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

该高中化学高考复习讲义围绕铁及其氧化物、氢氧化物核心考点，按“单质性质-氧化物分类-氢氧化物制备”逻辑架构知识体系，通过考点梳理（表格对比性质）、方法指导（如氧化物组成计算）、真题训练（题点练习与高考题解析）等环节，帮助学生系统掌握铁元素转化规律，突破价态分析与实验制备难点。 资料突出科学探究与实践，如设计Fe(OH)₂制备的A、B组对比实验控制氧气环境，培养科学思维；通过高考真题（2025新课标卷等）强化化学观念，设置基础判断、能力计算、综合应用分层练习，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第14讲　铁及其氧化物和氢氧化物 [课标标准] 1．掌握铁的主要性质及应用。 2．知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。 3．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 考点一　铁及其氧化物 1．铁在元素周期表中的位置及自然界的存在 2．铁单质 (1)铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。 (2)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价铁的化合物。 具体反应如下： 提醒 铁与稀HNO3反应，若HNO3过量生成Fe(NO3)3，若铁过量生成Fe(NO3)2。 (3)铁的冶炼 ①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 ②设备：高炉。 ③主要反应： a．还原剂的生成：C＋O2CO2， CO2＋C2CO； b．铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 3．铁的氧化物 (1)铁氧化物的物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价，＋3价 氧化物类型 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 用途 用于瓷器制作 用作红色颜料 用作磁性材料 (2)铁氧化物的化学性质 ①FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，能与强酸(如稀硫酸等)发生反应，离子方程式分别为FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O。 ②高温下，铁的氧化物能被C、CO、Al等还原剂还原为单质铁，试写出Al与Fe2O3反应的化学方程式：Fe2O3＋2Al。 ③FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化生成Fe3O4。 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同(　　) (2)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4(　　) (3)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(　　) (4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因此Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物(　　) (5)向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫红色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 题点1　铁单质的性质及应用 1．春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A．室温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成铝单质 解析：C　室温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B错误；Fe的金属活动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。 2．(2025·陕西商洛二模)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a。下列说法错误的是(　　) A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生的气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明固体中有铁粉剩余 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 解析：C　应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯，A正确；由于反应产生H2，肥皂液中产生的气泡点燃后会有轻微的爆鸣声，B正确；取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a，固体中有Fe3O4，与稀硫酸反应后可以产生Fe2+，也能出现蓝色沉淀，C错误；Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，D正确。 题点2　铁的氧化物的性质及应用 3．化学让生活更美好。下列说法不正确的是(　　) A．铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C．故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可用作故宫红色外墙的涂料 D．FeO在空气中加热会被迅速氧化成氧化铁 解析：D　铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O，A正确；铁的氧化物都是不溶于水的固体，常温下也都不能与水反应，B正确；Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色涂料，C正确；氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁，D错误。 4．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为(　　) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 解析：D　根据2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2+)＋3n(Fe3+)＝n(Cl－)＝0.14 L×5 mol·L-1＝0.7 mol，则n(Fe3+)＝0.2 mol，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 　确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 考点二　铁的氢氧化物 1．氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应(填离子方程式) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O 受热分解 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气)，4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O(在空气中) 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法（填 离子方 程式） 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成 红褐色，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 2.氢氧化亚铁的制备操作与条件控制 某化学兴趣小组同学设计以下两组实验探究氢氧化亚铁的制备。 【A组实验】用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入稀硫酸、铁屑。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化。为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如苯等。 【B组实验】选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。 (4)实验时，先打开(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，关闭止水夹K和活塞，利用氢气造成试管内的压强增大，将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是Fe与稀硫酸反应生成的H2排出装置中的空气。 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)Fe2O3是一种黑色固体(　　) (2)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3(　　) (3)Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O(　　) (4)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO(　　) (5)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 1．下列有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是(　　) A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，在空气中受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 解析：A　Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体：，A错误。 2．(2026·河北邢台高三月考)某化学兴趣小组按如图所示的装置进行实验，反应开始时打开弹簧夹，当点燃从a口出来的气体无爆鸣声时关闭弹簧夹，此时剩余少量的钠。下列说法错误的是(　　) A．橡皮管能起到平衡气压的作用 B．关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，剩余的少量钠能置换出单质铁 C．关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀 D．反应结束后，打开锥形瓶的橡胶塞，能观察到有红褐色沉淀产生 解析：B　钠与水反应生成氢气，造成锥形瓶内压强增大，连接橡皮管能起到平衡气压的作用，A正确；钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁白色絮状沉淀，B错误、C正确；氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀，D正确。 3．(2026·广东佛山南海区高三阶段考)利用如图所示装置可制备Fe(OH)2沉淀，且能较长时间保存该物质而不变质。下列说法不正确的是(　　) A．实验开始时，打开止水夹a和止水夹b B．关闭止水夹a，打开止水夹b，甲中溶液可流入乙中 C．Fe(OH)2能较长时间保存是因H2无氧化性 D．抽滤瓶甲中的稀硫酸可以用稀硝酸代替 解析：D　甲中装置内铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，止水夹a、b打开，用氢气排尽装置内的空气，后关闭止水夹a，氢气压强增大，使硫酸亚铁溶液进入乙内与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀。由分析可知，实验开始时，打开止水夹a和止水夹b，用氢气排尽装置内的空气，A正确；关闭止水夹a，打开止水夹b，使硫酸亚铁溶液进入乙内与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，B正确；Fe(OH)2能较长时间保存是因H2无氧化性，提供还原性气氛，C正确；Fe和稀硝酸反应生成有毒的NO，不能生成H2，抽滤瓶甲中的稀硫酸不可以用稀硝酸代替，D错误。 1．下列说法不正确的是(　　) A．(2025·广东卷，4D)用铁粉、活性炭、食盐等制暖贴，使用时铁粉被氧化，反应放热 B．(2025·广东卷，5B)磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，Fe3O4具有磁性 C．(2025·云南卷，1C)竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．(2024·山东卷，2B)铁粉可用作食品脱氧剂 解析：C　铁、活性炭、氯化钠与空气中的水蒸气形成原电池，铁作负极发生氧化反应，反应放出热量，故其可制暖贴，A正确；四氧化三铁(Fe3O4)具有磁性，常用于磁带制作，B正确；氧化铁(Fe2O3)能与酸反应，不耐酸，C错误；铁粉具有还原性，能与O2反应，可延长食品的保质期，作食品脱氧剂，D正确。 2．(2025·新课标卷，8)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是(　　) A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe－2e－===Fe2+ B．铁发生腐蚀生锈的反应：3Fe＋2O2＋xH2O===Fe3O4·xH2O C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：Fe＋2HNO3(浓)===FeO＋2NO2↑＋H2O D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应：Fe3+＋3e－===Fe 解析：A　酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，A正确；铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，B错误；发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，且反应条件与产物不符，C错误；安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极法，锌作负极被消耗，铁作为正极被保护，铁电极上O2得电子发生还原反应，非Fe3+被还原，D错误。 3．(2024·新课标卷，9)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是(　　) A．反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 解析：B　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A正确；铁与水蒸气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高温，B错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听到尖锐的爆鸣声，C正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确。 4．(2025·河南卷，4)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．溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 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 解析：C　由各物质状态、颜色结合转化关系可推断，固体Y为Fe2O3，溶液Z中含有Fe3+，溶液R中含有Fe2+。X是自然界中一种常见矿物的主要成分，X和Q的组成元素相同，结合二者颜色和题中的转化关系可知，固体X为FeS2，固体Q为FeS。Y为Fe2O3，为红棕色固体，常用作油漆、涂料等的红色颜料，A正确；溶液Z中含有Fe3+，加热煮沸后Fe3+发生水解会生成Fe(OH)3胶体，颜色会由棕黄色转变为红褐色，B正确；FeS会溶于强酸生成H2S气体，故R→Q反应不能在强酸性条件下进行，C错误；Q为FeS，可通过单质间化合反应制备，其反应可表示为Fe＋SFeS，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $