第3章 第1节 第1课时 铁的单质 铁的氧化物-（配套教参Word版）【创新教程·五维课堂】2026-2027学年高中化学必修第一册同步讲义（人教版）

本讲义聚焦铁的单质及铁的氧化物核心知识点，从铁的存在与冶炼入手，系统梳理其物理性质、化学性质（Fe→Fe²⁺、Fe→Fe³⁺转化），通过实验探究铁与水蒸气的反应，再分类学习FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄的组成、性质及用途，构建从单质到化合物的认知支架。 该资料以实验探究为核心，设计铁与水蒸气反应的装置分析及现象验证，培养科学探究与实践能力，通过物质分类和化合价视角对比氧化物性质，深化化学观念。典例示范与预习质检结合，课中辅助教师实验教学，课后助力学生通过练习查漏补缺，提升证据推理与模型认知水平。

第一节　铁及其化合物 第1课时　铁的单质　铁的氧化物 学业水平目标 学科核心素养 1.能够通过对教材演示实验的探究，了解铁及其氧化物的性质 2．能够从物质分类的角度理解三种氧化物的性质差异，从铁元素价态的变化，分析其氧化性和还原性 3．能举例说明生产、生活中常见的铁的氧化物，认识其用途 4．初步学会从资源利用的视角研究铁及其氧化物的利用价值 1.能从物质类别和铁元素化合价的角度认识铁及其化合物的性质，理清铁元素不同价态之间的转化关系。增强“证据推理与模型认知”的能力 2．通过实验探究活动，促进学生建立实验目的、实验证据、实验结果之间联系，提升“证据推理与模型认知”及“科学探究与创新意识”化学学科核心素养水平 [基础梳理] 铁的存在及性质 1．铁元素的存在 (1)含量：铁元素在地壳中的含量处于第四位，仅次于　氧　、　硅　和　铝　。 (2)存在形态 ①游离态：如　陨铁　。 ②化合态：主要以　＋2　价和　＋3　价化合物的形态存在。 2．炼铁 (1)人工冶铁：我国最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的　铜柄铁剑　。 (2)工业炼铁 原理：用　还原　的方法把铁从　铁矿石　中提炼出来。 3．铁的性质 (1)物理性质：铁有　延展　性和　导热　性；铁的导电性不如铜和铝；铁能被　磁铁　吸引。 (2)化学性质：铁的化学性质活泼，能与许多物质发生化学反应。 ①Fe―→Fe2＋：Fe＋2价化合物，Fe－2e－===Fe2＋。 ②Fe―→Fe3＋：Fe＋3价化合物，Fe－3e－===Fe3＋。 铁与水蒸气的反应 1．在常温下，铁与水不发生反应。 2．在高温下，红　热　的铁能与水蒸气发生反应。 (1)现象：加热时试管内铁粉　红热　，点燃从试管中逸出的气体可听到　爆鸣声　。 (2)反应：生成　四氧化三铁　和　氢气　，反应的化学方程式为　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　。 铁的氧化物 1．物理性质 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 　FeO　 　Fe2O3　 　Fe3O4　 俗名 　铁红　 　磁性氧化铁　 铁的化合价 　＋2　 　＋3　 　＋2、＋3　 颜色、状态 　黑　色粉末 红棕 色粉末 黑 色晶体 溶解性 都 不 溶于水 2.化学性质 (1)稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成　Fe3O4　。 (2)与酸反应：FeO和Fe2O3属于　碱性　氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为　FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O　，　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　。 3．主要用途 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)是炼铁原料。 [预习质检] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)Fe在氧气中燃烧的产物是FeO。(　×　) (2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。(　√　) (3)在自然界中，不可能有游离态的铁存在。(　×　) (4)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。(　×　) (5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3。(　×　) (6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　×　) (7)向含CuCl2的废液中加铁屑可以回收铜。(　√　) (8)赤铁矿的主要成分是Fe3O4。(　×　) (9)Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3。(　×　) (10)铁锈的主要成分是Fe2O3。(　×　) 铁的化学性质 1．铁的化学性质 Fe 2．铁粉与水反应的实验探究 实验装置 装置1 装置2 操作及现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 铁能与水蒸气反应，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 实验说明 ①湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气； ②酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好； ③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用 [名师提醒]　(1)Fe与H2O(g)反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。 (2)Fe不能与冷水、热水反应。 (3)铁生锈的实质是Fe与H2O、O2发生反应。 ◆[典例示范] [例1]　如图，铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口部 C．将铁粉附着在石棉绒上，以增大与水蒸气的接触面积 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成 [解析]　铁粉易堵塞导管口，可换成铁丝，铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，所以A项正确；湿棉花在加热时提供水蒸气，若将湿棉花移到试管口部，不能与铁充分反应，所以B项错误；将铁粉附着在石棉绒上，以增大与水蒸气的接触面积，加快反应速率，所以C项正确；该反应生成氢气，能燃烧，所以点燃肥皂泡验证氢气的生成，所以D项正确。 [答案]　B ◆[学以致用] 1．在标准状况下，将5.6 g铁和4.6 g钠分别与100 mL1 mol·L－1的盐酸反应，则放出H2的体积(　　) A．铁的多　　　　　　　 B．钠的多 C．铁和钠放出一样多 D．无法比较 解析：B　[n(HCl)＝1 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol，n(Fe)＝＝0.1 mol，Fe与盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，反应后Fe过量，以HCl计算产生H2的物质的量为0.05 mol；n(Na)＝＝0.2 mol，Na与HCl反应的化学方程式为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，反应后Na过量，过量的Na与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Na无论是与HCl反应还是与H2O反应，都存在关系：2Na～H2，生成H2的物质的量为0.1 mol；标准状况下，Na反应放出H2的体积大。] 　　　铁的氧化物 名称 (化学式) 氧化亚铁 (FeO) 四氧化三铁 (Fe3O4) 氧化铁 (Fe2O3) 俗名 － 磁性氧化铁 铁锈 色态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 铁的价态 ＋2 ＋2、＋3 ＋3 与盐酸 反应 FeO＋2H＋=== Fe2＋＋H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O Fe2O3＋6H＋ ===2Fe3＋＋3H2O 与铝粉 反应 3FeO＋2Al Al2O3＋3Fe － 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 [微点拨]　FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，Fe3O4为复杂的氧化物。 ◆[典例示范] [例2]　下列叙述正确的是(　　) ①铁能被磁铁吸引　②可以通过化合反应得到FeCl2和Fe3O4　③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3　④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制Fe(OH)3　⑤Fe(OH)2在空气中加热，可得FeO A．①②　　　　　　　 B．②④ C．②③④⑤ D．①②⑤ [解析]　①铁能被磁铁吸引，②2FeCl3＋Fe===3FeCl2、3Fe＋2O2Fe3O4都属于化合反应，③中铁在纯氧中燃烧可得Fe3O4；④Fe(OH)3可通过化合反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得；⑤Fe(OH)2在空气中加热，得到的是Fe2O3。 [答案]　A ◆[学以致用] 2．下列关于铁的氧化物说法不正确的是(　　) A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体 B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋ C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称铁锈 D．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁 解析：C　[铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的，A项正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中是Fe2＋、是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，B项正确；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，C项错误；工业上常使用铁的氧化物做原料用一氧化碳冶炼铁，D项正确。] 　(双选)借助铁及其氧化物循环反应将水煤气转化为氢气的原理如图。下列说法错误的是(　　) A．反应器Ⅰ中生成1 mol Fe时，转移3 mol e－ B．反应器Ⅱ、Ⅲ中Fe元素均被氧化 C．反应器Ⅲ中反应的氧化剂和还原剂之比为4∶1 D．通入CO和H2各1 mol时，假设每步反应均完全，最终得到2 mol H2 解析：CD　[反应器Ⅰ中发生的反应为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2和3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O，反应器Ⅱ中发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，反应器Ⅲ中发生的反应为4Fe3O4＋O26Fe2O3，据此分析。A.反应器Ⅰ中Fe2O3还原为Fe，Fe化合价＋3→0，生成1 mol Fe时，转移3 mol电子，A正确；B.反应器Ⅱ中Fe元素由0价氧化为＋2、＋3价，反应器Ⅲ中四氧化三铁中＋2价的Fe元素被氧化为＋3价，B正确；C.反应Ⅲ中，Fe3O4中的Fe(Ⅱ)被氧化，是还原剂，O2中O被还原，是氧化剂，氧化剂和还原剂之比为1∶4，C错误；D.根据化学方程式，第一步CO和H2各1 mol生成1 mol×＋1 mol×＝ mol Fe，第二步 mol Fe转化为Fe3O4生成 mol×＝ mol H2，D错误。] 1．下列关于铁的叙述中错误的是(　　) A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁体吸引 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具 解析：C　[地壳中含量最多的金属元素是铝，铁次之，故选C。] 2．下列说法不正确的是(　　) A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁 B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应 C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂 解析：C　[铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者共同产物为四氧化三铁；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价升高，铁作还原剂；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是氯化铁。] 3．下列关于铁的说法正确的是(　　) A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C．已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 解析：C　[铁在空气中不能燃烧，A项错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B项错误；Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C项正确；铁与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，反应产物与量的多少无关，D项错误。] 4．某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是(　　) A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰 B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应 D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色 解析：C　[铁与热水不反应，故C项中组员之间的交流不合理。] 5．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A装置的作用是______________________________________________。 B中反应的化学方程式为________________________________________。 (2)D装置的作用是______________________________________________。 (3)E装置中的现象是____________________________________________________。 (4)A、B两个装置中应先点燃______处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。 (2)装置D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。 (3)E装置中发生的反应为H2＋CuOCu＋H2O，故现象为黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。 (4)应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯前要先收集H2，检验其纯度。 答案：(1)产生水蒸气　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)除去未反应的水蒸气，干燥H2 (3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成 (4)A　收集H2，并检验其纯度 [课堂小结] 铁 对应学生课时P134 一、选择题 1．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是(　　) ①铁钉表面产生气泡　②溶液由无色逐渐变为浅绿色　③铁钉的质量减轻　④溶液的质量减轻 A．②③④　　　　　 B．①②④ C．①②③ D．①②③④ 解析：C　[根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，反应过程中铁钉逐渐溶解，铁钉表面产生气泡，溶液变为浅绿色。] 2．下列反应中，铁只能生成＋3价化合物的是(　　) A．少量铁与稀硫酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧 C．过量铁粉在氯气中燃烧 D．Fe投入到CuSO4溶液中 解析：C　[C项，虽然铁粉过量，但因为不是在溶液中进行的反应，只能生成FeCl3。] 3．下列关于铁的性质的叙述不正确的是(　　) A．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4 B．铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧 C．因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松，不能保护内层的金属，故铁制品需要涂保护层 D．铁与硫酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 解析：B　[铁在氧气中能燃烧生成Fe3O4，故B项错误。] 4．高炉炼铁生产中下列说法正确的是(　　) A．还原氧化铁的还原剂是焦炭 B．采用富氧空气可以得到纯铁 C．加石灰石的目的主要是为了除去过量碳 D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿 解析：D　[A项中，焦炭发生的反应：C＋O2CO2、CO2＋C2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A项错误；高炉炼铁得到的只是含碳量为2%～4.3%的生铁，不会得到纯铁，B项错误；加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C项错误。] 5．下列关于铁与水蒸气反应的描述中不正确的是(　　) A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3 B．红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声 C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应 D．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应 解析：A　[铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，生成黑色的Fe3O4，A项错误；H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声，B项正确；该反应为氧化还原反应，C项正确；常温下，铁在潮湿的空气中被缓慢氧化，D项正确。] 6．用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的还原铁粉可用绕成团的干净细铁丝代替 B．可将试管底部的湿棉花移到试管口 C．用铁丝网罩罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡，验证氢气的生成 解析：B　[可用干净细铁丝代替还原铁粉，但实验效果稍差，A项正确；湿棉花放在试管底部是为了提供水蒸气，若将其移到试管口，则不能很好地提供反应所需的水蒸气，B项错误；用铁丝网罩罩住酒精灯火焰，起防风作用，有利于集中加热，C项正确；肥皂液在该实验中起收集氢气的作用，D项正确。] 7．下列说法中正确的是(　　) A．铁在干燥的空气中剧烈燃烧有黑色固体生成 B．铁跟盐酸反应生成氯化铁和氢气 C．铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，其表面出现红色的铁锈 D．烤蓝是在铁制品表面通过化学反应生成致密的氧化膜以防止铁生锈 解析：D　[铁丝在干燥的空气中不能剧烈燃烧，只能在纯氧气中才能剧烈燃烧，铁与盐酸反应生成氯化亚铁(FeCl2)，而不是氯化铁(FeCl3)；铁丝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和红色单质铜，而不是铁锈；刀片、枪筒表面发蓝色光泽的物质就是经过烤蓝加工得到的致密氧化膜，用以防止刀片、枪筒生锈。] 8．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是(　　) A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3 解析：B　[由化学方程式得如下关系： Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 1 mol V L ① 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 ② 3 mol 4V L ①式中3 mol Fe产生3V L H2，②式中3 mol Fe产生4V L H2，故氢气的体积比为3∶4。] 9．为探究铁粉与硫粉在隔绝空气条件下反应所得固体X的成分，进行如下实验：倾斜Y形管使稀硫酸与固体X充分反应，甲中无固体残留，乙中溶液质量增加，丙中无明显现象，气球膨胀。已知：FeS2＋H2SO4===S↓＋H2S↑＋FeSO4。下列说法错误的是(　　) A．乙中溶液吸收气体生成NaHS B．甲中产生的气体为混合物(不考虑水蒸气) C．固体X的成分为FeS和Fe D．丙中氯水可用酸性KMnO4溶液替换 解析：A　[由铁粉和硫粉在隔绝空气条件下反应生成的固体X，与足量稀硫酸反应后无残渣，说明其中既无单质硫(不溶于酸)也无FeS2(与酸反应会析出硫)，故X的成分应主要是FeS和未被硫完全氧化的少量铁(Fe)。它们分别与酸反应放出H2S和H2，故甲处放出的气体是H2S和H2的混合物(不计水蒸气)，据此解答。A.乙中足量NaOH溶液吸收H2S，若H2S过量，会生成NaHS，但题干中NaOH溶液为足量，无法生成NaHS，A错误；B.甲中产生的气体含H2S和H2，为混合物，B正确；C.固体X的成分为FeS和Fe，因Fe与稀硫酸反应生成H2，FeS与稀硫酸反应生成H2S，且甲中无固体残留，C正确；D.生成H2S在乙中已经被吸收，氯水的作用是进一步检验/吸收可能残留的H2S，酸性KMnO4溶液同样能氧化H2S，故可替代氯水，D正确。] 10．铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是(　　) A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．2 mol 解析：C　[根据3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知，固体增加的物质的质量为氧元素的质量，n(Fe)＝n(O)＝×＝1.5 mol。] 二、非选择题 11．红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气，请回答下列问题： (1)写出铁与水蒸气反应的化学方程式： __________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)干燥管C内盛放的药品是______或______。干燥管的______(填“m”或“n”)端与g导管相连接。 (3)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(2)干燥H2可用无水CaCl2、碱石灰等，干燥管的进气端为插导管的一端(即图中的n端)。(3)检验H2通常采用点燃法，若听到“噗”的一声或有爆鸣声，说明收集的是H2。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)无水CaCl2　碱石灰　n (3)试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，若听到“噗”的一声或发出爆鸣声，说明收集的是H2 12．常温下，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气。请设计实验，证明铁粉与水蒸气能够发生反应并且产生了氢气。 (1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是___________________________________ ________________________________________________________________________， 该反应的基本反应类型是_________________________________________________。 (2)某兴趣小组同学用如图所示装置进行实验(D可以重复利用)，请你协助该小组同学完成以下实验： ①实验结束后，发现B中铁粉全部转化产生了黑色块状固体，为了证明黑色固体不是铁粉，该兴趣小组同学取黑色固体进行实验，请你帮他们完成下列实验报告： 实验操作 实验现象 实验结论 黑色固体 不是铁粉 ②为了除去B中出来的水蒸气，该小组同学在C中首先连接了D作为洗气装置对氢气进行干燥，则D瓶中填装的药品可以是_____________________________________________ ________________________________________________________________________； ③为了收集和验证所产生的氢气，该小组同学使用D作为气体的收集装置，则气体应该从　________　(填“a”或“b”)通入。 解析：(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，反应物和生成物都是单质和化合物，符合置换反应的特点，属于置换反应。 (2)①根据铁和四氧化三铁的不同性质鉴定；铁和盐酸反应生成气体，四氧化三铁和酸反应不生成气体，也可以用加入硫酸铜溶液无红色物质析出鉴别；②浓硫酸可干燥氢气，故填浓硫酸；③氢气的密度比空气小，收集到的氢气在集气瓶的上部，故要从短管通入，故填b。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　置换反应　(2)① 实验操作 实验现象 实验结论 取少量黑色固体加入足量的稀盐酸，充分反应 无气泡产生 黑色固体不是铁粉 ②浓硫酸　③b 13．某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。 请回答下列问题： Ⅰ.(1)该反应的化学方程式是　__________　，硬质试管中湿棉花的作用是 　________　。 (2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。 假设1：只有Fe； 假设2：只有　____________　(填化学式)； 假设3：既有Fe也有Fe3O4。 (3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6 g，反应后固体物质的质量为6.6 g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为　________　。 Ⅱ.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： A．设计实验检验FeSO4溶液的变质程度 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 　________　 FeSO4溶液部分变质 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 　________　 (1)将上述方案补充完整 (2)步骤2涉及的离子反应方程式是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若要使变质的FeSO4复原，方法是　__________________________　。(写离子反应方程式) 解析：湿棉花可以提供水蒸气，高温条件下与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，可以看到肥皂水中有气泡产生；若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe3O4，若部分反应则为Fe和Fe3O4，若没有发生反应则只有Fe；长期放置的FeSO4溶液易被氧化生成Fe3＋，利用KSCN溶液可以检验Fe3＋，现象是溶液变为红色；利用K3[Fe(CN)6]溶液可以检验Fe2＋，现象是产生蓝色沉淀。 Ⅰ.(1)高温条件下水蒸气与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；湿棉花是用来提供反应需要的水蒸气； (2)若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe3O4，若部分反应则为Fe和Fe3O4，若没有发生反应则只有Fe，所以假设2为只有Fe3O4； (3)反应前的固体为铁粉，5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol，完全反应可知生成Fe3O4的质量为mol×232 g·mol－1＝7.73 g，而6.6 g大于5.6 g、小于7.73 g，说明铁粉未完全反应，固体为Fe和Fe3O4； Ⅱ.①实验结论为FeSO4部分变质，即溶液中既有Fe3＋、又有Fe2＋，所以步骤1中加入KSCN溶液时可以看到溶液变红；步骤2中滴加K3[Fe(CN)6]溶液时可以看到产生蓝色沉淀； ②步骤2中产生的蓝色沉淀为亚铁离子和铁氰酸根反应生成的铁氰酸亚铁，涉及的离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓； ③若要使FeSO4复原，则需要将Fe3＋还原成Fe2＋，且不引入新的杂质，所以可以加入过量铁粉，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 答案：Ⅰ(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　提供反应需要的水蒸气　(2)Fe3O4　(3)Fe和Fe3O4　Ⅱ(1)溶液变红　产生蓝色沉淀 (2)3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ (3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 学科网（北京）股份有限公司 $