第三章 第一节 铁及其化合物1 讲义 2026年暑假化学初升高衔接 人教版必修第一册

第一节 铁及其化合物 一、铁的单质知识导航 1．铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，位居第四位。游离态的铁存在于陨铁中；化合态的铁主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在矿石中如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)等。 2．物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86 g/cm3，熔点为1 535 ℃，沸点为2 750 ℃；具有延展性和导热性，能导电，但导电性不如铜和铝，能被磁铁吸引。 3．化学性质 (1)与非金属单质反应 ①与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②与O2反应： 反应条件 燃烧 加热 常温、潮湿 反应产物 Fe3O4 FeO Fe2O3 (2)与酸反应： 如与稀硫酸和稀盐酸反应的离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (3)与盐反应： 如与FeCl3和CuCl2溶液反应的离子方程式为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，_Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu_。 (4)与水蒸气反应 实验装置 产物验证 实验结论 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2；试管内产物冷却后为黑色晶体 铁不能与冷水、热水反应，但在高温下能与水蒸气反应，其化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__ 【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。 即学即练 1.下列关于铁及其化合物的说法，不正确的是 A．金属铁可以被磁铁吸引 B．铁丝可以在氧气中剧烈燃烧 C．铁有良好的导电、导热性 D．铁丝在氯气中燃烧生成 【答案】D 【详解】A．金属铁可以被磁铁吸引，A项正确； B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，B项正确； C．铁单质有良好的导电、导热性，C项正确； D．氯气具有强氧化性，铁丝在氯气中燃烧生成，不是FeCl2，D项错误； 答案选D。 2.下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 【答案】C 【详解】A．铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，故A正确； B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，故B正确； C．陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在的铁，故C错误； D．Fe粉在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故D正确； 故选：C。 3.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 A．实验时，应先点燃处的酒精喷灯，再点燃处的酒精灯 B．装置中发生反应的化学方程式为 C．装置中的现象是红色粉末变黑 D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理 【答案】A 【详解】A． 实验时，应先点燃处的酒精喷灯，赶走装置中的空气，再点燃处的酒精灯，故A正确； B． 装置中发生反应的化学方程式为，故B错误； C． 装置中的现象是黑色粉末变红色，故C错误； D． 因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具需干燥处理，防止产生氢气，发生爆炸，故D错误； 故选A。 4.下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．Fe3O4 【答案】C 【解析】A项，Fe与Cl2反应可以直接生成FeCl3，A项错误；B项，Cu与Cl2反应直接生成CuCl2，故CuCl2能由单质直接化合生成，B项错误；C项，Fe与Cl2反应只生成FeCl3而不是FeCl2，故FeCl2不能由单质直接化合生成，C项正确；D项，铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，故Fe3O4可以由单质直接化合生成，D项错误；故选C。 5.高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是(　　) A．铁 B．氮 C．氧 D．碳 【答案】D 【解析】基本反应包括：C＋O2CO2，CO2＋C2CO，3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。观察上述反应，可知碳元素的化合价既有升高又有降低，氧元素化合价降低，铁元素化合价降低。 6．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。 7．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。 8．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。 9.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。 二、铁的重要化合物 1．铁的氧化物 氧化亚铁(FeO) 四氧化三铁(Fe3O4) 氧化铁(Fe2O3) 俗名 磁性氧化铁 铁红 色态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 Fe价态 ＋2 ＋2，＋3 ＋3 稳定性[来源:学科网] 不稳定(受热易氧化成Fe3O4) 稳定 稳定 与盐酸 FeO＋2H＋===Fe2＋＋ H2O __Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O__ Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋ 3H2O 应用 制造磁铁 红色颜料 与CO FexOy＋yCOxFe＋yCO2[来源:学*科*网Z*X*X*K] 化合态铁的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4是黑色具有磁性的晶体，可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式，因此Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加，Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O 【易错警示】 （1）FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。 （2）Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。 2．铁的氢氧化物 【实验3-1】——Fe(OH)3和Fe(OH)2的制备 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，观察并描述发生的现象。 现象 ： FeCl3溶液 FeSO4溶液 滴入NaOH溶液 产生 的沉淀 先有 沉淀，迅速变成 ，最后变成 离子方程式 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 颜色、状态 红褐 色固体 白色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 受热不稳定 __2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O__ __Fe(OH)2FeO＋H2O__ 与酸反应 (如盐酸) Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O 与氧气反应 不反应 反应：__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__ 现象：白色→灰绿色→红褐色 制备 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 3．氢氧化亚铁的制备 (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，并放入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化成Fe3+ (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，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，这样做的目的是防止生成的Fe(OH)2与空气中的氧气接触而被氧化 (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、苯或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气 【易错警示】制备Fe(OH)2成功关键 （1）溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质； （2）制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。 即学即练 1.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【答案】C 【详解】A．氢氧化铁受热分解可制得，A错误； B．Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误； C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为，C正确； D．高温下，铁能与水蒸气反应生成和氢气，D错误； 故选C。 2.有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 【答案】D 【详解】A．赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确； B．Fe3O4可以是Fe2O3FeO，其中的铁显+2 价，的铁显+3价，故B正确； C．FeO、 Fe2O3都不溶于水，属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确； D．FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误； 故选D。 3．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 【答案】B 【详解】A．在地球上，没有游离态的铁存在，但星球爆炸产生的陨铁中，含有游离态的铁，A不正确； B．磁铁矿的主要成分是磁性氧化铁，化学式为Fe3O4，赤铁矿俗称铁红，其主要成分是Fe2O3，可用于生产红色颜料和红色油漆，B正确； C．FeO中Fe2+具有还原性，性质不稳定，在空气中加热易被氧化成Fe3O4，C不正确； D．Fe2O3、FeO与酸反应都生成盐和水，二者都是碱性氧化物，但Fe3O4与酸反应生成两种盐，不属于碱性氧化物，D不正确； 故选B。 4.以下是某高一同学整理课本上铁及其化合物的有关知识，其中错误的是 A．高炉炼铁过程中，发生了氧化还原反应 B．是一种红棕色粉末，俗称磁性氧化铁 C．不稳定，在空气中加热迅速被氧化成 D．炽热的铁水或钢水倒入模具之前，模具必须进行充分的干燥 【答案】B 【详解】A．高炉炼铁由CO将Fe从其氧化物中还原出生成铁单质，发生氧化还原反应，A正确； B．是一种红棕色粉末，俗称磁性氧化铁，B错误； C．不稳定，在空气中加热迅速被氧化成，C正确； D．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥，否则炽热的Fe与水反应产生Fe3O4、H2，D正确； 答案选B。 5．下列说法不正确的是 A．铁元素在自然界中以化合态和游离态形式存在 B．中铁的化合价有和价，是一种混合物 C．和都可以通过化合反应制取 D．铁与足量稀盐酸反应，转移电子数为 【答案】B 【详解】A．通常铁元素在自然界中以化合态形式存在，而铁陨石有游离态的铁存在，A正确； B．是一种化合物，其中铁的化合价有和价，B错误； C． 、2FeCl2+Cl2=2FeCl3，则氯化铁可以通过化合反应制取，氯化亚铁可以通过化合反应制取，，可以通过化合反应制取，C正确； D．中铁元素化合价升高2价，则铁与足量稀盐酸反应，转移电子数为，D正确； 故本题选B。 6．下列关于铁及其化合物的说法中，不正确的是3.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】铁屑溶于过量的稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色沉淀，受热分解生成红棕色三氧化二铁，故答案为A。 7.下列化学反应，所得产物只含一种价态铁元素的是 A．在空气中加热FeO B．在空气中加热Fe(OH)2 C．在空气中加热Fe(OH)3 D．在氧气中点燃Fe 【答案】C 【详解】A．在空气中加热FeO的反应产物是Fe3O4，含有两种价态铁元素，A不符合题意； B．在空气中加热Fe(OH)2的反应产物是Fe3O4和H2O[或者说，Fe(OH)2分解为FeO和H2O，FeO又反应生成了Fe3O4]，含有两种价态铁元素，B不符合题意； C．在空气中加热Fe(OH)3的反应产物是Fe2O3和H2O，只含一种价态铁元素，C符合题意； D．在氧气中点燃Fe的反应产物是Fe3O4，含有两种价态铁元素，D不符合题意； 故选C。 8.某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X只能是稀硫酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 【答案】D 【分析】利用稀硫酸和铁反应生成氢气，生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入到抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成。 【详解】A．Fe与稀H2SO4、稀盐酸均生成Fe2+，A错误； B．实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，B错误； C．根据B中分析，反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误； D．由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，D正确； 故选D。 课后练习 1．列关于铁及其化合物说法正确的是 A．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 B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成铁红和氢气 C．是一种复杂的混合物，俗称磁性氧化铁 D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下不反应 【答案】A 【详解】A．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，A正确； B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成Fe3O4和氢气，B错误； C．是纯净物，C错误； D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下钝化，D错误； 故选A。 2．下列化合物不能通过单质直接化合得到的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．铁和氯气化合生成氯化铁，不能得到氯化亚铁，A符合； B．铁和氯气化合生成氯化铁，B不符合； C．铁在氧气中燃烧，生成，C不符合； D．钠与氧气加热反应生成，D不符合； 故选A。 3．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法不正确的是 A．用燃着的火柴点燃肥皂泡，肥皂泡燃烧，说明该气体是氢气 B．该反应的化学方程式为 C．不能将湿棉花换为干燥的棉花，因为湿棉花冷却试管防止试管炸裂 D．不能用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离 【答案】C 【分析】由实验装置图可知，湿棉花受热产生的水蒸气与还原铁粉共热反应生成Fe3O4和H2，反应生成的H2通入肥皂液中产生肥皂泡。 【详解】A．由分析可知，肥皂泡燃烧说明水蒸气与还原铁粉共热反应生成Fe3O4和H2，H2可以燃烧，A项正确； B．实验中发生的反应为水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为，B项正确； C．湿棉花的作用是受热产生水蒸气，若将湿棉花换为干燥的棉花，不能在加热条件下产生反应物水蒸气，反应无法发生，C项错误； D．四氧化三铁和铁都具有磁性，因此不能用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离，D项正确； 答案选C。 4．下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．陨铁中存在游离态的铁 B．铁能与水蒸气反应，生成氧化铁和氢气 C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 D．氢氧化亚铁在空气中易被氧化成氢氧化铁 【答案】B 【详解】A．游离态的铁主要存在陨铁中，A项正确； B．铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，B项错误； C．铁的氧化物性质稳定，不溶于水，也不与水反应，C项正确； D．氢氧化亚铁在空气中与氧气和水反应，被氧化成氢氧化铁，D项正确； 答案选B。 5．下列反应中有+3价铁元素生成的是 ①铁丝在空气中生锈 ②向FeCl2溶液中通入足量氯气 ③将铁片置于CuSO4溶液中 ④Fe(OH)2暴露在空气中 ⑤FeSO4溶液中滴加过氧化氢 ⑥高温下铁与水蒸气反应 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ 【答案】C 【详解】 ①铁丝在空气中生锈生成Fe2O3，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，故①正确； ②足量Cl2与FeCl2反应生成FeCl3，FeCl3中铁元素的化合价为+3价，故②正确； ③将铁片置于CuSO4溶液中生成FeSO4和Cu，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，故③错误； ④Fe(OH)2暴露在空气中会被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3中铁元素的化合价为+3价，故④正确； ⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水，Fe2+会被氧化为Fe3+，故⑤正确； ⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4，Fe3O4中铁元素的化合价为+2价、+3价，故⑥正确； 故选C。 6．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 A．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 B．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 C．能通过化合反应制得Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得FeCl2 D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 【答案】D 【详解】A．Fe3O4和酸生成两种盐和水，不是碱性氧化物，A错误； B．在自然界中，有游离态的铁存在，例如陨铁，B错误； C．能通过化合反应制得Fe(OH)3，也能通过化合反应制得FeCl2，例如铁和氯化铁生成氯化亚铁，C错误； D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红，D正确； 故选D。 7．已知密度苯，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】氯化亚铁与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，被氧气氧化，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色的氢氧化铁沉淀。 【详解】A．根据分析，不能长时间观察到白色，A错误； B．四氯化碳的密度比水大，不能起到隔绝氧气的作用，不能长时间观察到白色，B错误； C．氨水与氯化亚铁反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色的氢氧化铁沉淀，C错误； D．油的密度比水小且与水不互溶，能起到隔绝氧气的作用，能长时间观察到白色沉淀，D正确； 故选D。 8．下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3能通过化合反应得到 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为+2价和+3价 【答案】A 【详解】A．Fe(OH)2中的Fe2+具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，选项A错误； B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，选项B正确； C．Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，选项C正确； D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，元素的化合价既有＋2又有+3，选项D正确； 故答案为：A。 9．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 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．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 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 【详解】A．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，A项错误； B．FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B项错误； C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料，C项正确； D．四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，D项错误。 故选C。 10．铁及其化合物的“价一类”二维图如图所示，下列有关叙述正确的是 A．与氧气的燃烧反应可以使转化为 B．是一种黑色粉末，在空气里受热，能迅速被氧化成 C．的转化可以通过 D．C在空气中容易被氧化成被氧化消耗的氧气为 【答案】C 【分析】A是+2价铁的氧化物，A是FeO；B是+3价铁的氢氧化物，B是Fe(OH)3；C是+2价铁的氢氧化物，C是Fe(OH)2。据此分析解答。 【详解】A．与氧气的燃烧反应可以使转化为，故A错误； B．不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成，故B错误； C．Al比铁活泼，Al单质可与高温下生成Fe和氧化铝，故C正确； D．未指明气体所处的状况，不能确定气体的体积，故D错误； 故选：C。 11．下列叙述正确的是 ①铁能被磁铁吸引 ②人体内的血红蛋白中含铁元素 ③Fe在纯氧中燃烧可得到 ④不可与水反应得到，所以不能通过化合反应制得 ⑤在空气中加热，可得到FeO A．①②⑤ B．①②④ C．②③④⑤ D．①② 【答案】D 【详解】①铁能被磁铁吸引，故正确； ②人体内的血红蛋白中含铁元素，故正确； ③铁在纯氧中燃烧得到的是Fe3O4，故错误； ④Fe(OH)3可通过4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3化合反应制得，故错误； ⑤Fe(OH)2在空气中加热得到的是Fe2O3，故错误； 答案选D。 12．某同学利用如图所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。 (1)试管中发生反应的化学方程式为 。 (2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案： ①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B； ②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是 (只有一个选项符合题意)，若溶液未变红，则试管中固体是 (只有一个选项符合题意)。 A．一定有Fe3O4，可能有Fe B．只有Fe(OH)3 C．一定有Fe3O4和Fe D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe E．只有Fe3O4 (3)该同学按上述方案进行了实验，溶液未变红色，该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关反应的化学方程式 。 (4)一段时间后，该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配的原因是 ，并且配制时应加入少量 。 【答案】(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)A C (3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (4) O2会将FeCl2溶液氧化为FeCl2溶液 铁粉 【分析】 蒸馏烧瓶中加热得到反应物水蒸气，铁粉和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，干燥剂除去水分，向下排空气法收集氢气； 【详解】（1）铁在高温下与水反应，生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2； （2）铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，反应后试管中固体物质一定有Fe3O4，还可能有没反应完全的铁粉，取少许其中的固体物质溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明试管中固体物质的成分一定含Fe3O4；若溶液未变红色，是因为固体物质中既含Fe3O4又含Fe,溶于盐酸后发生反应Fe+2Fe3+═2Fe2+，导致Fe3+被还原，溶液才未变红色，故答案为：A；C； （3）溶液B中含Fe2+，滴入NaOH溶液后，发生反应：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,生成Fe(OH)2是白色沉淀．沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，是典型的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3的现象，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； （4）一段时间后，未变红的溶液变成红色，是因为空气中的氧气将Fe2+氧化为了Fe3+的原因，在此反应中Fe2+被氧化，体现还原性．为了防止Fe2+被氧化，加铁粉最好，发生反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2，不引入新杂质。 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 铁及其化合物 一、铁的单质知识导航 1．铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，位居第 位。游离态的铁存在于陨铁中；化合态的铁主要以 价和 价化合物的形态存在矿石中如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是 )、菱铁矿(主要成分是FeCO3)等。 2．物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86 g/cm3，熔点为1 535 ℃，沸点为2 750 ℃； 具有延展性和导热性，能导电，但导电性不如铜和铝，能被磁铁吸引。 3．化学性质 (1)与非金属单质反应 ①与Cl2反应： 。 ②与O2反应： 反应条件 燃烧 加热 常温、潮湿 反应产物 FeO Fe2O3 (2)与酸反应： 如与稀硫酸和稀盐酸反应的离子方程式为： 。 (3)与盐反应： 如与FeCl3和CuCl2溶液反应的离子方程式为： ； ； (4)与水蒸气反应 实验装置 产物验证 实验结论 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了 ；试管内产物冷却后为 晶体 铁不能与冷水、热水反应，但在高温下能与水蒸气反应，其化学方程式为 【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。 即学即练 1.下列关于铁及其化合物的说法，不正确的是 A．金属铁可以被磁铁吸引 B．铁丝可以在氧气中剧烈燃烧 C．铁有良好的导电、导热性 D．铁丝在氯气中燃烧生成 2.下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 3.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 A．实验时，应先点燃处的酒精喷灯，再点燃处的酒精灯 B．装置中发生反应的化学方程式为 C．装置中的现象是红色粉末变黑 D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理 4.下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．Fe3O4 5.高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是(　　) A．铁 B．氮 C．氧 D．碳 6．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 7．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 8．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 9.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 二、铁的重要化合物 1．铁的氧化物 氧化亚铁(FeO) 四氧化三铁(Fe3O4) 氧化铁(Fe2O3) 俗名 色态 Fe价态 稳定性[来源:学科网] 不稳定(受热易氧化成Fe3O4) 稳定 稳定 与盐酸 应用 制造磁铁 红色颜料 与CO FexOy＋yCOxFe＋yCO2[来源:学*科*网Z*X*X*K] 化合态铁的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4是黑色具有磁性的晶体，可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式，因此Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加，Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O 【易错警示】 （1）FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。 （2）Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。 2．铁的氢氧化物 【实验3-1】——Fe(OH)3和Fe(OH)2的制备 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，观察并描述发生的现象。 现象 ： FeCl3溶液 FeSO4溶液 滴入NaOH溶液 产生 的沉淀 先有 沉淀，迅速变成 ，最后变成 离子方程式 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 颜色、状态 色固体 色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 受热不稳定 Fe(OH)2FeO＋H2O 与酸反应 (如盐酸) Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O 与氧气反应 不反应 反应： 现象：白色→灰绿色→红褐色 制备 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 3．氢氧化亚铁的制备 (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，并放入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化成Fe3+ (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，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，这样做的目的是防止生成的Fe(OH)2与空气中的氧气接触而被氧化 (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、苯或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气 【易错警示】制备Fe(OH)2成功关键 （1）溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质； （2）制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。 即学即练 1.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 2.有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 3．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 4.以下是某高一同学整理课本上铁及其化合物的有关知识，其中错误的是 A．高炉炼铁过程中，发生了氧化还原反应 B．是一种红棕色粉末，俗称磁性氧化铁 C．不稳定，在空气中加热迅速被氧化成 D．炽热的铁水或钢水倒入模具之前，模具必须进行充分的干燥 5．下列说法不正确的是 A．铁元素在自然界中以化合态和游离态形式存在 B．中铁的化合价有和价，是一种混合物 C．和都可以通过化合反应制取 D．铁与足量稀盐酸反应，转移电子数为 6．下列关于铁及其化合物的说法中，不正确的是3.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 7.下列化学反应，所得产物只含一种价态铁元素的是 A．在空气中加热FeO B．在空气中加热Fe(OH)2 C．在空气中加热Fe(OH)3 D．在氧气中点燃Fe 8.某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X只能是稀硫酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 课后练习 1．下列关于铁及其化合物说法正确的是 A．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 B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成铁红和氢气 C．是一种复杂的混合物，俗称磁性氧化铁 D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下不反应 2．下列化合物不能通过单质直接化合得到的是 A． B． C． D． 3．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法不正确的是 A．用燃着的火柴点燃肥皂泡，肥皂泡燃烧，说明该气体是氢气 B．该反应的化学方程式为 C．不能将湿棉花换为干燥的棉花，因为湿棉花冷却试管防止试管炸裂 D．不能用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离 4．下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．陨铁中存在游离态的铁 B．铁能与水蒸气反应，生成氧化铁和氢气 C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 D．氢氧化亚铁在空气中易被氧化成氢氧化铁 5．下列反应中有+3价铁元素生成的是 ①铁丝在空气中生锈 ②向FeCl2溶液中通入足量氯气 ③将铁片置于CuSO4溶液中 ④Fe(OH)2暴露在空气中 ⑤FeSO4溶液中滴加过氧化氢 ⑥高温下铁与水蒸气反应 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ 6．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 A．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 B．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 C．能通过化合反应制得Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得FeCl2 D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 7．已知密度苯，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 8．下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3能通过化合反应得到 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为+2价和+3价 9．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 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．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 10．铁及其化合物的“价一类”二维图如图所示，下列有关叙述正确的是 A．与氧气的燃烧反应可以使转化为 B．是一种黑色粉末，在空气里受热，能迅速被氧化成 C．的转化可以通过 D．C在空气中容易被氧化成被氧化消耗的氧气为 11．下列叙述正确的是 ①铁能被磁铁吸引 ②人体内的血红蛋白中含铁元素 ③Fe在纯氧中燃烧可得到 ④不可与水反应得到，所以不能通过化合反应制得 ⑤在空气中加热，可得到FeO A．①②⑤ B．①②④ C．②③④⑤ D．①② 12．某同学利用如图所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。 (1)试管中发生反应的化学方程式为 。 (2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案： ①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B； ②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是 (只有一个选项符合题意)，若溶液未变红，则试管中固体是 (只有一个选项符合题意)。 A．一定有Fe3O4，可能有Fe B．只有Fe(OH)3 C．一定有Fe3O4和Fe D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe E．只有Fe3O4 (3)该同学按上述方案进行了实验，溶液未变红色，该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关反应的化学方程式 。 (4)一段时间后，该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配的原因是 ，并且配制时应加入少量 。 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $