第07讲 铁及其化合物（暑假培优讲义）新高一化学人教版

第07讲 铁及其化合物 内容导航 暑期启航·目标明确：暑期提前规划学习任务，明确阶段目标与提升路径 新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架 重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法 典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升 分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力 1.认识铁的物理性质与化学性质，掌握铁与非金属、酸、水的反应，能书写对应化学方程式。 2.了解FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄三种铁的氧化物的性质、用途，区分碱性氧化物与特性差异。 3.掌握 Fe²⁺、Fe³⁺ 的检验方法、相互转化规律，理解氧化还原在铁化合物转化中的应用。 4.能结合生活、工业实例分析铁及其化合物的应用，初步形成物质类别 — 价态的元素化合物学习思路。 重点01 铁的单质 一、铁的物理性质及铁元素的存在 1、铁的物理性质：铁是一种有金属光泽的银白色金属，有良好的______和延展性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。密度是7.68g·cm－3，熔点是1535℃，沸点是2750℃，粉末为黑色。铁属于重金属、黑色金属、常见金属。铁能被磁铁吸引 2、铁元素在自然界的存在形态——游离态和化合态均有 (1)像陨铁中的铁那样以单质形态存在 (2)以＋2价和＋3价化合物的形态存在，铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 二、铁的化学性质:铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物 1、Fe与非金属反应 (1)Fe与O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) (2)Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生______的烟) (3)Fe与硫的反应：Fe＋SFeS 2、Fe与水蒸气的反应 实验装置 操作及现象 ①先点燃湿棉花处的酒精灯，再点燃还原铁粉处的酒精灯； ②用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了氢气(肥皂泡起收集氢气的作用) 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。 3、Fe与酸的反应 (1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ (2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 4、与盐溶液反应： (1)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu (2)与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 【方法技巧】 ①铁与水反应的产物是Fe3O4和H2，而不是Fe2O3。 ②铁与冷水、热水不能反应，只能与水蒸气在高温下反应。 ③铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。 重点02 铁的氧化物及氢氧化物 1.铁的氧化物 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。铁的氧化物的性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 ______粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++3H2O 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作色素；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 2.铁的氢氧化物 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 （1）铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成______ 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 （2）铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 【方法技巧】 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。。 重点03 铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+与KSCN溶液的反应 — Fe3+的检验 Fe3+ Fe2+ 实验操作 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液 实验现象 溶液变______ 无明显现象 离子方程式 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 —— 结论 Fe3+与SCN-生成红色配合物，Fe2+和SCN-不反应，可利用此现象检验Fe3+的存在 2.探究Fe2+、Fe3+的性质及转化 （1）预测性质 ①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，具有氧化性。 ②Fe2+—中间价态，能降低到0价，具有氧化性；又能升高到+3价，具有还原性。 （2）实验探究 实验操作 实验现象及分析 棕黄色溶液变为浅绿色，说明Fe3+具有氧化性，Fe3+将铁粉氧化为Fe2+,反应为 2Fe3++Fe===3Fe2+ 加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在Fe3+，Fe3+已全部被还原为Fe2+ 加入少量新制氯水，溶液变红，说明Fe2+具有还原性，氯水将Fe2+氧化为Fe3+,反应为 2Fe2++Cl₂===2Fe3++2C1- 实验结论 4.铁盐的用途 （1）净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有______，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。 （2）腐蚀覆铜板 工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀，即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后把覆铜板放到FeCl3溶液中。 ①原理：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2(或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)。 ②实验操作：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FeCl3溶液的小烧杯中。一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ③实验现象：油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。 【方法技巧】 ①观察法只能用于作出否定性结论，即如果溶液不显棕黄色，则不可能含大量的Fe3+。 ②若溶液中含有Cl-、Br-、I-等还原性离子，则不能根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。 ③只含Fe2+的检验：注意检验Fe2+时加入试剂的顺序，氯水可换为H2O2溶液等。氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 ④同时含有Fe2+和 Fe3+的溶液：Fe2+对检验 Fe3+无干扰，可以直接滴加KSCN溶液检验 Fe3+；Fe3+对检验Fe2+有干扰，不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验 Fe2+，通常向溶液中加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明含有Fe2+。 重点04 检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法及“铁三角”——Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 (1)Fe3＋的检验 ①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋ ②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 ③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) ④淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 ⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为______，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ (2)Fe2+的检验 ①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋ ②碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) ③KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O ④KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋ ①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如Zn、H2、CO等。 Zn+Fe2+===Zn2++Fe H2+FeOFe+H2O ②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、Fe3+、S等。 Fe+2H+===Fe2++H2↑ Fe＋Cu2+===Fe2++Cu Fe+SFeS ③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、Br2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ④Fe3+→Fe：Fe的还原性较强，要使Fe3+还原为Fe，需使用还原性强于Fe的还原剂。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有Zn、Al、H2、CO等。 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ⑤Fe2+→Fe3+：Fe2+具有一定的氧化性，要使Fe2+转化为Fe3+，需要氧化性较强的氧化剂。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有Cl2、Br2、H2O2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O ⑥Fe3+→Fe2+：Fe2+具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的还原剂进行还原。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、Cu、SO2、S2-、I-等。 Fe+2Fe3+===3Fe2+ Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ SO2+2H2O+2Fe3+===2Fe2++SO42-+4H+ 【方法技巧】 ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－) ②当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在 ③Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋ (Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰) 考向01 铁的性质 【典例01】（25-26高一上·新疆·期末）部分含铁或氯物质的“—类”二维图如图所示。已知：g和f为氯化物，c为钠盐。下列说法正确的是 A．h在少量b中燃烧生成f B．h在氧气中灼烧生成e C．d具有氧化性，可用作自来水消毒剂 D．气态物质a不是电解质 【即时提升1-1】（25-26高一上·陕西咸阳·期末）某学生以铁丝和氯气为原料进行如图三个实验。下列分析正确的是 A．实验①反应时火焰为苍白色 B．实验①铁丝过量时燃烧产物为 C．实验③反应制得的氢氧化铁胶体为纯净物 D．实验②、③得到的分散系中分散质粒子的直径大小：②<③ 【即时提升1-2】（25-26高一上·广东汕尾·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．用小苏打治疗胃酸过多： B．向溶液中加入足量的溶液： C．将稀硫酸滴在铁片上： D．金属钠与溶液反应： 考向02 铁的化合物的性质 【典例02】（25-26高一上·天津南开·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． C． D． 【即时提升2-1】（25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测）在FeSO4溶液中投入一小块金属钠，反应完全后过滤，洗涤沉淀，然后在空气中灼烧沉淀，最终得到的固体物质是 A．Fe B．FeO C．Fe(OH)3 D．Fe2O3 【即时提升2-2】（25-26高一上·内蒙古赤峰·期末）将一定质量的Fe和Fe3O4混合固体粉末溶于100mL1.0mol/L稀盐酸，恰好完全反应，生成标准状况下224mLH2，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。则下列说法不正确的是 A．反应后溶液中不含有Fe3+ B．Fe3O4与稀盐酸发生非氧化还原反应 C．n(Fe)：n(Fe3O4)=2：1 D．混合固体中m(Fe)=0.56g 考向03 铁盐及亚铁盐的性质及鉴别 【典例03】（25-26高一上·贵州黔东南·期末）善于归纳元素及其化合物转化的思维导图，对学习元素化合物具有重要意义。下图为中学化学常见单质及其化合物之间转化关系(部分产物、反应物及条件省略)，回答有关问题。 已知：甲、乙为单质，反应①条件为点燃，安静燃烧，发出苍白色火焰。甲、E、F的焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，为淡黄色固体，、、的焰色试验火焰呈黄色。沉淀为白色，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的L。 (1)A的化学式为_______，B中Fe的化合价有_______。 (2)反应②属于_______反应(填基本反应类型)，反应③的离子方程式为_______。 (3)向D溶液中滴加几滴_______溶液(填化学式)，溶液变红，说明D溶液含有。反应④的化学方程式为_______。 (4)将一块绿豆大小的甲投入到盛有水的烧杯中(事先滴入几滴酚酞)，发生反应⑤，观察到实验现象为：_______。 (5)从氧化还原角度考虑，反应⑥中，M的作用为_______。M还可用于干法制备高铁酸钠，完善并配平该反应：_______。 ______________ 【即时提升3-1】（25-26高一上·湖南益阳·期末）某工业残渣的主要成分为(含有少量FeO、MgO等杂质)。某课外兴趣小组利用该残渣制取粉末的流程如下：(已知：流程中“向黄色溶液中加入MgO”的目的是调节溶液的酸碱性，使完全沉淀而不沉淀) 请回答下列问题： (1)过滤操作中，下图所示仪器不需要用到的是_______(填序号)。 (2)加入“适量氯水”的作用是_______。 (3)写出红褐色沉淀的化学式_______。 (4)黄色溶液可用来刻蚀覆铜板，发生的主要反应的离子方程式为_______。 (5)检验黄色溶液中是否完全沉淀的方法是：取过滤②后的少量滤液于试管中，_______(请补充完整的实验操作、现象和结论)。 【即时提升3-2】（25-26高一上·浙江温州·期末）以黄铜矿(主要成分为，杂质不参与反应)为原料制备铜和绿矾晶体()的流程如下： 已知：黄铜矿中硫元素均转化为硫酸根离子。 (1)溶液A中所含的阳离子有、___________、___________。 (2)（多选）下列说法正确的是___________。 A．步骤Ⅱ仅发生 B．固体A的成分为Cu C．系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 D．获得的需密闭保存，以防被氧化 (3)步骤Ⅲ中发生的化学方程式为：___________。 (4)请设计实验方案验证溶液B中含有的金属阳离子：___________。 考向04 铁及其化合物的转化 【典例04】（25-26高一上·山东日照·期末）如图所示的物质转化关系中(部分生成物未列出)，B是一种淡黄色粉末，C是强碱，E是一种常见的金属，I是红褐色固体。 回答下列问题： (1)物质I的化学式为___________。 (2)图示反应中，属于氧化还原反应的有___________个。 (3)反应①的化学方程式为___________。该反应中每生成1molD，转移电子的物质的量为___________mol。 (4)反应③的离子方程式为___________。 (5)检验H溶液中的金属阳离子，可选用下列试剂中的___________(填标号)。 A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液 C．KSCN溶液和氯水 D．溴水 【即时提升4-1】（25-26高一上·宁夏吴忠·期末）各物质间的转化关系如下图所示，请完成下列空白。 (1)确定化学式：_______；_______。 (2)溶液中通入黄绿色气体也可以直接转变成，请写出反应的离子方程式：_______。 (3)写出转变成的化学方程式：_______。 (4)向溶液中加入，写出反应的离子方程式：_______。 (5)计算铁与足量稀盐酸反应生成标准状况下气体的体积_______(写出计算过程)。 【即时提升4-2】（25-26高一上·安徽宿州·期末）已知A为生活中常见的金属单质，B为磁性黑色晶体，C溶液呈浅绿色，根据下图所示的关系： (1)确定A、B、C、D、E、F的化学式。 A为_______，B为_______，C为_______，D为_______，E为_______，F为_______。 (2)写出④、⑤的离子方程式，⑧的化学方程式。 ④_______； ⑤_______； ⑧_______。 基础巩固 1．（25-26高一上·广西百色·开学考试）在化学实验室中，我们经常观察到不同物质在氧气中的燃烧现象。下列物质在氧气中燃烧时，能够产生耀眼的白光的是 A．镁条 B．硫粉 C．五氧化二磷 D．铁丝 2．（25-26高一上·福建厦门·开学考试）草酸亚铁（）固体受热时会发生反应，在不同条件下既可生成一种铁氧化物、CO和，也可生成多种铁氧化物的混合物、CO和。现将27 g草酸亚铁固体放在试管中加热，充分反应后得到14.5 g固体，则该固体是 A．FeO B． C． D．和 3．（25-26高一上·四川广安·开学考试）下列离子方程式正确的是 A．少量的溶液与足量的溶液反应： B．氯气与水反应： C．用小苏打治疗胃酸过多： D．铁和稀盐酸反应： 4．（25-26高一上·陕西咸阳·开学考试）铁元素的“价类二维图”如下图所示。下列说法错误的是   A．X是碱 B．物质a可与稀盐酸反应生成 C．物质b的化学式是 D．溶液可与NaOH溶液反应生成 5．（25-26高一上·四川广安·开学考试）由Fe2(SO4)3和FeSO4组成的混合物，经测定其中铁元素的质量分数为a%，则该混合物中氧元素的质量分数为 A．1-a% B． C． D． 6．（25-26高一上·四川广安·开学考试）今年我国将发射火星探测器。以下是关于火星的部分已知信息： 其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖； 火星上无液态水，但有大量冰； 火星大气的成分为二氧化碳、氮气、氩气、氧气和水汽。 下列说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是四氧化三铁 B．火星上的冰转化为液态水要放出热量 C．未来在火星上可用获取铁单质 D．蜡烛在火星大气中可以燃烧 7．（25-26高一上·山西阳泉·开学考试）电子工业常用的溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板。从腐蚀废液中回收铜并重新获得溶液，可采用下列步骤： 下列说法错误的是 A．制造印刷电路板原理： B．滤渣③的成分是和 C．物质④可以是稀硫酸 D．若向废液中加入一定量的①，充分反应后无固体，则所得溶液中可能有 8．（25-26高一上·甘肃定西·开学考试）下列各组物质按照箭头所示方向均能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 9．（25-26高一上·山西阳泉·开学考试）根据有关操作与现象，所得结论正确的是 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中滴加2滴KSCN溶液，溶液不变红色，再滴加几滴新制氯水，溶液变为红色 该溶液中一定含有 B 向某溶液中滴加溶液，产生白色沉淀 该溶液中一定含有 C 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验，观察到黄色 该溶液一定不含 D 向某溶液中加入稀盐酸，产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊 该溶液中一定含有 A．A B．B C．C D．D 10．（25-26高一上·广东·期末）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．钠具有还原性，液态钠可用作核反应堆的传热介质 B．具有漂白性，可在呼吸面具中作为氧气的来源 C．胶体具有吸附性，可用于自来水的杀菌消毒 D．具有氧化性，可用于蚀刻铜电路板 11．（25-26高一上·安徽合肥·期末）下列除杂方法(括号内为杂质)正确的是 A．NaCl溶液()：加入适量稀硫酸 B．：加入装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶洗气 C．溶液()：加入过量铁粉，过滤 D．固体()：加入足量氢氧化钠溶液反应充分后过滤、洗涤、干燥 12．（25-26高一上·河北石家庄·期末）设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．在 时，11.2L氮气所含的原子数目为NA B．和N4组成的混合气体中含有的原子数目为2NA C．在 的NaOH溶液中， 的数目为0.1NA D．0.3mol Fe与足量水蒸气在高温下充分反应，转移的电子数为0.9NA 13．（25-26高一上·云南玉溪·期末）晶体材料纳米级四氧化三铁在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。 下列有关叙述不合理的是 A．纳米Fe3O4具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病 B．纳米Fe3O4可分散在水中，它与溶液的分散质直径大小相等 C．FeOOH中Fe的化合价为＋3价，因此反应①不属于氧化还原反应 D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋3H2O＋CO2 14．（25-26高一上·广西百色·开学考试）《天工开物》是中国古代一部重要的科技著作，其中详细记载了金属的冶炼和应用。请回答相关问题： (1)赤铁矿的主要成分是，其相对分子质量为________。 (2)铁的金属活动性比铜________(选填“强”或“弱”)，因此铁可以置换出铜。古代“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的现象用化学方程式表示为________。若将该“胆矾水”过滤，向滤渣中滴加稀硫酸，有气泡产生，下列说法不正确的是________(填字母)。 A．反应后所得溶液质量增大　　　B．滤渣中一定有Cu和Fe C．滤液一定为蓝色溶液    　　　D．滤液中一定有，可能有 (3)《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡炼煎亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞋(指鼓入空气)熔化”。“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤，加铅后形成合金能使锡较易熔化流出，这说明合金的熔点比组成它的纯金属________(选填“高”或“低”)。 15．（24-25高一上·陕西咸阳·开学考试）为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示的6个实验。图中“→”表示将金属加入盐溶液中。 (1)⑤中反应的化学方程式为______________________________。 (2)设计②的目的是______________________________。 (3)仅由④和⑥不能得出铜、银、铁的金属活动性顺序，理由是__________________________________。 培优拓展 16．（25-26高一上·浙江杭州·期中）用表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．的溶液中，含有的数目为 B．在中充分燃烧，转移电子数为 C．溶于足量水中，形成的溶液中、和的粒子数之和为 D．常温常压下，中含有分子的数目为 17．（25-26高一上·浙江杭州·期中）一定量的某磁黄铁矿(主要成分，S为价)与100盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)生成3.2g硫单质、和一定量气体，且溶液中无。则下列说法正确的是 A．该盐酸的物质的量浓度为8.0 B．该磁黄铁矿中与的物质的量之比为 C．生成的气体的体积为4.48L D．该磁黄铁矿中的 18．（25-26高一上·浙江杭州·期中）高磷鲕状赤铁矿(主要含有，还含有少量、、等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。 已知：遇生成蓝色沉淀。下列说法错误的是 A．铁红常用作油漆、油墨的红色颜料 B．酸浸液遇溶液可生成蓝色沉淀 C．洗涤滤渣时，不能用玻璃棒搅拌 D．氧化时不能选用试剂溶液 19．（25-26高一上·浙江杭州·期中）化学上常用标准电极电势E(氧化型/还原型)比较物质的氧化能力。E值越高，氧化型物质的氧化能力越强，E值越低，还原型物质的还原能力越强。某些电极电势的E值与体系的pH有关。根据表格信息，判断下列说法错误的是 氧化型 ／还原型 E(酸性条件) 1.685V 1.51V 0.77V 1.36V 0.991V A．实验室可用与浓盐酸反应制备 B．酸性条件下，还原性强弱顺序为 C．向酸化的含足量的溶液中加入少量，可观察到黄绿色气体氯气产生 D．在酸性高锰酸钾溶液中加入溶液，可实现 20．（25-26高一上·浙江杭州·期中）已知还原性，向溶液中通入标准状况下的体积10.08L，全部被还原，和氧化产物为和。测得反应后溶液中，则原溶液的物质的量浓度为 A． B． C． D． 21．（25-26高一上·浙江杭州·期中）下列铁元素的代表物描述不正确的是 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A 单质 0价 能与盐酸反应生成氢气 B 金属氧化物 价 能与盐酸反应生成氯化铁 C 碱 价 受热分解生成氧化铁 D 盐 价 能与氧化剂反应转化为正三价铁 A．A B．B C．C D．D 22．（25-26高一上·浙江杭州·期末）高铁酸钾()是一种暗紫色固体，在低温、碱性条件下比较稳定。能溶于水，且能与水反应放出，并生成胶体，常用作水处理剂。有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于、等。工业制备的流程如下： 下列关于的说法正确的是 A．“反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 B．由题目可知：相同条件下，的溶解度大于 C．将与盐酸混合使用，可增强其杀菌消毒效果 D．可用丁达尔效应鉴别和两种紫红色溶液 23．（25-26高二下·河北保定·期末）实验室用如图装置来制取，关于该实验的说法中正确的是 A．组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂 B．引发B中产生的操作是关闭K C．从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气 D．打开B中瓶塞，可看到B中白色沉淀迅速变为红褐色沉淀 24．（2025高一上·北京·学业考试）请回答下列问题： 化学工业中的还原反应与应用 在工业生产中，化学反应是制备重要物质的基础。其中，还原反应在金属冶炼和化工生产中扮演着关键角色。例如，四氧化三铁(Fe3O4)在高温下可与氢气反应制得高纯度的“引火铁”，反应方程式为：Fe3O4+ 4H2=3Fe + 4H2O。在此反应中，氢气作为还原剂，将铁从化合物中还原出来，铁元素的化合价降低。二氧化硫(SO2)虽是大气污染物，但在合理使用下可为人类服务。在食品工业中，SO2作为防腐剂、漂白剂和抗氧化剂。工业上，硫是制备硫酸的重要原料，主要过程为：S→SO2→ SO3→H2SO4.硫酸生产尾气中含少量SO2，直接排放会污染环境。工业上常用氨水吸收，再利用硫酸处理，实现SO2的循环利用。 根据上述材料，回答下列问题： (1)在Fe3O4与H2的反应中，还原剂是___________，铁元素的化合价___________，每消耗1mol Fe3O4可生成___________mol Fe，转移电子___________ mol；该反应中Fe3O4里的 ___________均被还原(填“Fe3+”“Fe2+”或“两者”)。 (2)硫酸尾气用氨水吸收的化学方程式为___________；SO2使酸性高锰酸钾褪色，说明其具有___________性。 25．（25-26高一上·江西赣州·期末）“价态—类别”二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，下图是铁及其化合物的“价态—类别”二维图(部分物质未标明)。 请回答下列问题： (1)下列矿物可用于冶炼金属铁的是______(填写字母)。 A．赤铁矿(主要成分为Fe2O3) B．闪锌矿(主要成分为ZnS) (2)单质a与足量______(选填“NaOH溶液或“盐酸”)反应可转化为FeCl2。 (3)化合物b的化学式为______(选填“Fe(OH)2”或“Fe(OH)3”)。 (4)在影视作品中常利用化合物Fe(SCN)3制作假血浆，以达到需要的拍摄效果，此化合物中铁元素的化合价为______。 (5)Fe(OH)3是一种______(选填“红褐色”或“白色”)物质。 (6)合金的应用促进了人类社会的发展，下列材料属于合金的是______(填写字母)。 A．水利工程中使用的水泥 B．制造地铁列车车体的不锈钢 (7)铝热反应常用于焊接钢轨，其涉及的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，若生成铁的质量为280g，则参加反应的Fe2O3的物质的量为______mol。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第07讲 铁及其化合物 内容导航 暑期启航·目标明确：暑期提前规划学习任务，明确阶段目标与提升路径 新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架 重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法 典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升 分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力 1.认识铁的物理性质与化学性质，掌握铁与非金属、酸、水的反应，能书写对应化学方程式。 2.了解FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄三种铁的氧化物的性质、用途，区分碱性氧化物与特性差异。 3.掌握 Fe²⁺、Fe³⁺ 的检验方法、相互转化规律，理解氧化还原在铁化合物转化中的应用。 4.能结合生活、工业实例分析铁及其化合物的应用，初步形成物质类别 — 价态的元素化合物学习思路。 重点01 铁的单质 一、铁的物理性质及铁元素的存在 1、铁的物理性质：铁是一种有金属光泽的银白色金属，有良好的导热性和延展性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。密度是7.68g·cm－3，熔点是1535℃，沸点是2750℃，粉末为黑色。铁属于重金属、黑色金属、常见金属。铁能被磁铁吸引 2、铁元素在自然界的存在形态——游离态和化合态均有 (1)像陨铁中的铁那样以单质形态存在 (2)以＋2价和＋3价化合物的形态存在，铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 二、铁的化学性质:铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物 1、Fe与非金属反应 (1)Fe与O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) (2)Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟) (3)Fe与硫的反应：Fe＋SFeS 2、Fe与水蒸气的反应 实验装置 操作及现象 ①先点燃湿棉花处的酒精灯，再点燃还原铁粉处的酒精灯； ②用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了氢气(肥皂泡起收集氢气的作用) 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。 3、Fe与酸的反应 (1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ (2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 4、与盐溶液反应： (1)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu (2)与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 【方法技巧】 ①铁与水反应的产物是Fe3O4和H2，而不是Fe2O3。 ②铁与冷水、热水不能反应，只能与水蒸气在高温下反应。 ③铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。 重点02 铁的氧化物及氢氧化物 1.铁的氧化物 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。铁的氧化物的性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++3H2O 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作色素；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 2.铁的氢氧化物 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 （1）铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 （2）铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 【方法技巧】 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。。 重点03 铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+与KSCN溶液的反应 — Fe3+的检验 Fe3+ Fe2+ 实验操作 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液 实验现象 溶液变红色 无明显现象 离子方程式 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 —— 结论 Fe3+与SCN-生成红色配合物，Fe2+和SCN-不反应，可利用此现象检验Fe3+的存在 2.探究Fe2+、Fe3+的性质及转化 （1）预测性质 ①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，具有氧化性。 ②Fe2+—中间价态，能降低到0价，具有氧化性；又能升高到+3价，具有还原性。 （2）实验探究 实验操作 实验现象及分析 棕黄色溶液变为浅绿色，说明Fe3+具有氧化性，Fe3+将铁粉氧化为Fe2+,反应为 2Fe3++Fe===3Fe2+ 加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在Fe3+，Fe3+已全部被还原为Fe2+ 加入少量新制氯水，溶液变红，说明Fe2+具有还原性，氯水将Fe2+氧化为Fe3+,反应为 2Fe2++Cl₂===2Fe3++2C1- 实验结论 4.铁盐的用途 （1）净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。 （2）腐蚀覆铜板 工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀，即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后把覆铜板放到FeCl3溶液中。 ①原理：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2(或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)。 ②实验操作：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FeCl3溶液的小烧杯中。一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ③实验现象：油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。 【方法技巧】 ①观察法只能用于作出否定性结论，即如果溶液不显棕黄色，则不可能含大量的Fe3+。 ②若溶液中含有Cl-、Br-、I-等还原性离子，则不能根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。 ③只含Fe2+的检验：注意检验Fe2+时加入试剂的顺序，氯水可换为H2O2溶液等。氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 ④同时含有Fe2+和 Fe3+的溶液：Fe2+对检验 Fe3+无干扰，可以直接滴加KSCN溶液检验 Fe3+；Fe3+对检验Fe2+有干扰，不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验 Fe2+，通常向溶液中加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明含有Fe2+。 重点04 检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法及“铁三角”——Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 (1)Fe3＋的检验 ①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋ ②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 ③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) ④淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 ⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ (2)Fe2+的检验 ①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋ ②碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) ③KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O ④KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋ ①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如Zn、H2、CO等。 Zn+Fe2+===Zn2++Fe H2+FeOFe+H2O ②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、Fe3+、S等。 Fe+2H+===Fe2++H2↑ Fe＋Cu2+===Fe2++Cu Fe+SFeS ③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、Br2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ④Fe3+→Fe：Fe的还原性较强，要使Fe3+还原为Fe，需使用还原性强于Fe的还原剂。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有Zn、Al、H2、CO等。 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ⑤Fe2+→Fe3+：Fe2+具有一定的氧化性，要使Fe2+转化为Fe3+，需要氧化性较强的氧化剂。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有Cl2、Br2、H2O2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O ⑥Fe3+→Fe2+：Fe2+具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的还原剂进行还原。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、Cu、SO2、S2-、I-等。 Fe+2Fe3+===3Fe2+ Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ SO2+2H2O+2Fe3+===2Fe2++SO42-+4H+ 【方法技巧】 ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－) ②当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在 ③Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋ (Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰) 考向01 铁的性质 【典例01】（25-26高一上·新疆·期末）部分含铁或氯物质的“—类”二维图如图所示。已知：g和f为氯化物，c为钠盐。下列说法正确的是 A．h在少量b中燃烧生成f B．h在氧气中灼烧生成e C．d具有氧化性，可用作自来水消毒剂 D．气态物质a不是电解质 【答案】C 【分析】根据“一类”二维图可知，a-h分别为HCl、、、、、、、Fe。 【详解】A．铁在少量氯气中燃烧，因氯气具有极强的氧化性，无论氯气是少量还是过量，最终产物都为，不是，A错误； B．铁在氧气中灼烧的产物为，而不是，B错误； C．d为，具有氧化性，可用作自来水消毒剂，C正确； D．气态物质是HCl，在水溶液中能完全电离，是电解质，D错误； 故选C。 【即时提升1-1】（25-26高一上·陕西咸阳·期末）某学生以铁丝和氯气为原料进行如图三个实验。下列分析正确的是 A．实验①反应时火焰为苍白色 B．实验①铁丝过量时燃烧产物为 C．实验③反应制得的氢氧化铁胶体为纯净物 D．实验②、③得到的分散系中分散质粒子的直径大小：②<③ 【答案】D 【详解】A．实验①中的铁和氯气反应生成氯化铁，生成棕褐色的烟，A项错误； B．实验①反应产物与铁丝的量多少无关，不管铁丝少量还是过量都生成，B错误； C．胶体是分散系，分散系是混合物，C错误； D．实验②得到的分散系是溶液，溶质粒子直径小于1 nm，实验③得到的分散系是胶体，胶体粒子直径在1到100 nm之间，D正确； 答案选择D。 【即时提升1-2】（25-26高一上·广东汕尾·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．用小苏打治疗胃酸过多： B．向溶液中加入足量的溶液： C．将稀硫酸滴在铁片上： D．金属钠与溶液反应： 【答案】B 【详解】A．小苏打是碳酸氢钠，其离子为 ，正确的离子方程式为 ，A错误； B．向 溶液中加入足量 溶液，反应生成硫酸钡沉淀和水，离子方程式正确，B正确； C．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，正确的离子方程式为 ，C错误； D．金属钠与 溶液反应时，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，不会直接置换出铜，D错误； 故选B。 考向02 铁的化合物的性质 【典例02】（25-26高一上·天津南开·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． C． D． 【答案】B 【详解】A．FeO是黑色粉末，A不符合题意； B．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．FeCl3是棕黄色固体，C不符合题意； D．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。 【即时提升2-1】（25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测）在FeSO4溶液中投入一小块金属钠，反应完全后过滤，洗涤沉淀，然后在空气中灼烧沉淀，最终得到的固体物质是 A．Fe B．FeO C．Fe(OH)3 D．Fe2O3 【答案】D 【详解】在FeSO4溶液中投入金属钠，钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑。生成的氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀：FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4。过滤和洗涤后得到Fe(OH)2沉淀，该沉淀在空气中被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。最后，灼烧氢氧化铁时，其分解生成氧化铁和水：2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O。因此，最终固体为Fe2O3。 故选D。 【即时提升2-2】（25-26高一上·内蒙古赤峰·期末）将一定质量的Fe和Fe3O4混合固体粉末溶于100mL1.0mol/L稀盐酸，恰好完全反应，生成标准状况下224mLH2，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。则下列说法不正确的是 A．反应后溶液中不含有Fe3+ B．Fe3O4与稀盐酸发生非氧化还原反应 C．n(Fe)：n(Fe3O4)=2：1 D．混合固体中m(Fe)=0.56g 【答案】D 【详解】A．加入KSCN溶液无颜色变化，说明反应后溶液中无，A正确； B．与盐酸反应，无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，B正确； C．根据题意固体混合物最终全都转化为，且物质的量，气体=0.01 mol，再根据反应中得失电子守恒，有，故算出，，C正确； D．通过选项C的分析可知，即，D错误； 故选D。 考向03 铁盐及亚铁盐的性质及鉴别 【典例03】（25-26高一上·贵州黔东南·期末）善于归纳元素及其化合物转化的思维导图，对学习元素化合物具有重要意义。下图为中学化学常见单质及其化合物之间转化关系(部分产物、反应物及条件省略)，回答有关问题。 已知：甲、乙为单质，反应①条件为点燃，安静燃烧，发出苍白色火焰。甲、E、F的焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，为淡黄色固体，、、的焰色试验火焰呈黄色。沉淀为白色，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的L。 (1)A的化学式为_______，B中Fe的化合价有_______。 (2)反应②属于_______反应(填基本反应类型)，反应③的离子方程式为_______。 (3)向D溶液中滴加几滴_______溶液(填化学式)，溶液变红，说明D溶液含有。反应④的化学方程式为_______。 (4)将一块绿豆大小的甲投入到盛有水的烧杯中(事先滴入几滴酚酞)，发生反应⑤，观察到实验现象为：_______。 (5)从氧化还原角度考虑，反应⑥中，M的作用为_______。M还可用于干法制备高铁酸钠，完善并配平该反应：_______。 ______________ 【答案】(1) +2和+3 (2) 化合 (3) (4)金属浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出响声，反应剧烈并燃烧，溶液变红 (5) 既作氧化剂又作还原剂 【分析】氢气与乙(单质)点燃反应时，安静燃烧且有苍白色火焰，说明乙为，A为；A的溶液为盐酸，能与反应生成和C，则C为；和加热时能生成D，则D为；可通过反应②被还原生成；可通过反应③被氧化生成；在中燃烧能生成B，则B为；甲、E、F的焰色试验火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，说明甲、E、F都含有元素，甲为单质，所以甲为单质，甲能与反应生成和E，则E为；能与反应生成F和G，由焰色试验知F为，G为；经反应④，由白色变为灰绿色，最后变为红褐色的L，说明L为；M为淡黄色固体，M、N、Q的焰色试验火焰呈黄色，说明M为，N和Q均含有元素；能与反应生成和N，则N为；能与反应生成和Q，则Q为；据此回答。 【详解】（1）由分析可知，A的化学式为，B为，其中Fe的化合价有+2和+3价； （2）由分析可知，反应②为，为两种物质反应生成一种物质，属于化合反应；反应③的离子方程式为； （3）可与溶液反应生成血红色物质，该反应用于鉴别；由分析可知，反应④的方程式为； （4）由分析可知，甲为单质，化学性质与相似，与水反应的现象也与与水反应相似，且与水反应比更剧烈，现象为：金属浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出响声，反应剧烈并燃烧，溶液变红； （5）由分析可知，反应⑥的方程式为，中的元素为-1价，部分被氧化为0价生成，部分被还原为-2价，说明既是氧化剂也是还原剂，制备高铁酸钠的反应中，部分被氧化为0价，部分被还原为-2价，由+2价被氧化为+6价，由方程式知，2 mol 被氧化时有1 mol 生成，所以总共需要消耗 6 mol 使得电子守恒，配平后的化学方程式为。 【即时提升3-1】（25-26高一上·湖南益阳·期末）某工业残渣的主要成分为(含有少量FeO、MgO等杂质)。某课外兴趣小组利用该残渣制取粉末的流程如下：(已知：流程中“向黄色溶液中加入MgO”的目的是调节溶液的酸碱性，使完全沉淀而不沉淀) 请回答下列问题： (1)过滤操作中，下图所示仪器不需要用到的是_______(填序号)。 (2)加入“适量氯水”的作用是_______。 (3)写出红褐色沉淀的化学式_______。 (4)黄色溶液可用来刻蚀覆铜板，发生的主要反应的离子方程式为_______。 (5)检验黄色溶液中是否完全沉淀的方法是：取过滤②后的少量滤液于试管中，_______(请补充完整的实验操作、现象和结论)。 【答案】(1)② (2)将亚铁离子氧化为铁离子 (3) (4) (5)向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液未变红色，说明完全沉淀。若变红色，说明为完全沉淀 【分析】工业残渣主要成分为(含有少量FeO、MgO等杂质)中加入足量稀盐酸，Fe2O3、FeO、MgO与盐酸反应，过滤后滤液中含有镁离子、铁离子、亚铁离子、氯离子，向滤液中加入适量氯水，将亚铁离子氧化为铁离子，溶液呈黄色；向黄色溶液加入MgO调节溶液的酸碱性，使完全沉淀而不沉淀，过滤后得到的红褐色沉淀为氢氧化铁，灼烧得到红棕色的氧化铁固体；滤液为氯化镁溶液。 【详解】（1）过滤操作需要玻璃棒、漏斗、烧杯，不需要锥形瓶，故答案为：②； （2）加入“适量氯水”的作用是将亚铁离子氧化为铁离子； （3）红褐色沉淀为氢氧化铁，化学式为； （4）黄色溶液中主要含有氯化铁，少量氯化镁，用来刻蚀覆铜板，发生的主要反应的离子方程式为； （5）KSCN溶液与铁离子反应溶液呈血红色，常用KSCN溶液检验铁离子。检验黄色溶液中是否完全沉淀的方法是：取过滤②后的少量滤液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液未变红色，说明完全沉淀。若变红色，说明未完全沉淀。 【即时提升3-2】（25-26高一上·浙江温州·期末）以黄铜矿(主要成分为，杂质不参与反应)为原料制备铜和绿矾晶体()的流程如下： 已知：黄铜矿中硫元素均转化为硫酸根离子。 (1)溶液A中所含的阳离子有、___________、___________。 (2)（多选）下列说法正确的是___________。 A．步骤Ⅱ仅发生 B．固体A的成分为Cu C．系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 D．获得的需密闭保存，以防被氧化 (3)步骤Ⅲ中发生的化学方程式为：___________。 (4)请设计实验方案验证溶液B中含有的金属阳离子：___________。 【答案】(1) (2)CD (3) (4)取少量溶液B于试管中，先加入KSCN溶液，后加入，若溶液开始无明显现象，后溶液变红，则有 【分析】本流程中，步骤Ⅰ为向黄铜矿（CuFeS2）加入稀硫酸并通入足量O2得溶液A，由题干中条件得知所有元素都被充分氧化，S元素均转化为，Fe元素均转化为Fe3+，故A中含有H+、Fe3+、Cu2+和，步骤Ⅱ为向溶液A中加入Fe，Fe与Cu2+反应生成Cu和Fe2+，与H+反应生成Fe2+和H2，与Fe3+反应生成Fe2+，接下来过滤分离得到固体A和溶液B，固体A的主要成分为Cu和未反应的Fe，加入稀硫酸，可与Fe发生反应，经步骤Ⅲ过滤得到Cu和溶液B，故溶液B为溶液，将溶液B经过系列操作得到晶体；据此回答以下问题。 【详解】（1）由分析可知，溶液A中含有的阳离子为H+、Fe3+、Cu2+； （2）A．由分析可知，步骤Ⅱ中Fe与H+、Cu2+、Fe3+均能反应，离子方程式分别为、、，A错误； B．由分析可知，固体A的成分为Cu和Fe，B错误； C．将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可制备晶体，C正确； D．因为Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化为Fe3+，所以需密闭保存，D正确； 故答案选CD； （3）由分析可知，步骤Ⅲ中加入稀硫酸除去固体A中的Fe，反应方程式为； （4）溶液B中含有的金属阳离子为Fe2+，验证方法如下：取少量溶液B于试管中，先加入KSCN溶液，此时Fe2+不与SCN-发生反应，然后加入，若Fe2+存在，则其被氧化为Fe3+，此时若溶液开始变红，则说明溶液B中含有Fe2+。 考向04 铁及其化合物的转化 【典例04】（25-26高一上·山东日照·期末）如图所示的物质转化关系中(部分生成物未列出)，B是一种淡黄色粉末，C是强碱，E是一种常见的金属，I是红褐色固体。 回答下列问题： (1)物质I的化学式为___________。 (2)图示反应中，属于氧化还原反应的有___________个。 (3)反应①的化学方程式为___________。该反应中每生成1molD，转移电子的物质的量为___________mol。 (4)反应③的离子方程式为___________。 (5)检验H溶液中的金属阳离子，可选用下列试剂中的___________(填标号)。 A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液 C．KSCN溶液和氯水 D．溴水 【答案】(1)Fe(OH)3 (2)3 (3) 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ 2 (4)Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O (5)ABCD 【分析】由题干B是一种淡黄色粉末，C是强碱，E是一种常见的金属，I是红褐色固体信息和转化关系图可知，A和B反应生成强碱C，则B为Na2O2，Na2O2和H2O反应生成NaOH和O2，即A为H2O、B为Na2O2，C为NaOH、D为O2，E为常见的金属，I为红褐色固体，则I为Fe(OH)3，则G为FeCl3、H为FeCl2、E为Fe、F为Fe3O4，即Fe与O2点燃生成Fe3O4，Fe3O4与HCl反应生成FeCl3和FeCl2，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知，物质I的化学式为Fe(OH)3； （2）由分析可知，反应①②③④⑤分别为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、3Fe+2O2Fe3O4、Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl，只有①②④三个反应中有元素化合价发生改变，属于氧化还原反应，③⑤并没有元素化合价改变，不属于氧化还原反应，故答案为：3； （3）由分析可知，A为H2O、B为Na2O2，则反应①的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反应中每生成1molD即O2转移电子的物质的量为2mol； （4）由上述分析可知，反应③的化学方程式为：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，则其离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O； （5）由分析可知，H为FeCl2，H溶液中的金属阳离子即Fe2+，据此解题： A．已知H中含有Fe2+，向H溶液中滴加酸性KMnO4溶液褪色，故可用酸性KMnO4溶液来检验H中含有的阳离子Fe2+，A符合题意； B．已知H中含有Fe2+，向H溶液中滴加NaOH溶液则将得到Fe(OH)2白色沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，即用NaOH溶液能够检验H中的阳离子，B符合题意； C．已知H中含有Fe2+，向H溶液中先滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液立即变为红色，说明含有Fe2+，C符合题意； D．已知H中含有Fe2+，向H溶液中滴加溴水，可观察到溴水褪色，也能说明含有Fe2+，D符合题意； 故答案为：ABCD。 【即时提升4-1】（25-26高一上·宁夏吴忠·期末）各物质间的转化关系如下图所示，请完成下列空白。 (1)确定化学式：_______；_______。 (2)溶液中通入黄绿色气体也可以直接转变成，请写出反应的离子方程式：_______。 (3)写出转变成的化学方程式：_______。 (4)向溶液中加入，写出反应的离子方程式：_______。 (5)计算铁与足量稀盐酸反应生成标准状况下气体的体积_______(写出计算过程)。 【答案】(1) KCl AgCl (2) (3) (4) (5)4.48L 【分析】依据转化关系中的反应现象可以判断，白色沉淀E为Fe(OH)2，红褐色沉淀F为Fe(OH)3，G为FeCl3，D溶液加入硝酸酸化的硝酸银生成白色沉淀H为AgCl，生成的溶液焰色反应呈紫色，说明溶液中含有钾离子，证明D溶液为KCl，FeCl3与A反应得到B，依据转化关系得到，C为KOH，B为FeCl2，A为Fe。 【详解】（1）根据分析可知，D为KCl，H为AgCl。 （2）B溶液为FeCl2，通入黄绿色气体Cl2，被氧化为FeCl3，离子方程式为。 （3）Fe(OH)2​转变成Fe(OH)3​的化学方程式为 。 （4）向FeCl3溶液中加入Fe，生成氯化亚铁，反应的离子方程式为。 （5）铁的物质的量为，由 可知，。故 。 【即时提升4-2】（25-26高一上·安徽宿州·期末）已知A为生活中常见的金属单质，B为磁性黑色晶体，C溶液呈浅绿色，根据下图所示的关系： (1)确定A、B、C、D、E、F的化学式。 A为_______，B为_______，C为_______，D为_______，E为_______，F为_______。 (2)写出④、⑤的离子方程式，⑧的化学方程式。 ④_______； ⑤_______； ⑧_______。 【答案】(1) (2) 【分析】由转化关系图可知，红褐色固体F为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，C为FeCl2，D为FeCl3，A为Fe。 【详解】（1）由以上分析可知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3。 （2）C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2、F为Fe(OH)3，④的离子方程式为：；⑤的离子方程式为：；⑧的化学方程式为：。 基础巩固 1．（25-26高一上·广西百色·开学考试）在化学实验室中，我们经常观察到不同物质在氧气中的燃烧现象。下列物质在氧气中燃烧时，能够产生耀眼的白光的是 A．镁条 B．硫粉 C．五氧化二磷 D．铁丝 【答案】A 【详解】A．镁条在氧气中剧烈燃烧，会产生耀眼的白光，同时生成白色固体，A符合题意； B．硫粉在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，不产生耀眼白光，B不符合题意； C．五氧化二磷是磷燃烧的产物，本身不具有可燃性，无法在氧气中燃烧，C不符合题意； D．铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，不产生耀眼白光，D不符合题意。 2．（25-26高一上·福建厦门·开学考试）草酸亚铁（）固体受热时会发生反应，在不同条件下既可生成一种铁氧化物、CO和，也可生成多种铁氧化物的混合物、CO和。现将27 g草酸亚铁固体放在试管中加热，充分反应后得到14.5 g固体，则该固体是 A．FeO B． C． D．和 【答案】B 【详解】27g草酸亚铁中铁元素质量为：。反应后固体为铁的氧化物，其中氧元素质量为。那么，铁、氧原子个数比：，对应氧化物为。 3．（25-26高一上·四川广安·开学考试）下列离子方程式正确的是 A．少量的溶液与足量的溶液反应： B．氯气与水反应： C．用小苏打治疗胃酸过多： D．铁和稀盐酸反应： 【答案】C 【详解】A．少量、足量，中、按完全反应，2份消耗2份，生成1份沉淀、1份和2份水，正确离子方程式：，A错误； B．与水可逆反应生成和，是弱酸，离子方程式中不能拆分为与，正确离子方程式：，B错误； C．小苏打是，胃酸主要成分为，与强酸反应生成和水，为弱酸酸式酸根不可拆，离子方程式，C正确； D．稀盐酸氧化性弱，只能将氧化为，不会生成，正确离子方程式：，D错误； 故选C。 4．（25-26高一上·陕西咸阳·开学考试）铁元素的“价类二维图”如下图所示。下列说法错误的是   A．X是碱 B．物质a可与稀盐酸反应生成 C．物质b的化学式是 D．溶液可与NaOH溶液反应生成 【答案】B 【详解】A．X对应的物质是，属于碱类，因此X是碱，A正确； B．物质a是0价的铁单质，铁与稀盐酸反应生成和，不能生成，B错误； C．物质b是+3价铁的氧化物，氧元素化合价为-2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，其化学式为，C正确； D．溶液与NaOH溶液发生复分解反应，生成红褐色沉淀和氯化钠，D正确； 故答案为：B。 5．（25-26高一上·四川广安·开学考试）由Fe2(SO4)3和FeSO4组成的混合物，经测定其中铁元素的质量分数为a%，则该混合物中氧元素的质量分数为 A．1-a% B． C． D． 【答案】C 【详解】两种物质中均存在，硫元素和氧元素的质量比恒为，两者总质量分数为，因此氧元素质量分数为； 故选C。 6．（25-26高一上·四川广安·开学考试）今年我国将发射火星探测器。以下是关于火星的部分已知信息： 其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖； 火星上无液态水，但有大量冰； 火星大气的成分为二氧化碳、氮气、氩气、氧气和水汽。 下列说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是四氧化三铁 B．火星上的冰转化为液态水要放出热量 C．未来在火星上可用获取铁单质 D．蜡烛在火星大气中可以燃烧 【答案】C 【详解】A．赤铁矿的主要成分是，四氧化三铁是磁铁矿的主要成分，A错误； B．冰转化为液态水是熔化过程，需要吸收热量，B错误； C．具有还原性，高温下可与赤铁矿的主要成分反应生成铁单质，因此未来在火星上可用获取铁单质，C正确； D．蜡烛燃烧需要达到一定浓度的氧气，火星大气中氧气和水汽含量仅为0.4%，浓度过低，蜡烛无法燃烧，D错误； 故选C。 7．（25-26高一上·山西阳泉·开学考试）电子工业常用的溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板。从腐蚀废液中回收铜并重新获得溶液，可采用下列步骤： 下列说法错误的是 A．制造印刷电路板原理： B．滤渣③的成分是和 C．物质④可以是稀硫酸 D．若向废液中加入一定量的①，充分反应后无固体，则所得溶液中可能有 【答案】C 【分析】向废液中加过量的Fe，Fe和Fe3+反应得到Fe2+，Fe和Cu2+反应得到Cu和Fe2+，①为Fe，②为FeCl2溶液，③为Fe和Cu的混合物；加过量的④HCl溶液，Fe和HCl反应生成FeCl2和氢气，Cu不和HCl反应，过滤得到Cu和滤液⑤FeCl2溶液，FeCl2溶液中通入氯气得到FeCl3溶液，据此解答。 【详解】A．制造印刷电路板时FeCl3腐蚀铜箔的反应为，符合氧化还原反应规律，A正确； B．步骤①加入过量Fe粉，发生反应、，Fe过量，因此滤渣③含未反应的Fe和生成的Cu，B正确； C．若物质④为稀硫酸，Fe与稀硫酸反应生成，会引入杂质，最终无法得到纯净的溶液，因此④应为稀盐酸，C错误； D．向废液中加入一定量Fe粉，无固体生成说明Cu未被置换，若Fe粉量不足，未被完全还原，溶液中可能存在，D正确； 故选C。 8．（25-26高一上·甘肃定西·开学考试）下列各组物质按照箭头所示方向均能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．不与水发生反应，无法一步转化为，仅第二步与盐酸反应可生成，A不符合题意； B．在足量氧气中完全燃烧可一步生成，与在高温条件下可一步反应生成，两步转化均能一步实现，B符合题意； C．钠盐、硝酸盐均易溶于水，无法通过复分解等反应一步转化为，仅第二步电解饱和溶液可生成，C不符合题意； D．难溶于水，需要先高温分解为，再与水反应才能得到，无法一步实现转化，仅第二步与可溶性铜盐反应可生成，D不符合题意； 故选B。 9．（25-26高一上·山西阳泉·开学考试）根据有关操作与现象，所得结论正确的是 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中滴加2滴KSCN溶液，溶液不变红色，再滴加几滴新制氯水，溶液变为红色 该溶液中一定含有 B 向某溶液中滴加溶液，产生白色沉淀 该溶液中一定含有 C 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验，观察到黄色 该溶液一定不含 D 向某溶液中加入稀盐酸，产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊 该溶液中一定含有 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．滴加KSCN溶液不变红，说明溶液中无，再滴加新制氯水后溶液变红，说明氯水将原溶液中的氧化为，则该溶液一定含有，A正确； B．与、、等离子反应也会生成白色沉淀，因此不能证明溶液中一定含有，B错误； C．钠元素的黄色焰色会掩盖钾元素的紫色焰色，需透过蓝色钴玻璃观察才能确定是否含，观察到黄色无法证明溶液一定不含，C错误； D．若溶液中存在、、等离子，加入稀盐酸也会产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，不能证明一定含有，D错误； 故选A。 10．（25-26高一上·广东·期末）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．钠具有还原性，液态钠可用作核反应堆的传热介质 B．具有漂白性，可在呼吸面具中作为氧气的来源 C．胶体具有吸附性，可用于自来水的杀菌消毒 D．具有氧化性，可用于蚀刻铜电路板 【答案】D 【详解】A．液态钠用作核反应堆的传热介质是因为钠具有良好的导热性和较低的熔点，与还原性无对应关系，A错误； B．可在呼吸面具中作为氧气来源，是因为其能与、反应生成，与漂白性无对应关系，B错误； C．胶体的吸附性可吸附水中悬浮杂质实现净水，但它没有强氧化性，不能用于自来水的杀菌消毒，二者无对应关系，C错误； D．具有氧化性，能与Cu发生反应：，因此可用于蚀刻铜电路板，性质和用途具有对应关系，D正确； 故答案为D。 11．（25-26高一上·安徽合肥·期末）下列除杂方法(括号内为杂质)正确的是 A．NaCl溶液()：加入适量稀硫酸 B．：加入装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶洗气 C．溶液()：加入过量铁粉，过滤 D．固体()：加入足量氢氧化钠溶液反应充分后过滤、洗涤、干燥 【答案】D 【详解】A．加入稀硫酸会与反应生成新杂质，应选用适量稀盐酸，A错误； B．、均会与饱和碳酸氢钠溶液反应，不仅消耗，还会引入新杂质，应选用饱和食盐水洗气，B错误； C．铁粉会与反应生成，应通入适量，C错误； D．为两性氧化物，可与溶液反应生成可溶性盐，不与溶液反应，经过滤、洗涤、干燥可得到纯净，D正确； 故选D。 12．（25-26高一上·河北石家庄·期末）设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．在 时，11.2L氮气所含的原子数目为NA B．和N4组成的混合气体中含有的原子数目为2NA C．在 的NaOH溶液中， 的数目为0.1NA D．0.3mol Fe与足量水蒸气在高温下充分反应，转移的电子数为0.9NA 【答案】B 【详解】A．在25℃、下，不是标准状况下，不能用标准状况下的气体摩尔体积计算，故在此条件下，11.2 L氮气的物质的量小于0.5 mol，所含原子数目小于，A错误； B．28 g和组成的混合气体中含有28 g 氮原子，氮原子的物质的量为2 mol，含有的原子数为，B正确； C．未指明溶液体积，无法计算出的物质的量，也就无法计算出的物质的量，C错误； D．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为，可知3 mol Fe转移8 mol电子，则0.3 mol Fe转移的电子数为，D错误。 13．（25-26高一上·云南玉溪·期末）晶体材料纳米级四氧化三铁在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。 下列有关叙述不合理的是 A．纳米Fe3O4具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病 B．纳米Fe3O4可分散在水中，它与溶液的分散质直径大小相等 C．FeOOH中Fe的化合价为＋3价，因此反应①不属于氧化还原反应 D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋3H2O＋CO2 【答案】B 【详解】A．纳米为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A正确； B．纳米分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B错误； C．由化合物中各元素正负化合价代数和等于零可知，FeOOH中Fe的化合价为＋3价，因此反应①不属于氧化还原反应，C正确； D．由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，生成物为，结合质量守恒定律可知反应的化学方程式为，D正确； 故选B。 14．（25-26高一上·广西百色·开学考试）《天工开物》是中国古代一部重要的科技著作，其中详细记载了金属的冶炼和应用。请回答相关问题： (1)赤铁矿的主要成分是，其相对分子质量为________。 (2)铁的金属活动性比铜________(选填“强”或“弱”)，因此铁可以置换出铜。古代“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的现象用化学方程式表示为________。若将该“胆矾水”过滤，向滤渣中滴加稀硫酸，有气泡产生，下列说法不正确的是________(填字母)。 A．反应后所得溶液质量增大　　　B．滤渣中一定有Cu和Fe C．滤液一定为蓝色溶液    　　　D．滤液中一定有，可能有 (3)《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡炼煎亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞋(指鼓入空气)熔化”。“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤，加铅后形成合金能使锡较易熔化流出，这说明合金的熔点比组成它的纯金属________(选填“高”或“低”)。 【答案】(1)160(2) 强 ACD(3)低 【详解】（1）相对分子质量为化学式中各原子相对原子质量的总和，的相对分子质量计算式为。 （2）根据金属活动性顺序，铁排在铜之前，故铁的金属活动性比铜强； “熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是铁和硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，对应化学方程式为； 滤渣滴加稀硫酸有气泡产生，说明铁过量（铜和稀硫酸不反应，铁和稀硫酸反应生成氢气），因此滤渣含和过量的，滤液中溶质只有，无剩余： A．由可知，每56 g参与反应置换出64 g，溶剂质量不变，溶质的质量减小，反应后溶液质量减小，A错误； B．滤渣一定含生成的和过量的，B正确； C．滤液溶质为，溶液为浅绿色，不是蓝色，C错误； D．铁过量时完全反应，滤液中只有，无，D错误； 因此选ACD。 （3）合金的熔点低于其组成纯金属的熔点，加铅形成合金后锡更易熔化，说明合金熔点比纯金属低。 15．（24-25高一上·陕西咸阳·开学考试）为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示的6个实验。图中“→”表示将金属加入盐溶液中。 (1)⑤中反应的化学方程式为______________________________。 (2)设计②的目的是______________________________。 (3)仅由④和⑥不能得出铜、银、铁的金属活动性顺序，理由是__________________________________。 【答案】(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (2)探究铜与银的金属活动性顺序，且能证明铜活动性强于银 (3)无法比较铁与铜的金属活动性顺序 【详解】（1）⑤是将铁单质加入硫酸铜溶液中发生置换反应生成铜单质，所以方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu； （2）②是将铜单质加入硝酸银溶液中会发生置换反应生成银单质，所以可探究铜与银的金属活动性顺序，且能证明铜活动性强于银； （3）④实验是Ag加入到CuSO4溶液中，不发生反应，说明Ag不能置换Cu，金属活动性Cu>Ag；⑥实验Fe加入到硝酸银溶液中，Fe能置换出Ag，证明金属活动性Fe>Ag，能判断金属铜和银、金属铁和银的金属活动性顺序，但不能判断金属铁和铜的活动性强弱。 培优拓展 16．（25-26高一上·浙江杭州·期中）用表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．的溶液中，含有的数目为 B．在中充分燃烧，转移电子数为 C．溶于足量水中，形成的溶液中、和的粒子数之和为 D．常温常压下，中含有分子的数目为 【答案】D 【详解】A．未给出NaCl溶液的体积，无法计算的物质的量及数目，A错误； B． Fe在 中燃烧反应为，由于不足，0.1mol 完全反应转移0.2mol电子，转移电子数为，B错误； C．溶于水为可逆反应，溶液中还存在未反应的分子，根据Cl元素守恒，，所以、和HClO的粒子数之和小于，C错误； D．的摩尔质量为，1.8g 的物质的量为，含有的分子数目为，质量与所处状态无关，常温常压不影响计算结果，D正确； 故答案选D。 17．（25-26高一上·浙江杭州·期中）一定量的某磁黄铁矿(主要成分，S为价)与100盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)生成3.2g硫单质、和一定量气体，且溶液中无。则下列说法正确的是 A．该盐酸的物质的量浓度为8.0 B．该磁黄铁矿中与的物质的量之比为 C．生成的气体的体积为4.48L D．该磁黄铁矿中的 【答案】A 【详解】A．盐酸恰好反应生成FeCl2的物质的量为0.4mol，根据Cl原子守恒可得c(HCl)=，A正确； B．n(S)==0.1mol，根据转移电子守恒得n(Fe3+)==0.2mol，则矿石中的n(Fe2+)=0.4mol-0.2mol=0.2mol，则磁黄铁矿中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.2mol∶0.2mol=1∶1，B错误； C．根据H、Cl原子守恒可知，n(H2S)=n(HCl)=n(FeCl2)=0.4mol，标况下，V(H2S)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L，选项未说明是标准状况，无法确定气体体积，C错误； D．FexS中n(S)=0.1mol+0.4mol=0.5mol，n(Fe)=0.4mol，则有n(Fe)∶n(S)=0.4mol∶0.5mol=4∶5，解得x=0.8，D错误； 答案选A。 18．（25-26高一上·浙江杭州·期中）高磷鲕状赤铁矿(主要含有，还含有少量、、等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。 已知：遇生成蓝色沉淀。下列说法错误的是 A．铁红常用作油漆、油墨的红色颜料 B．酸浸液遇溶液可生成蓝色沉淀 C．洗涤滤渣时，不能用玻璃棒搅拌 D．氧化时不能选用试剂溶液 【答案】D 【分析】铁矿石和炭粉焙烧，C还原铁矿石中的生成Fe，加入硫酸，可除去不溶物、炭粉、等，酸浸液中含有、等，加入氨水调节pH生成氢氧化铝，通过氧化将转化为，调节pH生成氢氧化铁，洗涤、干燥、灼烧可生成铁红。 【详解】A．铁红（）为红棕色固体，常用作油漆、油墨的红色颜料，A正确； B．焙烧时加入炭粉，被还原，酸浸后溶液中含有，遇会生成蓝色沉淀，B正确； C．洗涤滤渣在过滤器的滤纸上进行，用玻璃棒搅拌容易戳破滤纸，导致实验失败，因此不能搅拌，C正确； D．可以将氧化为，还原产物为水，不会引入新杂质，氧化时可以选用溶液，D错误； 故选D。 19．（25-26高一上·浙江杭州·期中）化学上常用标准电极电势E(氧化型/还原型)比较物质的氧化能力。E值越高，氧化型物质的氧化能力越强，E值越低，还原型物质的还原能力越强。某些电极电势的E值与体系的pH有关。根据表格信息，判断下列说法错误的是 氧化型 ／还原型 E(酸性条件) 1.685V 1.51V 0.77V 1.36V 0.991V A．实验室可用与浓盐酸反应制备 B．酸性条件下，还原性强弱顺序为 C．向酸化的含足量的溶液中加入少量，可观察到黄绿色气体氯气产生 D．在酸性高锰酸钾溶液中加入溶液，可实现 【答案】C 【详解】A．，氧化性强于，可氧化浓盐酸生成，A正确； B．电对E值越低，还原型物质还原性越强，各电对E值：，故还原性顺序为，B正确； C．还原性，少量会优先和足量的反应，无法氧化生成氯气，C错误； D．，氧化性强于，可氧化，自身被还原为，该转化可实现，D正确； 故选C。 20．（25-26高一上·浙江杭州·期中）已知还原性，向溶液中通入标准状况下的体积10.08L，全部被还原，和氧化产物为和。测得反应后溶液中，则原溶液的物质的量浓度为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】已知还原性，FeI2中，Cl2先氧化I-再氧化Fe2+，反应后，说明I-完全被氧化，二价铁离子没有被氧化，只发生2I-+Cl2=2Cl-+I2。FeI2物质的量等于氯气的物质的量，，，原溶液浓度为，故选C。 21．（25-26高一上·浙江杭州·期中）下列铁元素的代表物描述不正确的是 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A 单质 0价 能与盐酸反应生成氢气 B 金属氧化物 价 能与盐酸反应生成氯化铁 C 碱 价 受热分解生成氧化铁 D 盐 价 能与氧化剂反应转化为正三价铁 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．Fe属于铁单质，铁元素化合价为0价，铁的金属活动性排在氢前，能与盐酸反应生成氢气，描述正确，A正确； B．FeO属于金属氧化物，铁元素为+2价，FeO与盐酸反应生成氯化亚铁和水，不能生成氯化铁，描述错误，B错误； C．属于碱，铁元素为+3价，氢氧化铁受热分解可生成氧化铁和水，描述正确，C正确； D．属于盐，铁元素为+2价，+2价铁具有还原性，能被氧化剂氧化转化为+3价铁，描述正确，D正确； 故选B。 22．（25-26高一上·浙江杭州·期末）高铁酸钾()是一种暗紫色固体，在低温、碱性条件下比较稳定。能溶于水，且能与水反应放出，并生成胶体，常用作水处理剂。有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于、等。工业制备的流程如下： 下列关于的说法正确的是 A．“反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 B．由题目可知：相同条件下，的溶解度大于 C．将与盐酸混合使用，可增强其杀菌消毒效果 D．可用丁达尔效应鉴别和两种紫红色溶液 【答案】D 【分析】向中加入过量的NaClO和过量的发生反应，过滤后，在主要含有、、和的滤液中加入过量饱和KOH溶液，得到高铁酸钾沉淀，过滤得到高铁酸钾，据此分析； 【详解】A．“反应”时，氧化剂为NaClO，还原剂为，根据反应离子方程式，二者物质的量之比为3：2，A错误； B．转化步骤中向溶液中加饱和KOH析出，说明相同条件下溶解度小于，B错误； C．酸性条件下氧化性强于，和盐酸混合时会将氧化为，消耗有效成分降低杀菌消毒效果，C错误； D．与水反应生成胶体，具有丁达尔效应，溶于水形成溶液无丁达尔效应，可通过丁达尔效应鉴别，D正确； 故选D。 23．（25-26高二下·河北保定·期末）实验室用如图装置来制取，关于该实验的说法中正确的是 A．组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂 B．引发B中产生的操作是关闭K C．从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气 D．打开B中瓶塞，可看到B中白色沉淀迅速变为红褐色沉淀 【答案】B 【分析】Fe(OH)2易被氧气氧化，本实验原理是：先利用Fe和稀硫酸反应生成的氢气排尽装置内空气，再通过压强差将溶液压入溶液中，在无氧环境下制备，据此回答 【详解】A．组装好仪器后，实验操作的第一步是检查装置气密性，A错误； B．实验开始时打开K，Fe和稀硫酸反应生成的氢气可以排尽整个装置内的空气，之后关闭K，A中不断生成氢气，压强增大，会把A中生成的FeSO4压入B中，和NaOH反应生成Fe(OH)2，B正确； C．反应开始后，装置内原有的空气会被氢气排入C中，因此C收集的气体是氢气和空气的混合物，C错误； D．打开B中瓶塞，氢氧化亚铁接触到空气中的氧气，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀，D错误； 故选B。 24．（2025高一上·北京·学业考试）请回答下列问题： 化学工业中的还原反应与应用 在工业生产中，化学反应是制备重要物质的基础。其中，还原反应在金属冶炼和化工生产中扮演着关键角色。例如，四氧化三铁(Fe3O4)在高温下可与氢气反应制得高纯度的“引火铁”，反应方程式为：Fe3O4+ 4H2=3Fe + 4H2O。在此反应中，氢气作为还原剂，将铁从化合物中还原出来，铁元素的化合价降低。二氧化硫(SO2)虽是大气污染物，但在合理使用下可为人类服务。在食品工业中，SO2作为防腐剂、漂白剂和抗氧化剂。工业上，硫是制备硫酸的重要原料，主要过程为：S→SO2→ SO3→H2SO4.硫酸生产尾气中含少量SO2，直接排放会污染环境。工业上常用氨水吸收，再利用硫酸处理，实现SO2的循环利用。 根据上述材料，回答下列问题： (1)在Fe3O4与H2的反应中，还原剂是___________，铁元素的化合价___________，每消耗1mol Fe3O4可生成___________mol Fe，转移电子___________ mol；该反应中Fe3O4里的 ___________均被还原(填“Fe3+”“Fe2+”或“两者”)。 (2)硫酸尾气用氨水吸收的化学方程式为___________；SO2使酸性高锰酸钾褪色，说明其具有___________性。 【答案】(1) 降低 3 8 两者 (2) 还原 【详解】（1）氧化还原反应中，失电子、化合价升高的物质为还原剂，该反应中H元素从0价升高到+1价，因此还原剂是​；铁元素从正价（​中Fe平均化合价为​）变为0价单质铁，化合价降低；根据反应计量关系，每消耗​生成；反应中​共失去电子，因此转移电子为；​可看作​，同时含有和，二者都被还原为0价铁单质，因此填“两者”。 （2）硫酸尾气中​为少量，氨水过量，反应生成亚硫酸铵和水，化学方程式为；酸性高锰酸钾具有强氧化性，​能使其褪色，是因为​被氧化，体现还原性。 25．（25-26高一上·江西赣州·期末）“价态—类别”二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，下图是铁及其化合物的“价态—类别”二维图(部分物质未标明)。 请回答下列问题： (1)下列矿物可用于冶炼金属铁的是______(填写字母)。 A．赤铁矿(主要成分为Fe2O3) B．闪锌矿(主要成分为ZnS) (2)单质a与足量______(选填“NaOH溶液或“盐酸”)反应可转化为FeCl2。 (3)化合物b的化学式为______(选填“Fe(OH)2”或“Fe(OH)3”)。 (4)在影视作品中常利用化合物Fe(SCN)3制作假血浆，以达到需要的拍摄效果，此化合物中铁元素的化合价为______。 (5)Fe(OH)3是一种______(选填“红褐色”或“白色”)物质。 (6)合金的应用促进了人类社会的发展，下列材料属于合金的是______(填写字母)。 A．水利工程中使用的水泥 B．制造地铁列车车体的不锈钢 (7)铝热反应常用于焊接钢轨，其涉及的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，若生成铁的质量为280g，则参加反应的Fe2O3的物质的量为______mol。 【答案】(1)A(2)盐酸(3)Fe(OH)2(4)+3(5)红褐色(6)B(7)2.5 【详解】（1）用于冶炼金属铁的矿物需要含有铁元素； A．赤铁矿(主要成分为) ，含有铁元素，可用于炼铁，故A正确； B．闪锌矿(主要成分为)，不含铁元素，不能用于炼铁；故B错误； 则该题选A； （2）铁可与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁与氢氧化钠不反应； （3）从“价态—类别”二维图可知，化合物b属于碱，且铁元素的化合价是正二价，对应的碱是氢氧化亚铁； （4）化合物中，的化合价为负一价，根据化合物化合价之和为零的原则，铁元素的化合价为正三价； （5）是一种红褐色的难溶性固体； （6）合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而形成的具有金属特性的物质； A．水利工程中使用的水泥，水泥是硅酸盐材料，不属于合金，故A错误； B．制造地铁列车车体的不锈钢，不锈钢是铁、镍、铬等组成的合金，故B正确； 则该题选B； （7）生成铁的物质的量为，由方程式可知氧化铁和铁的物质的量之比为1:2，则氧化铁的物质的量为； / 学科网（北京）股份有限公司 $