高中化学【铁及其重要化合物】

铁及其重要化合物

【目标要求】1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性

质，了解其在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铁及其化合物性质的多样性，了解通过

化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环

境保护中的重要价值。

考点一铁的单质、氧化物和氢氧化物

r核心知识梳理

1.铁

铁位于元素周期表中第生周期蛔族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型

的变价金属元素。

⑴结构

(2)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，能被磁铁吸引。

(3)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。

按要求书写下列反应的方程式：

①Fe与Ck、S反应的化学方程式:

点燃

2Fe+3Cl2==^2FeCl3；

Fe+S=^=FeSo

②Fe与水蒸气的反应：

3Fe+4H2O(g)^^=Fe3O4+4H2»

③与氧化性酸(如HNCh)的反应(写离子方程式)。

Fe与过量稀HNCh的反应：

+3h

Fe+NOr+4H=Fe+NOt+2H20o

Fe与少量稀HNO3的反应：

+2+

3Fe+2NO3+8H=3Fe+2NOt+4H2Oo

④Fe与FeCb溶液的反应(写离子方程式)：

Fe+2Fe31=3Fe2T。

特别提醒铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化,

属于化学变化。

2.铁的氧化物

化学式FeOFezChFeaO4

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)

溶解性难溶于水难溶于水难溶于水

铁的化合价+2+3+2,+3

稳定性不稳定稳定稳定

与不反应的离FeO+2H'=Fe2++FezCh+6H+=2Fe3+Fe3（）4+8H：^=Fe2'

+2Fe3++4H2。

子方程式H2O+3H2O

3.铁的氢氧化物

(l)Fe(0H)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(0H)3,颜色由白色变为灰绿色,最

后变为红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)30

(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3-xH2O),受

热易分解，化学方程式为2Fe(OH)3^^Fe2O3+3H2。；制取Fe(0H)3用可溶性铁盐与碱反应,

离子方程式：Fe3+30H=Fe(0H)3I。

【问题思考】

铁有+2、+3价两种价态，单质铁与(填下列编号，下同)反应时只生成+3价铁；

与反应时只生成+2价铁;与反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。

所选试剂：①Cb②。2③H20(g)④S⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸@CuSO4

溶液⑨FeCb溶液

答案①⑥④⑤⑦⑧⑨②③

|■辨析易错易混♦正误判断」

(1)铁位于元素周期表中第4周期印8族()

(2)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()

⑶Fe在足量CL中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()

(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物()

(5)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价，因而FesCU是FeO与FezCh的混合物()

(6)因为纯铁块是黑色的，故金属铁称为黑色金属()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X

解题能力提升

-F-------------------------------------%-------

题组一铁及其氧化物

1.铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是()

A.常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸

B.铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X。反应的生成物均为FeX3

C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3

D.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe2O3

答案C

解析A项，铁在常温与浓硫酸反应形成致密的氧化膜；B项，Fe与L只能生成Feb；D项，

均得到Fe3O4»

2.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、FezCh和Fe3CU,而且在一定条件

下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400°C以上的温度下加热FezCh时，Fe2O3会部分

失去氧，生成FesOs下列有关说法正确的是()

A.FeO、FezCh和Fe3O4均为黑色固体

B.Fe3O4常写成FeOFe2O3.其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3（X是一种混

合物

C.热稳定性：Fe2O3>Fe3O4

D.FeO、Fe?C>3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应

答案D

解析FeO和Fes。』均为黑色固体，FezCh为红棕色固体，故A错误；Fe.Qa是一种纯净物，

化合价是一种复合化合价，故B错误；在1400℃以上的温度下加热Fe2Ch时，Fe2O3会部分

失去氯，生成FesCU,说明四氧化三铁稳定，故C错误；FeO、FezCh和Fe3（）4均可与盐酸反

应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。

3.如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程

式书写不正确的是（）

四氧化

三铁

足量稀

、硝酸/

氢氧

氢氧

化铁

化亚铁

+3+

A.Fe+4H+NOJ=Fe+NOt+2H2O

+2+3+

B.Fe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O

+3

C.Fe（OH）3+3H=Fe'+3H2O

+3+

D.3Fe（OH）2+lOH+NO；=3Fe+NOt+8H2O

答案B

解析FesCh与HNCh反应生成Fe3+,正确的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO,=9Fe3++

NOt+14H2O。

题组二铁的氧化物组成的确定

4.准确称取某种铁的氧化物2.88g,用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄

清石灰水吸收，得到沉淀4.00g,则这种铁的氧化物为（）

A.Fe3（Z）4B.FezCh

C.FeOD.以上都不是

答案c

解析4.00gCaCO3沉淀的物质的量为0.04mol,则CO、CO2的物质的量也为0.04mol,增

加的氧元素为0.04mol,质量为0.04molX16g-mol-1=0.64g,铁的氧化物中氧元素质量为

0.64g,铁元素质量为2.88g—0.64g=2.24g,铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比

为一.24g:0Q4mol=l：1,则这种铁的氧化物的化学式为FeO。

56gmol1

5.有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol-L/i盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还

能吸收0.025molCb，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.FezChB.FesO4C.Fe4C)5D.Fe^O7

答案D

解析根据2Fe2++Ch=2Fe3++2CT,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中

n(Fe2+)=0.025molX2=0.05mol,根据电荷守恒得2〃(Fe2+)+3〃(Fe3+)=w(C「),则加它十)

3+

=0.2mol,故〃(Fe2+):n(Fe)=0.05：0.2=1:4,故该氧化物可表示为FeO-2Fe2O3,即Fe5O7o

■归纳总结

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mn,

mfi

则氧化物中n(Fe):»(0)=56:元=。：b,

若。：力=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Fe式)4或FeO与FezCh按物质的量之比为1：1的混合物或

FeO,FezCh、FesCU的混合物(其中FeO、FezCh物质的量之比为1：1,Fe.Q4为任意值)。

题组三多种氢氧化亚铁的制备方法

6.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(填序号)。

①②

答案①②③⑤

解析因为Fe(0H)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(0H)3,即4Fe(OH)2+02+

2H2O=4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(0H)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。

①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；

③的原理为铁作阳极产生Fe?+,与电解水产生的OIF结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护,

能防止空气进入：⑤中加苯阻止了空气进入；④由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,

因而不能较长时间看到白色沉淀。

7.如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须

使用铁屑和6moi的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白:

(DB中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是.A中反应的离子方程

式是___________________________________________________________________________

(2)实验开始时先将止水夹a(填“打开”或“关闭”)。

(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程__________________________________________________

(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气,此时B瓶中发生的反应为o

+2+

答案⑴铁屑Fe+2H=Fe+H2t

⑵打开

(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a,产生的％将FeSO4溶液压入B中进行反应

(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

+2+2+

解析Fe+2H=Fe+H2t,产生的氏将Fe?+压入B中，Fe+2OH'=Fe(OH)2I;因

为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生4Fe(OH)2+02+

2H20=4Fe(0H)3o

■练后反思

防止Fe(0H)2氧化的方法

(1)将配制溶液的蒸储水煮沸，驱除溶液中的氧气。

(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶

液。

(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。

(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。

(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe?+与OK反应制取。

考点二Fe?+和Fe3+的性质及其检验

r核心知识梳理

------------------------------------------------------------------------------------------N-----------------

1.亚铁盐

(DFe?+的氧化性和还原性

含有Fe?'的溶液呈浅绿色，Fe?+处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原

性为主，如：遇Bn、Cb、H2O2、NOKH+)等均表现为还原性。

Fe?+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2。。

(2)可水解

Fe(OH)2是弱碱，含Fe?+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑

制Fe?+的水解，加少量.铁屑防止加2+被氧化。

2.铁盐的性质及应用

(1)氧化性：含有Fe3+的溶液呈棕黄色，Fe3+处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HLH2s等均表现

为氧化性。

①Fe?+与S2,「、HS，SOM等具有较强还原性的离子不能大量共存。

②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+o

(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强

的溶液中。

利用Fe3+易水解的性质，实验室可用FeCb滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程

式：FeCb+3H2O^^Fe(OH)3(胶体)+3HC1。

3.Fe2\Fe3+的检验方法

⑴用KSCN溶液和氯水

加氯水溶液变

f无明显现象加典一Fe2+

溶加KSCN溶液2

液

一溶液变红色一＞Fe3+

⑵用NaOH溶液

潍加NaOH溶液/白色沉淀f灰绿色f红褐色fFe2+

液"匚红褐色沉淀fFe3+

(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe?+的检验

滴加KSCN溶液

混合溶液溶液变红色,说明含有Fe3+。

混合溶液K鲁黑'KMM溶液紫红色退去，说明含有Fe?+。

(4)Fe2+的特征检验方法

溶液溶％产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+,3Fe?++2[Fe(CN)6p一

=Fe3[Fe(CN)6]2I。

【问题思考】

混合溶液中Fe3\Fe2+除去的常用方法

已知：

化合物Fe(OH)Mg(OH)

3Fe(OH)22CU(OH)2

Ksp近似值1。-3910一”10-111O-20

(1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入、、中之一，与Fe3+水解产生的H+反

应，促进Fe3"的水解，将Fe3"转化为Fe(OH)3沉淀除去。

(2)除去Mg?+中混有的Fe2+的方法

先加入氧化剂(如)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。

(3)请设计实验方案：除去CuC12溶液中混有的少量FeCL。

答案(l)MgOMgCOjMg(OH)2⑵H2O2(3)先通入适量Cb(或加入H2O2),然后再向混

合溶液中加入足量CuO［或CuC03、CU(OH)2>CU2(OH)2c。3中之一］,充分反应后过滤。

I■辨析易错易混•正误判断」

(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性()

(2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应()

(3)中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl\K+；SOF()

3+-

(4)FeC”溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe+3SCN=Fe(SCN)3I()

(5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2()

(6)能通过化合反应制取FeCl2()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X⑹J

F解题能力提升

------------------------------------------------------------------------------------------N-----------------

题组一Fe2+xFe'+的性质及应用

1.《新修本草》中关于“青帆”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤

色”•《物理小识》中说：“青研厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正

确的是()

A.赤色固体可能是FezCh

B.青研宜密闭保存，防止氧化变质

C.青研燃烧过程中发生了电子转移

D.“青矶厂气”可能是CO和CO2

答案D

解析根据《新修本草》关于青研的描述可知为FeSO4-7H2O,其分解产生的气体二氧化硫有

刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CCh。

2.在FeCb、CuCL混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中

正确的是()

A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2",一定不含CF+

B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含CiP+和Fe3'

C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不含CtP+

D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含CM+和Fe3+

答案D

解析氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入铁粉后有固体剩余，Fe3+一定不存在；若剩余固体全

部都是Cu,溶液中还可能有CM+,也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe,则溶

液中不可能有Ci?+和Fe3+o

3.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是（填序号）。

①Fe2（SCU）3易溶于水，所以可用作净水剂

②向Fe2（SO4）3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液

③室温下，向FeCb溶液中滴加少量KI溶液，再滴加儿滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明

Fe3’的氧化性比12的强

④Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2。

⑤硫酸亚铁片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果

答案②③④⑤

解析Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体，可用于净水，与Fe2（SCU）3是否易溶于水无对应关系，①

错误；由于2Fe3++Fe-3Fe2+,②正确；Fe?+将「氧化成L,依据氧化剂的氧化性大于氧化

产物的氧化性，可知，Fe3+的氧化性强于L,③正确；H2O2具有强氧化性，能将Fe2+氧化为

Fe3+,④正确：维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2+被氧化，⑤正确。

题组二Fe2\Fe3+的检验

4.将0.2moll-的KI溶液和0.05moLLFFeKSOS溶液等体积混合充分反应后，取混合液

分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2-2Fe2++h的是（）

A.向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色

B.向混合液中滴入AgNCh溶液，有黄色沉淀生成

C.向混合液中滴入K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成

D.向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色

答案A

-1-

解析0.2mol-L的KI溶液和0.05mol-L'Fe2（SO4）3溶液等体积混合，KI过量，向混合液

中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3+,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+

2+

+2F2Fe+I2,A项正确；KI过量，溶液中存在「，B项错误；该反应生成Fe2+,向

混合液中滴入K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2+,C项错误；该

反应生成k,向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D项错误。

■练后反思»

检验Fe2+和Fe3+时的注意事项

(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的

新制氯水中(新制氯水能氧化SCN-)。

(2)Fe3+,Fe2\Cl同时存在时不能用酸性KMnCU溶液检验Fe2+(C「能还原酸性KMnCU,有

干扰)。

(3)检验Fe2+、Fe3+的其他方法

检验Fe3+也可用苯酚(C6H50H)；检验Fe?+最好用K31Fe(CN)6］溶液。

考点三“价类二维图”在铁及其重要化合物转化关系中的应用

r核心知识梳理

从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要

方法之一。

△________

I

3+

-*Fe^^Fe(OH)3

p'H2O2(H*)

—►Fe2*、、Fe(OH)2

单质氧化物盐碱物质类别

1.横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化；①碱性氧化物(FeaCh、FeO)

都能溶于酸(FT)转化为盐；②Fe2+、Fe3+与碱(OH)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解

生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。

2.纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。

3.斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性。

【问题思考】

1.完成下列变化的离子方程式，体会Fe2+与Fe3+转化条件。

⑴将H2s气体通入FeCb溶液中产生淡黄色沉淀：

32++

H2S+2Fe'=SI+2Fe+2H«

(2)将FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液，溶液变蓝：

3+2+

2r+2Fe=I2+2Fe«

(3)FeCb可溶解铁片：

2Fe3+Fe^=3Fe2+。

(4)FeSO4可使酸性KMnC)4溶液退色：

2++3+2+

5Fe+MnO4+8H=5Fe+Mn+4H2Oo

(5)将FeCh溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：

2++3+

3Fe+NO；+4H=3Fe+NOt+2H2Oo

2.甲、乙两种单质与A、B、C、D、E、F六种化合物之间可以按下面框图所示进行反应，

已知：C为红褐色沉淀，E为白色沉淀，F焰色反应为黄色。

甲一乙------>B------------------------C

1甲③在空气中久置

、D---------------------►EC

F②

(1)写出甲、乙、B、E化学式：

甲：乙：B：E：«

(2)写出①②③④反应的化学方程式：

①。

②。

③.

④。

答案⑴FeCl2FeChFe(OH)2

⑵Fe+2HCl=FeCL+H2t

FeCh+2NaOH=Fe(OH)2I+2NaCl

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2FeCl2+Cl2=2FeCl3

■归纳总结

(l)Fe3+处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S,H2sO3等具有较强还原性的

物质时，能被还原为亚铁盐。

(2)Fe2+处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如CL、Br2、HNO3、

+

MnO4(H),H2O2等均能被氧化为铁盐。

F解题能力提升

题组一铁及其化合物的转化关系

1.某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是()

A.将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性

B.将热的NaOH溶液滴入FeCb溶液中：制备Fe(OH)3胶体

C.在蒸发皿中加热蒸干FeSCU溶液：制备FeSO4-6H2O晶体

D.将铜粉加入FeCL溶液中：验证Fe3+的氧化性强于C#+

答案D

2.硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是

()

——_►Fe,(OH)2(SOJs(碱式硫酸铁)

FeSO,--------四1曾「Feco；,噎＞Fe2O；,(铁红)

端繇一(NH,)2Fe(SO4)2(硫酸亚铁皴)

A.FeSCU与NH4HCO3反应制备FeCCh，适宜在高温条件下进行

B.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂

C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化

D.常温下，FeSCU比(NHQ2Fe(SO4)2易溶于水

答案A

题组二铁及其化合物转化关系的定量判断(不定项选择题)

3.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：

下列说法不正确的是()

A.固体2是氧化铁

B.X的化学式可以表示为Fe3c2

C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0g固体

D.X与足量的热浓硝酸反应有NO和CO2生成

答案BD

解析X在空气中燃烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCb溶

液(溶液乙)，加热、蒸发时，FeCb水解得到Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)3得到固体FezCM固体2),

24.02

=-=

A正确；^(FejOj)jgmoi10.15mol,n(Fe)=0.3mol,m(Fe)=16.8g,MJ(C)=18.0g—

16.8g=1.2g,M(C)=0.1mol,n(Fe):〃(C)=3：1,X的化学式可以表示为Fe3C,B错误；

溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe?+会被空气中的氧气氧化为Fe3+,最后得到的固体也是

Fe2O3,C正确；浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2,氮元素被还原为N02,D

错误。

4.向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化

如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）。下列分析错误的是（）

A.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3'=3Fe2+,BC段产生H2

B.A点溶液中的溶质为Fe（NO3）3和H2SO4

C.原混合酸中NO5物质的量为0.2mol

D.原混合酸中H2sO4的物质的量浓度为2moi1।

答案B

解析分析图像中各阶段所发生的反应：

+3+

OA段：Fe+NO?+4H=Fe+NOf+2H2O;

AB段：Fe+2Fe3+=3Fe2+:

+2+

BC段:Fe+2H==Fe+H2t»

由此可知A正确；由OA段所发生的反应可知硝酸完全转化为NO,溶液中不存在NO],故

A点溶质应该是Fe2（SC>4）3和H2so4,B错误；由OA段氧化还原反应中得失电子守恒可知，

1122224。

〃（NO,）=〃（Fe）=而三瑞7T=0.2mol,C正确；三个阶段共消耗铁为22.4g,即而就病7=

0.4mol,C点溶质为FeSCh,由溶液中的电荷守恒可知〃（SO『）=〃（Fe2+）=0.4mol,由反应前

后SOF物质的量不变可知原混合酸中硫酸的物质的量浓度为2moiIF,D正确。

■练后反思*

铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序总结

足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe+NO3

+3+32

+4H=Fe+NOf+2H2O.2Fe'+Fe=3Fe\Fe+2H'=Fe2++H2t（若H*量不足，

该反应不再发生）。

真题演练明确考向知己知彼百战不殆

1.（高考选项组合）下列叙述正确的是（）

A.Fe在稀硝酸中发生钝化（2019•江苏，6A）

B.将废铁屑加入FeCb溶液中，可除去工业废气中的Ch（2019・天津，3A）

C.向FeCb溶液中滴加NEUSCN溶液，溶液显红色（2018•江苏，6A）

D.给定条件下，能实现转化：Fe-^FeCb-°H（aq）»Fe（OH）2（2017・江苏,7A）

答案B

解析A项，常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化，稀硝酸中溶解，错误；B项，氯气将Fe?+氧化

为Fe3+,铁屑再将Fe?+还原为Fe?+,从而除去废气中的CI2,正确；C项，Fe?+与SCbT不会

显色，错误；D项，铁与氯气反应只能生成氯化铁，错误。

2.有关铁及其化合物的说法正确的是（）

A.将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCb溶液中,制备Fe（OH）3胶体（2016•全国卷^,13A）

B.FeCb腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强（2016•全国卷m,7B）

C.配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释（2016•全国卷I,10C）

D.Fe与CL反应生成FeCb，推测Fe与I2反应生成FeL（2016•上海，21C）

答案C

解析A项，制备Fe（OH）3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；B项，铁离子与

铜反应生成铜离子和亚铁离子说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强，无法证明金属性的强

弱，错误；C项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁

离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；

D项，因L的氧化性较弱，故与铁反应生成Feb,错误。

3.某班同学用如下实验探究Fe?，、Fe?’的性质。回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1moll〉的溶液。在FeCL溶液中需加

入少量铁屑，其目的是__________________________________________________________

（2）甲组同学取2mLFeCk溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明

Ch可将Fe?+氧化。FeCh溶液与氯水反应的离子方程式为

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCb溶液中先加入0.5mL煤油,

再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是

(4)丙组同学取lOmLO.lmolL】KI溶液，加入6mLO.lmolL।FeCb溶液混合。分别取2mL

此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mLCCk充分振荡、静置，CC14层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是(填离子符号)；实验①和③说明：在「过量的情况下，溶液中

仍含有(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCb溶液，溶液变成棕黄色，发生反

应的离子方程式为:

一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是

,生成沉淀的原因是(用

平衡移动原理解释)。

答案(1)防止Fe?+被氧化

2+3+

(2)2Fe+Cl2==2Fe+2Cr

(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)

(4)Fe2+Fe3+可逆反应

2++3+

(5)H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2比。2分解放热，促进

Fe3’的水解平衡正向移动

解析(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCb溶液中加入少

量铁屑的目的是防止Fe?+被空气氧化。(2)Cb可将Fe2+氧化成Fe3+。(3)煤油的作用是隔绝空

气，防止空气中的氧气将Fe?+氧化，产生干扰。(4)Fe2+与K3【Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀

Fe3[Fe(CN)6]2o碘在CCI4中呈紫色，Fe3+遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在「过量

的情况下，溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。(5)溶液变成棕黄

色说明Fe2+被氧化为Fe3+,即可写出离子方程式。一段时间后，产生气泡的原因是反应产生

的Fe3+是H2O2分解的催化剂，促进H2O2分解生成同时H2O2分解是放热反应，并促进

了Fe3+水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+向正反应方向移动，产生较多Fe(OH)3,聚

集形成沉淀。

课时精练

基础知识训练

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1.北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针己有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁

石的主要成分是（）

A.Fe?04B.FezCh

C.FeOD.CuFeSz

答案A

2.铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法正确的是（）

A.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气

B.常温下，铁在浓硫酸中钝化

C.铁在氧气中燃烧，生成物为FezCh

D.纯铁（块状）是黑色金属

答案B

解析A项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，错误；C项，铁在氧气中燃烧的生成物为

Fe3O4,错误；D项，纯铁（块状）是银白色金属，错误。

3.下列有关Fe、Cu及其化合物的说法中，不正确的是（）

A.Fe、Cu元素在自然界中主要以化合态形式存在

B.CO在高温下能将Fe2O3还原为Fe

C.Fe与盐酸、Fe与C12发生反应均生成FeCh

D.可通过加入过量铁粉，再过滤的方法从而除去FeCb溶液中的少量CuCk杂质

答案C

解析铁、铜均易和空气中氧气等物质发生反应，生成化合物，自然界中主要是化合态，故

A正确；CO还原氧化铁为铁，是工业冶炼铁的原理，故B正确；铁和盐酸反应生成氯化亚

铁和氢气，Fe与CL发生反应生成FeCb,故C错误；Fe可置换出Cu,加入过量铁粉，再过

滤从而除去FeCh溶液中的少量CuCL杂质，故D正确。

4.关于实验室铁和稀盐酸反应的描述正确的是（）

A.这是一个置换反应

B.反应的化学方程式是2Fe+6HCl=2FeCb+3H2t

C.实验现象是出现气泡，溶液由无色变为棕黄色

D.如果把稀盐酸改为浓盐酸会出现钝化现象

答案A

解析铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，一种单质与一种化合物反应生成新的单质和新的

化合物，属于置换反应，故A正确；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，反应的化学方程式是：Fe

+2HCl=FeCh+H2t,故B错误；铁与盐酸反应生成氟化亚铁，有气泡冒出，氯化亚铁溶

液为浅绿色，故C错误；盐酸为非氧化性酸，浓盐酸不能使铁钝化，故D错误。

5.铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的

是（）

A.赤铁矿的主要成分是Fe3C）4

B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2Ch和H2

C.除去FeCh溶液中的FeCb杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤

D.Fe?+与KSCN产生红色沉淀

答案C

解析赤铁矿的主要成分是FezCh；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3+遇

KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe?+的存在。

6.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Fe?+和Fe?+

C.氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈

D.工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁

答案C

解析氧化铁为红色，氧化亚铁和四氧化三铁为黑色，铁的氧化物通常状况下都是有色固体，

故A正确；四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，它与盐酸反应后的溶液中同

时存在Fe2+和Fe3+,故B正确；氧化铁是铁锈的主要成分，氧化铁颜色为红色，俗称铁红，

故C错误；铁的氧化物被还原剂还原生成铁，工业上常使用铁的氧化物作原料和还原剂焦炭

反应冶炼铁，故D正确。

7.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究，铁在浓HN03中发生钝化时，可生成一种化

学式为FesOn的化合物，它可以看作由FeO和FezCh组成的复杂氧化物。该化合物可以表示

为()

A.FeO-3Fe2O3B.2FeO,3Fe2Os

C.FeOZFezOaD.2FeOFe2（）3

答案B

解析化合物Fe8On可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为“FeOwiFezCh,

fw+2m=8

则，

[n+3m=11

解得"=2,m=3,该化合物可以表示为2FeO3Fe203。

8.某学生以铁丝和CL为原料进行下列实验。

①燃烧②FeCl“溶于水③FeCI,饱和溶液滴入沸水

从分类角度分析下列说法正确的是（）

A.实验①③反应制得的物质均为纯净物

B.实验②③均未发生氧化还原反应

C.实验②③均为放热过程

D.实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质

答案B

解析实验③得到的是氢氧化铁胶体，是混合体系，A项错误；实验②中的溶解主要是物理

变化，实脸③中的水解是发生复分解反应，两者均未发生氧化还原反应，B项正确；实脸③

中盐的水解是吸热过程，C项错误；实验①中的铁和氯气是单质，既不是电解质也不是非电

解质，D项错误。

9.用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如下。下列说法不正确的是（）

稀调节pH=l~2

H2SOI|溶液A|

适量H2O2

|FeQ,（胶体粒子NaOH(aq)

通入N?,△

A.用Na2cCh溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污

B.通入N?是防止空气中的。2氧化Fe2‘

2++3+

C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应：H2O2+2Fe+2H=2Fe

+2H2O

D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为2：1

答案D

解析Na2co3溶液显碱性，油污在碱性溶液中发生水解，用Na2cCh溶液浸泡是为了除去废

铁屑表面的油污，A正确；Fe?+容易被02氧化，所以通入N2的目的是防止空气中的02氧化

Fe2+,B正确：利用H2O2的氧化性，把部分Fe?+氧化成Fe3+,涉及的反应为2Fe2++H2O2

+3+

+2H=2Fe+2H2O,C正确；FesCU中Fe?+和Fe?+的物质的量之比为1：2,即溶液A中

Fe2+和Fe3+的浓度比为1：2,D错误。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

10.下列关于Fe3+、Fe2‘性质实验的说法错误的是()

HzSO,溶液NaOH溶液

A.用如图装置可以制备Fe(OH)2

B.配制FeCb溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度

C.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶

液中含有Fe2+

D.向FeCL溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe?+被氧化

答案C

解析反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一

段时间后关闭止水夹C,A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(0H)2,A项正确：FeCb易水解，

为抑制水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B

项正确；Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCb溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化，

D项正确。

11.FeC13易潮解、易升华，实验室制备FeCb的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下

列说法正确的是()

A.导管g的作用是平衡气压，便于液体滴下

B.试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水

C.直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞

D.出于简化装置的目的，F装置可拆除

答案AC

解析为得到干燥纯净的Ch,应先用饱和食盐水除去HCI,再通过浓硫酸干燥气体，B错误；

FeCb易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D