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第13讲　铁及其氧化物和氢氧化物
一、选择题（本题包括11小题，每小题只有一个选项符合题意）
1.指南针是中国古代四大发明之一。北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南”。“磁石”的主要成分是（　　）
A.FeO B.Fe2O3
C.FeS D.Fe3O4
2.在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”，铁制品在生产、生活中有广泛用途。下列说法正确的是（　　）
A.铁是黑色的金属
B.用作避雷针是利用铁的导电性
C.铁制容器不能贮存浓硫酸
D.生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的
3.常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是（　　）
A.盐酸 B.稀硝酸
C.浓硝酸 D.硫酸铜溶液
4.下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（　　）
A.过量的铁与稀硝酸反应
B.铁和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸
C.铁与过量的硫反应
D.过量的铁在氯气中燃烧
5.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（　　）
A.Fe＋4H＋＋NFe3＋＋NO↑＋2H2O
B.Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C.Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O
D.3Fe（OH）2＋10H＋＋N3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
6.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是（　　）
A.氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4
B.Fe2O3、Fe3O4都有磁性
C.FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化
D.高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3
7.下列叙述正确的是（　　）
A.故宫是我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
B.过量的铁与氯气反应生成FeCl2
C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D.常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe（NO3）2、NO2和H2O
8.某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：
[查阅资料]　在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4，温度再升高可生成Fe2O3，在更高的温度（约1 400 ℃）下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。即：FeFe3O4Fe2O3
下列说法正确的是（　　）
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.反应②的温度比反应③的温度高
C.FeO的稳定性强于Fe2O3
D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3
9.某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是（　　）
A.X只能是稀硫酸
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则可较长时间存在
10.某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是（提示：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋）（　　）
A.实验后，装置B中生成红棕色固体
B.虚线框C处应该选择装置甲
C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红
D.实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液一定含有Fe3＋
11.（2024·广东六校摸底）利用矿铁厂的废铁屑（主要成分为Fe，含有沙土、油污、Fe3O4和FeO）制备磁性纳米Fe3O4的流程如图所示：
下列说法错误的是（　　）
A.预处理时，需要使用Na2CO3溶液，可将溶液进行适当升温
B.纳米Fe3O4属于胶体，能发生丁达尔效应
C.滤液B中加入氢氧化钠溶液时，可观察到有白色沉淀生成，迅速转为灰绿色，最后转化为红褐色
D.步骤⑤发生反应的离子方程式为Fe2＋＋2FeOOH＋2OH－Fe3O4＋2H2O
二、非选择题（本题包括2小题）
12.（2024·长沙期末）铁与空气接触时会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是Fe2O3，而中间则是Fe3O4。
（1）中国古代“四大发明”之一最早的指南针“司南”，其具有磁性作用是因为主要含有上述物质中的　　　　　（填化学式）。
（2）Fe2O3的一种用途是　　　　　（填“用作油漆、涂料 ”或“磁电机”）。
（3）FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：FeO→FeSO4→Fe（OH）2→Fe（OH）3。
①FeO→FeSO4时应加入的试剂是　　　　　（填“H2SO4”或“Na2SO4”）。
②在FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的实验现象是先产生白色絮状沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变成　　　　　（填“红褐色”或“黄色”），其中沉淀颜色发生变化的化学方程式为　　　　　　　
　　　　　　　。
13.（2024·衡阳模拟）攀枝花铁矿，探明储量的钒钛磁铁矿达近百亿吨，其中钒、钛储量分别占全国已探明储量的87％和94.3％，分别居世界第三位和第一位，有“世界钒钛之都”之称，是全国四大铁矿区之一，炼铁厂以磁铁矿石、焦炭、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据所学知识回答下列问题。
（1）磁铁矿的主要成分是　　　　　（填化学式），铁元素在元素周期表中位于第　　　　　周期第　　　　　族。
（2）生铁和钢相比，含碳量更高的是　　　　　。
（3）原料中焦炭的作用是　　　　　　　。
写出反应③的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）聚合硫酸铁[Fe2（OH）6－2n（SO4）n]m和高铁酸盐均可用作水处理剂。以绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，可制备聚合硫酸铁和高铁酸盐。
①为检验绿矾是否变质，可采取的操作方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②取2 mL FeSO4溶液于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色， 最终变为红褐色，写出此过程中涉及的氧化还原反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。已知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe（OH）3氧化为含FeO的紫红色溶液，请写出该过程中发生反应的离子方程式：
　　　　　　　　　　　　　　。
第13讲　铁及其氧化物和氢氧化物
1.D　Fe3O4为磁性氧化铁，具有磁性。
2.B　纯铁是银白色的，不属于黑色金属，A错误；铁遇冷的浓硫酸会产生钝化现象，所以铁制容器可以贮存浓硫酸，C错误；铁矿石与一氧化碳高温下反应冶炼生铁，为热还原法，D错误。
3.C　常温下，铁和盐酸反应，A不符合题意；常温下，铁和稀硝酸反应，B不符合题意；常温下，铁在浓硝酸中发生钝化，表面生成一层致密氧化物薄膜阻止反应进行，可以用铁制容器盛装浓硝酸，C符合题意；常温下，铁和硫酸铜溶液反应，D不符合题意。
4.D　A项，过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁；B项，铁和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸中，如果铁过量，全部生成Fe2＋；C项，铁与过量的硫反应生成FeS，没有＋3价铁生成。
5.B　Fe3O4中的＋2价Fe与HNO3反应生成Fe3＋，不存在Fe2＋，B项不正确。
6.C　Fe（OH）3受热分解可制得Fe2O3，A错误；Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误；高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，D错误。
7.A　氧化铁是红棕色粉末，可用作涂料，A正确；铁与氯气反应，无论铁过量还是少量都生成FeCl3，B错误；5.6 g Fe的物质的量为＝0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，D错误。
8.D　Fe2O3为红棕色固体，A错误；根据信息可知，Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。
9.D　利用稀酸和铁反应生成的H2排出装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入锥形瓶中，锥形瓶中观察到有白色沉淀生成。Fe与稀硫酸、稀盐酸均生成Fe2＋，A错误；实验开始时，应先打开a、b，利用生成的H2将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁盐溶液排入锥形瓶中反应生成Fe（OH）2，B错误；反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误；由于装置中的空气及溶液中O2已经被除去，故Fe（OH）2可较长时间存在，D正确。
10.C　铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4固体，A错误；氢气的密度小于空气的密度，故虚线框C中应选择装置乙，B错误；实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，H2将CuO还原为Cu，观察到铜丝由黑变红，C正确；实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，由于可能发生反应Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，故所得溶液中不一定含有Fe3＋，D错误。
11.B　废铁屑上有油污，预处理时，需要使用Na2CO3溶液，将溶液进行适当升温可促进碳酸钠水解，同时有利于油污水解，A项正确；纳米Fe3O4属于纯净物，不属于胶体，不能发生丁达尔效应，B项错误；滤液B的溶质为FeCl2，加入氢氧化钠溶液，先生成Fe（OH）2白色沉淀，迅速转为灰绿色，最后转化为红褐色，C项正确；FeOOH与氯化亚铁溶液发生反应：2FeOOH＋Fe2＋＋2OH－Fe3O4＋2H2O，D项正确。
12.（1）Fe3O4　（2）用作油漆、涂料　（3）①H2SO4　②红褐色　4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
解析：（1）中国古代四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁，化学式为Fe3O4。（2）氧化铁是红色固体，难溶于水，可以用作油漆、涂料。（3）①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO＋ H2SO4 FeSO4 ＋ H2O；②在FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的实验现象是产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3沉淀，其中沉淀颜色发生变化的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。
13.（1）Fe3O4　四　Ⅷ　（2）生铁　（3）作还原剂，制备原料气CO　4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2　（4）①将一定量的绿矾溶于稀硫酸（或溶于水）中，向其中加入几滴KSCN溶液，如果溶液变为红色，证明绿矾变质，反之，则未变质　②4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　3ClO－＋2Fe（OH）3＋4OH－2FeO＋3Cl－＋5H2O
解析：炼铁炉中焦炭先和过量的O2反应生成CO2，CO2再和焦炭反应生成CO，CO还原Fe3O4生成铁。（1）磁铁矿的主要成分是Fe3O4，铁是26号元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。（2）生铁和钢相比，含碳量更高的是生铁。（3）根据流程图可知，原料中焦炭的作用是作还原剂，制备原料气CO。反应③是CO还原Fe3O4生成铁和CO2，反应的化学方程式为4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2。（4）①Fe2＋易被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液变红，为检验绿矾是否变质，选KSCN溶液作为检验试剂。②取2 mL FeSO4溶液于试管中，向其中滴加NaOH溶液，观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色， 最终变为红褐色，此过程中白色Fe（OH）2被O2氧化为红褐色Fe（OH）3，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。已知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe（OH）3氧化为Fe，自身被还原为Cl－，反应的离子方程式为3ClO－＋2Fe（OH）3＋4OH－2Fe＋3Cl－＋5H2O。
4 / 4第13讲　铁及其氧化物和氢氧化物
课标要求
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。
2.结合实例认识铁及其氧化物、氢氧化物的多样性，通过化学反应探究物质的性质，实现物质的转化。
考点一　铁及其氧化物
1.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。
2.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，个别还有＋6价（如K2FeO4）。
（1）与Cl2反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。
（2）与O2点燃时反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　
（3）与S、I2反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　
（4）与水蒸气反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。
（5）与浓硝酸、浓硫酸反应：常温下　　　，加热时可将铁氧化为＋3价铁盐，如铁与过量浓硝酸加热下反应的化学方程式为Fe＋6HNO3（浓）Fe（NO3）3＋3NO2↑＋3H2O。
（6）与FeCl3溶液反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。
3.铁的氧化物
（1）物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 　 　色粉末 黑色晶体
铁的价态 　　　价 　　　价 　　、　　价
【注意】 Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有Fe显＋2价，Fe显＋3价。
（2）化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成　　　　。
②FeO、Fe2O3都属于金属氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：
　　　　　　　，　　　　　　　。
③铁的氧化物还能被CO、Al还原，CO、Al还原Fe2O3的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　。
④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。
⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸（HI）的离子方程式：　　　　　　　。
　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（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分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。（　　）
（3）铁是活泼金属，在常温下与任何酸反应都产生H2。（　　）
（4）Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物。（　　）
（5）氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色颜料。（　　）
（6）Fe3O4属于碱性氧化物，其稳定性弱于FeO。（　　）
一 铁的性质与应用
1.春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是（　　）
A.室温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe（NO3）2
B.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C.高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成
D.高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成铝单质
2.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（　　）
A.实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯
B.B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O（g）Fe2O3＋3H2
C.B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原
D.碱石灰的作用是吸收水蒸气
　　（1）铁的氧化规律
铁与弱氧化剂（如S、Fe3＋、Cu2＋、I2等）反应时被氧化成Fe2＋；铁与强氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3等）反应时被氧化成Fe3＋。
（2）铁与酸反应的规律
Fe与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）反应时只生成Fe2＋，与氧化性酸（如HNO3）反应时，Fe少量时生成Fe3＋，铁过量时得到Fe2＋。
二 铁的氧化物的组成与性质
3.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是（　　）
A.FeO在空气中加热只转化为Fe2O3
B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物
C.热稳定性：Fe2O3＜Fe3O4
D.Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
4.有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式为　　　　。
考点二　铁的氢氧化物
1.氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较
化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3
颜色状态 白色固体 　　　色固体
与盐酸反应（离子 方程式，下同）
受热分解 隔绝O2：Fe（OH）2FeO＋H2O 2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O
制法 可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：　　　　　　 　　　　　　 可溶性铁盐与强碱溶液反应：　　　　　　 　　　　　　
二者的 关系 在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成　　　　色，最后变成　　　色，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　
2.Fe（OH）2的制备操作与条件控制
氢氧化亚铁可以用来制药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。某化学兴趣小组同学设计以下两组实验探究氢氧化亚铁的制备。
【A组实验】　用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe（OH）2。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入　　　　　　　　。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用　　　的方法。
（3）生成Fe（OH）2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如苯等。
【B组实验】　
选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。
（4）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，利用氢气造成试管内的压强增大，将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe（OH）2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是　　　　　　　
　　　　　　　。
一 铁的氢氧化物的性质
1.下列有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是（　　）
A.Fe（OH）2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体
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，受热能分解
D.Fe（OH）3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象
2.下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是（　　）
代表物 类别 铁元素 价态 部分性质描述
Fe3O4 氧化物 ＋1价 具有磁性的黑色晶体
Fe（OH）2 碱 ＋2价 白色，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
Fe（OH）3 碱 ＋3价 红褐色，对热很稳定
FeCl3 盐 ＋3价 在水溶液中能形成Fe（OH）3胶体
A.1项　　B.2项 C.3项　　D.4项
二 氢氧化亚铁的制备
3.（2024·佛山一模）一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示，下列说法错误的是（　　）
A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸
B.实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液
C.装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽
D.用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气
防止Fe（OH）2氧化的方法
　　（1）将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的O2。
（2）将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管中的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。
（3）在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。
（4）充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。
（5）用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的F与OH－反应制取Fe（OH）2，阴极产生H2，防止Fe（OH）2氧化。
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·浙江6月选考）FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4。（　　）
（2）（2024·河北高考）还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，说明H2O具有还原性。 （　　）
（3）（2023·新课标卷）古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3。（　　）
（4）（2023·新课标卷）常温下，将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。（　　）
2.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2023·广东高考）火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO。（　　）
（2）（2023·广东高考）擦干已洗净的铁锅，以防生锈的原因是铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4。（　　）
（3）（2022·广东高考）工人将模具干燥后再注入钢水的原因是铁与H2O高温下会发生反应。（　　）
（4）（2022·浙江6月选考）浓硝酸与铁常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸。（　　）
（5）（2022·浙江1月选考）还原铁粉可用作食品干燥剂。（　　）
（6）（2022·浙江1月选考）铁与碘反应易生成碘化铁。（　　）
3.（2024·新课标卷9题）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是（　　）
A.反应为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C.用火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
4.（2023·重庆高考15题节选）Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
（1）Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和　　　　。
（2）反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是　　　　　　　。
（3）反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。
反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
第13讲　铁及其氧化物和氢氧化物
【考点·全面突破】
考点一
必备知识夯实
2.（1）2Fe＋3Cl22FeCl3　（2）3Fe＋2O2Fe3O4　（3）Fe＋SFeS　Fe＋I2FeI2　（4）3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2　（5）钝化　（6）Fe＋2Fe3＋3Fe2＋　3.（1）红棕　＋2　＋3　＋2　＋3　（2）①Fe3O4　②FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O　Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O　③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3　④3FeO＋10HNO33Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O　⑤Fe2O3＋2I－＋6H＋2Fe2＋＋I2＋3H2O
易错辨析
（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×
关键能力突破
1.C　室温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B错误；Fe的活动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。
2.D　实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯，防止铁被氧气氧化，A错误；B中发生反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，B错误；B中生成1 mol H2时，由于H2要先排出装置内空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1 mol，C错误；碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，D正确。
3.C　FeO在空气中加热转化为Fe3O4，A项错误；Fe3O4是纯净物，B项错误；Fe2＋能被稀硝酸氧化成Fe3＋，D项错误。
4.Fe5O7
解析：根据2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－可知，铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025 mol×2＝0.05 mol，依据电荷守恒得：2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），则n（Fe3＋）＝0.2 mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4，因此，该氧化物表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
考点二
必备知识夯实
1.红褐　Fe（OH）2＋2H＋Fe2＋＋2H2O　Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O　Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓　Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓　灰绿　红褐　4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　2.（1）稀硫酸、铁屑　（2）煮沸　（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化　（4）打开　关闭　Fe与稀硫酸反应生成的H2排出装置中的空气
关键能力突破
1.A　Fe（OH）2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe（OH）3：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，A错误。
2.B　Fe3O4中铁元素化合价既有＋2价又有＋3价，关于Fe3O4中铁元素化合价描述错误；Fe（OH）3受热易分解生成氧化铁和水，关于Fe（OH）3的部分性质描述错误；共有2项错误。
3.D　为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，A正确；实验时先注入稀硫酸与Na2CO3反应生成CO2，待CO2排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成Fe（OH）2，B正确；烧杯内紫色石蕊溶液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，C正确；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，D错误。
【真题·体验品悟】
1.（1）√　（2）×　（3）√　（4）×
2.（1）×　（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×
3.B　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A项正确；铁与水蒸气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高温，B项错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听到尖锐的爆鸣声，C项正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D项正确。
4.（1）＋3　（2）防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁
（3）4CaO＋6H2O＋4Fe2＋＋O24Fe（OH）3＋4Ca2＋
解析：（1）Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，故Fe元素的化合价是＋2和＋3。（2）空气中氧气具有氧化性，反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁。（3）反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化成三价铁，三价铁与氧化钙和水生成氢氧化铁，反应的离子方程式为4CaO＋6H2O＋4Fe2＋＋O24Fe（OH）3＋4Ca2＋。
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第13讲　铁及其氧化物和氢氧化物
高中总复习·化学
课标要求
1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。
2. 结合实例认识铁及其氧化物、氢氧化物的多样性，通过化学反应探究物质的性质，实现物质的转化。
考点·全面突破
01
真题·体验品悟
02
课时·跟踪检测
03
考点·全面突破
锁定要点，聚焦应用
考点一　铁及其氧化物
1. 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。
2. 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，个别还
有＋6价（如K2FeO4）。

2Fe＋3Cl22FeCl3　
（2）与O2点燃时反应的化学方程式：
（3）与S、I2反应的化学方程式： 　Fe＋SFeS　、 　Fe＋I2FeI2　
（4）与水蒸气反应的化学方程式：
。
（5）与浓硝酸、浓硫酸反应：常温下 ，加热时可将铁氧化为＋3
价铁盐，如铁与过量浓硝酸加热下反应的化学方程式为Fe＋6HNO3（浓）
Fe（NO3）3＋3NO2↑＋3H2O。

3Fe＋2O2　 Fe3O4　
Fe＋SFeS　
Fe＋I2FeI2　
3Fe＋4H2O（g）　 Fe3O4＋
4H2　
钝化　
Fe＋2Fe3＋3Fe2＋　
3. 铁的氧化物
（1）物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 色粉末 黑色晶体
铁的价态 价 价 、
价
【注意】 Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有Fe显＋2
价，Fe显＋3价。
红棕　
＋2　
＋3　
＋2　
＋
3　
（2）化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成 。
②FeO、Fe2O3都属于金属氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的
离子方程式： 　FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O　， 　Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋
。
③铁的氧化物还能被CO、Al还原，CO、Al还原Fe2O3的化学方程式
为 、
。
Fe3O4　
FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O　
Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋
3H2O　
Fe2O3＋3CO　 2Fe＋3CO2　
Fe2O3＋2Al　 2Fe＋
Al2O3　
④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：
。
⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸（HI）的离子方程式：
。
3FeO＋10HNO33Fe
（NO3）3＋NO↑＋5H2O　
Fe2O3＋2I－＋6H＋
2Fe2＋＋I2＋3H2O　
　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（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分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。 （　×　）
（3）铁是活泼金属，在常温下与任何酸反应都产生H2。 （　×　）
（4）Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物。 （　×　）
（5）氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色颜料。 （　×　）
（6）Fe3O4属于碱性氧化物，其稳定性弱于FeO。 （　×　）
×
×
×
×
×
×
一 铁的性质与应用
1. 春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确
的是（　　）
A. 室温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe（NO3）2
B. 加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C. 高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成
D. 高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成铝单质
√
解析： 　室温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧
化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B错误；Fe
的活动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。
2. 某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验
产物的性质，下列说法正确的是（　　）
A. 实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯
B. B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O（g） Fe2O3＋3H2
C. B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原
D. 碱石灰的作用是吸收水蒸气
√
解析： 　实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯，防止
铁被氧气氧化，A错误；B中发生反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2，B错误；B中生成1 mol H2时，由于H2要先排出装置内
空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1 mol，C错误；
碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，D正确。
　　（1）铁的氧化规律
铁与弱氧化剂（如S、Fe3＋、Cu2＋、I2等）反应时被氧化成Fe2＋；铁与
强氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3等）反应时被氧化成Fe3＋。
（2）铁与酸反应的规律
Fe与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）反应时只生成Fe2＋，与氧化性酸
（如HNO3）反应时，Fe少量时生成Fe3＋，铁过量时得到Fe2＋。
二 铁的氧化物的组成与性质
3. 铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，
而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的
温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确
的是（　　）
A. FeO在空气中加热只转化为Fe2O3
B. Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以
Fe3O4是一种混合物
C. 热稳定性：Fe2O3＜Fe3O4
√
解析： 　FeO在空气中加热转化为Fe3O4，A项错误；Fe3O4是纯净物，B
项错误；Fe2＋能被稀硝酸氧化成Fe3＋，D项错误。
4. 有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全
溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3
＋，则该样品的化学式为 。
解析：根据2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－可知，铁的氧化物样品用盐酸溶解
后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025 mol×2＝0.05 mol，依据电荷守恒得：2n
（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），则n（Fe3＋）＝0.2 mol，故n（Fe2
＋）∶n（Fe3＋）＝0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4，因此，该氧化物表示为
FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
Fe5O7　
考点二　铁的氢氧化物
1. 氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较
化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3
颜色状态 白色固体 色固体
与盐酸反应
（离子方程
式，下同）


受热分解
红褐　
Fe（OH）2＋2H＋Fe2
＋＋2H2O
Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋
3H2O
化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3
制法 可溶性亚铁盐与强碱溶液
反应：
可溶性铁盐与强碱溶液反
应：

二者的 关系 在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe
（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成 色，最
后变成 色，反应的化学方程式为
Fe2＋＋2OH－
Fe（OH）2↓　
Fe3＋＋3OH－Fe
（OH）3↓　
灰绿　
红褐　
4Fe（OH）2
＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　
2. Fe（OH）2的制备操作与条件控制
氢氧化亚铁可以用来制药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。某化学兴趣
小组同学设计以下两组实验探究氢氧化亚铁的制备。
【A组实验】用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe
（OH）2。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入
。
稀硫酸、铁
屑　
（3）生成Fe（OH）2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是 。为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如苯等。
避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化　
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
煮沸　
（4）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，利用氢气造成试管内的压强增大，将FeSO4溶液压
至NaOH溶液中反应制得白色Fe（OH）2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变
色。沉淀能一段时间不变色的原因是
。
打开　
关闭　
Fe与稀硫酸反应生成的H2排出装置
中的空气　
【B组实验】选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。
一 铁的氢氧化物的性质
1. 下列有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是（　　）
A. Fe（OH）2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
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，受热能分解
D. Fe（OH）3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象
√
解析： 　Fe（OH）2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转
变为红褐色固体Fe（OH）3：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe
（OH）3，A错误。
2. 下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是（　　）
代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述
Fe3O4 氧化物 ＋1价 具有磁性的黑色晶体
Fe（OH）2 碱 ＋2价 白色，在空气中迅速变成灰绿色，
最终变成红褐色
Fe（OH）3 碱 ＋3价 红褐色，对热很稳定
FeCl3 盐 ＋3价 在水溶液中能形成Fe（OH）3胶体
A. 1项 B. 2项
C. 3项 D. 4项
√
解析： 　Fe3O4中铁元素化合价既有＋2价又有＋3价，关于Fe3O4中铁元素
化合价描述错误；Fe（OH）3受热易分解生成氧化铁和水，关于Fe（OH）
3的部分性质描述错误；共有2项错误。
二 氢氧化亚铁的制备
3. （2024·佛山一模）一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示，下列说法错误的是（　　）
A. 配制FeSO4溶液时需加入硫酸
B. 实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH
溶液和FeSO4溶液
C. 装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽
D. 用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气
√
解析： 　为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，A正确；实
验时先注入稀硫酸与Na2CO3反应生成CO2，待CO2排出锥形瓶内的空气后
再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成Fe（OH）2，B正确；烧杯内紫色石蕊
溶液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥
形瓶，C正确；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽
空气，D错误。
防止Fe（OH）2氧化的方法
　　（1）将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的O2。
（2）将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管中的亚铁盐溶液液面
下，再慢慢挤出NaOH溶液。
（3）在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。
（4）充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。
（5）用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利
用新产生的F与OH－反应制取Fe（OH）2，阴极产生H2，防止Fe
（OH）2氧化。
真题·体验品悟
感悟高考，明确方向
1. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·浙江6月选考）FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4。
（　√　）
（2）（2024·河北高考）还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣
声，说明H2O具有还原性。 （　×　）
（3）（2023·新课标卷）古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3。
（　√　）
（4）（2023·新课标卷）常温下，将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前
者产生无色气体，后者无明显现象，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。
（　×　）
√
×
√
×
2. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2023·广东高考）火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中
赤铁矿主要成分为FeO。 （　×　）
（2）（2023·广东高考）擦干已洗净的铁锅，以防生锈的原因是铁丝在O2
中燃烧生成Fe3O4。 （　×　）
（3）（2022·广东高考）工人将模具干燥后再注入钢水的原因是铁与H2O
高温下会发生反应。 （　√　）
（4）（2022·浙江6月选考）浓硝酸与铁常温下不反应，所以可用铁质容器
贮运浓硝酸。 （　×　）
（5）（2022·浙江1月选考）还原铁粉可用作食品干燥剂。 （　×　）
（6）（2022·浙江1月选考）铁与碘反应易生成碘化铁。 （　×　）
×
×
√
×
×
×
3. （2024·新课标卷9题）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下
列说法错误的是（　　）
A. 反应为3Fe＋4H2O（g） Fe3O4＋4H2
B. 酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C. 用火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
√
解析： 　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A项正确；铁与水蒸
气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高
温，B项错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听
到尖锐的爆鸣声，C项正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐
高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D项正确。
4. （2023·重庆高考15题节选）Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2
为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
（1）Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和 。
解析： Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，故Fe元素的化合价是＋2和＋3。
＋3　
（2）反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是
。
解析： 空气中氧气具有氧化性，反应釜1中的反应需在隔绝空气条件
下进行，其原因是防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁。

解析： 反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气，氧气将二价
铁氧化成三价铁，三价铁与氧化钙和水生成氢氧化铁，反应的离子方程式
为4CaO＋6H2O＋4Fe2＋＋O24Fe（OH）3＋4Ca2＋。
防止二价铁
被空气中氧气氧化为三价铁
4CaO＋6H2O＋4Fe2＋＋O24Fe（OH）3＋4Ca2＋
课时·跟踪检测
培优集训，提升素养
一、选择题（本题包括11小题，每小题只有一个选项符合题意）
1. 指南针是中国古代四大发明之一。北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已
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. FeO B. Fe2O3
C. FeS D. Fe3O4
解析： 　Fe3O4为磁性氧化铁，具有磁性。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
2. 在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”，铁制品在生产、生活中有广
泛用途。下列说法正确的是（　　）
A. 铁是黑色的金属
B. 用作避雷针是利用铁的导电性
C. 铁制容器不能贮存浓硫酸
D. 生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的
解析： 　纯铁是银白色的，不属于黑色金属，A错误；铁遇冷的浓硫酸会
产生钝化现象，所以铁制容器可以贮存浓硫酸，C错误；铁矿石与一氧化
碳高温下反应冶炼生铁，为热还原法，D错误。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3. 常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是（　　）
A. 盐酸 B. 稀硝酸
C. 浓硝酸 D. 硫酸铜溶液
解析： 　常温下，铁和盐酸反应，A不符合题意；常温下，铁和稀硝酸反
应，B不符合题意；常温下，铁在浓硝酸中发生钝化，表面生成一层致密
氧化物薄膜阻止反应进行，可以用铁制容器盛装浓硝酸，C符合题意；常
温下，铁和硫酸铜溶液反应，D不符合题意。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4. 下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（　　）
A. 过量的铁与稀硝酸反应 B. 铁和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸
C. 铁与过量的硫反应 D. 过量的铁在氯气中燃烧
解析： 　A项，过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁；B项，铁和Fe2O3
的混合物溶于稀盐酸中，如果铁过量，全部生成Fe2＋；C项，铁与过量的
硫反应生成FeS，没有＋3价铁生成。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. 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（　　）
解析： 　Fe3O4中的＋2价Fe与HNO3反应生成Fe3＋，不存在Fe2＋，B项不
正确。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. 下列关于铁及其化合物的叙述正确的是（　　）
A. 氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4
B. Fe2O3、Fe3O4都有磁性
C. FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化
D. 高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3
解析： 　Fe（OH）3受热分解可制得Fe2O3，A错误；Fe3O4具有磁
性，Fe2O3无磁性，B错误；高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢
气，D错误。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. 下列叙述正确的是（　　）
A. 故宫是我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
B. 过量的铁与氯气反应生成FeCl2
C. 5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D. 常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe（NO3）2、NO2和H2O
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 　氧化铁是红棕色粉末，可用作涂料，A正确；铁与氯气反应，无
论铁过量还是少量都生成FeCl3，B错误；5.6 g Fe的物质的量为＝
0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；常温
下，铁遇浓硝酸发生钝化，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8. 某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：
[查阅资料]　在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4，温度再升高可生成
Fe2O3，在更高的温度（约1 400 ℃）下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。
即：Fe Fe3O4 Fe2O3
下列说法正确的是（　　）
A. FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B. 反应②的温度比反应③的温度高
C. FeO的稳定性强于Fe2O3
D. 四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 　Fe2O3为红棕色固体，A错误；根据信息可知，Fe在500 ℃时与
氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化
为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空
气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C错误；Fe3O4中Fe
为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. 某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe，其中实验所用
溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是（　　）
A. X只能是稀硫酸
B. 实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再
向烧瓶中加入X
C. 反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 　利用稀酸和铁反应生成的H2排出装置内的空气，验纯后关闭止
水夹a，一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入锥形瓶中，锥形瓶
中观察到有白色沉淀生成。Fe与稀硫酸、稀盐酸均生成Fe2＋，A错误；实
验开始时，应先打开a、b，利用生成的H2将装置中空气排出，然后关闭a，
利用压强差将烧瓶中生成的亚铁盐溶液排入锥形瓶中反应生成Fe（OH）
2，B错误；反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误；由于
装置中的空气及溶液中O2已经被除去，故Fe（OH）2可较长时间存在，D
正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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10. 某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检
验生成的气体。下列说法正确的是（提示：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋）（　）
A. 实验后，装置B中生成红棕色固体
B. 虚线框C处应该选择装置甲
C. 实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝
由黑变红
D. 实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液一定含有Fe3＋
√
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解析： 　铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4固体，A错误；
氢气的密度小于空气的密度，故虚线框C中应选择装置乙，B错误；实
验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，H2将CuO还原
为Cu，观察到铜丝由黑变红，C正确；实验后，将装置B中的固体溶于
足量稀硫酸，由于可能发生反应Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，故所得溶液中
不一定含有Fe3＋，D错误。
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11. （2024·广东六校摸底）利用矿铁厂的废铁屑（主要成分为Fe，含有沙
土、油污、Fe3O4和FeO）制备磁性纳米Fe3O4的流程如图所示：
下列说法错误的是（　　）
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A. 预处理时，需要使用Na2CO3溶液，可将溶液进行适当升温
B. 纳米Fe3O4属于胶体，能发生丁达尔效应
C. 滤液B中加入氢氧化钠溶液时，可观察到有白色沉淀生成，迅速转为灰
绿色，最后转化为红褐色
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解析： 　废铁屑上有油污，预处理时，需要使用Na2CO3溶液，将溶液进
行适当升温可促进碳酸钠水解，同时有利于油污水解，A项正确；纳米
Fe3O4属于纯净物，不属于胶体，不能发生丁达尔效应，B项错误；滤液B
的溶质为FeCl2，加入氢氧化钠溶液，先生成Fe（OH）2白色沉淀，迅速转
为灰绿色，最后转化为红褐色，C项正确；FeOOH与氯化亚铁溶液发生反
应：2FeOOH＋Fe2＋＋2OH－Fe3O4＋2H2O，D项正确。
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二、非选择题（本题包括2小题）
12. （2024·长沙期末）铁与空气接触时会形成氧化物，如一块低碳钢可以
被三种氧化物膜所覆盖与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是
Fe2O3，而中间则是Fe3O4。
（1）中国古代“四大发明”之一最早的指南针“司南”，其具有磁性作
用是因为主要含有上述物质中的 （填化学式）。
解析： 中国古代四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成
分主要是四氧化三铁，化学式为Fe3O4。
Fe3O4　
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（2）Fe2O3的一种用途是 （填“用作油漆、涂料 ”或
“磁电机”）。
解析： 氧化铁是红色固体，难溶于水，可以用作油漆、涂料。
用作油漆、涂料　
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①FeO→FeSO4时应加入的试剂是 （填“H2SO4”或
“Na2SO4”）。
②在FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的实验现象是先产生白色絮状沉淀，然后
迅速变成灰绿色，最终变成 （填“红褐色”或“黄色”），其
中沉淀颜色发生变化的化学方程式为
。
H2SO4　
红褐色　
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe
（OH）3
（3）FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：
FeO→FeSO4→Fe（OH）2→Fe（OH）3。
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解析： ①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO＋ H2SO4
FeSO4 ＋ H2O；②在FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的实验现象是产生白
色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3沉淀，其中沉淀颜
色发生变化的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。
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13. （2024·衡阳模拟）攀枝花铁矿，探明储量的钒钛磁铁矿达近百亿吨，
其中钒、钛储量分别占全国已探明储量的87％和94.3％，分别居世界第三
位和第一位，有“世界钒钛之都”之称，是全国四大铁矿区之一，炼铁厂
以磁铁矿石、焦炭、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
焦炭 二氧化碳 一氧化碳 生铁
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请根据所学知识回答下列问题。
（1）磁铁矿的主要成分是 （填化学式），铁元素在元素周期表
中位于第 周期第 族。
解析：炼铁炉中焦炭先和过量的O2反应生成CO2，CO2再和焦炭反应生成
CO，CO还原Fe3O4生成铁。（1）磁铁矿的主要成分是Fe3O4，铁是26号元
素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
（2）生铁和钢相比，含碳量更高的是 。
解析： 生铁和钢相比，含碳量更高的是生铁。
Fe3O4　
四　
Ⅷ　
生铁　
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（3）原料中焦炭的作用是 。
写出反应③的化学方程式： 。
解析：炼铁炉中焦炭先和过量的O2反应生成CO2，CO2再和焦炭反应生成
CO，CO还原Fe3O4生成铁。（3）根据流程图可知，原料中焦炭的作用是
作还原剂，制备原料气CO。反应③是CO还原Fe3O4生成铁和CO2，反应的
化学方程式为4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2。
作还原剂，制备原料气CO
4CO＋Fe3O4　 3Fe＋4CO2　　
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①为检验绿矾是否变质，可采取的操作方法是

。
②取2 mL FeSO4溶液于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，观察到生成的
白色沉淀迅速变为灰绿色， 最终变为红褐色，写出此过程中涉及的氧化还
原反应的化学方程式： 。已
知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe（OH）3氧化为含FeO的紫红色溶液，
请写出该过程中发生反应的离子方程式：
。
将一定量的绿矾溶于稀硫
酸（或溶于水）中，向其中加入几滴KSCN溶液，如果溶液变为红色，证
明绿矾变质，反之，则未变质
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　
3ClO－＋2Fe（OH）3＋4OH－
2FeO＋3Cl－＋5H2O
（4）聚合硫酸铁[Fe2（OH）6－2n（SO4）n]m和高铁酸盐均可用作水处理
剂。以绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，可制备聚合硫酸铁和高铁酸盐。
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解析：炼铁炉中焦炭先和过量的O2反应生成CO2，CO2再和焦炭反应生成
CO，CO还原Fe3O4生成铁。（4）①Fe2＋易被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶
液变红，为检验绿矾是否变质，选KSCN溶液作为检验试剂。②取2 mL
FeSO4溶液于试管中，向其中滴加NaOH溶液，观察到生成的白色沉淀迅速
变为灰绿色， 最终变为红褐色，此过程中白色Fe（OH）2被O2氧化为红褐
色Fe（OH）3，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。
已知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe（OH）3氧化为Fe，自身被还原为Cl
－，反应的离子方程式为3ClO－＋2Fe（OH）3＋4OH－2Fe＋3Cl－
＋5H2O。
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