3.1 铁及其化合物 第2课时（讲义）化学人教版必修第一册

本讲义聚焦铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）和氢氧化物（Fe(OH)₂、Fe(OH)₃）核心知识点，系统梳理其性质（颜色、溶解性、与酸反应等）、制备（Fe(OH)₂的特殊制备方法）及转化，构建从铁单质到化合物的学习支架。 资料通过科学探究设计Fe(OH)₂制备改进方案（如有机溶剂覆盖法），结合随学随练和题型示例培养科学思维，强化化学观念中“结构决定性质、性质决定用途”，课中辅助实验教学，课后助力学生查漏补缺。

第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物 课标要点 1.熟悉铁的三种氧化物的性质。 2.掌握铁的氧化物的性质和转化，学会氢氧化亚铁的制备。 学习重难点 重点： 1.铁的氧化物的性质及用途 2.Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质 难点： 1.Fe(OH)2的制备原理 知识点 铁的氧化物（重点） 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 颜色、状态 色粉末 色粉末 晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作 ；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的 颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是 ，而不是 。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成 价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为 。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为 。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种 物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4 碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于 氧化物。 随学随练 1．（25-26高一上·天津河西·阶段检测）在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，铁的冶炼技术极大促进了生产力的发展。赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是和。下列说法正确的是 A．是混合物 B．和都属于碱性氧化物 C．利用和CO炼铁的反应类型为置换反应 D．中铁元素的质量分数比的高 2．（25-26高一上·天津·阶段检测）下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 A．在铁和铁的氧化物中，只有铁单质具有磁性 B．赤铁矿的主要成分是，俗称铁红 C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此、FeO都属于碱性氧化物 知识点 铁的氢氧化物（重点） 1.铁的氢氧化物的制备 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 ①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，让液体直接滴入试管，注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被 ，需要把长胶头滴管插入到 中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这是胶头滴管使用的特例。 ②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。 ③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配，且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除 。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等 或向亚铁盐溶液充入 （如H2）等。 2.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 固体 固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是 色，后者是 色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成 与 。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 随学随练 3．（25-26高一上·广东·阶段检测）铁元素的“价-类”二维图如图所示，其中、、、分别表示四种含铁化合物。下列说法正确的是 A． B．在中燃烧生成 C．和的化学式分别为和 D．与稀硫酸反应生成 4．（24-25高一上·天津·阶段检测）有关铁的化合物的说法中，错误的是 A．是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色 B．由图示操作可制取 C．、都可以由化合反应制得 D．胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应 拓展 Fe(OH)2的制备实验的改进方案 1.有机溶剂覆盖法 利用油膜将水溶液与空气隔离开，以如图所示装置为例，实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体，如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。 2.还原性气体保护法 利用还原性气体将水溶液与空气隔离开，以表中所示的两种装置为例： 实验装置 操作步骤 先滴加 ，待烧杯中产生均匀气泡，一段时间后，再滴加 先打开止水夹 ,在试管B的右侧导管处收集氢气并 ；当氢气纯净后， 止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强 ，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中 活学活用 5．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）某同学为了制备沉淀且保持一段时间不变色，尝试用如图所示的装置进行实验。 （1）采用上图装置进行实验时，先________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，目的是________；然后打开分液漏斗的活塞，A装置中发生反应的离子方程式是：________________________。 （2）一段时间后________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，最终在________(选“A”或“B”)装置中会观察到沉淀。 （3）若控制不当，将继续反应生成沉淀。反应的化学方程式为________________________，该过程的现象为________________。 题型 铁的氧化物性质 ▌例1（25-26高一上·云南红河·期末）下列有关铁的氧化物的说法正确的是 A．、、都能与稀反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物 B．俗称铁红，红褐色粉末，常用作油漆或涂料 C．俗称磁性氧化铁，黑色晶体，可以写成，属于混合物 D．不稳定，在空气中受热易转化为稳定的 ▌对点练1-1（25-26高一上·新疆喀什·阶段检测）下列叙述中，错误的是 A．Fe2O3是碱性氧化物 B．Fe3O4常用作红色颜料 C．Fe3O4又称磁性氧化铁 D．常温下可用铁制容器盛装浓硫酸 ▌对点练1-2（25-26高一上·山东威海·阶段检测）实验室测定氧化物的组成，实验如下：。下列有关说法正确的是 A．溶液Z中只含有和 B．样品X中含有+3价铁元素 C．溶液Y中 D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可判断X为 题型 铁的氢氧化物的性质 ▌例2下列关于Fe(OH)2和Fe(OH)3的说法中，正确的是 A．两者都是可溶性碱 B．加热Fe(OH)3可得到Fe3O4 C．Fe(OH)2与盐酸反应生成FeCl3 D．Fe(OH)3与盐酸反应生成FeCl3 ▌对点练2-1（24-25高一上·广东广州·阶段检测）下列反应方程式书写正确的是 A．浓盐酸与铁屑反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ B．向次氯酸钠溶液通入过量CO2：2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO C．呼吸面具中Na2O2和CO2反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 D．氢氧化亚铁不稳定易被氧化：2Fe(OH)2+O2+H2O=2Fe(OH)3 ▌对点练2-2（多选）下列各组物质中，能通过一步反应实现转化的是 A．Fe(OH)2 → Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 → Fe C．Fe(OH)3 → Fe3O4 D．Fe(OH)2 → FeO 题型 Fe(OH)2的制备及其改进方案 ▌例3（25-26高一上·陕西咸阳·阶段检测）在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。 （1）在试管Ⅰ里加入的试剂是____________。 （2）在试管Ⅱ里加入的试剂是____________。 （3）试管Ⅱ里发生反应的离子方程式为__________________。 （4）为了制得白色的Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是__________________。 （5）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________________。 ▌对点练3-1（24-25高一上·云南昭通·期末）用如图所示的装置制备。组装好仪器，向具支试管中加入2 mL左右的稀盐酸，再加入2 mL左右的煤油，玻璃管下端粘住一小块钠粒（用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层）。先将铁丝浸入稀盐酸，一段时间后不再产生气体时向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面，并关闭弹簧夹；用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。下列说法错误的是 A．用过氧化钠代替钠也可以观察到此现象 B．具支试管下层溶液出现白色沉淀，并可持续较长时间 C．钠会在煤油与稀盐酸分界处上下浮动 D．铁丝与稀盐酸反应放出，可将试管内空气排尽 ▌对点练3-2（24-25高一上·广东·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是 A．可存在的转化关系 B．x与都是活泼金属，都能与酸、碱反应 C．n在空气中不稳定，利用图乙装置制取n并可减缓其被氧化 D．若p为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备胶体 基础通关 1．（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）中Fe的化合价 A． B． C．既有又有 D． 2．（25-26高一上·河北保定·阶段检测）下列关于铁及其化合物的说法正确的是 A．红热的铁能与水蒸气反应，生成和 B．在空气中充分灼烧得到 C．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速转化成红棕色粉末 D．用溶液和烧碱制备时，可在溶液的上面加一层植物油以隔绝空气 3．（25-26高一下·云南迪庆·期中）下列铁及其化合物有关反应的离子方程式正确的是 A．将Fe3O4加入足量稀硫酸中：Fe3O4＋8H＋=Fe2+＋2Fe3+＋4H2O B．将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3＋6H＋＋2Cl-=2Fe2+＋Cl2↑＋3H2O C．铁粉与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe3+＋3H2↑ D．向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H＋＋OH-=H2O 4．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）下列关于铁的叙述错误的是 A．铁红：，可用作红色油漆的颜料 B．磁性氧化铁：，为黑色有磁性的晶体 C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳的铁有游离态也有化合态 D．纯铁的抗蚀能力相当强，在干燥的空气里不易被氧化 5．（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是 A．常见的铁的氧化物、、都是黑色的 B．铁的氧化物中、都有磁性 C．、属于碱性氧化物 D．铁的氧化物、都只有氧化性 6．（25-26高一上·云南昆明·阶段检测）下列说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3 C．FeO在空气中加热可迅速变为Fe3O4 D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，Fe3O4是混合物 7．（25-26高一上·河北邢台·阶段检测）部分含铁物质的类别与相应化合价的关系如图所示。下列说法错误的是 A．a在纯氧中点燃生成b B．b、e均可溶于盐酸生成盐和水 C．e常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．可存在f→c→d→g的一步转化 8．（25-26高一上·北京·阶段检测）下列离子方程式正确的是 A．Fe与稀盐酸反应： B．金属铁与硫酸铜溶液反应： C．与稀盐酸反应： D．与稀盐酸反应： 9．（25-26高一上·天津河西·阶段检测）如图所示装置可用来制取Fe(OH)2，实验时必须使用铁屑、6 mol/L硫酸和NaOH溶液，其他试剂任选。下列说法错误的是 A．装置A中应预先加入的是铁屑，装置B中盛有一定量的NaOH溶液 B．实验开始时应先将止水夹E关闭 C．还可在B中加入少量植物油以便更长时间观察Fe(OH)2白色沉淀 D．实验结束后，C中收集到的气体主要是H2 10．（24-25高一上·云南保山·阶段检测）以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为价类二维图，某元素在地壳中的含量居第四位，其元素价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．a与水在高温下可发生置换反应 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转变为d D．h的钾盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 素养提升 11．氢能是理想清洁能源，在一定条件下利用铁及其氧化物可循环制氢，所有反应物、生成物如图所示。下列说法错误的是 A．反应器Ⅰ中发生两个还原氧化铁的反应 B．反应中可以循环使用，无需二次添加 C．反应器Ⅰ、Ⅱ中发生的反应均为置换反应 D．该循环过程中有4种元素的化合价发生变化 12．（24-25高一上·安徽合肥·期末）下图为含元素物质的分类与相应化合价关系。下列推断合理的是 A．能够与反应转化为 B．在转化过程中，一定存在物质颜色的变化 C．向的饱和溶液中加入，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D．加热能够获得、两种物质 13．（24-25高一上·山西·期末）某同学用如图装置探究钠与新配制的溶液（过量）的反应，钠包裹在带孔铜箔内。下列说法错误的是 A．该装置可以控制反应的发生与停止 B．反应过程中铜箔未参与反应 C．反应过程中生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 D．充分反应后，溶液中的阳离子主要为 14．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）现有铁的氧化物样品，将其平均分成两份，一份与的硫酸，恰好完全反应，另一份与足量的氢气反应，充分反应后所得金属铁的质量是 A． B． C． D． 迁移创新 15．（25-26高一上·湖北武汉·期末）现有铁粉和氧化铜的混合物共，向其中加入适量的稀硫酸，使其全部溶解，产生无色气体和红色物质，所得溶液中只含一种金属离子，下列说法正确的是 A．混合物中铁粉的质量是 B．反应中所需硫酸的物质的量至少为 C．向反应后的溶液中加入足量的溶液，可迅速看到红褐色沉淀 D．若用产生的无色气体，还原混合物中的氧化铜，则该无色气体还剩余 16．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）为探究如何能较长时间观察到白色沉淀，当容器A中的反应开始后，分别进行以下列操作，如图所示，请回答有关问题。 （1）先将若弹簧夹C打开，B中的导管口有气泡冒出，一段时间后，容器A中的反应还在进行时，关闭弹簧夹C，容器B中观察到的现象是___________________________。 （2）若把容器B的橡胶塞打开，使溶液充分接触空气，B容器中观察到沉淀的颜色变化为_____________________________，请用化学方程式表示_____________。将沉淀蒸干灼烧得到____________。（填化学式） （3）在下图中，装置__________（填序号）能较长时间观察到白色沉淀。 17．（25-26高一下·广西贺州·期中）铁及其化合物在生产和生活中应用广泛。某化学兴趣小组以工厂废渣（主要成分为Fe2O3和FeO）为原料制取铁红（Fe2O3）的工艺流程如图。回答下列问题： （1）“酸溶”时发生反应的化学方程式为____________________、____________________。 （2）“操作a”的名称为__________，用到的玻璃仪器有玻璃棒、__________。 （3）“氧化”步骤中加入H2O2的目的是____________________（用语言叙述），“操作c”包括洗涤、干燥、灼烧，洗涤时证明沉淀洗涤干净所用的试剂是__________（填化学式）。 （4）“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为____________________。 （5）取少量最终产品铁红于试管中，加入适量稀盐酸溶解，再滴入KSCN溶液，若溶液变__________色，则证明产品中含有Fe3+。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物 课标要点 1.熟悉铁的三种氧化物的性质。 2.掌握铁的氧化物的性质和转化，学会氢氧化亚铁的制备。 学习重难点 重点： 1.铁的氧化物的性质及用途 2.Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质 难点： 1.Fe(OH)2的制备原理 知识点 铁的氧化物（重点） 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 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） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++4H2O 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作色素；用于瓷器制作 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）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是氧化铁，而不是四氧化三铁。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成+3价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为1∶2。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为1∶2。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 随学随练 1．（25-26高一上·天津河西·阶段检测）在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，铁的冶炼技术极大促进了生产力的发展。赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是和。下列说法正确的是 A．是混合物 B．和都属于碱性氧化物 C．利用和CO炼铁的反应类型为置换反应 D．中铁元素的质量分数比的高 【答案】D 【解析】A．具有固定的元素组成和原子个数比，是化合物，属于纯净物。虽然其中铁元素有+2、+3两种价态，但这不表示它是混合物，A错误； B．属于碱性氧化物，是复杂的化合物，不属于碱性氧化物，B错误； C．置换反应要求一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物。高温下CO还原，配平反应为。该反应的两种反应物均为化合物，所以不属于置换反应，C错误； D．取铁和氧的相对原子质量分别为56和16，中铁元素的质量分数为，中铁元素的质量分数为。由于72.4%>70.0%，所以前者中铁元素的质量分数更高，D正确； 故选D。 2．（25-26高一上·天津·阶段检测）下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 A．在铁和铁的氧化物中，只有铁单质具有磁性 B．赤铁矿的主要成分是，俗称铁红 C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此、FeO都属于碱性氧化物 【答案】B 【解析】A．也具有磁性，不是只有铁单质具有磁性，A错误； B．赤铁矿的主要成分是，为红棕色，俗称铁红，B正确； C．不稳定，在空气中加热时会被氧化为，C错误； D．碱性氧化物与酸反应只生成一种盐和水，与酸反应生成铁盐、亚铁盐两种盐和水，不属于碱性氧化物，D错误； 故选B。 知识点 铁的氢氧化物（重点） 1.铁的氢氧化物的制备 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 ①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，让液体直接滴入试管，注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被氧化，需要把长胶头滴管插入到FeSO4溶液中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这是胶头滴管使用的特例。 ②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。 ③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配，且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除氧气。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等液封或向亚铁盐溶液充入保护气（如H2）等。 2.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 随学随练 3．（25-26高一上·广东·阶段检测）铁元素的“价-类”二维图如图所示，其中、、、分别表示四种含铁化合物。下列说法正确的是 A． B．在中燃烧生成 C．和的化学式分别为和 D．与稀硫酸反应生成 【答案】D 【解析】铁的常见化合价有0、+2、+3，还有高铁酸钠中Fe为+6价，因此a=6。X为氧化物，Fe为+2价，为FeO，Y为氧化物，Fe为+3价，为Fe2O3，Z为氢氧化物，Fe为+2价，为Fe(OH)2，W为氢氧化物，Fe为+3价，为Fe(OH)3。 A．根据分析，a=6，A错误； B．Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，不是FeO，B错误； C．W和Z的化学式为Fe(OH)3和Fe(OH)2，C错误； D．Fe2O3与稀硫酸反应生成，D正确； 故选D。 4．（24-25高一上·天津·阶段检测）有关铁的化合物的说法中，错误的是 A．是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色 B．由图示操作可制取 C．、都可以由化合反应制得 D．胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应 【答案】A 【解析】A．是白色固体，并非黑色固体，描述错误，A错误； B．植物油可以隔绝空气，将胶头滴管伸入溶液液面下滴加溶液，能避免生成的被氧气氧化，可制取，B正确； C．铁在氧气中燃烧发生反应，生成、都属于化合反应，二者都可以由化合反应制得，C正确； D．胶体呈红褐色、透明，胶体特有的性质为丁达尔效应，能发生丁达尔效应，D正确； 故选A。 拓展 Fe(OH)2的制备实验的改进方案 1.有机溶剂覆盖法 利用油膜将水溶液与空气隔离开，以如图所示装置为例，实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体，如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。 2.还原性气体保护法 利用还原性气体将水溶液与空气隔离开，以表中所示的两种装置为例： 实验装置 操作步骤 先滴加稀硫酸，待烧杯中产生均匀气泡，一段时间后，再滴加NaOH溶液 先打开止水夹a,在试管B的右侧导管处收集氢气并验纯；当氢气纯净后，关闭止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强增大，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中 活学活用 5．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）某同学为了制备沉淀且保持一段时间不变色，尝试用如图所示的装置进行实验。 （1）采用上图装置进行实验时，先________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，目的是________；然后打开分液漏斗的活塞，A装置中发生反应的离子方程式是：________________________。 （2）一段时间后________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，最终在________(选“A”或“B”)装置中会观察到沉淀。 （3）若控制不当，将继续反应生成沉淀。反应的化学方程式为________________________，该过程的现象为________________。 【答案】（1）打开 利用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排出装置内的空气，防止后续生成的被氧气氧化 （2）关闭 B （3） 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【解析】（1）实验初期打开止水夹K，让A中铁粉和稀硫酸反应生成的可以流经整个装置，排尽A、B内残留的空气，除去体系内的氧气，避免和后续生成的被氧化； A中是铁和稀硫酸的置换反应，对应离子方程式为 （2）装置内空气排尽后关闭止水夹K，A中仍在反应生成氢气，内部压强增大，会将A中生成的溶液压入B的溶液中，在B内的无氧环境（上层植物油也隔绝了外界空气）中反应生成白色沉淀。 （3）若体系混入氧气，会被氧化为，对应反应为氢氧化亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁，方程式为； 该反应的特征现象为白色的沉淀快速变为灰绿色，最终转化为红褐色的。 题型 铁的氧化物性质 ▌例1（25-26高一上·云南红河·期末）下列有关铁的氧化物的说法正确的是 A．、、都能与稀反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物 B．俗称铁红，红褐色粉末，常用作油漆或涂料 C．俗称磁性氧化铁，黑色晶体，可以写成，属于混合物 D．不稳定，在空气中受热易转化为稳定的 【答案】D 【解析】A．是复杂的氧化物，不属于碱性氧化物，A错误； B．为红棕色粉末，B错误； C．属于纯净物，C错误； D．不稳定，在空气中受热易转化为稳定的，D正确； 故答案选D。 ▌对点练1-1（25-26高一上·新疆喀什·阶段检测）下列叙述中，错误的是 A．Fe2O3是碱性氧化物 B．Fe3O4常用作红色颜料 C．Fe3O4又称磁性氧化铁 D．常温下可用铁制容器盛装浓硫酸 【答案】B 【解析】A．与酸反应仅生成盐和水，符合碱性氧化物的定义，A正确； B．常用作红色颜料的是（俗称铁红），为黑色晶体，不能用作红色颜料，B错误； C．具有磁性，别称为磁性氧化铁，C正确； D．常温下铁遇浓硫酸会发生钝化，表面生成致密氧化膜阻止反应进一步发生，因此可用铁制容器盛装浓硫酸，D正确； 故选B。 ▌对点练1-2（25-26高一上·山东威海·阶段检测）实验室测定氧化物的组成，实验如下：。下列有关说法正确的是 A．溶液Z中只含有和 B．样品X中含有+3价铁元素 C．溶液Y中 D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可判断X为 【答案】D 【分析】通入氯气发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-，Cl2为0.01 mol，则Fe2+为0.02 mol，则3.04 g氧化物中含有FeO的物质的量为0.02 mol，质量为1.44 g，则Fe2O3的质量为1.6 g，物质的量为0.01 mol。 【解析】A．步骤Ⅰ中加入足量盐酸，溶液Z中含有Fe3+和Cl-，还含有H+，A错误； B．由分析可知，Fe2O3的质量为1.6 g，物质的量为0.01 mol，则样品X中含有+3价铁元素的物质的量为0.02 mol，B错误； C．由分析可知，3.04 g氧化物中有0.02 mol FeO，0.01 mol Fe2O3，则溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1，C错误； D．通过计算可知X由0.02 mol FeO和0.01 mol Fe2O3组成，所以n(Fe)∶n(O)=4∶5，可判断X为Fe0.8O，D正确； 故选D。 题型 铁的氢氧化物的性质 ▌例2下列关于Fe(OH)2和Fe(OH)3的说法中，正确的是 A．两者都是可溶性碱 B．加热Fe(OH)3可得到Fe3O4 C．Fe(OH)2与盐酸反应生成FeCl3 D．Fe(OH)3与盐酸反应生成FeCl3 【答案】D 【解析】A．和均为难溶性碱，不属于可溶性碱，A错误； B．受热分解的产物为和，无法得到，B错误； C．与盐酸发生复分解反应时元素化合价不变，产物为，不会生成，C错误； D．与盐酸发生复分解反应，元素保持价，生成和，D正确； 故选D。 ▌对点练2-1（24-25高一上·广东广州·阶段检测）下列反应方程式书写正确的是 A．浓盐酸与铁屑反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ B．向次氯酸钠溶液通入过量CO2：2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO C．呼吸面具中Na2O2和CO2反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 D．氢氧化亚铁不稳定易被氧化：2Fe(OH)2+O2+H2O=2Fe(OH)3 【答案】C 【解析】A．浓盐酸为非氧化性酸，与铁反应只能生成，正确离子方程式为，A错误； B．酸性：，向溶液通入过量生成，正确方程式为，B错误； C．和反应生成碳酸钠和氧气，所给方程式原子守恒、得失电子守恒，C正确； D．方程式得失电子，原子均不守恒，正确反应为，D错误； 故答案选C。 ▌对点练2-2（多选）下列各组物质中，能通过一步反应实现转化的是 A．Fe(OH)2 → Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 → Fe C．Fe(OH)3 → Fe3O4 D．Fe(OH)2 → FeO 【答案】AD 【解析】A．在氧气和水共存时可发生反应，能一步实现转化，A正确； B．无法直接被还原为单质，需先分解为再经还原剂还原得到，不能一步实现转化，B错误； C．受热分解只能得到，需经还原反应才能得到，不能一步实现转化，C错误； D．在隔绝空气的条件下加热，可分解生成氧化亚铁和水，能一步实现转化，D正确 ； 故选AD。 题型 Fe(OH)2的制备及其改进方案 ▌例3（25-26高一上·陕西咸阳·阶段检测）在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。 （1）在试管Ⅰ里加入的试剂是____________。 （2）在试管Ⅱ里加入的试剂是____________。 （3）试管Ⅱ里发生反应的离子方程式为__________________。 （4）为了制得白色的Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是__________________。 （5）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________________。 【答案】（1）铁屑、稀 （2）NaOH溶液 （3） （4）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气纯度，当排出的氢气纯净时，关闭止水夹 （5）试管Ⅰ中产生的氢气排尽了试管中的空气，关闭止水夹后，生成的氢气将溶液压入试管Ⅱ中与NaOH溶液反应，整个过程在氢气的保护下进行，隔绝了空气（氧气） 【分析】该实验原理是利用极易被氧气氧化的性质，通过氢气排尽体系内空气，营造无氧环境制备纯净的白色沉淀。 【解析】（1）试管Ⅰ的作用是生成和，因此加入反应物稀硫酸和铁屑，发生反应。 （2）试管Ⅱ的作用是提供与后续压入的反应生成，因此加入溶液。 （3）试管Ⅱ中是和直接结合生成沉淀的反应，离子方程式为。 （4）在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后，首先在试管Ⅰ生成氢气，打开止水夹是为了连通试管Ⅰ和Ⅱ，使氢气充满两个试管；塞紧塞子后，需要验证氢气已经充满两个试管，空气已排尽，因此需要检验试管Ⅱ处塞子上的导管口处的氢气纯度，当排出的氢气纯净时，关闭止水夹。 （5）排尽空气、关闭止水夹后，试管Ⅰ中氢气产生的压强差会将溶液压进试管Ⅱ，与溶液反应得到；整个装置空间都被还原性的氢气充满，隔绝了氧气，失去被氧化的条件，因此白色沉淀可以长时间稳定存在。 ▌对点练3-1（24-25高一上·云南昭通·期末）用如图所示的装置制备。组装好仪器，向具支试管中加入2 mL左右的稀盐酸，再加入2 mL左右的煤油，玻璃管下端粘住一小块钠粒（用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层）。先将铁丝浸入稀盐酸，一段时间后不再产生气体时向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面，并关闭弹簧夹；用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。下列说法错误的是 A．用过氧化钠代替钠也可以观察到此现象 B．具支试管下层溶液出现白色沉淀，并可持续较长时间 C．钠会在煤油与稀盐酸分界处上下浮动 D．铁丝与稀盐酸反应放出，可将试管内空气排尽 【答案】A 【解析】A．一段时间后不再产生气体时，说明HCl已耗尽，若用用过氧化钠代替钠，过氧化钠与水反应会产生，会氧化转化为，无法观察到长时间存在的白色沉淀，A错误； B．装置内空气已被氢气排尽，且上层煤油隔绝了外界空气，生成的白色沉淀不会被氧化，可以长时间稳定存在，B正确； C．钠的密度介于煤油和水层之间，钠进入水层后反应生成，气体包裹钠粒使钠上浮进入煤油层，氢气逸出后钠又会回落至分界处，因此钠会在煤油与水层的分界处上下浮动，C正确； D．铁丝与稀盐酸反应放出，可将试管内空气排尽，避免后续生成的被氧气氧化，D正确； 故选A。 ▌对点练3-2（24-25高一上·广东·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是 A．可存在的转化关系 B．x与都是活泼金属，都能与酸、碱反应 C．n在空气中不稳定，利用图乙装置制取n并可减缓其被氧化 D．若p为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备胶体 【答案】B 【分析】先结合图甲的价类二维图确定各物质类别： x是0价Fe单质；y是+2价铁的氧化物FeO，z是+3价铁的氧化物；n是+2价铁的碱，m是+3价铁的碱；q是+2价亚铁盐，p是+3价铁盐。 【解析】A．q为+2价亚铁盐，可被氧化为+3价铁盐p，p与碱反应生成（即m），m加热分解生成（即z），该转化可实现，A正确； B．x为，可与酸反应，但不能与碱反应，仅能与酸、强碱发生反应，B错误； C．n为，易被空气中氧气氧化，图乙中先利用与稀硫酸反应生成的排尽装置内空气，再关闭止水夹将生成的亚铁盐压入溶液中，可减缓被氧化，C正确； D．p为盐酸盐即，将饱和溶液逐滴滴入沸水中，利用的水解反应可制备胶体，D正确； 故选B。 基础通关 1．（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）中Fe的化合价 A． B． C．既有又有 D． 【答案】C 【解析】A．中除了价外，还存在价，A错误； B．中除了价外，还存在价，B错误； C．可改写为，含有1个价和2个价，的化合价既有又有，C正确； D．是元素的平均表观化合价，不是的实际存在化合价，D错误； 故答案选C。 2．（25-26高一上·河北保定·阶段检测）下列关于铁及其化合物的说法正确的是 A．红热的铁能与水蒸气反应，生成和 B．在空气中充分灼烧得到 C．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速转化成红棕色粉末 D．用溶液和烧碱制备时，可在溶液的上面加一层植物油以隔绝空气 【答案】D 【解析】A．红热的铁与水蒸气反应生成和，而非，A错误； B．在空气中易被氧化，充分灼烧最终得到，而非，B错误； C．在空气中受热，会转化为黑色的，不是红棕色粉末，C错误； D．易被空气中的氧气氧化，在溶液上方加一层植物油可隔绝空气，防止其被氧化，D正确； 故本题选D。 3．（25-26高一下·云南迪庆·期中）下列铁及其化合物有关反应的离子方程式正确的是 A．将Fe3O4加入足量稀硫酸中：Fe3O4＋8H＋=Fe2+＋2Fe3+＋4H2O B．将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3＋6H＋＋2Cl-=2Fe2+＋Cl2↑＋3H2O C．铁粉与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe3+＋3H2↑ D．向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H＋＋OH-=H2O 【答案】A 【解析】A．四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，所给离子方程式符合客观事实，元素和电荷均守恒，A正确； B．氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，正确的离子方程式为，B错误； C．铁粉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不会生成硫酸铁，正确的离子方程式为，C错误； D．氢氧化铁难溶于水，书写离子方程式不能拆分，正确的离子方程式为，D错误； 故选A。 4．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）下列关于铁的叙述错误的是 A．铁红：，可用作红色油漆的颜料 B．磁性氧化铁：，为黑色有磁性的晶体 C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳的铁有游离态也有化合态 D．纯铁的抗蚀能力相当强，在干燥的空气里不易被氧化 【答案】C 【解析】A．俗称铁红，为红棕色固体，可用作红色油漆的颜料，A正确； B．俗称磁性氧化铁，是黑色具有磁性的晶体，B正确； C．地壳中含量最多的金属元素是，并非铁，且铁化学性质较活泼，地壳中的铁元素大多以化合态存在，仅陨铁中存在少量游离态铁，C错误； D．纯铁不含杂质，难以形成原电池发生电化学腐蚀，干燥空气中缺少水等反应条件，铁不易被氧化，抗蚀能力强，D正确； 故选C。 5．（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是 A．常见的铁的氧化物、、都是黑色的 B．铁的氧化物中、都有磁性 C．、属于碱性氧化物 D．铁的氧化物、都只有氧化性 【答案】C 【解析】A．、为黑色固体，为红棕色固体，并非都是黑色，A错误； B．铁的氧化物中只有有磁性，无磁性，B错误； C．、均能与酸反应只生成对应的盐和水，符合碱性氧化物的定义，C正确； D．中元素有+2、+3两种价态，+2价可被氧化，因此既有氧化性又有还原性，并非只有氧化性，D错误； 故答案选C。 6．（25-26高一上·云南昆明·阶段检测）下列说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3 C．FeO在空气中加热可迅速变为Fe3O4 D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，Fe3O4是混合物 【答案】C 【解析】A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错误； B．Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误； C．FeO不稳定，在空气中受热，可被氧气氧化为Fe3O4，C正确； D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，Fe3O4是纯净物，D错误； 故选C。 7．（25-26高一上·河北邢台·阶段检测）部分含铁物质的类别与相应化合价的关系如图所示。下列说法错误的是 A．a在纯氧中点燃生成b B．b、e均可溶于盐酸生成盐和水 C．e常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．可存在f→c→d→g的一步转化 【答案】A 【分析】由图中物质类别与铁元素化合价的对应关系可知，a为铁，b为氧化亚铁，e为氧化铁，c为亚铁盐，f为铁盐，d为氢氧化亚铁，g为氢氧化铁。 【解析】A．铁在纯氧中燃烧时，铁元素同时形成+2价和+3价，生成四氧化三铁，对应反应为；b为氧化亚铁，因此a在纯氧中点燃生成b的说法错误，A错误； B．b、e分别为氧化亚铁和氧化铁，均能与盐酸反应生成相应的盐和水，反应分别为和，B正确； C．e为氧化铁，呈红棕色，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，C正确； D．f为铁盐，可用铁单质将铁盐还原为亚铁盐c，例如反应为；向c溶液中加入可溶性碱可得到氢氧化亚铁d，例如反应为；d在空气中易被氧化为氢氧化铁g，反应为。因此各步均可实现，完整转化为f→c→d→g，D正确； 故选A。 8．（25-26高一上·北京·阶段检测）下列离子方程式正确的是 A．Fe与稀盐酸反应： B．金属铁与硫酸铜溶液反应： C．与稀盐酸反应： D．与稀盐酸反应： 【答案】D 【解析】A．与稀盐酸反应生成而非，正确离子方程式为，A错误； B．金属铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成而非，正确离子方程式为，B错误； C．离子方程式未配平，原子不守恒，正确离子方程式为，C错误； D．该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒，反应事实成立，D正确； 因此答案选D。 9．（25-26高一上·天津河西·阶段检测）如图所示装置可用来制取Fe(OH)2，实验时必须使用铁屑、6 mol/L硫酸和NaOH溶液，其他试剂任选。下列说法错误的是 A．装置A中应预先加入的是铁屑，装置B中盛有一定量的NaOH溶液 B．实验开始时应先将止水夹E关闭 C．还可在B中加入少量植物油以便更长时间观察Fe(OH)2白色沉淀 D．实验结束后，C中收集到的气体主要是H2 【答案】B 【解析】A．装置A为的发生装置，应预先加入固体反应物铁屑，分液漏斗D中盛放，装置B中盛放溶液用于生成，A正确； B．实验开始时应先打开止水夹E，利用与反应生成的排尽装置内的空气，防止生成的被氧化，若先关闭E，会导致A中生成的过早被压入B中，此时装置内有会氧化，B错误； C．易被空气中的氧化，B中加入少量植物油可隔绝空气，能更长时间观察到白色沉淀，C正确； D．反应过程中持续生成，排尽空气后C中用排水法收集到的气体主要为，D正确； 故答案选B。 10．（24-25高一上·云南保山·阶段检测）以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为价类二维图，某元素在地壳中的含量居第四位，其元素价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．a与水在高温下可发生置换反应 B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中容易转变为d D．h的钾盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 【答案】B 【分析】在地壳中含量居第四位的元素为铁元素，因此a是Fe单质，b是FeO，c是Fe2O3，d是Fe(OH)3，e是Fe(OH)2，f是亚铁盐，g是铁盐，h是高铁酸盐。 【解析】A．a为，高温下铁与水蒸气反应生成和，属于置换反应，A正确； B．b为，c为，二者均难溶于水，不能与水发生反应生成对应的和，B错误； C．e为，d为，在潮湿空气中易被氧化为，C正确； D．h的钾盐为，具有强氧化性可杀菌消毒，其还原产物水解生成氢氧化铁胶体可吸附杂质净水，具备双重功能，D正确； 故选B。 素养提升 11．氢能是理想清洁能源，在一定条件下利用铁及其氧化物可循环制氢，所有反应物、生成物如图所示。下列说法错误的是 A．反应器Ⅰ中发生两个还原氧化铁的反应 B．反应中可以循环使用，无需二次添加 C．反应器Ⅰ、Ⅱ中发生的反应均为置换反应 D．该循环过程中有4种元素的化合价发生变化 【答案】C 【分析】反应器Ⅰ中发生反应和。反应器Ⅱ中发生反应。反应器Ⅲ中发生反应。 【解析】A．反应器Ⅰ中，还原，还原，共两个还原氧化铁的反应，A正确； B．在反应器Ⅰ中被消耗，后续在反应器Ⅲ中重新生成，铁元素不脱离体系，因此可循环使用，无需额外添加，B正确； C．反应器Ⅰ中，与的反应中，反应物不含单质，不是置换反应，C错误； D．反应器Ⅰ中氢元素的化合价由0变为、碳元素的化合价由变为、铁元素的化合价由变为0，反应器Ⅲ中氧元素化合价由0变为，所以该循环过程中有4种元素的化合价发生变化，D正确； 故本题选C。 12．（24-25高一上·安徽合肥·期末）下图为含元素物质的分类与相应化合价关系。下列推断合理的是 A．能够与反应转化为 B．在转化过程中，一定存在物质颜色的变化 C．向的饱和溶液中加入，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D．加热能够获得、两种物质 【答案】B 【分析】a为、b为、c为铁盐、d为、e为、f为亚铁盐、g为，由此解答； 【解析】A．和氯气反应生成，无法直接生成亚铁盐，A错误； B．含的溶液浅绿色，为白色沉淀，为红褐色沉淀，因此在转化过程中，存在物质颜色的变化，B正确； C．向饱和的铁盐溶液中，加入可能会直接产生红褐色沉淀，不会产生胶体，C错误； D．加热可以生成、无法生成，D错误； 故选B。 13．（24-25高一上·山西·期末）某同学用如图装置探究钠与新配制的溶液（过量）的反应，钠包裹在带孔铜箔内。下列说法错误的是 A．该装置可以控制反应的发生与停止 B．反应过程中铜箔未参与反应 C．反应过程中生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 D．充分反应后，溶液中的阳离子主要为 【答案】C 【分析】钠与硫酸亚铁溶液反应时，钠先与水反应，生成氢氧化钠和氢气。 生成的氢氧根离子再与亚铁离子反应，形成氢氧化亚铁沉淀。 反应产生的氢气经导管逸出并逐渐排出装置内空气，使装置内形成缺氧环境。 【解析】A．图中铜丝与装有钠的带孔铜箔相连，升降铜丝可使钠与溶液接触或分离，从而控制反应的发生与停止，A正确； B．在题设条件下，铜箔仅用于包裹钠，不与水、氢氧化钠或硫酸亚铁溶液发生反应，B正确； C．反应持续生成的氢气逐渐排出装置内空气，使氢氧化亚铁处于缺氧环境，不能按敞口条件下的现象判断其最终变为红褐色，C错误； D．硫酸亚铁溶液过量，反应后仍有亚铁离子，且钠转化为钠离子，因此溶液中的主要阳离子为，D正确； 故选C。 14．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）现有铁的氧化物样品，将其平均分成两份，一份与的硫酸，恰好完全反应，另一份与足量的氢气反应，充分反应后所得金属铁的质量是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】的硫酸物质的量为，反应时与铁的氧化物中结合生成，故每份样品中，氧元素质量为，每份样品质量为，其中铁元素质量为，与足量反应后得到的金属铁质量等于铁元素质量，故选D。 迁移创新 15．（25-26高一上·湖北武汉·期末）现有铁粉和氧化铜的混合物共，向其中加入适量的稀硫酸，使其全部溶解，产生无色气体和红色物质，所得溶液中只含一种金属离子，下列说法正确的是 A．混合物中铁粉的质量是 B．反应中所需硫酸的物质的量至少为 C．向反应后的溶液中加入足量的溶液，可迅速看到红褐色沉淀 D．若用产生的无色气体，还原混合物中的氧化铜，则该无色气体还剩余 【答案】B 【解析】A．生成的红色物质为，，根据元素守恒，，，则，A错误； B．反应后溶液中仅含，溶质为，根据元素守恒，，即所需硫酸的物质的量至少为，B正确； C．反应后溶液中金属离子为，加入首先生成白色沉淀，后逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色，无法迅速看到红褐色沉淀，C错误； D．生成的无色气体为，置换消耗的物质的量为，与硫酸反应生成的的物质的量为，故，还原消耗，剩余为，D错误； 故选B。 16．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）为探究如何能较长时间观察到白色沉淀，当容器A中的反应开始后，分别进行以下列操作，如图所示，请回答有关问题。 （1）先将若弹簧夹C打开，B中的导管口有气泡冒出，一段时间后，容器A中的反应还在进行时，关闭弹簧夹C，容器B中观察到的现象是___________________________。 （2）若把容器B的橡胶塞打开，使溶液充分接触空气，B容器中观察到沉淀的颜色变化为_____________________________，请用化学方程式表示_____________。将沉淀蒸干灼烧得到____________。（填化学式） （3）在下图中，装置__________（填序号）能较长时间观察到白色沉淀。 【答案】（1）容器A中溶液进入容器B，容器B中有白色沉淀生成 （2）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 （3）①③ 【解析】（1）先将若弹簧夹C打开，B中的导管口有气泡冒出，一段时间后，容器A中的反应还在进行时，关闭弹簧夹C，A中产生的氢气使内部压强变大，容器A中溶液(硫酸亚铁)进入容器B，容器B中有白色沉淀生成。 （2）B中生成不稳定的氢氧化亚铁，遇空气会让白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。用化学方程式表示为。最终的氢氧化铁沉淀受热分解为氧化铁，故将沉淀蒸干灼烧得到。 （3）根据题中信息可知要较长时间保存沉淀，必须在制取过程中尽可能减少和空气接触，①中稀硫酸与铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气排出空气，再将氢氧化钠溶液的滴管伸入放有还原性铁粉的硫酸亚铁溶液中，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，插入水中的导管可以防止空气进入，减少与氧气接触；可以长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀；③中苯覆盖在硫酸亚铁溶液上方，能减少与氧气接触，只有①用胶头滴管滴入NaOH溶液时，会有空气进入，生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应：，导致不能长时间观察到氢氧化亚铁。 故选①③。 17．（25-26高一下·广西贺州·期中）铁及其化合物在生产和生活中应用广泛。某化学兴趣小组以工厂废渣（主要成分为Fe2O3和FeO）为原料制取铁红（Fe2O3）的工艺流程如图。回答下列问题： （1）“酸溶”时发生反应的化学方程式为____________________、____________________。 （2）“操作a”的名称为__________，用到的玻璃仪器有玻璃棒、__________。 （3）“氧化”步骤中加入H2O2的目的是____________________（用语言叙述），“操作c”包括洗涤、干燥、灼烧，洗涤时证明沉淀洗涤干净所用的试剂是__________（填化学式）。 （4）“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为____________________。 （5）取少量最终产品铁红于试管中，加入适量稀盐酸溶解，再滴入KSCN溶液，若溶液变__________色，则证明产品中含有Fe3+。 【答案】（1）Fe2O3+3H2SO4=2Fe2(SO4)3+3H2O FeO+H2SO4=FeSO4+H2O （2）过滤 漏斗、烧杯 （3）将Fe2+氧化为Fe3+ BaCl2（或Ba(NO3)2等合理答案）、HCl （4）Fe3++3NH3∙H2O=Fe(OH)3↓+3 （5）血红 【分析】工业废渣利用稀硫酸酸溶得到硫酸铁和硫酸亚铁溶液，然后通过操作a过滤得到混合液，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，通过氨水沉铁生成氢氧化铁，操作c包括洗涤、干燥、灼烧，最终得到铁红； 【解析】（1）酸溶时碱性金属氧化物与稀硫酸发生复分解反应生成盐和水，Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，FeO与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=2Fe2(SO4)3+3H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O； （2）操作a是分离不溶性杂质与金属盐溶液，对应分离操作是过滤；过滤需要的玻璃仪器包括引流用的玻璃棒、承载滤纸的漏斗、承接滤液的烧杯； （3）废渣酸溶后溶液中同时存在Fe2+、Fe3+，后续沉淀步骤需要统一生成Fe(OH)3，H2O2具有氧化性，可在酸性环境下把Fe2+氧化为Fe3+；酸溶过程加入了含硫酸根的试剂，沉淀表面会吸附，检验洗涤干净只需检验最后一次洗涤液中无硫酸根，选用盐酸酸化的BaCl2，若无白色沉淀生成说明洗涤干净； （4）氧化后溶液中阳离子主要为Fe3+，加入弱碱氨水发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀，一水合氨为弱电解质不能拆写，沉淀标注向下箭头，根据电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为Fe3++3NH3∙H2O=Fe(OH)3↓+3； （5）Fe3+与SCN−发生络合反应生成血红色络合物，该特征反应可用于检验三价铁离子。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $