衔接点16 铁及其氧化物（讲义）化学初升高衔接

衔接点16 铁及其氧化物 初中视角 高中展望 1．了解常见金属的化学性质； 2．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用矿石炼铁； 3．知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢的重要性。 1.．了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途； 2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件； 3．掌握铁的常见氧化物的物理性质和化学性质。 考点对接 回顾初中 一、铁的化学性质 1. 与氧气反应： 原理：3Fe+2O2Fe3O4 现象：剧烈燃烧，________________，放出大量的热，生成________________ 2. 与酸的反应： 原理：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 现象：反应缓慢，有________________产生，溶液由无色变为________ 3. 与某些盐反应： 原理：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 现象：铁表面有________________产生，溶液由________逐渐变为________。 二、铁的锈蚀与防护 1. 铁生锈的原因：铁与氧气、水同时接触发生复杂的________反应，生成铁锈(主要成分是Fe2O3)； 2．防止铁生锈原理：隔绝________或________。 方法：①保持铁制品表面的干燥；②在铁制品表面涂油、刷漆等；③制成合金。 3. 除铁锈方法：常用稀________或稀________除铁锈。 三、铁、铝、铜锈蚀的比较 注意：铁在空气中长时间慢慢氧化终得到________，Fe2O3为________色固体，是铁锈的主要成分，而铁在氧气中燃烧得到________，Fe3O4为________色固体，具有磁性。 三、炼铁的原理 1．原料：铁矿石。常见的铁矿石：赤铁矿(________)、磁铁矿(________)、黄铁矿(________)、菱铁矿(FeCO3) 2．原理：________________________________________ 3．装置：现象及结论：①红褐色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。②澄清的石灰水逐渐变浑浊。说明反应有二氧化碳生成。③生成的黑色粉末能被磁铁吸引。说明有________生成。 衔接高中 知识点01 铁 1．存在 游离态 ________中的铁以单质形态存在 化合态 以________价和________价化合物的形态存在 2．物理性质 ________色金属，耐腐蚀，有良好的导热性和延展性，能被________吸引。 3．化学性质 铁元素性质活泼，有较强的________性，主要化合价为________价和________价。 通性 非金属单质 弱氧化剂 Fe＋S________ 强氧化剂 2Fe＋3Cl22FeCl3(产生________色的烟) 非氧化性酸 HCl 稀硫酸 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 盐 CuSO4溶液 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 水 高温水蒸气 3Fe＋4H2O(g)________________ 特性 钝化 室温下，铁在________、________中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应 4．高温下铁与水蒸气反应 实验装置 操作及现象 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为________色 实验结论 红热的铁能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)________________ 5．铁的冶炼 (1)原料：________、________、________、________等。 (2)反应原理：用还原剂将铁从其化合物中________出来。炼铁的主要化学方程式： 还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。 铁的还原：Fe2O3＋3CO________________。 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 易错警示 (1)Fe分别与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3；铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。 (3)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。 (4)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 知识点02 铁的氧化物 1．物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 ________ 磁性氧化铁 矿石 赤铁矿 磁铁矿 颜色状态 ________色粉末 ________色粉末 ________色晶体 化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 溶解性 均不溶于水 用途 红色油漆和涂料 磁性材料 2．典型反应 (1)分别写出盐酸与下列铁的氧化物反应的离子方程式： ①氧化亚铁：FeO＋2H＋==________________； ②氧化铁：Fe2O3＋6H＋===________________； ③磁性氧化铁：Fe3O4＋8H＋===________________________。 (2)氧化铁与铝粉在高温下可发生铝热反应，其化学方程式为2Al＋Fe2O3________________，该反应常用于________________，它体现了氧化铁的________性。 易错警示 (1)误认为Fe3O4是FeO与Fe2O3组成的混合物，其实Fe3O4是一种特殊的氧化物，是纯净物。 (2)误认为Fe与O2反应就一定生成Fe3O4，其实只有在纯氧中燃烧才会生成Fe3O4。 (3)误认为只有Fe才能被磁铁吸引，其实Fe3O4也可以吸引磁铁。 题型01 铁的化学性质 1．(2025·吉林学业水平考试)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．葡萄糖溶液 B．K2SO4溶液 C．Na2CO3溶液 D．盐酸 2．Fe在一定条件下与下列物质反应，产物中有+3价铁元素的是( ) A．Cl2 B．CuSO4 C．S D．H2SO4 3．下列反应中，铁只能生成高价化合物的是(　　) A．少量铁与稀硫酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧 C．过量铁粉在氯气中燃烧 D．Fe投入到CuSO4溶液中 4．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是(　　) A．稀硫酸 B．浓盐酸 C．AgNO3 D．Fe2(SO4)3 5．(2025·新疆学业水平考试)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 6．下列有关铁及其化合物的说法错误的是( ) A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成Fe3O4 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去FeCl3溶液中含有的FeCl2 7．下列关于铁与水反应的描述不正确的是 A．常温下铁与水不反应 B．铁与水蒸气高温下反应生成可燃气体 C．铁与水蒸气高温下反应生成铁红 D．铁与水蒸气高温下的反应是置换反应 8．一定条件下，等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气充分反应，则在相同的条件下产生氢气的体积比是(　　) A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3 题型02 铁与水蒸气反应探究 1．(2026·宁夏吴忠高一期末)为了探究铁单质与水蒸气在高温下的反应，某化学小组设计了如图的实验(夹持装置已略)。下列说法错误的是( ) A．点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰 B．该反应中水蒸气作氧化剂 C．实验结束后，可得到红棕色固体 D．为了使加热效果更好，可在酒精灯上加金属网罩 2．(2026·陕西商洛高一月考)某同学利用如图所示的实验装置进行铁和水蒸气反应的实验。下列说法错误的是( ) A．点燃酒精灯的顺序是先A后B B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．观察到肥皂液中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 D．铁与水蒸气发生的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 3．(2026·北京第九中学高一月考)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。红热的铁与水蒸气反应有Fe3O4生成。下列说法正确的是( ) A．实验结束时固体为红棕色 B．肥皂液出现肥皂泡说明产生了氢气 C．实验时要先点燃湿棉花处的酒精灯 D．每消耗1molFe，转移3mol电子 4．(2026·四川成都高一期末)用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．化学反应2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 B．用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡 C．从酒精灯的作用分析，加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须做充分的干燥处理 5．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 6．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 7．红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 8．(2026·黑龙江哈尔滨高一开学考试)设计如图装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是( ) A．虚线框C处应该选择装置甲 B．实验后，装置B中生成红棕色固体 C．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有和 D．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红 题型03 铁的氧化物 1．(2025·辽宁学业水平考试)下列物质能用于古建筑外墙红色涂料的是( ) A．Na2O2 B．Na2CO3 C．FeO D．Fe2O3 2．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2 3．下列化合物中，含铁量最高的是( ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．FeS 4．(2026·天津南开高一期末)甘肃省张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区。丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色，这种物质是( ) A．FeO B．Fe2O3 C．FeCl3 D．Fe(OH)3 5．(2026·四川广安高一期末)“司南”及早期指南针的磁性指针，取自天然磁铁矿。该矿物的主要化学成分是( ) A．Fe B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O4 6．(2026·广东惠州高一月考)自古代以来，铁及其化合物的应用便已融入日常生活之中。下列说法不正确的是( ) A．FeO为黑色固体 B．单质Fe的颜色一定为银白色 C．Fe2O3可用于油漆的制作 D．Fe3O4 常作为钢制器具的抗腐蚀膜 7．四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO•Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是( ) A．Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种铁的价态 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 8．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　) A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 9．有一粉末，它是由铁的氧化物中的一种或两种组成，取3.04 g 粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则该粉末的组成可能是(　　) A．只有Fe2O3 B．只有FeO C．等物质的量的FeO和Fe3O4 D．等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 1．(2025·黑龙江学业水平考试)下列关于铁及其化合物的说法错误的是( ) A．铁能导电，也能被磁体吸引 B．铁的常见化合价有＋2价和＋3价 C．FeO是非金属氧化物，不能与酸发生反应 D．Fe2O3俗称铁红，可用作油漆中的红色颜料 2．关于铁的性质描述中，属于化学性质的是 A．铁是银白色的 B．铁不易与氧气反应 C．铁具有优良的导电性 D．铁具有良好的延展性 3．关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是(　　) A．铁元素化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 4．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是(　　) A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁 D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 5．(2026•高一浙江衢州期中)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．铁的化学性质活泼，在自然界中均以化合态存在 B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe2O3和H2 C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体 D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4 7．(2026·四川成都高三开学考试)一种制备Fe3O4并检验产物的装置如图(夹持装置已省略)。下列说法正确的是( ) A．酒精灯的点燃顺序是丙→甲→乙 B．碎瓷片与玻璃丝的作用完全相同 C．用磁铁靠近B中固体产物，可判断有无Fe3O4生成 D．E中黑色物质变红，F中无水硫酸铜变蓝，说明有H2生成 8．(2026·河北廊坊高一期末)铁与水蒸气反应的实验改进前后的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出 B．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显 C．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，能看到具支试管中有黑色固体不断落下 9．(2026·河北保定高一期末)铁的化学性质(较活泼) (1)与非金属单质反应 ①与O2反应：化学方程式为___________。 ②与Cl2反应：化学方程式为___________。 ③与S反应：化学方程式为___________。 (2)与盐酸、稀硫酸反应：离子方程式为___________。 (3)与盐溶液反应：与硫酸铜溶液反应的离子方程式为___________。 (4)与水蒸气反应 通常铁与冷水和热水均不反应，但高温下铁可与水蒸气反应。 实验装置 实验现象 用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成和___________，反应的化学方程式为___________。 10．(2026·黑龙江牡丹江高一期末)某化学兴趣小组用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验并对产物进行探究，实验过程中氮气不参与化学反应。请回答下列问题： (1)实验前应进行的操作是 ；实验时先通入一段时间氮气，目的是 。 (2)装置乙中反应的化学方程式为 ；证明产物中有H2的现象是 ；装置己中碱石灰的作用是 。 11．(2026·浙江温州高一期中)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，回答下列问题： (1)①仪器a名称为_______，②放碎瓷片的作用为_______。 (2)B装置中发生的反应方程式_______。 (3)装置C的作用是_______。 12．(2026·陕西汉中高二月考)某实验小组利用氢气还原法测定某受潮的多孔铁氧化物(FexOy)的组成，所用装置如图所示，回答下列问题。 (1)装置A中发生反应的离子方程式为_______。标准状况下，反应每生成33.6LH2，消耗锌粒的物质的量为_______mol。 (2)实验装置用上面所列仪器组成，按氢气流向的连接顺序是a→_______→b→c→h(填接口字母)。 (3)装置E中药品的作用是_______。 (4)将该多孔铁的氧化物放入直型玻璃管前，需在坩埚内低温烘焙，这样做的目的是_______；若缺少此步骤，会导致x：y的数值_______(填“偏大、偏小”或“无影响”)。 (5)称取烘焙后样品3.04g与氢气充分反应，生成水的质量为0.9g，则该样品的组成为_______(填化学式)。 13．(2026·浙江北斗联盟高一联考)称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。 (1)加入铁粉充分反应后，溶液中SO42-的物质的量为___________。 (2)所得固体的成分是___________。 (3)固体混合物中氧化铜的质量___________。 2 / 13 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 衔接点16 铁及其氧化物 初中视角 高中展望 1．了解常见金属的化学性质； 2．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用矿石炼铁； 3．知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢的重要性。 1.．了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途； 2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件； 3．掌握铁的常见氧化物的物理性质和化学性质。 考点对接 回顾初中 一、铁的化学性质 1. 与氧气反应： 原理：3Fe+2O2Fe3O4 现象：剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体 2. 与酸的反应： 原理：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 现象：反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 3. 与某些盐反应： 原理：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 现象：铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 二、铁的锈蚀与防护 1. 铁生锈的原因：铁与氧气、水同时接触发生复杂的化学反应，生成铁锈(主要成分是Fe2O3)； 2．防止铁生锈原理：隔绝氧气或水。 方法：①保持铁制品表面的干燥；②在铁制品表面涂油、刷漆等；③制成合金。 3. 除铁锈方法：常用稀盐酸或稀硫酸除铁锈。 三、铁、铝、铜锈蚀的比较 注意：铁在空气中长时间慢慢氧化终得到Fe2O3，Fe2O3为红棕色固体，是铁锈的主要成分，而铁在氧气中燃烧得到Fe3O4，Fe3O4为黑色固体，具有磁性。 三、炼铁的原理 1．原料：铁矿石。常见的铁矿石：赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3) 2．原理：Fe2O3 + 3CO 高温 Fe + 3CO2 3．装置：现象及结论：①红褐色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。②澄清的石灰水逐渐变浑浊。说明反应有二氧化碳生成。③生成的黑色粉末能被磁铁吸引。说明有铁生成。 衔接高中 知识点01 铁 1．存在 游离态 陨铁中的铁以单质形态存在 化合态 以＋2价和＋3价化合物的形态存在 2．物理性质 银白色金属，耐腐蚀，有良好的导热性和延展性，能被磁铁吸引。 3．化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价。 通性 非金属单质 弱氧化剂 Fe＋SFeS 强氧化剂 2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕黄色的烟) 非氧化性酸 HCl 稀硫酸 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 盐 CuSO4溶液 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 水 高温水蒸气 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 特性 钝化 室温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应 4．高温下铁与水蒸气反应 实验装置 操作及现象 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色 实验结论 红热的铁能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 5．铁的冶炼 (1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。 (2)反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。炼铁的主要化学方程式： 还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。 铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 易错警示 (1)Fe分别与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3；铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。 (3)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。 (4)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 知识点02 铁的氧化物 1．物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 矿石 赤铁矿 磁铁矿 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 溶解性 均不溶于水 用途 红色油漆和涂料 磁性材料 2．典型反应 (1)分别写出盐酸与下列铁的氧化物反应的离子方程式： ①氧化亚铁：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O； ②氧化铁：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； ③磁性氧化铁：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。 (2)氧化铁与铝粉在高温下可发生铝热反应，其化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应常用于焊接钢轨，它体现了氧化铁的氧化性。 易错警示 (1)误认为Fe3O4是FeO与Fe2O3组成的混合物，其实Fe3O4是一种特殊的氧化物，是纯净物。 (2)误认为Fe与O2反应就一定生成Fe3O4，其实只有在纯氧中燃烧才会生成Fe3O4。 (3)误认为只有Fe才能被磁铁吸引，其实Fe3O4也可以吸引磁铁。 题型01 铁的化学性质 1．(2025·吉林学业水平考试)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．葡萄糖溶液 B．K2SO4溶液 C．Na2CO3溶液 D．盐酸 【答案】D 【解析】A项，铁片放入葡萄糖溶液中，不发生化学反应，故不选A；B．铁片放入K2SO4溶液中，不发生化学反应，故不选B；C．铁片放入Na2CO3溶液中，不发生化学反应，故不选C；D．铁片放入盐酸中，发生置换反应Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑，反应产生气体，故选D；选D。 2．Fe在一定条件下与下列物质反应，产物中有+3价铁元素的是( ) A．Cl2 B．CuSO4 C．S D．H2SO4 【答案】A 【解析】A项，Cl2与铁反应生成+3价铁：2Fe+3Cl22FeCl3，A项正确；B项，铁与硫酸铜反应生成+2价铁：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，B项错误；C项，硫与铁反应生成+2价铁：Fe+SFeS，C项错误；D项，铁与稀硫酸反应生成+2价铁：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，D项错误；故选A。 3．下列反应中，铁只能生成高价化合物的是(　　) A．少量铁与稀硫酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧 C．过量铁粉在氯气中燃烧 D．Fe投入到CuSO4溶液中 【答案】C 【解析】选项C虽然铁粉过量，但因为不是在溶液中进行的反应，故只能生成FeCl3。 4．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是(　　) A．稀硫酸 B．浓盐酸 C．AgNO3 D．Fe2(SO4)3 【答案】D 【解析】铁片投入稀硫酸、浓盐酸中，生成相应的亚铁盐和H2。Fe与AgNO3溶液发生置换反应，析出的Ag附着到铁片表面，铁片的质量增加。Fe与Fe2(SO4)3溶液发生反应生成FeSO4，铁片质量减轻，溶液的质量增加。 5．(2025·新疆学业水平考试)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项，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项，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项，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项，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。 6．下列有关铁及其化合物的说法错误的是( ) A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成Fe3O4 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去FeCl3溶液中含有的FeCl2 【答案】D 【解析】A项，铁属于金属，具有良好的导电、导热性，A正确；B．高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2，B正确；C．铁粉具有还原性，能和空气中氧气反应，用作食品脱氧剂，C正确；D．Fe可以和FeCl2反应生成FeCl2，D错误；故选D。 7．下列关于铁与水反应的描述不正确的是 A．常温下铁与水不反应 B．铁与水蒸气高温下反应生成可燃气体 C．铁与水蒸气高温下反应生成铁红 D．铁与水蒸气高温下的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁为较活泼金属，但常温下铁与水不反应，A正确；B．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气为可燃性气体，B正确；C．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁为黑色，不生成铁红(氧化铁)，C错误；D．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，为单质、化合物反应生成新单质、化合物，属于置换反应，D正确；故选C。 8．一定条件下，等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气充分反应，则在相同的条件下产生氢气的体积比是(　　) A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3 【答案】B 【解析】根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知，1 mol Fe与足量盐酸反应生成1 mol H2，1 mol Fe与足量水蒸气反应生成mol H2，故相同条件下产生H2的体积比是3∶4，故选B。 题型02 铁与水蒸气反应探究 1．(2026·宁夏吴忠高一期末)为了探究铁单质与水蒸气在高温下的反应，某化学小组设计了如图的实验(夹持装置已略)。下列说法错误的是( ) A．点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰 B．该反应中水蒸气作氧化剂 C．实验结束后，可得到红棕色固体 D．为了使加热效果更好，可在酒精灯上加金属网罩 【答案】C 【解析】氢气可吹出肥皂泡，则点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰，故A项正确；水蒸气中H的化合价降低，水蒸气作氧化剂，故B项正确；实验结束后试管内的固体应为黑色的Fe3O4，可能含有剩余的Fe，故C项错误；为了使加热效果更好，可在酒精灯上加金属网罩，能集中热量，故D项正确；故选C。 2．(2026·陕西商洛高一月考)某同学利用如图所示的实验装置进行铁和水蒸气反应的实验。下列说法错误的是( ) A．点燃酒精灯的顺序是先A后B B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．观察到肥皂液中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 D．铁与水蒸气发生的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 【答案】C 【解析】A项，应该先点燃A处的酒精灯，使水蒸气充满整个试管，防止Fe被热空气氧化，然后再点燃B处酒精灯，使Fe与热的水蒸气发生反应，A正确；B项，湿棉花上含有大量的水分，当加热时会产生水蒸气与铁发生反应，故湿棉花的作用是提供水蒸气，B正确；C项，要证明该反应中有氢气生成，还需要将肥皂泡点燃，观察是否有爆鸣声出现，C错误；D项，铁与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，D正确；故选C。 3．(2026·北京第九中学高一月考)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。红热的铁与水蒸气反应有Fe3O4生成。下列说法正确的是( ) A．实验结束时固体为红棕色 B．肥皂液出现肥皂泡说明产生了氢气 C．实验时要先点燃湿棉花处的酒精灯 D．每消耗1molFe，转移3mol电子 【答案】C 【解析】由实验装置图可知，试管中湿棉花受热提供水蒸气，铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应生成的氢气通入肥皂液中产生肥皂泡，点燃肥皂泡产生爆鸣声说明反应有氢气生成。A项，由分析可知，铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁是黑色固体，A错误；B项，出现肥皂泡并不能说明产生氢气，可能是空气，需要点燃肥皂泡产生爆鸣声说明反应有氢气生成，B错误；C项，进行该实验时，为避免铁先与空气中的氧气反应，应先点燃湿棉花处的酒精灯，使水先蒸发产生水蒸气并排尽装置内空气，然后再加热铁粉，C正确；D项，Fe与水蒸气在高温下反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，反应消耗3mnolFe时，转移电子的物质的量为8 mol，则消耗1 mol Fe时，转移电子的物质的量为8/3mol，D错误；故选C。 4．(2026·四川成都高一期末)用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．化学反应2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 B．用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡 C．从酒精灯的作用分析，加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须做充分的干燥处理 【答案】A 【解析】A．铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A错误；B．该反应产生氢气，氢气可燃烧，可用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡(氢气混在肥皂泡中)，若听到爆鸣声等可验证有氢气生成，B正确；C．加热湿棉花是为了提供水蒸气，温度不需要太高，加热铁粉是为了让铁与水蒸气在高温下反应，所以加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低，C正确；D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥，否则铁与水蒸气反应生成氢气会有爆炸危险，D正确；故选A。 5．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 【答案】B 【解析】A项，装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；B项，Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，B错误；C项，氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C正确；D项，氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确；故选B。 6．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 【答案】D 【解析】由实验装置图可知，试管底部的湿棉花受热提供水蒸气，试管中部的铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，蒸发皿中盛有的肥皂液用于收集和验证氢气的生成，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，实验结束后为防止倒吸应该先撤导管后熄灭酒精灯。A．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是有单质参加和有单质生成的置换反应，故A正确；B．由分析可知，试管底部的湿棉花的作用是受热提供水蒸气，故B正确；C．由分析可知，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，故C正确；D．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁是黑色固体，不是红色固体，故D错误；故选D。 7．红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 【答案】B 【解析】A项，浓硫酸的作用为吸收氢气中混有的水蒸气，防止对后续实验造成干扰，正确；B项，盛有氧化铜的硬质玻璃管中发生反应CuO＋H2Cu＋H2O，黑色的氧化铜被氢气还原为红色的铜，错误；C项，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝，发生反应CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O，正确；D项，CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O为非氧化还原反应，正确。 8．(2026·黑龙江哈尔滨高一开学考试)设计如图装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是( ) A．虚线框C处应该选择装置甲 B．实验后，装置B中生成红棕色固体 C．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有和 D．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红 【答案】D 【解析】A项，铁与水蒸气反应生成的气体为H2，H2密度小于空气，应选用向下排空气的装置乙收集，A错误；B项，Fe与水蒸气高温反应生成黑色的Fe3O固体，不会生成红棕色Fe2O3固体，B错误；C项，装置B中固体包含反应生成的Fe3O，还可能有过量未反应的Fe，溶于足量稀硫酸时，若Fe过量很多会将生成的Fe3+全部还原为Fe2+，所得溶液不一定含有Fe3+，C错误；D项，反应生成的H2具有还原性，可在加热条件下将黑色CuO还原为红色Cu，可观察到铜丝由黑变红，D正确； 故选D。 题型03 铁的氧化物 1．(2025·辽宁学业水平考试)下列物质能用于古建筑外墙红色涂料的是( ) A．Na2O2 B．Na2CO3 C．FeO D．Fe2O3 【答案】D 【解析】氧化铁是红棕色固体，常用作古建筑外墙红色涂料，故选D。 2．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2 【答案】C 【解析】四氧化三铁具有磁性，制指南针的磁石主要成分是四氧化三铁。 3．下列化合物中，含铁量最高的是( ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．FeS 【答案】C 【解析】Fe2O3和Fe3O4变成含一个Fe原子的形式，则分别为：FeO、、；硫的相对原子质量为32，氧的相对原子质量为16，则可以将FeS看作FeO2；与Fe原子结合的O原子个数越少，Fe的质量分数越大，由此可得：FeO中Fe原子结合的O原子个数最少，因此Fe元素的质量分数最大，故选C。 4．(2026·天津南开高一期末)甘肃省张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区。丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色，这种物质是( ) A．FeO B．Fe2O3 C．FeCl3 D．Fe(OH)3 【答案】B 【解析】A项，FeO是黑色粉末，A不符合题意；B项，Fe2O3是红棕色粉末，常被称为铁红，丹霞地貌的岩层因含有Fe2O3而呈红色，B符合题意；C项，FeCl3是棕黄色固体，C不符合题意；D项，Fe(OH)3是红褐色固体，不是使丹霞地貌岩层呈红色的物质，D不符合题意；故选B。 5．(2026·四川广安高一期末)“司南”及早期指南针的磁性指针，取自天然磁铁矿。该矿物的主要化学成分是( ) A．Fe B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O4 【答案】D 【解析】A项，Fe是金属单质，天然磁铁矿的成分并不是单质铁，A错误；B项，FeO是黑色粉末，但无磁性且不稳定，非磁铁矿成分，B错误；C项，Fe2O3是赤铁矿的主要成分，呈红棕色且无磁性，C错误；D项，Fe3O4是天然磁铁矿的主要成分，具有磁性，符合“司南”磁性指针的来源，D正确。故选D。 6．(2026·广东惠州高一月考)自古代以来，铁及其化合物的应用便已融入日常生活之中。下列说法不正确的是( ) A．FeO为黑色固体 B．单质Fe的颜色一定为银白色 C．Fe2O3可用于油漆的制作 D．Fe3O4 常作为钢制器具的抗腐蚀膜 【答案】B 【解析】A项，FeO(氧化亚铁)为黑色固体，这是其常见物理性质，A正确；B项，单质铁的颜色并非一定为银白色，例如铁粉呈灰黑色，因此“一定”的说法过于绝对，B错误；C项，Fe2O3常用作红色颜料，在油漆制作中广泛应用，C正确；D项，Fe3O4 可通过发蓝处理在钢表面形成致密氧化膜，提供抗腐蚀保护，D正确；选B。 7．四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO•Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是( ) A．Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种铁的价态 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 【答案】A 【解析】A项，Fe3O4是一种铁的氧化物，属于纯净物，A错误；B项，+2价铁具有较强还原性、容易被氧化， FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4，B正确；C项，Fe3O4中铁元素呈+2、+3价，与盐酸反应得到氯化亚铁、氯化铁，则产物中有两种铁的价态，C正确；D项，Fe3O4具有铁磁性，俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料，D正确；故选A。 8．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　) A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3 【答案】B 【解析】化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则，解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。 9．有一粉末，它是由铁的氧化物中的一种或两种组成，取3.04 g 粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则该粉末的组成可能是(　　) A．只有Fe2O3 B．只有FeO C．等物质的量的FeO和Fe3O4 D．等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 【答案】C 【解析】用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则生成的CO2的物质的量为n(CO2)=n(CaCO3)==0.05 mol，设铁的氧化物化学式为FexOy，设铁的氧化物物质的量为n mol，则有： FexOy+yCO=xFe+yCO2 1 y n 0.05 得n==，x∶y=4∶5，所以Fe和O的原子个数比为4∶5，选C。 1．(2025·黑龙江学业水平考试)下列关于铁及其化合物的说法错误的是( ) A．铁能导电，也能被磁体吸引 B．铁的常见化合价有＋2价和＋3价 C．FeO是非金属氧化物，不能与酸发生反应 D．Fe2O3俗称铁红，可用作油漆中的红色颜料 【答案】C 【解析】A项，铁是金属，具有导电性；同时铁是磁性材料，能被磁体吸引，A正确；B项，铁的常见化合价有+2价(如FeO、FeCl2 )和+ 3价(如Fe2O3、FeCl3)，还存在+ 6价但不常见，B正确；C项，FeO是金属氧化物(铁是金属元素)，金属氧化物能与酸发生复分解反应，因此 “非金属氧化物、不能与酸反应” 的描述错误，C错误；D项，Fe2O3的颜色为红棕色，俗称 “铁红”，因其颜色鲜艳且稳定，常用作油漆、涂料的红色颜料，D正确；故选C。 2．关于铁的性质描述中，属于化学性质的是 A．铁是银白色的 B．铁不易与氧气反应 C．铁具有优良的导电性 D．铁具有良好的延展性 【答案】B 【解析】A．铁是银白色的，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质，A项错误；B．铁不易与氧气反应，体现的是铁的化学性质，属于物质的化学性质，B项正确；C．铁具有优良的导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质，C项错误；D．铁具有良好的延展性，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质，D项错误；答案选B。 3．关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是(　　) A．铁元素化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 【答案】C 【解析】铁的三种氧化物中，氧元素的化合价完全相同，都为－2价；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价。氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体；故选C。 4．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是(　　) A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁 D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 【答案】C 【解析】A项，FeO中铁的化合价为＋2价，Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁的化合价可以看作是由＋2、＋3价组成，错误；B项，FeO、Fe2O3为碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物，错误；C项，氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁，正确；D项，四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，错误。 5．(2026•高一浙江衢州期中)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．铁的化学性质活泼，在自然界中均以化合态存在 B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe2O3和H2 C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体 D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4 【答案】D 【解析】A项，在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，A项错误；B项，高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，B项错误；C项，铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO和Fe3O4是黑色固体，C项错误；D项，FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4，反应原理为：6FeO+O22Fe3O4，D项正确；故选D。 7．(2026·四川成都高三开学考试)一种制备Fe3O4并检验产物的装置如图(夹持装置已省略)。下列说法正确的是( ) A．酒精灯的点燃顺序是丙→甲→乙 B．碎瓷片与玻璃丝的作用完全相同 C．用磁铁靠近B中固体产物，可判断有无Fe3O4生成 D．E中黑色物质变红，F中无水硫酸铜变蓝，说明有H2生成 【答案】D 【解析】A项，需要先点燃甲，产生水蒸气排尽装置内空气，防止H2与空气混合加热爆炸、防止铁粉被氧气氧化，再点燃乙，最后点燃丙，正确顺序为甲→乙→丙，A错误；B项，A中碎瓷片作用是防止水加热时暴沸；B中玻璃丝作用是支撑固定还原铁粉，防止铁粉被气流带出堵塞导管，二者作用不同，B错误；C项，Fe单质本身也能被磁铁吸引，因此无法仅通过磁铁吸引判断是否生成Fe3O4 ，C错误；D项，D中碱石灰已经完全除去H2中混有的水蒸气，E中黑色CuO变红，说明CuO被还原为Cu，F中无水硫酸铜变蓝说明生成了水，即可证明原反应生成了H2，D正确；故选D。 8．(2026·河北廊坊高一期末)铁与水蒸气反应的实验改进前后的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出 B．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显 C．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，能看到具支试管中有黑色固体不断落下 【答案】D 【解析】具支试管含支管，冷凝水可从支管中流出，A项正确；吹泡泡水易起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，B项正确；尿不湿可吸收更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头可增加受热面积，故可提供足够多的水蒸气，C项正确；铁与水蒸气的反应产物Fe3O4也具有磁性，磁铁可以吸引单质铁和反应产物Fe3O4，所以具支试管中不会有黑色固体掉下来，D项错误；故选D。 9．(2026·河北保定高一期末)铁的化学性质(较活泼) (1)与非金属单质反应 ①与O2反应：化学方程式为___________。 ②与Cl2反应：化学方程式为___________。 ③与S反应：化学方程式为___________。 (2)与盐酸、稀硫酸反应：离子方程式为___________。 (3)与盐溶液反应：与硫酸铜溶液反应的离子方程式为___________。 (4)与水蒸气反应 通常铁与冷水和热水均不反应，但高温下铁可与水蒸气反应。 实验装置 实验现象 用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成和___________，反应的化学方程式为___________。 【答案】(1)3Fe＋2O2Fe3O4 2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋SFeS (2)Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ (3)Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu (4)H2 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 【解析】(1)①铁与O2在点燃条件下生成四氧化三铁，化学方程式为3Fe＋2O2Fe3O4；②铁与Cl2在加热条件下生成氯化铁，化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3；③铁与S在加热条件下生成硫化亚铁，化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3； (2)铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，两个反应的离子方程式均为Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑； (3)铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜单质，离子方程式为Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu； (4)通常铁与冷水和热水均不反应，但高温下铁可与水蒸气发生反应，用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明该反应有H2生成。可得到实验结论为在高温条件下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 10．(2026·黑龙江牡丹江高一期末)某化学兴趣小组用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验并对产物进行探究，实验过程中氮气不参与化学反应。请回答下列问题： (1)实验前应进行的操作是 ；实验时先通入一段时间氮气，目的是 。 (2)装置乙中反应的化学方程式为 ；证明产物中有H2的现象是 ；装置己中碱石灰的作用是 。 【答案】(1) 检查装置的气密性 排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸 (2) 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 装置丁中黑色固体变红，装置戊中白色固体变蓝 防止空气中的水蒸气进入装置戊中干扰实验 【解析】铁与水蒸气高温生成氢气，为防止生成的氢气与空气混合发生爆炸，反应前用氮气将整个装置的空气排净，为防止冷的水蒸气使硬质玻璃管炸裂，氢气在进入盛装氧化铜的硬质玻璃之前，用浓硫酸干燥，为了防止空气中的水蒸气对实验产生干扰，用碱石灰吸收空气中水蒸气。 (1)实验前应进行的操作是检查装置的气密性；铁与水蒸气高温生成氢气，为防止生成的氢气与空气加热时发生爆炸，实验前先通一段时间的氮气将整个装置的空气排净； (2)装置乙中发生的是铁与水蒸气高温下的反应，其反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；氢气具有还原性，能将黑色氧化铜还原成铜，同时生成水，所以证明产物中有H2的现象是装置丁中黑色固体变红，装置戊中白色固体变蓝；为了防止空气中的水蒸气对实验产生干扰，用碱石灰吸收空气中水蒸气，所以装置己中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入装置戊中，干扰实验。 11．(2026·浙江温州高一期中)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，回答下列问题： (1)①仪器a名称为_______，②放碎瓷片的作用为_______。 (2)B装置中发生的反应方程式_______。 (3)装置C的作用是_______。 【答案】(1) 圆底烧瓶 防止水暴沸 (2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (3)冷凝未反应的水蒸气 【解析】整体实验逻辑：A 产生水蒸气→B中水蒸气与铁高温反应生成H2→C冷凝多余水蒸气→D燥H2→E中H2还原CuO，检验H2的生成。 (1)仪器a为常见反应容器圆底烧瓶；加热液体时加入碎瓷片，作用是防止液体加热时剧烈暴沸； (2)B装置中，还原铁粉在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，注意反应物水为气态，反应条件为高温：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2； (3)B出来的氢气混有大量未反应的水蒸气，装置C可以让水蒸气冷凝，除去氢气中的水蒸气。 12．(2026·陕西汉中高二月考)某实验小组利用氢气还原法测定某受潮的多孔铁氧化物(FexOy)的组成，所用装置如图所示，回答下列问题。 (1)装置A中发生反应的离子方程式为_______。标准状况下，反应每生成33.6LH2，消耗锌粒的物质的量为_______mol。 (2)实验装置用上面所列仪器组成，按氢气流向的连接顺序是a→_______→b→c→h(填接口字母)。 (3)装置E中药品的作用是_______。 (4)将该多孔铁的氧化物放入直型玻璃管前，需在坩埚内低温烘焙，这样做的目的是_______；若缺少此步骤，会导致x：y的数值_______(填“偏大、偏小”或“无影响”)。 (5)称取烘焙后样品3.04g与氢气充分反应，生成水的质量为0.9g，则该样品的组成为_______(填化学式)。 【答案】(1)Zn＋2H＋＝Zn2+＋H2↑ 1.5 (2)g→f→e(d)→d(e) (3)防止空气中的CO2和水蒸气进入装置B中 (4) 除去样品中的水蒸气，防止U形管产生额外的增重 偏小 (5)Fe4O5或2FeO·Fe2O3 【解析】本实验利用锌与稀硫酸反应制备氢气，产生的气体通入浓硫酸中除去氢气中的水，干燥氢气与铁的氧化物反应生成水，利用盛有碱石灰的U形管吸收产生的水，质量增加量为水的质量，则氧化物中O的质量可间接计算，用样品的总质量减去O的质量即可得到Fe的质量，通过计算物质的量即可得到Fe和O的个数比。 (1)硫酸和硫酸锌拆开，单质不拆，所以离子方程式为：Zn＋2H＋＝Zn2+＋H2↑ ，x=1.5； (2)浓硫酸吸收氢气中的水，为了接触充分，需要长进短出，d或e相同，故连接顺序为a→g→f→e(d)→d(e)→b→c→h； (3)本实验为定量分析组成，故测量水的质量时，为防止空气中的水和二氧化碳的影响，故装置E中药品的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置B中； (4)实验测定多孔铁氧化物(FexOy)已经受潮，混有水，故需要低温焙烧除去样品中的水蒸气，防止U形管产生额外的增重，造成干扰；若缺少此步骤，水的质量会偏高，即y会偏大，x会偏小，所以会导致x：y的数值偏小； (5)，n(O)=n(H2O)=0.05mol，m(Fe)=3.04-0.05×16=2.24g，，n(Fe)=n(O)=0.04：0.05=4：5，故化学式为Fe4O5或2FeO·Fe2O3。 13．(2026·浙江北斗联盟高一联考)称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。 (1)加入铁粉充分反应后，溶液中SO42-的物质的量为___________。 (2)所得固体的成分是___________。 (3)固体混合物中氧化铜的质量___________。 【答案】(1)0.1 (2)Fe、Cu (3)2.4g 【解析】过程发生的反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4， 加入铁粉充分反应后，溶液中溶质是硫酸亚铁，根据硫酸根守恒，得到硫酸亚铁的物质的量为0.05L×2.00mol/L=0.100mol；加入铁粉充分反应后，溶液中含铁元素n(Fe)=n(FeSO4)=0.100mol，质量m=0.100mol×56g/mol=5.60g，等于加入的铁粉的质量，说明3.04g固体中含有氧化铜中的铜及剩余铁的质量，这些铁的质量恰好等于氧化铁中铁元素的质量，设氧化铜xmol，氧化铁ymol，则有：80x+160y=4.00，64x+112y=3.04，解得x=0.03，y=0.01，氧化铜的质量是0.03mol×80g/mol=2.40g。 (1)由分析，溶液中SO42-的物质的量为0.1mol； (2)由分析，所得固体的成分是Fe、Cu； (3)由分析，固体混合物中氧化铜的质量2.4g。 2 / 13 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $