化学讲义3.1.1铁及其氧化物（原卷版）

3.1.1铁及其化合物(精讲）思维导图思维导图铁的氧化物氧化物性质比较FeOFe2O3Fe3O4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铁的价态＋2＋3＋2、＋3水溶性不溶于水稳定性不稳定

6FeO＋O22Fe3O4稳定稳定与非氧化性酸FeO＋2HCl=FeCl2＋H2OFeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3＋3H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8HCl=FeCl2＋2FeCl3＋4H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O与氧化性酸①3FeO＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O3FeO＋10H＋＋NO3－=3Fe3＋＋NO↑＋5H2O②Fe2O3＋6HNO3=2Fe(NO3)3＋3H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O③3Fe3O4＋28HNO3=9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O3Fe3O4＋28H＋＋NO3－=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O与还原性酸④FeO＋2HI=FeI2＋H2OFeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O⑤Fe2O3＋6HI=2FeI2＋I2＋3H2OFe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O⑥Fe3O4＋8HI=3FeI2＋I2＋4H2OFe3O4＋8H＋＋2I－=3FeI2＋I2＋4H2O常见考点常见考点考点一单质铁【例1】（2021·河北·模拟预测）下列关于铁的说法正确的是A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属B．铁在硫蒸气中燃烧生成C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化D．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【一隅三反】1．我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁2．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是A．质软 B．银白色 C．能导电 D．易生锈3．（2022·北京市八一中学高一阶段练习）下列关于金属铁的描述不正确的是A．纯铁是银白色金属 B．能与水蒸气反应生成氧化铁C．能盛放冷的浓硫酸 D．能与氯化铁溶液反应考点二铁与水蒸气的反应【例2】（2022·上海市复旦中学高一期中）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。(1)写出该反应的化学方程式：____；并指明该反应的还原剂是____，被还原的是____。(2)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是____；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是____。(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是____，原因是_____。(4)干燥管中盛装是的物质是____，作用是____。(5)试管中收集气体是____，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行____，方法是____。这一操作的目的是____。【一隅三反】1．（2022·黑龙江·哈师大附中高一期末）用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是A．实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯B．反应中H2O作氧化剂，发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2C．干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙D．收集反应产生的气体选用装置②2．装置甲、乙、丙都是铁与水蒸气反应的实验装置，下列说法不正确的是装置甲装置乙装置丙A．选用丙装置，实验结束时先移去酒精灯，再将导气管拿出水面B．甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气C．用乙装置实验时，蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃肥皂泡发出爆鸣声D．三个装置相比较，乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好3．（2022·陕西·西北农林科技大学附中高一期末）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答下列问题：(1)写出该反应的反应方程式：________，并指出该氧化还原反应的还原剂是_______，氧化剂是________。(2)实验前必须对整套装置进行操作的是________。(3)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是_______；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是________。(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是_________，为什么？________。(5)干燥管中盛装的物质是________，作用是___________。(6)试管中收集气体是_______，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行___________，这一操作的目的是_________。考点三铁与酸或盐反应【例31】（2022·新疆·乌市一中高一期末）下列物质反应后一定有+3价铁生成的是①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸A．只有① B．只有①③⑤ C．只有①③④⑤ D．全部【例32】（2022·辽宁·高一期中）某稀溶液中含有6molKNO3和3molH2SO4向其中加入2mol铁粉，充分反应(已知被还原为NO)，最终溶液体积为1L。下列说法正确的是A．所得溶液中c(NO)=3mol/LB．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：1C．反应后生成NO的体积为33.6LD．所得溶液中的溶质只有Fe(NO3)3和Fe(NO3)2【一隅三反】1．一定条件下单质铁与下列物质反应，产物中铁元素呈+3价的是A．稀盐酸 B．氯气 C．硫酸铜溶液 D．稀硫酸2．（2022·上海市复旦中学高一期中）将0.02mol铁分别投入足量的下列物质中，在一定条件下充分反应，产生氢气最多的是A．2mol/L稀硫酸 B．18.4mol/L硫酸 C．5mol/L硝酸 D．灼热的水蒸气3．（2022·上海市洋泾中学高一期中）常温下，将铁片放入下列溶液中，能明显观察到有气体产生的是A．浓硫酸 B．浓盐酸 C．浓硝酸 D．硫酸铜溶液4．（2022·浙江·舟山中学高一期中）向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示已知：①硝酸只被还原为NO气体；②酸性条件下，氧化性：NO>Fe3+>H+下列说法不正确的是A．OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H2B．B点溶液中的溶质为FeSO4和H2SO4C．原混合溶液中SO的物质的量为0.4molD．原混合溶液中NO的物质的量浓度为2mol/L考点四铁的氧化物【例41】将一定质量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物加入200mL1mol/L稀硝酸中，有气泡生成且混合物完全溶解，向所得溶液中加入KSCN溶液，振荡，无血红色出现，则混合物中铁元素的质量可能为A．11.2g B．9.6g C．5.6g D．2.8g【例42】（2022·山西省长治市第二中学校高一期末）由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2)制备绿矾(FeSO4•7H2O)的流程如图，已知：FeS2难溶于水。下列说法错误的是A．步骤①酸溶烧渣最好选用硫酸B．步骤②涉及的离子反应为FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2+16H+C．步骤③须控制条件防止氧化D．将溶液b加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干得纯净绿矾【一隅三反】1．向一定量Fe和Fe2O3的混合物中加入500mL一定浓度的稀硝酸恰好使混合物溶解，同时可得到标准状况下2.24LNO气体。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，得到11.2g铁单质。则原稀硝酸的物质的量浓度为A．1mol/L B．1.5mol/L C．2mol/L D．无法计算2．（2022·上海市七宝中学高一期末）某铁的氧化物()1.04g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下，恰好将完全氧化。x值为A．0.714 B．0.750 C．0.800 D．0.8753．（2022·江苏南京·高一期末）由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下：下列有关说法不正确的是A．“酸溶”时适当提高稀硫酸浓度，可提高铁元素的浸出效率B．“还原”时主要发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋C．“检验”时可用KSCN溶液检验“还原”步骤是否进行完全D．“系列操作”必须使用的仪器有玻璃棒、酒精灯、坩埚等考点五工业炼铁【例5】（铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。（1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式：________________。（2）写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：__________________________。（3）实验室中可用还原，在加热前应先_________，否则可能发生________现象；未反应完的___________（填“能”或“不能”）排放到大气中，应做________处理。【一隅三反】1．（2021·山东省青岛第一中学高一开学考试）小明对实验室炼铁的原理进行了以下整理，你认为错误的一项是A．a处 B．b处 C．c处 D．d处2．（2021·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高一期中）高炉炼铁中存在反应：3CO+Fe2O33CO2+2Fe。下列说法正确的是A．Fe2O3是氧化剂B．Fe是氧化产物C．CO2是还原产物D．CO既不是氧化剂又不是还原剂3．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素。铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2，若有1molFe3O4参加反应，转移电子的物质的量是___________mol。(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的方法为在KOH浓溶液中加入NaClO和Fe(OH)3，并不断搅拌，其发生反应的离子方程式为：___________。(3)某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)已知FeCl3会吸水潮解。请回答下列问题