第4章 第14讲 铁及其氧化物和氢氧化物(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦铁及其化合物，以基础概念-性质转化-实验应用为逻辑主线，通过选择与非选择结合实现系统性复习，培养化学观念与科学探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|3题（1,3,4）|判断正误|从磁石成分切入，构建铁的氧化物分类、性质及转化关系| |性质转化|3题（2,5,6）|转化判断|围绕Fe与酸、盐、气体反应，强化“结构决定性质”化学观念| |实验探究|4题（8,9,11,12）|装置分析|以Fe(OH)₂制备、铁与水蒸气反应为载体，培养科学探究与实践能力| |化学计算|2题（7,10）|定量分析|通过守恒法计算，体现科学思维中的证据推理与模型建构|

限时规范训练14 (建议用时：45分钟　满分：60分) 一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．指南针是中国古代四大发明之一。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．FeS D．Fe3O4 解析：D　Fe3O4为磁性氧化铁，具有磁性。 2．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是(　　) A．FeFeCl3 B．FeFeSO4 C．FeFe3O4 D．FeFeCl2 解析：B　Fe和Cl2在加热条件下发生反应生成FeCl3，反应的化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3，物质间的转化能实现，A不符合题意；常温下Fe遇浓硫酸钝化，物质间的转化不能实现，B符合题意；Fe和H2O(g)在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，物质间的转化能实现，C不符合题意；Fe和FeCl3溶液反应生成FeCl2，反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+===3Fe2+，物质间的转化能实现，D不符合题意。 3．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是(　　) A．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 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．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 解析：A　赤铁矿的主要成分是Fe2O3俗称铁红，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，A正确；在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，B错误；能通过4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制得Fe(OH)3，也能通过2FeCl3＋Fe===3FeCl2制得FeCl2，C错误；Fe3O4不是碱性氧化物，Fe2O3、FeO是碱性氧化物，D错误。 4．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，下列有关说法正确的是(　　) A．FeO在空气中加热只转化为Fe2O3 B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物 C．热稳定性：Fe2O3<Fe3O4 D．Fe3O4与氢碘酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O 解析：C　FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4，A错误；Fe3O4是一种纯净物，B错误；在1400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明四氧化三铁比三氧化二铁稳定，C正确；Fe3O4与氢碘酸反应，Fe3+能将I－氧化为I2，离子方程式为Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2+＋I2＋4H2O，D错误。 5．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　) A．Fe＋4H＋＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋===3Fe3+＋NO↑＋8H2O 解析：B　Fe3O4中的＋2价Fe与HNO3反应生成Fe3+，不存在Fe2+，B不正确。 6．铁是使用最广泛的金属，下列有关叙述不正确的是(　　) A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应 C．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 D．工业上炼铁时生成铁的反应是CO与Fe2O3的反应 解析：A　铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，钝化属于化学变化，A错误；熔融的铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，因此模具必须干燥，B正确；Fe和FeCl2能将Cl2还原吸收，从而除去工业废气中的Cl2，C正确；高炉炼铁时生成铁的反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，D正确。 7．将含有氧化铁的铁片投入足量的稀硫酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3+，且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1。原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为(　　) A．1∶1 B．2∶5 C．4∶1 D．3∶1 解析：B　设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x、y， Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O y y Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4 y y 3y Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ x－y x－y x－y [3y＋(x－y)]∶(x－y)＝3∶1，解得y∶x＝2∶5，B正确。 8．(2025·广东佛山一模)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 解析：D　FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，A正确；实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，B正确；烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，C正确；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，D错误。 9．(2026·北京通州区高三期中)为探究铁与水蒸气的反应，某同学设计并进行了如下实验，虚线框处用来检验生成的气体。下列说法正确的是(　　) A．实验后，装置B中生成红棕色固体 B．虚线框C处应该选择装置甲 C．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 D．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液一定含有Fe3+ 解析：C　铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4固体，A错误；氢气的密度小于空气的密度，故虚线框C中应选择装置乙，B错误；实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，H2将CuO还原为Cu，观察到铜丝由黑变红，C正确；实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，由于可能发生反应Fe＋2Fe3+===3Fe2+，故所得溶液中不一定含有Fe3+，D错误。 10．某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是(　　) A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 解析：D　准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，计算得到氧元素的质量和铁元素的质量，依据铁原子和氧原子的物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，即氧化铁的质量，依据铁元素和氧元素守恒计算铁原子和氧原子的物质的量之比，判断氧化物的化学式，能计算得到物质组成，B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素守恒计算铁原子和氧原子的物质的量之比，分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，C不选；准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前后都是固体，反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。 二、非选择题：本题共2小题。 11．(15分)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。这是为什么呢？有人设计了如图所示装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。 (1)工人将模具干燥后再注入熔融钢水的原因是_________________(用化学方程式表示)。 (2)上述有关铁与水蒸气反应实验的主要步骤如下，按规范组装完仪器后其正确操作的顺序是________(填序号)。 ①将酒精灯固定在铁粉部位加热 ②在湿棉花部位加热(使水汽化) ③导管插入肥皂液中，用火柴点燃肥皂泡(气体先验纯) ④先从肥皂液中撤出导管，再移去酒精灯后盖灭 (3)下列说法错误的是________(填字母)。 A．充分反应后，还原铁粉变成红色固体 B．湿棉花的作用是提供反应所需水蒸气 C．虚线方框中装置是为了检验反应产生的气体 D．酒精灯Ⅱ配用的金属套筒目的是聚集火焰，提高温度 (4)该实验关键点主要是a.温度控制，b.铁粉纯度(不被氧化)，c.安全点燃，d.肥皂液不宜太稀，e.________放入时间等。 (5)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现红色，说明该固体中没有＋3价的铁。判断结论是否正确并说明理由：__________________________。 解析：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(2)铁与水蒸气反应实验中，应先在湿棉花部位加热(使水汽化)，提供反应原料水蒸气，后将酒精灯固定在铁粉部位加热，并将导管插入肥皂液中，用火柴点燃肥皂泡(气体先验纯)，检验是否有氢气生成，为防止发生倒吸，实验结束时应先将导管末端移出水面，再移去酒精灯后盖灭，即正确操作顺序为②①③④。(3)铁和水蒸气高温反应产生Fe3O4和H2。Fe3O4为黑色固体，A错误；湿棉花通过加热产生水蒸气与铁粉发生反应，B正确；肥皂液收集H2后点燃有爆鸣声，用于检验H2，C正确；该反应需要高温，金属套筒防风聚集火焰，提高温度，D正确。(4)该实验中温度过低，反应不发生，应控制反应温度；铁粉不能被空气氧化，应先在湿棉花部位加热使水汽化，排除装置中的空气；氢气是易燃物，点燃混入空气的氢气可能发生爆炸；肥皂液不宜太稀，否则肥皂泡太少，实验现象不明显；湿棉花用于提供水蒸气，注意湿棉花放入时间是否恰当，放入过早会导致水蒸发完。(5)实验后，铁粉可能剩余，用一定浓度的盐酸溶解时，过量的铁可以将Fe3+还原成Fe2+，Fe＋2Fe3+===3Fe2+，导致滴加KSCN溶液没有出现红色。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　(2)②①③④　(3)A　(4)湿棉花　(5)不正确；过量的铁可以将Fe3+还原成Fe2+而不能使KSCN溶液变红 12．(15分)Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。 方法一：用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。 Ⅱ.待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是________，B中长玻璃管的作用________。 (2)H2O2的电子式____________。 (3)装置A中金属离子的检验方法_________________。 (4)步骤Ⅲ装置B中的现象是_____________________， 其发生反应的化学方程式为______________。 方法二：用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。 (5)铁与电源的________(填“正”或“负”)极相连。 (6)阴极发生的电极反应方程式为__________________。 (7)在标准状况下，当阴极产生11.2 L气体时，理论上生成________g Fe(OH)2。 解析：(1)根据仪器a的特点，仪器a为恒压滴液漏斗；该实验制备氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被氧气氧化，打开K1、K3、K4，关闭K2和K5，装置A中产生H2，排除装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排除装置B中的空气，同时长导管另一个作用是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。(2)过氧化氢为共价化合物，其结构式为H—O—O—H，因此H2O2的电子式为。(3)装置A中发生Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，金属离子为Fe2+，检验Fe2+操作方法是取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2溶液变为红色，则证明存在Fe2+；或者取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，加入铁氰化钾溶液，溶液出现蓝色沉淀，说明Fe2+存在。(4)装置C中H2O2在MnO2催化剂下分解成H2O和O2，打开K5，关闭K1、K2，氧气进入B装置，发生，观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。(5)铁作阳极，与电源的正极相连。(6)阴极上得电子，化合价降低，根据阳离子放电顺序，水电离出H＋先放电，即电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。(7)根据得失电子守恒，建立关系式为H2～2e－～Fe2+～Fe(OH)2，因此m[Fe(OH)2]＝×90 g·mol-1＝45 g。 答案：(1)恒压滴液漏斗　平衡气压；辅助排除装置B中的空气　(2) 　(3)取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2溶液变为红色，则证明存在Fe2+或者取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，加入铁氰化钾溶液，溶液出现蓝色沉淀，说明Fe2+存在　(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　(5)正　 (6)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　(7)45 学科网（北京）股份有限公司 $