第三章-3.1-铁及其化合物 高中化学人教版必修第一册(共100张PPT)
文档属性
| 名称 | 第三章-3.1-铁及其化合物 高中化学人教版必修第一册(共100张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-10-23 16:36:07 | ||
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文档简介
(共100张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
高中化学人教版必修第一册
必备知识
知识点1 铁的单质重点
例1-1 ［判断题］判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“ ”）。
（1）美丽的丹霞地貌的岩层因含 而呈红色，则铁元素在自然界中均以化合物
的形态存在( )
×
【解析】自然界中陨铁中的 以单质形态存在（×）。
（2）铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属( )
×
【解析】 只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来（×）。
（3）高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来( )
√
【解析】高炉炼铁是用把 从铁矿石中还原出来（√）。
（4） 既能由铁和氯气直接制取，又能由铁和稀盐酸直接制取( )
×
【解析】和反应只生成，不会生成 。
（5）常温下，与不反应，但在空气中能与和 发生反应( )
√
【解析】常温下，在潮湿空气中会生锈，是因为能与和 发生反应（√）。
（6）钢铁厂中注入炽热铁水的模具不需要充分干燥( )
×
【解析】炽热铁水注入模具前，模具必须进行充分的干燥处理，因为和 在
高温下发生反应生成和，既会使铁中掺有杂质，又易引发 爆炸（×）。
例1-2 用如图所示装置进行 与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列
有关说法不正确的是( )
B
A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置B中反应的化学方程式是
C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
【解析】图示析题·思路具象化
知识点2 铁的重要化合物重点
例2-3 下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
B
A.、 均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
B.可表示成，故是由和 组成的混合物
C.可通过化合反应得到，而 不能
D.已知氧化性：，则与氢碘酸 反应的过程：
、
【解析】A项：、 均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与
盐酸反应（√）。
B项： 是纯净物（×）。
C项：不与水反应，故只能通过复分解反应得到，而 可由
与、 发生化合反应得到（√）。
D项：由氧化性：可知，与 先发生复分解反应，后发生氧化还原反
应（√）。
例2-4 ［新考法·反应历程图］(2024湖南长沙长郡中学月考改编)纳米级 可用于
以太阳能为热源分解水制 （如图所示）。下列说法不正确的是( )
B
A.过程Ⅰ的反应为 ，
既表现氧化性又表现还原性
B.过程Ⅱ中，生成，反应转移
电子
C. 是过程Ⅰ的还原产物，是过程Ⅱ的还原剂
D.整个过程的总反应为
【解析】
过程Ⅰ 中铁元素化合价降低、氧元素化合价升
高，既表现氧化性又表现还原性，
是还原产物， 是氧化产物
过程Ⅱ 铁元素化合价升高，氢元素化合价降低，
是还原剂； ，则生成
，反应转移 电子
总反应 先消耗再生成，是催化剂
综合上述分析可知，A、C、D项正确，B项错误。
例2-5 某化学小组设计出一种在隔绝空气条件下钠与 溶液反应
的方法以验证反应实质。实验时，往大试管中先加 煤
油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏
斗加入 溶液，使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹
（如图所示）。回答下列问题：
（1）大试管的下层溶液中出现的现象为__________________。
产生白色絮状沉淀
【解析】密度： ，故粒应位于两种液体的交界处， 与
溶液接触时，与反应生成和，与 反应生成白色絮状
沉淀，因煤油隔绝了空气，制得的白色絮状沉淀 可以保存较长时间。
（2）装置中长颈漏斗内液面______（填“下降”或“上升”）。
上升
【解析】由于大试管内产生 ，大试管内压强增大，把大试管内的液体压入长颈漏
斗中，故长颈漏斗内的液面上升。
（3）写出钠与 溶液反应的化学方程式___________________________________
_______________。
【解析】反应的化学方程式为 、
，将两个化学方程式相加得
。
例2-6 下列反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
D
A.用铁粉除去溶液中的少许 杂质
B.铁在氧气中燃烧
C. 是白色固体，在空气中会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D. 受热分解
【解析】、 、
，铁元素价态均发生了变化，A、B、C项不符
合题意； ，铁元素价态没有发生变化，D项符合题意。
例2-7 现有和 的混合溶液，利用此溶液进行下面的实验。请回答下列问题：
（1）探究的氧化性：取适量溶液于试管中，滴加几滴淀粉 溶液，反应现象为
______________，反应的离子方程式为_________________________。
溶液变为蓝色
【解析】溶液中所含的可以将氧化成 ，所以溶液变为蓝色。
（2）探究的还原性：取适量溶液于试管中，滴加少量酸性 溶液，反应现
象为________________________，反应的离子方程式为_________________________
____________________________。
酸性溶液紫色褪去
【解析】溶液中所含的与酸性溶液反应（【提示】酸性 溶液既能
氧化又能氧化，但是的还原性强于，因此滴加少量酸性 溶液，
只与反应）生成、和，酸性 溶液紫色褪去。
. .
（3）除去混合溶液中的 取适量溶液于试管中，向该溶液中加入稍过量_____
（填试剂名称），反应的离子方程式为____________________________。
氯水
【解析】向混合溶液中加入稍过量氯水可把氧化为 。
（4）除去混合溶液中的 取适量溶液于试管中，向该溶液中加入稍过量_____
（填试剂名称），反应的离子方程式为_____________________。
铁粉
【解析】向混合溶液中加入稍过量铁粉可把还原为 。
例2-8 (山东济南第一中学期末)选择合适的试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验溶液中是否含有 ；
乙组：检验溶液中是否含有 。
下列试剂及其加入顺序能达到实验目的的是
( )
选项 甲组 乙组
A 先加新制氯水，再加 溶液 溶液
B 酸性 溶液 溶液
C 溶液 溴水
D 溴水 酸性 溶液
B
【解析】图示析题·思路具象化
例2-9 (2024陕西汉中汉台区期末)向、 的混合溶液中加入铁粉（【注意】
铁粉的量不确定），充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )
C
A.加入溶液后，溶液一定不变红 B.溶液中一定含
C.溶液中一定含 D.剩余固体中一定含
. .
知识点3 铁及其化合物之间的转化关系难点
例3-10 ［生活情境·维生素C缓解亚硝酸盐中毒］(2024天津第五中学月考)人体血红
蛋白中含有,如果误食亚硝酸盐会使人中毒,因为亚硝酸盐会使转变成 ,
生成高铁血红蛋白而丧失与 结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这
说明维生素C具有( )
D
A.酸性 B.碱性 C.氧化性 D.还原性
【解析】亚硝酸盐能将转变成, 被氧化，说明亚硝酸盐具有氧化性，维
生素C可以缓解亚硝酸盐的中毒，说明维生素C可将转变成 ，维生素C具有
还原性（【问题解决】回答了情境导学中的问题），故选D。
. .
. .
例3-11 ［新角度·铁元素的“价—类”二维图］(2024北京第十中学月考改编)如图为铁
及其化合物的“价—类”二维图。
（1）填写二维图缺失的物质类别①______和化学式②_________。
单质
【解析】是金属单质，则物质类别①是单质；②是含 价铁元素的碱，其化学式
为 。
（2）图中反应③的转化正确的是___（填标号）。
C
A.铁在氧气中燃烧
B.铁在高温下与水蒸气的反应
C.铁在潮湿空气中生成铁锈
【解析】A项：；B项： ；
C项：与、 反应生成铁锈（√）。
（3）某同学利用以下试剂研究 的性质，进行了如下预测：
溶液 ④稀 溶液
从物质类别上看， 属于盐，能与______（填序号，后同）发生反应；
从元素价态角度看， 具有______性，能与____发生反应。
③⑤
氧化
②
【解析】属于盐，能与（碱）反应生成沉淀，能与 （盐）
反应生成沉淀；具有氧化性，能与还原剂反应生成 。
（4）工业废水中含有的重铬酸根离子 有毒，必须处理达标后才能排放。工
业上常用绿矾 作处理剂，反应的离子方程式如下：
，用单线桥法标出方程式中电子
转移的方向和数目_ __________________________；在该反应中，还原剂是______
（填离子符号，后同），还原产物是______。
【解析】被氧化为，是还原剂，, 元素化合价降低，
是还原产物。
深挖点 高铁酸钾
考法 (2024江西景德镇期中)高铁酸钾 是一种新型、高效、多功能的绿色水
处理剂。工业上制备高铁酸钾以及用高铁酸钾处理污水的部分流程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.过程①中一定发生了氧化还原反应
B.在水中的电离方程式为
C.污水处理过程中产生 胶体，使悬浮物沉降，利用了胶体具有较强吸附能力
的特点
D.还可以把废水中的转化为两种无毒气体，反应中 是还原剂
√
【解析】A项：过程①中，元素的化合价从升高到 ，说明该反应是氧化还原
反应（√）。
B项：是强电解质，在水中的电离方程式为 。
C项：胶体具有吸附性，可以吸附悬浮于水中的固体小颗粒而沉降（√）。
D项：处理废水中的 时生成两种无毒气体，根据原子守恒，两种无毒气
体是和，元素和C元素的化合价均升高，故 是还原剂（√）。
关键能力
题型1 铁的氢氧化物的性质及制备
例12 用下面两种方法可以制得白色 沉淀。
方法一： 用新制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。
煮沸
【解析】常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的 。
（2）生成白色沉淀的操作是用长胶头滴管吸取不含的 溶液，插入
溶液液面以下，再挤出 溶液。这样操作的理由是_____________________
______________________________________。
防止滴加溶液时带入空气，避免生成的沉淀被氧化
【解析】题述操作是为了防止滴加溶液时带入空气，避免生成的 被氧化。
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
。
【解析】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中产生的无法逸出，压强增大，将试管Ⅰ中的 溶
液通过长导管压入试管Ⅱ中，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。
（3）在试管Ⅰ中加入的试剂是______________。
（4）在试管Ⅱ中加入的试剂是___________________。
稀硫酸、铁屑
不含的溶液
（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_______________________________________________________
_____。
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）这样生成的 沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________________
_______________________________________________。
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
【学会了吗丨变式题】
1.［变装置］(2024天津新华中学月考)如图所示装置可用来制
取和观察 在空气中被氧化时的颜色变化。提
供的试剂为铁屑、溶液、 溶液。下列说
法错误的是( )
B
A.装置B中盛有一定量的 溶液，装置A中烧瓶内应预先加入的试剂是铁屑
B.实验开始时应先将活塞 关闭
C.生成的操作为关闭活塞 ，将装置A中的溶液压入装置B中
D.取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，沉淀颜色由白色变成灰绿色，最终变成红褐色
【解析】A项：制取 需要铁屑和稀硫酸，所以装置A中烧瓶内应预先加入铁屑，
装置B中应盛放溶液 。
B项：实验开始时要先排尽装置内的空气，应先打开活塞 。
C项：装置内的空气排尽后，关闭活塞，装置A中压强逐渐增大，将 溶液压入
装置B中，与溶液反应生成 。
D项：白色的容易被 氧化，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色的
。
题型2 铁及其化合物之间的相互转化
例13 (2024河北石家庄二中月考)将金属铁、铜投入 溶液中充分反应，下列对反
应情况设想的评价正确的是
选项 反应情况设想 评价
A 当铁、铜均无剩余时，溶液中一定有 、，一定无 正确， 和铁、铜均可反应
B 当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有 、，无 正确，铁和铜都与 反应，故
无
C 当铜有剩余、铁无剩余时，溶液中一定 只有，无 正确，铜有剩余，故无
D 当铁有剩余、铜无剩余时，溶液中一定 有、 不正确，不可能出现铁有剩余而
铜无剩余的情况，因为铁的还原
性比铜的强，铁先与 反应
【解析】列表分析·逐项释疑惑
对各选项的分析如下：
A 当铁、铜均无剩余时，说明反应①②均发生，可能铁、铜恰好把 反 应完全，也可能铁、铜的量不足， 有剩余 评价
错误
B 当铁、铜均有剩余时，说明只发生反应①，且 反应完全，反应②没 发生，故溶液中无 评价
错误
C 当铜有剩余、铁无剩余时，说明反应①发生，反应②是否发生不确定， 因此溶液中一定有，可能有 评价
错误
D 反应①先发生，当铁消耗完全，铜才参与反应，不可能存在铁有剩余而 铜无剩余的情况 评价
正确
【学会了吗丨变式题】
2.(2024浙江宁波期中)某工程师为了从腐蚀废液（含有、、 ）中回收铜，
并重新获得 溶液，准备采用如图所示方案：
（1）请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①____，②_______，③________，④_____，⑤____。
和
（2）请写出相关反应的化学方程式：________________________________________
_______________________________________________________________。
、、 、
【解析】从腐蚀的废液中回收并重新获得 溶液的流程如图所示:
题型3 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用
例14 有、的混合物若干克，在 气流中加热充分反应，冷却后，剩余固
体的质量比原混合物的质量减少 ，若将等质量的该混合物与盐酸反应，欲使其
完全溶解,需要 盐酸的体积为( )
A
A. B. C. D.无法计算
【解析】图示析题·思路具象化
运用原子守恒解决化学计算问题，常使思路清晰、过程简化：
，
，故选A。
. .
【学会了吗丨变式题】
3.［变设问］(2024四川成都外国语学校月考)将 铁和氧化铁的混合物加入足量的
盐酸中充分反应，固体无剩余。测得参加反应的的物质的量为 ，放出气
体 （标准状况）。下列判断正确的是( )
A
A.原混合物中
B.向最后得到的溶液中滴入 溶液，溶液显红色
C.无法计算原混合物的质量
D.溶液中和的物质的量之比为
【解析】将混合物加入足量的盐酸中，由于氧化性
，所以依次发生的反应为
,
,由氯原子守恒得 ；由得失电子守恒得
,解得， ，A项正确，C项错误；因为最
后得到的溶液中含，不含，滴加 溶液，溶液不显红色，B、D项错误。
, 。已知
，设铁的物质的量为，氧化铁的物质的量为 ，则
例15 ［新角度·热重曲线分析］（有意愿选考化学的同学
可学习）某同学称取草酸亚铁晶体
在氩气氛围中进行热重分析 ，得到固体的质量随温度
变化的曲线如图所示。
热重分析是在程序控制温度下（该过程固体样品发生脱水、分解等），测量物质
的质量与温度或时间的关系的方法。通过分析热重曲线，主要计算推导指定温度或
温度区间（时间或时间区间）下固体的化学式或固体混合物的组成，又或对应的化
学方程式。
（1） 在氩气氛围中进行热重分析的原因是_______________________
_____________________。
（2）分析图中数据，根据信息写出B对应的产物的化学式________。
（3） 时，剩余固体中只含一种铁的氧化物，且生成两种物质的量相等的气体。
试写出 过程中发生反应的化学方程式：_____________________________。
氩气作保护气，可防止草酸亚铁晶体被氧气氧化
【解析】图示析题·思路具象化
高考聚焦
考向1 铁及其化合物的性质、转化与应用
例16 (2021广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合
理的是( )
C
A.可与反应生成
B. 既可被氧化，也可被还原
C.可将加入浓碱液中制得 的胶体
D.可存在 的循环转化关系
【解析】图示析题·思路具象化
存在转化关系： ，D项正确。
【学会了吗丨变式题】
4.［变形式］（高考组合）下列叙述正确的是( )
①（2021广东卷15B）通过灼热铁粉：
②（2023年6月浙江卷3C）氯化铁可由铁与氯气反应制得
③（2021年1月浙江卷8A）铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
④（2021山东卷5B）向酸性溶液中加入粉末，紫色褪去，证明 中
含 （Ⅱ）
⑤（2021湖南卷2B）粉末在空气中受热，迅速被氧化成
⑥（2023年6月浙江卷3B）氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
⑦（2022江苏卷11A改编）向盛有溶液的试管中滴加几滴 溶液，振荡，再
滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化，以此证明 具有还原性
⑧（2021湖南卷3A改编）取少量待测液，滴加 溶液，观察溶液颜色变化来检验
溶液中 是否被氧化
A.②④⑤⑥⑦⑧ B.②③④⑤⑥⑧ C.①②④⑥⑦⑧ D.①③④⑤⑥⑦
√
【解析】
考向2 铁的化合物的制备与实验探究
例17 (北京卷)实验小组制备高铁酸钾 并探究其性质。
资料：为紫色固体，微溶于 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中
快速产生 ，在碱性溶液中较稳定。
（1）制备 （夹持装置略）
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是______________________________________
_________________________（锰被还原为 ）。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
【答案】
③C中得到紫色固体和溶液。C中 发生的反应有
，另外还有_______________
_________________________。
（2）探究 的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液,经检验气体中含有 。
为证明是否氧化了而产生 ，设计以下方案：
方案Ⅰ 取少量,滴加 溶液至过量，溶液呈红色
方案Ⅱ 用溶液充分洗涤C中所得固体，再用溶液将 溶出，得到
紫色溶液。取少量,滴加盐酸，有 产生
.由方案Ⅰ中溶液变红可知 中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是
将 氧化，还可能由________________________________________产生
（用方程式表示）。
.方案Ⅱ可证明氧化了。用 溶液洗涤的目的是_____________________
___________________。
排除的干扰，并降低的溶解度
②根据的制备实验得出：氧化性___（填“ ”或“ ”），而方案Ⅱ实
验表明，和 的氧化性强弱关系相反，原因是________________。
溶液酸碱性不同
【解析】
实验目的 制备高铁酸钾；探究 的性质
反应原理 制氯气：
；
制
过量，还存在副反应： ；
的检验： ；
在酸性溶液中的不稳定性：
；
的强氧化性： ;
实验装置 洗气瓶：除杂装置（用饱和食盐水除去中的 气体，导管长进
短出）
实验操作 用溶液洗涤固体：在除去杂质的同时 也可以
氧化生成，还可以降低 的溶解度
实验现象 与分析 “C中得到紫色固体”说明生成 。
方案Ⅰ中溶液呈红色说明含 。 “取C中紫色溶液，加入稀硫
酸，产生黄绿色气体”说明生成 。
②根据的制备实验得出：氧化性 ，而方案Ⅱ实验表
明，氧化性 ，原因是溶液的酸碱性不同。氧化性：在碱性
条件下，在酸性条件下
续表
【学会了吗丨变式题】
5.［新情境·太空探索］(2023上海卷)已知月球土壤中富含铁元素，其主要以铁单质
和亚铁离子的形式存在。但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的
三价铁，这有可能是以下哪个原因造成的( )
A
A. B.
C. D.
【解析】获取、理解题给信息，并结合已有的化学知识及月球大气成分，是解决问
题的关键：（1）月球上没有氧气，即不可能有 参与反应，从而排除C项；（2）
月球土壤中铁元素的主要存在形式为铁单质和亚铁离子，撞击时释放的能量可能促
使大量含有亚铁离子的化合物发生氧化还原反应生成大量含有三价铁的化合物，而
分析B、D项反应前后化合价可知，三价铁含量没有变化，故A项符合题意。
6.(全国Ⅰ卷)硫酸铁铵 是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为
宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如图所示:
回答下列问题：
（1）步骤②温度保持 ,采用的合适加热方式是________。
热水浴
【解析】温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。
（2）步骤③中选用足量的 ,理由是__________________________________。
将全部氧化为且不引入杂质
【解析】铁与稀硫酸反应生成和，加入足量的目的是将 全部氧化
为 且不引入杂质。
（3）步骤⑤的具体实验操作有__________________________________，经干燥得到
硫酸铁铵晶体样品。
加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）
【解析】步骤⑤是从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、
过滤（洗涤）。
（4）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到 时失
掉1.5个结晶水,失重 。硫酸铁铵晶体的化学式为_____________________。
【解析】设结晶水合物的化学式为 ，由失重（失重是指失去部
分元素，固体质量变化。失重等于失去元素的质量占样品总质量的百分比，不是失
去元素的质量占剩余固体质量的百分比）可得到 ，解得
。
. .
练习帮·习题课
A 基础练 学考测评
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题组1 铁单质的性质
1.［传统文化］《本草纲目》中记载：“石胆（主要成分为 ）出蒲州山
穴中……涂于铁及铜上烧之红者，真也。”下列说法错误的是( )
B
A.其中发生的化学反应是氧化还原反应
B.其中描述的“红者”物质是铁锈
C.其中描述的“红者”物质是铜
D.其中发生反应的离子方程式为
【解析】由题给信息可知，描述的反应为，生成红色的 ，
该反应是置换反应，也是氧化还原反应，故B项错误。
2.设 为阿伏加德罗常数的值。下列关于铁单质的说法错误的是( )
C
A.完全转变为，失去的电子数为
B.装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉，这是利用了铁粉的还原性
C.铁在 中燃烧后，可以使用磁铁验证是否有铁单质剩余
D.和反应，转移的电子数为
【解析】A项：由关系 可知，氧原子得到电子的
物质的量为，则失去的电子数是 。
B项：能氧化食品，铁粉常用作包装食品的脱氧剂，体现了铁具有还原性 。
C项：在中燃烧生成，和都有磁性，都能被磁铁吸引 。
D项：和反应，有剩余，完全反应，生成 ，
，则转移的电子数为 。
3.(2024江西宜春期中)某化学兴趣小组利用如图所示装置（夹持装置已省略）进行
“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
（1）A装置的作用是____________，B装置中发生反应的化学方程式为
______________________________。
产生水蒸气
【解析】根据与的反应可知A装置的作用是提供 。
（2）D装置的作用是__________。
干燥氢气
【解析】装置中进行的是还原的实验，气体进入 装置前必须干燥，否则可
能造成硬质玻璃管炸裂，故D装置的作用是吸收未反应的，干燥 。
（3） 装置中的现象是______________________________________。
黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
【解析】装置中发生反应的化学方程式为 ，故现象为黑色固
体变为红色，同时硬质玻璃管右端管壁有水珠生成。
（4）A、B两个装置中应先点燃___处的酒精（喷）灯，点燃 处酒精灯之前应进行
的操作是____________________。
A
收集并检验其纯度
【解析】应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的 会与空气中的
反应生成的氧化物； 是可燃性气体，混有空气遇明火可能发生爆炸，故点燃
处酒精灯前要先收集 并检验其纯度。
题组2 铁的重要化合物的性质
4.［教材改编题·来源于教材P77第3题］下列物质反应后一定有 价铁元素存在的是
( )
在（少量）中燃烧 与过量稀反应 溶液中加入少量稀
盐酸 和 的混合物溶于稀盐酸中
C
A.①③④ B.②③④ C.①③ D.②④
【解析】①，生成物与 的量无关；
② ，生成物与稀 的量无关；
③在酸性条件下具有强氧化性，能将氧化为 ；
④ ,，若 足量，则会发生
反应，导致溶液中没有 。
5.(2024天津静海区北师大实验学校期中)为了验
证 的性质，某化学兴趣小组设计了如图所
示的一组实验，其中实验方案设计错误的是
( )
C
A.只有④ B.只有③ C.③④ D.③④⑤
【解析】实验③中现象错误， 溶液为蓝
色，与 不反应，混合后溶液不会变
成无色；实验④涉及反应的离子方程式为，未涉及 性质的
验证，实验方案设计错误。
6.下列关于铁及其化合物的实验装置（部分夹持装置省略）或说明正确的是( )
D
甲
乙
丙
丁
A.图甲：可长时间观察到白色沉淀
B.图乙：探究某食品包装袋内的脱氧剂铁粉是否变质，若溶液未变红，说明铁粉未
变质
C.图丙：肥皂液中有气泡产生，证明与反应生成了
D.图丁：制备氢氧化铁胶体
【解析】A项：溶液与溶液反应生成的 白色沉淀很不稳定，在空
气中易被氧化而迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 。
B项：滴加溶液后，溶液未变红，说明不含，但不能说明 粉未变质，有
可能是部分粉氧化变质得到的物质溶于稀盐酸产生，又被 粉还原为
。
C项：应将肥皂泡点燃，听到爆鸣声，才能证明与 在高温下反应产生了
。
D项：向烧杯中的沸水中逐滴加入滴饱和 溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，
停止加热即可制得胶体 。
7.［教材实验探考法·来源于教材P73“实验”］某化学小组为验证与 能
够相互转化，进行如下实验。
实验操作 对应现象
①向 溶液中加入适量铁粉 ②滴加 溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是( )
B
A.解释现象ⅰ的反应：
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及反应：、
D.氧化性：
【解析】图示析题·思路具象化
由上述分析可知，A、C、D项正确；若先加氯水，再加 溶液，溶液变红，不能
排除的影响，无法验证能转化为 ，B项错误。
8.［教材溯源题·来源于教材P76“研究与实践”检验食品中的铁元素］铁是人体必需
的微量元素，菠菜中铁元素通常以 形式存在，实验室测定菠菜中铁元素含量的
流程如图所示，回答下列问题：
（1）“操作1”的名称为______，用到的玻璃仪器有____________________________。
过滤
烧杯、（普通）漏斗、玻璃棒
【解析】由悬浊液分离得到溶液和残渣可知，“操作1”为过滤，用到的玻璃仪器有烧
杯、（普通）漏斗、玻璃棒。
（2）向“操作1”所得溶液中滴加滴 溶液，现象为______________，证明溶
液中存在 。
溶液变为红色
【解析】向“操作1”所得溶液中滴加滴 溶液，溶液变为红色，证明溶液中
存在 。
（3）“步骤1”加入稀 的目的是______________________________（用文字表
述）。
浸取铁元素，将氧化为
【解析】“步骤1”加入稀的目的是浸取铁元素，将氧化为 ，便于后续
测定铁元素的含量。
（4）“步骤2”发生反应的化学方程式为___________________________，根据数据计
算新鲜菠菜中含铁元素的质量为____ 。
0.7
【解析】“步骤2”发生分解反应，化学方程式为 ，结合分
析可知，新鲜菠菜中含铁元素的质量为 。
B 综合练 选考通关
建议时间：20分钟
9.［新角度·铁元素“价—类”二维图］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。如图所示为铁元素的“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( )
C
A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B. 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.由图可预测：高铁酸盐 可用作消毒剂和净水剂
D.加热 发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
【解析】A项：在高温条件下,铁与水蒸气反应生成,不能实现转化 。
B项：是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热能迅速被氧化成 。
C项：高铁酸盐具有强氧化性,可用作消毒剂,与水反应最终可生成 胶体,
胶体有吸附性,可吸附悬浮物,因此高铁酸盐可以作净水剂 。
D项：受热分解生成和,能发生转化⑥, 不溶于水,加水不能
实现转化 。
［新考法·阅读材料题（一拖二）］(2024福建厦门期末)阅读下列材料，完成 题。
某小组以废铁屑（含有少量碳）为原料制备催化剂无水 ，其具体流程如图
所示：
已知： 。
10.有关上述过程所选仪器或操作错误的是( )
A B C D
_____________________ __________________ __________________ ___________________
溶解废铁屑 收集气体 过滤 吸收尾气
C
【解析】A项：铁和稀盐酸反应可选固液不加热型装置 。
B项：铁和稀盐酸反应生成和， 的密度比空气的小，收集时应从短导管进
。
C项：过滤时要用玻璃棒引流 。
D项：由已知反应可知，尾气中含和，是酸性氧化物，和 均能被
溶液吸收，为了避免水蒸气影响无水 ，可在尾气吸收装置上接装有无水
的干燥管 。
11.有关上述过程的说法不正确的是( )
D
A.过滤后的溶液中可能存在
B.可选择溶液或
C.发生的反应为
D.利用酸性溶液检验 中是否混有少量亚铁盐
【解析】A项：具有还原性，可能会被空气中的氧气氧化，因此溶液 中可能含
有 。
B项：溶液含，要将氧化为，为了不引入新的杂质， 可以选择
溶液或 。
C项：是和反应生成无水，结合已知反应可知，
发生的反应为 。
D项：酸性条件下，中的 与高锰酸钾也会发生反应，使高锰酸钾溶液褪色，故该
方法不可行 。
12.［生活情境·补铁剂成分探究］ 是血红蛋白的重要组成成分，人体如果缺铁元
素可能出现缺铁性贫血。下面是一种补铁药品说明书中的部分内容：该药品为无水
碱式盐，含质量分数为 ，是薄衣片，与维生素C同服可增加本品吸收。
某同学设计实验对其中含铁元素的物质进行了验证，请完成该实验。
（1）向去掉糖衣、研磨好的药品中加稀盐酸，过滤，得到浅绿色溶液，说明药品中
有______（填离子符号）存在。
【解析】 在溶液中显浅绿色，向去掉糖衣、研磨好的药品中加稀盐酸，过滤，
得到浅绿色溶液，说明药品中含有 。
（2）向上述溶液中滴入几滴溶液，溶液显浅红色，说明溶液中有少量 存
在。该离子存在的原因可能是____（填字母）。
.药品中的铁元素以 形式存在
.在制药过程中生成少量
.本实验过程中有少量被氧化为
【解析】依据是血红蛋白的重要组成成分，可知补铁药片中的铁元素以 形式
存在，错误;制药过程或实验中，空气中的氧气可将少量氧化为，、 正确。
（3）向（2）中所得溶液中加入维生素C，片刻后溶液红色褪去，说明维生素C有
______性。
还原
【解析】加入维生素C的溶液红色褪去，说明维生素C能够将 还原，即维生素C
有还原性。
13.(2024江苏无锡辅仁高级中学期末)高铁酸钾 是一种新型、高效、多功能
的绿色水处理剂，比、、、 的氧化性更强，无二次污染。工业上先
制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入 饱和溶液，使
高铁酸钾析出。
（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为
，该反应中还原剂是
_______________（填化学式）。
、
【解析】 .
（2）湿法制备高铁酸钾是在碱性环境中进行，反应体系中有六种微粒： 、
、、、、 。
①请依据上述信息，写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式_________________
______________________________________。
【解析】制取高铁酸钾，故一定是生成物， 一定是反应物且为还原剂；
氧化还原反应中还需要有氧化剂，氧化剂中相应元素的化合价降低，六种微粒中，
中的氯元素化合价可降低，则是氧化剂， 是还原产物；另外，反应在碱
性条件下进行，则反应物中有， 为生成物，配平得到
。
②每生成，转移___电子，若反应过程中转移了 电子，则还原
产物的物质的量为_____ 。
6
0.25
【解析】由离子方程式可得关系式：，则每生成 ，
转移电子；每转移电子，生成 。
C 培优练 能力提升
14.［教材改编题·来源于教材P88第11题］［新趋势·工艺流程+热重曲线］
(2024山东潍坊期末)工业上用赤铁矿（主要成分为、，含杂质、 ）
制备绿矾 的流程如图所示：
已知：能与溶液反应生成可溶性盐 。
回答下列问题：
（1）试剂 为________。
（2）试剂 需过量，其主要目的是___________________________________________；
“滤渣Ⅱ”的成分是________。
（3）“操作③”需隔绝空气，原因是_________________。
稀硫酸
确保完全转化为，完全转化为
铜和铁
防止被氧化
（4）绿矾隔绝空气加强热可用于制备红
色颜料铁红。取 样品隔绝
空气加热（杂质不反应），受热过程中固
体质量随温度变化的曲线如图所示
（已知从固体 开始不含结晶水）。
①固体 的化学式为______________。
②该样品中的质量分数为_____ （保留一位小数）。
92.7
【解析】图示析题·思路具象化
工艺流程分析：
热重曲线分析：
谢谢
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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
高中化学人教版必修第一册
必备知识
知识点1 铁的单质重点
例1-1 ［判断题］判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“ ”）。
（1）美丽的丹霞地貌的岩层因含 而呈红色，则铁元素在自然界中均以化合物
的形态存在( )
×
【解析】自然界中陨铁中的 以单质形态存在（×）。
（2）铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属( )
×
【解析】 只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来（×）。
（3）高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来( )
√
【解析】高炉炼铁是用把 从铁矿石中还原出来（√）。
（4） 既能由铁和氯气直接制取，又能由铁和稀盐酸直接制取( )
×
【解析】和反应只生成，不会生成 。
（5）常温下，与不反应，但在空气中能与和 发生反应( )
√
【解析】常温下，在潮湿空气中会生锈，是因为能与和 发生反应（√）。
（6）钢铁厂中注入炽热铁水的模具不需要充分干燥( )
×
【解析】炽热铁水注入模具前，模具必须进行充分的干燥处理，因为和 在
高温下发生反应生成和，既会使铁中掺有杂质，又易引发 爆炸（×）。
例1-2 用如图所示装置进行 与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列
有关说法不正确的是( )
B
A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置B中反应的化学方程式是
C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
【解析】图示析题·思路具象化
知识点2 铁的重要化合物重点
例2-3 下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
B
A.、 均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
B.可表示成，故是由和 组成的混合物
C.可通过化合反应得到，而 不能
D.已知氧化性：，则与氢碘酸 反应的过程：
、
【解析】A项：、 均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与
盐酸反应（√）。
B项： 是纯净物（×）。
C项：不与水反应，故只能通过复分解反应得到，而 可由
与、 发生化合反应得到（√）。
D项：由氧化性：可知，与 先发生复分解反应，后发生氧化还原反
应（√）。
例2-4 ［新考法·反应历程图］(2024湖南长沙长郡中学月考改编)纳米级 可用于
以太阳能为热源分解水制 （如图所示）。下列说法不正确的是( )
B
A.过程Ⅰ的反应为 ，
既表现氧化性又表现还原性
B.过程Ⅱ中，生成，反应转移
电子
C. 是过程Ⅰ的还原产物，是过程Ⅱ的还原剂
D.整个过程的总反应为
【解析】
过程Ⅰ 中铁元素化合价降低、氧元素化合价升
高，既表现氧化性又表现还原性，
是还原产物， 是氧化产物
过程Ⅱ 铁元素化合价升高，氢元素化合价降低，
是还原剂； ，则生成
，反应转移 电子
总反应 先消耗再生成，是催化剂
综合上述分析可知，A、C、D项正确，B项错误。
例2-5 某化学小组设计出一种在隔绝空气条件下钠与 溶液反应
的方法以验证反应实质。实验时，往大试管中先加 煤
油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏
斗加入 溶液，使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹
（如图所示）。回答下列问题：
（1）大试管的下层溶液中出现的现象为__________________。
产生白色絮状沉淀
【解析】密度： ，故粒应位于两种液体的交界处， 与
溶液接触时，与反应生成和，与 反应生成白色絮状
沉淀，因煤油隔绝了空气，制得的白色絮状沉淀 可以保存较长时间。
（2）装置中长颈漏斗内液面______（填“下降”或“上升”）。
上升
【解析】由于大试管内产生 ，大试管内压强增大，把大试管内的液体压入长颈漏
斗中，故长颈漏斗内的液面上升。
（3）写出钠与 溶液反应的化学方程式___________________________________
_______________。
【解析】反应的化学方程式为 、
，将两个化学方程式相加得
。
例2-6 下列反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
D
A.用铁粉除去溶液中的少许 杂质
B.铁在氧气中燃烧
C. 是白色固体，在空气中会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D. 受热分解
【解析】、 、
，铁元素价态均发生了变化，A、B、C项不符
合题意； ，铁元素价态没有发生变化，D项符合题意。
例2-7 现有和 的混合溶液，利用此溶液进行下面的实验。请回答下列问题：
（1）探究的氧化性：取适量溶液于试管中，滴加几滴淀粉 溶液，反应现象为
______________，反应的离子方程式为_________________________。
溶液变为蓝色
【解析】溶液中所含的可以将氧化成 ，所以溶液变为蓝色。
（2）探究的还原性：取适量溶液于试管中，滴加少量酸性 溶液，反应现
象为________________________，反应的离子方程式为_________________________
____________________________。
酸性溶液紫色褪去
【解析】溶液中所含的与酸性溶液反应（【提示】酸性 溶液既能
氧化又能氧化，但是的还原性强于，因此滴加少量酸性 溶液，
只与反应）生成、和，酸性 溶液紫色褪去。
. .
（3）除去混合溶液中的 取适量溶液于试管中，向该溶液中加入稍过量_____
（填试剂名称），反应的离子方程式为____________________________。
氯水
【解析】向混合溶液中加入稍过量氯水可把氧化为 。
（4）除去混合溶液中的 取适量溶液于试管中，向该溶液中加入稍过量_____
（填试剂名称），反应的离子方程式为_____________________。
铁粉
【解析】向混合溶液中加入稍过量铁粉可把还原为 。
例2-8 (山东济南第一中学期末)选择合适的试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验溶液中是否含有 ；
乙组：检验溶液中是否含有 。
下列试剂及其加入顺序能达到实验目的的是
( )
选项 甲组 乙组
A 先加新制氯水，再加 溶液 溶液
B 酸性 溶液 溶液
C 溶液 溴水
D 溴水 酸性 溶液
B
【解析】图示析题·思路具象化
例2-9 (2024陕西汉中汉台区期末)向、 的混合溶液中加入铁粉（【注意】
铁粉的量不确定），充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )
C
A.加入溶液后，溶液一定不变红 B.溶液中一定含
C.溶液中一定含 D.剩余固体中一定含
. .
知识点3 铁及其化合物之间的转化关系难点
例3-10 ［生活情境·维生素C缓解亚硝酸盐中毒］(2024天津第五中学月考)人体血红
蛋白中含有,如果误食亚硝酸盐会使人中毒,因为亚硝酸盐会使转变成 ,
生成高铁血红蛋白而丧失与 结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这
说明维生素C具有( )
D
A.酸性 B.碱性 C.氧化性 D.还原性
【解析】亚硝酸盐能将转变成, 被氧化，说明亚硝酸盐具有氧化性，维
生素C可以缓解亚硝酸盐的中毒，说明维生素C可将转变成 ，维生素C具有
还原性（【问题解决】回答了情境导学中的问题），故选D。
. .
. .
例3-11 ［新角度·铁元素的“价—类”二维图］(2024北京第十中学月考改编)如图为铁
及其化合物的“价—类”二维图。
（1）填写二维图缺失的物质类别①______和化学式②_________。
单质
【解析】是金属单质，则物质类别①是单质；②是含 价铁元素的碱，其化学式
为 。
（2）图中反应③的转化正确的是___（填标号）。
C
A.铁在氧气中燃烧
B.铁在高温下与水蒸气的反应
C.铁在潮湿空气中生成铁锈
【解析】A项：；B项： ；
C项：与、 反应生成铁锈（√）。
（3）某同学利用以下试剂研究 的性质，进行了如下预测：
溶液 ④稀 溶液
从物质类别上看， 属于盐，能与______（填序号，后同）发生反应；
从元素价态角度看， 具有______性，能与____发生反应。
③⑤
氧化
②
【解析】属于盐，能与（碱）反应生成沉淀，能与 （盐）
反应生成沉淀；具有氧化性，能与还原剂反应生成 。
（4）工业废水中含有的重铬酸根离子 有毒，必须处理达标后才能排放。工
业上常用绿矾 作处理剂，反应的离子方程式如下：
，用单线桥法标出方程式中电子
转移的方向和数目_ __________________________；在该反应中，还原剂是______
（填离子符号，后同），还原产物是______。
【解析】被氧化为，是还原剂，, 元素化合价降低，
是还原产物。
深挖点 高铁酸钾
考法 (2024江西景德镇期中)高铁酸钾 是一种新型、高效、多功能的绿色水
处理剂。工业上制备高铁酸钾以及用高铁酸钾处理污水的部分流程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.过程①中一定发生了氧化还原反应
B.在水中的电离方程式为
C.污水处理过程中产生 胶体，使悬浮物沉降，利用了胶体具有较强吸附能力
的特点
D.还可以把废水中的转化为两种无毒气体，反应中 是还原剂
√
【解析】A项：过程①中，元素的化合价从升高到 ，说明该反应是氧化还原
反应（√）。
B项：是强电解质，在水中的电离方程式为 。
C项：胶体具有吸附性，可以吸附悬浮于水中的固体小颗粒而沉降（√）。
D项：处理废水中的 时生成两种无毒气体，根据原子守恒，两种无毒气
体是和，元素和C元素的化合价均升高，故 是还原剂（√）。
关键能力
题型1 铁的氢氧化物的性质及制备
例12 用下面两种方法可以制得白色 沉淀。
方法一： 用新制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。
煮沸
【解析】常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的 。
（2）生成白色沉淀的操作是用长胶头滴管吸取不含的 溶液，插入
溶液液面以下，再挤出 溶液。这样操作的理由是_____________________
______________________________________。
防止滴加溶液时带入空气，避免生成的沉淀被氧化
【解析】题述操作是为了防止滴加溶液时带入空气，避免生成的 被氧化。
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
。
【解析】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中产生的无法逸出，压强增大，将试管Ⅰ中的 溶
液通过长导管压入试管Ⅱ中，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。
（3）在试管Ⅰ中加入的试剂是______________。
（4）在试管Ⅱ中加入的试剂是___________________。
稀硫酸、铁屑
不含的溶液
（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_______________________________________________________
_____。
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）这样生成的 沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________________
_______________________________________________。
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
【学会了吗丨变式题】
1.［变装置］(2024天津新华中学月考)如图所示装置可用来制
取和观察 在空气中被氧化时的颜色变化。提
供的试剂为铁屑、溶液、 溶液。下列说
法错误的是( )
B
A.装置B中盛有一定量的 溶液，装置A中烧瓶内应预先加入的试剂是铁屑
B.实验开始时应先将活塞 关闭
C.生成的操作为关闭活塞 ，将装置A中的溶液压入装置B中
D.取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，沉淀颜色由白色变成灰绿色，最终变成红褐色
【解析】A项：制取 需要铁屑和稀硫酸，所以装置A中烧瓶内应预先加入铁屑，
装置B中应盛放溶液 。
B项：实验开始时要先排尽装置内的空气，应先打开活塞 。
C项：装置内的空气排尽后，关闭活塞，装置A中压强逐渐增大，将 溶液压入
装置B中，与溶液反应生成 。
D项：白色的容易被 氧化，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色的
。
题型2 铁及其化合物之间的相互转化
例13 (2024河北石家庄二中月考)将金属铁、铜投入 溶液中充分反应，下列对反
应情况设想的评价正确的是
选项 反应情况设想 评价
A 当铁、铜均无剩余时，溶液中一定有 、，一定无 正确， 和铁、铜均可反应
B 当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有 、，无 正确，铁和铜都与 反应，故
无
C 当铜有剩余、铁无剩余时，溶液中一定 只有，无 正确，铜有剩余，故无
D 当铁有剩余、铜无剩余时，溶液中一定 有、 不正确，不可能出现铁有剩余而
铜无剩余的情况，因为铁的还原
性比铜的强，铁先与 反应
【解析】列表分析·逐项释疑惑
对各选项的分析如下：
A 当铁、铜均无剩余时，说明反应①②均发生，可能铁、铜恰好把 反 应完全，也可能铁、铜的量不足， 有剩余 评价
错误
B 当铁、铜均有剩余时，说明只发生反应①，且 反应完全，反应②没 发生，故溶液中无 评价
错误
C 当铜有剩余、铁无剩余时，说明反应①发生，反应②是否发生不确定， 因此溶液中一定有，可能有 评价
错误
D 反应①先发生，当铁消耗完全，铜才参与反应，不可能存在铁有剩余而 铜无剩余的情况 评价
正确
【学会了吗丨变式题】
2.(2024浙江宁波期中)某工程师为了从腐蚀废液（含有、、 ）中回收铜，
并重新获得 溶液，准备采用如图所示方案：
（1）请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①____，②_______，③________，④_____，⑤____。
和
（2）请写出相关反应的化学方程式：________________________________________
_______________________________________________________________。
、、 、
【解析】从腐蚀的废液中回收并重新获得 溶液的流程如图所示:
题型3 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用
例14 有、的混合物若干克，在 气流中加热充分反应，冷却后，剩余固
体的质量比原混合物的质量减少 ，若将等质量的该混合物与盐酸反应，欲使其
完全溶解,需要 盐酸的体积为( )
A
A. B. C. D.无法计算
【解析】图示析题·思路具象化
运用原子守恒解决化学计算问题，常使思路清晰、过程简化：
，
，故选A。
. .
【学会了吗丨变式题】
3.［变设问］(2024四川成都外国语学校月考)将 铁和氧化铁的混合物加入足量的
盐酸中充分反应，固体无剩余。测得参加反应的的物质的量为 ，放出气
体 （标准状况）。下列判断正确的是( )
A
A.原混合物中
B.向最后得到的溶液中滴入 溶液，溶液显红色
C.无法计算原混合物的质量
D.溶液中和的物质的量之比为
【解析】将混合物加入足量的盐酸中，由于氧化性
，所以依次发生的反应为
,
,由氯原子守恒得 ；由得失电子守恒得
,解得， ，A项正确，C项错误；因为最
后得到的溶液中含，不含，滴加 溶液，溶液不显红色，B、D项错误。
, 。已知
，设铁的物质的量为，氧化铁的物质的量为 ，则
例15 ［新角度·热重曲线分析］（有意愿选考化学的同学
可学习）某同学称取草酸亚铁晶体
在氩气氛围中进行热重分析 ，得到固体的质量随温度
变化的曲线如图所示。
热重分析是在程序控制温度下（该过程固体样品发生脱水、分解等），测量物质
的质量与温度或时间的关系的方法。通过分析热重曲线，主要计算推导指定温度或
温度区间（时间或时间区间）下固体的化学式或固体混合物的组成，又或对应的化
学方程式。
（1） 在氩气氛围中进行热重分析的原因是_______________________
_____________________。
（2）分析图中数据，根据信息写出B对应的产物的化学式________。
（3） 时，剩余固体中只含一种铁的氧化物，且生成两种物质的量相等的气体。
试写出 过程中发生反应的化学方程式：_____________________________。
氩气作保护气，可防止草酸亚铁晶体被氧气氧化
【解析】图示析题·思路具象化
高考聚焦
考向1 铁及其化合物的性质、转化与应用
例16 (2021广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合
理的是( )
C
A.可与反应生成
B. 既可被氧化，也可被还原
C.可将加入浓碱液中制得 的胶体
D.可存在 的循环转化关系
【解析】图示析题·思路具象化
存在转化关系： ，D项正确。
【学会了吗丨变式题】
4.［变形式］（高考组合）下列叙述正确的是( )
①（2021广东卷15B）通过灼热铁粉：
②（2023年6月浙江卷3C）氯化铁可由铁与氯气反应制得
③（2021年1月浙江卷8A）铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
④（2021山东卷5B）向酸性溶液中加入粉末，紫色褪去，证明 中
含 （Ⅱ）
⑤（2021湖南卷2B）粉末在空气中受热，迅速被氧化成
⑥（2023年6月浙江卷3B）氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
⑦（2022江苏卷11A改编）向盛有溶液的试管中滴加几滴 溶液，振荡，再
滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化，以此证明 具有还原性
⑧（2021湖南卷3A改编）取少量待测液，滴加 溶液，观察溶液颜色变化来检验
溶液中 是否被氧化
A.②④⑤⑥⑦⑧ B.②③④⑤⑥⑧ C.①②④⑥⑦⑧ D.①③④⑤⑥⑦
√
【解析】
考向2 铁的化合物的制备与实验探究
例17 (北京卷)实验小组制备高铁酸钾 并探究其性质。
资料：为紫色固体，微溶于 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中
快速产生 ，在碱性溶液中较稳定。
（1）制备 （夹持装置略）
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是______________________________________
_________________________（锰被还原为 ）。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
【答案】
③C中得到紫色固体和溶液。C中 发生的反应有
，另外还有_______________
_________________________。
（2）探究 的性质
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液,经检验气体中含有 。
为证明是否氧化了而产生 ，设计以下方案：
方案Ⅰ 取少量,滴加 溶液至过量，溶液呈红色
方案Ⅱ 用溶液充分洗涤C中所得固体，再用溶液将 溶出，得到
紫色溶液。取少量,滴加盐酸，有 产生
.由方案Ⅰ中溶液变红可知 中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是
将 氧化，还可能由________________________________________产生
（用方程式表示）。
.方案Ⅱ可证明氧化了。用 溶液洗涤的目的是_____________________
___________________。
排除的干扰，并降低的溶解度
②根据的制备实验得出：氧化性___（填“ ”或“ ”），而方案Ⅱ实
验表明，和 的氧化性强弱关系相反，原因是________________。
溶液酸碱性不同
【解析】
实验目的 制备高铁酸钾；探究 的性质
反应原理 制氯气：
；
制
过量，还存在副反应： ；
的检验： ；
在酸性溶液中的不稳定性：
；
的强氧化性： ;
实验装置 洗气瓶：除杂装置（用饱和食盐水除去中的 气体，导管长进
短出）
实验操作 用溶液洗涤固体：在除去杂质的同时 也可以
氧化生成，还可以降低 的溶解度
实验现象 与分析 “C中得到紫色固体”说明生成 。
方案Ⅰ中溶液呈红色说明含 。 “取C中紫色溶液，加入稀硫
酸，产生黄绿色气体”说明生成 。
②根据的制备实验得出：氧化性 ，而方案Ⅱ实验表
明，氧化性 ，原因是溶液的酸碱性不同。氧化性：在碱性
条件下，在酸性条件下
续表
【学会了吗丨变式题】
5.［新情境·太空探索］(2023上海卷)已知月球土壤中富含铁元素，其主要以铁单质
和亚铁离子的形式存在。但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的
三价铁，这有可能是以下哪个原因造成的( )
A
A. B.
C. D.
【解析】获取、理解题给信息，并结合已有的化学知识及月球大气成分，是解决问
题的关键：（1）月球上没有氧气，即不可能有 参与反应，从而排除C项；（2）
月球土壤中铁元素的主要存在形式为铁单质和亚铁离子，撞击时释放的能量可能促
使大量含有亚铁离子的化合物发生氧化还原反应生成大量含有三价铁的化合物，而
分析B、D项反应前后化合价可知，三价铁含量没有变化，故A项符合题意。
6.(全国Ⅰ卷)硫酸铁铵 是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为
宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如图所示:
回答下列问题：
（1）步骤②温度保持 ,采用的合适加热方式是________。
热水浴
【解析】温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。
（2）步骤③中选用足量的 ,理由是__________________________________。
将全部氧化为且不引入杂质
【解析】铁与稀硫酸反应生成和，加入足量的目的是将 全部氧化
为 且不引入杂质。
（3）步骤⑤的具体实验操作有__________________________________，经干燥得到
硫酸铁铵晶体样品。
加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）
【解析】步骤⑤是从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、
过滤（洗涤）。
（4）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到 时失
掉1.5个结晶水,失重 。硫酸铁铵晶体的化学式为_____________________。
【解析】设结晶水合物的化学式为 ，由失重（失重是指失去部
分元素，固体质量变化。失重等于失去元素的质量占样品总质量的百分比，不是失
去元素的质量占剩余固体质量的百分比）可得到 ，解得
。
. .
练习帮·习题课
A 基础练 学考测评
建议时间：20分钟
题组1 铁单质的性质
1.［传统文化］《本草纲目》中记载：“石胆（主要成分为 ）出蒲州山
穴中……涂于铁及铜上烧之红者，真也。”下列说法错误的是( )
B
A.其中发生的化学反应是氧化还原反应
B.其中描述的“红者”物质是铁锈
C.其中描述的“红者”物质是铜
D.其中发生反应的离子方程式为
【解析】由题给信息可知，描述的反应为，生成红色的 ，
该反应是置换反应，也是氧化还原反应，故B项错误。
2.设 为阿伏加德罗常数的值。下列关于铁单质的说法错误的是( )
C
A.完全转变为，失去的电子数为
B.装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉，这是利用了铁粉的还原性
C.铁在 中燃烧后，可以使用磁铁验证是否有铁单质剩余
D.和反应，转移的电子数为
【解析】A项：由关系 可知，氧原子得到电子的
物质的量为，则失去的电子数是 。
B项：能氧化食品，铁粉常用作包装食品的脱氧剂，体现了铁具有还原性 。
C项：在中燃烧生成，和都有磁性，都能被磁铁吸引 。
D项：和反应，有剩余，完全反应，生成 ，
，则转移的电子数为 。
3.(2024江西宜春期中)某化学兴趣小组利用如图所示装置（夹持装置已省略）进行
“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
（1）A装置的作用是____________，B装置中发生反应的化学方程式为
______________________________。
产生水蒸气
【解析】根据与的反应可知A装置的作用是提供 。
（2）D装置的作用是__________。
干燥氢气
【解析】装置中进行的是还原的实验，气体进入 装置前必须干燥，否则可
能造成硬质玻璃管炸裂，故D装置的作用是吸收未反应的，干燥 。
（3） 装置中的现象是______________________________________。
黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
【解析】装置中发生反应的化学方程式为 ，故现象为黑色固
体变为红色，同时硬质玻璃管右端管壁有水珠生成。
（4）A、B两个装置中应先点燃___处的酒精（喷）灯，点燃 处酒精灯之前应进行
的操作是____________________。
A
收集并检验其纯度
【解析】应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的 会与空气中的
反应生成的氧化物； 是可燃性气体，混有空气遇明火可能发生爆炸，故点燃
处酒精灯前要先收集 并检验其纯度。
题组2 铁的重要化合物的性质
4.［教材改编题·来源于教材P77第3题］下列物质反应后一定有 价铁元素存在的是
( )
在（少量）中燃烧 与过量稀反应 溶液中加入少量稀
盐酸 和 的混合物溶于稀盐酸中
C
A.①③④ B.②③④ C.①③ D.②④
【解析】①，生成物与 的量无关；
② ，生成物与稀 的量无关；
③在酸性条件下具有强氧化性，能将氧化为 ；
④ ,，若 足量，则会发生
反应，导致溶液中没有 。
5.(2024天津静海区北师大实验学校期中)为了验
证 的性质，某化学兴趣小组设计了如图所
示的一组实验，其中实验方案设计错误的是
( )
C
A.只有④ B.只有③ C.③④ D.③④⑤
【解析】实验③中现象错误， 溶液为蓝
色，与 不反应，混合后溶液不会变
成无色；实验④涉及反应的离子方程式为，未涉及 性质的
验证，实验方案设计错误。
6.下列关于铁及其化合物的实验装置（部分夹持装置省略）或说明正确的是( )
D
甲
乙
丙
丁
A.图甲：可长时间观察到白色沉淀
B.图乙：探究某食品包装袋内的脱氧剂铁粉是否变质，若溶液未变红，说明铁粉未
变质
C.图丙：肥皂液中有气泡产生，证明与反应生成了
D.图丁：制备氢氧化铁胶体
【解析】A项：溶液与溶液反应生成的 白色沉淀很不稳定，在空
气中易被氧化而迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 。
B项：滴加溶液后，溶液未变红，说明不含，但不能说明 粉未变质，有
可能是部分粉氧化变质得到的物质溶于稀盐酸产生，又被 粉还原为
。
C项：应将肥皂泡点燃，听到爆鸣声，才能证明与 在高温下反应产生了
。
D项：向烧杯中的沸水中逐滴加入滴饱和 溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，
停止加热即可制得胶体 。
7.［教材实验探考法·来源于教材P73“实验”］某化学小组为验证与 能
够相互转化，进行如下实验。
实验操作 对应现象
①向 溶液中加入适量铁粉 ②滴加 溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是( )
B
A.解释现象ⅰ的反应：
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及反应：、
D.氧化性：
【解析】图示析题·思路具象化
由上述分析可知，A、C、D项正确；若先加氯水，再加 溶液，溶液变红，不能
排除的影响，无法验证能转化为 ，B项错误。
8.［教材溯源题·来源于教材P76“研究与实践”检验食品中的铁元素］铁是人体必需
的微量元素，菠菜中铁元素通常以 形式存在，实验室测定菠菜中铁元素含量的
流程如图所示，回答下列问题：
（1）“操作1”的名称为______，用到的玻璃仪器有____________________________。
过滤
烧杯、（普通）漏斗、玻璃棒
【解析】由悬浊液分离得到溶液和残渣可知，“操作1”为过滤，用到的玻璃仪器有烧
杯、（普通）漏斗、玻璃棒。
（2）向“操作1”所得溶液中滴加滴 溶液，现象为______________，证明溶
液中存在 。
溶液变为红色
【解析】向“操作1”所得溶液中滴加滴 溶液，溶液变为红色，证明溶液中
存在 。
（3）“步骤1”加入稀 的目的是______________________________（用文字表
述）。
浸取铁元素，将氧化为
【解析】“步骤1”加入稀的目的是浸取铁元素，将氧化为 ，便于后续
测定铁元素的含量。
（4）“步骤2”发生反应的化学方程式为___________________________，根据数据计
算新鲜菠菜中含铁元素的质量为____ 。
0.7
【解析】“步骤2”发生分解反应，化学方程式为 ，结合分
析可知，新鲜菠菜中含铁元素的质量为 。
B 综合练 选考通关
建议时间：20分钟
9.［新角度·铁元素“价—类”二维图］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。如图所示为铁元素的“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( )
C
A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B. 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.由图可预测：高铁酸盐 可用作消毒剂和净水剂
D.加热 发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
【解析】A项：在高温条件下,铁与水蒸气反应生成,不能实现转化 。
B项：是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热能迅速被氧化成 。
C项：高铁酸盐具有强氧化性,可用作消毒剂,与水反应最终可生成 胶体,
胶体有吸附性,可吸附悬浮物,因此高铁酸盐可以作净水剂 。
D项：受热分解生成和,能发生转化⑥, 不溶于水,加水不能
实现转化 。
［新考法·阅读材料题（一拖二）］(2024福建厦门期末)阅读下列材料，完成 题。
某小组以废铁屑（含有少量碳）为原料制备催化剂无水 ，其具体流程如图
所示：
已知： 。
10.有关上述过程所选仪器或操作错误的是( )
A B C D
_____________________ __________________ __________________ ___________________
溶解废铁屑 收集气体 过滤 吸收尾气
C
【解析】A项：铁和稀盐酸反应可选固液不加热型装置 。
B项：铁和稀盐酸反应生成和， 的密度比空气的小，收集时应从短导管进
。
C项：过滤时要用玻璃棒引流 。
D项：由已知反应可知，尾气中含和，是酸性氧化物，和 均能被
溶液吸收，为了避免水蒸气影响无水 ，可在尾气吸收装置上接装有无水
的干燥管 。
11.有关上述过程的说法不正确的是( )
D
A.过滤后的溶液中可能存在
B.可选择溶液或
C.发生的反应为
D.利用酸性溶液检验 中是否混有少量亚铁盐
【解析】A项：具有还原性，可能会被空气中的氧气氧化，因此溶液 中可能含
有 。
B项：溶液含，要将氧化为，为了不引入新的杂质， 可以选择
溶液或 。
C项：是和反应生成无水，结合已知反应可知，
发生的反应为 。
D项：酸性条件下，中的 与高锰酸钾也会发生反应，使高锰酸钾溶液褪色，故该
方法不可行 。
12.［生活情境·补铁剂成分探究］ 是血红蛋白的重要组成成分，人体如果缺铁元
素可能出现缺铁性贫血。下面是一种补铁药品说明书中的部分内容：该药品为无水
碱式盐，含质量分数为 ，是薄衣片，与维生素C同服可增加本品吸收。
某同学设计实验对其中含铁元素的物质进行了验证，请完成该实验。
（1）向去掉糖衣、研磨好的药品中加稀盐酸，过滤，得到浅绿色溶液，说明药品中
有______（填离子符号）存在。
【解析】 在溶液中显浅绿色，向去掉糖衣、研磨好的药品中加稀盐酸，过滤，
得到浅绿色溶液，说明药品中含有 。
（2）向上述溶液中滴入几滴溶液，溶液显浅红色，说明溶液中有少量 存
在。该离子存在的原因可能是____（填字母）。
.药品中的铁元素以 形式存在
.在制药过程中生成少量
.本实验过程中有少量被氧化为
【解析】依据是血红蛋白的重要组成成分，可知补铁药片中的铁元素以 形式
存在，错误;制药过程或实验中，空气中的氧气可将少量氧化为，、 正确。
（3）向（2）中所得溶液中加入维生素C，片刻后溶液红色褪去，说明维生素C有
______性。
还原
【解析】加入维生素C的溶液红色褪去，说明维生素C能够将 还原，即维生素C
有还原性。
13.(2024江苏无锡辅仁高级中学期末)高铁酸钾 是一种新型、高效、多功能
的绿色水处理剂，比、、、 的氧化性更强，无二次污染。工业上先
制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入 饱和溶液，使
高铁酸钾析出。
（1）干法制备高铁酸钠的主要反应为
，该反应中还原剂是
_______________（填化学式）。
、
【解析】 .
（2）湿法制备高铁酸钾是在碱性环境中进行，反应体系中有六种微粒： 、
、、、、 。
①请依据上述信息，写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式_________________
______________________________________。
【解析】制取高铁酸钾，故一定是生成物， 一定是反应物且为还原剂；
氧化还原反应中还需要有氧化剂，氧化剂中相应元素的化合价降低，六种微粒中，
中的氯元素化合价可降低，则是氧化剂， 是还原产物；另外，反应在碱
性条件下进行，则反应物中有， 为生成物，配平得到
。
②每生成，转移___电子，若反应过程中转移了 电子，则还原
产物的物质的量为_____ 。
6
0.25
【解析】由离子方程式可得关系式：，则每生成 ，
转移电子；每转移电子，生成 。
C 培优练 能力提升
14.［教材改编题·来源于教材P88第11题］［新趋势·工艺流程+热重曲线］
(2024山东潍坊期末)工业上用赤铁矿（主要成分为、，含杂质、 ）
制备绿矾 的流程如图所示：
已知：能与溶液反应生成可溶性盐 。
回答下列问题：
（1）试剂 为________。
（2）试剂 需过量，其主要目的是___________________________________________；
“滤渣Ⅱ”的成分是________。
（3）“操作③”需隔绝空气，原因是_________________。
稀硫酸
确保完全转化为，完全转化为
铜和铁
防止被氧化
（4）绿矾隔绝空气加强热可用于制备红
色颜料铁红。取 样品隔绝
空气加热（杂质不反应），受热过程中固
体质量随温度变化的曲线如图所示
（已知从固体 开始不含结晶水）。
①固体 的化学式为______________。
②该样品中的质量分数为_____ （保留一位小数）。
92.7
【解析】图示析题·思路具象化
工艺流程分析：
热重曲线分析：
谢谢
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