续产生肥皂泡，但实验Ⅱ中溶液B未呈现红色。溶液B未呈现红色的原因是________________________________________________________，此时向溶液B中加入过量氢氧化钠溶液观察到的实验现象是__________________________________，写出发生反应的化学或离子方程式：_________________________、______________________。 解析　(1)实验Ⅰ中湿棉花受热可以提供与铁反应的水蒸气；(2)实验Ⅰ中发生的反应为铁与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；(3)实验Ⅱ中溶液B未呈现红色说明溶液中不存在铁离子，可能原因是铁未完全反应，反应后的固体中含有未反应的铁，加入稀硫酸溶解时，四氧化三铁与稀硫酸反应生成的铁离子与铁恰好反应生成亚铁离子得到硫酸亚铁溶液；向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液时，硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终反应生成红褐色的氢氧化铁，反应中涉及的离子方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 答案　(1)提供水蒸气　(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　(3)反应后的固体中含有未反应的Fe，实验Ⅱ中Fe3＋全部被Fe还原为Fe2＋　立即产生白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 [能力提升] 11．某铁矿石的有效成分是Fe2O3，粉碎后，用如图所示装置测该铁矿石有效成分的含量(杂质不参与反应)，称取2.00 g粉碎后的铁矿石于硬质玻璃管A中，充分反应后测得干燥管B质量增加1.32 g，C质量增加0.10 g，下列相关说法中错误的是(　　) A．应先通一段时间CO，称量干燥管B后，再加热硬质玻璃管A B．干燥管C的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入干燥管B C．在硬质玻璃管A中发生的反应中，Fe2O3为氧化剂 D．铁矿石有效成分的质量分数为86.0% 解析　先通CO排尽装置内的空气，防止干扰实验结果及出现安全事故，A项正确；没有干燥管C，空气中的CO2和水蒸气会进入干燥管B，导致干燥管B质量增加偏大，影响实验结果，B项正确；根据反应3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，Fe2O3为氧化剂，C项正确；干燥管B质量增加1.32 g，即生成0.03 mol CO2，根据反应的化学方程式可知，2.00 g铁矿石中含有Fe2O3的质量为1.60 g，所以Fe2O3质量分数为×100%＝80.0%，D项错误。 答案　D 12．(双选)纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．该制备反应属于氧化还原反应 B．共沉淀法中FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为1∶2 C．通过检验滤液中是否存在Na＋可以判断氢氧化钠是否过量 D．另一种水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－Fe3O4↓＋S4O＋2H2O，则每消耗3 mol OH－，有1.5 mol Fe2＋被氧化 解析　分析题图信息可知，溶液A和溶液B混合后加入NaOH溶液生成Fe3O4：Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4↓＋4H2O，没有元素化合价变化，因此该制备反应不属于氧化还原反应，A错误；Fe3O4，可以写成 FeO·Fe2O3，N(Fe2＋)∶N(Fe3＋)＝1∶2，则共沉淀法中FeSO4·7H2O和FeCl·6H2O的物质的量之比最好为1∶2，B正确；Na＋不参与制备反应，过滤后Na＋留在滤液中，无论NaOH溶液过量还是少量，滤液中都存在Na＋，C错误；根据电荷守恒可得，另一种水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋4OH－Fe3O4↓＋S4O＋2H2O，每消耗4 mol OH－，有2 mol Fe2＋被氧化，则每消耗3 mol OH－，有1.5 mol Fe2＋被氧化，D正确。 答案　AC 13．(2024·湖北荆门期末)向200 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是(　　) A．a点时溶液中发生的反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B．b点时溶液中的阳离子有：Cu2＋、Fe2＋ C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.25 mol·L－1 D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1 解析　由氧化性的强弱Fe3＋>Cu2＋及图像可知，0～0.56 g Fe发生反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，0.56 g～1.68 g Fe时，剩余物为1.28 g，而1.28 g Cu的物质的量为0.02 mol，此时发生反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；加入铁粉从0.56 g～2.24 g时，若发生反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，则生成1.92 g Cu，而由图示可得剩余物为1.84 g，所以此时溶液中不含Cu2＋，以此来解答。 0～0.56 g时，Fe发生反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋a点位于这之间，A正确；0.56 g～1.68 g时，剩余物为1.28 g，而1.28 g Cu的物质的量为0.02 mol，此时发生反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，b点位于加入铁0.56 g～1.68 g之间，b点溶液中的阳离子有：Cu2＋、Fe2＋，B正确；加入铁粉为从1.68 g～2.24 g时，加入铁粉的质量为0.56 g，固体物增重量为1.84 g－1.28 g＝0.56 g，说明此过程中铁粉未参加反应生成铜单质，即c点的溶质为FeSO4，加入铁粉0～0.56 g Fe发生反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成FeSO4的物质的量为0.03 mol，加入铁粉0.56 g～1.68 g发生反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，生成FeSO4的物质的量为0.02 mol，所以c点时溶液中溶质的物质的量浓度为＝0.25 mol·L－1，C正确；由上述分析可知原溶液中Fe3＋为0.02 mol，则Fe2(SO4)3为0.01 mol，Cu2＋为0.02 mol，则CuSO4为0.02 mol，所以原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比＝物质的量之比为1∶2，D错误。 答案　D 14．如图是铁与水蒸气反应的实验装置。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应)的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。 (1)已知该实验反应的反应方程式为：Fe＋H2OFe3O4＋H2(请配平)________________________________________________________________________。 (2)仪器a的名称是________________。 (3)某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，测量反应后生成气体的体积，计算铁粉的转化率。 ①该同学应该先点燃________(填“A”或“B”)处的酒精灯(或酒精喷灯)，测量气体体积不可以选用上图中________(填“甲”“乙”或“丙”)装置。 ②称取5.6 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448 L，则铁粉的转化率为________________。 (4)将硬质玻璃管中反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中，加入足量的盐酸溶解并过滤，为探究反应后溶液中可能的阳离子，小林同学进行如下实验，请你将下表补充完整(已知：含Fe3＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液会变红色，而Fe2＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色)： 步骤 现象 解释(用离子方程式表示) 结论 Ⅰ.取样，滴加 KSCN溶液 溶液不变红色 ①Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O ②________ Ⅲ.反应后的溶液中阳离子为________ Ⅱ.取样，滴加 NaOH溶液 刚开始无明显现象，一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 ①_______________________ ②Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ ③4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 解析　(1)据原子守恒可知该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；(2)根据装置图中仪器的构造可知仪器a的名称是干燥管；(3)①高温铁和水蒸气反应，所以装置A处加热产生水蒸气，再点燃B装置处的酒精灯，甲中导气管位置错误，不能达到排水量气的目的，不可以测量生成氢气的体积，乙、丙都可以利用装置测定生成气体的体积；②称取5.6 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448 L，生成的气体是氢气，物质的量为0.02 mol，依据反应的化学方程式得到反应铁的质量为0.02 mol×＝0.015 mol，质量是0.015 mol×56 g·mol－1＝0.84 g，则铁粉的转化率为×100%＝15%；(4)向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红色，溶液中不存在铁离子，这说明铁过量，生成的铁离子被铁还原生成亚铁离子，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；取样，滴加NaOH溶液，刚开始无明显现象，说明盐酸过量，首先发生中和反应，方程式为OH－＋H＋===H2O；根据离子方程式可知有氢氧化亚铁生成，又因为氢氧化亚铁易被氧化，所以实验现象是一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，根据以上分析可知反应后的溶液中阳离子为H＋、Fe2＋。 答案　(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　(2)干燥管　(3)①A　甲　②15%　(4)Ⅰ.Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　Ⅱ.OH－＋H＋===H2O　Ⅲ.H＋、Fe2＋ 学科网（北京）股份有限公司 $