铁及其氧化物和氢氧化物-2025年高考化学一轮复习讲义（解析版）

第12讲铁及其氧化物和氢氧化物

目标

01掌握铁的主要性质及应用。

02知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。

03掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。

考点一：铁及其氧化物

重点•夯基易错

1.铁单质

⑴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，能被磁体吸引。

(2)铁的原子结构

Fe的价电子排布式为3d64s2,铁位于元素周期表的第生周期第必I族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原

不''

(^26)28142

子结构示意图："))O

(3)铁的化学性质

铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成+2价或+3价的铁。重要的化学反应为

・常温：在潮湿的空气中生锈

<(Fe2O3-XH2O)

--2MLAI点燃

非I点燃：3Fe+2Ozqg=Fe3C)4

「金一△

［属］ci2：2Fe+3c卜=2FeC13

S、k：Fe+S=^=FeS、Fe+，=^=Fe12

3Fe+4HzO(g)Fes。、+4H、

因卢++2+

H：Fe+2H=Fe+H2\

便卜浓硝酸、浓硫酸与铁反应：常温下

钝化,加热时可将铁氧化为把价铁盐

,~,Cu2+：Fe+Cu2+-----Fe2++Cu

LJih-----------------------

巴Fe3+：2F—+Fe=^=3Fe2+

2.铁的氧化物

(1)物理性质

化学式

FeOFe2C)3Fe3O4

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、FezCh都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO+2H+=Fe2++

+3+

H20,Fe2O3+6H=2Fe+3H2O□

②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+3CO=2Fe+3CO2,

Fe2O3+2Al=^=2Fe+Al2O3o

③分别写出FesCU溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe3O4+28H++N(K=9Fe3++NOt+14H2O、

+2+

Fe3O4+8H+2I-=3Fe+l2+4H2O»

底易错辨析

1.铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在()

2.Fe分别与Cb和盐酸反应所得氯化物相同()

3.常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸()

4.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4()

5.常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。()

6.铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。()

7.Fe与稀HNO3、稀H2s。4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。()

8.浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe+6H+=2Fe3++3H2t0()

9.四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=3Fe3++4H2。。()

10.铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3。()

【答案】l.X2,X3.V4.V5.X6.X7.X8.X9.X10.X

方法•规律总结

确定铁的氧化物组成的基本方法

mn

设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m：n,则氧化物中"(Fe)："(0)=一:—=。：b,

5616

若a：6=1：1,则铁的氧化物为FeO；

若a：6=2：3,则铁的氧化物为Fez。?；

若a:b=3:4,则铁的氧化物是Fe3()4或FeO与FezCh按物质的量之比为「1组成的混合物或FeO、

Fe2O3,FesCU的混合物（其中FeO、FezCh的物质的量之比为1：1，FesCU的物质的量为任意值）。

点拨*能力培养

1.下列叙述正确的是（）

A.Fe与卜反应生成Feb

B.硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2++2Fe=2Fe3++3Cu

C.5.6gFe与足量的S反应转移的电子数为0.3必

D.高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加

【答案】D

【解析】Fe与k反应生成Feb，A错误；正确的离子方程式：Cu2++Fe^=Fe2++Cu,B错误；5.6gFe

的物质的量为一"6g=0」mol,与足量的S反应生成FeS,转移电子数为0.2以，C错误；Fe变为

56gmol1

Fe3O4,固体质量增加，D正确。

2.化学让生活更美好。下列说法不正确的是（）

A.钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，FezCh是一种碱性氧化物

B.常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应

C.故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料

D.氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁

【答案】D

【解析】氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁，故D错误。

真题■明考向

1.（2024・安徽・高考真题）下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是

丙乙

选项甲乙丙

ACl2NaClONaCl

HSOCaSO

Bso2244

CFe?QFe(OH)3FeCl3

(

DCO2H2CO3CaHCO3)2

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.Ck与水反应生成HC10和HCL无法直接生成NaClO,A错误；

B.SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误；

C.氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误；

D.CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正

确；

故答案选D。

2.(2024•浙江•高考真题)下列说法不正确的是

A.A1(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多

B.Na。?能与CO?反应产生可作供氧剂

C.FeO有还原性，能被氧化成FeQ”

D.HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中

【答案】A

【解析】A.A1(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A

不正确；

B.Na?。?能与CO?反应产生该反应能安全发生且不生成有毒气体，故Na?。?可作供氧剂，B正确；

C.FeO有还原性，其中Fe元素的化合价为+2,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fes。,，C正确;

D.见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；HNO3见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确；

综上所述，本题选A。

3.(2024・全国•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

湿棉花铁粉

Oo

肥皂液

高温

A.反应为3Fe+4H2O(g)-Fe3C>4+4H2

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

【解析】A.铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fes。,和H?,该反应的化学方程式为

,、局温

3Fe+4H2O（g）—Fe3O4+4H2,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。

4.(2023・天津・高考真题)下列常见物质及用途，错误的是

A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多

B.SiO2可用于制造光导纤维

C.Fe2C)3是铁红，可以用作染料

D.钠起火，可以使用水基灭火器扑灭

【答案】D

【解析】A.胃酸中含有HC1,氢氧化铝可以与HC1反应，能用于治疗胃酸过多，A正确；

B.SiO2具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B正确；

C.Fe2C(3是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C正确；

D.钠能与水反应生成易燃性气体氢气，不能使用水基灭火器扑灭，D错误；

故选D。

考点二：铁的氢氧化物

重点•夯基易错

1.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较

化学式

Fe(OH)2Fe(OH)3

色、态自色固体红褐色固体

与盐酸反应2+3+

Fe(OH)2+2H+=Fe+2HQFe(OH)3+3H+=Fe+3H2O

受热分解

2Fe(OH)3------Fe2O3+3H2O

可溶性亚铁盐与碱溶液反应：可溶性铁盐与碱溶液反应：

制法

23

Fe++2OH==Fe(OH)21Fe++3OH-=Fe(OH)33

在空气中，Fe(0H)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(0H)3，现象是白色

二者的关系絮状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

2+

①制备原理：Fe+2OH-=Fe(OH)2I。

②成功关键：溶液中不含等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(0H)2在密闭、隔绝空气的体系中。

(2)常用方法

-Sfiq\445JV**J7J'/

：

将吸有溶液的胶头滴管插到溶

NaOHNaOHFeSO4

/溶液

液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油

一苯

：_FeSO

4(不能用CC1),以防止空气与Fe(OH)2接触发

:溶液4

生反应

有江L覆盖层法

.■■■'

an

d-jc■先在装置I中生成FeSO4溶液,并利用生成的

L

AinB

H2将装置内的空气排尽后,再把FeSOq溶液

稀硫酸|NaOH

(适量)|\E牛溶洞压入装置H中与NaOH溶液混合,这样可长

Fe-^i斗(过量)

时间观察到白色沉淀

还原利二气体4果护法

用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在

液面上覆盖苯(或煤油)

£易错辨析

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.FeCb溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体()

3.Fe(OH)2与HNC>3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2+2H+-Fe2++2H2O()

4.Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeL()

5.Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应()

6.Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2()3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO()

7.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()

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

9.将热的NaOH溶液滴入FeCb溶液中可制备Fe(OH)3胶体。()

10.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2+2H+-Fe2++2H2。。()

【答案】1.72.X3.X4.X5.X6.X7.X8.J9.X10.X

方法-规律总结

⑴成功制备Fe(OH)2的关键

Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色

沉淀状态，成功的关键有以下两点：

①溶液中不含Fe3+和。2等氧化性物质；

②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。

点拨•能力培养

氢氧化亚铁制备实验探究

1.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)。

1--]NaOH

/溶液

李-苯

||_FeSO4

IF"溶液

④

【答案】①②④

【解析】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；④

中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到

白色沉淀。

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。

(l)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.CuCb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Na2s。4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o

【答案】(l)FeFe—2e--Fe2+

(2)BC

⑶隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸，排出溶解的。2

(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色

真题■明考向

1.（2023・全国•高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是

A硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀6FeSO4+O2+2H2O=2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2J

B硫化钠溶液出现浑浊颜色变深Na2S+2O2=Na2SO4

C漠水颜色逐渐褪去4Br2+4H2O=HBrO4+7HBr

D胆帆表面出现白色粉末CuSO4-5H2O=CUSO4+5H2O

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe（OH）3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，

化学方程式为：12FeSO4+3C>2+6H2O=4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3j,A错误；

B.硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：

2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2SJ,,B错误；

C.澳水的主要成分是澳和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2O^HBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所以

滨水放置太久会变质。但不是生成高澳酸，所以选项中的化学方程式错误，C错误；

D.胆矶为CUS（V5H2O,颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSC>4，化学方程式为：

CuSO4-5H2O=CUSO4+5H2O,方程式正确，D正确；

故选D。

演练*提能力

1.（2023・广东•高考真题）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是

选项劳动项目化学知识

A帮厨活动：帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐加热使蛋白质变性

B环保行动：宣传使用聚乳酸制造的包装材料聚乳酸在自然界可生物降解

C家务劳动：擦干已洗净的铁锅，以防生锈铁丝在中燃烧生成Fes。,

D学农活动：利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气沼气中含有的CH4可作燃料

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】A.鸡蛋主要成分是蛋白质，帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐，加热使蛋白质变性，有关联，故A不

符合题意；

B.聚乳酸在自然界可生物降解，为了减小污染，宣传使用聚乳酸制造的包装材料，两者有关联，故B不符

合题意；

C.擦干已洗净的铁锅，以防生锈，防止生成氧化铁，铁丝在中燃烧生成Fes。"两者没有关联，故C

符合题意；

D.利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气，沼气主要成分是甲烷，甲烷用作燃料，两者有关系，故D不符合题

后、。

综上所述，答案为C。

2.(2023・浙江・高考真题)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是

实验方案;现象结论

A往FeCl?溶液中加入Zn片,短时间内无明显现象Fe"的氧化能力比Z/+弱

往Fe2(SOj溶液中滴加KSCN溶液，再加溶液先变成血红色后

BFe"与SCN-的反应不可逆

入少量K2sO4固体无明显变化

将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，

C溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有+3价铁

滴加KSCN溶液

--J―制团队(Xueha-2024)

Fe"先水解得Fe(OH)3再聚集成

向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持溶液先变成红褐色再

D

续煮沸析出沉淀Fe(OH%沉淀

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时,

表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此FeCk溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者

可以发生反应：FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe,溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知Fe?+的氧化能力比Zn2+强，A

错误；

3+

B.溶液变成血红色的原因，Fe+3SCN-^Fe(SCN)3,与SOj和K+无关，B错误；

C.铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，c错误;

D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(0H)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确;

故答案为：D。

3.如图为铁元素的价类二维图，“一”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是

化合价

+6FeO：

3+

Fe2O3®Fe(OH)®Fe

+3

①/t②④奸

+2/FeOFe(OH)^>Fe2+

Fe

0单质氧化物氢氧化物盐,物质类别

A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①

B.FeO在空气中受热可实现转化②

C.Fe(OH%胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水

D.高铁酸盐(FeOj)具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌

【答案】D

【解析】A.铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误；

B.FeO在空气中受热，迅速被氧化为四氧化三铁，不能实现转化②，故B错误；

C.Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用于净水但是不能杀菌，故C错误；

D.高铁酸根离子中铁元素的化合价为最高价+6价，所以高铁酸盐具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D

正确；

故选D。

4.不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的

化合价为+3价的是

A.氯气B.稀盐酸C.稀硫酸D.硫酸铜

【答案】A

【解析】A.氯气具有强氧化性，能将Fe氧化+3价，无论铁是否过量，铁在氯气中燃烧都生成厂eCL故

A正确；

B.稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H元素体现的，能将Fe氧化为Fe2+,故B错误;

C.稀硫酸具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+,故C错误；

D.硫酸铜中铜离子具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+,故D错误;

故选A。

5.铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示:

磁铁

尿不湿具支试管

头

双

精

酒吹泡

灯泡水

改进前改进后

下列说法错误的是()

A.将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气

B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触

C.肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显

D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物

【答案】D

【解析】铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。

6.向含有1molHNCh和1molH2s。4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加

铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()

A.a表示Fe3+的关系曲线

B.孙=0.75

C.P点时，w(Fe2+)=0.5625mol

D.向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g

【答案】C

【解析】该反应可以看做两步：①Fe+4H++NOI^Fe3++NOt+2H2O,硝酸根离子过量，氢离子不足；

@2Fe3++Fe=3Fe2+oa表示Fe3+的关系曲线，A正确；溶液中共有3moiH+参加反应，消耗0.75mol铁,

B正确；P点〃(Fe2+)=〃(Fe3+),两者均为0.45mol,C不正确;P点剩余0.45molFe3+,消耗0.225mol铜,

质量为14.4g,D正确。

7.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,计算该氧化物的化学式：o

【答案】FeO

【解析】4.00gCaCC)3沉淀的物质的量为0.04mol,贝UCO、CO2的物质的量均为0.04mol,增加的氧元素

为0.04mol,质量为0.04molXl6g-moL=0.64g,铁的氧化物中氧元素的质量为0.64g,铁元素的质量为

__2.24g

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-----；―：0.04mol=l：1,则这

56gmol1

种铁的氧化物的化学式为FeOo

8.有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol-LT盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025mol

C