第3讲 铁的单质、氧化物和氢氧化物【大单元精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●知识清单（新高考通）

该高中化学讲义聚焦铁的单质、氧化物和氢氧化物，覆盖高考核心考点，包括化学性质、制备转化、价态分析及实验探究、化工流程综合应用。知识点按“性质-反应-应用”逻辑架构，通过核心梳理、考点突破、限时训练环节，帮助学生系统构建知识网络，突破氧化还原及实验现象分析难点。 资料突出科学思维与科学探究，设计氢氧化亚铁防氧化制备实验分析、铁氧化物组成计算等专题，结合分层练习与真题演练。如通过CO还原氧化物计算实例培养定量分析能力，助力学生高效掌握价态转化规律，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

大单元三 第一单元 金属及其化合物 第3讲　铁的单质、氧化物和氢氧化物 【高考考向预测】 铁单质、氧化物与氢氧化物着重考查铁的化学性质，三种铁的氧化物组成、价态差异及反应特性，氢氧化亚铁、氢氧化铁的制备、性质与转化，常结合氧化还原、离子反应、实验探究、化工流程综合出题；近三年在各类题型中频繁出现，考频极高；预测2027年侧重氢氧化亚铁防氧化制备实验、铁的变价反应分析，结合工业除铁、废液处理情境，强化价态转化判断与实验现象分析。 【核心梳理●明考点】 考点一　铁及其氧化物 1.铁的概述 (1)存在：含量在地壳中居第四位，主要以化合态的形式存在。自然界中游离态的铁存在于陨铁中。 (2)周期表中的位置：基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2，位于第四周期第Ⅷ族。 (3)主要价态：+2、+3 2.铁单质 (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 铁比较活泼,还原性较强,失去电子后生成+2价或+3价铁的化合物。 (3)按要求完成方程式或实验现象 ①Fe与非金属单质的反应 氧气 4Fe+3O2+2xH2O===2(Fe2O3·xH2O)(现象:在潮湿的空气中生锈,生成红棕色固体);3Fe+2O2Fe3O4(现象:火星四射、生成黑色固体) 氯气 方程式:2Fe+3Cl22FeCl3(现象:产生棕褐色烟),不论Fe多少,产物都是FeCl3 碘 Fe+I2FeI2 硫 Fe+SFeS(现象:生成黑色固体) ②与H2O(g)反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 ③与酸反应 与H+反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 与稀硝酸反应 HNO3过量 Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O HNO3少量 3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O 与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下钝化,加热时分别有SO2、NO2生成 ④与盐(Cu2+、Fe3+)反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2Fe3+===3Fe2+。 3.铁的氧化物 (1)铁氧化物的物理性质 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 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的价态 +2价 +3价 +2价、+3价 (2)铁氧化物的化学性质 ①FeO、Fe2O3都是碱性氧化物,能与强酸(如稀硫酸等)发生反应,离子方程式分别为FeO+2H+===Fe2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。 ②高温下,铁的氧化物能被C、CO、、Al等还原剂还原为单质铁,试写出CO、Al分别与Fe2O3反应的化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 【考点突破●明方向】 1.下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A.常温下,过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2 B.加热时,过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C.高温下,铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D.高温下,铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 2.铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4,下列有关说法正确的是(　　) A.FeO在空气中加热只转化为Fe2O3 B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物 C.热稳定性:Fe2O3<Fe3O4 D.Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 3.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。 (1)加热湿棉花的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)B处酒精灯上网罩的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  实验开始时,应先点燃　　　　(填“A”或“B”)处酒精灯,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  4.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:　　　　。  5.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+,则该样品的化学式可能为　　　　。  确定铁的氧化物组成的常用方法 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)。 考点二　铁的氢氧化物及制法 1.Fe(OH)3和Fe(OH)2的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+ ===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 受热分解 - 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 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.铁的氢氧化物制备 实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示: (1)图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成,反应的离子方程式是Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。 (2)图乙实验中先观察到有白色沉淀生成,离子方程式:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色);在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。 (3)实验室中制备Fe(OH)2的条件:新制的亚铁盐,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。 【考点突破●明方向】 1.一种制备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 2.乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe易溶于水(其水溶液易被氧化),不溶于乙醇,是一种很好的补铁剂,可由FeCO3与乳酸反应制得。 Ⅰ.制备碳酸亚铁: 实验室经常采用如图所示的装置制备FeCO3(电磁搅拌器及夹持装置略): 实验步骤: 第1步:组装仪器:①　　　　,加入试剂;  第2步:控制盛放稀盐酸的分液漏斗的活塞制取二氧化碳,排尽装置内的空气; 第3步:一段时间后,至装置C中溶液pH为7时启动电磁搅拌器并控制盛放FeSO4溶液的分液漏斗的活塞,滴加一定量0.8 mol·L-1的FeSO4溶液,产生白色沉淀; 第4步:抽滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。 (1)装置B中盛放试剂a的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  ①中应填入的实验操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)装置C中最后一步反应得到FeCO3的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.制备乳酸亚铁: (3)将制得的FeCO3加到乳酸溶液中,再加入少量铁粉,在75 ℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸,冷却,加入乙醇,过滤,再洗涤和干燥,得到产品。 ①加入少量铁粉的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②加入乙醇的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2025·浙江·高考真题）下列含铁化合物的制备方案正确的是选项 选项 目标产物 制备方案 A 溶液通足量后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B 红热的铁粉与水蒸气反应 C 在干燥的气流中脱水 D 溶液中滴加煮沸过的溶液，在空气中过滤 A．A B．B C．C D．D 2．（2026·北京·模拟预测）将钢铁部件发蓝处理，可在表面形成致密的氧化膜以减缓腐蚀。工业上常用高温水蒸气或碱性溶液将铁氧化。某发蓝工艺中铁的转化关系如下图，过程Ⅰ、Ⅱ中均产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 下列说法正确的是 A．利用高温水蒸气进行发蓝处理的化学方程式为 B．可用硫酸铜溶液浸泡法检验膜层致密性，检验原理为 C．过程Ⅰ中进一步升高温度或增大溶液浓度，均有利于发蓝处理 D．过程Ⅱ中反应的离子方程式为 3．（2026·福建三明·模拟预测）以铬铁矿[主要成分为]为原料制备金属铬的工艺流程如图。下列说法错误的是 A．“焙烧”产生的气体主要为 B．“浸取”过程中可将Fe元素除去 C．流程中Cr元素一直被还原 D．“冶炼”过程中放出大量热 4．（2026·四川·模拟预测）磷酸铁是制造磷酸铁锂电池的重要原料。一种以硫铁矿烧渣(主要成分为，还含有少量的)为原料制备磷酸铁的流程如下： 已知：常温下，，。下列说法错误的是 A．“焙烧”需在惰性气氛中进行 B．“浸渣”的主要成分是 C．“除杂”后的滤液中 D．“沉铁”过程中加入“氨水”的目的是生成 5．（2026·河南开封·模拟预测）一种从富铁渣(主要含，还含少量杂质元素)中提取铁制备高纯度磷酸铁的工艺如图所示。已知Fe3+与低浓度优先形成，高浓度易形成配位化合物。下列叙述正确的是 A．酸溶过程引入其他酸提高，可以生成更多的 B．溶解过程主要是中的P原子提供孤电子对 C．加水稀释可使Fe3+与的配位化合物转化为 D．滤液1、滤渣和滤液2都可直接返回酸溶步骤循环使用 6．（2026·江西宜春·模拟预测）下列实验装置或操作正确且能达到实验目的的是 实验装置或操作 实验目的 A．用标准溶液测定某醋酸溶液的浓度 B．制备并长时间观察其颜色 实验装置或操作 实验目的 C．获得粉末 D．分离乙酸和乙酸乙酯的混合物 A．A B．B C．C D．D 7．（2026·甘肃金昌·三模）化学反应常伴随颜色、沉淀等变化。下列化学反应的相关解释正确的是 选项 颜色变化 解释 A 将灼热的铁丝插入盛有氯气的集气瓶中，冒出红棕色烟 B 露置在空气中会迅速由白色变为灰绿色，最后变为红褐色 C 溶液中滴加KSCN溶液立即变红色 D 溶液中滴加几滴HI溶液变紫色 A．A B．B C．C D．D 8．（2026·陕西西安·一模）铁及其化合物存在如图所示的转化关系(略去部分参与反应的物质和反应条件)，下列叙述错误的是 A．得到固体a的同时，还有产生 B．得到固体b的过程中能观察到的现象有白色沉淀变灰绿色 C．得到溶液c的过程中发生化合反应 D．控制溶液c的pH，可使其具有净水作用 9．（2026·安徽淮南·一模）铁及其化合物的部分转化关系如图所示。设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84 g铁生成44.8 L氢气 B．反应②所得溶液中是否含，可用酸性溶液检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应： D．溶液与足量热水反应制得的氢氧化铁胶体粒子数为 10．（2026·黑龙江吉林·模拟预测）某铁矿石A的主要成分是，还含少量的、，某工厂欲利用此矿石回收单质铜和制备绿矾，其工艺流程如图所示。已知：和CuO均不与NaOH溶液反应，下列说法正确的是 A．操作1为过滤，固体G为混合物 B．少量试剂E与溶液D发生反应的离子方程式为 C．溶液D中含有的金属阳离子只有和 D．检验溶液F中金属阳离子的试剂为KSCN溶液 11．（2026·新疆乌鲁木齐·三模）高铁酸钾（）是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学学习小组用如下方法制备高铁酸钾，并处理污水。下列说法错误的是 A．反应①的离子方程式： B．反应③的离子方程式： C．相同温度下，溶解度： D．处理污水时，不仅能杀菌消毒，还能生成胶体，吸附水中悬浮杂质 二、填空题 12．（2024·河南·模拟预测）铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题。 (1)从物质类别和元素价态角度分析，下列说法错误的是_______(填选项字母)。 A．高温下，与水蒸气反应生成 B．在潮湿空气中放置一段时间，会转化为 C．可以向溶液中放入少量粉，以防止溶液变质 D．胶体可以用滤纸过滤分离出纳米颗粒 (2)利用溶液和覆铜板制作图案：取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有溶液的烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ①该过程发生反应的离子方程式为_______。 ②检验反应后溶液中生成的化学试剂为_______(填化学式)。 (3)工业上常利用溶液浸取黄铁矿制备绿矾，浸取过程中，黄铁矿中的硫元素最终以形式进入溶液中，则该反应中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为_______。 (4)高铁酸钠是一种新型污水处理剂。以次氯酸钠和氯化铁为原料，在溶液中反应可制备高铁酸钠。 ①写出制备高铁酸钠的离子方程式：_______。 ②若反应过程中转移了电子，则还原产物的物质的量为_______。 (5)某小组在探究氯水与溶液反应生成的实验中，加入检验时，观察到溶液先变红，片刻红色褪去。将褪色后的溶液均分成两份，向其中一份褪色后的溶液中滴加溶液，无明显现象。向另一份褪色后的溶液中滴加溶液，又观察到溶液先变红，片刻红色褪去的现象，继续滴加溶液至过量，最终溶液变为红色。则开始时红色褪去的原因是_______。 三、解答题 13．（2025·江苏徐州·模拟预测）配合物乙二胺四乙酸铁钠(简写为NaFeY)可以添加到酱油中作为铁强化剂，一种制备晶体步骤如下： 步骤I：将溶液与溶液混合，充分反应，制备悬浊液。 步骤II：向悬浊液中加入溶液，过滤，洗涤，干燥，制备高活性。 步骤III：将高活性溶于乙二胺四乙酸二钠()溶液中制备。 (1)步骤I中：将溶液与溶液混合的加料方式为___________。 (2)步骤II中： ①制备高活性的化学方程式为___________。 ②若向溶液中先加入溶液充分反应，再加入溶液，此方法制备高活性的缺点是___________。 ③溶液与溶液反应可生成多核阳离子，结构如图-1所示，请在图-1中填写和的位置___________。 (3)步骤III中：其他条件不变，的产率随溶液pH变化关系如图-2所示，时，随pH降低产率减小的可能原因是___________。 (4)补充完整步骤III的实验方案：向250 mL烧杯中加入适量蒸馏水，___________，得高纯。［已知：乙二胺四乙酸(简写为)是一种四元弱酸。溶解度与温度关系如图-3所示。实验中须使用的试剂：NaOH固体，固体，95％乙醇溶液］ 14．（2025·广东汕头·一模）氢氧化亚铁在工业上是一种重要的除氧剂、水处理剂。 (1)向试管中加入的新制溶液，滴加的溶液，生成白色沉淀，涉及的离子反应方程式为___________。白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，此时___________元素被氧化。 i．灰绿色沉淀的研究 (2)查阅资料得知，为层状结构(如右下图)，当部分被氧化为时，层状结构不被破坏，生成(1)中灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有等阴离子，化学式可表示为，设计如下流程进行检验： 流程中试剂A为___________(填化学式)，经实验测定，则___________。 (3)查阅资料得知：绿锈无法稳定存在于高浓度碱性溶液中，Fe(OH)3某些性质类似Al(OH)3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在。某同学拟用不同浓度溶液与反应，利用性质，减少灰绿色沉淀生成。实验方案为：取3支试管分别加入固体，再加入不同浓度的溶液。实验结果如下： 沉淀颜色 2 0.1 灰绿色 8 0.1 出现白色，灰绿色极少生成 27.3(饱和) 0.1 明显白色，灰绿色几乎不出现 结合合适的化学用语，试分析浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是___________。 ii．氢氧化亚铁白色沉淀制备研究 (4)甲同学猜测常温下可以利用与的双水解反应产生白色沉淀。该离子反应为。乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁，该反应的离子方程式为___________。 请通过计算这两个反应的平衡常数来分析说明哪种猜测更合理___________(填“甲”或“乙”)，其原因是___________。 (已知的分别为和，溶于水的以形式存在) 15．（2026·河北沧州·三模）钛因具有优异的性能而得到广泛应用。我国钛铁矿储量居世界前列。一种以钛铁矿为原料(主要成分为，含少量、、等)制备钛和补血剂乳酸亚铁[]的工艺流程如下： 已知：①“酸浸”后钛元素主要以形式存在，可水解； ②常温下，，的，。 回答下列问题： (1)基态铁和钛原子的未成对电子数之比为________。 (2)“酸浸”生成的滤渣主要成分是________(填化学式)。 (3)加入固体“沉铁”需调节溶液的，不能过高或过低的原因是________；控制温度低于35℃的主要原因是________。若保持，当时，溶液的约为________。 (4)由生成乳酸亚铁的化学方程式为________。 (5)“热解”时反应的离子方程式为________，通入热水的作用是________。 16．（2026·江苏·二模）磁性纳米材料在磁分离、污水降解等领域应用广泛。实验室采用共沉淀法制备纳米材料，并对其应用进行探究，回答下列问题： I．制备纳米，实验装置如图-1所示。 实验步骤如下： a．一定条件下，先将和配制成澄清混合溶液，置于三颈烧瓶A中，加入少量表面活性剂(能吸附在纳米粒子表面)并向装置中通入； b．打开电磁搅拌水浴加热器，向混合溶液中滴加一定浓度的氨水，溶液中逐渐出现黑色物质； c．充分反应后，从混合体系中分离出纳米粒子，并反复洗涤，干燥后得到磁性纳米粒子。 (1)生成纳米粒子的离子方程式为___________。 (2)补充配制约50 mL澄清混合溶液的过程：将称量好的氯化亚铁和氯化铁晶体共同置于烧杯中，___________。(须选择的试剂：无氧蒸馏水、浓盐酸) (3)制备纳米常加入表面活性剂的原因主要是___________。 (4)分离出纳米粒子不能采用过滤，理由是___________；分离出纳米粒子的简单方法是___________。 II．纳米的应用。纳米Fe和均可用于除去酸性废水中，纳米Fe除Cr(VI)的反应过程如图-2所示。 (5)纳米能除去的原因是___________。 (6)纳米Fe和协同除Cr(VI)部分原理如图-3所示，实验表明，协同除Cr(VI)效果显著优于的原因可能是___________。 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元三 第一单元 金属及其化合物 第3讲　铁的单质、氧化物和氢氧化物 【高考考向预测】 铁单质、氧化物与氢氧化物着重考查铁的化学性质，三种铁的氧化物组成、价态差异及反应特性，氢氧化亚铁、氢氧化铁的制备、性质与转化，常结合氧化还原、离子反应、实验探究、化工流程综合出题；近三年在各类题型中频繁出现，考频极高；预测2027年侧重氢氧化亚铁防氧化制备实验、铁的变价反应分析，结合工业除铁、废液处理情境，强化价态转化判断与实验现象分析。 【核心梳理●明考点】 考点一　铁及其氧化物 1.铁的概述 (1)存在：含量在地壳中居第四位，主要以化合态的形式存在。自然界中游离态的铁存在于陨铁中。 (2)周期表中的位置：基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2，位于第四周期第Ⅷ族。 (3)主要价态：+2、+3 2.铁单质 (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 铁比较活泼,还原性较强,失去电子后生成+2价或+3价铁的化合物。 (3)按要求完成方程式或实验现象 ①Fe与非金属单质的反应 氧气 4Fe+3O2+2xH2O===2(Fe2O3·xH2O)(现象:在潮湿的空气中生锈,生成红棕色固体);3Fe+2O2Fe3O4(现象:火星四射、生成黑色固体) 氯气 方程式:2Fe+3Cl22FeCl3(现象:产生棕褐色烟),不论Fe多少,产物都是FeCl3 碘 Fe+I2FeI2 硫 Fe+SFeS(现象:生成黑色固体) ②与H2O(g)反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 ③与酸反应 与H+反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 与稀硝酸反应 HNO3过量 Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O HNO3少量 3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O 与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下钝化,加热时分别有SO2、NO2生成 ④与盐(Cu2+、Fe3+)反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2Fe3+===3Fe2+。 3.铁的氧化物 (1)铁氧化物的物理性质 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 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的价态 +2价 +3价 +2价、+3价 (2)铁氧化物的化学性质 ①FeO、Fe2O3都是碱性氧化物,能与强酸(如稀硫酸等)发生反应,离子方程式分别为FeO+2H+===Fe2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。 ②高温下,铁的氧化物能被C、CO、、Al等还原剂还原为单质铁,试写出CO、Al分别与Fe2O3反应的化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 【考点突破●明方向】 1.下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A.常温下,过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2 B.加热时,过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C.高温下,铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D.高温下,铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 【答案】C 【解析】常温下,Fe在浓硝酸中钝化,无法持续反应,A错误;氯气的氧化性较强,无论Fe是否过量,Fe与氯气在加热条件下反应都只生成FeCl3,B错误;高温条件下,Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2,C正确;Fe的活动性不如Al,故铁不能从氧化铝中置换出Al单质,D错误。 2.铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4,下列有关说法正确的是(　　) A.FeO在空气中加热只转化为Fe2O3 B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物 C.热稳定性:Fe2O3<Fe3O4 D.Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 【答案】C 【解析】A.FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4,A错误;B.Fe3O4是一种纯净物,其化合价是一种复合化合价,B错误;C.在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4,说明Fe3O4热稳定性强,C正确;D.Fe3O4与稀硝酸反应,Fe2+能被稀硝酸氧化为Fe3+,离子方程式为3Fe3O4+28H++N===9Fe3++14H2O+NO↑,D错误。 3.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。 (1)加热湿棉花的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)B处酒精灯上网罩的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  实验开始时,应先点燃　　　　(填“A”或“B”)处酒精灯,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【答案】(1)提供水蒸气,使之与还原铁粉在高温下发生反应 (2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (3)集中火焰,产生高温　A　用水蒸气排尽装置中的空气 (4)为了产生气泡,便于点燃验证产物中的气体 4.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:　　　　。  【答案】FeO 【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,增加的氧元素为0.04 mol,质量为0.04 mol×16 g·mol-1=0.64 g,即铁的氧化物中氧元素的质量为0.64 g,铁元素的质量为2.88 g-0.64 g=2.24 g,铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为∶0.04 mol=1∶1,则这种铁的氧化物的化学式为FeO。 5.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+,则该样品的化学式可能为　　　　。  【答案】Fe5O7 【解析】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 mol∶0.2 mol=1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。 确定铁的氧化物组成的常用方法 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)。 考点二　铁的氢氧化物及制法 1.Fe(OH)3和Fe(OH)2的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+ ===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 受热分解 - 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 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.铁的氢氧化物制备 实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示: (1)图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成,反应的离子方程式是Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。 (2)图乙实验中先观察到有白色沉淀生成,离子方程式:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色);在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。 (3)实验室中制备Fe(OH)2的条件:新制的亚铁盐,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。 【考点突破●明方向】 1.一种制备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 【答案】D 【解析】A.FeSO4易水解,为防止FeSO4水解,配制FeSO4溶液时需加入硫酸,故A正确;B.实验时先注入稀硫酸,等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;C.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;D.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。 2.乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe易溶于水(其水溶液易被氧化),不溶于乙醇,是一种很好的补铁剂,可由FeCO3与乳酸反应制得。 Ⅰ.制备碳酸亚铁: 实验室经常采用如图所示的装置制备FeCO3(电磁搅拌器及夹持装置略): 实验步骤: 第1步:组装仪器:①　　　　,加入试剂;  第2步:控制盛放稀盐酸的分液漏斗的活塞制取二氧化碳,排尽装置内的空气; 第3步:一段时间后,至装置C中溶液pH为7时启动电磁搅拌器并控制盛放FeSO4溶液的分液漏斗的活塞,滴加一定量0.8 mol·L-1的FeSO4溶液,产生白色沉淀; 第4步:抽滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。 (1)装置B中盛放试剂a的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  ①中应填入的实验操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)装置C中最后一步反应得到FeCO3的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.制备乳酸亚铁: (3)将制得的FeCO3加到乳酸溶液中,再加入少量铁粉,在75 ℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸,冷却,加入乙醇,过滤,再洗涤和干燥,得到产品。 ①加入少量铁粉的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②加入乙醇的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【答案】(1)除去二氧化碳中混有的氯化氢　检查装置气密性 (2)Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O (3)防止亚铁离子被氧化　降低乳酸亚铁的溶解度 【解析】(1)盐酸具有挥发性,B中应盛放饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢;该实验需制备二氧化碳气体,故组装仪器后,需检查装置气密性。(2)二氧化碳与碳酸钠反应生成NaHCO3,最后碳酸氢钠与亚铁反应生成FeCO3。(3)加入乙醇可降低乳酸亚铁的溶解度,析出晶体,过滤可得乳酸亚铁晶体。 本讲感悟 疑点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  盲点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2025·浙江·高考真题）下列含铁化合物的制备方案正确的是选项 选项 目标产物 制备方案 A 溶液通足量后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B 红热的铁粉与水蒸气反应 C 在干燥的气流中脱水 D 溶液中滴加煮沸过的溶液，在空气中过滤 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．溶液通足量后，得到FeCl3溶液，若通过加热蒸发浓缩会促进Fe3+水解且水解生成的HCl挥发，导致生成，无法得到，A错误； B．红热的铁粉与水蒸气反应会生成Fe3O4，得不到，B错误； C．Fe2+在水溶液中会水解生成HCl且易被空气中的氧气氧化，则让在干燥的气流中脱水可以得到，C正确； D．溶液中滴加煮沸过的溶液，在空气中过滤，生成的易被氧化为，D错误； 故选C。 2．（2026·北京·模拟预测）将钢铁部件发蓝处理，可在表面形成致密的氧化膜以减缓腐蚀。工业上常用高温水蒸气或碱性溶液将铁氧化。某发蓝工艺中铁的转化关系如下图，过程Ⅰ、Ⅱ中均产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 下列说法正确的是 A．利用高温水蒸气进行发蓝处理的化学方程式为 B．可用硫酸铜溶液浸泡法检验膜层致密性，检验原理为 C．过程Ⅰ中进一步升高温度或增大溶液浓度，均有利于发蓝处理 D．过程Ⅱ中反应的离子方程式为 【答案】D 【分析】铁与溶液NaNO2、NaOH溶液在120℃生成Na2FeO2，Na2FeO2与NaNO2溶液、NaOH溶液在140℃生成Na2Fe2O4，Na2FeO2与Na2Fe2O4反应生成，据此分析； 【详解】A．利用高温水蒸气进行发蓝处理生成，化学方程式为，A错误； B．若“发蓝”失败，铁暴露会与CuSO4反应析出Cu，检验原理为，成功则无反应，B错误； C．升高温度，NaNO2受热易分解，反而降低氧化效率，不利于发蓝；增大NaNO2浓度，NaNO2浓度过高会导致Fe过度腐蚀，膜层疏松不致密，同样不利于发蓝处理，C错误； D．过程Ⅱ中Na2FeO2与NaNO2溶液、NaOH溶液在140℃生成Na2Fe2O4，NaNO2作氧化剂，Na2FeO2作还原剂，产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明还生成了氨气，反应的离子方程式为，D正确； 故选D。 3．（2026·福建三明·模拟预测）以铬铁矿[主要成分为]为原料制备金属铬的工艺流程如图。下列说法错误的是 A．“焙烧”产生的气体主要为 B．“浸取”过程中可将Fe元素除去 C．流程中Cr元素一直被还原 D．“冶炼”过程中放出大量热 【答案】C 【分析】 铬铁矿，主要成分为， 加入无水 和 进行高温焙烧生成，同时将氧化为，生成。 固体混合物含、， 加水溶解，易溶于水，进入溶液，不溶于水，作为滤渣除去。 向滤液中加入 溶液，具有还原性，会将还原，生成沉淀， 将沉淀高温煅烧生成。利用铝的强还原性，在高温下和反应置换出金属铬。 【详解】A． 在焙烧过程中，碳酸钠（）与矿石反应释放出二氧化碳（），“焙烧”产生的气体主要为，A正确； B．经过焙烧后，铁元素转化为了氧化铁（）。氧化铁是不溶于水的碱性氧化物。而铬元素转化为了铬酸钠（），它是易溶于水的盐。因此，通过加水浸取并过滤，铁元素留在滤渣中被除去，铬元素进入滤液，B正确； C．原料中，Cr 为+3价，焙烧后生成，Cr 从+3价上升到+6价，这一步是氧化过程；加入溶液后生成沉淀，Cr 从+6价下降到+3价，这一步是还原过程；沉淀煅烧生成，Cr 仍为+3价，无氧化还原变化；冶炼生成单质，Cr 从+3价下降到0价，这一步是还原过程，C错误； D． “冶炼”步骤使用的是铝粉还原氧化铬，即铝热反应。铝热反应的特征就是反应剧烈并放出巨大的热量，足以使生成的金属熔化，D正确； 故选C。 4．（2026·四川·模拟预测）磷酸铁是制造磷酸铁锂电池的重要原料。一种以硫铁矿烧渣(主要成分为，还含有少量的)为原料制备磷酸铁的流程如下： 已知：常温下，，。下列说法错误的是 A．“焙烧”需在惰性气氛中进行 B．“浸渣”的主要成分是 C．“除杂”后的滤液中 D．“沉铁”过程中加入“氨水”的目的是生成 【答案】D 【分析】焙烧：利用炭黑的还原性，将原料中的高价铁（如、）还原为低价铁（主要是或单质Fe）。    酸浸：铁的氧化物与稀硫酸反应生成硫酸亚铁（）溶液。浸渣主要是（二氧化硅），滤液含有、、以及过量的。 除杂：加入NaF（氟化钠），和与反应生成难溶的氟化物沉淀（、）。滤液主要含有（硫酸亚铁）。 沉铁：加入磷酸氢铵（）、氨水（），并通入（氧气）。将亚铁离子（）转化为磷酸铁（）沉淀。后续：经过过滤、洗涤、干燥等“一系列操作”，最终得到产品。 【详解】A．焙烧时加入炭黑作为还原剂，若不在惰性气氛中，炭黑会与空气中的氧气反应，无法还原铁的氧化物，同时也可防止生成的亚铁被氧化，因此需在惰性气氛中进行，A正确； B．酸浸时加入稀硫酸，不与稀硫酸反应，其余金属氧化物均与稀硫酸反应溶解，因此浸渣主要成分为，B正确； C．除杂后溶液中浓度相同，，C正确； D．沉铁的目标产物是，加入氨水的目的是调节溶液pH，中和反应生成的，促进与结合生成沉淀，不是生成，D错误；　 故选D。 5．（2026·河南开封·模拟预测）一种从富铁渣(主要含，还含少量杂质元素)中提取铁制备高纯度磷酸铁的工艺如图所示。已知Fe3+与低浓度优先形成，高浓度易形成配位化合物。下列叙述正确的是 A．酸溶过程引入其他酸提高，可以生成更多的 B．溶解过程主要是中的P原子提供孤电子对 C．加水稀释可使Fe3+与的配位化合物转化为 D．滤液1、滤渣和滤液2都可直接返回酸溶步骤循环使用 【答案】C 【分析】富铁渣与低浓度磷酸反应，溶解生成，同时可能有少量杂质离子进入溶液。过滤后得到滤液1（含、、等）和滤渣（未溶解的杂质），向滤液1中加入高浓度磷酸，与高浓度形成配位化合物，过滤后得到滤渣（可能为未反应的杂质或副产物）和滤液（含的配位化合物)，向滤液中加水稀释，使与的配位化合物转化为沉淀，同时得到滤液2（主要为溶液），最终产物为。 【详解】A．提高会使转化为等，减小，的生成量减少，且其他酸可能是还原性酸，不能生成更多的，A错误； B．溶解过程使用高浓度磷酸，在高浓度中存在配位反应，中的P原子无孤电子对()，是中的O原子提供孤电子对形成配位键，B错误； C．加水稀释，浓度降低，更容易形成，所以加水稀释可使与的配位化合物转化为，C正确； D．滤液、滤渣中含有杂质元素，直接循环会降低产品纯度，滤液需净化除杂后才能返回酸溶步骤，D错误。 故选C。 6．（2026·江西宜春·模拟预测）下列实验装置或操作正确且能达到实验目的的是 实验装置或操作 实验目的 A．用标准溶液测定某醋酸溶液的浓度 B．制备并长时间观察其颜色 实验装置或操作 实验目的 C．获得粉末 D．分离乙酸和乙酸乙酯的混合物 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．NaOH为碱性溶液，使用碱式滴定管盛放符合要求；NaOH滴定醋酸时，滴定终点生成强碱弱酸盐醋酸钠，溶液呈碱性，选择酚酞作指示剂合理，装置操作正确，能达到实验目的，A正确； B．易被空气中的氧气氧化，制备时必须将胶头滴管伸入溶液液面以下，且要隔绝空气防止氧化；该操作中滴管在液面上方，生成的会迅速被氧化，无法长时间观察其颜色，不能达到目的，B错误； C．加热固体失去结晶水应使用坩埚，不能直接干烧烧杯；且易被氧化，易水解，直接加热绿矾无法得到纯净的粉末，不能达到目的，C错误； D．乙酸和乙酸乙酯互溶，二者均为液体，过滤是分离固体和液体的操作，无法分离该混合物，操作错误，不能达到目的，D错误； 故选A。 7．（2026·甘肃金昌·三模）化学反应常伴随颜色、沉淀等变化。下列化学反应的相关解释正确的是 选项 颜色变化 解释 A 将灼热的铁丝插入盛有氯气的集气瓶中，冒出红棕色烟 B 露置在空气中会迅速由白色变为灰绿色，最后变为红褐色 C 溶液中滴加KSCN溶液立即变红色 D 溶液中滴加几滴HI溶液变紫色 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氯气为强氧化剂，铁在氯气中燃烧产物为氯化铁，化学方程式为：，A错误； B．在空气中会迅速被氧气氧化成，化学方程式为，B正确； C．铁离子与硫氰根离子反应生成可溶于水的络合物，且为可逆反应，离子方程式为，C错误； D．在酸性条件下硝酸根的氧化性强于Fe3+，故酸性条件下硝酸根先氧化碘离子，离子方程式为，D错误； 故选B。 8．（2026·陕西西安·一模）铁及其化合物存在如图所示的转化关系(略去部分参与反应的物质和反应条件)，下列叙述错误的是 A．得到固体a的同时，还有产生 B．得到固体b的过程中能观察到的现象有白色沉淀变灰绿色 C．得到溶液c的过程中发生化合反应 D．控制溶液c的pH，可使其具有净水作用 【答案】C 【分析】硫酸亚铁高温隔绝氧气分解生成红棕色氧化铁，铁元素化合价升高，则硫元素化合价会得到二氧化硫；硫酸亚铁溶液和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁迅速被空气中氧气氧化为氢氧化铁，能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；亚铁离子能被氯水中氯气氧化为铁离子得到黄色溶液； 【详解】A．红棕色固体为，隔绝空气高温得到，根据化合价有升有降，还有产生，A正确；    B．硫酸亚铁溶液和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁迅速被空气中氧气氧化为氢氧化铁，能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，B正确； C．亚铁离子能被氯水中氯气氧化为铁离子得到黄色溶液，反应为，该反应不是化合反应，C错误； D．在一定pH下水解生成胶体，具有吸附性，可净水，D正确； 故选C。 9．（2026·安徽淮南·一模）铁及其化合物的部分转化关系如图所示。设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84 g铁生成44.8 L氢气 B．反应②所得溶液中是否含，可用酸性溶液检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应： D．溶液与足量热水反应制得的氢氧化铁胶体粒子数为 【答案】C 【分析】该转化关系展示了铁及其化合物的一系列反应：①在高温下与水蒸气反应生成和；②与盐酸反应生成和；③与碱溶液反应生成白色沉淀；④在空气中被氧气氧化为红褐色沉淀；⑤与盐酸反应生成。整个流程体现了铁从0价到+2、+3价的氧化还原转化，以及氢氧化物的生成与氧化过程。 【详解】A．反应①的化学方程式为，84 g Fe的物质的量为，根据方程式，1.5 mol Fe完全反应生成2 mol ，但未指明条件，无法确定氢气体积，A错误； B．反应②所得溶液中的溶质主要是，同时可能有过量的。酸性溶液具有强氧化性，不仅能氧化，也能氧化，导致溶液褪色，无法确定是否为所致，因此不能用酸性溶液检验，B错误； C．具有强还原性，在空气中易被氧气氧化，反应的化学方程式为：，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，C正确； D．氢氧化铁胶体粒子是多个的聚集体，因此1 mL 0.1 mol/L 溶液与足量热水反应制得的氢氧化铁胶体粒子数远小于，D错误； 故答案选C。 10．（2026·黑龙江吉林·模拟预测）某铁矿石A的主要成分是，还含少量的、，某工厂欲利用此矿石回收单质铜和制备绿矾，其工艺流程如图所示。已知：和CuO均不与NaOH溶液反应，下列说法正确的是 A．操作1为过滤，固体G为混合物 B．少量试剂E与溶液D发生反应的离子方程式为 C．溶液D中含有的金属阳离子只有和 D．检验溶液F中金属阳离子的试剂为KSCN溶液 【答案】A 【分析】 铁矿石A（主要成分是，还含少量的、，）加溶液，（两性氧化物）和反应，过滤（操作1）后，溶液C为含的溶液，固体B为、；固体B加硫酸溶解，反应生成、，反应生成，得到溶液D；加入过量铁粉（试剂E）置换Cu、还原，过滤后，固体G为生成的Cu和过量的Fe，溶液F为溶液；固体G加硫酸溶解过量Fe，过滤得到单质Cu，所得溶液仍为，合并制备绿矾。 【详解】A．操作1用于分离固体和液体，为过滤；固体G含Cu和过量的Fe，属于混合物，A正确； B．溶液D中含，Fe优先和反应（），再和反应，离子方程式不止有题干给出的这一个，B错误； C．和硫酸反应生成和，因此溶液D中还含有，C错误； D．溶液F中金属阳离子为，溶液用于检验，不能检验，D错误； 故选A。 11．（2026·新疆乌鲁木齐·三模）高铁酸钾（）是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学学习小组用如下方法制备高铁酸钾，并处理污水。下列说法错误的是 A．反应①的离子方程式： B．反应③的离子方程式： C．相同温度下，溶解度： D．处理污水时，不仅能杀菌消毒，还能生成胶体，吸附水中悬浮杂质 【答案】B 【详解】A．Fe3+与发生双水解反应，生成Fe(OH)3沉淀和CO2，离子方程式中电荷、原子均守恒，A正确； B．该反应为氧化还原反应，根据电子守恒：1个Fe从+3价升高到+6价，失3e⁻；1个Cl从+1价降低到−1价，得2e⁻，因此Fe(OH)3与ClO−的系数比应为2:3，正确的离子方程式为：，B错误； C．反应④中，溶液中加入饱和KOH，能析出固体，说明相同温度下溶解度：<，C正确； D．具有强氧化性，可杀菌消毒；其还原产物Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮杂质，D正确； 故选B。 二、填空题 12．（2024·河南·模拟预测）铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题。 (1)从物质类别和元素价态角度分析，下列说法错误的是_______(填选项字母)。 A．高温下，与水蒸气反应生成 B．在潮湿空气中放置一段时间，会转化为 C．可以向溶液中放入少量粉，以防止溶液变质 D．胶体可以用滤纸过滤分离出纳米颗粒 (2)利用溶液和覆铜板制作图案：取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有溶液的烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ①该过程发生反应的离子方程式为_______。 ②检验反应后溶液中生成的化学试剂为_______(填化学式)。 (3)工业上常利用溶液浸取黄铁矿制备绿矾，浸取过程中，黄铁矿中的硫元素最终以形式进入溶液中，则该反应中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为_______。 (4)高铁酸钠是一种新型污水处理剂。以次氯酸钠和氯化铁为原料，在溶液中反应可制备高铁酸钠。 ①写出制备高铁酸钠的离子方程式：_______。 ②若反应过程中转移了电子，则还原产物的物质的量为_______。 (5)某小组在探究氯水与溶液反应生成的实验中，加入检验时，观察到溶液先变红，片刻红色褪去。将褪色后的溶液均分成两份，向其中一份褪色后的溶液中滴加溶液，无明显现象。向另一份褪色后的溶液中滴加溶液，又观察到溶液先变红，片刻红色褪去的现象，继续滴加溶液至过量，最终溶液变为红色。则开始时红色褪去的原因是_______。 【答案】(1)AD (2) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ K3[Fe(CN)6] (3)7:1 (4) 2Fe3++3ClO-+10OH-=2Fe+3Cl-+5H2O 0.45 (5)SCN-[或 Fe(SCN)3]被氧化 【详解】（1）高温下，Fe与水蒸气反应生成的是 Fe3O4，A错误 ； Fe(OH)2在潮湿空气中放置一段时间，会转化为Fe(OH)3，发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，B正确； 可以向 FeCl2溶液中放入少量 Fe粉，以防止溶液变质，C正确 ； Fe(OH)3胶体可以透过滤纸，不能用滤纸过滤分离出纳米Fe(OH)3颗粒，D错误； 故选 AD。 （2）FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 检验 Fe2+的化学试剂为K3 [Fe(CN)6]； （3）工业上利用 Fe2 (SO4)3溶液浸取黄铁矿(FeS2)制备绿矾(FeSO4·7H2O)过 程中，黄铁矿中的硫元素最终以形式进入溶液中，发生的反应为7Fe2 (SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，Fe2 (SO4)3中Fe元素化合价降低，作氧化剂 ，FeS2 中S元素化合价升高，作还原剂， 因此氧化剂与还原剂的化学计量数之比为7:1； （4）①NaC1O具有氧化性，将Fe(OH)3氧化为Na₂FeO，反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2Fe+3Cl-+5H2O； ②若反应过程中转移了0.9mol电子，则还原产物的物质的量为0.45mol； （5）开始时红色褪去的原因是 SCN-或Fe(SCN)3被氧化。 三、解答题 13．（2025·江苏徐州·模拟预测）配合物乙二胺四乙酸铁钠(简写为NaFeY)可以添加到酱油中作为铁强化剂，一种制备晶体步骤如下： 步骤I：将溶液与溶液混合，充分反应，制备悬浊液。 步骤II：向悬浊液中加入溶液，过滤，洗涤，干燥，制备高活性。 步骤III：将高活性溶于乙二胺四乙酸二钠()溶液中制备。 (1)步骤I中：将溶液与溶液混合的加料方式为___________。 (2)步骤II中： ①制备高活性的化学方程式为___________。 ②若向溶液中先加入溶液充分反应，再加入溶液，此方法制备高活性的缺点是___________。 ③溶液与溶液反应可生成多核阳离子，结构如图-1所示，请在图-1中填写和的位置___________。 (3)步骤III中：其他条件不变，的产率随溶液pH变化关系如图-2所示，时，随pH降低产率减小的可能原因是___________。 (4)补充完整步骤III的实验方案：向250 mL烧杯中加入适量蒸馏水，___________，得高纯。［已知：乙二胺四乙酸(简写为)是一种四元弱酸。溶解度与温度关系如图-3所示。实验中须使用的试剂：NaOH固体，固体，95％乙醇溶液］ 【答案】(1)将溶液滴加到溶液中 (2) 水解易形成胶体，难以过滤；胶体易吸附硫酸根离子，含较多杂质 (3)时，随着pH的减小，溶液中浓度增大，使浓度减小，导致的产率减小 (4)边搅拌边将固体和NaOH固体按物质的量之比为1:2加入烧杯中，再缓慢加入高活性，调节溶液pH为5.0，至固体完全溶解，将混合液加热浓缩、冷却结晶，过滤，用乙醇溶液洗涤，干燥 【详解】（1）将溶液滴加到溶液中，并不断搅拌，这样可以避免局部碱性过强，防止生成沉淀，同时能得到颗粒均匀的沉淀； （2）① 制备高活性的化学方程式：； ② 由于水解易形成胶体，难以过滤；另外胶体易吸附硫酸根离子，含较多杂质； ③ 根据示意图可判断配离子中，OH⁻位于2个的桥连位置，位于每个的端位（即每个周围未桥连的位置）； （3）时，随着pH的减小，溶液中浓度增大，使浓度减小，导致的产率减小； （4）向250 mL烧杯中加入适量蒸馏水，边搅拌边将固体和NaOH固体按物质的量之比为1:2加入烧杯中，再缓慢加入高活性，调节溶液pH为5.0，至固体完全溶解，将混合液加热浓缩、冷却结晶，过滤，用乙醇溶液洗涤，干燥，得高纯。 14．（2025·广东汕头·一模）氢氧化亚铁在工业上是一种重要的除氧剂、水处理剂。 (1)向试管中加入的新制溶液，滴加的溶液，生成白色沉淀，涉及的离子反应方程式为___________。白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，此时___________元素被氧化。 i．灰绿色沉淀的研究 (2)查阅资料得知，为层状结构(如右下图)，当部分被氧化为时，层状结构不被破坏，生成(1)中灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有等阴离子，化学式可表示为，设计如下流程进行检验： 流程中试剂A为___________(填化学式)，经实验测定，则___________。 (3)查阅资料得知：绿锈无法稳定存在于高浓度碱性溶液中，Fe(OH)3某些性质类似Al(OH)3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在。某同学拟用不同浓度溶液与反应，利用性质，减少灰绿色沉淀生成。实验方案为：取3支试管分别加入固体，再加入不同浓度的溶液。实验结果如下： 沉淀颜色 2 0.1 灰绿色 8 0.1 出现白色，灰绿色极少生成 27.3(饱和) 0.1 明显白色，灰绿色几乎不出现 结合合适的化学用语，试分析浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是___________。 ii．氢氧化亚铁白色沉淀制备研究 (4)甲同学猜测常温下可以利用与的双水解反应产生白色沉淀。该离子反应为。乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁，该反应的离子方程式为___________。 请通过计算这两个反应的平衡常数来分析说明哪种猜测更合理___________(填“甲”或“乙”)，其原因是___________。 (已知的分别为和，溶于水的以形式存在) 【答案】(1) (2) 12 (3)会溶解产生的， (4) (或) 乙 运算甲的平衡常数，乙的平衡常数，乙的反应进行程度更大，反应倾向更明显，所以乙推测更合理。 【详解】（1）新制溶液中滴加溶液，与结合成白色沉淀，涉及的离子反应方程式为。白色沉淀会迅速转为灰绿色，一段时间后转为红褐色，此时发生反应，+2价被氧化。 （2）检验的常用试剂是，代表铁呈现+2价，代表铁呈现+3价，根据化合物整体不带电，即化合价代数和为零可推断z=12。 （3）根据信息可知灰绿色是存在造成的，又知Fe(OH)3某些性质类似Al(OH)3，在浓度极高的强碱溶液中无法稳定存在，所以分析浓度增大后白色沉淀明显的原因可能是：会溶解产生的，。 （4）乙同学猜测二者混合发生复分解反应产生碳酸亚铁，该反应的离子方程式为或； 甲推测的反应为，该反应平衡常数为；乙推测的反应为，该反应平衡常数为由此可见乙的反应进行程度更大，反应倾向更明显，所以乙推测更合理。 15．（2026·河北沧州·三模）钛因具有优异的性能而得到广泛应用。我国钛铁矿储量居世界前列。一种以钛铁矿为原料(主要成分为，含少量、、等)制备钛和补血剂乳酸亚铁[]的工艺流程如下： 已知：①“酸浸”后钛元素主要以形式存在，可水解； ②常温下，，的，。 回答下列问题： (1)基态铁和钛原子的未成对电子数之比为________。 (2)“酸浸”生成的滤渣主要成分是________(填化学式)。 (3)加入固体“沉铁”需调节溶液的，不能过高或过低的原因是________；控制温度低于35℃的主要原因是________。若保持，当时，溶液的约为________。 (4)由生成乳酸亚铁的化学方程式为________。 (5)“热解”时反应的离子方程式为________，通入热水的作用是________。 【答案】(1)2∶1 (2)、 (3) pH过低会导致转化为，pH过高会促进水解[或过高会生成] 温度高于35℃会使分解 6 (4)或 (5) 水解反应吸热，升高温度，促进水解 【分析】钛铁矿经硫酸酸浸除杂，加铁粉还原 Fe3+，热水热解得 TiO2・nH2O；TiO2・nH2O 煅烧得 TiO2，再氯化、镁还原制钛；含 FeSO4滤液调 pH 后加 NH4HCO3沉铁，再与乳酸反应得乳酸亚铁。 【详解】（1）基态Fe原子电子排布为，基态Ti原子电子排布为，3d轨道分别有4个、2个未成对电子，故其比值为：4:2=2:1； （2）根据钛铁矿的成分可知，酸浸时，SiO2不溶于硫酸，CaCO3与H2SO4生成CaSO4微溶析出，故滤渣的主要成分是、； （3）①pH过低，H+浓度大，大量分解，无法有效沉淀Fe2+；pH过高，Fe2+直接生成沉淀，得不到FeCO3； ②温度低于35℃，是为了防止受热分解；同时减少Fe2+被空气中氧气氧化； ③由，得； 由，代入数据：，解得，故； （4）制备乳酸亚铁的方程式为：或； （5）酸浸后Ti以形式存在，热解时水解生成，水解为吸热反应，热水加热、稀释都能促进平衡正向移动，有利于产物生成； ①离子方程式为：； ②升温促进TiO2+水解平衡正向移动，加快水解速率，促使充分析出。 16．（2026·江苏·二模）磁性纳米材料在磁分离、污水降解等领域应用广泛。实验室采用共沉淀法制备纳米材料，并对其应用进行探究，回答下列问题： I．制备纳米，实验装置如图-1所示。 实验步骤如下： a．一定条件下，先将和配制成澄清混合溶液，置于三颈烧瓶A中，加入少量表面活性剂(能吸附在纳米粒子表面)并向装置中通入； b．打开电磁搅拌水浴加热器，向混合溶液中滴加一定浓度的氨水，溶液中逐渐出现黑色物质； c．充分反应后，从混合体系中分离出纳米粒子，并反复洗涤，干燥后得到磁性纳米粒子。 (1)生成纳米粒子的离子方程式为___________。 (2)补充配制约50 mL澄清混合溶液的过程：将称量好的氯化亚铁和氯化铁晶体共同置于烧杯中，___________。(须选择的试剂：无氧蒸馏水、浓盐酸) (3)制备纳米常加入表面活性剂的原因主要是___________。 (4)分离出纳米粒子不能采用过滤，理由是___________；分离出纳米粒子的简单方法是___________。 II．纳米的应用。纳米Fe和均可用于除去酸性废水中，纳米Fe除Cr(VI)的反应过程如图-2所示。 (5)纳米能除去的原因是___________。 (6)纳米Fe和协同除Cr(VI)部分原理如图-3所示，实验表明，协同除Cr(VI)效果显著优于的原因可能是___________。 【答案】(1) (2)加入量取V mL的浓盐酸，搅拌至完全溶解，再加入量取(50-V)mL的无氧蒸馏水，搅拌至混合均匀 (3)防止纳米粒子团聚而发生沉淀 (4) 纳米粒子能透过滤纸 磁吸法 (5)溶于酸生成和，与反应生成和，与水解生成共沉淀；纳米形成胶体吸附发生聚沉 (6)纳米铁还原性更强还原速率更快；纳米铁被吸引，分散附着在表面，增大表面积；纳米铁能将还原为，浓度增大，还原速率加快 【分析】将和配制成澄清溶液，得到含Fe2+、Fe3+的溶液体系，通入氮气，使溶液处于无氧环境，防止Fe2+被氧化，由于配制FeCl2和FeCl3的混合溶液时，为防止Fe2+、Fe3+水解，常加入盐酸；在不断搅拌下加入氨水，生成纳米Fe3O4，最后分离得到的Fe3O4颗粒，洗涤、干燥，得到磁性Fe3O4纳米粒子。 【详解】（1）和的物质的量分别为0.01mol、0.02mol，FeCl2、FeCl3与氨水反应生成纳米粒子和氯化铵、水，反应的离子方程式为； （2）配制约50 mL澄清混合溶液，为防止FeCl3、FeCl2水解，先用浓盐酸溶解，再加水稀释，为防止氯化亚铁被氧化，用无氧蒸馏水稀释，具体操作为：将称量好的氯化亚铁和氯化铁晶体共同置于烧杯中，加入量取V mL的浓盐酸，搅拌至完全溶解，再加入量取(50-V)mL的无氧蒸馏水，搅拌至混合均匀。 （3）为防止纳米粒子团聚而发生沉淀，所以制备纳米常加入表面活性剂； （4）纳米粒子能透过滤纸，所以分离出纳米粒子不能采用过滤；具有磁性，分离出纳米粒子的简单方法是磁吸法； （5）溶于酸生成和，与反应生成和，与水解生成共沉淀，所以纳米能除去； （6）纳米铁还原性更强还原速率更快；Fe3O4具有磁性，纳米铁被吸引，分散附着在表面，增大表面积；纳米铁能将还原为，浓度增大，还原速率加快，所以纳米Fe和协同除Cr(VI)效果显著优于。 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $