第4章 第13讲 铁及其化合物(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

**基本信息** 以铁元素价态转化为核心，通过性质辨析、实验探究及计算应用构建系统性知识网络，强化化学观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题|性质判断、实验分析、计算应用|围绕铁元素价态（0、+2、+3）构建性质-制备-应用逻辑链条，结合氧化还原反应原理分析物质转化| |非选择题|2题|流程探究、实验设计|通过FeCO₃煅烧产物验证、Fe(OH)₂制备等实验，深化科学探究与实践，体现物质结构决定性质的化学观念|

限时规范训练13　铁及其化合物 (建议用时：45分钟　满分：50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．颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，用途很广泛。下列说法不正确的是(　　) A．“纳米铁”在一定的溶剂中可以发生丁达尔效应 B．“纳米铁”处理硝态氮生成N2的过程中作还原剂 C．“纳米铁”与水蒸气在高温下反应生成红棕色粉末 D．“纳米铁”可在氩气氛围中保存 解析：C　“纳米铁”颗粒大小为1～100 nm，与胶体粒子大小相近，“纳米铁”在一定的溶剂中形成的分散系属于胶体，可以发生丁达尔效应，A正确；硝酸根生成氮气，N化合价降低，“纳米铁”中Fe为0价，在反应中化合价升高，为还原剂，B正确；“纳米铁”中Fe为0价，Fe与水蒸气在高温条件下生成黑色四氧化三铁，C错误；铁易被氧化，可在氩气氛围中保存，D正确。 2．(2025·江苏苏州模拟)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 C．FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+ 解析：B　Fe2O3为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，A错误；铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因铁是活泼金属具有强的还原性，B正确；FeCl3可用于除去水中悬浮杂质是利用其能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，C错误；FeS可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2+，与FeS的溶解性无关，D错误。 3．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 解析：B　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，A正确；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，B错误；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，C正确；CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O为非氧化还原反应，D正确。 4．(2025·新疆乌鲁木齐模拟)铁元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是(　　) A．W在高温条件下与水蒸气反应可得到Y B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验M溶液中的金属离子 C．将Z的饱和溶液滴加到沸水中，可制得Q的胶体 D．N在空气中加热最终不会得到X 解析：A　结合图示可知，W为Fe，X为FeO，Y为Fe2O3，Z为FeCl3，M为FeCl2，Q为，N为Fe(OH)2。铁在高温条件下与水蒸气反应生成Fe3O4，A错误；二价铁可以和铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，B正确；将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中，可以制备氢氧化铁胶体，C正确；二价铁容易被氧化，则氢氧化亚铁在空气中加热最终得到三氧化二铁，不能得到氧化亚铁，D正确。 5．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验操作与现象的解释正确的是(　　) 选项 实验操作与现象 解释 A 向淀粉­KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3+能与淀粉发生显色反应 B 把生铁置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3 C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中，白色物质变成了红褐色 Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 解析：D　A项中Fe3+将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色的斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。 6．某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是(　　) A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大 B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应 C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05 mol/L稀硫酸 D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3 解析：C　Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确；[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确；若加入H2SO4，则会干扰下一步的检验，C错误；Ⅴ中有大量白色沉淀生成， 证明Na2SO3中的被Fe3+氧化生成，D正确。 7．实验室用NaHCO3和FeSO4溶液制备碳酸亚铁的装置如图所示(夹持装置已省略)，三颈烧瓶中产生白色沉淀及无色气体。下列说法不正确的是(　　) A．装置甲产生CO2可排除装置中的空气 B．装置乙中盛装的试剂为饱和Na2CO3溶液 C．装置丙中发生反应的离子方程式：Fe2+＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O D．反应结束后，将丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥，可得到碳酸亚铁 解析：B　为防止氧化，制备碳酸亚铁应在无氧环境中进行，装置制备CO2经过乙饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，进入丙中驱赶装置内的空气，丙装置中碳酸氢根与Fe2+反应生成FeCO3，丁用于吸收多余的CO2并避免空气进入丙中氧化目标产物。装置甲产生CO2可排除装置中的空气，开始时应先通一段时间CO2排尽装置的空气防止FeCO3被氧化，A正确；CO2经过乙饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，而不是饱和碳酸钠，B错误；丙中与Fe2+反应生成FeCO3同时生成二氧化碳、水：Fe2+＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，C正确；丙中碳酸亚铁为沉淀，故反应后将丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥，可得到碳酸亚铁，D正确。 8．向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)的气体，所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是(　　) A．11.2 g B．5.6 g C．2.8 g D．无法计算 解析：B　盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知，n(FeCl2)＝n(HCl)＝×0.1 L×2 mol·L-1＝0.1 mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.1 mol，质量为0.1 mol×56 g·mol-1＝5.6 g，故选B。 9．(2025·浙江宁波模拟)铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性：Fe3+＞SO2 B．转化②中每生成0.1 mol Fe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 解析：A　Fe与盐酸反应得到FeCl2，Fe与Cl2反应得到FeCl3，FeCl2与FeCl3二者可以相互转化，二者的混合物与NaOH在一定条件下反应得到Fe3O4，Fe与水蒸气或氧气反应也能得到Fe3O4。氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，FeCl3溶液中通入SO2可生成FeCl2，FeCl3为氧化剂，SO2为还原剂，说明氧化性：Fe3+＞SO2，A正确；Fe与O2或水蒸气反应生成Fe3O4，生成1 mol Fe3O4转移8 mol电子，每生成0.1 mol Fe3O4，转移的电子数为0.8NA，B错误；转化③的化学方程式为2FeCl3＋FeCl2＋8NaOHFe3O4＋8NaCl＋4H2O，转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2∶1，C错误；Fe与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3，无论Fe过量还是少量，Fe在氯气中燃烧都生成FeCl3，D错误。 10．(2025·青海西宁模拟)利用油脂厂的废铁屑(主要成分为Fe，含有沙土、油污、Fe3O4和FeO等杂质)制备磁性纳米Fe3O4的流程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．H2O2溶液可用O2代替，消耗11.2 L O2，理论上转移的电子数为2NA B．纳米Fe3O4分散在水中可形成胶体，可用丁达尔效应来验证胶体的形成 C．预处理可用热的纯碱溶液，热的纯碱溶液可去除废铁屑中的油污 D．“混合反应”中发生反应的离子方程式为Fe2+＋2FeOOH＋2OH－===Fe3O4＋2H2O 解析：A　向废铁屑中加入Na2CO3溶液去除废铁屑表面的油污，分离出浸出液和浸渣。向预处理后的浸渣中加入稀盐酸，Fe、Fe3O4、FeO与盐酸反应，分离后沙土等不溶物成为酸浸渣，得到含FeCl2、FeCl3的酸浸液，向酸浸液中加入NaOH溶液和H2O2溶液，使铁元素转化为 FeOOH沉淀，将含Fe2+的溶液与FeOOH在碱性条件下反应生成Fe3O4浊液，对浊液进行多步操作最终得到磁性纳米Fe3O4。未指明标准状况，不能计算转移的电子数，A错误；纳米Fe3O4分散在水中形成胶体，胶体可产生丁达尔效应，B正确；热的纯碱溶液因Na2CO3水解显碱性，能与油污发生皂化反应，从而去除废铁屑表面的油污，C正确；“混合反应”中含Fe2+的溶液与FeOOH在碱性条件下反应生成Fe3O4浊液，离子方程式为Fe2+＋2FeOOH＋2OH－===Fe3O4＋2H2O，D正确。 二、非选择题：本题共2个题。 11．(10分)Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验。 实验步骤 实验操作 Ⅰ 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温 Ⅱ 取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解 Ⅲ 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红 由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。 (1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：________________________。 (2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是________(填字母)。 A．NaOH溶液 B．新制氯水和KSCN溶液 C．K3[Fe(CN)6]溶液 (3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的理由是_________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、________________________________(填试剂名称)和氨水；再________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3。 解析：(1)溶液变红色说明溶液中生成了。(2)Fe2+用K3[Fe(CN)6]来检验，反应现象为生成蓝色沉淀，C项正确。和Fe2O3中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如加入H2O2溶液或氯水或通入Cl2等，将Fe2+氧化成Fe3+，加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。 答案：(1)Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3　(2)C　(3)产物也可以是FeO和Fe2O3(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)的混合物　(4)过氧化氢溶液(或氯水或氯气)　过滤 12．(10分)某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。 (一)制备硫酸亚铁溶液 (1)步骤①，加入稀硫酸的目的是________________。 (2)步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是_________________________ _____________________________________________________________。 (二)制备氢氧化亚铁 (3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为____________(按气流方向，用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是________________________________。 (4)装置B中发生反应的离子方程式是________________________________。装置C的作用是________________________。 (三)探究思考 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。 (5)Fe3(OH)8中n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝________，用氧化物的形式表示可写成________________________________。 (6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8： _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析：(一)制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe3+还原成Fe2+，得到硫酸亚铁溶液。(1)步骤①，加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解；(2)步骤②，加入还原铁粉后，铁粉和酸、Fe3+反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色；(二)制备氢氧化亚铁，原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。(3)制备氢氧化亚铁的装置中，A装置的作用制备氨气，氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用是使氨气和硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁，C装置的作用是作为安全瓶，防止倒吸，D装置的作用是吸收尾气，故装置连接顺序为A→C→B→D；反应结束后继续通一段时间的N2，目的是将装置中残留的氨气全部吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气；(4)装置B中发生反应的离子方程式是Fe2+＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2↓＋，装置C在A和B之间，故C的作用是作安全瓶，防倒吸；(5)Fe3(OH)8中，3个Fe带8个正电荷，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝1∶2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O；(6)要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8，即要证明此物质中既有Fe2+又有Fe3+，Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验，Fe3+用KSCN溶液检验，实验操作为取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8。 答案：(1)抑制Fe3+的水解　(2)铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色　(3)ACBD　防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气　(4)Fe2+＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2↓＋　作安全瓶，防倒吸　(5)1∶2　FeO ·Fe2O3 ·4H2O　(6)取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8 学科网（北京）股份有限公司 $