第 12 讲 铁及其氧化物和氢氧化物
01 掌握铁的主要性质及应用。
02 知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。
03 掌握 Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及 Fe(OH)2的制备方法。
考点一：铁及其氧化物
重点·夯基易错
1．铁单质
(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，能被磁体吸引。
(2)铁的原子结构
Fe 的价电子排布式为 3d64s2，铁位于元素周期表的第 4 周期第Ⅷ族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原
子结构示意图： 。
(3)铁的化学性质
铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成＋2 价或＋3 价的铁。重要的化学反应为
2．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
(2)化学性质
①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，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＋＋3H2O。
高温
②铁的氧化物还能被 CO、Al 还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO === == 2Fe＋3CO2,
高温
Fe2O3＋2Al === == 2Fe＋Al2O3。
③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe3O4＋28H＋＋NO－3 ===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 、
Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O。
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 Cl2和盐酸反应所得氯化物相同( )
3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )
4．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到 Fe3O4( )
5．常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。( )
6．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。( )
7．Fe 与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应。( )
8．浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
9．四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为 Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O。( )
10．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为 FeX3。( )
【答案】 1.× 2.× 3.√ 4.√5.× 6.× 7.× 8.× 9.× 10.×
方法·规律总结
确定铁的氧化物组成的基本方法
m n
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为 m∶n，则氧化物中 n(Fe)∶n(O)＝ ∶ ＝a∶b，
56 16
若 a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为 FeO；
若 a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为 Fe2O3；
若 a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是 Fe3O4 或 FeO 与 Fe2O3 按物质的量之比为 1∶1 组成的混合物或 FeO、
Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中 FeO、Fe2O3的物质的量之比为 1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。
点拨·能力培养
1．下列叙述正确的是( )
A．Fe 与 I2反应生成 FeI3
B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu
C．5.6 g Fe 与足量的 S 反应转移的电子数为 0.3NA
D．高温下水蒸气与 Fe 反应，固体的质量增加
【答案】 D
【解析】 Fe 与 I2 反应生成 FeI2，A 错误；正确的离子方程式：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，B 错误；5.6 g Fe
5.6 g
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；Fe 变为56 g·mol－1
Fe3O4，固体质量增加，D 正确。
2．化学让生活更美好。下列说法不正确的是( )
A．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物
B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应
C．故宫是中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
D．氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁
【答案】 D
【解析】 氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁，故 D 错误。
真题·明考向
1．（2024·安徽·高考真题）下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca HCO3 2
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．Cl2与水反应生成 HClO 和 HCl，无法直接生成 NaClO，A 错误；
B．SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B 错误；
C．氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C 错误；
D．CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D 正
确；
故答案选 D。
2．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多
B．Na2O2 能与CO2反应产生O2，可作供氧剂
C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4
D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解析】A．Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A
不正确；
B．Na2O2 能与CO2反应产生O2，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故Na2O2 可作供氧剂，B 正确；
C．FeO有还原性，其中 Fe 元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，C 正确；
D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；HNO3见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D 正确；
综上所述，本题选 A。
3．（2024·全国·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
高温
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．用木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
【答案】B
【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2 ，该反应的化学方程式为
高温
3Fe + 4H2O g Fe3O4 + 4H2 ，A 正确；
B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实
验效果不好，B 错误；
C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C 正确；
D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D 正确；
故选 B。
4．（2023·天津·高考真题）下列常见物质及用途，错误的是
A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B．SiO2可用于制造光导纤维
C．Fe2O3是铁红，可以用作染料
D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭
【答案】D
【解析】A．胃酸中含有 HCl，氢氧化铝可以与 HCl 反应，能用于治疗胃酸过多，A 正确；
B．SiO2具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B 正确；
C．Fe2O3是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C 正确；
D．钠能与水反应生成易燃性气体氢气，不能使用水基灭火器扑灭，D 错误；
故选 D。
考点二：铁的氢氧化物
重点·夯基易错
1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋2 ＋2H O Fe(OH) ＋3H＋2 3 ===Fe3＋＋3H2O
△
受热分解 2Fe(OH)3 == === Fe2O3＋3H2O
可溶性亚铁盐与碱溶液反应： 可溶性铁盐与碱溶液反应：
制法
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
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
二者的关系 絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为 4Fe(OH)2＋
O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2.Fe(OH)2的制备
(1)制备原理
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。
(2)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)，以防止空气与 Fe(OH)2接触发
生反应
有机覆盖层法
先在装置Ⅰ中生成 FeSO4溶液，并利用生成的
H2 将装置内的空气排尽后，再把 FeSO4 溶液
压入装置Ⅱ中与 NaOH 溶液混合，这样可长
时间观察到白色沉淀
还原性气体保护法
用铁作阳极，电解 NaCl(或 NaOH)溶液，并在
液面上覆盖苯(或煤油)
电解法
1．在空气中，白色的 Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( )
2．FeCl3溶液滴入热的浓 NaOH 溶液中可得到 Fe(OH)3胶体( )
3．Fe(OH)2与 HNO3发生反应的离子方程式为 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O( )
4．Fe(OH)3与氢碘酸反应生成 FeI3( )
5．Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应( )
6．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( )
7．制备氢氧化亚铁时，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( )
8．Fe(OH)2易被氧化成 Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)29．将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中可制备 Fe(OH)3胶体。( )
10．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。( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7．× 8．√ 9．× 10．×
方法·规律总结
(1)成功制备 Fe(OH)2的关键
Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3。在实验室中制备 Fe(OH)2，并使 Fe(OH)2长时间保持白色
沉淀状态，成功的关键有以下两点：
①溶液中不含 Fe3＋和 O2等氧化性物质；
②制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
点拨·能力培养
氢氧化亚铁制备实验探究
1．下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
【答案】 ①②④
【解析】 ①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2处在氢气的保护中；④
中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2 氧化，因而不能较长时间看到
白色沉淀。
2．利用电解实验可以制得纯净的 Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a 电极的材料应为________________________，电极反应式为__________________________。
(2)电解液 c 可以是________(填字母)。
A．纯水 B．NaCl 溶液
C．NaOH 溶液 D．CuCl2溶液
(3)d 为苯，其作用是__________________________________________________，在加入苯之前对电解液 c 应
作何简单处理？___________________________________________________。
(4)若 c 用 Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色 Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡
外，另一明显现象为_________________________________________________。
【答案】 (1)Fe Fe－2e－===Fe2＋
(2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的 Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的 O2
(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
真题·明考向
1．（2023·全国·高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4 +O2 +2H2O=2Fe2 SO4 +2Fe(OH)2 3
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2 =Na2SO4
C 溴水颜色逐渐褪去 4Br2 +4H2O=HBrO4 +7HBr
D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4 × 5H2O=CuSO4 +5H2O
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．溶液呈棕黄色是因为有 Fe3+，有浑浊是产生了 Fe(OH)3，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，
化学方程式为：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A 错误；
B．硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：
2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B 错误；
C．溴水的主要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2O HBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以
溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C 错误；
D．胆矾为 CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的 CuSO4，化学方程式为：
CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正确，D 正确；
故选 D。
演练·提能力
1．（2023·广东·高考真题）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 帮厨活动：帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性
B 环保行动：宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解
C 家务劳动：擦干已洗净的铁锅，以防生锈 铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4
D 学农活动：利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的CH4 可作燃料
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．鸡蛋主要成分是蛋白质，帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐，加热使蛋白质变性，有关联，故 A 不
符合题意；
B．聚乳酸在自然界可生物降解，为了减小污染，宣传使用聚乳酸制造的包装材料，两者有关联，故 B 不符
合题意；
C．擦干已洗净的铁锅，以防生锈，防止生成氧化铁，铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4，两者没有关联，故 C
符合题意；
D．利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气，沼气主要成分是甲烷，甲烷用作燃料，两者有关系，故 D 不符合题
意。
综上所述，答案为 C。
2．（2023·浙江·高考真题）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 往FeCl 溶液中加入Zn 片 短时间内无明显现象 Fe2+2 的氧化能力比Zn2+ 弱
往Fe2 SO4 3溶液中滴加KSCN溶液，再加 溶液先变成血红色后
B Fe3+ 与SCN-的反应不可逆
入少量K SO 固体 无明显变化2 4
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，
C 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
滴加KSCN溶液
3+
向沸水中逐滴加 5~6 滴饱和FeCl3 溶液，持 溶液先变成红褐色再 Fe 先水解得Fe(OH)3 再聚集成
D
续煮沸 析出沉淀 Fe(OH)3 沉淀
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时，
表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此 FeCl2溶液中加入 Zn 片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者
可以发生反应：FeCl2 +Zn=ZnCl2 +Fe，溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知 Fe2+的氧化能力比 Zn2+强，A
错误；
B 3+ - 2-．溶液变成血红色的原因，Fe +3SCN Fe SCN 3，与SO4 和 K+无关，B 错误；
C．铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C 错误；
D．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取 Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D 正确；
故答案为：D。
3．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是
A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B．FeO在空气中受热可实现转化②
C． Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水
D．高铁酸盐( FeO2-4 )具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌
【答案】D
【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故 A 错误；
B．FeO 在空气中受热，迅速被氧化为四氧化三铁，不能实现转化②，故 B 错误；
C． Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用于净水但是不能杀菌，故 C 错误；
D．高铁酸根离子中铁元素的化合价为最高价+6 价，所以高铁酸盐具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故 D
正确；
故选 D。
4．不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的
化合价为+3价的是
A．氯气 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硫酸铜
【答案】A
【解析】A． 氯气具有强氧化性，能将 Fe 氧化+3 价，无论铁是否过量，铁在氯气中燃烧都生成FeCl3，故
A 正确；
B． 稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是 H 元素体现的，能将 Fe 氧化为 Fe2+，故 B 错误；
C． 稀硫酸具有弱氧化性，能和 Fe 发生置换反应生成 Fe2+，故 C 错误；
D． 硫酸铜中铜离子具有弱氧化性，能和 Fe 发生置换反应生成 Fe2+，故 D 错误；
故选 A。
5．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，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，避免冷凝水与灼热铁粉接触
C．肥皂液改为吹泡泡水，收集 H2效果更好，点燃效果更明显
D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物
【答案】 D
【解析】 铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故 D 错误。
6．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
【解析】 该反应可以看做两步：①Fe＋4H＋＋NO－3 ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；
②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a 表示 Fe3＋的关系曲线，A 正确；溶液中共有 3 mol H＋参加反应，消耗 0.75 mol 铁，
B 正确；P 点 n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为 0.45 mol，C 不正确；P 点剩余 0.45 mol Fe3＋，消耗 0.225 mol 铜，
质量为 14.4 g，D 正确。
7．准确称取某种铁的氧化物 2.88 g，用足量的 CO 进行还原，将生成的 CO2 全部用足量的澄清石灰水吸收，
得到沉淀 4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。
【答案】 FeO
【解析】 4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为 0.04 mol，则 CO、CO2的物质的量均为 0.04 mol，增加的氧元素
为 0.04 mol，质量为 0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素的质量为 0.64 g，铁元素的质量为
2.24 g
2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为 ∶0.04 mol＝1∶1，则这
56 g·mol－1
种铁的氧化物的化学式为 FeO。
8．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 可 能 为
___________________________________________________________。
【答案】 Fe5O7
【解析】 根据 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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，根据电荷守恒得 2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝0.14 L×5 mol·L－1＝0.7 mol，则 n(Fe3
＋)＝0.2 mol，故 n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4，故该氧化物可表示为 FeO·2Fe2O3，即 Fe5O7。
9．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________________________________________。
【答案】 (1)稀 H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触 O2而被氧化
【解析】 (1)Fe2＋易水解，要加入稀 H 2＋2SO4防止其水解；Fe 易被空气中的 O2氧化，要加铁粉，将被氧化
生成的 Fe3＋还原成 Fe2＋。(2)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的 O2变少。
10．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：
Ⅰ.检查装置气密性后，关闭 K2、K5、K6，打开 K1、K3、K4，使装置 A 中产生的气体进入装置 B 中，排尽
装置 B 中空气。
Ⅱ.待装置 B 中空气排尽后，关闭 K3，打开 K2，将装置 A 中溶液压入装置 B 中并观察现象。
Ⅲ.关闭 K1、K2，打开 K5、K6，使装置 C 中气体通入装置 B 中并观察现象。
回答下列问题：
(1)仪器 a 的名称是____________，B 中长玻璃管的作用是______________________________。
(2)装置 A 中金属离子的检验方法是________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ装置 B 中的现象是___________，其发生反应的化学方程式为__________________。
【答案】 (1)恒压滴液漏斗 平衡气压，辅助排出装置 B 中的空气 (2)取少量装置 A 烧瓶中的液体于洁净
试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，无红色出现，再滴加 H2O2，溶液变为红色，则证明存在 Fe2＋
(3)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【解析】 氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开 K1、K3、K4，关闭 K2、K5、K6，装置 A 中产生 H2，排
出装置 B 中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置 B 中的空气，作用之二是平衡压强，防止装置中
压强过大，发生危险。第 12 讲 铁及其氧化物和氢氧化物
01 掌握铁的主要性质及应用。
02 知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。
03 掌握 Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及 Fe(OH)2的制备方法。
考点一：铁及其氧化物
重点·夯基易错
1．铁单质
(1)铁的物理性质
色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被 吸引。
(2)铁的原子结构
Fe 的价电子排布式为 ，铁位于元素周期表的第 周期第 族，是应用最广泛的过渡金属元素，
其原子结构示意图： 。
(3)铁的化学性质
铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成 价或 价的铁。重要的化学反应为
2．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 粉末 粉末 晶体(有磁性)
水溶性
铁的化合价
(2)化学性质
①FeO、Fe O ＋ 2＋2 3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H ===Fe ＋
H O，Fe O ＋6H＋2 2 3 ===2Fe3＋＋3H2O。
高温
②铁的氧化物还能被 CO、Al 还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO === == 2Fe＋3CO2,
高温
Fe2O3＋2Al === == 2Fe＋Al2O3。
③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe3O4＋28H＋＋NO－3 ===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 、
Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O。
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 Cl2和盐酸反应所得氯化物相同( )
3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )
4．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到 Fe3O4( )
5．常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。( )
6．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。( )
7．Fe 与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应。( )
8．浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
9．四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为 Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O。( )
10．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为 FeX3。( )
方法·规律总结
确定铁的氧化物组成的基本方法
m n
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为 m∶n，则氧化物中 n(Fe)∶n(O)＝ ∶ ＝a∶b，
56 16
若 a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为 FeO；
若 a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为 Fe2O3；
若 a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是 Fe3O4 或 FeO 与 Fe2O3 按物质的量之比为 1∶1 组成的混合物或 FeO、
Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中 FeO、Fe2O3的物质的量之比为 1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。
点拨·能力培养
1．下列叙述正确的是( )
A．Fe 与 I2反应生成 FeI3
B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu
C．5.6 g Fe 与足量的 S 反应转移的电子数为 0.3NA
D．高温下水蒸气与 Fe 反应，固体的质量增加
2．化学让生活更美好。下列说法不正确的是( )
A．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物
B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应
C．故宫是中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
D．氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁
真题·明考向
1．（2024·安徽·高考真题）下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca HCO3 2
A．A B．B C．C D．D
2．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多
B．Na2O2 能与CO2反应产生O2，可作供氧剂
C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4
D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中
3．（2024·全国·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
高温
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．用木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·天津·高考真题）下列常见物质及用途，错误的是
A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B．SiO2可用于制造光导纤维
C．Fe2O3是铁红，可以用作染料
D．钠起火，可以使用水基灭火器扑灭
考点二：铁的氢氧化物
重点·夯基易错
1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态 色固体 色固体
与盐酸反应 Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋2 ＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
△
受热分解 2Fe(OH)3 == === Fe2O3＋3H2O
可溶性亚铁盐与碱溶液反应： 可溶性铁盐与碱溶液反应：
制法
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓ Fe3＋2 ＋3OH－===Fe(OH)3↓
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 ，
二者的关系
最后变成 ，化学方程式为 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2.Fe(OH)2的制备
(1)制备原理
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。
(2)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
有机覆盖层法
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
还原性气体保护法
用铁作阳极，电解 NaCl(或 NaOH)溶液，并在
液面上覆盖苯(或煤油)
电解法
1．在空气中，白色的 Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( )
2．FeCl3溶液滴入热的浓 NaOH 溶液中可得到 Fe(OH)3胶体( )
3．Fe(OH)2与 HNO3发生反应的离子方程式为 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O( )
4．Fe(OH)3与氢碘酸反应生成 FeI3( )
5．Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应( )
6．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( )
7．制备氢氧化亚铁时，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( )
8．Fe(OH)2易被氧化成 Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)29．将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中可制备 Fe(OH)3胶体。( )
10．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。( )
方法·规律总结
(1)成功制备 Fe(OH)2的关键
Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3。在实验室中制备 Fe(OH)2，并使 Fe(OH)2长时间保持白色
沉淀状态，成功的关键有以下两点：
①溶液中不含 Fe3＋和 O2等氧化性物质；
②制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
点拨·能力培养
氢氧化亚铁制备实验探究
1．下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
2．利用电解实验可以制得纯净的 Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a 电极的材料应为________________________，电极反应式为__________________________。
(2)电解液 c 可以是________(填字母)。
A．纯水 B．NaCl 溶液
C．NaOH 溶液 D．CuCl2溶液
(3)d 为苯，其作用是__________________________________________________，在加入苯之前对电解液 c 应
作何简单处理？___________________________________________________。
(4)若 c 用 Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色 Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡
外，另一明显现象为_________________________________________________。
真题·明考向
1．（2023·全国·高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4 +O2 +2H2O=2Fe2 SO4 +2Fe(OH) 3 2
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2 =Na2SO4
C 溴水颜色逐渐褪去 4Br2 +4H2O=HBrO4 +7HBr
D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4 × 5H2O=CuSO4 +5H2O
A．A B．B C．C D．D
演练·提能力
1．（2023·广东·高考真题）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 帮厨活动：帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性
B 环保行动：宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解
C 家务劳动：擦干已洗净的铁锅，以防生锈 铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4
D 学农活动：利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的CH4 可作燃料
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·浙江·高考真题）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 往FeCl2 溶液中加入Zn 片 短时间内无明显现象 Fe2+ 的氧化能力比Zn2+ 弱
往Fe2 SO4 3溶液中滴加KSCN溶液，再加 溶液先变成血红色后
B Fe3+ 与SCN-的反应不可逆
入少量K2SO 无明显变化4固体
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，
C 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
滴加KSCN溶液
3+
向沸水中逐滴加 5~6 滴饱和FeCl 溶液，持 溶液先变成红褐色再 Fe 先水解得Fe(OH)3 再聚集成3
D
续煮沸 析出沉淀 Fe(OH)3 沉淀
A．A B．B C．C D．D
3．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是
A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B．FeO在空气中受热可实现转化②
C． Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水
D．高铁酸盐( FeO2-4 )具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌
4．不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的
化合价为+3价的是
A．氯气 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硫酸铜
5．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，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，避免冷凝水与灼热铁粉接触
C．肥皂液改为吹泡泡水，收集 H2效果更好，点燃效果更明显
D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物
6．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
7．准确称取某种铁的氧化物 2.88 g，用足量的 CO 进行还原，将生成的 CO2 全部用足量的澄清石灰水吸收，
得到沉淀 4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。
8．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 可 能 为
___________________________________________________________。
9．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________________________________________。
10．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：
Ⅰ.检查装置气密性后，关闭 K2、K5、K6，打开 K1、K3、K4，使装置 A 中产生的气体进入装置 B 中，排尽
装置 B 中空气。
Ⅱ.待装置 B 中空气排尽后，关闭 K3，打开 K2，将装置 A 中溶液压入装置 B 中并观察现象。
Ⅲ.关闭 K1、K2，打开 K5、K6，使装置 C 中气体通入装置 B 中并观察现象。
回答下列问题：
(1)仪器 a 的名称是____________，B 中长玻璃管的作用是______________________________。
(2)装置 A 中金属离子的检验方法是________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ装置 B 中的现象是___________，其发生反应的化学方程式为__________________。
