第一节 铁及其化合物
第 1 课时 单质铁
（分层练习）
1．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
2．下列关于铁及其化合物的描述中，正确的是
A．铁的硬度很小 B．铁可以被磁铁吸引
C．Fe 在 O2中燃烧生成 Fe2O3 D．常温下，Fe 与浓硫酸不反应
3．下列关于铁与水反应的描述错误的是
A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的 Fe2O3
B．红热的铁能与水蒸气反应，产生的气体可在空气中燃烧
C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D．常温下，Fe 与 H2O 不反应，但能与空气中的 O2、H2O 共同作用发生反应
4．某些化合物可由两种单质加热直接反应生成。下列化合物不符合上述条件的是
A．FeS B．FeCl2 C．FeCl3 D．Fe3O4
5．下面的物质不能由金属和稀酸溶液反应生成的是
A．FeSO4 B．MgSO4 C．FeCl3 D．ZnSO4
6．铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质，四种物质间的反应关系如图所示。图中
两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应，其中对应的离子方程式书写正确的是
A．OH +HCl=H2O+Cl B．Ca(OH)2+Cu2+=Ca2++Cu(OH)2
C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ D．Fe+2H+=Fe3++H2↑
7．用如图所示装置进行 Fe 与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是
A．实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B．反应中 H2O 作氧化剂，发生反应的化学方程式为 2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
C．干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D．收集反应产生的气体选用装置②
8．把铁片投入到下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是
A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液
9．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是
A．磁性氧化铁：氧化铁，为黑色晶体 B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料
C．生石灰：氧化钙，可作干燥剂 D．双氧水：过氧化氢，是离子化合物
10．下列说法正确的是
A．铁与酸反应一定生成盐和氢气
B．铁与氯气反应的产物与二者的量有关
C．铁的氧化物属于金属氧化物，也属于碱性氧化物
D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，故其一定是氧化还原反应
11．铁及其化合物在人类的生产生活中扮演着重要的角色。
(1)铁是人体中一种重要的金属元素，在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。据此分析血红蛋白
中铁存在的价态为_______。(已知：铁常见的化合价有+2、+3 价)
(2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学方程式，用单线桥法标出电子转移的方
向和数目_______。
(3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从_____________变为_____________，写出该反应的化
学方程式__________________________________________。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是_______。
12．把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中 Fe3＋和 Fe2＋物质的量浓度之比为 2:3，则
已反应的 Fe3＋和未反应的 Fe3＋物质的量之比为
A．1:1 B．2:3 C．2:1 D．3:2
13．a g 铁粉与含有 H2SO4的 CuSO4溶液恰好完全反应后，得到 a g 铜，则参与反应的 CuSO4与 H2SO4的物
质的量之比为
A．7∶1 B．1∶7 C．7∶8 D．8∶7
14．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿片段，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
C．肥皂水改为吹泡泡水，收集 H2效果更好，点燃效果更明显
D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
15．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（已知：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，所得溶液中一定含有 Fe3+
16．向=50 mL 稀 H2SO4与稀 HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标
准状况)之间的关系如图所示，假设 C 点之前每一段只对应一个反应。下列说法正确的是
A．参加反应铁粉的总质量 m2=5.6 g
B．所用混合溶液中 c(HNO3)=0.5 mol/L
C．开始时产生的气体为 H2
D．AB 段发生的反应为置换反应
17．将 11.5 g 钠、28 g 铁分别放入 20 mL 1 mol·L－1的盐酸中，结果正确的是
A．钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多
B．铁与盐酸反应比钠剧烈
C．铁与盐酸反应产生的气体多
D．反应结束时产生的气体一样多
18．下列物质反应后一定有＋3 价铁生成的是
①过量的 Fe 与 Cl2反应②Fe 与过量稀 H2SO4反应③Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．①② C．①②③ D．①③
19．如图所示，相等质量的铁和锌与足量的稀 H2SO4充分反应，产生氢气的质量（m）与反应时间（t）的
正确关系是
A． B．
C． D．
20．铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。
(1)反应①的化学方程式为_______。
(2)反应②的化学方程式为_______。
(3)反应③的化学方程式为_______。
21．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并回
答下列问题：
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为：___________
(2)装置 D 的作用是___________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管 B 中黑色固体的成分(已知酸性 KMnO4溶液能与盐酸发
生反应)。
(3)待硬质玻璃管 B 冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验：
①试剂 A 是___________，现象 2 为___________。
②若现象 1 中溶液未变血红色，请从硬质玻璃管 B 中固体物质的成分分析可能的原因：______。第一节 铁及其化合物
第 1 课时 单质铁
（分层练习）
1．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
【答案】C
【详解】A．把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故 A 正确；
B．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 正确；
C．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；
D．隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故 D 正确；
故 C 正确。
2．下列关于铁及其化合物的描述中，正确的是
A．铁的硬度很小 B．铁可以被磁铁吸引
C．Fe 在 O2中燃烧生成 Fe2O3 D．常温下，Fe 与浓硫酸不反应
【答案】B
【解析】A．纯铁的硬度小于钢，但相对来讲硬度不是很小，故 A 错误；
B．磁铁能吸引 Fe 单质，属于物理性质，故 B 正确；
C．Fe 在 O2中燃烧生成 Fe3O4，故 C 错误；
D．常温下，浓硫酸和 Fe 发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，该现象为钝化，
故 D 错误；
3．下列关于铁与水反应的描述错误的是
A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的 Fe2O3
B．红热的铁能与水蒸气反应，产生的气体可在空气中燃烧
C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D．常温下，Fe 与 H2O 不反应，但能与空气中的 O2、H2O 共同作用发生反应
【答案】A
高温
【解析】A. 铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O g Fe3O4 +4H2，生成黑色的 Fe3O4，A 错误；
B. 反应产生的 H2可在空气中燃烧，B 正确；
C. 反应中铁和氢元素化合价变化，该反应为氧化还原反应，C 正确；
D. 常温下，铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀而被缓慢氧化，D 正确。答案选 A。
4．某些化合物可由两种单质加热直接反应生成。下列化合物不符合上述条件的是
A．FeS B．FeCl2 C．FeCl3 D．Fe3O4
【答案】B
【解析】A. 铁和硫单质反应生成硫化亚铁，符合条件，故 A 正确，但不符合题意；
B. Fe 和 Cl2反应生成 FeCl3而不是 FeCl2，不符合条件，故 B 错误，符合题意；
C. Fe和 Cl2反应生成 FeCl3，符合条件，故 C 正确，但不符合题意；
D.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符合条件，故 D 正确，但不符合题意；故选：B。
5．下面的物质不能由金属和稀酸溶液反应生成的是
A．FeSO4 B．MgSO4 C．FeCl3 D．ZnSO4
【答案】C
【详解】A．铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气，A 正确；
B．镁和稀硫酸生成硫酸镁和氢气，B 正确；
C．铁和稀盐酸生成氯化亚铁，不是氯化铁，C 错误；
D．锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气，D 正确；
故选 C。
6．铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质，四种物质间的反应关系如图所示。图中
两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应，其中对应的离子方程式书写正确的是
A．OH +HCl=H2O+Cl B．Ca(OH) +Cu2+=Ca2+2 +Cu(OH)2
C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ D．Fe+2H+=Fe3++H2↑
【答案】C
【解析】A. 稀盐酸和石灰水发生中和反应，反应的离子方程式应为 H++OH =H2O，A 项错误；
B. 氯化铜和石灰水反应生成氢氧化铜沉淀，反应的离子方程式为 Cu2++2OH =Cu(OH)2↓，B 项错误；
C. 铁与氯化铜溶液发生置换反应，生成氯化亚铁和铜，反应的离子方程式为 Fe+Cu2+=Fe2++Cu，C 项正确；
D. 铁为活泼金属，与稀盐酸发生置换反应生成氢气，离子方程式为 Fe+2H+=Fe2++H2↑，D 项错误；
7．用如图所示装置进行 Fe 与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是
A．实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B．反应中 H2O 作氧化剂，发生反应的化学方程式为 2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
C．干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D．收集反应产生的气体选用装置②
【答案】C
【解析】A．实验时，应先用水蒸气排出装置中的空气，即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯，A 错误；
B．铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B 错误；
C．氢气是中性气体，可以用碱石灰干燥，C 正确；
D．收集的是氢气，密度比空气小，应用向下排气法，选用装置 c，D 错误；
故选 C。
8．把铁片投入到下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是
A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液
【答案】C
【解析】A. 铁与硫酸亚铁不反应，铁皮质量不变，故 A 错误；
B. 根据化学方程式 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，假设 56g 铁完全反应，则生成 2 克氢气，溶液质量增加 54 克，
铁片质量减少 56g，但有气体生成，故 B 错误；
C. 铁与硫酸铁溶液反应，铁片质量减少，没有气体生成，故 C 正确；
D. 根据化学方程式 Fe+2AgNO3═Fe( NO3)2+2Ag，假设 56g 铁完全反应，则生成 216g 银，铁片质量增加
160g，故 D 错误；故选：C。
9．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是
A．磁性氧化铁：氧化铁，为黑色晶体 B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料
C．生石灰：氧化钙，可作干燥剂 D．双氧水：过氧化氢，是离子化合物
【答案】C
【详解】
A．磁性氧化铁为四氧化三铁，A 错误；
B．铁红为氧化铁，B 错误；
C．生石灰即氧化钙，可以吸水作干燥剂，C 正确；
D．过氧化氢为只含共价键的共价化合物，D 错误；
综上所述答案为 C。
10．下列说法正确的是
A．铁与酸反应一定生成盐和氢气
B．铁与氯气反应的产物与二者的量有关
C．铁的氧化物属于金属氧化物，也属于碱性氧化物
D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，故其一定是氧化还原反应
【答案】D
【详解】
A．铁与硝酸反应生成硝酸盐和氮的氧化物，故 A 错误；
B．铁与氯气反应的产物与二者的量无关，只生成氯化铁，故 B 错误；
C．铁的氧化物属于金属氧化物，但 Fe3O4不属于碱性氧化物，故 C 错误；
D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，有化合价变化，因此其反应一定是氧化还原反应，故 D 正
确。综上所述，答案为 D。
11．铁及其化合物在人类的生产生活中扮演着重要的角色。
(1)铁是人体中一种重要的金属元素，在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。据此分析血红蛋白
中铁存在的价态为_______。(已知：铁常见的化合价有+2、+3 价)
(2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学方程式，用单线桥法标出电子转移的方
向和数目_______。
(3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从_____________变为_____________，写出该反应的化
学方程式__________________________________________。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是_______。
【答案】(1)+2
(2)
(3) 黄色 浅绿色 2FeCl3+Fe=3FeCl2 向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明氯化铁
反应完全
【解析】(1)血红蛋白(Hb )中的铁元素呈正二价，能与 O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO )从而有输送氧的能
力，故答案为：+2；
(2)铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为 Fe+4H2O Fe3O4+4H2，用单线桥法标
出电子转移的方向和数目为， ，故答案为：
；
(3)氯化铁溶液为黄色，将铁丝投入到氯化铁溶液中充分反应，发生的反应为 2FeCl3+Fe=3FeCl2，生成氯化
亚铁，溶液的颜色由黄色变化浅绿色；由于氯化铁溶液中滴加 KSCN 溶液会变红，使用 KSCN 溶液检验氯
化铁是否反应完全，具体操作为：向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明氯化铁反应完全，
故答案为：黄色；浅绿色；2FeCl3+Fe=3FeCl2；向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明氯化
铁反应完全。
12．把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中 Fe3＋和 Fe2＋物质的量浓度之比为 2:3，则
已反应的 Fe3＋和未反应的 Fe3＋物质的量之比为
A．1:1 B．2:3 C．2:1 D．3:2
【答案】A
【解析】铁粉放入三氯化铁溶液中，发生的反应为：Fe+2Fe3+＝3Fe2+，设已反应的 Fe3+的物质的量为 n，则
Fe+2Fe3+＝3Fe2+
2 3
n 1.5n
所得溶液中 Fe3＋和 Fe2＋物质的量浓度之比为 2:3，所以未反应的 Fe3+的物质的量为 n，则已反应的 Fe3+和未
反应的 Fe3+的物质的量之比=n：n=1：1，答案选 A。
13．a g 铁粉与含有 H2SO4的 CuSO4溶液恰好完全反应后，得到 a g 铜，则参与反应的 CuSO4与 H2SO4的物
质的量之比为
A．7∶1 B．1∶7 C．7∶8 D．8∶7
【答案】A
a a
【解析】a g 铁粉的物质的量为 mol，a gCu 的物质的量为 mol，根据氧化还原规律 Fe 先与 CuSO4反56 64
a a
应，再与 H2SO4反应，因为 mol＞ mol，所以 CuSO4反应完全，剩余 Fe 与 H2SO4反应，所以参加反56 64
a a a
应的 CuSO4的物质的量为 mol，参加反应的 H SO 的物质的量为 mol－ mol，参加反应的 CuSO64 2 4 56 64 4
与
a
H SO 64
mol
2 4的物质的量之比为： ＝7∶1，A 项符合题意。a
56 mol
a
－64 mol
14．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿片段，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
C．肥皂水改为吹泡泡水，收集 H2效果更好，点燃效果更明显
D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
【答案】D
【解析】A. 尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头可增加受热面积及尿不湿的加热温度，
从而提供足够的水蒸气，A 项正确；
B. 具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B 项正确；
C. 泡泡水易于起泡，收集气体更容易，点燃效果更好，C 项正确；
D. 磁铁可以吸引单质铁和 Fe3O4，D 项错误。答案选 D。
15．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（已知：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，所得溶液中一定含有 Fe3+
【答案】C
【解析】A. 实验后，装置 B 中生成黑色的四氧化三铁固体，A 错误；
B. 虚线框 C 处为验证生成的为氢气，其密度小于空气，应该选择装置乙，B 错误；
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，生成的氢气可与氧化铜反应生成单质铜，则可
观察到铜丝由黑变红，C 正确；
D. 实验后，将装置 B 中的固体溶足量稀硫酸，所得溶液中可能含有 Fe3+，若铁粉过量时可能不含有 Fe3+，
D 错误；答案为 C。
16．向=50 mL 稀 H2SO4与稀 HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标
准状况)之间的关系如图所示，假设 C 点之前每一段只对应一个反应。下列说法正确的是
A．参加反应铁粉的总质量 m2=5.6 g
B．所用混合溶液中 c(HNO3)=0.5 mol/L
C．开始时产生的气体为 H2
D．AB 段发生的反应为置换反应
【答案】A
【解析】A.最终生成 Fe2+，根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知 3×n(NO)+2×n(H2)=2n(Fe)，即 3×
1.12L 0.56L
+2× =2n(Fe)，n(Fe)=0.1mol，其质量为 0.1 mol×56 g/mol=5.6 g，A 正确；
22.4L / mol 22.4L / mol
1.12L 0.05mol
B. n(NO)= =0.05mol，则所用混合溶液中 c(HNO )= =1mol/L，B 错误；
22.4L / mol 3 0.05L
C. 反应开始时产生的气体为 NO，C 错误；
D. AB 段发生：Fe+2Fe3+=3Fe2+，该反应为化合反应，D 错误；
故合理选项是 A。
17．将 11.5 g 钠、28 g 铁分别放入 20 mL 1 mol·L－1的盐酸中，结果正确的是
A．钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多
B．铁与盐酸反应比钠剧烈
C．铁与盐酸反应产生的气体多
D．反应结束时产生的气体一样多
【答案】A
【分析】
金属活泼性越强，与酸反应越剧烈，依据 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，计算产生氢气的物质的量。
【详解】
反应的剧烈程度由金属活泼性决定，由于金属活动性 Na＞Fe，则钠与盐酸反应比铁剧烈；11.5 g 钠、28 g
铁物质的量都是 0.5 mol，盐酸中 HCl 物质的量 n(HCl)=1 mol/L×0.02 L=0.02 mol，依据方程式：
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑及 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知：0.5 mol Na 参加反应生成 0.25 mol H2；依据方程式：
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知：0.02 mol HCl 完全反应消耗 0.0 1 mol Fe，HCl 完全反应，生成 H2为 0.01 mol，综
上所述可知，说法正确的是钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多，故合理选项是 A。
18．下列物质反应后一定有＋3 价铁生成的是
①过量的 Fe 与 Cl2反应②Fe 与过量稀 H2SO4反应③Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．①② C．①②③ D．①③
【答案】A
【解析】虽然铁粉过量，但铁与 Cl2发生反应的产物为 FeCl3，故①中有＋3 价铁生成；Fe 与稀 H2SO4反应
生成 FeSO4，故②中只有＋2 价铁生成；Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中时，若铁粉很多，则过量的铁粉与
生成的 FeCl3发生反应生成 FeCl 3＋2，而使溶液中无 Fe ，故③中不一定有＋3 价铁生成，A 正确；
综上所述，本题选 A。
19．如图所示，相等质量的铁和锌与足量的稀 H2SO4充分反应，产生氢气的质量（m）与反应时间（t）的
正确关系是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】
【分析】锌和铁均为二价金属，锌的相对原子质量比铁大，相同质量的铁和锌，铁的物质的量更多。锌比
铁活泼，相同条件下与酸反应的速度比铁快。
【详解】A．相同质量时铁的物质的量大，生成氢气的质量比锌反应生成的氢气质量多，纵坐标变化情况正
确；锌比铁活泼反应比铁快，所以耗时少，横坐标变化情况正确，A 项正确；
B．将锌和铁调换一下即正确，B 项错误；
C．横坐标变化情况正确，但纵坐标中应该铁在上，C 项错误；
D．横坐标变化情况错误，锌耗时应较少，D 项错误；
所以答案选择 A 项。
20．铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。
(1)反应①的化学方程式为_______。
(2)反应②的化学方程式为_______。
(3)反应③的化学方程式为_______。
高温
【答案】3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
【解析】Fe 与水蒸气在高温下反应产生 Fe3O4、H2；Fe 与 CuSO4发生置换反应产生 FeSO4、Cu；Fe 与 HCl
反应产生 FeCl2、H2；Fe 与 O2在点燃时反应产生 Fe3O4。
高温
(1)铁和水蒸气在高温下反应产生 Fe3O4和 H2，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；
(2)由于金属活动性：Fe＞Cu，铁和硫酸铜在溶液中反应生成硫酸亚铁和铜，反应为：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
(3)在金属活动性顺序表中，Fe 位于 H 元素的前边，能够与盐酸发生置换反应产生氯化亚铁和氢气，反应方
程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
21．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并回
答下列问题：
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为：___________
(2)装置 D 的作用是___________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管 B 中黑色固体的成分(已知酸性 KMnO4溶液能与盐酸发
生反应)。
(3)待硬质玻璃管 B 冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验：
①试剂 A 是___________，现象 2 为___________。
②若现象 1 中溶液未变血红色，请从硬质玻璃管 B 中固体物质的成分分析可能的原因：______。
【答案】(1)3Fe + 4H2O(g)高温Fe3O4 + 4H2
(2)可除去 H2中的水蒸气，防止 E 的玻璃管破裂
(3) 稀硫酸 酸性 K MnO4溶液褪色 B 中固体可能有 Fe3O4和 Fe，Fe 将 Fe3+全部还原为 Fe2+
高温
【解析】(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2；
(2)碱石灰具有吸水性，可除去 H2中的水蒸气，防止 E 的玻璃管破裂；
(3)①试剂 A 为稀硫酸，可用于溶解氧化物，反应如生成亚铁离子，具有还原性，可用高锰酸钾检验，可观
察到酸性 K MnO4溶液褪色；
②B 中固体可能有 Fe O 和 Fe，Fe 将 Fe3+3 4 全部还原为 Fe2+，则现象 1 中溶液未变血红；
