课下巩固精练卷(12) 铁及其氧化物 Fe(OH)2和Fe(OH)3（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 双选）

课下巩固精练卷(十二)　铁及其氧化物　Fe(OH)2和Fe(OH)3 一、选择题 1．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 答案：C 2．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6 g铁粉，下列说法错误的是(　　 ) A．硬质玻璃管中发生的反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 C．若反应产生0.448 L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15% D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯 解析：选B。在装置A中产生水蒸气，装置B中水蒸气与铁粉反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，经干燥管干燥后收集氢气，A项正确；铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也有磁性，无法用磁铁将二者分离，B项错误；若产生标准状况下0.448 L的气体，气体为氢气，则生成氢气的物质的量为0.02 mol，则消耗铁粉的物质的量为0.015 mol，5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol，则铁粉的转化率为15%，C项正确；探究高温下铁粉与水蒸气的反应，应先点燃A处的酒精灯，用产生的水蒸气排尽装置内的空气，防止铁粉被空气氧化，D项正确。 3．某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片： [查阅资料]在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4，温度再升高可生成Fe2O3，在更高的温度(约1 400 ℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。 即： 下列说法正确的是(　　 ) A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B．反应②的温度比反应③的温度高 C．FeO的稳定性强于Fe2O3 D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3 解析：选D。Fe2O3为红棕色固体，A错误；根据信息可知，Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。 4．（双选）某校研究性小组测定氧化物X(FexO)组成的实验流程如下： 下列有关说法正确的是(　　 ) A．样品X中氧元素的质量分数约为26.3% B．溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1 C．用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋ D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O 解析：选AB。溶液Y可消耗0.01 mol氯气，这说明溶液中含有0.02 mol亚铁离子，因此3.04 g X中相当于含有氧化亚铁的物质的量是0.02 mol，其质量是0.02 mol×72 g·mol－1＝1.44 g，则X中相当于含有氧化铁的质量是3.04 g－1.44 g＝1.6 g，物质的量是0.01 mol，即X可以看作是2FeO·Fe2O3，因此x＝0.8。样品X中氧元素的质量分数为×100%≈26.3%，A正确；根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1，B正确；Z溶液中含有氯离子，氯离子也能被高锰酸钾溶液氧化，不能用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋，C错误；根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O，D错误。 5．(2025·广东佛山模拟)利用下图装置可制备Fe(OH)2沉淀，且能较长时间保存该物质而不变质。下列说法不正确的是(　　 ) A．实验开始时，打开止水夹a和止水夹b B．关闭止水夹a，打开止水夹b，甲中溶液可流入乙中 C．Fe(OH)2能较长时间保存是因H2无氧化性 D．抽滤瓶甲中的稀硫酸可以用稀硝酸代替 解析：选D。实验开始时，打开止水夹a和止水夹b，用氢气排净系统内的空气，A正确；关闭止水夹a，打开止水夹b，使硫酸亚铁进入乙内与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，B正确；Fe(OH)2能较长时间保存是因H2无氧化性，C正确；Fe和稀硝酸反应生成NO，NO及NO与空气中的O2反应生成的NO2是污染气体，装置中缺少尾气处理装置，且Fe与稀硝酸反应生成Fe3＋，需Fe过量才能生成Fe2＋，所以抽滤瓶甲中的稀硫酸不可以用稀硝酸代替，D错误。 6．某实验小组设计如下实验探究Fe(OH)2的制备，下列有关分析不合理的是(　　 ) 实验 操作 现象 Ⅰ 将一块FeSO4晶体浸入30 mL蒸馏水中 一分钟后，晶块表面仍为浅绿色，溶液呈更浅的绿色 Ⅱ 将另一块FeSO4晶体浸入30 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中 一分钟后，晶块表面变白；捞出晶块露置在空气中，晶块表面逐渐变为红褐色 Ⅲ 将10 mL 1.5 mol·L－1 FeSO4溶液与20 mL 1.5 mol·L－1 NaOH溶液混合 立即出现大量灰绿色浑浊，一分钟后，液面附近出现红褐色浑浊 A.实验Ⅰ起对照作用，排除FeSO4晶体自身在水中的颜色变化 B．实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关 C．捞出晶块后发生了反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 D．实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中 解析：选D。实验Ⅰ中，晶块表面为浅绿色，起对照作用，目的是排除实验Ⅱ中晶块表面变白，不是因为FeSO4晶体自身在水中的颜色变化引起的，A合理；Fe(OH)2具有较强的还原性，易被溶液中溶解的氧气氧化，因此实验Ⅱ晶块表面之所以能长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关，B合理；Fe(OH)2具有较强的还原性，易被氧气氧化，捞出晶块后发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，C合理；根据控制单一变量的原则，实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为FeSO4晶体，而实验Ⅲ为FeSO4溶液)，单从实验结果，无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论，D不合理。 7．(2025·辽宁沈阳联考)某化学兴趣小组选用试剂：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，利用如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A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态 解析：选B。仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸，三颈烧瓶2中盛有铁粉，A正确。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，就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B错误。Fe可以被磁铁吸引，实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石，这样Fe粉就不能随FeSO4溶液进入仪器3中，C正确。Fe(OH)2是白色固体，具有强还原性，由于整个装置处于H2的还原性环境中，因此可以防止Fe(OH)2被氧化变为红褐色Fe(OH)3沉淀，可以相对较长时间地保持白色状态，D正确。 8．Fe/Cu/沸石非均相催化剂的主要成分为Fe3O4、Fe2O3、CuO和Cu2O，通过与H2O2作用产生强氧化性的·OH自由基和·HO2自由基，能够有效去除水体中的苯并三唑等污染物，其反应机理如图所示(Mn＋表示元素及其价态，不表示其为自由移动的离子)。已知：铁氧化物的催化性能优于铜氧化物；·OH是降解污染物的主要反应活性物质。下列说法不正确的是(　　 ) A．过程①、②的总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O B．过程③、④的总反应中Cu2＋和Cu＋均可看作是催化剂 C．过程⑤中有OH－生成，过程⑦中有H＋生成 D．过程⑥必然会导致反应生成的自由基减少 解析：选D。由反应机理图可知，过程①为H2O2＋Fe2＋===·OH＋Fe3＋＋OH－，过程②为H2O2＋Fe3＋===Fe2＋＋·HO2＋H＋，总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O，A正确；过程③为H2O2＋Cu＋===·OH＋Cu2＋＋OH－，过程④为H2O2＋Cu2＋===Cu＋＋·HO2＋H＋，总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O，Cu2＋和Cu＋均可看作催化剂，B正确；过程⑤为H2O2＋Fe2＋===·OH＋Fe3＋＋OH－，过程⑦为H2O2＋Cu2＋===Cu＋＋·HO2＋H＋，C正确；过程⑥为Fe3＋＋Cu＋===Fe2＋＋Cu2＋，而由以上反应过程可知Cu2＋、Fe2＋均有利于H2O2转化成自由基，因此过程⑥的发生将导致自由基增加，D错误。 9．(2025·江西九江模拟)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。 已知反应K3[Fe(CN)6]＋FeCl2===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)＋2KCl可用来检验Fe2＋。下列叙述错误的是(　　 ) A．分析过程Ⅰ和Ⅱ，Fe3O4是该循环过程中的催化剂 B．过程Ⅱ的化学方程式为6FeO＋CO22Fe3O4＋C C．用盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO D．该循环过程利用了太阳能，而且降低了环境中CO2的含量 解析：选C。上述循环中，促进CO2分解的关键物质是FeO，它也是中间产物，Fe3O4在太阳能作用下分解产生FeO，总反应分两步，先发生反应Ⅰ，后发生反应Ⅱ，Fe3O4在反应Ⅰ中参与反应，在反应Ⅱ中生成，故Fe3O4作总反应的催化剂，A项正确；Fe3O4中也含＋2价铁，无法检验混合物中的FeO，C项错误；上述循环的总反应为CO2C＋O2，从绿色化学角度分析，该循环过程利用了太阳能，实现了CO2的减排，并生成高附加值的活性炭，D项正确。 10．某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是(　　 ) A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C.准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 解析：选D。准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，计算得到氧元素的质量和铁元素的质量，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，故A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，即氧化铁的质量，依据铁元素和氧元素守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，判断氧化物的化学式，能计算得到物质组成，故B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故C不选；准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前后都是固体，反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。 11．（双选）(2025·湖北武汉部分重点校联考)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α­Fe2O3，其主要实验流程如图。下列说法不正确的是(　　 ) A．“酸浸”时，可通过适当加快搅拌速度来提高铁元素浸出率 B．“还原”过程中只生成Fe2＋，无气体生成 C．“除杂”时，向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去 D．“沉铁”时加入过量NaHCO3溶液，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋ 解析：选BD。“酸浸”时，通过适当加快搅拌速度可增大接触面积，加快反应速率，使铁元素充分浸出，A正确；为了提高铁元素的浸出率，“酸浸”过程中酸溶液要适当过量，故“还原”过程中发生的反应有：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成H2，B错误；“除杂”时，向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，将溶液中少量的钙离子转化为CaF2沉淀除去，C正确；“沉铁”时加入过量的NaHCO3溶液，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，D错误。 二、非选择题 12．(2025·河南南阳检测)Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。 方法一：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，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。 Ⅱ.待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入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)H2O2的电子式是________________________________________________________________________。 (3)装置A中金属离子的检验方法：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅲ装置B中的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 其发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方法二：用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。 (5)铁与电源的________(填“正”或“负”)极相连。 (6)阴极发生的电极反应式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)恒压滴液漏斗　平衡气压，辅助排除装置B中的空气 (2)H∶O,∶O,∶H (3)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＋ (4)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 (5)正　(6)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 13．已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳。某兴趣小组探究一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质是否为铁粉。 【查阅资料】 资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能； 资料二：四氧化三铁中铁元素有＋2价、＋3价两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化亚铁和铁粉中的一种或几种。 【进行实验】该兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验： 实验分组 实验方案 实验现象 甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引 乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色 丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象 (1)①甲实验现象说明黑色物质中没有______，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有________，推测生成的黑色物质应为四氧化三铁。 ②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 (2)同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。 【查阅资料】 资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示： 温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90 溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0 资料二：获得四氧化三铁的反应原理为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O ①溶解时，用50～80 ℃的热水目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 ③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是 ________________________________________________________________________。 ④要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为________________________________________________________________________。 ⑤副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→______→______→d。 a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水 解析：(2)④要使四氧化三铁的产率最高，题给流程中产生的氢氧化亚铁与氢氧化铁的物质的量之比应为1∶2，则Fe(OH)2与Fe(OH)3的质量比为45∶107；⑤硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大，可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到晶体，然后加热至晶体完全失去结晶水得到硫酸钠。 答案：(1)①FeO　Fe　②Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O　(2)①在50～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解更多的硫酸亚铁，提高产率　②2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4　③防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁　④45∶107　⑤c　a 学科网（北京）股份有限公司 $