第 7 讲 铁及其化合物
知识点 1：铁的单质
知识点 2：铁的氧化物及氢氧化物
知识点 3：Fe(OH)2的制备
知识点 4：铁盐和亚铁盐
知识点 1：铁的单质
【典例 1】纯净铁的物理性质有
①光亮的银白色 ②黑色 ③在潮湿的空气中易被腐蚀 ④有延展性 ⑤能导电导热
⑥硬而脆 ⑦能被磁铁吸引，易被磁化
A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部
【典例 2】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 与过量稀硫酸反应后，再向其中加 H2O2溶液 ③Fe(NO3)2
溶液中加少量盐酸 ④Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．只有①②
C．只有①②③ D．全部
【典例 3】用下图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质(夹持装置略去)。回答
下列问题：
(1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部加碎瓷片的作用是 。
(2)实验开始时，应先点燃 A 装置中的酒精灯还是 B 装置中的酒精喷灯？ (填“A”或
“B”)，原因是 。
(3)B 中反应的化学方程式为 ，该反应的氧化剂是 。
(4)D 装置的作用是 。
(5)E 中的现象是 ，所发生反应的化学方程式是 。
(6)点燃 E 中酒精灯之前应进行的操作是 。
【变式 1】还原铁粉和水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法不正确的是
A．湿棉花的主要作用是提供水蒸气
B．肥皂液中刚有气泡产生时不能点燃肥皂液
C．肥皂液的主要作用是检验生成的是H2
D．装置中反应的化学方程式是2Fe + 3H2O(g)高温Fe2O3 + 3H2↑
【变式 2】铁和下列物质反应，能生成+3 价化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；
⑤HNO3；⑥氯气；⑦H2O
A．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥
【变式 3】下列关于铁的性质的叙述不正确的是
A．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是 Fe3O4
B．铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧
C．因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松，不能保护内层的金属，故铁制品需
要涂保护层
D．铁与硫酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
【变式 4】下列有关铁及其化合物的说法中正确的是
A．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
B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3 价
C．铁在氯气中燃烧如果铁过量会生成 FeCl2
D．工业上用 CO 在高温条件下还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁
【变式 5】下列含 Fe 元素的物质反应的离子方程式书写正确的是
A．铁与盐酸反应：2Fe +6H+=2Fe3+ +3H2↑
B．钠与氯化铁溶液反应：Fe3+ +3Na=3Na+ + Fe
C．氧化铁与稀硫酸反应：Fe2O3 +6H+=2Fe3+ +3H2O
D．氯化亚铁溶液与氯气反应：Fe2+ + Cl =2Cl + Fe3+2
【变式 6】引火铁是一种活性很强的铁粉，一般用于焊接铁轨等。某课外活动小组利用图 1
装置将普通铁粉在酒精喷灯加热条件下与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，再利用图 2 装置将制
得的Fe3O4与H2反应制备颗粒很细、活性很强的引火铁(加热及夹持装置省略)。
回答下列问题：
(1)图 1中玻璃仪器 a的名称是 。实验时将普通铁粉装入试管A中的具体操作是 。
(2)试管 A 中发生反应的化学方程式为 ，其中发生还原反应的物质的化学式是 ，
当有8 g H2生成时，发生氧化反应的物质的质量是 。
(3)图 2 中，从仪器Ⅰ中加入稀硫酸，在装置 H 中发生反应，排出装置 E 中的空气，再用酒精
灯加热 E，在点燃酒精灯之前需要进行的操作是 。装置 E、H 中发生反应的反应类型
有 (填序号)。
①复分解反应 ②氧化还原反应 ③置换反应 ④非氧化还原反应
其中装置 H 中发生反应的离子方程式是 。
【变式 7】下列实验装置可用于实验室制备少量无水 FeCl3，已知 FeCl3遇水会强烈反应。
(1)为达到实验目的，各装置的正确连接顺序是：
a→________→________→________→________→h→i→c→b→g→f(填接口的字母，箭头的
方向即气流的方向，部分装置可重复使用)。 。
(2)请写出装置⑤圆底烧瓶中制备氯气的离子方程式 。
(3)装置②的目的除了降低 Cl2在溶液中的溶解度外，还有 。
(4)请写出④制备 FeCl3的化学方程式 。
(5)本实验装置④⑤两处均有酒精灯，实验开始前应先点燃 (填装置序号)处酒精灯，
后点燃 (填装置序号)处酒精灯。
知识点 2：铁的氧化物及氢氧化物
【典例 1】价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵
坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表示部分物质间的
转化关系。下列说法正确的是
A．用铁丝与水蒸气高温下反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH)3发生转化③
C．实现转化⑤可以加入NaOH溶液
D．Fe 与强氧化剂可以发生转化⑥
【典例 2】实验室测定某氧化物(FexO)组成的实验如下图所示，下列有关说法正确的是
A．根据步骤 I、Ⅱ可判断氧化物的组成为Fe0.8O
B．溶液 X 中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1
C．溶液 Y 中的离子只有Fe3+和Cl
D．氧化物中氧元素的质量分数约为 27.6%
【典例 3】铁泥是钢铁厂废弃物，经分析其成分如下表：
成分 Fe3O4 Fe2O3 FeO Fe 水分 杂质
质量分数% 74.25 7.28 3.56 3.67 8.12 3.12
已知杂质不溶于酸。
综合利用废弃物，对资源利用和环境保护具有现实意义，铁泥常用于制备铁红，实验室模拟
其工艺流程如下：
(1)酸浸过程中 Fe3O4与硫酸反应的离子方程式为 。
(2)转化过程中发生反应的离子方程式为 。检验转化是否完全所用的试剂
是 。
(3)沉铁后洗涤滤渣 2，检验滤渣 2 是否洗涤干净的方法是：取少量最后一次的洗涤液于试管
中， ，则已经洗涤干净。
(4)煆烧步骤的化学反应方程式为 。
【变式 1】现有Fe和Fe2O3的固体粉末44g，往其中加入2L稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生
H2的体积为8.96L(标准状况)，反应后的溶液不能使 KSCN 溶液显色。为中和过量硫酸需要
3.00mol L 1 NaOH溶液200mL(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是
A．原硫酸的浓度为1mol L 1
B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为0.7mol
C．混合物中Fe的物质的量为0.5mol
D．混合物中Fe2O3的物质的量为0.1mol
【变式 2】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元
素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是
A．铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化①
B．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO2 4 )具有强氧化性，可用于消毒
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③
【变式 3】中科院网报道，纳米 Fe3O4晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂，用于疾病的
诊断和作为药物载体用于疾病的治疗。其制备过程如下，下列叙述合理的是
A．Fe3O4可以表示为 FeO·Fe2O3，属于混合物
B．在反应②中 FeCl3·6H2O 被环丙胺( )还原为 FeO(OH)
C．纳米四氧化三铁材料为胶体
D．反应③的化学方程式是 6FeO(OH)+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2
【变式 4】用如图所示装置测定某铁矿石中Fe2O3的含量(杂质不参与反应)，称取 4.00g 该铁
矿石于硬质玻璃管 A 中，充分反应后测得干燥管 B 增重 2.64g，C 增重 0.44g，下列相关说
法中正确的是
A．称量干燥管 B 后，应先加热硬质玻璃管 A，再通 CO
B．在硬质玻璃管 A 发生的反应中，CO 被还原
C．该铁矿石有效成分的质量分数为 93.3%
D．若撤去干燥管 C，会造成测得的有效成分含量偏高
【变式 5】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，证明原溶液中含
有 Fe3+
【变式 6】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元
素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述①转化
B．加热 Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为 Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO2 4 )具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO 是种红色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 Fe2O3
【变式 7】向铁和氧化铁的混合物中加入 500mL0.20mol·L-1稀盐酸后恰好完全反应，得到只
含一种金属离子的浅绿色溶液，并收集到 448mL 氢气(标准状况下测定)。回答下列问题；
(1)反应后溶液中的溶质为 (填写化学式)，其物质的量浓度为 (忽略溶液的体积变
化)；
(2)原混合物中单质铁的质量为 g。
【变式 8】某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对 CO 还原 Fe2O3粉末的实验进行探究
(固定装置略)。
\
【查阅资料】CO 能溶于铜液。
(1)按如图连接装置 A E，在装入试剂前，先 。
(2)写出装置 B 中反应的化学方程式 。
(3)通入 CO2一段时间后，先点燃 处酒精喷灯(填“A”或“D”)。
(4)反应一段时间后，能证明 CO 与 Fe2O3反应的实验现象： ；写出装置 D 中反应
的化学方程式 。
(5)某同学认为该装置有缺陷，需在装置 E 后再连接装置 F，其目的是 。装置 E、F
的接口连接顺序：a 连接 (填“b”或“c”)。
【变式 9】已知 A 是一种常见金属，F 是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列
问题。
(1)写出 X、B、D、F 的化学式：X 、B 、D 、E 、 G 。
(2)写出 A 与水反应的化学方程式 。
(3)检验 D 中阳离子的操作方法 。
(4)①写出下列转化的离子方程式 D→C： 。
②E 转化为 F 时的现象 ，当有 1molF 生成时转移电子数为 。
知识点 3：Fe(OH)2的制备
【典例 1】某实验兴趣小组同学采用如图所示装置制备 Fe（OH）2，下列说法错误的是
A．实验开始前，应检查装置气密性
B．气体 a 的主要成分为氢气
C．为了制备较纯的 Fe（OH）2，应打开 K1，关闭 K2，将装置内的气体尽可能赶出去
D．盛装稀盐酸的仪器使用前要检查是否漏液
【典例 2】（多选）如图所示装置，可用来制取Fe(OH)2，实验中使用的试剂为铁屑和6mol
L 1的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是
A．分液漏斗中盛放的是6mol L 1的硫酸
B．实验开始时应先将 a 关闭
C．A 中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应
D．生成Fe(OH)2的操作为：首先打开 a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭 a，A
中液体沿导管流入 B 中
【典例 3】如图所示装置可用来制取 Fe(OH)2和观察 Fe(OH)2被氧化时的颜色变化，实验时
必须使用铁屑、6mol/L 硫酸，其他试剂任选。回答下列问题：
(1)仪器 D 的名称为 ，该仪器中需要放入 ，装置 B 中盛有一定量的 NaOH 溶
液，装置 A 中应预先加入的试剂是 ，装置 A 中发生反应的离子方程式为 。
(2)实验开始时应先将止水夹 E (填“打开”或“关闭”)，装置 C 中收集到的气体主要为 ；
待装置中空气排尽后，将止水夹 E (填“打开”或“关闭”)，此时装置 B 中可能发生的化学
反应是： (用离子方程式表示)。
(3)拔去装置 B 中的橡胶塞，使空气进入，此时 B 中发生反应的化学方程式为 。
【典例 4】某学习小组为制备Fe(OH)2，进行了以下实验探究。请回答下列问题。
(1)依据教材内容，小张同学向盛有一定量FeSO4溶液的试管中，滴加 NaOH 溶液以制备
Fe(OH)2，如图所示。实验中观察到先出现白色沉淀，后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
请用化学方程式表示白色沉淀变为红褐色沉淀的原因 。
(2)对于上述实验中出现的灰绿色沉淀，该学习小组进行了深入研究。
①小王同学推测灰绿色沉淀可能为Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。请设计实验检验该灰绿色
沉淀中是否含有Fe(OH)3 。
②小明同学查阅文献后猜想灰绿色沉淀是由Fe(OH)2在大量SO2 4 存在的情况下形成的一种
氧基碱式复盐：Fe6(SO4)2(OH)4O2。为验证这一猜想，该同学设计了一组对照实验，如下图
所示。
溶液 A 可能为 。若两个实验均产生灰绿色沉淀，则该同学的猜想 (填“成立”或“不
成立”)。
③小美同学查阅文献后发现，沉淀变为灰绿色可能是由Fe(OH)2白色沉淀吸附了溶液中浅绿
色的Fe2+所致。她建议制取Fe(OH)2的步骤最好将“向FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液”改为“向
NaOH 溶液中加入FeSO4溶液”，理由为 。
(3)为得到Fe(OH)2，该学习小组又设计了下图实验装置(气密性已检查)。
①仪器 a 的名称为 。
②实验开始时，应关闭K3，打开K1、K2，该操作的目的是 。
③一段时间后，打开K3，关闭K1、K2，c 中溶液流入 d 中，即可得到Fe(OH)2。写出 c 中溶
液流入 d 中的原因 。
【变式 1】同学们在实验室里用右图装置制取Fe(OH)2，下列说法正确的是
A．FeSO4溶液的颜色为浅绿色 B．胶头滴管不应该插入液面以下
C．可将植物油换成酒精进行实验 D．生成的白色沉淀迅速变成灰绿色
【变式 2】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，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．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是 2Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2↑
B．实验开始时应先关闭止水夹 a、打开止水夹 b，再向烧瓶中加入稀盐酸
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 Fe (OH)2可较长时间存在
【变式 3】铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛应用。
I．在常温下，Fe 与水并不起反应，但在高温下，Fe 与水蒸气可发生反应。现设计如下装置
完成高温下“Fe 与水蒸气反应”的实验，并检验其产物(已知：Fe3O4 中 Fe 的化合价为+2 价、
+3 价)。
(1)装置 B 中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置 C 中导管“短进长出”的原因 。
(3)取反应后得到的黑色粉末放入一试管中，加入稀硫酸将固体溶解，再滴加几滴 KSCN 溶
液，振荡，溶液没有出现红色，原因是 (用离子方程式表示)。
Ⅱ.某学生设计了如图装置制备白色 Fe(OH)2固体。
(4)配置 NaOH 溶液和稀硫酸时，需将所用蒸馏水加热煮沸后，冷却至室温再用于配置，加
热煮沸的目的是 。
(5)开始实验时，先打开止水夹，待装置中空气已排尽，再关闭止水夹。
①关闭止水夹前，请设计实验证明装置中空气已排尽： 。
②装置Ⅱ中发生反应的主要化学方程式为 。
③若未排净装置中的空气，则装置Ⅱ中观察到的实验现象为 。
【变式 4】在如图所示装置中，用 NaOH 溶液、铁屑和稀硫酸制备 Fe(OH)2。
(1)除去 NaOH 溶液中溶解的氧气的方法是将溶液 。
(2)实验时在 A 中加入的试剂是： (填名称)，B 中加入一定量的 (填化学式)溶液。
(3)实验开始时先将活塞 E (填“打开”或“关闭”)，C 中收集到气体的主要成分是 。
(4)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是： 。
(5)实验结束后拔去装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，装置 B 中发生的现象为 。发生
转化的方程式是 。
知识点 4：铁盐和亚铁盐
【典例 1】在水溶液中能大量共存的一组离子是
A．Fe2+、I 、ClOX 、HX+ B．Na+、Cu2+、OHX 、NO 3
C．Fe3+、Br 、NH+4 、SO2 3 D．Na+、Cl 、OH 、CO2 3
【典例 2】根据下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是
选
实验操作和现象 结论
项
向沸水中滴加少量饱和 FeCl3 溶液，得到红褐色液体，用激光笔 所得红褐色液体
A
照射可观察到光亮的“通路” 是胶体
B 向 FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色 氧化性：Fe3+>I2
Fe3O4 中含
C 向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去
Fe(Ⅱ)
向 Fe(NO3)2 溶液中滴加几滴稀硫酸，再滴加几滴 KSCN 溶液， Fe2+被完全氧化
D
溶液显红色 为 Fe3+
A．A B．B C．C D．D
【典例 3】下列有关除杂的操作中不正确的是
A．FeSO4溶液中含少量CuSO4杂质：加入过量的 Fe 粉，过滤
B．除去FeCl3溶液中少量的FeCl2：加入新制氯水
C．除FeCl2溶液中少量的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．Cl2(HCl)：通过饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
【典例 4】高铁酸钠(Na2FeO4)是一种能氧化、杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业
上制备高铁酸钠有多种方法。
(1)电解法。以铁为阳极，石墨为阴极，在通电条件下，发生反应：Fe +2X +2H2O通电Na2FeO4
+3H2↑，物质 X 的化学式为 。
(2)高温熔融氧化法。将过氧化钠与硫酸亚铁加热至 700℃，发生反应：2FeSO4 +6Na2O2
700℃2Na2FeO4 + O2↑ + 2Na2O +2Na2SO4，其中，氧化产物是 ，用单线桥法标明
电子转移的方向和数目。
(3)次氯酸钠氧化法。
①“反应 I”的离子方程式为 ，检验Fe2+已全部转化为Fe3+的方法为 。
②副产品的成分为 。
③生产过程中，理论上每获得 1mol 的Na2FeO4消耗 NaClO 的质量为 。
【变式 1】下列说法正确的是
A．钠与浓 NH4Cl 溶液反应，放出的气体中含 H2和 NH3
B．可以利用酸性 KMnO4溶液检验 FeCl2溶液中的 Fe2+
C．能通过化合反应制得 Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得 FeCl2
D．金属及其化合物在灼烧时火焰产生的不同特征颜色是发生化学变化引起的
【变式 2】硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如下图所示。下列说法正确的是
A．用酸性 KMnO4溶液可以检验 FeSO4是否变质
B．制纳米 Fe3O4时通入的 O2需过量
C．制 FeCO3时应将 FeSO4溶液加入 Na2CO3溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的反应为非氧化还原反应
【变式 3】下列实验操作和现象、结论都正确的是
选
实验操作和现象 结论
项
无色溶液中一定
A 向某无色溶液中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀
含Cl
新制氯水中含有
B 向新制氯水中加入紫色石蕊试液，溶液变红
H+
氧化性：Fe3+ >
C 向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液变蓝
I2
检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+时，将溶液滴入酸性KMnO4溶液
D 溶液中含有Fe2+
中，溶液紫红色褪去
A．A B．B C．C D．D
【变式 4】（多选）下列关于铁及其化合物的说法错误的是
A．实验室保存 FeCl2溶液时常加入少量铁粉
B．可用 KSCN 溶液检验 FeCl2溶液是否变质
C．若 FeCl2溶液中混有 FeCl3可通过滴加氯水除去
D．向 FeCl2溶液中加入 NaOH 溶液，开始即可观察到红褐色沉淀
【变式 5】Ⅰ.根据铁及其化合物的相关性质，回答下列问题：
(1)Fe(OH)2白色沉淀，在空气中颜色变化为 ，反应方程式为 ，因此制取 Fe(OH)2
要用特殊方法。
(2)在 FeSO4溶液中滴加入少量 KSCN 溶液，溶液颜色 ，再滴入几滴氯水，溶液颜
色 ，因为有 生成。
Ⅱ.化学方法除杂选择试剂的原则是：不增、不减、不繁。
(3)现有含少量 FeCl2杂质的 FeCl3溶液，为了除去 Fe2+离子，应该向溶液中滴加适量的
(填试剂名称)，其反应的离子方程式为 。
(4)现有含少量 FeCl3杂质的 FeCl2溶液，为了除去 Fe3+离子，应该向溶液中加 ，其反
应的离子方程式为 。证明 Fe3+已除干净的方法为 。
【变式 6】工业上利用废渣[FeSO4、Fe2(SO4)3及少量 CaO 和 MgO]制备高档颜料铁红(主要
成分为Fe2O3)和回收(NH4)2SO4。具体生产流程如下：
【背景信息】a．氧化步骤中会有元素化合价发生变化。
b．3Fe2(SO4)3 +12NH3 H2O = 5(NH4)2SO4 + (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓(铵黄铁矾晶体)。
(1)步骤③中“操作 Y”的名称是 ，必须用到的玻璃仪器有 。
(2)加入物质 X 溶解废渣，X 应选用_______(填标号)。
A．盐酸 B．硫酸 C．氨水 D．氢氧化钠
(3)步骤①“酸浸”时，生成盐的化学方程式为 (任写一个)。
(4)用离子方程式表示步骤②通入氧气氧化的目的： 。工业上该操作的时间一般控制
Fe2+
在 4 小时左右为宜，根据如图有关数据分析Fe2+氧化率[Fe2+ = 被氧化的氧化率 × 100%]
所有Fe2+总量
的变化规律： 。
(5)“滤液Ⅱ”中溶质的主要成分是 (填化学式)。
【变式 7】以硫铁矿(主要成分为 FeS2，还有少量 CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体
FeSO4 7H2O 的工艺流程如下：
(1)硫铁矿的主要成分 FeS2中铁元素化合价为 ，第③步混合物分离的方法
是 。
(2)“酸浸”过程，矿渣中的 Fe2O3与稀 H2SO4反应的离子方程式： 。
(3)烟气中的 SO2会污染环境，可用足量氢氧化钠溶液吸收，写出该反应的离子方程
式： 。
(4)用铁粉还原后的混合物分离后的固体中，除了铁和铜外还有的成分是 (写化学
式)。
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到 FeSO4 溶液。
其过程如图所示：
已知总反应为：FeS + 14Fe3+ 2 + 8H 2 2+ 2O＝2SO4 +15Fe + 16H+。写出过程 II 反应的离子方程
式： 。
【变式 8】铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。日常生活中可通过
食物摄入铁元素，例如黑木耳中就含有比较丰富的铁元素。某研究性学习小组为测定某地黑
木耳中铁的含量，开展了如下研究与实践活动。
【研究与实践活动一】
研究黑木耳中含铁物质的水溶性：称取 a g 黑木耳，洗净切碎，用蒸水浸泡后取浸泡液进行
铁元素检测，结果未能检测到铁元素。
【研究与实践活动二】
研究黑木耳中铁的含量：称取 a g 黑木耳，高温灼烧使之完全灰化，按如下流程对得到的黑
木耳灰进行处理。
回答下列问题：
(1)浸泡液中未能检测到铁元素，说明黑木耳中的含铁物质 溶于水(选填“能”或“不
能”)。
(2)取少量滤液于试管中，滴入 KSCN 溶液，溶液变红。则滤液中铁元素的存在形式有Fe2+、
(填离子符号)。
(3)滤液与 Fe 生成 A 的离子方程式是 。
(4)由 A 转化为 B 可加入的试剂 X 可以是 (填字母)
a．KMnO4(H+) b．Cl2 c．H2O2
(5)由 C 转化成 D 的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为 。
(6)将 a g 黑木耳中的铁元素经流程 A→C-D 进行完全转化，将 D 经过一系列处理，得到 b g
红棕色固体。若流程中加入的铁反应掉 c g，则该黑木耳中铁元素的质量分数为 (用
含 a、b、c 的代数式表示)。第 7 讲 铁及其化合物
知识点 1：铁的单质
知识点 2：铁的氧化物及氢氧化物
知识点 3：Fe(OH)2的制备
知识点 4：铁盐和亚铁盐
知识点 1：铁的单质
【典例 1】纯净铁的物理性质有
①光亮的银白色 ②黑色 ③在潮湿的空气中易被腐蚀 ④有延展性 ⑤能导电导热
⑥硬而脆 ⑦能被磁铁吸引，易被磁化
A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部
【答案】B
【详解】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被
磁铁吸引，易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选 B。
【典例 2】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 与过量稀硫酸反应后，再向其中加 H2O2溶液 ③Fe(NO3)2
溶液中加少量盐酸 ④Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．只有①②
C．只有①②③ D．全部
【答案】C
【分析】①中的 Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3 价，由于不是在溶液中反应，因此过量
的铁不会将氯化铁还原。②中 Fe 与稀硫酸反应只能生成 Fe2＋，向其中加 H2O2溶液后，由
于 H O 是一种常见的氧化剂，能将 Fe2＋氧化成 Fe3＋2 2 。③从表面上看不会发生反应，但实际
上发生了 Fe2＋被硝酸氧化的反应。④中发生 Fe 与盐酸反应生成 FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生
成 FeCl3 的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的 FeCl3
全部还原为 FeCl2。
【详解】A．由分析知，一定由+3 价铁生成的是①②③，A 错误；
B．由分析知，一定由+3 价铁生成的是①②③，B 错误；
C．由分析知，一定由+3 价铁生成的是①②③，C 正确；
D．由分析知，一定由+3 价铁生成的是①②③，D 错误；
故选 C。
【典例 3】用下图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质(夹持装置略去)。回答
下列问题：
(1)A 装置的作用是 ，烧瓶底部加碎瓷片的作用是 。
(2)实验开始时，应先点燃 A 装置中的酒精灯还是 B 装置中的酒精喷灯？ (填“A”或
“B”)，原因是 。
(3)B 中反应的化学方程式为 ，该反应的氧化剂是 。
(4)D 装置的作用是 。
(5)E 中的现象是 ，所发生反应的化学方程式是 。
(6)点燃 E 中酒精灯之前应进行的操作是 。
【答案】(1) 产生水蒸气 防止液体暴沸
(2) A 防止先点燃 B 处酒精喷灯导致 Fe 与O2反应
(3) 3Fe +4H2O(g)高温Fe3O4 +4H2 H2O
(4)吸收未反应的水蒸气，干燥H2
(5) 黑色固体变为红色，右端管壁有无色液滴凝结 CuO + H2 Cu + H2O
(6)收集H2，并检验其纯度
【分析】装置 A 中水受热生成水蒸气，B 中高温条件下铁与水蒸气反应四氧化三铁和氢气，
混有水蒸气的氢气经过干燥管 D 干燥后进入 E 装置，与 CuO 反应生成 Cu 单质，加热 E 之
前应该先通氢气把装置中的氧气排尽，防止氢气与氧气混合加热发生爆炸，以此解答该题。
【详解】（1）铁与水蒸气反应的条件是高温，水的状态是气体，所以 A 装置的作用是产生
水蒸气；反应在高温条件下进行，烧瓶底部加碎瓷片的作用防止加热时液体暴沸；
（2）若先点燃 B 处，铁会与氧气先发生反应，所以须先点燃 A 处；原因是：防止先点燃 B
处酒精喷灯导致 Fe 与O2反应；
（3）装置 B 中是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，反应的方程式为3Fe +4H2O(g)
高温Fe3O4 +4H2；氢元素化合价降低，得到电子，H2O是氧化剂；
（4）E 是氢气还原氧化铜的实验，气体进入 E 装置前要干燥，否则会有危险，硬质玻璃管
可能炸裂，因此 D 的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥 H2；
（5）装置 E 中氢气还原氧化铜得到铜和水，即CuO + H2 Cu + H2O，所以 E 中的实验现
象是黑色固体变为红色，右端管壁有无色液滴凝结；
（6）氢气是可燃性气体混有空气会发生爆炸，所以点燃 E 处酒精灯之前应进行的操作是收
集H2，并检验其纯度。
【变式 1】还原铁粉和水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法不正确的是
A．湿棉花的主要作用是提供水蒸气
B．肥皂液中刚有气泡产生时不能点燃肥皂液
C．肥皂液的主要作用是检验生成的是H2
D．装置中反应的化学方程式是2Fe + 3H2O(g)高温Fe2O3 + 3H2↑
【答案】D
【分析】在高温条件下，Fe 和湿棉花提供的水蒸气反应生成 Fe3O4和 H2，化学方程式为
3Fe + 4H2O(g)高温Fe3O4 +4H2↑。
【详解】A．由分析可知，湿棉花的主要作用是提供水蒸气，A 项正确；
B．肥皂液中刚有气泡产生时，可能是装置中空气排除，故不能点燃肥皂液，B 项正确；
C．产生氢气时，肥皂液中会持续出现肥皂泡，故肥皂液能检验氢气的生成，C 项正确；
D．装置中反应的化学方程式是3Fe + 4H2O(g)高温Fe3O4 +4H2↑，D 项错误；
答案选 D。
【变式 2】铁和下列物质反应，能生成+3 价化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；
⑤HNO3；⑥氯气；⑦H2O
A．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥
【答案】C
【详解】铁和 HNO3、氯气等强氧化性物质反应时，能生成+3 价化合物。铁和 S、HCl、CuCl2
等弱氧化性物质反应时，能生成+2 价化合物。铁和 O2、水蒸气反应时，能生成 Fe3O4，故
选：C。
【变式 3】下列关于铁的性质的叙述不正确的是
A．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是 Fe3O4
B．铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧
C．因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松，不能保护内层的金属，故铁制品需
要涂保护层
D．铁与硫酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
【答案】B
【详解】A．铁在氧气中可燃烧生成氧化物，其主要成分是 Fe3O4，A 不符合题意；
B．铁丝在空气中不燃烧，呈红热状态；在纯氧中可以燃烧，生成黑色固体 Fe3O4，B 符合
题意；
C．铁在潮湿的空气中会生锈，其主要成分是 Fe2O3，由于非常疏松，不能将内层金属铁与
空气隔绝，故需涂保护层，C 不符合题意；
D．铁的活动性在 H 之前，硫酸为非氧化性酸，二者反应的离子方程式为 Fe＋2H＋=Fe2＋＋
H2↑，D 不符合题意；
故选 B。
【变式 4】下列有关铁及其化合物的说法中正确的是
A．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
B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3 价
C．铁在氯气中燃烧如果铁过量会生成 FeCl2
D．工业上用 CO 在高温条件下还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁
【答案】D
【详解】A．自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，选项 A 错误；
B．铁在纯氧中燃烧产物是 Fe3O4，其中铁的化合价有＋2 价和＋3 价两种价态，选项 B 错误；
C．铁与氯气反应无论氯气过量与否都会生成氯化铁，选项 C 错误；
D．金属活动顺序表中铁到铜是用还原法冶炼，工业上在高温下用 CO 还原含 Fe2O3的铁矿
石炼铁，选项 D 正确；
答案选 D。
【变式 5】下列含 Fe 元素的物质反应的离子方程式书写正确的是
A．铁与盐酸反应：2Fe +6H+=2Fe3+ +3H2↑
B．钠与氯化铁溶液反应：Fe3+ +3Na=3Na+ + Fe
C．氧化铁与稀硫酸反应：Fe2O3 +6H+=2Fe3+ +3H2O
D．氯化亚铁溶液与氯气反应：Fe2+ + Cl ― 3+2=2Cl + Fe
【答案】C
【详解】A． 铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：Fe +2H+=Fe2+ + H2↑，故 A 错误；
B． 钠与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁、氯化钠和氢气：2Fe3+ +6Na+6H O=6Na+2 +2
Fe(OH)3↓+3H2↑，故 B 错误；
C． 氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水：Fe O + 3+2 3 +6H =2Fe +3H2O，故 C 正确；
D． 氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁：2Fe2+ + Cl2=2Cl― +2Fe3+，故 D 错误；
故选 C。
【变式 6】引火铁是一种活性很强的铁粉，一般用于焊接铁轨等。某课外活动小组利用图 1
装置将普通铁粉在酒精喷灯加热条件下与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，再利用图 2 装置将制
得的Fe3O4与H2反应制备颗粒很细、活性很强的引火铁(加热及夹持装置省略)。
回答下列问题：
(1)图 1中玻璃仪器 a的名称是 。实验时将普通铁粉装入试管A中的具体操作是 。
(2)试管 A 中发生反应的化学方程式为 ，其中发生还原反应的物质的化学式是 ，
当有8 g H2生成时，发生氧化反应的物质的质量是 。
(3)图 2 中，从仪器Ⅰ中加入稀硫酸，在装置 H 中发生反应，排出装置 E 中的空气，再用酒精
灯加热 E，在点燃酒精灯之前需要进行的操作是 。装置 E、H 中发生反应的反应类型
有 (填序号)。
①复分解反应 ②氧化还原反应 ③置换反应 ④非氧化还原反应
其中装置 H 中发生反应的离子方程式是 。
【答案】(1) 水槽 先将试管 A 倾斜，然后用药匙(或纸槽)将普通铁粉送至试管底
部，再将试管竖起
(2) 3Fe +4H2O高温Fe3O4 +4H2 H2O 168 g
(3) 检验导管 F 出口处氢气的纯度 ②③ Fe +2H+ = Fe2+ + H2↑
【分析】图 1 中装置 A 中装有铁粉，装置 B 中装有水加热产生水蒸气，铁粉和水蒸气反应
得到四氧化三铁和氢气；图 2 中 I 中装有稀硫酸和 H 中铁粉反应产生氢气，G 中干燥剂可以
干燥氢气，氢气通入装有四氧化三铁的试管中发生反应。
【详解】（1）图 1 中的玻璃仪器 a 为水槽。实验时将普通铁粉装入试管 A 中时，为防止铁
粉沾在试管内壁，应先将试管倾斜，用药匙(或纸槽)将药品送至试管底部，再将试管竖起；
（2）由题干可知，用酒精喷灯加热试管 A，反应条件为“高温”，化学方程式为3Fe +4H2O高温
Fe3O4 +4H2，该反应H2O→H2中 H 元素化合价降低，发生还原反应；Fe 元素化合价升高，
发生氧化反应，由3Fe~4H2可知，生成8 g H2时，m(Fe) = 168 g；
（3）装置 E、H 中，从仪器Ⅰ中加入稀硫酸，H 中发生反应：Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑，为
了安全，加热装置 E 之前，要先排尽装置中的空气，需要检验导管 F 出口处氢气的纯度，
再用酒精灯加热装置 E；E 试管中发生反应：Fe3O4 +4H2Δ3Fe +4H2O，两个反应都有元素
价态变化，且是单质与化合物反应生成另一种单质与化合物，既属于置换反应，又属于氧化
还原反应；H 中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe +2H+=Fe2+ + H2↑。
【变式 7】下列实验装置可用于实验室制备少量无水 FeCl3，已知 FeCl3遇水会强烈反应。
(1)为达到实验目的，各装置的正确连接顺序是：
a→________→________→________→________→h→i→c→b→g→f(填接口的字母，箭头的
方向即气流的方向，部分装置可重复使用)。 。
(2)请写出装置⑤圆底烧瓶中制备氯气的离子方程式 。
(3)装置②的目的除了降低 Cl2在溶液中的溶解度外，还有 。
(4)请写出④制备 FeCl3的化学方程式 。
(5)本实验装置④⑤两处均有酒精灯，实验开始前应先点燃 (填装置序号)处酒精灯，
后点燃 (填装置序号)处酒精灯。
【答案】(1)e d c b
(2)MnO ＋ － 2＋2＋4H ＋2Cl ΔMn ＋Cl2↑＋2H2O
(3)除去氯气中的氯化氢气体
(4)2Fe＋3Cl2Δ2FeCl3
(5) ⑤ ④
【分析】实验室制备少量无水 FeCl3，用装置④Fe 和 Cl2加热制取 FeCl3，装置⑤用 MnO2
和浓盐酸加热制取 Cl2，因为浓盐酸具有挥发性，加热时水蒸气被蒸发，所以得到的 Cl2中
含有 HCl、水蒸气，因为 HCl 和 Fe 反应、FeCl3遇水会强烈反应，所以 Cl2通入装置④之前
必须除去 HCl、水蒸气，用装置②饱和食盐水除去 HCl、用①装置浓硫酸干燥 Cl2，Cl2通
入装置④后，部分 Cl2剩余，Cl2有毒，不能直接排入空气中，应该用装置③的 NaOH 溶液
处理尾气。
【详解】（1）仪器连接顺序为：制取氯气的装置→除去 HCl 的装置→除去水蒸气的装置→
制备 FeCl3的装置→防止 FeCl3水解装置→尾气处理装置，且洗气装置、干燥装置、尾气处
理装置中导气管都遵循“长进短出”原则，所以各装置的正确连接顺序是：
a→e→d→c→b→h→i→c→b→g→f。
（2）实验室利用 MnO2和浓盐酸共热制备氯气，反应的离子方程式为 MnO2＋4H＋＋2Cl－Δ
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
（3）HCl 极易溶于水，装置②的目的除了降低 Cl2在溶液中的溶解度外，还有除去氯气中
的 HCl 气体。
（4）铁粉和 Cl2在加热的条件下反应生成 FeCl3，其化学方程式为 2Fe＋3Cl2Δ2FeCl3。
（5）为防止 Fe 被氧气氧化，用 Cl2将装置中空气排尽，所以应该先点燃⑤后点燃④。
知识点 2：铁的氧化物及氢氧化物
【典例 1】价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵
坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表示部分物质间的
转化关系。下列说法正确的是
A．用铁丝与水蒸气高温下反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH)3发生转化③
C．实现转化⑤可以加入NaOH溶液
D．Fe 与强氧化剂可以发生转化⑥
【答案】B
【详解】A．铁丝与水蒸气高温下反应生成 Fe3O4，A 错误；
B．Fe(OH)3受热分解生成 Fe2O3，B 正确；
C．Fe(OH)3中加入 NaOH 无法生成 Fe3+，实现转化⑤通常加入酸，C 错误；
D．Fe 与强氧化剂反应生成 Fe3+无法生成 Fe2+，D 错误；
故答案选 B。
【典例 2】实验室测定某氧化物(FexO)组成的实验如下图所示，下列有关说法正确的是
A．根据步骤 I、Ⅱ可判断氧化物的组成为Fe0.8O
B．溶液 X 中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1
C．溶液 Y 中的离子只有Fe3+和Cl―
D．氧化物中氧元素的质量分数约为 27.6%
【答案】A
【分析】通入氯气发生反应 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Cl 为 0.01mol，则 Fe2+2 为 0.02mol，则
3.04g 氧化物中有 FeO0.02mol 质量为 1.44g，则 Fe2O3的质量为 1.6g，物质的量为 0.01mol。
【详解】A．3.04g 氧化物中有 FeO0.02mol、Fe2O30.01mol，物质的量 Fe：O=4：5，该氧化
物的组成为 Fe0.8O，A 正确；
B．3.04g 氧化物中有 FeO0.02mol、Fe2O30.01mol，溶液 X 中 c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1，B 错误；
C．步骤一中加入了足量的盐酸，步骤Ⅱ中氯气与 Fe2+恰好完全反应生成 Cl-和 Fe3+，溶液 Y
中的离子除了铁离子和氯离子还有氢离子，C 错误；
16g/mol×(0.02 0.03)mol
D．该氧化物中 O 元素的质量分数为 3.04g = 26.3%，D 错误；
故答案选 A。
【典例 3】铁泥是钢铁厂废弃物，经分析其成分如下表：
成分 Fe3O4 Fe2O3 FeO Fe 水分 杂质
质量分数% 74.25 7.28 3.56 3.67 8.12 3.12
已知杂质不溶于酸。
综合利用废弃物，对资源利用和环境保护具有现实意义，铁泥常用于制备铁红，实验室模拟
其工艺流程如下：
(1)酸浸过程中 Fe3O4与硫酸反应的离子方程式为 。
(2)转化过程中发生反应的离子方程式为 。检验转化是否完全所用的试剂
是 。
(3)沉铁后洗涤滤渣 2，检验滤渣 2 是否洗涤干净的方法是：取少量最后一次的洗涤液于试管
中， ，则已经洗涤干净。
(4)煆烧步骤的化学反应方程式为 。
【答案】(1)Fe O + 3+3 4+8H =2Fe +Fe2++4H2O
(2) 2Fe2++H O +2H+=2Fe3+2 2 +2H2O 铁氰化钾溶液、O2
(3)滴入盐酸酸化的 BaCl2溶液，若无明显现象
(4)2Fe(OH)3煅烧Fe2O3+3H2O
【分析】铁泥烘干后用硫酸酸浸，过滤除去杂质，得到滤液 1 用 H2O2溶液将 Fe2+氧化为
Fe3+，再用 NaOH 溶液沉铁，得到 Fe(OH)3沉淀，过滤，煅烧滤渣 2 得到铁红。
【详解】（1）酸浸过程中 Fe3O4与硫酸的反应离子方程式为：
Fe3O4+8H+==2Fe3++Fe2++4H2O；
（2）转化过程中 Fe2+被 H O 氧化，发生反应的离子方程式为：2Fe2+2 2 +H2O +2+2H =2Fe3+
+2H2O；检验转化是否完全，则需检验溶液中是否还存在 Fe2+，亚铁离子遇到铁氰化钾溶液
生成蓝色沉淀，故所用的试剂是铁氰化钾溶液，滴加后若无明显现象，则转化完全；
（3）沉铁后滤渣 2 为 Fe(OH)3，根据前面步骤加入的物质分析，其可能含有SO2―4 ，检验滤
渣 2 是否洗涤干净的方法是：取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的 BaCl2溶
液，若无明显现象，则已经洗涤干净；
（4）煆烧步骤是 Fe(OH)3分解生成铁红，化学反应方程式为：2Fe(OH)3煅烧Fe2
O3+3H2O。
【变式 1】现有Fe和Fe2O3的固体粉末44g，往其中加入2L稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生
H2的体积为8.96L(标准状况)，反应后的溶液不能使 KSCN 溶液显色。为中和过量硫酸需要
3.00mol L―1 NaOH溶液200mL(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是
A．原硫酸的浓度为1mol L―1
B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为0.7mol
C．混合物中Fe的物质的量为0.5mol
D．混合物中Fe2O3的物质的量为0.1mol
【答案】A
【详解】A．反应后的溶液不能使 KSCN 溶液显色，说明反应生成 FeSO4，反应还生成 H2，
n(H2)=8.96L÷22.4L/mol=0.4mol，根据电子转移守恒有：n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)，故
n(Fe)=n(Fe2O3)+0.4mol，由固体总质量可得：56g/mol×n(Fe)+160g/mol×n(Fe2O3)=44g，联立
解得：n(Fe)=0.5mol，n(Fe2O3)=0.1mol。n 剩余
(H2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.2L×3.00mol/L=0.3mol，故 n 总(H2SO4)=0.7mol+0.3mol=1mol，故
原硫酸的浓度 c(H2SO4)=1mol÷2L=0.5mol/L，故 A 错误；
B．根据以上分析可知与固体粉末反应的硫酸的物质的量为0.7mol，故 B 正确；
C．由 A 中计算可知，混合中 Fe 的物质的量为 0.5mol，故 C 正确；
D．由 A 中计算可知，混合物中Fe2O3的物质的量为0.1mol，故 D 正确；
故选 A。
【变式 2】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元
素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是
A．铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化①
B．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO2―4 )具有强氧化性，可用于消毒
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③
【答案】B
【分析】由图可知，①表示铁单质缓慢氧化转化为 Fe2O3，②表示 FeO 被氧化转化为 Fe2O3
的过程，③表示Fe(OH)3和稀盐酸等反应转化为 Fe3+和水，④表示Fe(OH)2和稀盐酸等反应
转化为 Fe2+和水，⑤表示FeO2-4 被还原为 Fe3+，⑥表示Fe(OH)3加热分解生成 Fe2O3和水，
铁与稀盐酸反应得到 Fe2+，Fe2+加氧化剂可以转化为 Fe3+，Fe3+加还原剂可以转化为 Fe2+，
由此分析。
【详解】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述①转化， A 正确；
B．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化四氧化三铁，不能发生转
化②，B 错误；
C．处于高价态的物质化合价很容易下降时具有强氧化性，高铁酸盐(FeO2-4 )中铁为+6 价，很
容易转化为+3 价，具有强氧化性，C 正确；
D．加热 Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁， Fe(OH)3和稀盐酸反应转化为 Fe3+和水，可
实现转化③，D 正确；
答案选 B。
【变式 3】中科院网报道，纳米 Fe3O4晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂，用于疾病的
诊断和作为药物载体用于疾病的治疗。其制备过程如下，下列叙述合理的是
A．Fe3O4可以表示为 FeO·Fe2O3，属于混合物
B．在反应②中 FeCl3·6H2O 被环丙胺( )还原为 FeO(OH)
C．纳米四氧化三铁材料为胶体
D．反应③的化学方程式是 6FeO(OH)+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2
【答案】D
【详解】A．Fe3O4是复杂的氧化物，可以表示为 FeO·Fe2O3，而不属于混合物，A 错误；
B．因反应②环丙胺性质与氨气相似，参与反应，促进了氯化铁水解，而没有发生还原反应，
B 错误；
C．纳米四氧化三铁分散在适当分散剂中形成的分散系属于胶体，但纳米四氧化三铁材料是
纯净四氧化三铁，并没有形成分散系，因此不属于胶体，C 错误；
D．由制备过程图可知：反应③的反应物为 FeOOH 和 CO，由一种生成物为 Fe3O4和质量守
恒定律可知反应为：6FeO(OH)+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2，D 正确；
故合理选项是 D。
【变式 4】用如图所示装置测定某铁矿石中Fe2O3的含量(杂质不参与反应)，称取 4.00g 该铁
矿石于硬质玻璃管 A 中，充分反应后测得干燥管 B 增重 2.64g，C 增重 0.44g，下列相关说
法中正确的是
A．称量干燥管 B 后，应先加热硬质玻璃管 A，再通 CO
B．在硬质玻璃管 A 发生的反应中，CO 被还原
C．该铁矿石有效成分的质量分数为 93.3%
D．若撤去干燥管 C，会造成测得的有效成分含量偏高
【答案】D
【详解】A．因为硬质玻璃管内有空气，先通 CO 能排出 O2、CO2和水蒸气、再加热，防止
干扰实验结果及出现安全事故， A 项错误；
高温
B．根据反应3CO + Fe2O3 = 2Fe +3CO2，Fe2O3为氧化剂，CO 被氧化，B 项错误；
C．干燥管 B 增重 2.64g，即生成 0.06mol CO2，根据方程式可知，铁矿石含有 0.02mol
3.2g
Fe2O3，质量为 3.2g，所以 Fe2O3质量分数为4.00g × 100%=80.0%，C 项错误；
D．没有干燥管 C，空气中的 CO2和水蒸气会进入干燥管 B，导致干燥管 B 质量增加，实验
结果偏大， D 项正确；
故选 D。
【变式 5】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，证明原溶液中含
有 Fe3+
【答案】C
【详解】A．铁虽然化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但是自然界中陨石中
还存在单质铁，A 错误；
B．Fe3O4为黑色粉末，铁红为 Fe2O3，B 错误；
C．①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解，铁粉能防止亚铁离子被氧化，且导管口插入到水中外
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；
D．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；
故答案选 C。
【变式 6】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元
素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述①转化
B．加热 Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为 Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO2―4 )具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO 是种红色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 Fe2O3
【答案】C
【详解】A．铁丝在氧气中燃烧生成 Fe3O4，不能生成 Fe2O3，故 A 错误；
B．Fe(OH)3加热生成 Fe2O3，Fe2O3和水不反应，故 B 错误；
C．高铁酸盐中 Fe 为+6 价，具有强氧化性，可用于饮用水的消毒，故 C 正确；
D．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成 Fe3O4，故 D 错误；
故选：C。
【变式 7】向铁和氧化铁的混合物中加入 500mL0.20mol·L-1稀盐酸后恰好完全反应，得到只
含一种金属离子的浅绿色溶液，并收集到 448mL 氢气(标准状况下测定)。回答下列问题；
(1)反应后溶液中的溶质为 (填写化学式)，其物质的量浓度为 (忽略溶液的体积变
化)；
(2)原混合物中单质铁的质量为 g。
【答案】(1) FeCl2 0.1mol/L
(2)1.68
【详解】（1）反应后得到只含一种金属阳离子的溶液说明反应后溶质为 FeCl2，根据 Fe、Cl
1 1
质量守恒可知：n(FeCl2) = 2n(HCl) = 2 × 0.20mol/L × 0.5L = 0.05mol，则物质的量浓度为
0.05mol
0.5L = 0.1mol/L；
（2）最后得到单一溶液氯化亚铁，其物质的量为 0.05mol，盐酸中的氢离子一部分与氧化
铁中的氧结合成水，另一部分生成氢气，收集到标况下 448mLH2，H2的物质的量为：
0.448L
22.4L/mol = 0.02mol，溶解 Fe2O3消耗 HCl 的物质的量为：0.20mol/L × 0.5L ―0.02mol × 2 =
0.06mol 0.06mol×1mol，根质量守恒可知：Fe2O3～3H2O～6HCl，则 n(Fe2O3)=n(Fe2O3) = 6mol = 0.01
mol，根据 Fe 元素守恒可知，原混合物中单质铁的物质的量为：0.05mol ―0.01mol × 2 =
0.03mol，则质量为：0.03mol × 56g/mol = 1.68g。
【变式 8】某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对 CO 还原 Fe2O3粉末的实验进行探究
(固定装置略)。
\
【查阅资料】CO 能溶于铜液。
(1)按如图连接装置 A E，在装入试剂前，先 。
(2)写出装置 B 中反应的化学方程式 。
(3)通入 CO2一段时间后，先点燃 处酒精喷灯(填“A”或“D”)。
(4)反应一段时间后，能证明 CO 与 Fe2O3反应的实验现象： ；写出装置 D 中反应
的化学方程式 。
(5)某同学认为该装置有缺陷，需在装置 E 后再连接装置 F，其目的是 。装置 E、F
的接口连接顺序：a 连接 (填“b”或“c”)。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)CO2 +2NaOH = Na2CO3 + H2O
(3)A
(4) D 中玻璃管内红色固体变成黑色 E 中澄清的石灰水变浑浊 3CO+Fe2O3高温
2Fe+3CO2
(5) 吸收一氧化碳 c
【分析】A 装置中二氧化碳和 C 粉在高温下反应生成 CO，B 装置可除去 CO2，，C 装置可
除去 H2O，D 装置中 CO 与 Fe2O3反应，E 用来检验反应产物中是否有 CO2。
【详解】（1）反应开始前要检查装置的气密性；
（2）B 中氢氧化钠溶液与 CO2反应，除去 CO2，其化学方程式为CO2 +2NaOH = Na2CO3 +
H2O；
（3）该装置是先让二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，一氧化碳再与氧化铁反应，因此先点
燃 A 处酒精灯；
（4）CO 和 Fe2O3反应，生成 Fe 和 CO2，反应方程式为：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2，实验
现象是：红色固体变为黑色，E 中澄清石灰水变浑浊；
（5）CO 有毒，该实验缺少尾气处理装置，因此需要加上 F 装置吸收一氧化碳，一氧化碳
从 c 进入，确保一氧化碳和溶液接触。
【变式 9】已知 A 是一种常见金属，F 是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列
问题。
(1)写出 X、B、D、F 的化学式：X 、B 、D 、E 、 G 。
(2)写出 A 与水反应的化学方程式 。
(3)检验 D 中阳离子的操作方法 。
(4)①写出下列转化的离子方程式 D→C： 。
②E 转化为 F 时的现象 ，当有 1molF 生成时转移电子数为 。
【答案】(1) H2 Fe3O4 FeCl3 Fe(OH)2 Fe2O3
(2)3Fe+ 4H2O(g)高温Fe3O4+4H2
(3)取 D 溶液少许于试管中，加入几滴 KSCN 溶液，溶液变红色，证明含 Fe3+
(4) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 白色沉淀迅速变为灰绿，最后变为红褐色 NA
【分析】由 A 是一种常见金属，F 是一种红褐色沉淀可知，A 为铁、F 为氢氧化铁；由物质
的转化关系可知，B 为四氧化三铁、C 为氯化亚铁、D 为氯化铁、E 为氢氧化亚铁、G 为氧
化铁、X 为氢气。
【详解】（1）由分析可知，X 为 H2、B 为 Fe3O4、D 为 FeCl3、E 为 Fe(OH)2、G 为 Fe2O3，
故答案为：H2；Fe3O4；FeCl3；Fe(OH)2；Fe2O3；
（2）A 与水的反应为高温条件下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方
程式为 3Fe+ 4H2O(g)高温Fe3O4+4H2，故答案为：3Fe+ 4H2O(g)高温Fe3O4+4H2；
（3）检验氯化铁中铁离子的操作方法为取氯化铁溶液少许于试管中，加入几滴硫氰化钾溶
液，溶液变红色，证明氯化铁中含有 Fe3+，故答案为：取 D 溶液少许于试管中，加入几滴
KSCN 溶液，溶液变红色，证明含 Fe3+；
（4）①D→C 的反应为氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为
2Fe3++Fe=3Fe2+；
②E 转化为 F 的反应为氢氧化亚铁在溶液中被氧气氧化生成氢氧化铁，实验现象为白色沉
淀迅速变为灰绿，最后变为红褐色，由铁元素的化合价变化可知，当有 1mol 氢氧化铁生成
时转移电子数为 1mol×1×N mol-1A =NA，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；白色沉淀迅速变为灰绿，
最后变为红褐色；NA。
知识点 3：Fe(OH)2的制备
【典例 1】某实验兴趣小组同学采用如图所示装置制备 Fe（OH）2，下列说法错误的是
A．实验开始前，应检查装置气密性
B．气体 a 的主要成分为氢气
C．为了制备较纯的 Fe（OH）2，应打开 K1，关闭 K2，将装置内的气体尽可能赶出去
D．盛装稀盐酸的仪器使用前要检查是否漏液
【答案】C
【分析】铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，开始实验时打开 K2，产生的氢气将装置内
空气排尽，再关闭 K2，利用压强差将氯化亚铁溶液压至氢氧化钠溶液中生成 Fe(OH)2沉淀；
【详解】A．由于 Fe(OH)2易被氧化，该实验关键是隔绝氧气，且铁和稀盐酸反应生成氢气，
则实验开始前，应检查装置气密性，A 正确；
B．铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生的氢气将装置内空气排尽，气体 a 的主要成
分为氢气，B 正确；
C．开始实验时打开 K2，产生的氢气将装置内空气排尽，C 错误；
D．为方便控制反应进度，盛装稀盐酸的仪器分液漏斗使用前要检查是否漏液，D 正确；
故选：C。
【典例 2】（多选）如图所示装置，可用来制取Fe(OH)2，实验中使用的试剂为铁屑和6mol
L―1的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是
A．分液漏斗中盛放的是6mol L―1的硫酸
B．实验开始时应先将 a 关闭
C．A 中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应
D．生成Fe(OH)2的操作为：首先打开 a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭 a，A
中液体沿导管流入 B 中
【答案】AD
【详解】A．分液漏斗中盛放的是6mol L―1的硫酸会与铁反应生成氢气和硫酸亚铁，A 正
确；
B．实验开始时应先将 a 打开，用生成的氢气将装置中的空气排净，然后再关闭 a 形成压强
差，B 错误；
C．A 中圆底烧瓶内发生的反应为铁制取出氢气是置换反应，C 错误；
D．生成Fe(OH)2的操作为：首先打开 a，让分液漏斗中液体流下用生成的氢气将装置中的空
气排净，一段时间后关闭 a 形成压强差，A 中液体沿导管流入 B 中制取Fe(OH)2，D 正确；
故选 AD。
【典例 3】如图所示装置可用来制取 Fe(OH)2和观察 Fe(OH)2被氧化时的颜色变化，实验时
必须使用铁屑、6mol/L 硫酸，其他试剂任选。回答下列问题：
(1)仪器 D 的名称为 ，该仪器中需要放入 ，装置 B 中盛有一定量的 NaOH 溶
液，装置 A 中应预先加入的试剂是 ，装置 A 中发生反应的离子方程式为 。
(2)实验开始时应先将止水夹 E (填“打开”或“关闭”)，装置 C 中收集到的气体主要为 ；
待装置中空气排尽后，将止水夹 E (填“打开”或“关闭”)，此时装置 B 中可能发生的化学
反应是： (用离子方程式表示)。
(3)拔去装置 B 中的橡胶塞，使空气进入，此时 B 中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 分液漏斗 6mol/LH2SO4溶液 铁屑 Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2) 打开 H2 关闭 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】必须使用铁屑、6mol L-1 硫酸溶液制备 Fe(OH)2和观察 Fe(OH)2在空气中被氧化时
的颜色变化，由图可知，分液漏斗中为硫酸，烧瓶中为铁屑，加药品时先固体后液体，铁与
硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B 中为 NaOH 溶液，实验中先打开 E，利用氢气将装置中的
空气排出，C 为排水法收集氢气；当关闭 E 时，利用氢气的压力使 FeSO4溶液压入 B 瓶中
进行反应生成 Fe(OH)2，然后拔去装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，可观察颜色的变化，以
此来解答。
【详解】（1）由题干实验装置图可知，仪器 D 的名称为分液漏斗，由分析可知，该仪器中
需要放入 6mol/LH2SO4溶液，装置 B 中盛有一定量的 NaOH 溶液，装置 A 中应预先加入的
试剂是铁屑，装置 A 中发生反应方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，该反应的离子方程式为
Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：分液漏斗；6mol/LH +2SO4溶液；铁屑；Fe+2H =Fe2++H2↑；
（2）由分析可知，实验开始时应先将止水夹 E 打开，装置 C 中收集到的气体主要为 H2；
待装置中空气排尽后，将止水夹 E 关闭，让产生的 H2使 A 装置内压强增大，将 A 中的 FeSO4
和稀硫酸混合溶液压入到 B 装置中，此时装置 B 中可能发生的化学反应是：
Fe2++2OH-=Fe(OH) ↓，故答案为：打开；H ；关闭；Fe2+2 2 +2OH-=Fe(OH)2↓；
（3）拔去装置 B 中的橡胶塞，使空气进入，Fe(OH)2被氧气氧化为 Fe(OH)3，故此时 B 中
发生反应的化学方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【典例 4】某学习小组为制备Fe(OH)2，进行了以下实验探究。请回答下列问题。
(1)依据教材内容，小张同学向盛有一定量FeSO4溶液的试管中，滴加 NaOH 溶液以制备
Fe(OH)2，如图所示。实验中观察到先出现白色沉淀，后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
请用化学方程式表示白色沉淀变为红褐色沉淀的原因 。
(2)对于上述实验中出现的灰绿色沉淀，该学习小组进行了深入研究。
①小王同学推测灰绿色沉淀可能为Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。请设计实验检验该灰绿色
沉淀中是否含有Fe(OH)3 。
②小明同学查阅文献后猜想灰绿色沉淀是由Fe(OH)2在大量SO2―4 存在的情况下形成的一种
氧基碱式复盐：Fe6(SO4)2(OH)4O2。为验证这一猜想，该同学设计了一组对照实验，如下图
所示。
溶液 A 可能为 。若两个实验均产生灰绿色沉淀，则该同学的猜想 (填“成立”或“不
成立”)。
③小美同学查阅文献后发现，沉淀变为灰绿色可能是由Fe(OH)2白色沉淀吸附了溶液中浅绿
色的Fe2+所致。她建议制取Fe(OH)2的步骤最好将“向FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液”改为“向
NaOH 溶液中加入FeSO4溶液”，理由为 。
(3)为得到Fe(OH)2，该学习小组又设计了下图实验装置(气密性已检查)。
①仪器 a 的名称为 。
②实验开始时，应关闭K3，打开K1、K2，该操作的目的是 。
③一段时间后，打开K3，关闭K1、K2，c 中溶液流入 d 中，即可得到Fe(OH)2。写出 c 中溶
液流入 d 中的原因 。
【答案】(1)4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
(2) 取少量灰绿色沉淀于试管中，加入足量稀盐酸溶解，再加入 KSCN 溶液，溶液变红，
说明灰绿色沉淀中含有 Fe(OH)3 FeCl2、Fe(NO3)2(写出一种即可) 不成立 反应
后，溶液中 OH-过量，不会有多余的 Fe2+被 Fe(OH)2吸附
(3) 分液漏斗 利用氢气排出装置内的空气，防止亚铁离子被氧化 c 中产生
H2，使压强大于大气压
【分析】Fe(OH)2具有还原性，易被氧气氧化为红褐色 Fe(OH)3，制备氢氧化亚铁时要注意
采取措施隔绝空气，防止 Fe(OH)2被氧化。
【详解】（1）Fe(OH)2具有还原性，易被氧气氧化为红褐色 Fe(OH)3，反应化学方程式为
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；
（2）①Fe(OH)3与盐酸反应生成氯化铁，Fe(OH)2与盐酸反应生成氯化亚铁，取少量灰绿色
沉淀于试管中，加入足量稀盐酸溶解，再加入 KSCN 溶液，溶液变红，说明灰绿色沉淀中
含有 Fe(OH)3。
②为验证灰绿色沉淀是由Fe(OH)2在大量SO2―4 存在的情况下形成的一种氧基碱式复盐，则溶
液 A 中不含SO2―4 ，所以 A 可能为 FeCl2或 Fe(NO3)2。若两个实验均产生灰绿色沉淀，则该
同学的猜想不成立。
③小美同学查阅文献后发现，沉淀变为灰绿色可能是由Fe(OH)2白色沉淀吸附了溶液中浅绿
色的Fe2+所致。她建议制取Fe(OH)2的步骤最好将“向FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液”改为“向
NaOH 溶液中加入FeSO4溶液”，理由为反应后，溶液中 OH-过量，不会有多余的 Fe2+被
Fe(OH)2吸附。
（3）①根据装置图，仪器 a 的名称为分液漏斗。
②实验开始时，应关闭K3，打开K1、K2，该操作的目的是利用氢气排出装置内的空气，防
止亚铁离子被氧化。
③一段时间后，打开K3，关闭K1、K2，c 中产生 H2 使压强大于大气压，c 中溶液流入 d 中，
即可得到Fe(OH)2。
【变式 1】同学们在实验室里用右图装置制取Fe(OH)2，下列说法正确的是
A．FeSO4溶液的颜色为浅绿色 B．胶头滴管不应该插入液面以下
C．可将植物油换成酒精进行实验 D．生成的白色沉淀迅速变成灰绿色
【答案】A
【详解】A．含 Fe2+的溶液的颜色为浅绿色，选项 A 正确；
B．胶头滴管应该插入液面以下，隔离氧气，防止氢氧化亚铁被氧化，选项 B 错误；
C．酒精溶于水，不能起到隔绝空气的作用，选项 C 错误；
D．因隔绝空气，生成的氢氧化亚铁不被氧化，可稳定存在，颜色为白色，选项 D 错误；
答案选 A。
【变式 2】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，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．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是 2Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2↑
B．实验开始时应先关闭止水夹 a、打开止水夹 b，再向烧瓶中加入稀盐酸
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 Fe (OH)2可较长时间存在
【答案】D
【详解】A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是 Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，A 错误；
B．实验开始时应先打开止水夹 a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭 a，
B 错误；
C．利用氢气的压强将氯化亚铁压入锥形瓶中，NaOH 与氯化亚铁反应生成 Fe(OH)2，立即
观察到白色沉淀， C 错误；
D．反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，装置内空气及溶液中氧气均已除去，则 Fe(OH)2
可较长时间存在， D 正确；
答案选 D。
【变式 3】铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛应用。
I．在常温下，Fe 与水并不起反应，但在高温下，Fe 与水蒸气可发生反应。现设计如下装置
完成高温下“Fe 与水蒸气反应”的实验，并检验其产物(已知：Fe3O4 中 Fe 的化合价为+2 价、
+3 价)。
(1)装置 B 中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置 C 中导管“短进长出”的原因 。
(3)取反应后得到的黑色粉末放入一试管中，加入稀硫酸将固体溶解，再滴加几滴 KSCN 溶
液，振荡，溶液没有出现红色，原因是 (用离子方程式表示)。
Ⅱ.某学生设计了如图装置制备白色 Fe(OH)2固体。
(4)配置 NaOH 溶液和稀硫酸时，需将所用蒸馏水加热煮沸后，冷却至室温再用于配置，加
热煮沸的目的是 。
(5)开始实验时，先打开止水夹，待装置中空气已排尽，再关闭止水夹。
①关闭止水夹前，请设计实验证明装置中空气已排尽： 。
②装置Ⅱ中发生反应的主要化学方程式为 。
③若未排净装置中的空气，则装置Ⅱ中观察到的实验现象为 。
【答案】(1)3Fe +4H2O(g)高温Fe3O4 +4H2
(2)氢气密度小于空气，短进长出有利于排尽装置内空气
(3)2Fe3+ + Fe=3Fe2+
(4)除去蒸馏水中溶解的 O2
(5) 在装置Ⅱ的支管口处点燃排出的气体，观察到淡蓝色火焰，证明装置中空气已排尽
FeSO4 +2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4 生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为
红褐色
【详解】（1）还原铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应过程中铁元素化合价降低，
高温
氢元素化合价升高，其化学反应方程式为 3Fe+4H2O(g) == Fe3O4+H2；
（2）氢气的密度比空气小，选择短管进气可将 C 管中的空气从长管中排除，最后 C 管中可
收集到纯净的氢气，收集到纯净的氢气在点燃 E 处的酒精灯，可做 CuO 的还原实验了，所
以短管进长管出可排除装置内的空气；
（3）滴加几滴 KSCN 溶液，振荡，溶液没有出现红色的原因是形成的 Fe3+和过量的铁粉反
应生成二价铁，其反应的离子方程式为 2Fe3++Fe=3Fe2+；
（4）Fe(OH)2容易被氧化，制备 Fe(OH)2时要小心水溶液中溶解的 O2的影响，所以配置 NaOH
溶液时，通常用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的 O2；
（5）①因为 O2对制取 Fe(OH)2沉淀影响很大，所以要排除 O2的干扰，为了验证 O2已经排
除，可在装置Ⅱ的支管口处点燃排出的气体，观察到淡蓝色火焰，证明装置中空气已排尽；
②装入试剂后开始实验时，止水夹处于打开状态，稀硫酸和铁粉反应生成氢气和硫酸亚铁，
产生的氢气能驱赶装置内的空气，关闭止水夹，能把 FeSO4压入Ⅱ中，同时防止空气进入装
置Ⅱ，产生白色的絮状 Fe(OH)2沉淀，其化学反应方程式为 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓
+Na2SO4；③若未排净装置中的空气，则Ⅱ中氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，则白色沉
淀变为灰绿色，最终变为红褐色。
【变式 4】在如图所示装置中，用 NaOH 溶液、铁屑和稀硫酸制备 Fe(OH)2。
(1)除去 NaOH 溶液中溶解的氧气的方法是将溶液 。
(2)实验时在 A 中加入的试剂是： (填名称)，B 中加入一定量的 (填化学式)溶液。
(3)实验开始时先将活塞 E (填“打开”或“关闭”)，C 中收集到气体的主要成分是 。
(4)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是： 。
(5)实验结束后拔去装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，装置 B 中发生的现象为 。发生
转化的方程式是 。
【答案】(1)煮沸
(2) 铁粉(或铁屑)、稀硫酸 NaOH
(3) 打开 H2或氢气
(4)装置中充满氢气，空气不能进入到装置中
(5) 白色沉淀迅速变灰绿，最后变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】Fe(OH)2易被氧气氧化，制备 Fe(OH)2要隔绝空气。A 中放入铁粉和稀硫酸，B 中
放入氢氧化钠溶液，先打开止水夹 E，A 中生成的氢气排出 B 中的空气，等 C 中收集到纯
净的氢气时，关闭止水夹 E，A 中生成的 FeSO4溶液压入 B 中与氢氧化钠反应生成白色沉淀
Fe(OH)2。
【详解】（1）温度越高气体溶解度越小，可以用加热煮沸的方法除去 NaOH 溶液中溶解的
氧气；
（2）A 装置制备 FeSO4，同时制备氢气排出装置内的空气，实验时在 A 中加入的试剂是：
铁粉和稀硫酸，B 中 FeSO4和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，B 中加入一定量的 NaOH
溶液。
（3）为使 A 中生成的氢气进入 B 排出装置内的空气，实验开始时先将活塞 E 打开，C 中收
集到气体的主要成分是氢气。
（4）装置中充满氢气，空气不能进入到装置中，反应生成的 Fe(OH)2沉淀与空气隔绝，所
以 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色；
（5）实验结束后拔去装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，装置 B 中 Fe(OH)2被氧气氧化为红
褐色 Fe(OH)3，反应方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，发生的现象为白色沉淀迅速变
灰绿，最后变成红褐色。
知识点 4：铁盐和亚铁盐
【典例 1】在水溶液中能大量共存的一组离子是
A．Fe2+、I―、ClOX―、HX+ B．Na+、Cu2+、OHX―、NO―3
C．Fe3+、Br―、NH+4 、SO2―3 D．Na+、Cl―、OH―、CO2―3
【答案】D
【详解】A．ClO―可氧化亚铁离子和碘离子，A 错误；
B．Cu2+可与OHX―生成Cu(OH)2，B 错误；
C．Fe3+可氧化SO2―3 ，C 错误；
D．可大量共存，D 正确；
故选 D。
【典例 2】根据下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是
选
实验操作和现象 结论
项
向沸水中滴加少量饱和 FeCl3 溶液，得到红褐色液体，用激光笔 所得红褐色液体
A
照射可观察到光亮的“通路” 是胶体
B 向 FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色 氧化性：Fe3+>I2
Fe3O4 中含
C 向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去
Fe(Ⅱ)
向 Fe(NO3)2 溶液中滴加几滴稀硫酸，再滴加几滴 KSCN 溶液， Fe2+被完全氧化
D
溶液显红色 为 Fe3+
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．得到红褐色液体，用激光笔照射可观察到光亮的“通路”， 从而制备得到的是
红褐色液体为胶体，故 A 正确；
B．FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色，说明生成了单质碘，则铁
离子氧化碘离子得到单质，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性分析，氧化性：Fe3+>I2，
故 B 正确；
C．向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去，说明酸性高锰酸钾被还原，则说
明四氧化三铁中含有亚铁离子，故 C 正确；
D．再滴加几滴 KSCN 溶液，溶液显红色，只能说明 Fe2+被氧化为 Fe3+，不能说完全被氧
化，故 D 错误。
综上所述，答案为 D。
【典例 3】下列有关除杂的操作中不正确的是
A．FeSO4溶液中含少量CuSO4杂质：加入过量的 Fe 粉，过滤
B．除去FeCl3溶液中少量的FeCl2：加入新制氯水
C．除FeCl2溶液中少量的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．Cl2(HCl)：通过饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
【答案】D
【详解】A．加入过量的铁粉，发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，再经过过滤，能够除去杂
质，A 正确；
B．新制氯水与FeCl2反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，可以除去杂质，B 正确；
C．向含有少量FeCl3的FeCl2溶液中加入过量Fe粉：2FeCl3+Fe=3FeCl2，过滤即可除杂，C
正确；
D．Cl2溶于水呈酸性，也会与 NaHCO3溶液反应，D 错误；
故选 D。
【典例 4】高铁酸钠(Na2FeO4)是一种能氧化、杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业
上制备高铁酸钠有多种方法。
(1)电解法。以铁为阳极，石墨为阴极，在通电条件下，发生反应：Fe +2X +2H2O通电Na2FeO4
+3H2↑，物质 X 的化学式为 。
(2)高温熔融氧化法。将过氧化钠与硫酸亚铁加热至 700℃，发生反应：2FeSO4 +6Na2O2
700℃2Na2FeO4 + O2↑ + 2Na2O +2Na2SO4，其中，氧化产物是 ，用单线桥法标明
电子转移的方向和数目。
(3)次氯酸钠氧化法。
①“反应 I”的离子方程式为 ，检验Fe2+已全部转化为Fe3+的方法为 。
②副产品的成分为 。
③生产过程中，理论上每获得 1mol 的Na2FeO4消耗 NaClO 的质量为 。
【答案】(1)NaOH
(2) Na2FeO4、O2
(3) 2Fe2+ + H2O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O 取反应 I 后的溶液少许于试管中，滴入少
量的K3[Fe(CN)6]溶液，若无蓝色沉淀，则Fe2+已全部转化成Fe3+ NaCl、Na2SO4
111.75g
【详解】（1）通过观察反应物和生成物可知，生成物比反应物多 2 个 Na、2 个 O、2 个 H，
根据原子守恒可知，X 的化学式为 NaOH。
（2）该反应中 1 个 Na2O2失电子被氧化转化为 O2，2 个 FeSO4失电子被氧化转化为
Na2FeO4，因此氧化产物为 O2和 Na2FeO4。该反应 6 个 Na2O2中，5 个 Na2O2中的 O 得电子
化合价从-1 价降低为-2 价，1 个 Na2O2失电子化合价从-1 价升高到 0 价，FeSO4中 Fe 失电
子化合价从+2 价升高到+6 价，用单线桥法标明电子转移的方向和数目为
。
（3）①反应Ⅰ中过氧化氢在酸性条件下将亚铁离子氧化成铁离子，离子方程式为2Fe2+ + H2
O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O。检验 Fe2+通常使用K3[Fe(CN)6]溶液，具体方法为取反应 I 后的
溶液少许于试管中，滴入少量的K3[Fe(CN)6]溶液，若无蓝色沉淀，则Fe2+已全部转化成
Fe3+。
②反应Ⅱ中硫酸铁与 NaOH、NaClO 反应生成 Na2FeO4、NaCl、Na2SO4和 H2O，副产物的成
分为 NaCl 和 Na2SO4。
③硫酸铁与 NaOH、NaClO 反应生成 Na2FeO4、NaCl、Na2SO4和 H2O，化学方程式为
3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O+3Na2SO4，理论上每生成 1mol 高铁酸
钠消耗 NaClO1.5mol，质量为 111.75g。
【变式 1】下列说法正确的是
A．钠与浓 NH4Cl 溶液反应，放出的气体中含 H2和 NH3
B．可以利用酸性 KMnO4溶液检验 FeCl2溶液中的 Fe2+
C．能通过化合反应制得 Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得 FeCl2
D．金属及其化合物在灼烧时火焰产生的不同特征颜色是发生化学变化引起的
【答案】A
【详解】A．Na 先与浓 NH4Cl 溶液中的水反应生成 NaOH 和 H2，且反应放热，然后 NaOH
与浓 NH4Cl 受热反应生成 NaCl、NH3和 H2O，A 项正确；
B．酸性 KMnO4溶液能将 Cl-氧化，使酸性 KMnO 2+4溶液褪色，干扰 Fe 的检验，B 项错误；
C．可通过化合反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制备 Fe(OH)3，也可以通过化合反应
Fe+2FeCl3=3FeCl2制备 FeCl2，C 项错误；
D．金属及其化合物在灼烧时火焰产生的不同特征颜色称为金属元素的焰色试验，该操作中
没有新物质生成，没有发生化学变化，D 项错误；
答案选 A。
【变式 2】硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如下图所示。下列说法正确的是
A．用酸性 KMnO4溶液可以检验 FeSO4是否变质
B．制纳米 Fe3O4时通入的 O2需过量
C．制 FeCO3时应将 FeSO4溶液加入 Na2CO3溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的反应为非氧化还原反应
【答案】D
【详解】A．FeSO4溶液变质会生成 Fe3+，可用 KSCN 溶液来进行检验，故 A 错误；
B．Fe3O4中铁化合价为+2、+3 价，制纳米 Fe3O4时通入的 O2过量，可能导致不能生成的纳
米 Fe3O4，故 B 错误；
C．制 FeCO3时应将 Na2CO3溶液缓缓加入 FeSO4溶液中，避免生成氢氧化亚铁沉淀，故 C
错误；
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的反应中没有元素化合价变化，是非氧化还原反应，故 D 正
确。
综上所述，答案为 D。
【变式 3】下列实验操作和现象、结论都正确的是
选
实验操作和现象 结论
项
无色溶液中一定
A 向某无色溶液中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀
含Cl―
新制氯水中含有
B 向新制氯水中加入紫色石蕊试液，溶液变红
H+
氧化性：Fe3+ >
C 向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液变蓝
I2
检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+时，将溶液滴入酸性KMnO4溶液
D 溶液中含有Fe2+
中，溶液紫红色褪去
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．向某无色溶液中滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀，由于未加稀硝酸酸化，故无
色溶液中不一定含Cl―也可能是CO2-3 ，A 不合题意；
B．向新制氯水中加入紫色石蕊试液，溶液显酸性，故能变红，同时溶液中含有强氧化性物
质 HClO，故最终溶液又褪色，B 不合题意；
C．向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液变蓝，说明有 I2 生成，则发生反应：
2FeCl 3+3+2KI=2KCl+I2+2FeCl2，则氧化性Fe > I2，C 符合题意；
D．由于 Cl-也能是酸性高锰酸钾溶液褪色，故检验FeCl3溶液中是否混有Fe2+时，将溶液滴
入酸性KMnO4溶液中，溶液紫红色褪去，不能说明溶液中含有Fe2+，D 不合题意；
故答案为：C。
【变式 4】（多选）下列关于铁及其化合物的说法错误的是
A．实验室保存 FeCl2溶液时常加入少量铁粉
B．可用 KSCN 溶液检验 FeCl2溶液是否变质
C．若 FeCl2溶液中混有 FeCl3可通过滴加氯水除去
D．向 FeCl2溶液中加入 NaOH 溶液，开始即可观察到红褐色沉淀
【答案】CD
【详解】A．实验室保存 FeCl2溶液时常加入少量铁粉，这样可以防止 FeCl2被氧化成
FeCl3，A 正确；
B．FeCl2若已变质，则说明其已经被氧化生成 FeCl3，可用 KSCN 检验铁离子的存在与否确
定氯化亚铁是否变质，B 正确；
C．FeCl2能被 Cl2氧化生成 FeCl3，无法用氯水除去 FeCl2溶液中混有的 FeCl3，C 错误；
D．向氯化亚铁溶液中加入 NaOH 溶液，开始生成白色沉淀，随后白色沉淀变成灰绿色，最
后转化成红褐色沉淀，D 错误；
故答案选 CD。
【变式 5】Ⅰ.根据铁及其化合物的相关性质，回答下列问题：
(1)Fe(OH)2白色沉淀，在空气中颜色变化为 ，反应方程式为 ，因此制取 Fe(OH)2
要用特殊方法。
(2)在 FeSO4溶液中滴加入少量 KSCN 溶液，溶液颜色 ，再滴入几滴氯水，溶液颜
色 ，因为有 生成。
Ⅱ.化学方法除杂选择试剂的原则是：不增、不减、不繁。
(3)现有含少量 FeCl2杂质的 FeCl3溶液，为了除去 Fe2+离子，应该向溶液中滴加适量的
(填试剂名称)，其反应的离子方程式为 。
(4)现有含少量 FeCl3杂质的 FeCl2溶液，为了除去 Fe3+离子，应该向溶液中加 ，其反
应的离子方程式为 。证明 Fe3+已除干净的方法为 。
【答案】(1) 红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O＝4Fe (OH)3
(2) 无明显变化 变为血红色 Fe3+
(3) 氯水 2Fe2＋+Cl2=2Fe3++2Cl-
(4) 铁粉 2Fe3＋＋ Fe＝3Fe2＋ 取少量除杂后的溶液于试管中，滴入几滴 KSCN
溶液，如果溶液不变色，说明 Fe3+已经除干净。
【详解】（1）沉淀变为红褐色，说明氢氧化亚铁不稳定，被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧
化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O＝4Fe (OH)3。
（2）FeSO4溶液中 Fe2+遇到 KSCN 溶液，溶液颜色没有明显变化，当加入几滴氯水后，Fe2+
被氯水氧化为 Fe3+，Fe3+遇到 KSCN 溶液显血红色。
（3）含少量 FeCl2杂质的 FeCl 2+ 2+3溶液，为了除去 Fe 离子，可以加入氧化剂将 Fe 氧化为
Fe3+，所以可以加入氯水，反应的离子方程式是：2Fe2＋+Cl 3+2=2Fe +2Cl-。
（4）含少量 FeCl3杂质的 FeCl2溶液，为了除去 Fe3+离子，可以加入还原剂将 Fe3+氧化为
Fe2+，反应的离子方程式是：2Fe3＋＋ Fe＝3Fe2＋；证明 Fe3+已经除干净的方法是取少量除杂
后的溶液于试管中，滴入几滴 KSCN 溶液，如果溶液不变色，说明 Fe3+已经除干净。
【变式 6】工业上利用废渣[FeSO4、Fe2(SO4)3及少量 CaO 和 MgO]制备高档颜料铁红(主要
成分为Fe2O3)和回收(NH4)2SO4。具体生产流程如下：
【背景信息】a．氧化步骤中会有元素化合价发生变化。
b．3Fe2(SO4)3 +12NH3 H2O = 5(NH4)2SO4 + (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓(铵黄铁矾晶体)。
(1)步骤③中“操作 Y”的名称是 ，必须用到的玻璃仪器有 。
(2)加入物质 X 溶解废渣，X 应选用_______(填标号)。
A．盐酸 B．硫酸 C．氨水 D．氢氧化钠
(3)步骤①“酸浸”时，生成盐的化学方程式为 (任写一个)。
(4)用离子方程式表示步骤②通入氧气氧化的目的： 。工业上该操作的时间一般控制
Fe2+
在 4 被氧化的小时左右为宜，根据如图有关数据分析Fe2+氧化率[Fe2+氧化率= × 100%]
所有Fe2+总量
的变化规律： 。
(5)“滤液Ⅱ”中溶质的主要成分是 (填化学式)。
【答案】(1) 过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗
(2)B
(3)MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
(4) 4Fe2+ + O2 +4H+ = 4Fe3+ +2H2O 温度越高，pH 值越小，氧化率越高
(5)(NH4)2SO4
【分析】废渣含 Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量 CaO 和 MgO，将废渣溶解，溶解时加入的物质
能溶解废渣但不能引入杂质；然后向溶液中加入氧气，能氧化亚铁离子但不能引入新的杂质，
然后向溶液中加入氨水，溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾，同时溶液中镁离子、钙离
子形成氢氧化钙、氢氧化镁、硫酸钙等会结晶析出，采用过滤方法分离得到铵黄铁矾和滤液；
将滤液蒸发浓缩回收硫酸铵，随后经过一系列处理得到铁红。
【详解】（1）根据流程可知，通过操作 Y 得到滤液和晶体，则“操作 Y”的名称是过滤；过
滤时用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）废渣含 Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量 CaO 和 MgO，将废渣溶解，溶解时加入的物质能溶
解废渣但不能引入杂质，故选 B；
（3）步骤①“酸浸”时，硫酸和 CaO 和 MgO 反应，方程式为：MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2
O，或者CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O；
（4）步骤②通入氧气通入氧气，将二价铁氧化为三价铁，方程式为：4Fe2+ + O2 +4H+ = 4
Fe3+ +2H2O；根据图示可得，则Fe2+氧化率的变化规律为：温度越高，pH 值越小，氧化率
越高；
（5）将铵黄铁矾溶于水得到溶液，然后向溶液中加入氨水，得到氢氧化铁沉淀，过滤得到
滤渣，将滤渣加热灼烧得到铁红，则“滤液Ⅱ”中溶质的主要成分是(NH4)2SO4。
【变式 7】以硫铁矿(主要成分为 FeS2，还有少量 CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体
FeSO4 7H2O 的工艺流程如下：
(1)硫铁矿的主要成分 FeS2中铁元素化合价为 ，第③步混合物分离的方法
是 。
(2)“酸浸”过程，矿渣中的 Fe2O3与稀 H2SO4反应的离子方程式： 。
(3)烟气中的 SO2会污染环境，可用足量氢氧化钠溶液吸收，写出该反应的离子方程
式： 。
(4)用铁粉还原后的混合物分离后的固体中，除了铁和铜外还有的成分是 (写化学
式)。
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到 FeSO4 溶液。
其过程如图所示：
已知总反应为：FeS + 14Fe3+ 2 + 8H2O＝2SO2―4 +15Fe2+ + 16H+。写出过程 II 反应的离子方程
式： 。
【答案】(1) +2 过滤
(2)Fe2O + 3+3+6H =2Fe +3H2O
(3)SO2+2OH－=SO2―3 +H2O
(4)SiO2
(5)8Fe3++S O2―2 3 +5H2O=2SO2―4 +8Fe2++10H+
【分析】焙烧硫铁矿(主要成分为 FeS2，还有少量 CuS、SiO2等杂质)，生成矿渣和烟气，矿
渣中含有 Fe2O3、SiO2、CuO 等，烟气中含有二氧化硫等；酸浸矿渣，Fe2O3、CuO 溶解并
生成 Fe3+、Cu2+等，加入过量铁粉，将 Fe3+还原为 Fe2+、Cu2+还原为 Cu；过滤，将所得溶液
蒸发浓缩、冷却结晶，从而获得绿矾，滤渣中含有 Fe、Cu、SiO2等。
【详解】（1）硫铁矿的主要成分为 FeS2，S 显-1 价，则铁元素化合价为+2；第③步，分离
固、液混合物，方法是过滤。答案为：+2；过滤；
（2）“酸浸”过程，矿渣中的 Fe2O3与稀 H2SO4反应，生成硫酸铁和水，离子方程式：
Fe O +6H+=2Fe3+2 3 +3H2O。答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（3）烟气中的 SO2会污染环境，用足量氢氧化钠溶液吸收，生成亚硫酸钠和水，该反应的
离子方程式：SO2+2OH－=SO2―3 +H2O。答案为：SO2+2OH－=SO2―3 +H2O；
（4）由分析可知，用铁粉还原后的混合物分离后的固体中，含有 Fe、Cu、SiO2等，除了铁
和铜外还有的成分是 SiO2。答案为：SiO2；
（5）过程 II 中，Fe3+与S2O2―3 反应生成SO2―4 、Fe2+等，反应的离子方程式：8Fe3++S O2―2 3 +5H2O=2
SO2―+8Fe2++10H+4 。答案为：8Fe3++S2O2―+5H O=2SO2―+8Fe2+3 2 4 +10H+。
【点睛】工业生产的废气中含有的二氧化硫，可用氨水吸收。
【变式 8】铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。日常生活中可通过
食物摄入铁元素，例如黑木耳中就含有比较丰富的铁元素。某研究性学习小组为测定某地黑
木耳中铁的含量，开展了如下研究与实践活动。
【研究与实践活动一】
研究黑木耳中含铁物质的水溶性：称取 a g 黑木耳，洗净切碎，用蒸水浸泡后取浸泡液进行
铁元素检测，结果未能检测到铁元素。
【研究与实践活动二】
研究黑木耳中铁的含量：称取 a g 黑木耳，高温灼烧使之完全灰化，按如下流程对得到的黑
木耳灰进行处理。
回答下列问题：
(1)浸泡液中未能检测到铁元素，说明黑木耳中的含铁物质 溶于水(选填“能”或“不
能”)。
(2)取少量滤液于试管中，滴入 KSCN 溶液，溶液变红。则滤液中铁元素的存在形式有Fe2+、
(填离子符号)。
(3)滤液与 Fe 生成 A 的离子方程式是 。
(4)由 A 转化为 B 可加入的试剂 X 可以是 (填字母)
a．KMnO4(H+) b．Cl2 c．H2O2
(5)由 C 转化成 D 的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为 。
(6)将 a g 黑木耳中的铁元素经流程 A→C-D 进行完全转化，将 D 经过一系列处理，得到 b g
红棕色固体。若流程中加入的铁反应掉 c g，则该黑木耳中铁元素的质量分数为 (用
含 a、b、c 的代数式表示)。
【答案】(1)难
(2)Fe3+
(3)2Fe3++Fe=3 Fe2+
(4)bc
(5)红褐色
(6)0.7b-c × 100%
【分析】黑木耳灰用盐酸浸后得到的滤液加入铁粉，得到的 A 溶液含有 Fe2+，加试剂 X 得
到的溶液含有 Fe3+，A 加试剂 X 得到 B，故 X 可以为氯水等，B 与铁反应生成 A，A、B 分
别与氢氧化钠反应生成 C 为氢氧化亚铁、D 为氢氧化铁；
【详解】（1）浸泡液中未能检测到铁元素，说明溶液中不含有 Fe3+、Fe2+，可推知黑木耳中
的含铁物质难溶于水；
（2）Fe3+遇 KSCN 溶液显红色，取少量滤液于试管中，滴入 KSCN 溶液，溶液变红,则滤液
中铁元素的存在形式有Fe2+、Fe3+；
（3）滤液含有 Fe3+，与 Fe 生成 A 含有 Fe2+，反应的离子方程式是 2Fe3++Fe=3Fe2+；
（4）A 是 FeCl2，B 是 FeCl3，FeCl2转化为 FeCl3发生氧化反应，应该加入氧化剂。酸性高
锰酸钾溶液除氧化 Fe2+外还能氧化 Cl-，且引入杂质，选项 a 不符合；
Cl2能把 FeCl2氧化为 FeCl3，且不引入杂质，选项 b 符合；
H2O2能把 FeCl2氧化为 FeCl3，且不引入杂质，选项 c 符合；
答案选 bc；
（5）由 C 转化成 D 的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
（6）b g 112× 红棕色固体中含有 m(Fe)= 160 = 0.7 ，黑木耳中铁的质量为0.7 -c g，则该黑
0.7b-c
木耳中铁元素的质量分数为 × 100%。
