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第三章
金属及其化合物
第11讲　铁及其氧化物、氢氧化物
复习目标 1．掌握铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质。
2．了解铁及其氧化物、氢氧化物在生产、生活中的应用。
考点二
提能训练　练案[11]
考点一
考点一　铁的单质及其氧化物
1．铁的单质
(1)铁的位置、结构、化合价
铁元素是重要的金属元素，在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝。
(2)铁的物理性质
纯铁具有金属的共性，如具有________色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被_______吸引的特性，熔点1 538 ℃，密度7.86 g·cm－3。
银白
磁铁
(3)铁的化学性质(写出化学方程式或离子方程式)
常温下，铁单质比较活泼，具有较强的________性。产物中Fe元素的主要化合价为＋2和＋3。
还原
①与非金属单质的反应
②与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为_______________________________。
Fe2O3·xH2O
③与酸反应
Fe＋2H＋=====Fe2＋＋H2↑
3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
＋NO↑＋2H2O
钝化
④与某些盐溶液的反应(离子方程式)
与CuSO4溶液：_____________________________。
与FeCl3溶液：__________________________。
Fe＋Cu2＋=====Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋=====3Fe2＋
(4)铁单质的制备方法
①工业上利用铁矿石、焦炭、空气、石灰石为原料，在高炉中炼铁，以赤铁矿为例写出主要反应的化学方程式______________________ _____________。
②利用铝热反应焊接无缝钢轨，写出以氧化铁和铝粉为铝热剂反应的化学方程式_________________________________。
(5)重要的铁矿石主要成分的化学式
赤铁矿________；磁铁矿_________；褐铁矿________________；菱铁矿__________；黄铁矿_________。
2Fe＋3CO2
Fe2O3
Fe3O4
2Fe2O3·3H2O
FeCO3
FeS2
[微点归纳]　(1)铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化，属于化学变化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。
(2)Fe与Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3；铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯O2中燃烧的产物是Fe3O4。
2．铁的三种氧化物
FeO和Fe2O3都是碱性氧化物，Fe3O4不是
氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 __________粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的价态 ________价 ________价 ＋2价，＋3价
稳定性 不稳定 稳定 稳定
↑
↑
红棕色
＋2
＋3
注意：(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与稀HNO3反应时，除考虑与H＋反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
(2)Fe3O4、Fe2O3、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。
[微点归纳]　(1)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。
其中的Fe3＋氧化
【易错辨析】
(1)常温下可用铁质容器储存、运输浓硫酸或浓硝酸，原因是铁与这两种酸不反应。(　　)
[提示]　×　常温下，铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化，发生了化学反应。
(2)一定条件下铁可与水蒸气反应，故潮湿环境中铁生锈时氧化剂是水。(　　)
[提示]　×　铁生锈时氧化剂是氧气。
(3)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。(　　)
[提示]　×　游离态的铁存在于陨铁中。
(4)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　　)
[提示]　×　强氧化性的Cl2把Fe氧化为＋3价，只生成FeCl3，与量无关，在溶液中过量的Fe才会将Fe3＋还原为Fe2＋。
(5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。(　　)
[提示]　×　Fe3O4是纯净物，可以表示为FeO·Fe2O3。
(6)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(　　)
[提示]　×　Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4。
(7)铁在冷的稀硝酸中钝化。(　　)
[提示]　×　铁在冷的浓硝酸中反应生成致密氧化膜，阻止反应进一步进行，发生“钝化”。
(8)FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO＋2HNO3=====Fe(NO3)2＋H2O。(　　)
[提示]　×　稀硝酸具有强氧化性，与FeO反应的化学方程式为3FeO＋10HNO3=====3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。
(9)Fe2O3与足量HI的反应属于氧化还原反应。(　　)
[提示]　√　I－具有较强的还原性，Fe2O3被I－还原成Fe2＋。
[提示]　×
1．(2026·山西晋城一中月考)我国很早已掌握了冶炼铁的技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　)
A．常温下，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，Fe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单质铝
[答案]　C
微考点1　铁单质的性质及应用
[解析]　常温下，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；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，C正确；Fe的活动性不如Al，故铁不能从氧化铝中置换出Al，D错误。
2．(2026·河北邢台期末)为了探究铁单质与水蒸气在高温下的反应，某化学小组设计了如图所示实验(夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　)
A．为了使加热效果更好，可在酒精灯上加金属网罩
B．点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰
C．该反应中水蒸气作氧化剂
D．实验结束后，可得到红棕色固体
[答案]　D
[解析]　为了使加热效果更好，可在酒精灯上加金属网罩，能集中热量，A正确；氢气可吹出肥皂泡，则点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰，B正确；水蒸气中的氢元素的化合价降低，水蒸气作氧化剂，C正确；实验结束后试管内的固体应为黑色的Fe3O4，可能含有剩余的Fe，D错误。
3．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4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．n1＝0.75
C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可
溶解14.4 g
[答案]　C
铁与不同氧化剂反应生成＋2价或＋3价铁的规律
4．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会转化为Fe3O4。下列说法正确的是(　　)
A．FeO在空气中加热只转化为Fe2O3
B．Fe3O4可写成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：Fe2O3D．Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋=====Fe2＋＋ 2Fe3＋＋4H2O
微考点2　铁的氧化物的性质及应用
[答案]　C
5．(2025·安徽十校联盟联考)关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是(　　)
A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料
D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
[答案]　C
[解析]　FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁元素的化合价分别为＋2、＋3、＋2和＋3，A错误；FeO、Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，B错误；FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4，D错误。
6．为探究一种矿石(FeOx)的组成，已知矿石不含其他杂质，铁元素呈＋2、＋3价，氧元素为－2价。称取1.504 g样品用足量的稀硫酸溶解，所得溶液用20 mL 0.100 mol/L的K2Cr2O7溶液恰好使＋2价铁元素氧化为＋3价，同时铬元素被还原为＋3价。另取1.504 g样品用足量的H2还原，得固体1.120 g。请回答下列问题。
(1)实验用稀硫酸溶解矿石而不用盐酸，原因是__________________ (用文字或用化学方程式表述均可)。
(2)矿石的化学组成为________。
(3)若无“另取1.504 g样品用足量的H2还原，得固体1.120 g”的数据，能否求得该矿石的组成？________(填“能”或“否”)。
[答案]　(1)K2Cr2O7会氧化溶液中的Cl－，影响测定[或K2Cr2O7＋6HCl＋4H2SO4=====Cr2(SO4)3＋3Cl2↑＋K2SO4＋7H2O]
(2)FeO1.2
(3)能
考点二　铁的氢氧化物
1．Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 ______色固体 ________色固体
与盐酸反应 ___________________________________ Fe(OH)3＋3H＋=====Fe3＋＋3H2O
受热分解 — ___________________________
白
红褐
Fe(OH)2＋2H＋=====Fe2＋＋
2H2O
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
制法 可溶性亚铁盐与碱反应： ______________________________ 可溶性铁盐与碱反应：
__________________________
二者的 关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成________色，最后变成________色，化学方程式为_________________________________________ Fe2＋＋2OH－=====Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－=====Fe(OH)3↓
灰绿
红褐
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=====4Fe(OH)3
2．Fe(OH)2的制备
(1)制备原理：Fe2＋＋2OH－=====Fe(OH)2↓。
(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。
(3)常用方法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止__________________________发生反应
空气与Fe(OH)2接触
先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的________排尽后，再把______________溶液压入装置Ⅱ中与________________混合，这样可长时间观察到白色沉淀
用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)等试剂隔绝空气，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2沉淀
空气
FeSO4
NaOH溶液
【易错辨析】
(1)铁锈的成分是Fe(OH)3。(　　)
[提示]　×　铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。
(2)可通过化合反应获取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3。(　　)
[提示]　√
(3)氢氧化铁与强酸反应的离子方程式均为Fe(OH)3＋3H＋=====Fe3＋＋3H2O。(　　)
[提示]　√
(4)制备Fe(OH)2时，沉淀迅速变色是因为发生了分解反应。(　　)
[提示]　×　制备Fe(OH)2时，沉淀迅速变色是因为发生了氧化反应。
(5)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2[提示]　√　Fe(OH)2具有还原性，易被氧化生成稳定的Fe(OH)3，则稳定性：Fe(OH)2(6)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　　)
[提示]　×　NaOH溶液滴入FeCl3溶液中生成Fe(OH)3沉淀。
(7)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。(　　)
[提示]　×　制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时，应把胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌。
(8)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＋＋2H2O。(　　)
[提示]　×　稀硝酸为氧化性酸，Fe(OH)2中的Fe2＋会被氧化为Fe3＋。
(9)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。(　　)
[提示]　×　Fe(OH)2不稳定在空气中加热会被氧化，最终得到Fe2O3。
(10)Fe(OH)3与HI仅能发生中和反应。(　　)
[提示]　×
1．(2026·河北石家庄模拟)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，能产生丁达尔效应
微考点1　铁的氢氧化物——Fe(OH)2、Fe(OH)3的基本性质
[答案]　A
[解析]　Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体Fe(OH)3，A错误。
2．已知：①向盛有稀H2SO4试管中加入Fe粉，Fe粉完全溶解得浅绿色溶液；
②向实验①浅绿色溶液中滴加NaOH溶液，生成白色沉淀并立即变为红褐色；
③向实验②红褐色沉淀中滴加溶有淀粉的HI溶液，红褐色沉淀溶解得蓝色溶液。
下列判断正确的是(　　)
A．上述实验中，共涉及四个氧化还原反应
B．实验可证明还原性：H＋>Fe2＋>OH－>I－
C．实验②可证明溶解度：Fe(OH)3>Fe(OH)2
D．实验③中，反应的离子方程式是2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===== 2Fe2＋＋I2＋6H2O
[答案]　D
[解析]　实验②中生成白色沉淀不是氧化还原反应，共涉及3个氧化还原反应，A错误；I－可以把Fe3＋还原成Fe2＋，说明I－还原性大于 Fe2＋，B错误；白色沉淀Fe(OH)2还原性强，被氧化为Fe(OH)3，不能判断溶解度的大小，C错误；溶液颜色变蓝，说明I－被氧化为I2，D正确。
3．(2026·山东滨州高三检测)如图两圆相交区域A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列有关离子方程式或叙述不正确的是(　　)
B．区域B：Fe3O4＋8H＋=====Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C．区域C：发生复分解反应，生成Fe(NO3)3和H2O
D．区域D：发生氧化还原反应，生成Fe(NO3)3、NO和H2O
[答案]　B
4．(2026·辽宁沈阳市郊联体联考)某化学兴趣小组的同学利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列说法不正确的是(　　)
微考点2　实验探究Fe(OH)2的制备
A．仪器1中应该盛放稀硫酸
B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态
[答案]　B
[解析]　仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸，A正确；本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A，就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B错误；Fe可以被磁体吸引，实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石，这样Fe粉就不能随FeSO4溶液进入仪器3中，C正确；Fe(OH)2是白色固体，具有强还原性，由于整个装置充满H2，因此就可以防止Fe(OH)2被氧化变为红褐色Fe(OH)3沉淀，因此可以相对较长时间保持白色状态，D正确。
5．为了长时间观察到Fe(OH)2白色固体，设计下列4个实验，有关说法不正确的是(　　)
A．实验A先打开K，旋转活塞使稀硫酸滴入与铁反应产生氢气，排尽装置内的空气后关闭K
B．实验B铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管
C．4个实验中，相对而言，实验C看到白色沉淀时间较短
D．实验D，FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气，也可以把苯换成四氯化碳
[答案]　D
[解析]　实验A先打开K，旋转活塞使稀硫酸滴入与铁反应产生氢气，利用氢气将装置中的空气排净，避免后来生成的Fe(OH)2被氧化，A正确；实验B铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管，生成Fe(OH)2白色沉淀，避免后来生成的Fe(OH)2被氧化，B正确；空气中的氧气能进入实验C的溶液中，因此4个实验中，相对而言，实验C中看到白色沉淀时间较短，C正确；四氯化碳的密度比水大，会处于FeSO4溶液下方，不能隔绝空气，因此不能把苯换成四氯化碳，D错误。
6．(2026·广东佛山一模)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
[答案]　D
[解析]　FeSO4易水解，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，等生成的二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，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；用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽装置M中的空气，且不能通过装置N判断空气是否排尽，D错误。
7．由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，如何制备并避免被空气氧化成为制备氢氧化亚铁的关键步骤。某化学兴趣小组同学设计以下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________________________等。
[答案]　(1)稀硫酸、铁粉
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化　苯(或煤油)
实验室制备Fe(OH)2的两个关键
反应试剂：用最新配制的FeSO4和NaOH溶液，配制溶液所需蒸馏水必须煮沸、冷却后使用，除去蒸馏水中溶解的O2。
体系环境：隔绝空气中的O2，防止Fe(OH)2被氧化。
1
2
1．特殊的颜色
(1)固体：Fe3O4、FeO——黑色，Fe2O3——红棕色，
Fe(OH)3——红褐色
(2)溶液：Fe2＋——浅绿色，Fe3＋——棕黄色
2．特殊现象
3．判断铁与氧化剂反应产物时常出现的错误
(1)铁与硫化合，误认为生成Fe2S3；
(2)铁与盐酸反应，误认为生成FeCl3和H2；
(3)铁与碘单质化合，误认为生成FeI3；
(4)过量铁与稀HNO3反应，误认为生成Fe(NO3)3；
(5)铁与FeCl3溶液误认为不反应等。
4．铁与氧化性酸反应产物的辨析
提能训练　练案[11]
1．(2026·黑龙江鹤岗期初调研)下列有关铁元素的叙述中，正确的是(　　)
A．自然界中存在赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合
B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
C．氢氧化铁与氢碘酸反应的化学方程式为Fe(OH)3＋3HI=====FeI3＋3H2O
D．铁粉能与Al2O3发生置换反应放出大量热，可用于焊接钢轨
[答案]　A
[解析]　Fe元素在自然界的存在形态有赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合，A正确；铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应时，与I2反应产生FeI2，与其他氧化性强的卤素单质反应的生成物为FeX3，B错误；Fe3＋具有强氧化性，I－具有还原性，氢氧化铁与氢碘酸会发生氧化还原反应，产生FeI2、I2、H2O，化学方程式为2Fe(OH)3＋6HI=====2FeI2＋I2＋6H2O，C错误；Al比Fe更活泼，铁粉与Al2O3不发生反应，D错误。
2．(2026·安徽十校联盟联考)下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是(　　)
A．铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在
B．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C．Fe(OH)2在空气中容易被氧化，如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
D．往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成红色，证明原溶液含有Fe3＋
[答案]　C
[解析]　铁虽然化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但是自然界陨石中还存在单质铁，A错误；Fe3O4为黑色粉末，铁红为Fe2O3，B错误；①中稀硫酸能与铁反应生成H2，将空气排出，且导管口插入水中外界空气无法进入试管内，滴加NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不会被氧化，能较长时间存在，②中因为苯的存在，NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气，不会被氧化从而能较长时间存在，C正确；若原溶液中没有Fe3＋只有Fe2＋，先加氯水Fe2＋被氯气氧化成Fe3＋，再加入KSCN溶液变红色，但是原溶液中没有Fe3＋，D错误。
3．打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4的说法正确的是(　　)
A．有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物
B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应
C．Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为2∶1
D．Fe与水蒸气在高温条件下反应有Fe3O4生成
[答案]　D
[解析]　Fe3O4有磁性，组成固定，是一种纯净物，不是FeO与Fe2O3的混合物，A错误；Fe3O4能和酸反应生成两种盐和水，不与碱反应，不属于两性氧化物，B错误；Fe3O4中二价铁和三价铁的物质的量之比为1∶2，Fe3O4与稀盐酸发生反应生成Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2，C错误；Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和氢气，D正确。
4．(2026·辽宁沈阳联考)下列关于铁单质及其化合物的说法正确的是(　　)
①铁粉投入水中煮沸可生成Fe3O4和H2　②通过化合反应可以生成FeS、Fe(OH)3　③通过置换反应可以生成FeCl2、FeCl3　④过滤出的Fe(OH)3和Fe(OH)2在空气中加热最终固体产品不同　⑤月饼包装盒里通常放一包铁粉起到抗氧化的作用　⑥加热饱和FeCl3溶液可制备氢氧化铁胶体
A．①②④ B．④⑤⑥
C．②③⑤ D．①③⑥
[答案]　C
[解析]　①铁粉和水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，错误；②铁在硫中燃烧生成硫化亚铁，氢氧化亚铁、氧气和水反应生成氢氧化铁，通过化合反应可以生成FeS、Fe(OH)3，正确；③铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯气和溴化铁发生置换反应生成氯化铁和溴单质，通过置换反应可以生成FeCl2、FeCl3，正确；④过滤出的Fe(OH)3和Fe(OH)2在空气中加热最终得到的固体产品均是氧化铁，错误；⑤铁能与空气中的O2、H2O反应，月饼包装盒里通常放一包铁粉起到抗氧化的作用，正确；⑥加热饱和FeCl3溶液不能制备氢氧化铁胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，可以得到氢氧化铁胶体，错误。
5．(2026·江苏南通模拟)《天工开物》中“治铁”原典中记载：“凡治铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭，也别有铁炭一种，取其火性内攻，焰不虚腾者，与炊炭同行而分类也。”下列说法正确的是(　　)
A．熟铁是纯净的铁单质，生铁是铁和碳的混合物
B．治铁过程只涉及化合反应与置换反应
C．铁炭和炊炭均为碳元素的同素异形体
D．治铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物
[答案]　D
[解析]　生铁是铁合金，属于混合物，生铁的含碳量为2%～4.3%，熟铁指的是钢，也是铁合金，属于混合物，钢的含碳量为0.03%～2%，A项错误；“治铁”过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2，不属于化合反应和置换反应，B项错误；铁炭和炊炭不互为同素异形体，为混合物，C项错误；“治铁”用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物，使其还原为铁单质，D项正确。
6．(2025·山东泰安肥城调研)为较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，化学实验小组设计了如图1装置制备Fe(OH)2。下列叙述错误的是(　　)
A．配制FeSO4溶液所用的蒸馏水应先煮沸，然后密封冷却
B．若需用2.0 mol·L－1 FeSO4溶液配制100 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液，图2提供的仪器中不需要的有3种，另外还必须补充1种玻璃仪器才能完成实验
C．预测实验现象为钠会在两液体界面上下跳动，有气泡产生，水层会出现白色沉淀
D．图1中上层液体X为苯或煤油
[答案]　B
[解析]　Fe(OH)2易被氧化而变色，故要想长时间观察Fe(OH)2的白色，必须严格除氧，一方面配制溶液的蒸馏水要煮沸，另一方面要用有机溶剂液封，A正确；配制0.1 mol·L－1 FeSO4溶液一定需要的玻璃仪器：100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒，不需要漏斗，B错误；由于反应过程中生成气体，钠会在界面上下跳动，水层会出现白色胶状固体，C正确；所用有机溶剂必须难溶于水、不与钠反应、密度必须比钠小，故X可以是苯或煤油等，D正确。
7．(2026·山西运城期末)某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是(　　)
A．试管中发生的是置换反应
B．湿棉花的作用是提供水蒸气
C．点燃酒精灯的顺序是先a后b
D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂
泡可听到爆鸣声
[答案]　D
8．(2026·湖南衡阳模拟)a g Fe、Fe2O3的混合物恰好溶于1 L 2 mol·L－1 H2SO4溶液，没有气体产生，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液无现象，则原混合物中Fe与Fe2O3的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶3
C．1∶2 D．2∶1
[答案]　A
9．(2026·河北衡水高三检测)某化学兴趣小组利用如图装置(尾气处理装置略)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(　　)
[答案]　D
10．(2026·湖南岳阳三校联考)工业上可采取向炽热的铁屑中通入氯化氢的方法来生产无水氯化亚铁(氯化亚铁遇水易水解)，某同学用如图所示的装置模拟工业制备氯化亚铁：
下列说法中不正确的是(　　)
A．实验时，先点燃A处酒精灯，后点燃B处酒精灯
B．为确保得到纯净的无水氯化亚铁，要在A、B和B、C之间各添加一个干燥装置
C．用C装置进行尾气处理，可吸收所有尾气，且不会倒吸
D．取制得的固体适量溶解在蒸馏水中，滴加KSCN溶液，溶液不变色，证明不含FeCl3
[答案]　C
[解析]　装置中含有氧气，防止氧气跟铁反应，故点燃A、B两处酒精灯加热相应仪器的顺序是点燃A处酒精灯一段时间后再点燃B处酒精灯，A正确；FeCl2易水解，由于从A出来的气体含有水蒸气，故应在A、B和B、C之间各添加一个干燥装置以除去水蒸气，B正确；HCl极易溶于水，C装置无防倒吸装置，故容易发生倒吸，C错误；向制得固体溶解液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，说明不含Fe3＋，推测固体中不含FeCl3，D正确。
11．(2026·江苏高三检测)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。
下列有关说法中不正确的是(　　)
A．反应器Ⅰ中Fe2O3被还原生成Fe
B．反应器Ⅱ中反应与Fe和H2O(g)高温下的反应相同
C．反应器Ⅲ中Fe3O4与空气中O2反应生成Fe2O3
D．含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法，理论上可获得 3 mol H2
[答案]　D
12．(2025·浙江Z20名校联盟联考)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
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到纯净绿矾
[答案]　D
13．实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(　　)
A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开
C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀
D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁
[答案]　C
[解析]　氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排出空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气使装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确。
14．利用废铁屑(主要成分为Fe，还含有C、S、P等)制取高效净水剂K2FeO4的流程如图所示：
[答案]　C
15．(2026·河南洛阳模拟)四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
(1)Fe3O4能和稀硫酸反应，生成的两种盐是________。验证反应后溶液中含有Fe2＋的最恰当的试剂是________(填字母)。
A．新制氯水 B．酸性KMnO4溶液
C．KSCN溶液 D．NaOH溶液
(2)铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法。A～D是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。
①根据题目要求，A装置最好选择装置_______________________。
②写出B装置中发生反应的化学方程式：____________________。
(3)氧化沉淀法也是制取Fe3O4的一种常见方法，其制取流程如图所示。
副产品P是________(填化学式)，由溶液N获得该副产品的操作是加热浓缩→________→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。
(4)某兴趣小组模仿上述流程制取Fe3O4并测定其产率，具体操作如下：
①测定绿矾的含量：称取3.0 g工业绿矾，配制成250.00 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.010 00 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。写出滴定时发生反应的离子方程式：_______________________________________。
②称取300 g工业绿矾，通过上述流程最终制得50 g Fe3O4，则产品Fe3O4的产率为________(保留4位有效数字)。
[答案]　(1)FeSO4、Fe2(SO4)3　B
(2)①丙　②2CO2＋2Na2O2=====2Na2CO3＋O2
(3)Na2SO4　冷却结晶
[解析]　(1)Fe3O4和稀硫酸反应的化学方程式为Fe3O4＋4H2SO4===== FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O，故两种盐分别是FeSO4、Fe2(SO4)3；由于 Fe2＋具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，故验证反应后溶液中含有Fe2＋的最恰当的试剂是酸性KMnO4溶液。(2)①A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控，因此最好选用装置丙。②二氧化碳与B装置中的过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气的化学方程式为2CO2＋2Na2O2=====2Na2CO3＋O2。(3)由题图可知，滤液中还含有钠离子和硫酸根离子，故副产品P是Na2SO4；由溶液N获得该副产品的操作是加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。(4)①滴定时亚铁离子被酸性高锰酸钾溶液氧化，发生反应的离子方程式为5Fe2＋
16．实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，装置D的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)如何检查装置A的气密性？_______________________。
(2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是______ __________________________________________________。
(3)装置B的作用是_________________________________________。装置C中装的液体是_______________________________________，所起的作用是__________________________________________。
(4)点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式：___________________________________________________。
(5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为________。
[答案]　(1)关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好
(2)在b出口处检验氢气的纯度
(3)除去H2中混有的HCl气体　浓硫酸　干燥氢气
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