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第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
[核心素养发展目标]　1.掌握铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质,能利用物质的性质和反应,设计Fe(OH)2的制备方案,培养科学探究与创新意识。2.能从物质类别和价态两个角度研究物质,认识含铁物质在生产和生活中的应用,建立含铁物质性质和应用间的关系,增强科学态度与社会责任。
一、铁单质
1.物理性质
纯铁有　　　　性、　　　　性、　　　　性,但其导电性不如铜和铝,能被　　　　吸引,其熔、沸点较　　　,纯净的铁是光亮的　　　　　　金属。
2.化学性质
(1)从物质类别角度分析,铁单质具有金属的　　　　。写出下列化学方程式,是离子反应的写离子方程式。
(2)从铁元素化合价的角度分析,铁单质具有　　　　　　。
①铁单质和冷水或热水均　　　　　　。
②铁单质和水蒸气的反应
实验装置 实验现象 实验结论
肥皂液中有气泡产生,用火柴点燃气泡, 　　　　　 铁和水蒸气反应生成H2,化学方程式: 　　　　　　　
思考　(1)如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
(2)上述实验中湿棉花、肥皂液的作用分别是　　　　　　　　,　　　　　　　　。
1.判断正误
(1)常温下,生铁与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O的共同作用下能发生反应(　　)
(2)1 mol铁与足量稀盐酸反应,转移电子数为3NA(　　)
(3)1 mol Cl2和足量的铁反应,转移2NA个电子(　　)
(4)金属和水反应,都生成氢氧化物和氢气(　　)
(5)1 mol Fe与水蒸气在高温下反应转移 mol电子(　　)
2.有下列物质:①O2　②AgNO3溶液
③CuCl2溶液　④稀硫酸　⑤FeCl3溶液　⑥Cl2　⑦水蒸气(高温)
与Fe反应时只生成+2价铁的化合物的是
　　　　　(填序号,下同),只生成+3价铁的化合物的是　　　　　　,既生成+2价又生成+3价铁的化合物的是　　　　。
二、铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物的物理性质及用途
名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁
化学式
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价
颜色、状态 黑色粉末 　　　 色粉末 　　色固体 (具有磁性)
溶解性 都不溶于水
用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料
2.铁的氧化物的化学性质
(1)从物质类别的角度分析,FeO、Fe2O3都属于　　　　　　　　,它们都能与酸反应生成相应的　　　　　　,写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO: 　。
②Fe2O3: 　。
③Fe3O4:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O。
特别提醒　①Fe3O4不属于碱性氧化物。
②Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示,但不表示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。
(2)从元素化合价的角度分析,铁的氧化物都具有　　　　,其中FeO中Fe元素化合价为+2价,化合价还可以升高,具有 　。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成　　　　,FeO在反应中表现　　　　　。
②铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,Fe2O3和Al发生反应的化学方程式: 　
　,
反应放出　　　　　　,常用于　　　　、制备金属纳米复合材料等,Fe2O3在反应中表现　　　　　　　。
特别提醒　FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应,常用KClO3和镁条引发该反应。
思考1　野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行,该反应称为“铝热反应”。操作步骤为①将铝粉和氧化铁充分混合;②撒上氯酸钾,插入镁条;③点燃镁条。原理如图。
(1)氯酸钾和镁条分别起什么作用
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
(2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应 若能,请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式,并标出电子转移。
____________________________________________________________________________________________
(3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢 若不能,说明原因。
____________________________________________________________________________________________
3.铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 　　　色固体 　　　色固体
溶解性 　　　溶于水 　　　溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
稳定性 在空气中易被氧化为　　 受热易分解: 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
和非氧化性酸反应(离子方程式)
制备 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象:在空气中白色沉淀迅速变为　　　,最终变为　　　　　　
思考2　Fe(OH)2是一种白色沉淀,极易被氧化生成Fe(OH)3,为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀,某小组设计如下两套方案。
方案一:覆盖层法
方案二:还原性气体保护法
方案一　　　　　　　　方案二
根据以上两种方案,回答下列问题:
(1)在方案一中,为防止Fe(OH)2被氧化,常采用以下措施。
①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2,目的是______________________。
②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油,目的是__________________________________________________。
③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,目的是______________。
(2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀,操作方法为　　　　　　　　　　　　　　　　。相关反应的离子方程式为____________________________________________________________________。
(3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中,沉淀会发生怎样变化 _______________________,
写出反应的化学方程式:__________________________________________________________________。
制备氢氧化亚铁实验的四个关键点
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯),以隔绝空气。
1.判断正误
(1)铁和铁的氧化物都能被磁铁吸引(　　)
(2)Fe3O4中铁的化合价有+2和+3价,是一种混合物(　　)
(3)FeO在空气中加热生成Fe2O3(　　)
(4)铝粉和三氧化二铁在高温下反应的本质是铝失电子置换出了铁,并放出大量的热(　　)
(5)为防止Fe(OH)2被氧化,在制备时,常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备(　　)
2.(2024·河北邢台二中高一段考)某化学兴趣小组按如图装置进行实验,反应开始时打开弹簧夹,当点燃从a口出来的气体无爆鸣声时关闭弹簧夹,此时剩余少量的钠,下列说法错误的是(　　)
A.橡皮管能起到平衡气压的作用
B.关闭弹簧夹后,打开分液漏斗活塞,剩余的少量钠能置换出单质铁
C.关闭弹簧夹后,打开分液漏斗活塞,锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀
D.反应结束后,打开锥形瓶的橡胶塞,能观察到有红褐色沉淀产生
答案精析
一、
1.延展　导热　导电　磁铁　高　银白色
2.(1)通性　3Fe+2O2Fe3O4　2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+2H+===Fe2++H2↑　Fe+Cu2+===Fe2++Cu　Fe+2Fe3+===3Fe3+　(2)还原性　①不反应　②听到爆鸣声　3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
思考　(1)取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
(2)受热提供水蒸气　收集氢气
应用体验
1.(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2.②③④⑤　⑥　①⑦
二、
1.FeO　Fe2O3　Fe3O4　+2　+3　+2、+3　红棕　黑
2.(1)碱性氧化物　盐和水　①FeO+2H+===Fe2++H2O
②Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)氧化性　还原性　①Fe3O4　还原性　②Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3　大量热　焊接钢轨　氧化性
思考1　(1)镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件,氯酸钾受热分解产生氧气,促进燃烧。
(2)能。反应的化学方程式及电子转移:
。
(3)否。因为金属的活动性:Mg>Al,故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。
3.白　红褐　难　难　Fe(OH)3　Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O　Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O　灰绿色　红褐色
思考2　(1)①排除溶解的氧气,防止Fe(OH)2被氧化　②隔绝空气中的氧气　③防止带入氧气
(2)打开止水夹a,待A中反应生成的H2排尽装置中的空气后,再关闭止水夹a　Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
(3)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
应用体验
1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2.B　[钠与水反应生成NaOH和氢气,生成的NaOH与氯化亚铁反应生成Fe(OH)2沉淀,故选B。](共73张PPT)
铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
第2课时
第3章　第1节
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核心素养
发展目标
1.掌握铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质，能利用物质的性质和反应，设计Fe(OH)2的制备方案，培养科学探究与创新意识。
2.能从物质类别和价态两个角度研究物质，认识含铁物质在生产和生活中的应用，建立含铁物质性质和应用间的关系，增强科学态度与社会责任。
内容索引
一、铁单质
二、铁的氧化物和氢氧化物
课时对点练
铁单质
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一
1.物理性质
纯铁有 性、 性、 性，但其导电性不如铜和铝，能被
吸引，其熔、沸点较 ，纯净的铁是光亮的 金属。
一　铁单质
延展
导热
导电
磁铁
高
银白色
2.化学性质
(1)从物质类别角度分析，铁单质具有金属的 。写出右列化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
通性
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋===3Fe3＋
(2)从铁元素化合价的角度分析，铁单质具有 。
①铁单质和冷水或热水均 。
②铁单质和水蒸气的反应
还原性
不反应
实验装置 实验现象 实验结论
肥皂液中有气泡产生，用火柴点燃气泡，_____ ________ 铁和水蒸气反应生成H2，化学方程式：____________
________________
听到
爆鸣声
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
(1)如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态？
思考
提示　取少量固体于试管中，加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解，将溶液分成两份，一份加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；另一份加入KSCN溶液，溶液显红色，说明溶液中含有Fe3+。
(2)上述实验中湿棉花、肥皂液的作用分别是 ，
。
思考
受热提供水蒸气
收集氢气
1.判断正误
(1)常温下，生铁与H2O不反应，但在空气中的O2、CO2、H2O的共同作用下能发生反应
(2)1 mol铁与足量稀盐酸反应，转移电子数为3NA
(3)1 mol Cl2和足量的铁反应，转移2NA个电子
(4)金属和水反应，都生成氢氧化物和氢气
(5)1 mol Fe与水蒸气在高温下反应转移 mol电子
应用体验
×
√
×
√
√
2.有下列物质：①O2　②AgNO3溶液　③CuCl2溶液　④稀硫酸　⑤FeCl3溶液　⑥Cl2　⑦水蒸气(高温)
与Fe反应时只生成+2价铁的化合物的是　　　　　 (填序号，下同)，只生成+3价铁的化合物的是　　　，既生成+2价又生成+3价铁的化合物的是　　　　。
应用体验
②③④⑤
⑥
①⑦
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铁的氧化物和氢氧化物
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二
二　铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物的物理性质及用途
名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁
化学式 _____ _______ _______
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价 ____ _____ __________
颜色、状态 黑色粉末 ______色粉末 ____色固体(具有磁性)
溶解性 都不溶于水 用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
+2、+3
红棕
黑
2.铁的氧化物的化学性质
(1)从物质类别的角度分析，FeO、Fe2O3都属于 ，它们都能与酸反应生成相应的 ，写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式：
①FeO：______________________。
②Fe2O3：_________________________。
③Fe3O4：Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O。
碱性氧化物
盐和水
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
特别提醒　①Fe3O4不属于碱性氧化物。
②Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示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。
(2)从元素化合价的角度分析，铁的氧化物都具有 ，其中FeO中Fe元素化合价为+2价，化合价还可以升高，具有 。
①FeO不稳定，在空气中受热被氧化生成 ，FeO在反应中表现
。
②铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应，Fe2O3和Al发生反应的化学方程式： ，反应放出 ，常用于__________、制备金属纳米复合材料等，Fe2O3在反应中表现 。
氧化性
还原性
Fe3O4
还原性
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3
大量热
焊接钢轨
氧化性
特别提醒　FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应，常用KClO3和镁条引发该反应。
思考1
野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行，该反应称为“铝热反应”。操作步骤为①将铝粉和氧化铁充分混合；②撒上氯酸钾，插入镁条；③点燃镁条。原理如图。
(1)氯酸钾和镁条分别起什么作用？
提示　镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件，氯酸钾受热分解产生氧气，促进燃烧。
思考1
(2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应？若能，请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式，并标出电子转移。
提示　能。反应的化学方程式及电子转移：
思考1
(3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢？若不能，说明原因。
提示　否。因为金属的活动性：Mg>Al，故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。
3.铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 ____色固体 _______色固体
溶解性 ____溶于水 ____溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
稳定性 在空气中易被氧化为_________ 受热易分解：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
白
红褐
难
难
Fe(OH)3
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
和非氧化性酸反应(离子方程式) ________________________ _________________________
制备 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象：在空气中白色沉淀迅速变为______，最终变为_______ Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
灰绿色
红褐色
思考2
Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。
方案一：覆盖层法
思考2
方案二：还原性气体保护法
思考2
根据以上两种方案，回答下列问题：
(1)在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。
①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制
Fe(OH)2，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是　　　　　　　　　。
③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是　　　　　　　。
排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化
隔绝空气中的氧气
防止带入氧气
思考2
(2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为
_____________________________________
_____________________________。
相关反应的离子方程式为_______________
_______________________________。
打开止水夹a，待A中反应生成的H2排尽装
置中的空气后，再关闭止水夹a
Fe+2H+===Fe2+
+H2↑、Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
思考2
(3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？____________
______________________________，写出反应的化学方程式：______________________
_________。
白色沉淀迅
速变为灰绿色，最终变为红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===
4Fe(OH)3
归纳总结
制备氢氧化亚铁实验的四个关键点
(1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。
1.判断正误
(1)铁和铁的氧化物都能被磁铁吸引
(2)Fe3O4中铁的化合价有+2和+3价，是一种混合物
(3)FeO在空气中加热生成Fe2O3
(4)铝粉和三氧化二铁在高温下反应的本质是铝失电子置换出了铁，并放出大量的热
(5)为防止Fe(OH)2被氧化，在制备时，常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备
应用体验
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2.(2024·河北邢台二中高一段考)某化学兴趣小组按如图装置进行实验，反应开始时打开弹簧夹，当点燃从a口出来的气体无爆鸣声时关闭弹簧夹，此时剩余少量的钠，下列说法错误的是
A.橡皮管能起到平衡气压的作用
B.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，剩余的少量
钠能置换出单质铁
C.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀
D.反应结束后，打开锥形瓶的橡胶塞，能观察到有红褐色沉淀产生
应用体验
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应用体验
钠与水反应生成NaOH和氢气，生成的NaOH与氯化亚铁反应生成Fe(OH)2沉淀，故选B。
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课时对点练
题组一　铁的性质
1.(2024·北京八一中学月考)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.工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
D.铁能导电但其导电性不如铜和铝
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高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，故选B。
2.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
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把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好的延展性，故A正确；
中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B、D正确；
金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误。
3.(2024·乌鲁木齐高一期末)某学习小组进行了如图所示的实验，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
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铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学
的观点错误，故选C。
题组二　铁的氧化物
4.2023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施——四川省甘孜州新龙红山景区正式开园，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含
A.Fe(OH)3 B.Fe3O4
C.FeO D.Fe2O3
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Fe2O3为红棕色固体，俗称铁红，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含有Fe2O3，故选D。
5.有关铁的氧化物的说法不正确的是
A.Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价，1个显+2价
B.FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧
化物
C.FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4
D.Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料
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FeO、Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4是复杂氧化物，故选B。
6.(2023·郑州高一期末)铝粉与氧化铁在高温条件下的反应可用来焊接钢轨。下列说法不正确的是
A.该反应放出大量的热，生成的铁呈熔融态
B.该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C.被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为1∶2
D.实验室引发该反应通常在铝热剂表面加氯酸钾，插上镁带并点燃
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该反应放出大量的热，温度较高，可以使铁熔化，A正确；
该反应为置换反应，铝置换出氧化铁中的铁，化学方程式为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe，该反应中，2个铝被氧化，同时1个三氧化二铁被还原，其比值为2∶1，B正确、C错误；
该反应需要高温引发，在铝热剂表面加氯酸钾可以提供氧气，帮助镁条的燃烧，D正确。
题组三　铁的氢氧化物及Fe(OH)2的制备
7.下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是
A.Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B.Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解
D.Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
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Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3，故A错误、B正确；
Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。
8.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和红棕色残渣分别是
A.Fe(OH)3，Fe2O3
B.Fe(OH)2，Fe2O3
C.Fe(OH)2，Fe(OH)3
D.Fe(OH)2，Fe3O4
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铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，当加入NaOH溶液时生成白色氢氧化亚铁沉淀；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为红褐色的氢氧化铁，加热时氢氧化铁分解为红棕色的氧化铁。
9.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体)
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A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
√
Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选①；
Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH溶液接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选②；
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没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故不选③；
苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选④。
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10.(2023·烟台高一期末)利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如下，已知：Zn溶于强碱溶液时生成可溶于水的［Zn(OH)4］2-。下列有关说法错误的是
A.Fe3O4是一种复杂的化合物，
是具有磁性的黑色晶体
B.滤液中存在的离子有Na+、［Zn(OH)4］2-、OH-
C.“酸溶”的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑
D.“氧化”的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+
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由信息可知Zn能溶于强碱溶液，由流程可知，加入氢氧化钠溶液，锌溶解生成［Zn(OH)4］2-和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液含Na2［Zn(OH)4］，分离出不溶物为Fe，加入稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁，再加入适量过氧化氢，部分亚铁离子被氧化为铁离子，得到含Fe2+、Fe3+的溶液，再通入氮气排出空气防止亚铁离子被氧化，加入氢氧化钠溶液生成四氧化三铁胶体粒子，据此分解解答。
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Zn溶于强碱时生成可溶于水的［Zn(OH)4］2-，Fe与NaOH溶液不反应，则滤液含过量NaOH，存在的离子有Na+、［Zn(OH)4］2-、OH-，故B正确；
由流程可知，生成的Fe3O4中含+2价的铁，则过氧化氢只氧化部分亚铁离子，故D错误。
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11.通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是
A.过程 Ⅰ 的化学方程式为2Fe3O4
6FeO+O2↑
B.过程 Ⅱ 中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子
C.利用该过程可以降低环境中CO2的含量
D.该过程总反应为CO2 C+O2
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过程 Ⅰ 为太阳能供能且温度高于2 300 K时，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O4 6FeO+O2↑，A正确；
过程Ⅱ为6FeO+CO2 2Fe3O4+C，每
生成23.2 g Fe3O4(即0.1 mol)，转移0.2 mol
电子，B错误；
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由图知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化，而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧气，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确；
由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程总反应为CO2 C+O2，D正确。
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12.铁在一定条件下的反应如图所示。
(1)将铁放在胆矾溶液中，可以得到金属铜，请写出该反应的化学方程式：_______________________。
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
将铁放在胆矾溶液即硫酸铜溶液中，可以得到金属铜，化学方程式：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
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(2)工业上，向500~600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为　　　　(计算结果保留2位小数)。
9.23 mol
由氯元素守恒可知，n(Cl2)=× mol≈9.23 mol。
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(3)实现Fe转化为Fe2+，可选用____________________
_______________(填化学式)溶液。
HCl(或H2SO4、CuSO4
Fe→Fe2+说明Fe被氧化，可选用盐酸、稀硫酸、CuSO4溶液等。
等，合理即可)
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(4)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：
________________________________。
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
Fe3O4溶于稀盐酸生成Fe2+、Fe3+比例为1∶2，反应的离子方程式为Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O。
13.(2024·江苏盐城高一期末)Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。
Ⅰ.方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。
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(1)仪器D的名称是　　　　　　，装置E的作用是　　　　，其中的现象为　　　　　　　　　。
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球形干燥管
检验H2
黑色固体变为红色
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装置E中的氧化铜可以和氢气反应生成铜，颜色由黑变红，可以检验B中生成的氢气。
(2)装置B中的石棉绒的作用是_____________________________________
__________，B中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
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增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应
的进行
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
Ⅱ.方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。
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FeCl3·6H2O FeOOH Fe3O4悬浊液
Fe3O4
(3)写出第②步反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是___________
______________________________________________。
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2FeOOH+Fe2++2OH-===Fe3O4+2H2O
洗涤液，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀，则洗净
取最后一次
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反应过程中使用了FeCl2溶液，则Fe3O4固体表面可能吸附有氯离子，可以通过检验氯离子来检验是否洗涤干净。
14.制备Fe(OH)2时，最初产生的Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化，最终生成红褐色的Fe(OH)3，因而影响了实验效果。某化学兴趣小组同学设计出以下实验改进装置探究能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。
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[A组实验]已知：苯是一种密度小于钠的液体，空气不能溶解在苯中，且反应过程中苯不参加反应，装置如图1。
(1)苯的作用为　　　　　。将钠块加入试管中，可以观察到的现象为
________________________________________________________________________________________________________________。
隔绝空气
钠块在苯层与硫酸亚铁溶液分界处上下跳动且产生气泡，最后钠块消失，下层溶液中有白色沉淀生成，且能持续一段时间不变色
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钠的密度小于水大于苯，钠与FeSO4溶液中的水反应产生氢气会推动钠在界面处跳动，且产生气泡，最后钠块消失，下层FeSO4溶液中有白色沉淀Fe(OH)2生成，且能持续一段时间不变色。
[B组实验]选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图2。
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(2)实验时，先　　　(填“打开”或“关闭”，下同)
止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，　　　止水夹K，制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。白色沉淀能一段时间不变色的原因是_________________
____________________________。
打开
关闭
产生的H2排出了装置中的空气
稀硫酸与铁粉反应
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实验时，先打开止水夹K，铁粉和稀硫酸反应生成氢气将装置内的空气排尽，一段时间后，关闭止水夹K，利用氢气使试管内的压强增大，将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀。
[C组实验]经查阅文献，该小组用如图3装置设计：将一支三通管分别连接三支50 mL的注射器，在相应的连接处加玻璃活塞，实现装置的可控与密闭，以完成“一体三管装置”。
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按图连接好装置，并检查装置的气密性。向注射器A中加入适量铁粉，并吸入少许蒸馏水；注射器B中吸入煮沸后冷却的稀硫酸，确保排尽空气；注射器C中吸入过量的新制的NaOH溶液。重新连接好装置。打开活塞1和活塞2，关闭活塞3，将注射器B中稀硫酸压入装有铁粉的A中，观察到有气泡产生。
(3)待其反应完毕后，__________________________
__________(描述活塞开闭情况)，将生成的FeSO4溶液压入注射器C新制的NaOH溶液中，这时就可以看到有白色沉淀生成。接着还可取下注射器A，接上注射针头，在酒精灯上点燃收集到的氢气。
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关闭活塞2，打开活塞1、
活塞3
待其反应完毕后，关闭活塞2，打开活塞1、活塞3，将生成的FeSO4溶液压入注射器C中，就可以看到有白色沉淀生成。
(4)对比A、B两组实验装置，C组实验装置改进后的优点除操作简单、现象更加明显、能长时间看到白色Fe(OH)2沉淀的存在外，该装置还可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程，具体操作方法是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，该过程发生反应的化学方程式为________________
______________。
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将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下，吸入空气
4Fe(OH)2+O2+2H2O
===4Fe(OH)3
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C组实验装置改进后将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下，吸入空气，该过程发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3，可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程。
返回作业23　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
［分值：100分］
(选择题1~11题，每小题5分，共55分)
题组一　铁的性质
1.(2024·北京八一中学月考)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.工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
D.铁能导电但其导电性不如铜和铝
2.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
3.(2024·乌鲁木齐高一期末)某学习小组进行了如图所示的实验，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
题组二　铁的氧化物
4.2023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施——四川省甘孜州新龙红山景区正式开园，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含 (　　)
A.Fe(OH)3 B.Fe3O4
C.FeO D.Fe2O3
5.有关铁的氧化物的说法不正确的是 (　　)
A.Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价，1个显+2价
B.FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物
C.FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4
D.Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料
6.(2023·郑州高一期末)铝粉与氧化铁在高温条件下的反应可用来焊接钢轨。下列说法不正确的是 (　　)
A.该反应放出大量的热，生成的铁呈熔融态
B.该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
C.被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为1∶2
D.实验室引发该反应通常在铝热剂表面加氯酸钾，插上镁带并点燃
题组三　铁的氢氧化物及Fe(OH)2的制备
7.下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是 (　　)
A.Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B.Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解
D.Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
8.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和红棕色残渣分别是 (　　)
A.Fe(OH)3，Fe2O3
B.Fe(OH)2，Fe2O3
C.Fe(OH)2，Fe(OH)3
D.Fe(OH)2，Fe3O4
9.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体) (　　)
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
10.(2023·烟台高一期末)利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如下，已知：Zn溶于强碱溶液时生成可溶于水的［Zn(OH)4］2-。下列有关说法错误的是 (　　)
A.Fe3O4是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体
B.滤液中存在的离子有Na+、［Zn(OH)4］2-、OH-
C.“酸溶”的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑
D.“氧化”的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+
11.通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.过程 Ⅰ 的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑
B.过程 Ⅱ 中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子
C.利用该过程可以降低环境中CO2的含量
D.该过程总反应为CO2C+O2
12.(8分)铁在一定条件下的反应如图所示。
(1)将铁放在胆矾溶液中，可以得到金属铜，请写出该反应的化学方程式：　　　　　　　。
(2)工业上，向500~600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为　　　　(计算结果保留2位小数)。
(3)实现Fe转化为Fe2+，可选用　　　　(填化学式)溶液。
(4)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：　　　　。
13.(21分)(2024·江苏盐城高一期末)Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。
Ⅰ.方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。
(1)仪器D的名称是　　　　　，装置E的作用是　　　　，其中的现象为　　　　　　　　。
(2)装置B中的石棉绒的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，B中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀，可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。
FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4悬浊液Fe3O4
(3)写出第②步反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。
(4)第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是　　　　。
14.(16分)制备Fe(OH)2时，最初产生的Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化，最终生成红褐色的Fe(OH)3，因而影响了实验效果。某化学兴趣小组同学设计出以下实验改进装置探究能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。
［A组实验］已知：苯是一种密度小于钠的液体，空气不能溶解在苯中，且反应过程中苯不参加反应，装置如图1。
(1)苯的作用为　　　　　。将钠块加入试管中，可以观察到的现象为　　　　　　　　。
［B组实验］选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图2。
(2)实验时，先　　　　　(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，　　　　　　　止水夹K，制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。白色沉淀能一段时间不变色的原因是　　　　。
［C组实验］经查阅文献，该小组用如图3装置设计：将一支三通管分别连接三支50 mL的注射器，在相应的连接处加玻璃活塞，实现装置的可控与密闭，以完成“一体三管装置”。
按图连接好装置，并检查装置的气密性。向注射器A中加入适量铁粉，并吸入少许蒸馏水；注射器B中吸入煮沸后冷却的稀硫酸，确保排尽空气；注射器C中吸入过量的新制的NaOH溶液。重新连接好装置。打开活塞1和活塞2，关闭活塞3，将注射器B中稀硫酸压入装有铁粉的A中，观察到有气泡产生。
(3)待其反应完毕后，　　　(描述活塞开闭情况)，将生成的FeSO4溶液压入注射器C新制的NaOH溶液中，这时就可以看到有白色沉淀生成。接着还可取下注射器A，接上注射针头，在酒精灯上点燃收集到的氢气。
(4)对比A、B两组实验装置，C组实验装置改进后的优点除操作简单、现象更加明显、能长时间看到白色Fe(OH)2沉淀的存在外，该装置还可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程，具体操作方法是　　　　　　　　　　　　　，该过程发生反应的化学方程式为　　　　。
答案精析
1.B　[高温下,铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,故选B。]
2.C　[把钢煅作或长或圆的叶子形状,说明金属铁有良好的延展性,故A正确;中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁,故开始要除去铁锈,防止三价铁影响产物纯度,故B、D正确;金属铁在醋瓮中密封保存,隔绝空气,不能与氧气反应,故C错误。]
3.C　[铁与水不反应,应该是水蒸气,丙同学的观点错误,故选C。]
4.D　[Fe2O3为红棕色固体,俗称铁红,丹霞地貌的岩层呈红色是因为含有Fe2O3,故选D。]
5.B　[FeO、Fe2O3是碱性氧化物,Fe3O4是复杂氧化物,故选B。]
6.C　[该反应放出大量的热,温度较高,可以使铁熔化,A正确;该反应为置换反应,铝置换出氧化铁中的铁,化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,该反应中,2个铝被氧化,同时1个三氧化二铁被还原,其比值为2∶1,B正确、C错误;该反应需要高温引发,在铝热剂表面加氯酸钾可以提供氧气,帮助镁条的燃烧,D正确。]
7.A　[Fe(OH)2是一种白色固体,不稳定,具有还原性,在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故A错误、B正确;Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解为氧化物和水,故C正确。]
8.B　[铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,当加入NaOH溶液时生成白色氢氧化亚铁沉淀;氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为红褐色的氢氧化铁,加热时氢氧化铁分解为红棕色的氧化铁。]
9.B　[Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选①;Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH溶液接触而反应,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选②;没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,故不选③;苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选④。]
10.D　[由信息可知Zn能溶于强碱溶液,由流程可知,加入氢氧化钠溶液,锌溶解生成[Zn(OH)4]2-和氢气,铁不溶解,过滤得到滤液含Na2[Zn(OH)4],分离出不溶物为Fe,加入稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁,再加入适量过氧化氢,部分亚铁离子被氧化为铁离子,得到含Fe2+、Fe3+的溶液,再通入氮气排出空气防止亚铁离子被氧化,加入氢氧化钠溶液生成四氧化三铁胶体粒子,据此分解解答。Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2-,Fe与NaOH溶液不反应,则滤液含过量NaOH,存在的离子有Na+、[Zn(OH)4]2-、OH-,故B正确;由流程可知,生成的Fe3O4中含+2价的铁,则过氧化氢只氧化部分亚铁离子,故D错误。]
11.B　[过程 Ⅰ 为太阳能供能且温度高于2 300 K时,Fe3O4分解为O2和FeO,化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑,A正确;过程Ⅱ为6FeO+CO22Fe3O4+C,每生成23.2 g Fe3O4(即0.1 mol),转移0.2 mol电子,B错误;由图知,该过程中Fe3O4和FeO相互转化,而二氧化碳被消耗,生成了碳和氧气,故利用该过程可以降低环境中CO2的含量,C正确;由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知,该过程总反应为CO2C+O2,D正确。]
12.(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(2)9.23 mol
(3)HCl(或H2SO4、CuSO4等,合理即可)
(4)Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
解析　(1)将铁放在胆矾溶液即硫酸铜溶液中,可以得到金属铜,化学方程式:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(2)由氯元素守恒可知,n(Cl2)=× mol≈9.23 mol。(3)Fe→Fe2+说明Fe被氧化,可选用盐酸、稀硫酸、CuSO4溶液等。(4)Fe3O4溶于稀盐酸生成Fe2+、Fe3+比例为1∶2,反应的离子方程式为Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O。
13.(1)球形干燥管　检验H2　黑色固体变为红色
(2)增大铁粉与水蒸气的接触面积,加快反应的进行　3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(3)2FeOOH+Fe2++2OH-Fe3O4+2H2O
(4)取最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液,如无白色沉淀,则洗净
解析　(1)装置E中的氧化铜可以和氢气反应生成铜,颜色由黑变红,可以检验B中生成的氢气。(4)反应过程中使用了FeCl2溶液,则Fe3O4固体表面可能吸附有氯离子,可以通过检验氯离子来检验是否洗涤干净。
14.(1)隔绝空气　钠块在苯层与硫酸亚铁溶液分界处上下跳动且产生气泡,最后钠块消失,下层溶液中有白色沉淀生成,且能持续一段时间不变色
(2)打开　关闭　稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气
(3)关闭活塞2,打开活塞1、活塞3
(4)将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下,吸入空气
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
解析　(1)钠的密度小于水大于苯,钠与FeSO4溶液中的水反应产生氢气会推动钠在界面处跳动,且产生气泡,最后钠块消失,下层FeSO4溶液中有白色沉淀Fe(OH)2生成,且能持续一段时间不变色。(2)实验时,先打开止水夹K,铁粉和稀硫酸反应生成氢气将装置内的空气排尽,一段时间后,关闭止水夹K,利用氢气使试管内的压强增大,将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀。(3)待其反应完毕后,关闭活塞2,打开活塞1、活塞3,将生成的FeSO4溶液压入注射器C中,就可以看到有白色沉淀生成。(4)C组实验装置改进后将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下,吸入空气,该过程发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程。

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