第08讲 铁及其化合物 （讲义，全国通用）化学学业水平考试合格考总复习

第08讲 铁及其化合物 内容概览 学考要求速览 明确考试范围与核心要求 必备知识梳理 系统整理学科框架与知识 高频考点精讲 破译重点内容及解题思路 考点一 铁的主要性质及应用 考点二 铁的氧化物及氢氧化物 考点三 铁盐与亚铁盐的检验 考点四 与铁有关的物质的互相转化 实战能力训练 模拟实战，提升解题技能 必备知识 学考要求 铁及化合物的性质 能根据氧化还原反应原理，理解铁、铁的氧化物、铁盐、亚铁盐的氧化性、还原性，能正确书写相互间转化的方程式。 铁及化合物与酸碱盐的反应 能根据物质的酸碱性，理解铁的氧化物、铁盐、亚铁盐与酸、碱、盐等物质的反应。 Fe3＋和Fe2＋的检验 会检验Fe3＋和Fe2＋的存在。 一、铁元素的存在和铁的冶炼 1．存在 （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 价和 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）重要的铁矿石主要成分的化学式： 赤铁矿_ __；磁铁矿_ __；褐铁矿_ __；菱铁矿_ __；黄铁矿_ __。 （4）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。 2．冶炼 工业炼铁的原理： 。 【温馨提示】 1.工业冶炼铁的原料：赤铁矿和焦碳 2.工业冶炼铁的反应原理 ①还原剂的生成：C+O2(足量)CO2 C+CO2 2CO ②铁矿石的还原：Fe2O3 + 3CO2Fe+3CO2 二、物理性质 （1）纯净的铁是光亮的 ，有金属光泽的固体，熔沸点 （熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧‧cm-3，铁有 性、 性和 性，但其导电性不如铜和铝。 （2）铁能被 吸引。因此可以用磁铁吸引的方法证明某物质中是否含有铁。 （3）金属铁的熔沸点和密度明显高于金属 ，当然其硬度也比钠高的多。 （4）铁的物理性质应用： ①铁丝：利用了金属铁的 性和 。 ②避雷针：利用了金属铁的 性。 ③锅：利用了金属铁的 性。 ④机械工件、钢轨：利用了金属铁的 和强度。 【温馨提示】 铁片是银白色，而铁粉却是黑色的原因 金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。 三 、铁的化学性质 铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去 个电子生成＋2价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去 个电子生成＋3价铁的化合物。 1．化学性质 （1）与非金属反应 与O2反应 常温 铁锈(成分为Fe2O3·xH2O) 点燃 与Cl2反应 加热 与S、I2反应 、Fe＋I2FeI2 （2）与酸反应 与H＋反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 与稀HNO3反应 过量 Fe＋4H＋＋NO=== 少量 3Fe＋8H＋＋2NO=== 与浓H2SO4、浓HNO3反应 常温下 ，加热分别生成SO2、NO2 （3）与盐(Cu2＋、Fe3＋)反应 、 。 （4）铁与水蒸气的反应 。 2．人体中的铁元素 人体内的含铁化合物主要分为两类，即 和 。人体缺铁，就会发生 。我国已实施在某些酱油中加入 的措施。 【温馨提示】 （1）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、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋ （2）铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化，钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。若加热可继续反应。 四、铁的氧化物的比较 1．铁的氧化物的性质比较 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 — 颜色、状态 黑色粉末 粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 溶于水 类别 氧化物 氧化物 － 铁的价态 、 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料 2．青砖与红砖的化学成分探究 青砖和红砖的化学成分差异主要在于铁的化合物形式不同。青砖中的青色来源于 ，而红砖的红色则来自 。这种差异是由于烧制过程中的冷却方式不同导致的。具体来说，青砖在烧制过程中经历了氧化和还原两个阶段。首先，在氧化阶段，砖坯中的铁元素被氧化成三氧化二铁（Fe2O3），这使得砖呈现出红色。然后，在还原阶段，向窑内添加大量煤炭并封窑，随后从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应，产生了还原气体氢气和一氧化碳。这些还原气体将红色的高价氧化铁（Fe2O3）逐渐还原成为青灰色的低价氧化铁（FeO），从而制得了青砖 3．问题思考： （1）“FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成Fe3O4”。该反应的化学方程式为_______________________________________。 （2）FeO和Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4也是碱性氧化物吗？________，请阐释理由_________。 【温馨提示】 (1)Fe3O4不属于碱性氧化物，FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 (2)Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 五、铁的氢氧化物的制备 1.反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的 与 反应而制得。 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生 絮状沉淀，迅速变为 ，最终变为 沉淀 生成 沉淀 离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 实验结论 很不稳定，极易转化为 2.Fe(OH)2和Fe(OH)3的化学性质 (1)具有碱的性质 Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性碱，能与酸反应，离子方程式分别为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、 。 (2)不稳定性 Fe(OH)3加热时会发生分解，化学方程式为 。 (3)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 固体 固体 溶解性 溶于水 溶于水 与非氧化性强酸反应的离子方程式 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 【温馨提示】 氢氧化亚铁制取实验的四个关键点 (1)Fe2＋极易被空气中氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。 六、铁盐、亚铁盐的性质与检验 1.从化合价不变角度预测Fe2＋和Fe3＋的性质 具有盐的通性，与金属单质、碱、盐等发生反应。 如与碱(NaOH溶液)反应的离子方程式分别为 、 。 2.从化合价改变角度预测Fe2＋和Fe3＋的性质 (1)Fe2＋具有氧化性和还原性，如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为 。 (2)Fe3＋具有氧化性，如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为 ，也具有一定的还原性。如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。 3.Fe3＋和Fe2＋的检验方法 实验操作 实验现象 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液 变色，再滴加氯水，溶液变 色 【实验结论】 (1)滴加KSCN溶液，溶液直接变红色，该溶液中含有 。 (2)滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变红色，该溶液中含有 。 【温馨提示】 (1)Fe3＋的检验方法 (2)Fe2＋的检验方法 七、探究Fe3＋、Fe2＋的性质 【实验1】　探究Fe3＋、Fe2＋盐类的性质 实验操作 实验现象 离子方程式 产生 沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 慢慢挤入NaOH溶液，生成 沉淀 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 【实验2】　探究Fe3＋的氧化性 实验操作 实验现象 结论及有关离子方程式 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铁粉，振荡，溶液 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 加入KSCN溶液，溶液变为 色，再加入足量铜片，振荡，溶液 Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 无色溶液变为蓝色 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，以上反应均说明Fe3＋具有 【实验3】　探究Fe2＋的氧化性和还原性 实验操作 实验现象 离子方程式 加入KSCN溶液，溶液 ，滴加氯水后，溶液呈 色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 溶液由 色变为 色 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，以上反应均说明Fe2＋具有 溶液由 色变为 色 Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋，说明Fe2＋具有 【实验总结】 【温馨提示】 （1）实验室配制FeCl2溶液时，为什么要加入少量铁屑？ 【解析】目的是防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。加入的铁屑可将溶液中Fe3＋转化成Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (2)判断离子能否共存。 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋) Fe3＋S2－、I－、SO 七、 Fe、Fe2＋与 Fe3＋的相互转化及应用 铁及其化合物间的转化知识结构图 写出图中序号所示反应的离子方程式： ① ； ② ； ③ ； ④ ； ⑤ ； ⑥ 。 (其他合理答案均可) 【温馨提示】 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系 (1)Fe只具有还原性，可被弱氧化剂(H＋、S等)氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。 (2)Fe2＋既有氧化性又有还原性，可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋，可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。 (3)Fe3＋具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，可被还原剂(CO等)还原为Fe。 考点一　铁的主要性质及应用 【典型例题】 【例1】（2025高一下·新疆·学业考试）红热的铁与水蒸气发生反应，其产物是 A．FeO、O2 B．Fe2O3、H2 C．Fe3O4、H2 D．Fe(OH)3、O2 【即时演练】 1．（2024高一下·山东·学业考试）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 2．（2024高一上·湖南·学业考试）钢是用量最大、用途最广的合金。钢中含量最高的元素是 A．铁 B．碳 C．硅 D．锰 3．在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能够变为+3价的是 A．氯气 B．硫酸铜溶液 C．稀盐酸 D．氯化铁溶液 考点二　铁的氧化物及氢氧化物 【典型例题】 【例1】（2024高一下·广东·学业考试）我国科学家将溶栓药物负载在磁性材料上，制得了一种可在磁场操控下定向移动的载药纳米粒子，如下图所示。下列反应可生成的是 A．加热分解 B．加热煮沸溶液 C．高温下，粉与水蒸气反应 D．在溶液中加入溶液 【即时演练】 1．（2025高一下·北京·学业考试）由硫铁矿烧渣(含、、等)制备铁红()的一种工艺流程如图。 下列说法不正确的是 A．酸浸时，不与稀硫酸反应 B．酸浸后，溶液中的金属阳离子只有 C．沉铁时，氨水提供了 D．煅烧时，发生的反应为 2．（2025高一下·广东·学业考试）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． 3．（2024高一下·湖南株洲·学业考试）向某溶液中加入NaOH溶液，先产生白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则该溶液中含有 A． B． C． D． 考点三　铁盐与亚铁盐的检验 【典型例题】 【例1】（2025高一下·湖南娄底·学业考试）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 【即时演练】 1．（2025高一下·山东·学业考试）在无色透明的强酸性溶液中，下列各组离子能大量共存的是 A． B． C． D． 2．（2024高一下·广东·学业考试）合理利用思维图可以显著提高归纳整理能力和学习效率。下图为物质E的思维图，则E可能为 A．FeSO4 B．FeCl3 C．Fe(OH)3 D．Fe2O3 3．（2025高一下·浙江·学业考试）下列离子方程式书写正确的是 A．氯气与水反应的离子方程式： B．将稀硫酸滴在铁皮上： C．铜片插入硝酸银溶液中： D．用溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板： 考点四　与铁有关的物质的互相转化 【典型例题】 【例1】（2025高一下·天津南开·学业考试）部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可由化合反应制得d 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 【即时演练】 1．（2024高一下·浙江·学业考试）菠菜中铁元素的检验过程如图所示： 下列说法正确的是 A．步骤①能破坏有机质并促进步骤2中铁元素的溶出 B．步骤②可用蒸馏水代替稀硫酸浸泡菠菜灰 C．步骤③可用玻璃棒在漏斗内搅拌以加快过滤速度 D．步骤④可说明菠菜中的铁元素主要以三价铁形式存在 2．（2024高一下·福建·学业考试）下列物质中，能由两种单质直接化合生成的是 A． B． C． D． 3．（2025高一下·广东肇庆·学业考试）在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是 A． B． C． D． 1．（2025高一下·广东汕尾·学业考试）下列物质中不能与水或水蒸气发生氧化还原反应的是 A． B． C． D．Fe 2．（2025高一下·浙江温州·学业考试）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．标准状况下，1.12 L乙烷所含碳氢键数为0.3NA B．100mL 0.1mol·Lˉ1的NaOH溶液中含有Na＋的数目为0.01NA C．常温常压下，9 g H2O含有质子数为5NA D．5.6 g铁粉与足量水蒸气充分反应，转移的电子数为0.3 NA 3．（2024高一下·福建·学业考试）下列实践活动与化学原理不相对应的是 选项 实践活动 化学原理 A 用活性炭去除冰箱异味 活性炭是黑色固体 B 钢铁表面涂刷油漆防生锈 油漆隔绝空气 C 用食醋除去热水瓶内的水垢 食醋能与水垢发生反应 D 用灼烧法区分棉线和羊毛线 棉线和羊毛线灼烧的气味不同 A．A B．B C．C D．D 4．（2022高一下·吉林·学业考试）把铁片放入下列溶液中，能发生化学反应并产生气体的是 A．稀硫酸 B．溶液 C．溶液 D．蔗糖溶液 5．（2025高一下·浙江·学业考试）一种以硫酸渣(主要含等)为原料制备磁性纳米四氧化三铁的工艺流程如图： 已知：与不反应。 下列说法不正确的是 A．酸溶时硫酸过量，可以提高的浸出率 B．还原时发生的反应： C．滤液经一系列操作可得副产品芒硝 D．氧化时保持过量，使得被完全氧化 6．（2024高一上·江苏连云港·学业考试）下列物质的性质与用途对应关系正确的是 A．铁红(Fe2O3)粉末呈红色，可用于制取铁盐 B．干冰易升华，可用于制造舞台烟雾效果 C．浓硫酸具有强氧化性，可用于干燥SO2气体 D．小苏打(NaHCO3)受热易分解，可用于治疗胃酸过多症 7．（2023高一下·辽宁·学业考试）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．四氧化三铁俗称铁红，常用作红色颜料 B．菠菜中富含三价铁离子，可以大量食用 C．氯化铁溶液可以作为印刷电路板的“腐蚀液” D．红热的铁与水蒸气发生反应，生成氢氧化铁和氢气 8．（2024高一下·山东济南·学业考试）在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应 B．b和c可分别与水反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转化为d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 9．（2024高一下·山东济南·学业考试）铁是生活中常见的金属，下列关于铁及其化合物说法错误的是 A．Fe在潮湿的空气中更容易生锈与原电池原理有关 B．丹霞地貌的岩层因含而呈红色 C．FeO中铁元素的化合价呈＋2价 D．含的溶液遇KSCN溶液显红色 10．（2024高一下·浙江·学业考试）下列说法不正确的是 A．装置①可用于配制一定物质的量浓度的溶液 B．装置②可用于实验室制备氨气 C．装置③终止反应并冷却后，向试管中慢慢倒入少量水，可观察到溶液呈蓝色 D．装置④中短时间内不会出现“白—灰绿—红褐”颜色变化 11．（2023高一下·广西·学业考试）一定实验条件下，能将氧化成。下列物质中，能替代进行此实验的是 A． B． C． D． 12．（2024高一下·浙江绍兴·学业考试）下列实验方案设计、现象和结论都正确的是 目的 方案设计 现象和结论 A 区别碳酸钠和碳酸氢钠固体 分别在两支试管中各放入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体；再滴入几滴水；用温度计测定温度变化 温度升高的是碳酸钠固体；温度降低的是碳酸氢钠固体 B 检验淀粉水解是否完全 将适量淀粉与稀硫酸加热，充分反应，冷却后加入足量的NaOH溶液，再加入少量新制Cu(OH)2，加热；观察现象 有砖红色沉淀生成，说明淀粉水解完全 C 检验铁与水蒸气高温反应后所得固体中是否含有Fe2+ 取少量所得固体溶于稀硫酸；再加入少量酸性KMnO4溶液；紫色褪去 铁与水蒸气反应后的固体产物中含有Fe2+ D 向某溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中一定含有 A．A B．B C．C D．D 13．（2025高一下·黑龙江·学业考试）能证明溶液中含有Fe3+的试剂是 A．氯水 B．KSCN溶液 C．稀H2SO4 D．石蕊溶液 14．（2024高一下·浙江·学业考试）铁是人体必需的微量元素，菠菜、芹菜、黑木耳和动物内脏等食品中富含铁元素。某研究小组为检验新鲜菠菜中的铁元素，采用如图所示步骤进行实验。 下列说法不正确的是 A．步骤②中研磨的仪器名称为研钵和研杵 B．步骤③中灰化是为了使菠菜中的C、H、O等元素转化成二氧化碳和水，使Fe元素以氧化物的形式残留下来，以便后续操作 C．步骤④中酸浸用到的试剂为稀盐酸或稀硝酸，使Fe元素以离子形式存在 D．步骤⑤属于固液分离，取其烧杯中的液体作为步骤⑥的原料 15．（2025高一下·湖南·学业考试）化学与生活紧密相联，请利用化学知识回答下列问题： (1)冷敷袋俗称冰袋，在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种用途，制作冷敷袋可以利用 (填“吸热”或“放热”)的化学变化； (2)铁与水难反应，但在高温条件下可与水蒸气反应，生成的固体物质为 (填“”或“”)； (3)把新制的悬浊液加入某病人的尿液中并微热，如果观察到红色沉淀，说明尿液中可能含有的物质是_____(填字母)。 A．食醋 B．白酒 C．食盐 D．葡萄糖 16．（2025高一下·湖南邵阳·学业考试）回答下列问题。 (1)现在的钢铁厂主要采用高炉炼铁，高炉炼铁基本流程图如下： ①补全某高炉中炼铁反应的主要化学方程式： ②某赤铁矿与稀盐酸反应后得到含Fe3+的溶液，检验Fe3＋可用KSCN溶液，若溶液变 色，即可证明含有Fe3＋ (2)在一定条件下，将2molSO2和1mol置于1L密闭容器中，发生反应，2min后达到平衡，此时容器中SO2还有1mol，则： ①2min内，用SO2表示该反应的平均速率为 mol·L-1·min-1。 ②其他条件不变时，使用合适催化剂，该反应速率将 (填“增大”或“减小”)。 ③其他条件不变时，适当升高温度，该反应速率将 (填“增大”或“减小”)。 17．（2025高一下·浙江·学业考试）实验室有一瓶部分被氧化的硫酸亚铁试剂（如图）。 为测定其被氧化程度，取样品溶于水配成溶液。取两份溶液各，第一份加入溶液恰好完全反应；第二份恰好与酸性溶液完全反应。已知：。请回答： (1)溶液中的物质的量浓度是 。 (2)该样品中硫酸亚铁的质量分数是 。 (3)设计实验方案验证试剂中存在不同价态的铁离子 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第08讲 铁及其化合物 内容概览 学考要求速览 明确考试范围与核心要求 必备知识梳理 系统整理学科框架与知识 高频考点精讲 破译重点内容及解题思路 考点一 铁的主要性质及应用 考点二 铁的氧化物及氢氧化物 考点三 铁盐与亚铁盐的检验 考点四 与铁有关的物质的互相转化 实战能力训练 模拟实战，提升解题技能 必备知识 学考要求 铁及化合物的性质 能根据氧化还原反应原理，理解铁、铁的氧化物、铁盐、亚铁盐的氧化性、还原性，能正确书写相互间转化的方程式。 铁及化合物与酸碱盐的反应 能根据物质的酸碱性，理解铁的氧化物、铁盐、亚铁盐与酸、碱、盐等物质的反应。 Fe3＋和Fe2＋的检验 会检验Fe3＋和Fe2＋的存在。 一、铁元素的存在和铁的冶炼 1．存在 （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）重要的铁矿石主要成分的化学式： 赤铁矿_Fe2O3__；磁铁矿_Fe3O4__；褐铁矿_2Fe2O3·3H2O__；菱铁矿_FeCO3__；黄铁矿_FeS2__。 （4）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。 2．冶炼 工业炼铁的原理：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 【温馨提示】 1.工业冶炼铁的原料：赤铁矿和焦碳 2.工业冶炼铁的反应原理 ①还原剂的生成：C+O2(足量)CO2 C+CO2 2CO ②铁矿石的还原：Fe2O3 + 3CO2Fe+3CO2 二、物理性质 （1）纯净的铁是光亮的银白色，有金属光泽的固体，熔沸点高（熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧‧cm-3，铁有延展性、导电性和导热性，但其导电性不如铜和铝。 （2）铁能被磁体吸引。因此可以用磁铁吸引的方法证明某物质中是否含有铁。 （3）金属铁的熔沸点和密度明显高于金属钠，当然其硬度也比钠高的多。 （4）铁的物理性质应用： ①铁丝：利用了金属铁的延展性和强度。 ②避雷针：利用了金属铁的导电性。 ③锅：利用了金属铁的导热性。 ④机械工件、钢轨：利用了金属铁的硬度和强度。 【温馨提示】 铁片是银白色，而铁粉却是黑色的原因 金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。 三 、铁的化学性质 铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物。 1．化学性质 （1）与非金属反应 与O2反应 常温 铁锈(成分为Fe2O3·xH2O) 点燃 3Fe＋2O2 Fe3O4 与Cl2反应 加热 2Fe＋3Cl22FeCl3 与S、I2反应 Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2 （2）与酸反应 与H＋反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 与稀HNO3反应 过量 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 少量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 与浓H2SO4、浓HNO3反应 常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2 （3）与盐(Cu2＋、Fe3＋)反应 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 （4）铁与水蒸气的反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 2．人体中的铁元素 人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。人体缺铁，就会发生贫血。我国已实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施。 【温馨提示】 （1）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、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋ （2）铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化，钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。若加热可继续反应。 四、铁的氧化物的比较 1．铁的氧化物的性质比较 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 不溶于水 类别 碱性氧化物 碱性氧化物 － 铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料 2．青砖与红砖的化学成分探究 青砖和红砖的化学成分差异主要在于铁的化合物形式不同。青砖中的青色来源于FeO，而红砖的红色则来自Fe2O3。这种差异是由于烧制过程中的冷却方式不同导致的。具体来说，青砖在烧制过程中经历了氧化和还原两个阶段。首先，在氧化阶段，砖坯中的铁元素被氧化成三氧化二铁（Fe2O3），这使得砖呈现出红色。然后，在还原阶段，向窑内添加大量煤炭并封窑，随后从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应，产生了还原气体氢气和一氧化碳。这些还原气体将红色的高价氧化铁（Fe2O3）逐渐还原成为青灰色的低价氧化铁（FeO），从而制得了青砖 3．问题思考： （1）“FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成Fe3O4”。该反应的化学方程式为_______________________________________。 【提示】　6FeO＋O22Fe3O4。 （2）FeO和Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4也是碱性氧化物吗？________，请阐释理由_________。 【提示】　不是。Fe3O4和盐酸反应生成两种盐，所以四氧化三铁不是碱性氧化物。 【温馨提示】 (1)Fe3O4不属于碱性氧化物，FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 (2)Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 五、铁的氢氧化物的制备 1.反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的可溶性盐与可溶性碱反应而制得。 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀 生成红褐色沉淀 离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3 2.Fe(OH)2和Fe(OH)3的化学性质 (1)具有碱的性质 Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性碱，能与酸反应，离子方程式分别为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。 (2)不稳定性 Fe(OH)3加热时会发生分解，化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O。 (3)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与非氧化性强酸反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 【温馨提示】 氢氧化亚铁制取实验的四个关键点 (1)Fe2＋极易被空气中氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。 六、铁盐、亚铁盐的性质与检验 1.从化合价不变角度预测Fe2＋和Fe3＋的性质 具有盐的通性，与金属单质、碱、盐等发生反应。 如与碱(NaOH溶液)反应的离子方程式分别为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。 2.从化合价改变角度预测Fe2＋和Fe3＋的性质 (1)Fe2＋具有氧化性和还原性，如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (2)Fe3＋具有氧化性，如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，也具有一定的还原性。如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。 3.Fe3＋和Fe2＋的检验方法 实验操作 实验现象 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水，溶液变红色 【实验结论】 (1)滴加KSCN溶液，溶液直接变红色，该溶液中含有Fe3＋。 (2)滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变红色，该溶液中含有Fe2＋。 【温馨提示】 (1)Fe3＋的检验方法 (2)Fe2＋的检验方法 七、探究Fe3＋、Fe2＋的性质 【实验1】　探究Fe3＋、Fe2＋盐类的性质 实验操作 实验现象 离子方程式 产生红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 慢慢挤入NaOH溶液，生成白色沉淀 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 【实验2】　探究Fe3＋的氧化性 实验操作 实验现象 结论及有关离子方程式 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铁粉，振荡，溶液红色褪去 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 加入KSCN溶液，溶液变为红色，再加入足量铜片，振荡，溶液红色褪去 Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 无色溶液变为蓝色 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，以上反应均说明Fe3＋具有氧化性 【实验3】　探究Fe2＋的氧化性和还原性 实验操作 实验现象 离子方程式 加入KSCN溶液，溶液无现象，滴加氯水后，溶液呈红色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 溶液由紫红色变为黄色 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，以上反应均说明Fe2＋具有还原性 溶液由浅绿色变为无色 Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋，说明Fe2＋具有氧化性 【实验总结】 【温馨提示】 （1）实验室配制FeCl2溶液时，为什么要加入少量铁屑？ 【解析】目的是防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。加入的铁屑可将溶液中Fe3＋转化成Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (2)判断离子能否共存。 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋) Fe3＋S2－、I－、SO 七、 Fe、Fe2＋与 Fe3＋的相互转化及应用 铁及其化合物间的转化知识结构图 写出图中序号所示反应的离子方程式： ①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； ②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓； ③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O； ④Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑； ⑤2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ⑥2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (其他合理答案均可) 【温馨提示】 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系 (1)Fe只具有还原性，可被弱氧化剂(H＋、S等)氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。 (2)Fe2＋既有氧化性又有还原性，可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋，可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。 (3)Fe3＋具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，可被还原剂(CO等)还原为Fe。 考点一　铁的主要性质及应用 【典型例题】 【例1】（2025高一下·新疆·学业考试）红热的铁与水蒸气发生反应，其产物是 A．FeO、O2 B．Fe2O3、H2 C．Fe3O4、H2 D．Fe(OH)3、O2 【答案】C 【解析】A．FeO和O2，但铁与水蒸气高温反应生成Fe3O4而非FeO，且O2不是还原产物，A错误； B．Fe2O3和H2，Fe2O3是铁在纯氧中燃烧的产物，而非水蒸气反应的产物，B错误； C．Fe3O4和H2，反应方程式为3Fe + 4H2O(g)= Fe3O4 + 4H2↑，符合高温条件下的产物，C正确； D．Fe(OH)3和O2，高温下无法生成氢氧化物，且O2并非反应产物，D错误； 故选C。 【即时演练】 1．（2024高一下·山东·学业考试）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。 2．（2024高一上·湖南·学业考试）钢是用量最大、用途最广的合金。钢中含量最高的元素是 A．铁 B．碳 C．硅 D．锰 【答案】A 【解析】钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称，其含量最高的元素是铁，故答案选A。 3．在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能够变为+3价的是 A．氯气 B．硫酸铜溶液 C．稀盐酸 D．氯化铁溶液 【答案】A 【解析】A．氯气具有强氧化性，把变价金属氧化为最高价，铁与氯气加热反应生成氯化铁，铁元素变为+3价，故A正确； B．铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，铁元素变为+2价，故B不正确； C．铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁元素变为+2价，故C不正确； D．氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，铁元素变为+2价，故D不正确； 故选A。 考点二　铁的氧化物及氢氧化物 【典型例题】 【例1】（2024高一下·广东·学业考试）我国科学家将溶栓药物负载在磁性材料上，制得了一种可在磁场操控下定向移动的载药纳米粒子，如下图所示。下列反应可生成的是 A．加热分解 B．加热煮沸溶液 C．高温下，粉与水蒸气反应 D．在溶液中加入溶液 【答案】C 【解析】A．氢氧化铁加热分解生成Fe2O3和水，故不选A； B．加热煮沸氯化铁溶液，可得到氢氧化铁，故不选B； C．高温下，粉与水蒸气反应生成和氢气，故选C； D．在硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁最终被氧化为氢氧化铁，故不选D； 选C。 【即时演练】 1．（2025高一下·北京·学业考试）由硫铁矿烧渣(含、、等)制备铁红()的一种工艺流程如图。 下列说法不正确的是 A．酸浸时，不与稀硫酸反应 B．酸浸后，溶液中的金属阳离子只有 C．沉铁时，氨水提供了 D．煅烧时，发生的反应为 【答案】B 【分析】硫铁矿烧渣(含、、等)用稀硫酸酸浸，溶液中含有Fe2+、Fe3+，不和稀硫酸反应存在于酸浸渣中，向滤液中加入H2O2和氨水将Fe2+氧化为Fe3+，且将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，煅烧Fe(OH)3得到，以此解答。 【解析】A．是酸性氧化物，酸浸时，不与稀硫酸反应，A正确； B．硫铁矿烧渣(含、、等)用稀硫酸酸浸，溶液中含有Fe2+、Fe3+，B错误； C．用氨水沉淀铁时，氨水中NH3·H2O电离提供OH⁻，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，C正确； D．Fe(OH)3煅烧分解得到和H2O，发生的反应为，D正确； 故选B。 2．（2025高一下·广东·学业考试）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。 3．（2024高一下·湖南株洲·学业考试）向某溶液中加入NaOH溶液，先产生白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则该溶液中含有 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，某溶液中加入NaOH溶液，先产生白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则该溶液中含有，选C。 考点三　铁盐与亚铁盐的检验 【典型例题】 【例1】（2025高一下·湖南娄底·学业考试）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。 【即时演练】 1．（2025高一下·山东·学业考试）在无色透明的强酸性溶液中，下列各组离子能大量共存的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．亚铁离子在酸性条件下会被次氯酸根、硝酸根氧化，且亚铁离子溶液呈浅绿色，A错误； B．硅酸根在酸性条件下会与氢离子生成硅酸沉淀，硅酸根离子与钙离子也会反应生成硅酸钙沉淀，不能大量共存，B错误； C．镁离子、铝离子、氯离子、硫酸根在酸性条件下不会发生反应，可以大量共存，C正确； D．酸性环境下氢离子会与碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，不能大量共存，D错误； 故选C。 2．（2024高一下·广东·学业考试）合理利用思维图可以显著提高归纳整理能力和学习效率。下图为物质E的思维图，则E可能为 A．FeSO4 B．FeCl3 C．Fe(OH)3 D．Fe2O3 【答案】B 【解析】A．FeSO4与Cu不反应，即不可用于刻蚀铜板，FeSO4与氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，加入KSCN溶液不显红色，A不合题意； B．FeCl3与Cu反应，2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，即可用于刻蚀铜板，FeCl3与氨水反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3，FeCl3中含有Fe3+加入KSCN溶液显红色，B符合题意；     C．Fe(OH)3是固体，与Cu不反应，即不可用于刻蚀铜板，与氨水不反应，加入KSCN溶液不显红色，C不合题意； D．Fe2O3是固体，与Cu不反应，即不可用于刻蚀铜板，与氨水不反应，加入KSCN溶液不显红色，D不合题意； 故答案为：B。 3．（2025高一下·浙江·学业考试）下列离子方程式书写正确的是 A．氯气与水反应的离子方程式： B．将稀硫酸滴在铁皮上： C．铜片插入硝酸银溶液中： D．用溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板： 【答案】D 【解析】A．氯气与水反应生成的HClO是弱酸，不能拆分为ClO⁻，正确写法应保留HClO分子形式，离子方程式为：，A错误； B．稀硫酸与铁反应生成Fe2+而非Fe3+，正确的离子方程式应为Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑，B错误； C．电荷和电子转移未守恒，正确应为Cu + 2Ag+=Cu2+ + 2Ag，C错误； D．电荷守恒且电子转移平衡，符合Fe3+与Cu反应的客观事实，D正确； 故选D。 考点四　与铁有关的物质的互相转化 【典型例题】 【例1】（2025高一下·天津南开·学业考试）部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可由化合反应制得d 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 【分析】根据含铁物质的类别与相应化合价关系，a是Fe、b是亚铁盐、c是Fe(OH)2、d是Fe(OH)3、e是铁盐。 【解析】A．可由化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O= Fe(OH)3制备Fe(OH)3，故A正确； B．b中Fe显+2价，处于中间价态，既可被氧化，也可被还原，故B正确； C．将铁盐加入浓碱液中制得Fe(OH)3沉淀，故C错误； D．氯化亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，故D正确； 选C。 【即时演练】 1．（2024高一下·浙江·学业考试）菠菜中铁元素的检验过程如图所示： 下列说法正确的是 A．步骤①能破坏有机质并促进步骤2中铁元素的溶出 B．步骤②可用蒸馏水代替稀硫酸浸泡菠菜灰 C．步骤③可用玻璃棒在漏斗内搅拌以加快过滤速度 D．步骤④可说明菠菜中的铁元素主要以三价铁形式存在 【答案】A 【分析】菠菜灼烧生成灰烬，加硫酸酸浸，得到含有溶液，过滤除去固体杂质，向滤液中加入，溶液变红色，检验出菠菜中的铁元素。 【解析】A．灼烧菠菜，其中含有的有机物被燃烧除尽，利于铁元素的浸出，A正确； B．菠菜中的铁元素形成的物质，可能不溶于水，而且硫酸能抑制铁离子的水解，不可用蒸馏水代替稀硫酸来完成操作，B错误； C．过滤时对漏斗中的沉淀充分搅拌会使滤纸破损，影响过滤效果，C错误； D．溶液的变化能够说明滤液中铁元素主要以Fe3+形式存在，菠菜经灼烧，其中的亚铁离子可能被氧化为铁离子，D错误； 故选A。 2．（2024高一下·福建·学业考试）下列物质中，能由两种单质直接化合生成的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．S单质与氧气反应生成SO2，A错误； B．Fe与氯气反应生成的是FeCl3，B错误； C．氮气与氧气直接化合生成的是NO，不是二氧化氮，C错误； D．铜和氯气生成氯化铜，D正确； 故选D。 3．（2025高一下·广东肇庆·学业考试）在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．铜的还原性不足以将Fe3+还原为Fe单质，只能还原为Fe2+，A错误； B．电解熔融NaCl时，阴极析出金属钠，阳极产生Cl2，转化可实现，B正确； C．在溶液中与O2无法直接反应生成N2，缺乏酸性条件和还原剂，C错误； D．CO2通入NaCl溶液无法生成NaHCO3，需在碱性环境中才能反应，D错误； 故选B。 1．（2025高一下·广东汕尾·学业考试）下列物质中不能与水或水蒸气发生氧化还原反应的是 A． B． C． D．Fe 【答案】C 【解析】A．NO2与水反应生成HNO3和NO，氮的氧化态从+4变为+5和+2，发生氧化还原反应，A不符合题意； B．Cl2与水反应生成HCl和HClO，氯的氧化态从0变为-1和+1，发生氧化还原反应，B不符合题意； C．NH3与水反应生成NH3·H2O，氮、氢、氧的氧化态均未变化，未发生氧化还原反应，C符合题意； D．Fe与高温水蒸气反应生成Fe3O4和H2，铁被氧化，氢被还原，发生氧化还原反应，D不符合题意； 故答案选C。 2．（2025高一下·浙江温州·学业考试）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．标准状况下，1.12 L乙烷所含碳氢键数为0.3NA B．100mL 0.1mol·Lˉ1的NaOH溶液中含有Na＋的数目为0.01NA C．常温常压下，9 g H2O含有质子数为5NA D．5.6 g铁粉与足量水蒸气充分反应，转移的电子数为0.3 NA 【答案】D 【解析】A．乙烷(C2H6)每个分子含6个C-H键，标准状况下1.12L乙烷为0.05mol，碳氢键数目为0.05×6NA=0.3NA，A正确； B．NaOH完全解离，100mL 0.1mol/L溶液中Na+物质的量为0.1×0.1=0.01mol，数目为0.01NAₐ，B正确； C．9g H2O为0.5mol，每个H2O含10个质子，总质子数为0.5×10NA=5NA，C正确； D．5.6g铁（0.1mol）与水蒸气反应生成Fe3O4，平均每个Fe失去个电子，转移电子数为0.1×≈0.267NA，而非0.3NA，D错误； 故选D。 3．（2024高一下·福建·学业考试）下列实践活动与化学原理不相对应的是 选项 实践活动 化学原理 A 用活性炭去除冰箱异味 活性炭是黑色固体 B 钢铁表面涂刷油漆防生锈 油漆隔绝空气 C 用食醋除去热水瓶内的水垢 食醋能与水垢发生反应 D 用灼烧法区分棉线和羊毛线 棉线和羊毛线灼烧的气味不同 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．活性炭具有的吸附性是去除冰箱异味的主要原因，与化学原理不对应，A符合题意； B．铁生锈是和空气中氧气、水反应的结果，油漆隔绝空气，可以防止铁生锈，与化学原理对应，B不符合题意； C．食醋可与水垢中的氢氧化镁以及碳酸钙反应，去除水垢，与化学原理对应，C不符合题意； D．棉线为植物纤维、羊毛线为蛋白质，两者灼烧的气味不同，与化学原理对应，D不符合题意； 故选A。 4．（2022高一下·吉林·学业考试）把铁片放入下列溶液中，能发生化学反应并产生气体的是 A．稀硫酸 B．溶液 C．溶液 D．蔗糖溶液 【答案】A 【解析】A．铁片与稀硫酸反应生成氢气，故A正确； B．铁与溶液不反应，故B错误； C．铁与溶液不反应，故C错误； D．铁与蔗糖溶液不反应，故D错误； 故选A。 5．（2025高一下·浙江·学业考试）一种以硫酸渣(主要含等)为原料制备磁性纳米四氧化三铁的工艺流程如图： 已知：与不反应。 下列说法不正确的是 A．酸溶时硫酸过量，可以提高的浸出率 B．还原时发生的反应： C．滤液经一系列操作可得副产品芒硝 D．氧化时保持过量，使得被完全氧化 【答案】D 【分析】硫酸渣(主要含等)加硫酸，生成硫酸铁，加入，发生反应，与不反应，为滤渣，加入碳酸钠沉铁，生成碳酸铁，在空气中氧化生成四氧化三铁，滤液为硫酸钠，据此分析； 【解析】A．酸溶时需保持硫酸过量，提高浸出率，A正确； B．“还原”是将转化为，同时被氧化为，反应中S元素的化合价升高，为氧化产物，部分Fe元素的化合价降低，所以部分Fe2+为还原产物，离子方程式为，B正确； C．滤液中主要是硫酸钠，滤液经结晶、过滤可得副产品芒硝，C正确； D．四氧化三铁中三价铁和二价铁的比例为，应控制氧气用量，让和的比例接近，提高产率，D错误； 故选D。 6．（2024高一上·江苏连云港·学业考试）下列物质的性质与用途对应关系正确的是 A．铁红(Fe2O3)粉末呈红色，可用于制取铁盐 B．干冰易升华，可用于制造舞台烟雾效果 C．浓硫酸具有强氧化性，可用于干燥SO2气体 D．小苏打(NaHCO3)受热易分解，可用于治疗胃酸过多症 【答案】B 【解析】A．Fe2O3能与酸反应生成铁盐，与Fe2O3粉末呈红棕色无关，A不合题意； B．干冰升华吸热，使周围温度降低，水蒸气冷凝成水滴，形成雾，可用来制造舞台烟雾，B符合题意； C．浓硫酸可用于干燥SO2气体是利用其吸水性，与其具有强氧化性无关，C不合题意； D．碳酸氢钠溶液呈弱碱性，能与胃酸中HCl反应，则可用于治疗胃酸过多症，与小苏打(NaHCO3)受热易分解无关，D不合题意； 故答案为：B。 7．（2023高一下·辽宁·学业考试）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．四氧化三铁俗称铁红，常用作红色颜料 B．菠菜中富含三价铁离子，可以大量食用 C．氯化铁溶液可以作为印刷电路板的“腐蚀液” D．红热的铁与水蒸气发生反应，生成氢氧化铁和氢气 【答案】C 【解析】A．三氧化二铁为红棕色，俗称铁红；故A错误； B．菠菜中富含二价铁离子；故B错误； C．氯化铁溶液和印刷电路板中的铜发生反应，可以作为印刷电路板的“腐蚀液”，故C正确； D．红热的铁与水蒸气发生反应，故D错误； 答案选C。 8．（2024高一下·山东济南·学业考试）在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应 B．b和c可分别与水反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转化为d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 【答案】B 【解析】由题中信息可知，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素是Fe元素，则a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，h为高铁酸盐，f为亚铁盐，g为铁盐，据此解答。 A．Fe在常温下与水不反应，但在高温下可与水发生置换反应生成四氧化三铁和氢气，故A正确； B．b为FeO，c为Fe2O3，FeO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3，故B错误； C．e为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易转变为Fe(OH)3，即4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，故C正确； D．h为高铁酸盐即含FeO，FeO具有强氧化性，能够杀菌消毒，+6价的铁被还原成+3价，又Fe3+形成氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以做净水剂，故D正确； 答案选B。 9．（2024高一下·山东济南·学业考试）铁是生活中常见的金属，下列关于铁及其化合物说法错误的是 A．Fe在潮湿的空气中更容易生锈与原电池原理有关 B．丹霞地貌的岩层因含而呈红色 C．FeO中铁元素的化合价呈＋2价 D．含的溶液遇KSCN溶液显红色 【答案】B 【解析】A．钢铁含有碳，在潮湿的环境中形成原电池而发生电化学腐蚀，故A正确； B．为红棕色固体，丹霞地貌的岩层中因含而呈红色，故B错误； C．FeO中氧元素的化合价为-2价，则铁元素的化合价呈+2价，故C正确； D．铁离子与硫氰根离子发生络合反应生成血红色络合物，所以含的溶液遇KSCN溶液显红色，故D正确； 故选B。 10．（2024高一下·浙江·学业考试）下列说法不正确的是 A．装置①可用于配制一定物质的量浓度的溶液 B．装置②可用于实验室制备氨气 C．装置③终止反应并冷却后，向试管中慢慢倒入少量水，可观察到溶液呈蓝色 D．装置④中短时间内不会出现“白—灰绿—红褐”颜色变化 【答案】C 【解析】A．装置①为100mL容量瓶，可用于配制一定物质的量浓度的溶液，A正确； B．装置②可用于实验室加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备氨气，B正确； C．装置③终止反应并冷却后，所得硫酸浓度依然很高，稀释时需要把混合溶液倒入水中，并不断搅拌，C错误； D．装置④中Fe和稀硫酸反应生成氢气，利用氢气排出装置内的空气，然后关闭止水夹，利用生成的氢气使装置内压强增大，使生成的硫酸亚铁进入氢氧化钠溶液，反应生成氢氧化亚铁沉淀，故短时间内不会出现“白—灰绿—红褐”颜色变化，D正确； 答案选C。 11．（2023高一下·广西·学业考试）一定实验条件下，能将氧化成。下列物质中，能替代进行此实验的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】一定实验条件下，能将氧化成，也具有较强的氧化性可以将氧化成，、、都不能将氧化成，故选C。 12．（2024高一下·浙江绍兴·学业考试）下列实验方案设计、现象和结论都正确的是 目的 方案设计 现象和结论 A 区别碳酸钠和碳酸氢钠固体 分别在两支试管中各放入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体；再滴入几滴水；用温度计测定温度变化 温度升高的是碳酸钠固体；温度降低的是碳酸氢钠固体 B 检验淀粉水解是否完全 将适量淀粉与稀硫酸加热，充分反应，冷却后加入足量的NaOH溶液，再加入少量新制Cu(OH)2，加热；观察现象 有砖红色沉淀生成，说明淀粉水解完全 C 检验铁与水蒸气高温反应后所得固体中是否含有Fe2+ 取少量所得固体溶于稀硫酸；再加入少量酸性KMnO4溶液；紫色褪去 铁与水蒸气反应后的固体产物中含有Fe2+ D 向某溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中一定含有 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．碳酸钠溶于水放热、碳酸氢钠溶于水吸热，A正确； B．有砖红色沉淀生成，说明淀粉发生了水解，但是不确定水解完全，B错误； C．若铁过量，过量的铁粉能将铁离子转化为亚铁离子，故不能说明固体产物中含有Fe2+，C错误； D．溶液中若含有银离子、亚硫酸根离子等也会出现相同的现象，D错误； 故选A。 13．（2025高一下·黑龙江·学业考试）能证明溶液中含有Fe3+的试剂是 A．氯水 B．KSCN溶液 C．稀H2SO4 D．石蕊溶液 【答案】B 【解析】A．氯水与Fe3+无明显特征反应，且自身颜色可能干扰，A不符合题意； B．KSCN溶液与Fe3+反应生成红色络合物，是Fe3+的特征检验方法，B符合题意； C．稀H2SO4无法与Fe3+产生特异性现象，不能用于检验Fe3+，C不符合题意； D．石蕊溶液仅能检测溶液酸性，但无法区分Fe3+与其他酸性物质，D不符合题意； 故选B。 14．（2024高一下·浙江·学业考试）铁是人体必需的微量元素，菠菜、芹菜、黑木耳和动物内脏等食品中富含铁元素。某研究小组为检验新鲜菠菜中的铁元素，采用如图所示步骤进行实验。 下列说法不正确的是 A．步骤②中研磨的仪器名称为研钵和研杵 B．步骤③中灰化是为了使菠菜中的C、H、O等元素转化成二氧化碳和水，使Fe元素以氧化物的形式残留下来，以便后续操作 C．步骤④中酸浸用到的试剂为稀盐酸或稀硝酸，使Fe元素以离子形式存在 D．步骤⑤属于固液分离，取其烧杯中的液体作为步骤⑥的原料 【答案】C 【分析】要熟练掌握铁元素的检验以及除去方法 【解析】A．步骤②中研磨的仪器名称为研钵和研杵，故A正确； B．步骤③中灰化是为了使菠菜中的C、H、O等元素转化成二氧化碳和水，使Fe元素以氧化物的形式残留下来，以便后续操作，故B正确； C．步骤④中酸浸用到的试剂为稀盐酸或稀硫酸，使Fe元素以Fe2+离子形式存在，硝酸会把它氧化为Fe3+，影响后续判断和操作，故C错误； D．步骤⑤属于固液分离，取其烧杯中的液体作为步骤⑥的原料，故D正确； 故答案选C。 15．（2025高一下·湖南·学业考试）化学与生活紧密相联，请利用化学知识回答下列问题： (1)冷敷袋俗称冰袋，在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种用途，制作冷敷袋可以利用 (填“吸热”或“放热”)的化学变化； (2)铁与水难反应，但在高温条件下可与水蒸气反应，生成的固体物质为 (填“”或“”)； (3)把新制的悬浊液加入某病人的尿液中并微热，如果观察到红色沉淀，说明尿液中可能含有的物质是_____(填字母)。 A．食醋 B．白酒 C．食盐 D．葡萄糖 【答案】(1)吸热 (2) (3)D 【解析】（1）制作冷敷袋可以利用吸热的化学变化，使得反应后温度降低； （2）铁高温条件下可与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故选； （3）A．食醋的主要成分是乙酸，不含有醛基，故不能与新制备氢氧化铜浊液在加热条件下发生氧化还原反应，故A错误； B．白酒的主要成分是乙醇，不含有醛基，故不能与新制备氢氧化铜浊液在加热条件下发生氧化还原反应，故B错误； C．食盐的主要成分是氯化钠，不含有醛基，故不能与新制备氢氧化铜浊液在加热条件下发生氧化还原反应，故C错误； D．葡萄糖含有醛基，故可与新制备氢氧化铜浊液在加热条件下发生氧化还原反应，生成红色沉淀，故D正确； 故选D。 16．（2025高一下·湖南邵阳·学业考试）回答下列问题。 (1)现在的钢铁厂主要采用高炉炼铁，高炉炼铁基本流程图如下： ①补全某高炉中炼铁反应的主要化学方程式： ②某赤铁矿与稀盐酸反应后得到含Fe3+的溶液，检验Fe3＋可用KSCN溶液，若溶液变 色，即可证明含有Fe3＋ (2)在一定条件下，将2molSO2和1mol置于1L密闭容器中，发生反应，2min后达到平衡，此时容器中SO2还有1mol，则： ①2min内，用SO2表示该反应的平均速率为 mol·L-1·min-1。 ②其他条件不变时，使用合适催化剂，该反应速率将 (填“增大”或“减小”)。 ③其他条件不变时，适当升高温度，该反应速率将 (填“增大”或“减小”)。 【答案】(1) CO2 红 (2) 0.5 增大 增大 【解析】（1）①高炉中炼铁时，一氧化碳还原氧化铁生成单质铁和二氧化碳，方程式为：，答案为：CO2； ②三价铁遇到硫氰化钾溶液变红色，则检验Fe3＋可用KSCN溶液，若溶液变红色，即可证明含有Fe3＋，故答案为：红； （2）①2min内，用SO2表示该反应的平均速率为，故答案为：0.5； ②催化剂可以降低活化能，则其他条件不变时，使用合适催化剂，该反应速率将增大； ③温度升高，活化分子百分数增大，则其他条件不变时，适当升高温度，该反应速率将增大。 17．（2025高一下·浙江·学业考试）实验室有一瓶部分被氧化的硫酸亚铁试剂（如图）。 为测定其被氧化程度，取样品溶于水配成溶液。取两份溶液各，第一份加入溶液恰好完全反应；第二份恰好与酸性溶液完全反应。已知：。请回答： (1)溶液中的物质的量浓度是 。 (2)该样品中硫酸亚铁的质量分数是 。 (3)设计实验方案验证试剂中存在不同价态的铁离子 。 【答案】(1)0.700 (2)60.8% (3)取少量固体，加水溶解于两支试管中（取少量溶液），向其中一支试管中滴加适量溶液，若溶液变血红色，则证明试剂中存在；向另一支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则证明存在。综上所述，验证试剂中存在不同价态的铁离子 【解析】（1）溶液的浓度与体积无关，第一份溶液中发生的反应为溶液中的硫酸根离子与氯化钡溶液中钡离子反应生成硫酸钡沉淀：，则溶液中的物质的量浓度即第一份溶液中的浓度，为； （2）根据，第二份溶液中硫酸亚铁的物质的量为5×8.00×10-3L×0.100mol/L=4.00×10-3mol，则该样品中硫酸亚铁的质量分数是； （3）亚铁离子被氧化为铁离子，则验证试剂中存在不同价态的铁离子，即检验同时存在亚铁离子和铁离子，实验方案为：取少量固体，加水溶解于两支试管中(取少量溶液)，向其中一支试管中滴加适量溶液，若溶液变血红色，则证明试剂中存在；向另一支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则证明存在。综上所述，验证试剂中存在不同价态的铁离子。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $