第02讲 铁的化合物制备与实验探究（重难点训练）化学苏教版必修第二册

第02讲 铁的化合物制备与实验探究 建议时间：15分钟 突破一 制备氯化铁 1．(2026·江西“三新”协同教研共同体高一联考)铁及其化合物的转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．反应①中每消耗0.75NA个铁原子生成22.4LH2(标准状况) B．反应②所得溶液中的可以用酸性KMnO4溶液来检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应④迅速变成红褐色 D．反应⑤的离子方程式为OH-+H+ ==H2O 2．(2026·四川宜宾高一期末)有关铁及其化合物的部分转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．①可通过铁与少量Cl2加热实现 B．②可通过加入维生素C实现，说明维生素C的还原性大于FeCl2 C．③可通过铁与水在常温下反应实现 D．④中FeCl2和FeCl3的物质的量之比为2：1 3．(2026·广东深圳高一期末)某工厂的工业废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量Na+。工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，其流程如下图所示。下列叙述错误的是( ) A．进行“操作Ⅰ、Ⅱ”时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B．若“加入A”不足，将导致制备的FeSO4·7H2O晶体不纯 C．“加入过量D”时，固体B部分溶解同时有气体生成 D．“滤液C”和“滤液F”中的离子都只含有Fe2+、SO42-和Na+ 4．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程示意图如图： 下列叙述错误的是(　　) A．步骤①的稀盐酸不能换成稀硝酸 B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去 D．步骤⑤中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤 突破二 Fe2+、Fe3＋的检验 5．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( ) A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色 B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀 D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变 6．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。 实验操作 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴新制氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变血红色 下列分析不合理的是(　　) A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B．实验②与③可以调换顺序 C．溶液变血红色涉及的反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋ 7．证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　) A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显血红色 B．先滴加KSCN溶液，不显血红色，再滴加氯水后显血红色 C．先滴加KSCN溶液，不显血红色，再滴加KMnO4溶液后显血红色 D．只需滴加KSCN溶液 8．下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是( ) A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe3＋ B．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋ C．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最后呈红褐色 D．向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋ 突破三 Fe(OH)2的制备实验探究 9．(2026·宁夏吴忠高一期末)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( ) A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 10．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 11．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(　　) 12．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　) A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 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到试管内 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 13．如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是( ) A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 14．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　) A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑 B．实验开始时应先将活塞E关闭 C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中 D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色 15．某实验小组拟用药品铁粉、稀硫酸和氢氧化钠溶液设计如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是 A．装置甲放入药品铁粉、稀硫酸，装置乙盛放氢氧化钠溶液 B．装置甲中铁粉应略为过量，防止Fe2+被氧化 C．实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开 D．一段时间后，关闭弹簧夹K1和K2，在乙中生成白色絮状沉淀 突破四 铁及其化合物的相互转化 16．(2026·广东汕头高一期末)铁及其化合物在工农业生产中应用广泛，部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法错误的是( ) A．为红棕色，可用做红色涂料 B．在氧气和水的作用下可转化为 C．a与水在高温的条件下反应可生成和氢气 D．可用KSCN溶液鉴别、 17．(2026·贵州安顺高一期末)铁是目前产量最大、使用最广泛的金属，铁元素的某些存在形式与相应化合价关系如图。下列说法不正确的是( ) A．a在高温条件下能与水蒸气反应生成 B．常温下b、g均能与盐酸反应而不能与水反应 C．可用a除去c的溶液中混有的杂质f D．可存在a→f→e→d的转化 18．(2024·江苏省盐城市高一期中)“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是元素及其化合物的“价类”二维图。下列说法正确的是( ) A．a到b可以一步实现 B．实验室保存d的溶液可以加入少量铜粉 C．b为红褐色固体 D．d转化为c需要加入还原剂 19．(2025·浙江杭州学军中学高一期中)价类二维图在元素化合物学习和研究中具有广泛的应用价值，下图是铁元素的价类二维图，结合此图判断下列说法中不正确的是( ) A．a的单质某种存在状态可以与b的颜色相同 B．c在空气中能转化为f，转化过程中能看见灰绿色 C．b和e都属于碱性氧化物 D．若溶液中同时含有d和g，只加入KSCN溶液不能检验出g的存在 20．(2025·浙江省嘉兴市等3地高一期中)下图是元素的价类二维图，下列说法不正确的是( ) A．a在高温下与H2O反应不能生成或 B．在转化过程中，每步转化都存在物质颜色的变化 C．在的水溶液中反应生成 D．在空气中加热，能迅速被氧化成 21．(2024·江苏省省徐州市高一期末)如图为铁元素的价-类二维图，下列说法不正确的是( ) A．铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化① B．FeO是一种红棕色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化② C．由图可预测：高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性，可用于自来水消毒 D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③ 22．铁元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是( ) A．④可用作红色涂料 B．⑦的溶液可用于清洗青铜文物表面的锈迹 C．⑤被溶液中的氧气氧化为⑥的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3 D．③溶于过量稀硝酸的离子方程式为3Fe3O4+NO3-+28H+═9Fe3++NO↑+14H2O 23．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价类”二维图。下图是铁元素的“价类”二维图，下列说法正确的是(　　) A．常温下 Fe与水反应生成 Fe3O4 B．工业上用 CO 还原 Fe2O3炼铁，该反应属于置换反应 C．维生素C能将 Fe3+转化为 Fe2+，过程中维生素C做还原剂 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速转变为红褐色 24．如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 建议时间：20分钟 考向1 铁及其化合物的转化 1．(2025·江苏省泰州市高三模拟)铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是( ) A． B． C． D． 2．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( ) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋ 3．(2026·山东日照校际联合考试高一期中)NA为阿伏加德罗常数的值，关于下列转化关系的说法错误的是( ) A．反应①，每生成0.1 mol Cl2，转移的电子数为0.1NA B．反应②，与11.2 g铁完全反应的Cl2的分子数为0.3NA C．反应③，0.1 mol FeCl3参与反应，生成的Fe(OH)3胶体微粒数为0.1NA D．14.9 g NaClO和KCl的混合物中含有的氯原子数为0.2NA 4．(2026·天津河西高一期末)实验室以FeSO4废料(含少量CuSO4)为原料制备Na2FeO4的流程如下： 下列说法正确的是( ) A．“溶解”过程所使用的玻璃棒作用为“引流” B．“氧化1”的反应为2Fe2++H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O C．“沉铁”中X可选择过量的NaOH溶液以获得纯净的 Fe(OH)3 D．“氧化2”中参与反应的NaClO与 Fe(OH)3物质的量之比为2:3 5．(2026·甘肃庆阳高一期末)同学们用如图所示的实验装置(夹持装置省略)制备Fe(OH)2：先关闭K3，打开K1和K2，将装置N中的稀硫酸注入装置M中；一段时间后，调节K1、K2、K3的开关状态，将装置M中生成的溶液注入装置Q中。下列说法错误的是( ) A．将稀硫酸煮沸后冷却的目的是除去溶液中溶解的 B．“调节K1、K2、K3的开关状态”的操作为打开K1和K3，关闭K2 C．将装置M中生成的溶液注入装置Q中时，可观察到有白色絮状沉淀产生 D．实验结束后将装置Q中注射器的拉杆取下，可观察到白色絮状沉淀直接变为红褐色 6．硫酸亚铁晶体FeSO4·7H2O 在医药上作补血剂。工业上用废铁生产FeSO4·7H2O 的一种流程如下图所示： (1)步骤 I 中除铁和硫酸、铁锈和硫酸反应外， 还有一个反应的化学方程式为_______：步骤 I 加入稀硫酸的量不能过量的原因是_______；步骤 II 加入稀硫酸的目的是_______。 (2)证明步骤 (1)滤液中只含有Fe2+ 的方法： 取样， 先滴加 KSCN 溶液， 无明显现象， 再滴加_______； 该过程的现象为：_______。 (3)步骤 III 从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体 (FeSO4·7H2O) 的实验操作为_______、_______、过滤、冰水洗涤、烘干。烘干操作需在低温条件下进行， 原因是_______。 (4)取27.8gFeSO4·7H2O隔绝空气加热至不同温度， 剩余固体的质量变化如下图所示。 分析数据， 写出 残留物的化学式_______； 时固体物质发生反应的化学方程式是_______，做出这一判断的依据是_______。 7．(2026·浙江强基联盟高一联考)氢氧化亚铁极易被氧化，某兴趣小组用如下装置制备氢氧化亚铁并检验其性质。实验过程如下： (1)先关闭K2，打开K1和 ，此处生成的氢气的作用一是排除装置中的空气，二是 。 (2)一段时间后，将A中溶液压入B中，生成氢氧化亚铁沉淀。打开K5，装置B中的化学方程式为 。 (3)另一小组设计了如下简易装置制备氢氧化亚铁。 ①在做该实验之前，对FeSO4溶液应如何简单处理？ 。 ②关于该实验，下列说法正确的是 (填标号)。 A．做实验时不要用手直接接触钠，而要用镊子取        B．钠投入苯中沉入试管底部 C．钠在溶液分界处上下跳动且产生气泡                D．反应中先生成白色沉淀，立即转化为灰绿色 ③该过程发生的总反应离子方程式为 。 (4)上图中的苯，下列物质可以替换的是 (填序号)。(已知钠的密度是0.97g·cm-3) 序号 物质 密度(g·cm-3) 在水中溶解度(20℃) ① 植物油 约0.91~0.93 几乎不溶 ② 乙醇 约0.789 任意比互溶 ③ 汽油 约0.70~0.78 几乎不溶 ④ 四氯化碳 1.594 极微溶 8．(2026·广东广州高一期末)纳米级Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。纳米级Fe3O4以下两种不同的制备方法。 已知：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 请回答下列问题： Ⅰ.共沉淀法 (1)溶液A在保存时容易变质，可用 试剂检验其是否变质；为防止其变质，保存时会在溶液中加入少量铁粉，原因是 (用离子方程式表示)。 (2)取少量滤液进行焰色试验，火焰呈 色。 (3)写出该方法制备Fe3O4的离子方程式 。 (4)从Fe3O4的组成分析，理论上 n(FeSO4·7H2O)： n(FeCl3·6H2O)的投料比应为 ，实际生产中投料比应 (填“大于”“小于”或“等于”)理论值。 Ⅱ.CO还原法 (5)写出第2步反应的化学方程式 ，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 建议时间：10分钟 1．(2021·江苏卷，4)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( ) A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂 B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水 2．(2023•江苏卷，11)室温下，探究0.1mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( ) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2+否水解 向2 mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 3．(2021•广东选择性考试)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( ) A．可与反应生成 B．既可被氧化，也可被还原 C．可将加入浓碱液中制得的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 4．(2025•河南卷，4)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是( ) A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 5．(2019·浙江4月卷，28)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________________________。 9 / 9 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 铁的化合物制备与实验探究 建议时间：15分钟 突破一 制备氯化铁 1．(2026·江西“三新”协同教研共同体高一联考)铁及其化合物的转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．反应①中每消耗0.75NA个铁原子生成22.4LH2(标准状况) B．反应②所得溶液中的可以用酸性KMnO4溶液来检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应④迅速变成红褐色 D．反应⑤的离子方程式为OH-+H+ ==H2O 【答案】A 【解析】铁与水蒸气高温下反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，标准状况下，每生成22.4LH2，即1molH2，需要消耗0.75 mol Fe，即0.75NA个Fe原子，故A项正确；Fe2+和Cl-都能被酸性KMnO4 溶液氧化，使其紫色褪去，故不能用酸性KMnO4 溶液检验反应②所得溶液中的Fe2+，故B项错误；反应③中得到的沉淀氢氧化亚铁在空气中会发生反应④被氧气氧化，迅速变成灰绿色，一段时间后才最终变为红褐色，故C项错误；反应⑤的离子方程式为Fe(OH)3+3H+ ==Fe3+ +3H2O ，其中Fe(OH)3是弱碱，不能拆成离子形式，故D项错误；选A。 2．(2026·四川宜宾高一期末)有关铁及其化合物的部分转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．①可通过铁与少量Cl2加热实现 B．②可通过加入维生素C实现，说明维生素C的还原性大于FeCl2 C．③可通过铁与水在常温下反应实现 D．④中FeCl2和FeCl3的物质的量之比为2：1 【答案】B 【解析】根据反应①，Fe需要转化为FeCl2，Cl2是强氧化剂，Fe与Cl2反应无论量多少，均生成FeCl3，而不是FeCl2，A错误；反应②中将Fe3+还原为Fe2+，可通过加入维生素C实现，说明维生素C具有还原性，根据氧化还原反应规律，还原剂的还原性应大于还原产物。因此维生素C的还原性大于FeCl2，B正确；Fe在常温下与水不反应，只有在高温下才能和水蒸气反应生成Fe3O4，C错误；反应④是FeCl2和FeCl3在NaOH溶液中反应生成Fe3O4。Fe3O4可看作FeO·Fe2O3，其中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:2，因此FeCl2和FeCl3的物质的量之比应为1:2，D错误；故选B。 3．(2026·广东深圳高一期末)某工厂的工业废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量Na+。工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，其流程如下图所示。下列叙述错误的是( ) A．进行“操作Ⅰ、Ⅱ”时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B．若“加入A”不足，将导致制备的FeSO4·7H2O晶体不纯 C．“加入过量D”时，固体B部分溶解同时有气体生成 D．“滤液C”和“滤液F”中的离子都只含有Fe2+、SO42-和Na+ 【答案】D 【解析】往工业废水中加入过量的A(铁粉)，铁粉会与Cu2反应生成 Cu 和Fe2+，与 Fe3+反应生成Fe2+，则固体B是过量的铁粉和生成的铜，滤液C含Fe2+、SO42-、Na+，加入过量D(稀硫酸)，铁粉与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，而铜不反应，操作II为过滤，固体E是铜，滤液F含Fe2+、SO42-、Na+、H+，滤液C和 F合并，经蒸发浓缩、冷却结晶得到FeSO4·7H2O。操作I、II均为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，A项正确；若加入A(铁粉)不足，溶液中仍有Cu2、Fe3+，会导致制备的FeSO4·7H2O晶体不纯，B项正确；加入过量D(稀硫酸)时，固体B中的铁粉与稀硫酸反应，会有气体H2生成，且部分固体溶解，C项正确；滤液F中含Fe2+、SO42-、Na+、H+，并非只含Fe2+、SO42-和Na+，D项错误；故选D。 4．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程示意图如图： 下列叙述错误的是(　　) A．步骤①的稀盐酸不能换成稀硝酸 B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去 D．步骤⑤中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤 【答案】C 【解析】步骤①的稀盐酸和铁反应生成的氯化亚铁，换成过量稀硝酸时，步骤②中过量的稀硝酸还会与铁反应生成Fe3＋，A正确；铁泥与稀盐酸反应得到的滤液A中含有Fe2＋和Fe3＋，加入铁粉还原铁离子：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2悬浊液(浊液C)，向浊液C中加入双氧水，双氧水将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，为防止滤液B中Fe2＋在步骤⑤中被H2O2氧化，步骤④中反应完成后需除去剩余H2O2，C错误；步骤⑤将Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥等操作，D正确。 突破二 Fe2+、Fe3＋的检验 5．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( ) A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色 B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀 D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变 【答案】B 【解析】A项，先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误； B项，KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，故B正确；C项，溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；D项，溶液中若含有Cu+，也有该现象，故D错误；故选B。 6．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。 实验操作 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴新制氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变血红色 下列分析不合理的是(　　) A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B．实验②与③可以调换顺序 C．溶液变血红色涉及的反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋ 【答案】B 【解析】向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变血红色，无法检验Fe2＋，B错误；滴入新制氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应的离子方程式可知氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。 7．证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　) A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显血红色 B．先滴加KSCN溶液，不显血红色，再滴加氯水后显血红色 C．先滴加KSCN溶液，不显血红色，再滴加KMnO4溶液后显血红色 D．只需滴加KSCN溶液 【答案】B 【解析】先滴加KSCN溶液，不显血红色，说明溶液中不含Fe3＋，再滴加氯水后显血红色，说明有Fe2＋被氧化成Fe3＋而使溶液呈血红色，B符合；因KMnO4溶液呈紫红色，会干扰对血红色现象的观察，C不符合；只需滴加KSCN溶液只能用于检验Fe3＋，D不符合。 8．下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是( ) A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe3＋ B．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋ C．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最后呈红褐色 D．向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋ 【答案】C 【解析】向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，说明溶液中一定含有Fe2＋，故A项错误；在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3＋，但不能确定是否含有Fe2＋，故B项错误；若溶液中只含有Fe2＋，Fe2＋与OH－反应生成具有还原性的Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C项正确；向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中含有Fe2＋，但不能说明无Fe3＋，故D项错误。 突破三 Fe(OH)2的制备实验探究 9．(2026·宁夏吴忠高一期末)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( ) A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 【答案】B 【解析】①稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁，生成的氢气排出空气，胶头滴管伸入FeSO4溶液液面下挤出NaOH溶液，生成的Fe(OH)2不容易被氧化成Fe(OH)3，能较长时间观察到白色沉淀，故①正确；②在空气中滴加NaOH溶液，容易带入氧气，生成的Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3，不能较长时间观察到白色沉淀，故②错误；③密度：植物油＜水，植物油在上层，隔绝空气，胶头滴管伸入FeSO4溶液液面下挤出NaOH溶液，生成的Fe(OH)2不容易被氧化成Fe(OH)3，能较长时间观察到白色沉淀，故③正确；故选B。 10．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气的进入，能较长时间看到白色沉淀，故选B。 11．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(　　) 【答案】D 【解析】B项中CCl4的密度比水大，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。 12．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　) A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 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到试管内 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 【答案】C 【解析】FeCl2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，确保在无氧的环境里生成Fe(OH)2，故A正确；在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气而溶有氧气，故C错误；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，故D正确。 13．如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是( ) A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【答案】C 【解析】溶液中会溶解少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；铁和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2，H2能排尽装置内的空气，故B正确；关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；氢氧化亚铁具有还原性，能够被氧气氧化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。 14．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　) A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑 B．实验开始时应先将活塞E关闭 C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中 D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色 【答案】B 【解析】B中盛有一定量的NaOH溶液，A中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，关闭E时，A中的H2将FeSO4溶液压入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2白色沉淀，A、C正确；实验开始时应先将活塞E打开，用氢气排尽装置中的空气，B错误；取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色，D正确。 15．某实验小组拟用药品铁粉、稀硫酸和氢氧化钠溶液设计如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是 A．装置甲放入药品铁粉、稀硫酸，装置乙盛放氢氧化钠溶液 B．装置甲中铁粉应略为过量，防止Fe2+被氧化 C．实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开 D．一段时间后，关闭弹簧夹K1和K2，在乙中生成白色絮状沉淀 【答案】D 【解析】用右图装置制备氢氧化亚铁，甲中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集K2处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭K1，利用生成的氢气在装置甲中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置乙的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。A项，甲中药品为：铁粉和稀硫酸，乙中为氢氧化钠溶液，A正确；B项，装置甲中铁粉路过量，防止被氧化，B正确；C项，实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，待装置中的空气排尽后，关闭K1，C正确；D项，一段时间后生成的氢气使甲中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入乙中，反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，关闭弹簧夹K1，但不能关闭弹簧夹K2，防止装置内压强过大发生爆炸，D错误；故选D。 突破四 铁及其化合物的相互转化 16．(2026·广东汕头高一期末)铁及其化合物在工农业生产中应用广泛，部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法错误的是( ) A．为红棕色，可用做红色涂料 B．在氧气和水的作用下可转化为 C．a与水在高温的条件下反应可生成和氢气 D．可用KSCN溶液鉴别、 【答案】C 【解析】根据价类二维图，a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)2，e为Fe(OH)3，f为FeCl2，g为FeCl3。Fe2O3是红棕色氧化物，常用作红色涂料，A项正确；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，B项正确；铁单质和水在高温下反应生成Fe3O4和H2，而不是Fe(OH)3，C项错误；KSCN溶液可与Fe3+结合形成红色配合物，现象是溶液变红，可用于检验鉴别Fe2+和Fe3+，D项正确；故选C。 17．(2026·贵州安顺高一期末)铁是目前产量最大、使用最广泛的金属，铁元素的某些存在形式与相应化合价关系如图。下列说法不正确的是( ) A．a在高温条件下能与水蒸气反应生成 B．常温下b、g均能与盐酸反应而不能与水反应 C．可用a除去c的溶液中混有的杂质f D．可存在a→f→e→d的转化 【答案】C 【解析】根据已知信息推测a、b、c、d、e、f、g分别为Fe、Fe2O3、Fe3+盐、Fe(OH)3、Fe(OH)2、、Fe2+盐、FeO。Fe在高温条件下能与水蒸气反应生成Fe3O4 和H2，A项正确；Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，FeO与盐酸反应生成氯化亚铁和水，Fe2O3和FeO和水均不反应，B项正确；a为Fe，c为Fe3+盐，f为Fe2+盐。根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+，向c的溶液中加入a，会消耗c生成f，无法除去杂质f，反而会引入更多杂质，C项错误；Fe和盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和氢氧化钠反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被O2氧化成Fe(OH)3，D项正确；故选C。 18．(2024·江苏省盐城市高一期中)“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是元素及其化合物的“价类”二维图。下列说法正确的是( ) A．a到b可以一步实现 B．实验室保存d的溶液可以加入少量铜粉 C．b为红褐色固体 D．d转化为c需要加入还原剂 【答案】C 【解析】由“价类”二维图可知，a为Fe2O3、b为Fe(OH)3、c为Fe3+、d为Fe2+。A项，Fe2O3不能一步转化为Fe(OH)3，A错误；B项，实验室保存d的溶液可以加入少量铁粉，防止Fe2+被氧化，B错误；C项，Fe(OH)3为红褐色固体，C正确；D项，Fe2+转化为Fe3+过程中，Fe元素化合价上升，需要加入氧化剂，D错误；故选C。 19．(2025·浙江杭州学军中学高一期中)价类二维图在元素化合物学习和研究中具有广泛的应用价值，下图是铁元素的价类二维图，结合此图判断下列说法中不正确的是( ) A．a的单质某种存在状态可以与b的颜色相同 B．c在空气中能转化为f，转化过程中能看见灰绿色 C．b和e都属于碱性氧化物 D．若溶液中同时含有d和g，只加入KSCN溶液不能检验出g的存在 【答案】D 【解析】根据铁元素的价类二维图可知，a为Fe、b为FeO、c为Fe(OH)2、d为亚铁盐、e为Fe2O3、f为Fe(OH)3、g为铁盐。A．FeO为黑色固体，Fe单质在铁粉状态下为黑色固体，两者颜色可以相同，A正确；B．氢氧化亚铁为白色沉淀，氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化生成氢氧化铁，转化过程为白色沉淀转化为灰绿色，最终变为红褐色，B正确；C．FeO和Fe2O3都能与酸反应生成对应的盐和水，均属于碱性氧化物，C正确；D．若溶液中同时存在亚铁盐和铁盐，只加入KSCN溶液，只要溶液变血红色，就说明溶液中存在铁盐，能检验出铁盐的存在，D错误；故选D。 20．(2025·浙江省嘉兴市等3地高一期中)下图是元素的价类二维图，下列说法不正确的是( ) A．a在高温下与H2O反应不能生成或 B．在转化过程中，每步转化都存在物质颜色的变化 C．在的水溶液中反应生成 D．在空气中加热，能迅速被氧化成 【答案】D 【解析】a：Fe元素化合价为0，是单质，即Fe。b：Fe元素化合价为+2价的氧化物，是FeO。c：Fe元素化合价为+2价的氯化物，是FeCl2。d：Fe元素化合价为+2价的碱，是Fe(OH)2。e：Fe元素化合价为+3价的碱，是Fe(OH)3。f：Fe元素化合价为+3价的氯化物，是FeCl3。g：Fe元素化合价为+3价的氧化物，是Fe2O3 。A．a(Fe)在高温下与H2O(g)反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 ，Fe3O4中Fe元素有+2价和+3价，不会生成+2价的碱d(Fe(OH)2)或+3价的碱e(Fe(OH)3)，A正确；B．b(FeO，黑色)→c(FeCl2，浅绿色溶液) ，c(FeCl2，浅绿色溶液)→d(Fe(OH)2，白色沉淀) ，d(Fe(OH)2，白色沉淀)→e(Fe(OH)3，红褐色沉淀) ，每步转化都存在物质颜色的变化 ，B正确；C．a(Fe)与f(FeCl3)溶液发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2，生成c(FeCl2)，C正确；D．在空气中加热b(FeO) ，FeO不稳定，在空气中加热时会被氧化，先生成四氧化三铁，四氧化三铁被进一步氧化生成氧化铁，不会迅速被氧化为氧化铁，D错误；故选D。 21．(2024·江苏省省徐州市高一期末)如图为铁元素的价-类二维图，下列说法不正确的是( ) A．铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化① B．FeO是一种红棕色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化② C．由图可预测：高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性，可用于自来水消毒 D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③ 【答案】B 【解析】A项，铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A正确；B项，FeO为黑色固体，故B错误；C项，高铁酸盐(FeO42-)中铁元素处于高价态，具有强氧化性，可用于自来水消毒，故C正确；D项，加热Fe(OH)3发生分解反应生成氧化铁和水，实现转化⑥；加盐酸，盐酸和氢氧化铁生成氯化铁和水，可实现转化③，故D正确；故选B。 22．铁元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是( ) A．④可用作红色涂料 B．⑦的溶液可用于清洗青铜文物表面的锈迹 C．⑤被溶液中的氧气氧化为⑥的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3 D．③溶于过量稀硝酸的离子方程式为3Fe3O4+NO3-+28H+═9Fe3++NO↑+14H2O 【答案】B 【解析】铁元素的价类二维图分析可知，①为Fe，②为FeO，③为Fe3O4，④为Fe2O3，⑤为Fe(OH)2，⑥为Fe(OH)3，⑦为Fe3+的盐，⑧为Fe2+的盐。A项，氧化铁为红色固体，可用作红色涂料，故A正确；B项，Fe3+的溶液和铜反应，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，不可用于清洗青铜文物表面的锈迹，故B错误；C项，氢氧化亚铁被溶液中的氧气氧化，白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色，生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3，故C正确；D项，Fe3O4溶于过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平写出，反应的离子方程式为：3Fe3O4+NO3-+28H+═9Fe3++NO↑+14H2O，故D正确；故选B。 23．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价类”二维图。下图是铁元素的“价类”二维图，下列说法正确的是(　　) A．常温下 Fe与水反应生成 Fe3O4 B．工业上用 CO 还原 Fe2O3炼铁，该反应属于置换反应 C．维生素C能将 Fe3+转化为 Fe2+，过程中维生素C做还原剂 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速转变为红褐色 【答案】C 【解析】A项，Fe与水在高温条件下才反应生成Fe3O4，故A错误；B项，CO和Fe2O3均为化合物，不符合置换反应的形式，故B错误；C项，Fe3+转化为 Fe2+，Fe元素化合价降低被还原，说明维生素C做还原剂，故C正确；D项，Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速转变为灰绿色，最终变成红褐色，故D错误；故选C。 24．如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 【答案】D 【解析】铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；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，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转化③，故C错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成Fe(OH)3胶体。 建议时间：20分钟 考向1 铁及其化合物的转化 1．(2025·江苏省泰州市高三模拟)铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A项，Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A不正确；B项，I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2+和I-都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确；C项，FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C不正确；D项，Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2+氧化为Fe3+，D不正确；故选B。 2．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( ) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋ 【答案】A 【解析】B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使黑色固体中有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NO(H＋)具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中无Fe2＋而存在Fe3＋，也有此现象，错误。 3．(2026·山东日照校际联合考试高一期中)NA为阿伏加德罗常数的值，关于下列转化关系的说法错误的是( ) A．反应①，每生成0.1 mol Cl2，转移的电子数为0.1NA B．反应②，与11.2 g铁完全反应的Cl2的分子数为0.3NA C．反应③，0.1 mol FeCl3参与反应，生成的Fe(OH)3胶体微粒数为0.1NA D．14.9 g NaClO和KCl的混合物中含有的氯原子数为0.2NA 【答案】C 【解析】次氯酸钠和浓盐酸反应生成氯气，铁在氯气中燃烧生成氯化铁，将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中，继续加热至液体变为红褐色，得到氢氧化铁胶体。反应①的化学方程式：NaClO+2HCl(浓)NaCl+Cl2↑+H2O，ClO-中的Cl(+1价)和HCl中的Cl(-1价)反应生成Cl2(0价)，每生成1 mol Cl2，转移1 mol电子，则每生成0.1 mol Cl2，转移0.1 mol电子，即电子数为0.1NA，A项正确；反应②为2Fe+3Cl22FeCl3，11.2 g铁的物质的量为，完全反应需要Cl2的物质的量为0.3 mol，分子数为0.3NA，B项正确；Fe(OH)3胶体中的胶体微粒是多个Fe(OH)3分子的聚集体，所以0.1 mol FeCl3参与反应，生成的胶体微粒数小于0.1NA，C项错误；NaClO和KCl的摩尔质量均为74.5 g∙mol-1，14.9 g混合物的物质的量为，而1个NaClO和1个KCl均只含1个氯原子，则14.9 g NaClO和KCl的混合物中氯原子的物质的量为0.2 mol，个数为0.2NA，D项正确；故选C。 4．(2026·天津河西高一期末)实验室以FeSO4废料(含少量CuSO4)为原料制备Na2FeO4的流程如下： 下列说法正确的是( ) A．“溶解”过程所使用的玻璃棒作用为“引流” B．“氧化1”的反应为2Fe2++H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O C．“沉铁”中X可选择过量的NaOH溶液以获得纯净的 Fe(OH)3 D．“氧化2”中参与反应的NaClO与 Fe(OH)3物质的量之比为2:3 【答案】B 【解析】原料溶解后氧化加入稀硫酸和H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，加入X调节pH值使Fe3+沉淀为Fe(OH)3，滤液中含有CuSO4，为了不引入杂质，X可以是CuO或Cu(OH)2，Fe(OH)3用NaClO在NaOH碱性条件下氧化为Na2FeO4。“溶解”过程所使用的玻璃棒的作用为搅拌，A项错误；根据分析，在酸性环境中，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，过氧化氢作氧化剂，过氧化氢被还原生成水，B项正确；若加入过量的NaOH溶液，不仅Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，原料中含有的Cu2+也会生成Cu(OH)2沉淀，导致无法获得纯净的Fe(OH)3，C项错误；Fe(OH)3用NaClO在NaOH碱性条件下氧化为Na2FeO4，反应的化学方程式为： 3NaClO+2 Fe(OH)3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，NaClO与 Fe(OH)3物质的量之比为3:2，D项错误；故选B。 5．(2026·甘肃庆阳高一期末)同学们用如图所示的实验装置(夹持装置省略)制备Fe(OH)2：先关闭K3，打开K1和K2，将装置N中的稀硫酸注入装置M中；一段时间后，调节K1、K2、K3的开关状态，将装置M中生成的溶液注入装置Q中。下列说法错误的是( ) A．将稀硫酸煮沸后冷却的目的是除去溶液中溶解的 B．“调节K1、K2、K3的开关状态”的操作为打开K1和K3，关闭K2 C．将装置M中生成的溶液注入装置Q中时，可观察到有白色絮状沉淀产生 D．实验结束后将装置Q中注射器的拉杆取下，可观察到白色絮状沉淀直接变为红褐色 【答案】D 【解析】关闭K3，打开K1、K2，将装置N中煮沸除氧后的稀硫酸注入装置M，与M中的铁片反应，铁片与稀硫酸反应：Fe +H2SO4 == FeSO4+H2↑，同时生成的H2会排出装置内的空气，避免后续生成的 Fe(OH)2被氧化；调节开关：打开K1、K3，关闭K2，装置M内的H2持续产生，使内部压强增大，将生成的FeSO4溶液压入装置Q，与其中的NaOH溶液发生反应：FeCl2+2NaOH= Fe(OH)2↓+2NaCl ，此时装置内无氧气，可观察到白色的 Fe(OH)2絮状沉淀。煮沸稀硫酸可除去溶液中溶解的氧气，防止生成的 Fe(OH)2被氧化，A说法正确；打开K1和K3、关闭K2时，装置M中生成的H2会使内部压强增大，从而将FeSO4溶液压入装置Q，该操作合理，B说法正确；FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成 Fe(OH)2，其为白色絮状沉淀，C说法正确；实验结束后取下装置Q注射器的拉杆，空气进入装置，但 Fe(OH)2变为红褐色 Fe(OH)3是逐渐氧化的过程，并非直接变为，D说法错误；故选D。 6．硫酸亚铁晶体FeSO4·7H2O 在医药上作补血剂。工业上用废铁生产FeSO4·7H2O 的一种流程如下图所示： (1)步骤 I 中除铁和硫酸、铁锈和硫酸反应外， 还有一个反应的化学方程式为_______：步骤 I 加入稀硫酸的量不能过量的原因是_______；步骤 II 加入稀硫酸的目的是_______。 (2)证明步骤 (1)滤液中只含有Fe2+ 的方法： 取样， 先滴加 KSCN 溶液， 无明显现象， 再滴加_______； 该过程的现象为：_______。 (3)步骤 III 从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体 (FeSO4·7H2O) 的实验操作为_______、_______、过滤、冰水洗涤、烘干。烘干操作需在低温条件下进行， 原因是_______。 (4)取27.8gFeSO4·7H2O隔绝空气加热至不同温度， 剩余固体的质量变化如下图所示。 分析数据， 写出 残留物的化学式_______； 时固体物质发生反应的化学方程式是_______，做出这一判断的依据是_______。 【答案】(1) Fe+Fe2(SO4)3=3 FeSO4      确保生成物全部都是硫酸亚铁；     防止亚铁离子水解； (2)  氯水；     溶液变成血红色； (3) 蒸发浓缩；     冷却结晶     防止FeSO4·7H2O分解失去部分结晶水 (4)  FeSO4·H2O     2 FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑     FeSO4·7H2O为0.1mol，加热分解到C点后质量不再变化，C为铁的氧化物。剩余固体是8g，铁元素的质量为5.6g，则氧元素的质量为2.4g，可得出氧化物中铁和氧原子个数比为2：3，故为Fe2O3。根据氧化还原反应规律推断铁元素化合价升高，必有元素化合价降低，则有生成SO2，由质量守恒定律得出化学反应为：2 FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【解析】根据题中信息知废铁中含有铁、铁锈和不溶性杂质。步骤I加稀硫酸，铁和铁锈与硫酸，生成的硫酸铁也会和铁反应生成硫酸亚铁，过滤后可除去不溶性杂质；在步骤II加稀硫酸是为了抑制亚铁离子水解，得到的硫酸亚铁溶液经过步骤III：蒸发浓缩、冷却结晶可得到FeSO4·7H2O晶体(1)铁锈与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁能够继续与铁反应生成硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+Fe2(SO4)3=3 FeSO4；在步骤I加稀硫酸不能过量，是为了确保生成物全部是硫酸亚铁，得到的产物更纯净，不用后续除杂；在步骤II加稀硫酸是为了抑制亚铁离子水解，防止得到的晶体中有杂质；(2)检验亚铁离子，先加KSCN溶液无现象，再加氯水将亚铁离子氧化成铁离子，若出现血红色，则有亚铁离子。故加入的试剂为氯水，现象为溶液变成血红色；(3)要得到带结晶水的晶体，通常采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。硫酸亚铁溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶可得到FeSO4·7H2O晶体；FeSO4·7H2O受热易失去结晶水，因此低温烘干是为了防止FeSO4·7H2O晶体失去结晶水；(4)27.8g FeSO4·7H2O的物质的量为0.1mol，结晶水完全失去时剩下固体的质量为：，由图可知B()完全失去结晶水，成分为FeSO4，对比B()和A()点，两者质量差为，即A比B多一个结晶水，A点成分为：FeSO4·H2O；自始至终，铁元素质量守恒，FeSO4·7H2O为0.1mol，加热分解到C()点后质量不再变化，C点成分为铁的氧化物。剩余固体是8g，铁元素的质量为5.6g，则氧元素的质量为2.4g，可得出氧化物中铁和氧原子个数比为2：3，故为Fe2O3。根据氧化还原反应规律推断铁元素化合价升高，必有元素化合价降低，则有生成SO2，由质量守恒定律得出化学反应为：2 FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 7．(2026·浙江强基联盟高一联考)氢氧化亚铁极易被氧化，某兴趣小组用如下装置制备氢氧化亚铁并检验其性质。实验过程如下： (1)先关闭K2，打开K1和 ，此处生成的氢气的作用一是排除装置中的空气，二是 。 (2)一段时间后，将A中溶液压入B中，生成氢氧化亚铁沉淀。打开K5，装置B中的化学方程式为 。 (3)另一小组设计了如下简易装置制备氢氧化亚铁。 ①在做该实验之前，对FeSO4溶液应如何简单处理？ 。 ②关于该实验，下列说法正确的是 (填标号)。 A．做实验时不要用手直接接触钠，而要用镊子取        B．钠投入苯中沉入试管底部 C．钠在溶液分界处上下跳动且产生气泡                D．反应中先生成白色沉淀，立即转化为灰绿色 ③该过程发生的总反应离子方程式为 。 (4)上图中的苯，下列物质可以替换的是 (填序号)。(已知钠的密度是0.97g·cm-3) 序号 物质 密度(g·cm-3) 在水中溶解度(20℃) ① 植物油 约0.91~0.93 几乎不溶 ② 乙醇 约0.789 任意比互溶 ③ 汽油 约0.70~0.78 几乎不溶 ④ 四氯化碳 1.594 极微溶 【答案】(1)K3、K4 利用产生的氢气将生成的 FeSO4溶液压入装置B中 (2)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 (3) 加热溶液，除去溶解在水中的O2 AC 2Na+Fe2++2H2O=Fe(OH)2↓+H2↑+2Na+ (4)①③ 【解析】该实验围绕 “易被氧化的氢氧化亚铁的制备与性质检验” 展开，通过两套装置实现：第一套装置中，先利用稀硫酸与铁片反应生成的H2排尽装置空气，再借助H2的压强将 FeSO4溶液压入NaOH溶液中制得Fe(OH)2，随后通入O2 观察其被氧化为Fe(OH)3的过程；第二套简易装置则通过加热 FeSO4溶液除溶解氧、加苯隔绝空气，利用钠与水反应生成的NaOH与 FeSO4反应制备Fe(OH)2。两套装置的核心设计思路均是避免Fe(OH)2与O2 接触，以成功制备并验证其易被氧化的性质。 (1)先关闭K2，打开K1和K3、K4 ；氢气的作用一是排除装置中的空气，防止Fe(OH)2被氧化，二是利用产生的氢气将生成的 FeSO4溶液压入装置 B 中； (2)打开K5后，O2 进入 B 中，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，化学方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3； (3)①在做该实验之前，加热 FeSO4溶液，除去溶解在水中的O2 ，避免O2 氧化Fe2+；②手中含有水分会与钠反应，因此需用镊子取用，A正确；钠密度比苯大，会沉于苯的底部，浮于 FeSO4溶液的表面，B错误；钠与水反应生成H2，推动钠在苯与 FeSO4溶液分界处跳动，同时生成Fe(OH)2，C正确；该实验中隔绝了氧气，Fe(OH)2不会迅速被氧化，不会立即转化为灰绿色，D错误；故选AC； ③该过程中，钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与Fe2+生成Fe(OH)2，离子方程式为：2Na+Fe2++2H2O=Fe(OH)2↓+H2↑+2Na+； (4)苯在实验中的作用是隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧化，因此替代试剂需满足两个条件：密度比水小：能浮在 FeSO4溶液上层，起到隔绝空气的作用；与水不互溶：不会与溶液混合，保证隔绝效果，且密度要小于钠，因此：①植物油：密度约0.91~0.93g·cm-3，小于水的密度1g·cm-3，且几乎不溶于水，符合条件；②乙醇：能与水任意比互溶，无法隔绝空气，不符合条件；③汽油：密度约0.70~0.78g·cm-3，小于水的密度1g·cm-3，且几乎不溶于水，符合条件；④四氯化碳：密度1.594g·cm-3，大于水的密度1g·cm-3，会沉入溶液底部，无法隔绝上层空气，不符合条件；因此，能替代苯的物质是①③，故答案为：①③。 8．(2026·广东广州高一期末)纳米级Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。纳米级Fe3O4以下两种不同的制备方法。 已知：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 请回答下列问题： Ⅰ.共沉淀法 (1)溶液A在保存时容易变质，可用 试剂检验其是否变质；为防止其变质，保存时会在溶液中加入少量铁粉，原因是 (用离子方程式表示)。 (2)取少量滤液进行焰色试验，火焰呈 色。 (3)写出该方法制备Fe3O4的离子方程式 。 (4)从Fe3O4的组成分析，理论上 n(FeSO4·7H2O)： n(FeCl3·6H2O)的投料比应为 ，实际生产中投料比应 (填“大于”“小于”或“等于”)理论值。 Ⅱ.CO还原法 (5)写出第2步反应的化学方程式 ，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 【答案】(1)KSCN 2Fe3++Fe=3Fe2+ (2)黄色 (3)2Fe3+ +Fe2+ +8OH-=Fe3O4 +4H2O (4) 1:2 大于 (5)6FeOOH +CO=2Fe3O4 +CO2+3H2O 2:1 【解析】Ⅰ流程中溶液A为硫酸亚铁溶液，溶液B为氯化铁溶液，在氢氧化钠溶液80℃左右反应生成Fe3O4和氯化钠溶液，Fe3O4沉淀洗涤、干燥得到纳米级Fe3O4。 (1)亚铁离子容易氧化成铁离子，可以用KSCN试剂检验铁离子，若溶液变红色说明溶液A变质，反之则无；保存时会在溶液中加入少量铁粉防止其变质，原因是2Fe3++Fe=3Fe2+ 。 (2)由分析得，滤液为氯化钠溶液，取少量滤液进行焰色试验，火焰呈黄色。 (3)由分析得， Fe2+、Fe3+在碱性条件下生成Fe3O4，其离子方程式为2Fe3+ +Fe2+ +8OH-=Fe3O4 +4H2O 。 (4)Fe3O4可用FeO·Fe2O3的形式表示，，即理论上 n(FeSO4·7H2O)： n(FeCl3·6H2O)的投料比应为1:2；反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子，因此实际生产中投料比应大于理论值。 (5)由图可得，第2步为6FeOOH与CO反应，6FeOOH +CO=2Fe3O4 +CO2+3H2O ；由化学方程式得，氧化剂为6FeOOH，还原剂为CO，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1。 建议时间：10分钟 1．(2021·江苏卷，4)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( ) A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂 B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水 【答案】B 【解析】A项，因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确；B项，纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误；C项，FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确；D项，聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确；故选B。 2．(2023•江苏卷，11)室温下，探究0.1mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( ) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2+否水解 向2 mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 【答案】B 【解析】A项，检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误；B项，向2 mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；C项，Fe2+发生水解反应Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+使溶液显酸性，应向2 mLFeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D项，向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，若产生气泡有可能是Fe3+的催化作用，D错误。故选B。 3．(2021•广东选择性考试)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( ) A．可与反应生成 B．既可被氧化，也可被还原 C．可将加入浓碱液中制得的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 【答案】C 【解析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。A项，Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；B项，Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；C项，Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；D项，b→c→d→e→b转化如FeCl2 Fe(OH)2Fe(OH)3 FeCl3FeCl2，故D不选；故选C。 4．(2025•河南卷，4)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是( ) A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C．R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 【答案】C 【解析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素，根据固体颜色可知X是FeS2，Y是Fe2O3，溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+，Q是FeS。【解析】A项，Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；B项，含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液颜色发生变化，B正确；C项，FeS可溶于酸，所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行，C错误；D项，在加热条件下Fe和S化合生成FeS，D正确；故选C。 5．(2019·浙江4月卷，28)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________________________。 【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 【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溶液挤出，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。 9 / 9 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $