第四单元 第12讲 铁及其氧化物 Fe(OH)2和Fe(OH)3【核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●考点突破（新高考通用）

该高中化学高考复习讲义聚焦铁及其氧化物、氢氧化物核心考点，以价态与氧化还原性为基础，构建“性质-氧化物-氢氧化物”知识框架，通过考向预测、核心梳理、双基自测、考点突破、真题演练及限时训练六环节，系统帮助学生突破Fe²⁺/Fe³⁺转化、Fe(OH)₂制备等难点。 资料突出高考命题趋势分析与实验创新设计，如通过铁的混合氧化物热重定量分析培养科学思维，利用电解法制备Fe(OH)₂强化科学探究与实践能力。分层练习与真题溯源结合，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第四单元 金属及其化合物 第12讲　铁及其氧化物　Fe(OH)2和Fe(OH)3　 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 03 双基自测●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 04 考点突破●明方向 拆解核心考点，归纳解题范式 05 真题演练●悟高考 溯源真题逻辑，感知高考考向 06 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 铁及其氧化物、氢氧化亚铁与氢氧化铁以Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的价态与氧化还原性为基础，重点考查Fe2+、Fe3+相互转化、Fe2+与Fe3+检验、隔绝空气制备白色Fe(OH)2的实验装置与操作、两种氢氧化物沉淀转化与受热分解，结合氧化还原配平、离子共存、沉淀图像计算、工业除杂流程综合设问；近三年为过渡金属核心高频考点，选择、流程、实验大题频繁出现；预测2027年会侧重铁的混合氧化物热重定量分析、多氧化剂共存时Fe2+优先氧化判断、含铁工业废水分离回收方案，强化Fe(OH)2制备创新微型装置评价、混合铁离子滴定计算与陌生铁系化合物氧化还原反应书写的综合考查。 考点1　铁及其氧化物 【核心梳理●明考点】 1．铁的位置和物理性质 铁是银白色金属，具有金属的通性，含量在地壳中居第四位，在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。 2．铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 (1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS。 (2)Fe与水蒸气反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 教考衔接 教材原型·人教必修第一册P70“思考与讨论” 高考真题·(2024·新课标卷)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】选B。铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2,A项正确;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项错误;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项正确;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项正确。 (3)Fe与氧化性酸(如HNO3)反应的离子方程式： Fe与过量稀HNO3的反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 Fe与少量稀HNO3的反应：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 【提醒】 ①无论Cl2用量多少，Fe与Cl2反应都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。③铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层的铁继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。 3．铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 － 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) 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 (2)化学性质 ①FeO不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成Fe3O4。 ②FeO、Fe2O3都属于金属氧化物，能溶于强酸。分别写出它们溶于盐酸的离子方程式： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O， Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ③铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2、 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 【提醒】 ①FeO、Fe3O4、Fe2O3与硝酸反应时均生成Fe3＋。②Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有的铁显＋2价，的铁显＋3价。 【双基自测●夯基础】 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在(×) (2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同(×) (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)铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈(×) (5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因此Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物(×) (6)向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫红色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)(√) 【考点突破●明方向】 考向一、铁的性质与应用 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单质铝 【答案】C 考向二、铁与水蒸气反应的实验分析 2．(2025·北京通州期中)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中生成黑色固体 B．虚线框C处应该选择装置甲，试管中是灼热的表面发黑的铜丝 C．虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的铜丝 D．装置B与C之间的球形管内应装电石 【答案】A 考向三、铁的氧化物组成的确定 3．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】选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－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 4．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为______________。 【解析】化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则，解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。 【答案】2FeO·3Fe2O3 [总结归纳]　确定铁的氧化物组成的方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为x∶y，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为任意值)。 考点2　铁的氢氧化物 　　　　　　　　　　　　　　　　 【核心梳理●明考点】 1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 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 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(离子方程式) Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 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.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (3)常用方法 有机物覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的空气排尽后，再把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 【双基自测●夯基础】 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色(√) (2)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取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)制备氢氧化亚铁时，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(×) 【考点突破●明方向】 1．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1)仪器1的名称为____________。装置5的作用为________________________________________________________________________。 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置做一处改进，使溶液能进入4中：_____________________________________________________。 (3)装置改进后，将3中反应后的溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)分液漏斗　液封，防止空气进入装置4　(2)在装置2、3之间添加控制开关　(3)装置4内的空气没有排尽 2.利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1)a电极的材料应为________，电极反应式为______________________________________________________。 (2)电解液c可以是________(填字母)。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)d为苯，其作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ ________________________________________________________________________。 (4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋　(2)BC (3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化　加热煮沸，排出溶解的O2　(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 【真题演练●悟高考】 1．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是 A．浓硝酸见光分解： B．红热的铁在水蒸气中反应： C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸： D．向硫酸铜加入过量的氨水： 【答案】A 【详解】A．浓硝酸见光分解的正确产物应为NO2，方程式为 ：，A错误； B．红热的铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，方程式 ，B正确； C．硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质沉淀和二氧化硫气体，方程式 ，C正确； D．硫酸铜与过量氨水反应形成四氨合铜(II)离子，离子方程式正确，D正确； 故选A。 2．（2026·江西·高考真题）高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石（含有少量和杂质）制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．浸出过程： B．浸出过程： C．净化过程： D．碳化过程： 【答案】C 【分析】优质大理石原料（主要成分为，含少量、杂质）先经煅烧，碳酸盐受热分解得到金属氧化物、、；煅烧产物加盐酸浸出，金属氧化物与盐酸反应转化为可溶性金属阳离子、、、，得到含多种金属离子的酸性溶液；浸出液加入石灰浆（悬浊液）进行净化，调节pH使铁、镁杂质转化为氢氧化物滤渣除去；净化后溶液通入、碳化，转化为碳酸钙沉淀，最后经过滤、干燥得到高纯； 【详解】A．煅烧时，浸出时和盐酸反应，是金属氧化物不能拆，离子方程式为，A正确； B．可等价表示为，与盐酸发生复分解反应，生成、和水，反应无化合价变化，离子方程式为，B正确； C．净化过程加入的是石灰浆，为悬浊液，在书写离子方程式时不能拆分为和，须保留化学式，正确离子方程式应为，C错误； D．碳化时溶液中含，通入创造碱性环境，再通入生成，与结合析出沉淀，离子方程式为，D正确； 故选C。 3．（2025·浙江·高考真题）下列含铁化合物的制备方案正确的是选项 选项 目标产物 制备方案 A 溶液通足量后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B 红热的铁粉与水蒸气反应 C 在干燥的气流中脱水 D 溶液中滴加煮沸过的溶液，在空气中过滤 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．溶液通足量后，得到FeCl3溶液，若通过加热蒸发浓缩会促进Fe3+水解且水解生成的HCl挥发，导致生成，无法得到，A错误； B．红热的铁粉与水蒸气反应会生成Fe3O4，得不到，B错误； C．Fe2+在水溶液中会水解生成HCl且易被空气中的氧气氧化，则让在干燥的气流中脱水可以得到，C正确； D．溶液中滴加煮沸过的溶液，在空气中过滤，生成的易被氧化为，D错误； 故选C。 4．（2024·新课标卷·高考真题）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 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木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 【答案】B 【详解】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确； B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误； C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确； D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确； 故选B。 5．（2026·湖北·高考真题）赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为________。 (2)预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是________。 (3)“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是________（答两条即可）。 (4)酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为________。 (5)“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于 ，该溶液中浓度不大于________，此时滤液中的主要成分为________（填化学式）。 (6)沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是________（填化学式）。 【答案】(1) (2)矿石产生微裂纹，增大固液接触面积，便于酸液渗透，加快浸出反应速率 (3)提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解、提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出、同时不引入杂质，不干扰后续FePO4沉淀生成（任选两条） (4) (5) NH4Cl、MgCl2、AlCl3 (6) 【分析】赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），先掺入 0.8% 碳在650℃高温活化预处理，破坏矿石致密结构，提升后续酸浸效率；再用HCl-H3PO4混合酸加热酸浸，铁元素溶出，硅类杂质形成滤渣分离；浸出液加H2O2氧化，将低价铁全部转化为Fe3+，随后滴加氨水调节pH，沉淀析出，滤液含铝、镁杂质除去。结晶产物经650℃煅烧脱去结晶水，最终得到无水磷酸铁，据此回答。 【详解】（1）Fe为26号元素，电子排布，价层电子排布式为：； （2）矿石晶格畸变产生微裂纹，增大矿石与酸液的接触面积，同时内部孔隙增多，酸液更容易渗入矿石内部，有效提升浸出反应速率； （3）“酸浸”加入盐酸，提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解；提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出；同时不引入杂质，不干扰后续沉淀生成（任选两条）； （4）酸浸液中加入，被氧化为，与形成配合物，离子方程式为：； （5）①，，，，；矿石含Al、Mg杂质，加HCl、H3PO4、，故阳离子主要为：、、，阴离子主要为：，此时滤液中的主要成分为NH4Cl、MgCl2、AlCl3； （6）中与原子个数比为，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为，Fe比例偏高，说明杂质不含P、只含铁，原料杂质、煅烧脱水生成，故产物中杂质是。 【过关限时训练】 （60分钟） 一、选择题 1．磁石有纳气平喘的功能，《本草经集注》中有磁石炮制用药的记载：能吸针者为上品，称净磁石，采集日久，为呆磁石；取上品武火煅至红透，醋淬，此法后代一直沿用。下列有关磁石说法正确的是(　　 ) A．上品净磁石为纯净物 B．净磁石采集日久变为呆磁石，是发生了分解反应的缘故 C．磁石的主要成分是Fe3O4 D．醋淬磁石涉及氧化还原反应 【答案】C 2．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6 g铁粉，下列说法错误的是(　　 ) A．硬质玻璃管中发生的反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 C．若反应产生0.448 L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15% D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯 【解析】选B。在装置A中产生水蒸气，装置B中水蒸气与铁粉反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，经干燥管干燥后收集氢气，A项正确；铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也有磁性，无法用磁铁将二者分离，B项错误；若产生标准状况下0.448 L的气体，气体为氢气，则生成氢气的物质的量为0.02 mol，则消耗铁粉的物质的量为0.015 mol，5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol，则铁粉的转化率为15%，C项正确；探究高温下铁粉与水蒸气的反应，应先点燃A处的酒精灯，用产生的水蒸气排尽装置内的空气，防止铁粉被空气氧化，D项正确。 3．某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片： [查阅资料]在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4，温度再升高可生成Fe2O3，在更高的温度(约1 400 ℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。 即： 下列说法正确的是(　　 ) A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B．反应②的温度比反应③的温度高 C．FeO的稳定性强于Fe2O3 D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3 【解析】选D。Fe2O3为红棕色固体，A错误；根据信息可知，Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。 4．（双选）某校研究性小组测定氧化物X(FexO)组成的实验流程如下： 下列有关说法正确的是(　　 ) A．样品X中氧元素的质量分数约为26.3% B．溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1 C．用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋ D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O 【解析】选AB。溶液Y可消耗0.01 mol氯气，这说明溶液中含有0.02 mol亚铁离子，因此3.04 g X中相当于含有氧化亚铁的物质的量是0.02 mol，其质量是0.02 mol×72 g·mol－1＝1.44 g，则X中相当于含有氧化铁的质量是3.04 g－1.44 g＝1.6 g，物质的量是0.01 mol，即X可以看作是2FeO·Fe2O3，因此x＝0.8。样品X中氧元素的质量分数为×100%≈26.3%，A正确；根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1，B正确；Z溶液中含有氯离子，氯离子也能被高锰酸钾溶液氧化，不能用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋，C错误；根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O，D错误。 5．(2025·广东佛山模拟)利用下图装置可制备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】选D。实验开始时，打开止水夹a和止水夹b，用氢气排净系统内的空气，A正确；关闭止水夹a，打开止水夹b，使硫酸亚铁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，C正确；Fe和稀硝酸反应生成NO，NO及NO与空气中的O2反应生成的NO2是污染气体，装置中缺少尾气处理装置，且Fe与稀硝酸反应生成Fe3＋，需Fe过量才能生成Fe2＋，所以抽滤瓶甲中的稀硫酸不可以用稀硝酸代替，D错误。 6．某实验小组设计如下实验探究Fe(OH)2的制备，下列有关分析不合理的是(　　 ) 实验 操作 现象 Ⅰ 将一块FeSO4晶体浸入30 mL蒸馏水中 一分钟后，晶块表面仍为浅绿色，溶液呈更浅的绿色 Ⅱ 将另一块FeSO4晶体浸入30 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中 一分钟后，晶块表面变白；捞出晶块露置在空气中，晶块表面逐渐变为红褐色 Ⅲ 将10 mL 1.5 mol·L－1 FeSO4溶液与20 mL 1.5 mol·L－1 NaOH溶液混合 立即出现大量灰绿色浑浊，一分钟后，液面附近出现红褐色浑浊 A.实验Ⅰ起对照作用，排除FeSO4晶体自身在水中的颜色变化 B．实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关 C．捞出晶块后发生了反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 D．实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中 【解析】选D。实验Ⅰ中，晶块表面为浅绿色，起对照作用，目的是排除实验Ⅱ中晶块表面变白，不是因为FeSO4晶体自身在水中的颜色变化引起的，A合理；Fe(OH)2具有较强的还原性，易被溶液中溶解的氧气氧化，因此实验Ⅱ晶块表面之所以能长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关，B合理；Fe(OH)2具有较强的还原性，易被氧气氧化，捞出晶块后发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，C合理；根据控制单一变量的原则，实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为FeSO4晶体，而实验Ⅲ为FeSO4溶液)，单从实验结果，无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论，D不合理。 7．(2025·辽宁沈阳联考)某化学兴趣小组选用试剂：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，利用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　 ) A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态 【解析】选B。仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸，三颈烧瓶2中盛有铁粉，A正确。本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A，就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B错误。Fe可以被磁铁吸引，实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石，这样Fe粉就不能随FeSO4溶液进入仪器3中，C正确。Fe(OH)2是白色固体，具有强还原性，由于整个装置处于H2的还原性环境中，因此可以防止Fe(OH)2被氧化变为红褐色Fe(OH)3沉淀，可以相对较长时间地保持白色状态，D正确。 8．Fe/Cu/沸石非均相催化剂的主要成分为Fe3O4、Fe2O3、CuO和Cu2O，通过与H2O2作用产生强氧化性的·OH自由基和·HO2自由基，能够有效去除水体中的苯并三唑等污染物，其反应机理如图所示(Mn＋表示元素及其价态，不表示其为自由移动的离子)。已知：铁氧化物的催化性能优于铜氧化物；·OH是降解污染物的主要反应活性物质。下列说法不正确的是(　　 ) A．过程①、②的总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O B．过程③、④的总反应中Cu2＋和Cu＋均可看作是催化剂 C．过程⑤中有OH－生成，过程⑦中有H＋生成 D．过程⑥必然会导致反应生成的自由基减少 【解析】选D。由反应机理图可知，过程①为H2O2＋Fe2＋===·OH＋Fe3＋＋OH－，过程②为H2O2＋Fe3＋===Fe2＋＋·HO2＋H＋，总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O，A正确；过程③为H2O2＋Cu＋===·OH＋Cu2＋＋OH－，过程④为H2O2＋Cu2＋===Cu＋＋·HO2＋H＋，总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O，Cu2＋和Cu＋均可看作催化剂，B正确；过程⑤为H2O2＋Fe2＋===·OH＋Fe3＋＋OH－，过程⑦为H2O2＋Cu2＋===Cu＋＋·HO2＋H＋，C正确；过程⑥为Fe3＋＋Cu＋===Fe2＋＋Cu2＋，而由以上反应过程可知Cu2＋、Fe2＋均有利于H2O2转化成自由基，因此过程⑥的发生将导致自由基增加，D错误。 9．(2025·江西九江模拟)Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。 已知反应K3[Fe(CN)6]＋FeCl2===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)＋2KCl可用来检验Fe2＋。下列叙述错误的是(　　 ) A．分析过程Ⅰ和Ⅱ，Fe3O4是该循环过程中的催化剂 B．过程Ⅱ的化学方程式为6FeO＋CO22Fe3O4＋C C．用盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO D．该循环过程利用了太阳能，而且降低了环境中CO2的含量 【解析】选C。上述循环中，促进CO2分解的关键物质是FeO，它也是中间产物，Fe3O4在太阳能作用下分解产生FeO，总反应分两步，先发生反应Ⅰ，后发生反应Ⅱ，Fe3O4在反应Ⅰ中参与反应，在反应Ⅱ中生成，故Fe3O4作总反应的催化剂，A项正确；Fe3O4中也含＋2价铁，无法检验混合物中的FeO，C项错误；上述循环的总反应为CO2C＋O2，从绿色化学角度分析，该循环过程利用了太阳能，实现了CO2的减排，并生成高附加值的活性炭，D项正确。 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】选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，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，故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元素和氧元素物质的量之比，判断氧化物的化学式，能计算得到物质组成，故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质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故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。 11．（双选）(2025·湖北武汉部分重点校联考)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α­Fe2O3，其主要实验流程如图。下列说法不正确的是(　　 ) A．“酸浸”时，可通过适当加快搅拌速度来提高铁元素浸出率 B．“还原”过程中只生成Fe2＋，无气体生成 C．“除杂”时，向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去 D．“沉铁”时加入过量NaHCO3溶液，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋ 【解析】选BD。“酸浸”时，通过适当加快搅拌速度可增大接触面积，加快反应速率，使铁元素充分浸出，A正确；为了提高铁元素的浸出率，“酸浸”过程中酸溶液要适当过量，故“还原”过程中发生的反应有：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成H2，B错误；“除杂”时，向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，将溶液中少量的钙离子转化为CaF2沉淀除去，C正确；“沉铁”时加入过量的NaHCO3溶液，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，D错误。 二、非选择题 12．(2025·河南南阳检测)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中长玻璃管的作用是___________________________________________。 (2)H2O2的电子式是________________________________________________________________________。 (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式：________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【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＋ (4)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (5)正　(6)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 13．已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳。某兴趣小组探究一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质是否为铁粉。 【查阅资料】 资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能； 资料二：四氧化三铁中铁元素有＋2价、＋3价两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化亚铁和铁粉中的一种或几种。 【进行实验】该兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验： 实验分组 实验方案 实验现象 甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引 乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色 丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象 (1)①甲实验现象说明黑色物质中没有______，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有________，推测生成的黑色物质应为四氧化三铁。 ②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 (2)同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。 【查阅资料】 资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示： 温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90 溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0 资料二：获得四氧化三铁的反应原理为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O ①溶解时，用50～80 ℃的热水目的是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 ③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是 ________________________________________________________________________。 ④要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为________________________________________________________________________。 ⑤副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→______→______→d。 a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水 【解析】(2)④要使四氧化三铁的产率最高，题给流程中产生的氢氧化亚铁与氢氧化铁的物质的量之比应为1∶2，则Fe(OH)2与Fe(OH)3的质量比为45∶107；⑤硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大，可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到晶体，然后加热至晶体完全失去结晶水得到硫酸钠。 【答案】(1)①FeO　Fe　②Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O　(2)①在50～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解更多的硫酸亚铁，提高产率　②2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4　③防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁　④45∶107　⑤c　a 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四单元 金属及其化合物 第12讲　铁及其氧化物　Fe(OH)2和Fe(OH)3　 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 03 双基自测●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 04 考点突破●明方向 拆解核心考点，归纳解题范式 05 真题演练●悟高考 溯源真题逻辑，感知高考考向 06 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 铁及其氧化物、氢氧化亚铁与氢氧化铁以Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的价态与氧化还原性为基础，重点考查Fe2+、Fe3+相互转化、Fe2+与Fe3+检验、隔绝空气制备白色Fe(OH)2的实验装置与操作、两种氢氧化物沉淀转化与受热分解，结合氧化还原配平、离子共存、沉淀图像计算、工业除杂流程综合设问；近三年为过渡金属核心高频考点，选择、流程、实验大题频繁出现；预测2027年会侧重铁的混合氧化物热重定量分析、多氧化剂共存时Fe2+优先氧化判断、含铁工业废水分离回收方案，强化Fe(OH)2制备创新微型装置评价、混合铁离子滴定计算与陌生铁系化合物氧化还原反应书写的综合考查。 考点1　铁及其氧化物 【核心梳理●明考点】 1．铁的位置和物理性质 铁是银白色金属，具有金属的通性，含量在地壳中居第四位，在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。 2．铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 (1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS。 (2)Fe与水蒸气反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 教考衔接 教材原型·人教必修第一册P70“思考与讨论” 高考真题·(2024·新课标卷)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 (3)Fe与氧化性酸(如HNO3)反应的离子方程式： Fe与过量稀HNO3的反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 Fe与少量稀HNO3的反应：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 【提醒】 ①无论Cl2用量多少，Fe与Cl2反应都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。③铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层的铁继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。 3．铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 － 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) 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 (2)化学性质 ①FeO不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成Fe3O4。 ②FeO、Fe2O3都属于金属氧化物，能溶于强酸。分别写出它们溶于盐酸的离子方程式： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O， Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ③铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2、 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 【提醒】 ①FeO、Fe3O4、Fe2O3与硝酸反应时均生成Fe3＋。②Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有的铁显＋2价，的铁显＋3价。 【双基自测●夯基础】 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在( ) (2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同( ) (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)铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈( ) (5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因此Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物( ) (6)向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫红色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)( ) 【考点突破●明方向】 考向一、铁的性质与应用 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单质铝 考向二、铁与水蒸气反应的实验分析 2．(2025·北京通州期中)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中生成黑色固体 B．虚线框C处应该选择装置甲，试管中是灼热的表面发黑的铜丝 C．虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的铜丝 D．装置B与C之间的球形管内应装电石 考向三、铁的氧化物组成的确定 3．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 4．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为______________。 [总结归纳]　确定铁的氧化物组成的方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为x∶y，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为任意值)。 考点2　铁的氢氧化物 　　　　　　　　　　　　　　　　 【核心梳理●明考点】 1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 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 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(离子方程式) Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 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.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (3)常用方法 有机物覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的空气排尽后，再把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 【双基自测●夯基础】 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( ) (2)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取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)制备氢氧化亚铁时，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( ) 【考点突破●明方向】 1．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1)仪器1的名称为____________。装置5的作用为________________________________________________________________________。 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置做一处改进，使溶液能进入4中：_____________________________________________________。 (3)装置改进后，将3中反应后的溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2.利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1)a电极的材料应为________，电极反应式为______________________________________________________。 (2)电解液c可以是________(填字母)。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)d为苯，其作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ ________________________________________________________________________。 (4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【真题演练●悟高考】 1．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是 A．浓硝酸见光分解： B．红热的铁在水蒸气中反应： C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸： D．向硫酸铜加入过量的氨水： 2．（2026·江西·高考真题）高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石（含有少量和杂质）制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．浸出过程： B．浸出过程： C．净化过程： D．碳化过程： 3．（2025·浙江·高考真题）下列含铁化合物的制备方案正确的是选项 选项 目标产物 制备方案 A 溶液通足量后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B 红热的铁粉与水蒸气反应 C 在干燥的气流中脱水 D 溶液中滴加煮沸过的溶液，在空气中过滤 A．A B．B C．C D．D 4．（2024·新课标卷·高考真题）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 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木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 5．（2026·湖北·高考真题）赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为________。 (2)预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是________。 (3)“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是________（答两条即可）。 (4)酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为________。 (5)“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于 ，该溶液中浓度不大于________，此时滤液中的主要成分为________（填化学式）。 (6)沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是________（填化学式）。 【过关限时训练】 （60分钟） 一、选择题 1．磁石有纳气平喘的功能，《本草经集注》中有磁石炮制用药的记载：能吸针者为上品，称净磁石，采集日久，为呆磁石；取上品武火煅至红透，醋淬，此法后代一直沿用。下列有关磁石说法正确的是(　　 ) A．上品净磁石为纯净物 B．净磁石采集日久变为呆磁石，是发生了分解反应的缘故 C．磁石的主要成分是Fe3O4 D．醋淬磁石涉及氧化还原反应 2．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6 g铁粉，下列说法错误的是(　　 ) A．硬质玻璃管中发生的反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 C．若反应产生0.448 L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15% D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯 3．某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片： [查阅资料]在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4，温度再升高可生成Fe2O3，在更高的温度(约1 400 ℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。 即： 下列说法正确的是(　　 ) A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B．反应②的温度比反应③的温度高 C．FeO的稳定性强于Fe2O3 D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3 4．（双选）某校研究性小组测定氧化物X(FexO)组成的实验流程如下： 下列有关说法正确的是(　　 ) A．样品X中氧元素的质量分数约为26.3% B．溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1 C．用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋ D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O 5．(2025·广东佛山模拟)利用下图装置可制备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 6．某实验小组设计如下实验探究Fe(OH)2的制备，下列有关分析不合理的是(　　 ) 实验 操作 现象 Ⅰ 将一块FeSO4晶体浸入30 mL蒸馏水中 一分钟后，晶块表面仍为浅绿色，溶液呈更浅的绿色 Ⅱ 将另一块FeSO4晶体浸入30 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中 一分钟后，晶块表面变白；捞出晶块露置在空气中，晶块表面逐渐变为红褐色 Ⅲ 将10 mL 1.5 mol·L－1 FeSO4溶液与20 mL 1.5 mol·L－1 NaOH溶液混合 立即出现大量灰绿色浑浊，一分钟后，液面附近出现红褐色浑浊 A.实验Ⅰ起对照作用，排除FeSO4晶体自身在水中的颜色变化 B．实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关 C．捞出晶块后发生了反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 D．实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中 7．(2025·辽宁沈阳联考)某化学兴趣小组选用试剂：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，利用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　 ) A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态 8．Fe/Cu/沸石非均相催化剂的主要成分为Fe3O4、Fe2O3、CuO和Cu2O，通过与H2O2作用产生强氧化性的·OH自由基和·HO2自由基，能够有效去除水体中的苯并三唑等污染物，其反应机理如图所示(Mn＋表示元素及其价态，不表示其为自由移动的离子)。已知：铁氧化物的催化性能优于铜氧化物；·OH是降解污染物的主要反应活性物质。下列说法不正确的是(　　 ) A．过程①、②的总反应为2H2O2===·HO2＋·OH＋H2O B．过程③、④的总反应中Cu2＋和Cu＋均可看作是催化剂 C．过程⑤中有OH－生成，过程⑦中有H＋生成 D．过程⑥必然会导致反应生成的自由基减少 9．(2025·江西九江模拟)Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。 已知反应K3[Fe(CN)6]＋FeCl2===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)＋2KCl可用来检验Fe2＋。下列叙述错误的是(　　 ) A．分析过程Ⅰ和Ⅱ，Fe3O4是该循环过程中的催化剂 B．过程Ⅱ的化学方程式为6FeO＋CO22Fe3O4＋C C．用盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO D．该循环过程利用了太阳能，而且降低了环境中CO2的含量 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 11．（双选）(2025·湖北武汉部分重点校联考)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α­Fe2O3，其主要实验流程如图。下列说法不正确的是(　　 ) A．“酸浸”时，可通过适当加快搅拌速度来提高铁元素浸出率 B．“还原”过程中只生成Fe2＋，无气体生成 C．“除杂”时，向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去 D．“沉铁”时加入过量NaHCO3溶液，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋ 二、非选择题 12．(2025·河南南阳检测)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中长玻璃管的作用是___________________________________________。 (2)H2O2的电子式是________________________________________________________________________。 (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式：________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 13．已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳。某兴趣小组探究一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质是否为铁粉。 【查阅资料】 资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能； 资料二：四氧化三铁中铁元素有＋2价、＋3价两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化亚铁和铁粉中的一种或几种。 【进行实验】该兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验： 实验分组 实验方案 实验现象 甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引 乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色 丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象 (1)①甲实验现象说明黑色物质中没有______，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有________，推测生成的黑色物质应为四氧化三铁。 ②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 (2)同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。 【查阅资料】 资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示： 温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90 溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0 资料二：获得四氧化三铁的反应原理为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O ①溶解时，用50～80 ℃的热水目的是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 ③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是 ________________________________________________________________________。 ④要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为________________________________________________________________________。 ⑤副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→______→______→d。 a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水 学科网（北京）股份有限公司 $