第13讲  铁及其化合物 -【暑假自学自测】2026年新高一化学暑假提升精品讲义+分层测试（人教版2019必修第一册）

暑假抢先学，实现弯道超车 第13讲  铁及其化合物 [内容抢先看] 模块一 基础知识梳理 模块二 核心考点精准练（5大考点） 模块三 小试牛刀过关检测 基础练（10题） 提升练（10题） [学习目标] 1.结合生活中铁制品的应用，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的反应。 3．通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 [模块一 基础知识梳理] 【知识衔接】　铁的存在和冶炼 (1)自然界中铁的存在形态（在地壳中的含量仅次于O、Si和Al） (2)工业炼铁高炉内发生的主要化学反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2或Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2。 一、铁的单质 1．铁的物理性质 铁有延展性、 性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝，铁还能被 吸引，其熔、沸点较高。 【思考1】　为什么铁粉是黑色的？ 2．化学性质 (1)与酸的反应：Fe＋2H＋=== (2)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋Cu2＋=== (3)与非金属的反应 ①Fe与O2：3Fe＋2O2 (剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体) ②Fe与Cl2：2Fe＋3Cl2 (产生棕黄色的烟) ③Fe与S：Fe＋S 从产物中铁元素的价态可知，氧化性：Cl2＞S (4)铁粉与水蒸气的反应 用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了H2，则该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g) 。（注意：Fe不能与冷、热水反应） 上述实验装置中，湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。 【思考2】　用下列实验装置也可以探究铁粉与水蒸气的反应。 反应开始时，应先点燃________处的酒精灯，其目的是____________________________，若点燃顺序反了，可能有两个后果：①____________________________________________； ②__________________________________________________。 【归纳总结】　 铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1.铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 氧化铁(铁红) 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色固体 铁的价态 溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液 化学性质 都能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐和水 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 都具有氧化性，都能被CO、H2、Al等反应， 生成单质铁及CO2或H2O FeO不稳定，在空气中加热生成稳定的Fe3O4 6FeO＋O22Fe3O4 用途 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 2.铁的氢氧化物 (1)Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 固体 固体 溶解性 溶于水 溶于水 与非氧化性强酸反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe(OH)3＋3H＋=== 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3 (2)铁的氢氧化物的制备 【教材实验3－1】 Fe(OH)2 Fe(OH)3 实验操作 实验现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色此现象说明白色絮状沉淀为Fe(OH)2 生成红褐色沉淀 离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 实验结论 均可由对应的可溶性盐与碱溶液反应制得；在空气中Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，故制备Fe(OH)2前尽可能使用不含氧气的溶液 【思考】　 如图是制备Fe(OH)2的装置。将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是什么？ 【归纳总结】　制备Fe(OH)2实验装置的改进 制备Fe(OH)2防氧化的两个角度 ①反应试剂：配制溶液所用的蒸馏水必须经煮沸、冷却后使用。 ②反应环境：用有机溶剂覆盖法隔绝空气，如图甲；还原性气体保护法，如图乙、丙。 【即学即练】　如图是制备Fe(OH)2的改进装置，思考并回答下列问题。 (1)配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸馏水要经过____________，目的是 ________________________________________________________________________。 (2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是 ________________________________________________________________________。 (3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是 ________________________________________________________________________。 [模块二 核心考点精准练] 考点1：铁的单质 [典例1]下列关于铁的说法正确的是 A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在氯气中燃烧生成FeCl2 C．纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 [变式1]下列物质在一定条件下与铁反应，且产物中铁元素为+3价的是 A．氯气 B．氯化铁溶液 C．氢氧化钠溶液 D．稀盐酸 考点2：铁与水蒸气反应 [典例2]用如图所示装置研究还原铁粉与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．为检验生成的气体，可以用火柴点燃肥皂泡 C．试管中发生反应的化学方程式为 D．实验结束时，先把导管移出肥皂液，再停止加热，以防倒吸 [变式2]铁与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法错误的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．肥皂液的主要作用是便于检验生成的H2 C．生成4 mol H2时，至少消耗3 mol Fe D．铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe(OH)3和H2 考点3：铁的氧化物 [典例3]向、、Cu的混合物中加入的硫酸溶液210 mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含。若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A．1.12 g B．1.68 g C．2.24 g D．3.24 g [变式3]向一定量由组成的混合物中加入的盐酸，恰好使混合物完全溶解。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到的铁的质量可能为 A．2.8g B．3.6g C．4.2g D．5.6g 考点4：铁的氢氧化物的性质 [典例4]向的溶液中加入适量的溶液，使恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为 A． B． C． D． [变式4]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 考点5：氢氧化亚铁的制备 [典例5]实验室可用如图装置制备。下列说法正确的是 A．配制溶液的蒸馏水要提前煮沸，是为了除去其中溶解的 B．配制溶液时，为加快溶解速度，可以加热 C．滴加溶液后应振荡试管促进反应进行 D．实验前在溶液上面加一层煤油，则可获得较长时间存在的白色沉淀 [变式5]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 [模块三 小试牛刀过关检测]——基础练 1．下列关于铁及其合金的说法正确的是 A．铁在自然界中只以化合态形式存在 B．Fe具有氧化性，可用作食品抗氧化剂 C．合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 D．炼铁时，盛装炽热铁水的模具必须进行充分的干燥 2．下列物质中，不能由金属跟非金属单质直接化合得到的是 A． B． C． D． 3．常温下，将铁片放入下列溶液中，能明显观察到有气体产生的是 A．浓硫酸 B．浓盐酸 C．浓硝酸 D．氯化钠溶液 4．分别向下列四种溶液中滴加NaOH溶液。其中，生成白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的溶液是 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 5．下列有关铁及铁的相关物质说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物的形态存在 B．FeCl3溶液可“腐蚀”覆铜板上的铜 C．生铁硬度大、抗压，含碳量为0.03%~2% D．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 6．实验室用和烧碱制备，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是 A．配制溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生沉淀后，不能振荡试管 C．可在溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 7．关于铁的氧化物和氢氧化物下列说法错误的是 A．Fe2O3是碱性氧化物 B．Fe3O4是黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．Fe(OH)3是红棕色沉淀，具有吸附性 D．Fe(OH)2可以在溶液中稳定存在 8．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： 9．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2 10．价—类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。如下图(左)为某常见金属单质及其部分化合物的价-类二维图。下列推断正确的是 A．往沸水中滴加饱和的G溶液，持续加热并不断搅拌制备E的胶体 B．如上图(右)可以较长时间观察到产生的D物质 C．F和G对应的氯化物均可以通过化合反应实现制备 D．B在空气中受热可以生成C [模块三 小试牛刀过关检测]——提升练 1．在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．月饼包装中常放入小包铁粉抗氧化 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 2．下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．具有还原性，可用作抗氧化剂 B．具有磁性，可用于炼铁 C．胶体呈红褐色，可用于净水 D．溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板 3．向一定量的Fe、FeO、、的混合物中加入100mL 1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出11.2mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为。 A．2.8g B．11.2g C．5.6g D．56g 4．下列各图示中不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．① B．② C．③ D．④ 5．铁及其部分化合物的相互转化关系如下，该过程涉及的化学反应依次属于四种基本反应类型中的 A．氧化还原、复分解、分解、置换 B．置换、复分解、分解、置换 C．化合、复分解、分解、置换 D．化合、复分解、分解、分解 6．下列与铁相关的转化过程中，不能通过反应一步实现的是 A．Fe→ B．Fe→ C． D． 7．下列关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的叙述中正确的是 A．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液即可制得纯净的 Fe(OH)2 B．Fe(OH)2在空气中加热，可得到FeO C．隔绝空气的条件下，向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色沉淀Fe(OH)3 D．Fe2O3不与水反应生成Fe(OH)3，所以不能通过化合反应得到Fe(OH)3 8．某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如图实验。下列说法中不正确的是 A． B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．由肥皂液中冒气泡即证明Fe与发生反应 D．不能用磁铁将剩余铁粉从反应后固体中分离出来 9．X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．Z→R需加某种还原剂 C．R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 10．Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。 方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法 根据以上两种方案，回答下列问题： (1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。 ①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是_______。 ②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是_______。 ③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是_______。 (2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为_______。相关反应的离子方程式为_______。 (3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？_______，写出反应的化学方程式：_______。 原创精品资源，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $暑假抢先学，实现弯道超车 第13讲  铁及其化合物 [内容抢先看] 模块一 基础知识梳理 模块二 核心考点精准练（5大考点） 模块三 小试牛刀过关检测 基础练（10题） 提升练（10题） [学习目标] 1.结合生活中铁制品的应用，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的反应。 3．通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 [模块一 基础知识梳理] 【知识衔接】　铁的存在和冶炼 (1)自然界中铁的存在形态（在地壳中的含量仅次于O、Si和Al） (2)工业炼铁高炉内发生的主要化学反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2或Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2。 一、铁的单质 1．铁的物理性质 铁有延展性、导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引，其熔、沸点较高。 【思考1】　为什么铁粉是黑色的？ 提示：入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个小颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。 2．化学性质 (1)与酸的反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu (3)与非金属的反应 ①Fe与O2：3Fe＋2O2Fe3O4(剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体) ②Fe与Cl2：2Fe＋3Cl22FeCl3(产生棕黄色的烟) ③Fe与S：Fe＋S FeS 从产物中铁元素的价态可知，氧化性：Cl2＞S (4)铁粉与水蒸气的反应 用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了H2，则该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑。（注意：Fe不能与冷、热水反应） 上述实验装置中，湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。 【思考2】　用下列实验装置也可以探究铁粉与水蒸气的反应。 反应开始时，应先点燃________处的酒精灯，其目的是____________________________，若点燃顺序反了，可能有两个后果：①____________________________________________； ②__________________________________________________。 提示：b　用水蒸气排出装置内的空气　Fe与空气中的O2反应，无法与水蒸气反应　Fe与水蒸气反应生成H2，在高温下与空气中的O2反应可能发生爆炸。 【归纳总结】　 铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1.铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 氧化铁(铁红) 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色固体 铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液 化学性质 都能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐和水 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 都具有氧化性，都能被CO、H2、Al等反应， 生成单质铁及CO2或H2O FeO不稳定，在空气中加热生成稳定的Fe3O4 6FeO＋O22Fe3O4 用途 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 2.铁的氢氧化物 (1)Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质比较 化学式 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 不溶于水 与非氧化性强酸反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O (2)铁的氢氧化物的制备 【教材实验3－1】 Fe(OH)2 Fe(OH)3 实验操作 实验现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色此现象说明白色絮状沉淀为Fe(OH)2 生成红褐色沉淀 离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 实验结论 均可由对应的可溶性盐与碱溶液反应制得；在空气中Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，故制备Fe(OH)2前尽可能使用不含氧气的溶液 【思考】　 如图是制备Fe(OH)2的装置。将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是什么？ 提示：防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2。 【归纳总结】　制备Fe(OH)2实验装置的改进 制备Fe(OH)2防氧化的两个角度 ①反应试剂：配制溶液所用的蒸馏水必须经煮沸、冷却后使用。 ②反应环境：用有机溶剂覆盖法隔绝空气，如图甲；还原性气体保护法，如图乙、丙。 【即学即练】　如图是制备Fe(OH)2的改进装置，思考并回答下列问题。 (1)配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸馏水要经过____________，目的是 ________________________________________________________________________。 (2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是 ________________________________________________________________________。 (3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是 ________________________________________________________________________。 提示：(1)加热煮沸　除去溶解的氧气 (2)隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化 (3)防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2 [模块二 核心考点精准练] 考点1：铁的单质 [典例1]下列关于铁的说法正确的是 A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在氯气中燃烧生成FeCl2 C．纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 【答案】C 【详解】A．纯铁是银白色有金属光泽的金属，A错误； B．铁在氯气中燃烧生成FeCl3，因为氯气氧化性比较强，会将铁氧化成三价，B错误； C．纯铁不含杂质，纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥空气中缺少水等反应介质，不易被氧化，C正确； D．铁元素在自然界中有的以游离态存在，如陨铁，D错误； 故选C。 [变式1]下列物质在一定条件下与铁反应，且产物中铁元素为+3价的是 A．氯气 B．氯化铁溶液 C．氢氧化钠溶液 D．稀盐酸 【答案】A 【详解】A．氯气与铁反应生成氯化铁，铁元素由0价变为+3价，故A正确； B．氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，产物中铁元素为+2价，故B错误； C．铁不与氢氧化钠溶液反应，故C错误； D．稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，铁元素由0价变为+2价，故D错误； 故答案选A。 考点2：铁与水蒸气反应 [典例2]用如图所示装置研究还原铁粉与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．为检验生成的气体，可以用火柴点燃肥皂泡 C．试管中发生反应的化学方程式为 D．实验结束时，先把导管移出肥皂液，再停止加热，以防倒吸 【答案】C 【详解】A．该反应需要水蒸气参与，加热湿棉花可挥发出水蒸气，因此湿棉花的作用是提供反应物水蒸气，A正确； B．铁粉和水蒸气反应生成氢气，氢气进入肥皂液会形成含氢气的肥皂泡，氢气可燃，可以用火柴点燃肥皂泡检验生成的气体，B正确； C．高温下铁与水蒸气反应生成的是四氧化三铁和氢气，化学方程式为：，C错误； D．若先停止加热，试管内温度降低、压强减小，会发生倒吸，因此实验结束要先移出导管，再停止加热，防止倒吸炸裂试管，D正确； 故选C。 [变式2]铁与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法错误的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．肥皂液的主要作用是便于检验生成的H2 C．生成4 mol H2时，至少消耗3 mol Fe D．铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe(OH)3和H2 【答案】D 【详解】A．湿棉花受热时水分蒸发，可提供反应所需的水蒸气，A正确； B．反应生成的通入肥皂液中会产生肥皂泡，点燃肥皂泡可检验，肥皂液便于的检验，B正确； C．铁与水蒸气高温反应的化学方程式为，由计量关系可知生成4 mol 时至少消耗3 mol ，C正确； D．铁与水蒸气在高温条件下反应生成和，不是和，D错误； 故答案为D。 考点3：铁的氧化物 [典例3]向、、Cu的混合物中加入的硫酸溶液210 mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含。若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A．1.12 g B．1.68 g C．2.24 g D．3.24 g 【答案】B 【详解】、、Cu的混合物中加入的硫酸溶液210 mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含，溶液中溶质为硫酸铜、硫酸亚铁，硫酸的物质的量为 。在固体溶解过程中，消耗的硫酸的物质的量等于混合物中氧原子的物质的量，氧原子的质量为 。用过量的 在高温下还原原混合物时，固体减少的质量即为氧元素的质量，故为 。 [变式3]向一定量由组成的混合物中加入的盐酸，恰好使混合物完全溶解。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到的铁的质量可能为 A．2.8g B．3.6g C．4.2g D．5.6g 【答案】B 【详解】加入 150 mL 1 mol/L 盐酸恰好完全溶解，盐酸的物质的量为：，在酸溶解反应中，盐酸消耗与氧原子相关，每个氧原子消耗 2 mol H+（形成 H2O）。因此，总氧原子的物质的量为：，在三种氧化物中，铁原子与氧原子物质的量之比的范围为。因此，混合物中铁原子的物质的量范围为，即0.05mol ＜ n(Fe) ＜ 0.075mol。所以铁的质量范围为2.8g-4.2g。题干指出是混合物，故铁的质量应在(2.8g, 4.2g)范围内，选项中只有B符合； 故选B。 考点4：铁的氢氧化物的性质 [典例4]向的溶液中加入适量的溶液，使恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+完全沉淀，得到硫酸钠与氢氧化亚铁，过滤，小心加热沉淀，再灼烧至质量不再变化，由于氢氧化亚铁易被氧化，最终所得固体为Fe2O3，200mL 0.1mol/L的溶液中n[]=0.2L×0.1mol/L=0.02mol,由Fe原子守恒可知：n[]=2n(Fe2O3)，所以n(Fe2O3)==0.01mol，其质量为0.01mol×160g/mol=1.6g； 答案选C。 [变式4]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。 考点5：氢氧化亚铁的制备 [典例5]实验室可用如图装置制备。下列说法正确的是 A．配制溶液的蒸馏水要提前煮沸，是为了除去其中溶解的 B．配制溶液时，为加快溶解速度，可以加热 C．滴加溶液后应振荡试管促进反应进行 D．实验前在溶液上面加一层煤油，则可获得较长时间存在的白色沉淀 【答案】D 【详解】A．配制NaOH溶液的蒸馏水提前煮沸，主要目的是除去水中溶解的，而非。因为会氧化生成的，使其迅速变色，A错误； B．溶液加热会加速被空气中氧化为，同时促进水解，导致溶液变质，因此配制时不能加热，B错误； C．滴加NaOH溶液后振荡试管，会使溶液与空气充分接触，加速氧化，导致白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，所以不应该振荡，C错误； D．在溶液上方加一层煤油，可隔绝空气，防止和生成的被氧化，因此能获得较长时间存在的白色沉淀，D正确； 故答案选D。 [变式5]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。 [模块三 小试牛刀过关检测]——基础练 1．下列关于铁及其合金的说法正确的是 A．铁在自然界中只以化合态形式存在 B．Fe具有氧化性，可用作食品抗氧化剂 C．合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 D．炼铁时，盛装炽热铁水的模具必须进行充分的干燥 【答案】D 【详解】A．自然界中存在游离态的铁单质陨铁，铁并非只以化合态形式存在，A错误； B．为0价，反应中易失电子表现还原性，可用作食品抗氧化剂，其不具有氧化性，B错误； C．合金可以是金属与非金属熔合而成的混合物，如生铁为铁与碳的合金，组成不一定仅含金属元素，C错误； D．炽热的铁水遇水会反应生成氢气，易引发爆炸，因此盛装炽热铁水的模具必须进行充分干燥，D正确； 故选D。 2．下列物质中，不能由金属跟非金属单质直接化合得到的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．钠与氧气在加热条件下可直接化合得到，A不符合题意； B．钠与氯气在加热或点燃条件下可直接化合得到，B不符合题意； C．氯气为强氧化剂，铁与氯气直接化合时，无论铁是否过量，都只能生成，无法得到，C符合题意； D．钠与氧气在常温条件下可直接化合得到，D不符合题意； 故选C。 3．常温下，将铁片放入下列溶液中，能明显观察到有气体产生的是 A．浓硫酸 B．浓盐酸 C．浓硝酸 D．氯化钠溶液 【答案】B 【详解】A．常温下铁遇浓硫酸发生钝化，表面生成致密氧化膜阻碍反应进一步进行，无明显气体产生，A不符合题意； B．常温下铁与浓盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应离子方程式为，能明显观察到气体产生，B符合题意； C．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，无明显气体产生，C不符合题意； D．常温下铁与氯化钠溶液不发生剧烈反应，仅会发生极其缓慢的吸氧腐蚀，无法明显观察到气体产生，D不符合题意； 故选B。 4．分别向下列四种溶液中滴加NaOH溶液。其中，生成白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的溶液是 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 【答案】C 【详解】A．溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，NaOH过量时沉淀溶解，无灰绿色、红褐色变化，A错误； B．与NaOH不发生反应，无沉淀生成，B错误； C．溶液中滴加NaOH溶液，首先生成白色沉淀，易被空气中的氧气氧化，发生反应，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀，C正确； D．溶液中滴加NaOH溶液，生成蓝色沉淀，无题干描述的颜色变化，D错误； 故选C。 5．下列有关铁及铁的相关物质说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物的形态存在 B．FeCl3溶液可“腐蚀”覆铜板上的铜 C．生铁硬度大、抗压，含碳量为0.03%~2% D．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 【答案】C 【详解】A．铁在自然界中主要以化合物形式存在，但也有单质形态（如陨铁），A正确； B．FeCl3溶液能与铜发生反应：2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2，用于蚀刻覆铜板，B正确； C．生铁含碳量通常为2%~4.5%，而0.03%~2%是钢的含碳量，C错误； D．铁的氧化物（如FeO、Fe2O3、Fe3O4）均不溶于水且不与水反应，D正确； 故选C。 6．实验室用和烧碱制备，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是 A．配制溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生沉淀后，不能振荡试管 C．可在溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 【答案】D 【详解】A．蒸馏水煮沸可以去除蒸馏水中溶解的氧气，A项正确； B．不振荡试管可以避免更多的空气进入到反应体系中，B项正确； C．加一层植物油，避免溶液与空气的接触，C项正确； D．胶头滴管的尖嘴不深入试管内，滴入试管中的烧碱溶液会先与空气接触，使氧气进入反应体系，D项错误； 答案选D。 7．关于铁的氧化物和氢氧化物下列说法错误的是 A．Fe2O3是碱性氧化物 B．Fe3O4是黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．Fe(OH)3是红棕色沉淀，具有吸附性 D．Fe(OH)2可以在溶液中稳定存在 【答案】D 【详解】A．碱性氧化物指与酸反应生成盐和水的氧化物。Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3和H2O，符合定义，A正确； B．Fe3O4呈黑色，具有磁性，工业上称磁性氧化铁，B正确； C．Fe(OH)3沉淀通常为红棕色，为絮状沉淀，比表面积大，具有吸附性，可用于净水，C正确； D．Fe(OH)2性质不稳定，在空气中迅速氧化为Fe(OH)3，颜色由白变绿再变红褐色，无法稳定存在，D错误； 故答案选D。 8．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： 【答案】C 【详解】A．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．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．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．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，D正确； 故答案选C。 9．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2 【答案】A 【详解】铁粉和氧化铁粉末加到稀硫酸中，反应后的溶液中无Fe3+，在此过程中发生的化学反应为：、、。反应后得到标准状况下1.12 L氢气的物质的量为0.05 mol，通过离子方程式计算出，在这一过程中消耗的铁粉的物质的量为0.05 mol，质量为，所以剩余的铁粉和氧化铁的质量为13.6g-2.8g=10.8 g。反应后，固体完全溶解且溶液中无Fe3+，表明和酸反应剩余的铁粉和Fe3+恰好完全反应，所以剩余的Fe和Fe3+的物质的量之比为1:2，Fe3+全部来自氧化铁，所以剩余的铁粉和氧化铁的物质的量之比为1∶1，设铁的物质的量为x mol，则，解得，所以氧化铁的物质的量为0.05 mol，铁粉的总物质的量为0.05+0.05=0.1 mol，原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为0.1∶0.05=2∶1，答案选A。 10．价—类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。如下图(左)为某常见金属单质及其部分化合物的价-类二维图。下列推断正确的是 A．往沸水中滴加饱和的G溶液，持续加热并不断搅拌制备E的胶体 B．如上图(右)可以较长时间观察到产生的D物质 C．F和G对应的氯化物均可以通过化合反应实现制备 D．B在空气中受热可以生成C 【答案】C 【分析】由价-类二维图可知，A为铁单质，B为氧化亚铁，C为氧化铁，D为氢氧化亚铁，E为氢氧化铁，F为亚铁盐，G为铁盐，H为高铁酸盐，据此解答。 【详解】A．制备氢氧化铁胶体时，应是往沸水中滴加饱和的G溶液，持续加热直到溶液变成红褐色，停止加热，不能搅拌以免聚沉，A错误； B．应该左侧试管为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气排净装置中空气，一段时间后，关闭止水夹，使得左侧试管中压强增大，生成硫酸亚铁被压入右侧试管中和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，图示装置中生成的氢气从右侧支管口逸出，不能使得生成硫酸亚铁和氢氧化钠溶液混合反应，B错误； C．F为，可以通过与铁粉化合得到；G为，可以通过或者铁粉与氯气化合得到，C正确； D．FeO在空气中受热生成的是，不是，D错误； 故选C。 [模块三 小试牛刀过关检测]——提升练 1．在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．月饼包装中常放入小包铁粉抗氧化 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 【答案】C 【详解】A．黑色金属是指铁、锰、铬三种金属的统称，与黑色金属相对的是有色金属，事实上纯净的铁及铬是银白色的，A错误； B．生铁通过还原法（如用CO还原铁矿石）冶炼，而非热分解法，B错误； C．铁粉在包装中通过吸氧腐蚀消耗氧气，延缓食物氧化，C正确； D．避雷针利用的是金属的导电性而非导热性，D错误； 故选C。 2．下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．具有还原性，可用作抗氧化剂 B．具有磁性，可用于炼铁 C．胶体呈红褐色，可用于净水 D．溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板 【答案】A 【详解】A．具有还原性，能与氧气等氧化剂反应，从而保护其他物质不被氧化，因此可用作抗氧化剂，故A正确； B．用于炼铁是因为其可被还原为铁单质，磁性并非炼铁的直接原因，故B不符合题意； C．胶体用于净水是由于其具有吸附性，能凝聚水中悬浮物，与其红褐色颜色无关，故C不符合题意； D．溶液用于刻蚀铜板是由于Fe3+的氧化性，能与铜发生氧化还原反应，与其溶液呈酸性无关，故D不符合题意； 故答案选A。 3．向一定量的Fe、FeO、、的混合物中加入100mL 1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出11.2mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为。 A．2.8g B．11.2g C．5.6g D．56g 【答案】A 【详解】向一定量的Fe、FeO、、的混合物中加入100mL 1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全反应，所得溶液加入KSCN溶液不变红色，说明溶质为FeCl2。根据氯元素守恒，n(FeCl2)=；用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，根据铁元素守恒，所得铁的物质的量为0.05 mol，质量为0.05mol×56g/mol=2.8g，故选A。 4．下列各图示中不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【详解】A．铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气可以先将装置内的空气排出，再滴加氢氧化钠溶液，生成的氢氧化亚铁处于氢气环境中，不易被氧化，可以长时间看到，A不符合题意； B．先打开止水夹 a，铁粉与稀硫酸反应生成的氢气将装置 A、B 中的空气排出，关闭止水夹 a 后，A 中压强增大，将溶液压入 B 中，与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，整个体系处于氢气环境中，不易被氧化，可以长时间看到，B不符合题意； C．直接将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中，生成的氢氧化亚铁沉淀会迅速与空气中的氧气接触被氧化为氢氧化铁，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，不能长时间看到白色沉淀，C符合题意； D．煤油层隔绝了空气，防止氧气进入溶液。钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁，生成的氢气也能起到保护作用，可以长时间看到白色沉淀，D不符合题意； 故答案选C。 5．铁及其部分化合物的相互转化关系如下，该过程涉及的化学反应依次属于四种基本反应类型中的 A．氧化还原、复分解、分解、置换 B．置换、复分解、分解、置换 C．化合、复分解、分解、置换 D．化合、复分解、分解、分解 【答案】C 【详解】题目考查四种基本反应类型，氧化还原反应不是基本反应类型，铁和氯气生成氯化铁是化合反应，氯化铁和碱反应生成氢氧化铁是复分解反应，氢氧化铁加热分解生成氧化铁是分解反应，氧化铁和氢气加热发生置换反应生成铁和水，故选C。 6．下列与铁相关的转化过程中，不能通过反应一步实现的是 A．Fe→ B．Fe→ C． D． 【答案】C 【详解】A．与在点燃条件下反应：，可一步实现转化，A不符合题意； B．与稀盐酸反应：，可一步实现转化，B不符合题意； C．为碱性氧化物，不溶于水，也不与水发生反应，无法通过一步反应直接生成，C符合题意； D．在空气中被氧气氧化：，可一步实现转化，D不符合题意； 故选C。 7．下列关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的叙述中正确的是 A．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液即可制得纯净的 Fe(OH)2 B．Fe(OH)2在空气中加热，可得到FeO C．隔绝空气的条件下，向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色沉淀Fe(OH)3 D．Fe2O3不与水反应生成Fe(OH)3，所以不能通过化合反应得到Fe(OH)3 【答案】C 【详解】A．二价铁具有还原性，易被氧化，在空气中容易被氧化为，A错误； B．在空气中加热得到、加热分解得到，隔绝空气加热可得到FeO，B错误； C．是强氧化剂，与水反应生成的同时生成氧气，氧气会将氧化为，最终生成红褐色沉淀，即使隔绝空气，过氧化钠自身释放的氧气也能氧化亚铁离子，C正确； D．反应为化合反应，能通过化合反应得到Fe(OH)3，D错误； 故选C。 8．某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如图实验。下列说法中不正确的是 A． B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．由肥皂液中冒气泡即证明Fe与发生反应 D．不能用磁铁将剩余铁粉从反应后固体中分离出来 【答案】C 【详解】A．试管中发生的是水蒸气与还原铁粉的氧化还原反应，生成和，化学方程式为，A正确； B．湿棉花受热，其中的水汽化形成水蒸气，B正确； C．受热时，试管内的空气受热膨胀，也会使肥皂液冒泡，无法证明Fe和发生反应，C错误； D．和Fe都能被磁铁吸引，不能用磁铁将二者分离，D正确； 故答案选C。 9．X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是 A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．Z→R需加某种还原剂 C．R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备 【答案】C 【分析】已知X和Q的组成元素相同，可推断X为，Q为；红棕色固体Y为，溶液Z为含的溶液，溶液R中含，据此分析。 【详解】A．Y为，俗称铁红，常用作油漆、涂料的红色颜料，A不符合题意； B．Z（含）转化为R（含），元素化合价降低，需加入还原剂，B不符合题意； C．R→Q为溶液生成，但在强酸性条件下会与反应生成气体，，无法稳定存在，故反应需在非强酸性条件下进行，C符合题意； D．Q为，可通过与单质加热化合制备，，D不符合题意； 故选C。 10．Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。 方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法 根据以上两种方案，回答下列问题： (1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。 ①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是_______。 ②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是_______。 ③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是_______。 (2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为_______。相关反应的离子方程式为_______。 (3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？_______，写出反应的化学方程式：_______。 【答案】(1) 排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化 隔绝空气中的氧气 防止带入氧气 (2) 打开止水夹a，待A中反应生成的H2排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a 、 (3) 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【分析】A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹a打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，待仪器中的空气排尽后，然后关闭a，利用生成的氢气使装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色絮状沉淀，据此分析。 【详解】（1）①氧气可溶于水，加热煮沸可以排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化； ②煤油不溶于水、密度小于水，可以隔绝空气防止氧气进入溶液； ③将滴管伸入液面下挤入NaOH，是为了防止滴加操作时带入空气（氧气），都是为了防止被氧化； （2）①打开止水夹a，利用Fe和稀硫酸反应生成的氢气排尽装置内空气后，再关闭止水夹a，A中压强增大，将生成的压入B中与NaOH反应，在氢气的保护氛围中可以得到纯净的； ②相关反应的离子方程式：、； （3）暴露在空气中后，会在空气中被氧气氧化，最终生成红褐色的；化学方程式：。 原创精品资源，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $