3.1.2铁的氧化物和氢氧化物 学案(含解析) 高中化学人教版（2019）必修 第一册
文档属性
| 名称 | 3.1.2铁的氧化物和氢氧化物 学案(含解析) 高中化学人教版（2019）必修 第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-04 09:05:03 | ||
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文档简介
3.1.2铁的氧化物和氢氧化物
1. 掌握铁的几种常见氧化物的性质和两种氢氧化物的性质及制备。
2. 掌握铁的氧化物和氢氧化物的用途。
一、铁的氧化物
铁的氧化物主要有 3 种，分别是氧化亚铁 (FeO)、氧化铁 (Fe2O3)、四氧化三铁 (Fe3O4)，它们都不溶于水且不与水反应。
题型演练
1．（2022·高一课时练习）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：
在空气中把铁灼烧到500℃生成Fe3O4；温度再升高可生成Fe2O3；再更高的温度(约1400℃)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
2．（2022·高一课时练习）化学既是一门变幻无穷的神奇学科，也是一个色彩缤纷的美丽世界，对下列物质的颜色判断错误的是
A．Cl2：黄绿色气体 B．Fe2O3：红棕色固体
C．Fe3O4：红棕色固体 D．FeO：黑色固体
3．（2022秋·高一课时练习）能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A．包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B．油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C．分散质粒子直径在1~100nm的分散系为胶体，该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D．该“运输车”中铁元素的价态为+3价
4．（2022秋·高一课时练习）《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。青矾加热时的反应为。下列说法正确的是
A．产物中含有3种酸性氧化物 B．所得赤色物质为
C．反应为分解反应 D．铁元素被还原
5．（2022秋·高一课时练习）有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL5.0 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+，则该样品可能的化学式为
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
6．（2022秋·高一课时练习）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、A12O3、CuO等，现利用下列工艺流程回收部分金属及金属化合物：
已知：绿矾为FeSO4 7H2O。下列说法中错误的是
A．焙烧过程中金属单质转化成了对应的氧化物
B．操作I使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗
C．酸浸2发生的反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu
D．操作III的方法是蒸发浓缩、冷却结晶
二、铁的氢氧化物
铁有两种常见的氢氧化物，红褐色的氢氧化铁 Fe(OH)3 和白色的氢氧化亚铁 Fe(OH)2，它们都是不溶于水的弱碱。
1.与酸反应
都能与盐酸或者稀硫酸发生中和反应生成相应的盐和水。
Fe(OH)3 +3HCl=FeCl3 +3H2O
Fe(OH)2 +2HCl=FeCl2 +2H2O
2.不稳定性
① 将氢氧化铁加热可以得到对应的氧化物——氧化铁。
2Fe(OH)3 ==△ ==Fe2O3+3H2O
② 氢氧化亚铁有很强的还原性，在空气中极易被氧化变为氢氧化铁。
4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3
10
3.Fe(OH)3 和 Fe(OH)2 的制备
铁的两种氢氧化物，他们都可由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。例如，Fe(OH)3 可由 FeCl3 和 NaOH 反应生成，对应的离子方程式为：Fe3+ +3OH- = Fe(OH)3 ↓。
题型演练
7．（2021·高一课时练习）下列各图示中能较长时间观察到的是
A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④
8．（2022秋·高一课时练习）下列实验能达到实验目的且符合操作要求的是
A．Ⅰ可用于制备并检验氢气的可燃性
B．Ⅱ可用于除去CO2中的HCl
C．用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D．用Ⅳ中操作制备氢氧化亚铁并观察其颜色
9．（2022·高一课时练习）化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价-类”二维图。铁元素的“价一类”二维图如图所示，下列说法正确的是
A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应
B．Fe3O4中铁的化合价显＋2价，显＋3价
C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，过程中维生素C作还原剂
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色迅速变为棕黄色
10．（2022秋·高一课时练习）某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A．连接好装置后，需检查装置的气密性
B．小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管
C．铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋
D．实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰
11．（2022·高一课时练习）甲同学用FeCl2和烧碱制备Fe (OH) 2；乙同学用如图装置制备Fe (OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是
A．配制溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．甲同学可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
C．甲同学向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴可以伸入到试管内
D．乙同学应该先关闭止水夹，一段时间以后再打开止水夹
12．（2022秋·高一课时练习）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
13．（2021·高一课时练习）某研究小组通过以下方法测定某铁矿石样品(主要成分为)中铁元素的质量分数：取20.0g铁矿石样品，粉碎后加入足量盐酸，充分反应后过滤，向滤液中加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤，将所得的沉淀灼烧，冷却后称得固体质量为16.0g。请根据以上信息计算该铁矿石样品中铁元素的质量分数___________。(假设杂质不与盐酸反应)
14．（2022秋·高一课时练习）铁的氧化物
(1)物理性质
FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 无 ①______ ②_____
颜色 黑 ③______ ④______
价态 +2 ⑤______ ⑥______
水溶解性 不溶 不溶 不溶
用途 —— ⑦______ ⑧______
(2)化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4：_______。
②FeO和Fe2O3均为_______氧化物，盐酸反应的离子方程式分别为：_______；_______。
15．（2020·高一课时练习）《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守，也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用，某博物馆修复出土铁器的过程如下：
(1)检测锈蚀产物
主要成分的化学式
铁器在具有、_____等环境中容易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。
Ⅰ．转化为。
Ⅱ．在自然环境中形成，该物质中铁元素的化合价为_______。
Ⅲ．和反应形成致密的保护层，的作用是_______。
a．氧化剂 b．还原剂 c．既不是氧化剂也不是还原剂
Ⅳ．保护层被氧化为，如此往复腐蚀，___+___+_______(将反应补充完整)
(3)研究发现，Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成保护层，方法如下： 将铁器浸没在盛有溶液的容器中，缓慢加热至 60～90℃。一段时间， 取出器物，用溶液洗涤至无Cl-。
①检测洗涤液中 Cl-的方法是_____。
②脱氯反应：。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较与溶解度的大小：__________较大。[填与]
16．（2020·高一课时练习）用下面两种方法可以制得白色沉淀。
方法一：用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。
(1)除去蒸馏水中溶解的常采用_____________________的方法。
(2)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面以下，再挤出溶液。这样操作的理由是______________________。
方法二：在如图所示装置中，用不含的溶液、铁屑和稀硫酸制备。
(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。
(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。
(5)为了制得白色沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________。
(6)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．为红棕色固体，A错误；
B．根据信息可知，在时与氧气反应生成，继续升高温度生成，而在时转化为，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；
C．不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为，其稳定性弱于，C错误；
D．中为价和价，化学式可写为，D正确；
答案选D。
2．C
【详解】A．氯气是黄绿色有毒气体，密度比空气大，A正确；
B．氧化铁为红棕色固体，俗称铁红，B正确；
C．四氧化三铁为黑色固体，有磁性，又称磁性氧化铁，C错误；
D．氧化亚铁为黑色固体，D正确；
答案选C。
3．D
【详解】A．“OTC”代表非处方药，R代表处方药，A正确；
B．油脂、蔗糖均含碳元素，不根据其组成和结构特点，属于有机物，B正确；
C．该"纳米药物分子车”的直径为20Onm，而胶体分散质粒子直径为1~100nm，所以该"纳米药物分子车"分散于水中所得的分散系不属于胶体，C正确；
D．由图可知，该有机物中含有四氧化三铁，其中有+2价和+3价铁，D错误；
故选D。
4．C
【详解】A．产物中的酸性氧化物只有SO2，故A错误；
B．Fe2O3是红色粉末，所得赤色物质为Fe2O3，故B错误；
C．反应，一种物质变为多种物质，属于分解反应，故C正确；
D．反应中铁元素化合价由+2升高为+3，铁元素被氧化，故D错误；
选C。
5．D
【详解】n(HCl)=0.14 L×5.0 mol/L=0.7 mol，由氧化物和盐酸反应生成水可知，氧化物中含有n(O)=n(HCl)=0.35 mol，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+，反应后所得溶液为FeCl3，因n(Cl-)=0.7 mol+0.025 mol×2=0.75 mol，则n(Fe3+) = n(Cl-)=0.25 mol，所以氧化物中n(Fe)：n(O)=0.25：0.35=5：7，故该铁的氧化物化学式为Fe5O7，故合理选项是D。
6．C
【分析】废旧金属材料在焙烧过程中，金属被氧化为氧化物，再加入NaOH溶液，A12O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,过滤，得到滤渣Fe2O3、FeO、Fe3O4、CuO，向滤渣中加入硫酸，向溶液中加入过量铁粉，过滤，向滤渣中加入硫酸，铁溶解变为硫酸亚铁。
【详解】A．Fe、Cu、Al在焙烧过程中会生成对应的氧化物，故A正确；
B．操作I是过滤，则使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗，故B正确；
C．酸浸2是Fe、Cu混合物中Fe和硫酸反应，其发生的反应为Fe+2H+=Fe2++ H2↑，故C错误；
D．操作III是滤液II变为绿矾，其方法是蒸发浓缩、冷却结晶，故D正确。
7．B
【详解】①稀硫酸和铁粉生成H2，氢气排除了装置中的空气，在滴加氢氧化钠溶液，可以观察到白色沉淀；
②稀硫酸和铁粉生成H2，打开a止水夹，氢气排除了装置中的空气，过一段时间关闭a止水夹，A中生成硫酸亚铁的试管压强增大，将硫酸亚铁压如B试管，可以观察到白色沉淀；
③与空气直接接触，Fe(OH)2迅速被空气氧化成灰绿色最终变成红褐色的Fe(OH)3，不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；
④在硫酸亚铁溶液上面加苯液封，隔绝空气，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；
综上所述，①②④符合题意；
故选B。
8．B
【详解】A．氢气不纯加热易发生保证，应验纯后再点燃，A不符合操作要求；
B．HCl与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，图中洗气装置可分离，B能达到实验目的；
C．不能在容量瓶中溶解固体，应在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中定容，C不符合实验操作要求；
D．生成氢氧化亚铁容易被氧化，应隔绝空气，D不能达到实验目的；
故答案选：B。
9．C
【详解】A．一氧化碳还原氧化铁时，反应物中没有单质参加反应，不属于置换反应，故A错误；
B．四氧化三铁中铁的化合价有＋2、＋3价，由化合物化合价代数和为0可知，四氧化三铁中铁元素的化合价显＋3价，显＋2价，故B错误；
C．维生素C将铁离子转化为亚铁离子时，铁元素的化合价降低被还原，维生素为反应的还原剂，表现还原性，故C正确；
D．氢氧化亚铁浊液露置于空气中，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故D错误；
故选C。
10．C
【分析】根据装置图可知：连接好装置后，先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气，用氢气作保护气，反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，导管口用水液封，再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应，在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化，据此答题。
【详解】A．有气体生成的实验，连接好装置后，首先要检查装置的气密性，A正确；
B．反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时，说明空气排尽，导管口用水液封，防止空气进入试管，B正确；
C．铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，C错误；
D．Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3，所以在制取氢氧化亚铁时，要做到排除O2干扰，D正确；
故答案选：C。
11．D
【详解】A．配制溶液时未防止水中溶解的氧气氧化亚铁离子，应先加热煮沸蒸馏水除去溶解氧，以防氧化亚铁离子，故A正确；
B．植物油的密度比水小，浮在水面上可以起到隔绝空气的作用，防止亚铁离子被氧化，故B正确；
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液，为防止空气的氧气被带入溶液中，将胶头滴管尖嘴直接伸入试管内在挤出氢氧化钠，故C正确；
D．实验过程中应先打开止水夹，让产生的氢气排尽装置内的空气，以防亚铁离子氧化，故D错误；
故选：D。
12．A
【详解】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+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误；
B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确；
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确；
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确；
故选A。
13．56.0%
【详解】由题意可知，铁矿石样品中的氧化铁与足量盐酸充分反应得到氯化铁溶液，氯化铁溶液与足量氢氧化钠溶液反应得到氢氧化铁沉淀，氢氧化铁灼烧得到氧化铁，由铁原子个数守恒可知，铁矿石样品中铁元素的质量分数为×100%=56.0 %，故答案为：56.0%。
14．(1) 铁红 磁性氧化铁 红棕 黑 ＋3 +2，＋3 油漆、涂料、油墨等 磁铁
(2) 6FeO＋O22Fe3O4 碱性 FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O
【解析】略
15． H2O或潮湿 +3 c 4 1 6 12 取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合液，若无白色沉淀产生说明无Cl- FeOCl
【详解】（1）铁器在潮湿的环境中和氧气发生电化腐蚀生成铁锈，铁器在具有O2、H2O 等环境中容易被腐蚀；答案为H2O（或潮湿）。
（2）II．根据化合物中元素化合价代数和为0，计算FeO(OH)中铁元素的化合价为+3；答案为+3。
III．FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层，四氧化三铁看作Fe2O3 FeO，所以Fe2+既不是氧化剂也不是还原剂，故选c；答案为c。
IV．反应中O2中O元素的化合价降低4，Fe3O4中3个Fe的化合价共升高1，根据化合价升降守恒可知，Fe3O4的计量数为4，O2的计量数为1，结合原子守恒配平得到反应的化学方程式为：4Fe3O4+O2+6H2O=12FeO(OH)；答案为4，1，6，12。
（3）①检验Cl-常用硝酸酸化的硝酸银溶液，操作为：取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明无Cl-；答案为取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明无Cl-。
②化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势，由于不溶物FeOCl→FeO(OH)，所以FeOCl的溶解度大于FeO(OH)；答案为FeOCl。
16． 煮沸 避免生成的沉淀接触而被氧化 稀硫酸﹑铁屑 不含氧气的溶液 检验试管Ⅱ出口处的纯度，当排出的纯净时，再夹紧止水夹 试管Ⅰ中反应生成的充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中
【分析】方法一利用制备的NaOH溶液，用滴管吸入NaOH溶液，伸入到硫酸亚铁溶液液面以下，挤出滴管中液体发生反应生成氢氧化亚铁沉淀。
方法二中试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含的溶液。当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的无法逸出，压强增大，将试管Ⅰ内的溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，据此分析解答。
【详解】(1)常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的；故答案为：煮沸。
(2)题述操作是为了防止滴加溶液时带入空气，避免生成的接触；故答案为：避免生成的沉淀接触而被氧化。
(3)根据分析试管Ⅰ反应生成氢气和硫酸亚铁，因此加入的试剂是稀硫酸﹑铁屑；故答案为：稀硫酸﹑铁屑。
(4)根据分析试管Ⅱ发生硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，试管Ⅰ是制备硫酸亚铁，因此试管Ⅱ盛放的试剂是NaOH溶液；故答案为：不含氧气的溶液。
(5)当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹；故答案为：检验试管Ⅱ出口处的纯度，当排出的纯净时，再夹紧止水夹。
(6)试管Ⅰ内产生的无法逸出，压强增大将试管Ⅰ内的溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体处于氛围中，不易被氧化，能较长时间保持白色；故答案为：试管Ⅰ中反应生成的充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中。
【点睛】制备氢氧化亚铁时，由于氢氧化亚铁、铁离子易被氧化，因此在制备过程中要防止氧气进入，要排除装置内的空气。
1. 掌握铁的几种常见氧化物的性质和两种氢氧化物的性质及制备。
2. 掌握铁的氧化物和氢氧化物的用途。
一、铁的氧化物
铁的氧化物主要有 3 种，分别是氧化亚铁 (FeO)、氧化铁 (Fe2O3)、四氧化三铁 (Fe3O4)，它们都不溶于水且不与水反应。
题型演练
1．（2022·高一课时练习）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：
在空气中把铁灼烧到500℃生成Fe3O4；温度再升高可生成Fe2O3；再更高的温度(约1400℃)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
2．（2022·高一课时练习）化学既是一门变幻无穷的神奇学科，也是一个色彩缤纷的美丽世界，对下列物质的颜色判断错误的是
A．Cl2：黄绿色气体 B．Fe2O3：红棕色固体
C．Fe3O4：红棕色固体 D．FeO：黑色固体
3．（2022秋·高一课时练习）能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A．包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B．油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C．分散质粒子直径在1~100nm的分散系为胶体，该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D．该“运输车”中铁元素的价态为+3价
4．（2022秋·高一课时练习）《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。青矾加热时的反应为。下列说法正确的是
A．产物中含有3种酸性氧化物 B．所得赤色物质为
C．反应为分解反应 D．铁元素被还原
5．（2022秋·高一课时练习）有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL5.0 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+，则该样品可能的化学式为
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
6．（2022秋·高一课时练习）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、A12O3、CuO等，现利用下列工艺流程回收部分金属及金属化合物：
已知：绿矾为FeSO4 7H2O。下列说法中错误的是
A．焙烧过程中金属单质转化成了对应的氧化物
B．操作I使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗
C．酸浸2发生的反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu
D．操作III的方法是蒸发浓缩、冷却结晶
二、铁的氢氧化物
铁有两种常见的氢氧化物，红褐色的氢氧化铁 Fe(OH)3 和白色的氢氧化亚铁 Fe(OH)2，它们都是不溶于水的弱碱。
1.与酸反应
都能与盐酸或者稀硫酸发生中和反应生成相应的盐和水。
Fe(OH)3 +3HCl=FeCl3 +3H2O
Fe(OH)2 +2HCl=FeCl2 +2H2O
2.不稳定性
① 将氢氧化铁加热可以得到对应的氧化物——氧化铁。
2Fe(OH)3 ==△ ==Fe2O3+3H2O
② 氢氧化亚铁有很强的还原性，在空气中极易被氧化变为氢氧化铁。
4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3
10
3.Fe(OH)3 和 Fe(OH)2 的制备
铁的两种氢氧化物，他们都可由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。例如，Fe(OH)3 可由 FeCl3 和 NaOH 反应生成，对应的离子方程式为：Fe3+ +3OH- = Fe(OH)3 ↓。
题型演练
7．（2021·高一课时练习）下列各图示中能较长时间观察到的是
A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④
8．（2022秋·高一课时练习）下列实验能达到实验目的且符合操作要求的是
A．Ⅰ可用于制备并检验氢气的可燃性
B．Ⅱ可用于除去CO2中的HCl
C．用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D．用Ⅳ中操作制备氢氧化亚铁并观察其颜色
9．（2022·高一课时练习）化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价-类”二维图。铁元素的“价一类”二维图如图所示，下列说法正确的是
A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应
B．Fe3O4中铁的化合价显＋2价，显＋3价
C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，过程中维生素C作还原剂
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色迅速变为棕黄色
10．（2022秋·高一课时练习）某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A．连接好装置后，需检查装置的气密性
B．小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管
C．铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋
D．实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰
11．（2022·高一课时练习）甲同学用FeCl2和烧碱制备Fe (OH) 2；乙同学用如图装置制备Fe (OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是
A．配制溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．甲同学可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
C．甲同学向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴可以伸入到试管内
D．乙同学应该先关闭止水夹，一段时间以后再打开止水夹
12．（2022秋·高一课时练习）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
13．（2021·高一课时练习）某研究小组通过以下方法测定某铁矿石样品(主要成分为)中铁元素的质量分数：取20.0g铁矿石样品，粉碎后加入足量盐酸，充分反应后过滤，向滤液中加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤，将所得的沉淀灼烧，冷却后称得固体质量为16.0g。请根据以上信息计算该铁矿石样品中铁元素的质量分数___________。(假设杂质不与盐酸反应)
14．（2022秋·高一课时练习）铁的氧化物
(1)物理性质
FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 无 ①______ ②_____
颜色 黑 ③______ ④______
价态 +2 ⑤______ ⑥______
水溶解性 不溶 不溶 不溶
用途 —— ⑦______ ⑧______
(2)化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4：_______。
②FeO和Fe2O3均为_______氧化物，盐酸反应的离子方程式分别为：_______；_______。
15．（2020·高一课时练习）《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守，也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用，某博物馆修复出土铁器的过程如下：
(1)检测锈蚀产物
主要成分的化学式
铁器在具有、_____等环境中容易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。
Ⅰ．转化为。
Ⅱ．在自然环境中形成，该物质中铁元素的化合价为_______。
Ⅲ．和反应形成致密的保护层，的作用是_______。
a．氧化剂 b．还原剂 c．既不是氧化剂也不是还原剂
Ⅳ．保护层被氧化为，如此往复腐蚀，___+___+_______(将反应补充完整)
(3)研究发现，Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成保护层，方法如下： 将铁器浸没在盛有溶液的容器中，缓慢加热至 60～90℃。一段时间， 取出器物，用溶液洗涤至无Cl-。
①检测洗涤液中 Cl-的方法是_____。
②脱氯反应：。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较与溶解度的大小：__________较大。[填与]
16．（2020·高一课时练习）用下面两种方法可以制得白色沉淀。
方法一：用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。
(1)除去蒸馏水中溶解的常采用_____________________的方法。
(2)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面以下，再挤出溶液。这样操作的理由是______________________。
方法二：在如图所示装置中，用不含的溶液、铁屑和稀硫酸制备。
(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。
(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。
(5)为了制得白色沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________。
(6)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．为红棕色固体，A错误；
B．根据信息可知，在时与氧气反应生成，继续升高温度生成，而在时转化为，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；
C．不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为，其稳定性弱于，C错误；
D．中为价和价，化学式可写为，D正确；
答案选D。
2．C
【详解】A．氯气是黄绿色有毒气体，密度比空气大，A正确；
B．氧化铁为红棕色固体，俗称铁红，B正确；
C．四氧化三铁为黑色固体，有磁性，又称磁性氧化铁，C错误；
D．氧化亚铁为黑色固体，D正确；
答案选C。
3．D
【详解】A．“OTC”代表非处方药，R代表处方药，A正确；
B．油脂、蔗糖均含碳元素，不根据其组成和结构特点，属于有机物，B正确；
C．该"纳米药物分子车”的直径为20Onm，而胶体分散质粒子直径为1~100nm，所以该"纳米药物分子车"分散于水中所得的分散系不属于胶体，C正确；
D．由图可知，该有机物中含有四氧化三铁，其中有+2价和+3价铁，D错误；
故选D。
4．C
【详解】A．产物中的酸性氧化物只有SO2，故A错误；
B．Fe2O3是红色粉末，所得赤色物质为Fe2O3，故B错误；
C．反应，一种物质变为多种物质，属于分解反应，故C正确；
D．反应中铁元素化合价由+2升高为+3，铁元素被氧化，故D错误；
选C。
5．D
【详解】n(HCl)=0.14 L×5.0 mol/L=0.7 mol，由氧化物和盐酸反应生成水可知，氧化物中含有n(O)=n(HCl)=0.35 mol，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+，反应后所得溶液为FeCl3，因n(Cl-)=0.7 mol+0.025 mol×2=0.75 mol，则n(Fe3+) = n(Cl-)=0.25 mol，所以氧化物中n(Fe)：n(O)=0.25：0.35=5：7，故该铁的氧化物化学式为Fe5O7，故合理选项是D。
6．C
【分析】废旧金属材料在焙烧过程中，金属被氧化为氧化物，再加入NaOH溶液，A12O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,过滤，得到滤渣Fe2O3、FeO、Fe3O4、CuO，向滤渣中加入硫酸，向溶液中加入过量铁粉，过滤，向滤渣中加入硫酸，铁溶解变为硫酸亚铁。
【详解】A．Fe、Cu、Al在焙烧过程中会生成对应的氧化物，故A正确；
B．操作I是过滤，则使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗，故B正确；
C．酸浸2是Fe、Cu混合物中Fe和硫酸反应，其发生的反应为Fe+2H+=Fe2++ H2↑，故C错误；
D．操作III是滤液II变为绿矾，其方法是蒸发浓缩、冷却结晶，故D正确。
7．B
【详解】①稀硫酸和铁粉生成H2，氢气排除了装置中的空气，在滴加氢氧化钠溶液，可以观察到白色沉淀；
②稀硫酸和铁粉生成H2，打开a止水夹，氢气排除了装置中的空气，过一段时间关闭a止水夹，A中生成硫酸亚铁的试管压强增大，将硫酸亚铁压如B试管，可以观察到白色沉淀；
③与空气直接接触，Fe(OH)2迅速被空气氧化成灰绿色最终变成红褐色的Fe(OH)3，不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；
④在硫酸亚铁溶液上面加苯液封，隔绝空气，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；
综上所述，①②④符合题意；
故选B。
8．B
【详解】A．氢气不纯加热易发生保证，应验纯后再点燃，A不符合操作要求；
B．HCl与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，图中洗气装置可分离，B能达到实验目的；
C．不能在容量瓶中溶解固体，应在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中定容，C不符合实验操作要求；
D．生成氢氧化亚铁容易被氧化，应隔绝空气，D不能达到实验目的；
故答案选：B。
9．C
【详解】A．一氧化碳还原氧化铁时，反应物中没有单质参加反应，不属于置换反应，故A错误；
B．四氧化三铁中铁的化合价有＋2、＋3价，由化合物化合价代数和为0可知，四氧化三铁中铁元素的化合价显＋3价，显＋2价，故B错误；
C．维生素C将铁离子转化为亚铁离子时，铁元素的化合价降低被还原，维生素为反应的还原剂，表现还原性，故C正确；
D．氢氧化亚铁浊液露置于空气中，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故D错误；
故选C。
10．C
【分析】根据装置图可知：连接好装置后，先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气，用氢气作保护气，反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，导管口用水液封，再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应，在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化，据此答题。
【详解】A．有气体生成的实验，连接好装置后，首先要检查装置的气密性，A正确；
B．反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时，说明空气排尽，导管口用水液封，防止空气进入试管，B正确；
C．铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，C错误；
D．Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3，所以在制取氢氧化亚铁时，要做到排除O2干扰，D正确；
故答案选：C。
11．D
【详解】A．配制溶液时未防止水中溶解的氧气氧化亚铁离子，应先加热煮沸蒸馏水除去溶解氧，以防氧化亚铁离子，故A正确；
B．植物油的密度比水小，浮在水面上可以起到隔绝空气的作用，防止亚铁离子被氧化，故B正确；
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液，为防止空气的氧气被带入溶液中，将胶头滴管尖嘴直接伸入试管内在挤出氢氧化钠，故C正确；
D．实验过程中应先打开止水夹，让产生的氢气排尽装置内的空气，以防亚铁离子氧化，故D错误；
故选：D。
12．A
【详解】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+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误；
B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确；
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确；
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确；
故选A。
13．56.0%
【详解】由题意可知，铁矿石样品中的氧化铁与足量盐酸充分反应得到氯化铁溶液，氯化铁溶液与足量氢氧化钠溶液反应得到氢氧化铁沉淀，氢氧化铁灼烧得到氧化铁，由铁原子个数守恒可知，铁矿石样品中铁元素的质量分数为×100%=56.0 %，故答案为：56.0%。
14．(1) 铁红 磁性氧化铁 红棕 黑 ＋3 +2，＋3 油漆、涂料、油墨等 磁铁
(2) 6FeO＋O22Fe3O4 碱性 FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O
【解析】略
15． H2O或潮湿 +3 c 4 1 6 12 取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合液，若无白色沉淀产生说明无Cl- FeOCl
【详解】（1）铁器在潮湿的环境中和氧气发生电化腐蚀生成铁锈，铁器在具有O2、H2O 等环境中容易被腐蚀；答案为H2O（或潮湿）。
（2）II．根据化合物中元素化合价代数和为0，计算FeO(OH)中铁元素的化合价为+3；答案为+3。
III．FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层，四氧化三铁看作Fe2O3 FeO，所以Fe2+既不是氧化剂也不是还原剂，故选c；答案为c。
IV．反应中O2中O元素的化合价降低4，Fe3O4中3个Fe的化合价共升高1，根据化合价升降守恒可知，Fe3O4的计量数为4，O2的计量数为1，结合原子守恒配平得到反应的化学方程式为：4Fe3O4+O2+6H2O=12FeO(OH)；答案为4，1，6，12。
（3）①检验Cl-常用硝酸酸化的硝酸银溶液，操作为：取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明无Cl-；答案为取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明无Cl-。
②化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势，由于不溶物FeOCl→FeO(OH)，所以FeOCl的溶解度大于FeO(OH)；答案为FeOCl。
16． 煮沸 避免生成的沉淀接触而被氧化 稀硫酸﹑铁屑 不含氧气的溶液 检验试管Ⅱ出口处的纯度，当排出的纯净时，再夹紧止水夹 试管Ⅰ中反应生成的充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中
【分析】方法一利用制备的NaOH溶液，用滴管吸入NaOH溶液，伸入到硫酸亚铁溶液液面以下，挤出滴管中液体发生反应生成氢氧化亚铁沉淀。
方法二中试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含的溶液。当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的无法逸出，压强增大，将试管Ⅰ内的溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，据此分析解答。
【详解】(1)常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的；故答案为：煮沸。
(2)题述操作是为了防止滴加溶液时带入空气，避免生成的接触；故答案为：避免生成的沉淀接触而被氧化。
(3)根据分析试管Ⅰ反应生成氢气和硫酸亚铁，因此加入的试剂是稀硫酸﹑铁屑；故答案为：稀硫酸﹑铁屑。
(4)根据分析试管Ⅱ发生硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，试管Ⅰ是制备硫酸亚铁，因此试管Ⅱ盛放的试剂是NaOH溶液；故答案为：不含氧气的溶液。
(5)当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹；故答案为：检验试管Ⅱ出口处的纯度，当排出的纯净时，再夹紧止水夹。
(6)试管Ⅰ内产生的无法逸出，压强增大将试管Ⅰ内的溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体处于氛围中，不易被氧化，能较长时间保持白色；故答案为：试管Ⅰ中反应生成的充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中。
【点睛】制备氢氧化亚铁时，由于氢氧化亚铁、铁离子易被氧化，因此在制备过程中要防止氧气进入，要排除装置内的空气。