第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第一课时 铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物
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.指南针是我国古代四大发明之一，制造指南针的磁性物质是（ ）
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.Fe
3.铁片投入下列溶液，溶液质量减轻，但无气体产生的是（ ）
A.盐酸 B.CuSO4溶液 C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液
4.“价—类”二维图是学习元素化合物知识的高效模型。如图为铁元素的“价—类”二维图，图中字母代表含铁元素的物质。下列判断正确的是（ ）
A.Z是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料
B.常温下，N在潮湿的空气中能稳定存在
C.X在高温下与水蒸气反应可生成Z
D.Q可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]
5.（2024·江苏无锡高一检测）下列关于铁及其化合物的说法中正确的是（ ）
A.自然界中不存在游离态的铁
B.红热的Fe能与水蒸气发生反应，生成Fe（OH）3和H2
C.图中的实验现象：生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会有红褐色物质生成
D.Fe（OH）3受热分解生成的Fe2O3，俗称磁性氧化铁
6.（2024·山东滨州高一检测）月球土壤中富含铁元素，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，有可能是以下哪个原因造成的（ ）
A.4FeOFe＋Fe3O4
B.Fe3O4Fe2O3＋FeO
C.4FeO＋O22Fe2O3
D.Fe2O3＋FeOFe3O4
7.某班同学分成A、B两组，并分别设计如下实验探究能较长时间观察到白色Fe（OH）2 沉淀的制取方法。回答下列问题：
A组实验：用NaOH溶液和FeSO4 溶液直接反应。（如图1）
（1）该方法能观察到白色的Fe（OH）2 沉淀，但沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化为 。
请分析沉淀颜色变化的原因： （用化学方程式表示）。
B组实验：选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图2。
（2）实验时，先 （填“打开”或“关闭”）止水夹K，然后打开 （填仪器名称）的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， （填“打开”或“关闭”）止水夹K，制得白色Fe（OH）2 沉淀，且沉淀能一段时间不变色，原因是 。
8.某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：
在空气中把铁灼烧到500 ℃就形成Fe3O4；温度再升高，可形成Fe2O3；在更高的温度下加热Fe2O3（约1 400 ℃）时，又可得到Fe3O4。 即：FeFe3O4Fe2O3
下列说法正确的是（ ）
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.反应②的温度比反应③的温度高
C.热稳定性顺序：FeO＞Fe2O3
D.四氧化三铁中铁元素的化合价复杂，若写成氧化物的形式，则化学式可写为FeO·Fe2O3
9.（2024·宜春高一检测）用“W”形管进行微型实验，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.a处红棕色粉末变为黑色
B.a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热
C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D.可利用点燃的方法进行尾气处理
10.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析，下列说法正确的是（ ）
A.实验①②所涉及的物质均为电解质
B.实验①③发生的均为离子反应
C.实验②③均未发生氧化还原反应
D.实验①③反应制得的物质均为纯净物
11.（2024·荆州高一检测）纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.Fe3O4中Fe元素的化合价为＋2、＋3价
B.过程Ⅰ中每消耗116 g Fe3O4转移2 mol电子
C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑
D.铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
12.已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，其中“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20％的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置图（铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去）如下：
下列关于上述装置和实验的分析错误的是（ ）
A.A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰
B.A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C.需要加热的仪器只有A、E
D.D用于收集氢气，F处的尾气中有氢气与水蒸气
13.由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是（ ）
A.1∶2∶1 B.2∶2∶3
C.1∶3∶1 D.1∶2∶3
14.FeSO4·7H2O是一种重要的食品和饲料添加剂，某工业废渣主要成分是Fe2O3，还含有CaCO3和SiO2（既不溶于水也不溶于稀硫酸）。
实验室用此废渣制备FeSO4·7H2O 的流程如图：
回答下列问题：
（1）废渣研磨的目的是 。
（2）稀硫酸与粉末中的氧化铁反应的化学方程式为 。
（3）步骤②的操作名称是过滤，其中需要用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗和 。经测定，滤渣中只含有CaSO4 和SiO2。你认为实验室 （填“能”或“不能”）用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳。
（4）Fe 与Fe2（SO4）3 反应的化学方程式为 。
（5）硫酸亚铁的溶解度曲线如图。待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次。用冰水洗涤的目的是：Ⅰ.除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ. 。
第一课时 铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物
1.C “取钢煅作叶，如笏或团”，发生形态变化，说明金属铁有较好的延展性，A正确；空气中Fe易被氧化生成氧化膜，则“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈，B正确；“于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生”，可知“铁上衣生”的原因是铁被醋酸氧化，生成醋酸亚铁，C错误，D正确。
2.C Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁；铁是能被磁化的物质，本身没有磁性。
3.B 铁片投入盐酸、稀硫酸中，均发生置换反应生成H2，A、C均错误；铁片投入Na2SO4溶液中，不发生反应，D错误；铁片投入CuSO4溶液中发生置换反应：Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu，消耗56 g Fe的同时生成64 g Cu，溶液质量减轻，且无气体生成，B正确。
4.A Z是Fe2O3，是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，A正确；N是Fe（OH）2，常温下，在潮湿的空气中易被氧化为Fe（OH）3，不能稳定存在，B错误；X是Fe，在高温下与水蒸气反应可生成Fe3O4，不是生成Z（Fe2O3），C错误；Q是亚铁盐，Fe元素的化合价是＋2价，而碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]中的Fe元素是＋3价，故Q不能为碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]，D错误。
5.C A项，来自太空的陨铁是自然界中的铁单质，属于游离态的铁，错误；B项，红热的Fe能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁与氢气，错误；D项，Fe2O3俗称铁红，磁性氧化铁为四氧化三铁，错误。
6.A 月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子的形式存在，FeO中Fe为＋2价，FeO可能反应生成Fe和Fe3O4，Fe3O4中含有三价铁，A正确，B、D错误；月球表面没有氧气，FeO无法被氧化生成Fe2O3，C错误。
7.（1）先生成白色沉淀，迅速转化为灰绿色，一段时间后变为红褐色 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
（2）打开 分液漏斗 关闭 稀硫酸与铁粉作用产生的H2排出了装置中的空气
解析：（1）Fe（OH）2还原性较强，容易被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe（OH）3，故颜色变化为先生成白色絮状沉淀，迅速转化为灰绿色，一段时间后变为红褐色；化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。（2）图2实验中，稀硫酸和铁粉反应生成FeSO4和H2，实验时，先打开止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，反应一段时间后，关闭止水夹K；白色沉淀能一段时间不变色的原因是稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置内的空气。
8.D Fe2O3为红色固体，A错误；根据题意可知Fe在500 ℃时生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4，所以反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空气中会被氧化为Fe3O4，C错误；四氧化三铁中Fe为＋2价和＋3价，个数比为1∶2，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。
9.B a处氧化铁和CO反应生成铁，现象：红棕色粉末变为黑色，A正确；a处实验结束时先停止加热，后停止通入CO，防止生成的铁再被氧化，B错误；CO2能使澄清石灰水变浑浊，b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成，C正确；CO能燃烧生成CO2，所以可利用点燃的方法进行尾气处理，D正确。
10.C 实验①中铁与氯气都是单质，不是电解质，A错误；实验①中铁与氯气反应生成氯化铁，不是离子间发生的反应，不属于离子反应，B错误；实验②中氯化铁溶于水为物理变化，实验③中氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，C正确；实验③得到氢氧化铁胶体，属于混合物，D错误。
11.B Fe3O4中Fe元素化合价为＋2、＋3价，A正确；过程Ⅰ方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，存在关系式：2Fe3O4～4e－，每消耗116 g Fe3O4（0.5 mol）转移1 mol电子，B错误；根据图示可知，过程ⅡFeO与H2O在加热条件下反应生成Fe3O4和H2，化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑，C正确；铁氧化合物循环制氢气，氧气和氢气分两个步骤生成，产物易分离，同时利用了太阳能，节约能源，D正确。
12.C A中加入普通铁粉制取磁性氧化铁，I中加入普通铁粉制取氢气，G中进行除杂干燥，可用碱石灰，A正确；磁性氧化铁是四氧化三铁，E中四氧化三铁与氢气反应生成“引火铁”，B正确；本实验中B装置也是需要加热的，目的是产生水蒸气，C错误；D用排水法收集氢气，F处的尾气中含有H2和水蒸气，D正确。
13.B 由于Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为21∶8，则Fe3O4为任意量都可满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21∶8；Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，即FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1时，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比为21∶8，B正确。
14.（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（2）Fe2O3＋3H2SO4Fe2（SO4）3＋3H2O
（3）玻璃棒 能
（4）Fe＋Fe2（SO4）33FeSO4
（5）减少硫酸亚铁的溶解损失
解析：（2）稀硫酸与粉末中的氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为Fe2O3＋3H2SO4Fe2（SO4）3＋3H2O。（3）步骤②的操作名称是过滤，其中需要用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗和玻璃棒（引流防止液体洒出）。经测定，滤渣中只含有 CaSO4和SiO2，说明废渣中的碳酸钙已经完全和稀硫酸反应，生成了硫酸钙、水和二氧化碳，因此实验室可以用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳。（4）Fe与Fe2（SO4）3反应生成硫酸亚铁，化学方程式为Fe＋Fe2（SO4）33FeSO4。（5）由图可知硫酸亚铁的溶解度随温度升高而变大，用冰水洗涤的目的是：Ⅰ.除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ.减少硫酸亚铁的溶解损失。
4 / 4第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第一课时 铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物
课程 标准 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物的主要性质。 2.通过探究氢氧化亚铁的制备方法的体验，培养学生的创新意识和创新思维能力
分点突破（一） 铁的单质
1.铁元素的存在及含量
（1）存在
（2）含量：铁元素在地壳中的含量仅次于、硅和铝，居第四位。
（3）冶炼
工业炼铁，利用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2（以Fe2O3为例）。
2.铁单质的物理性质
颜色、状态 导电、导热、延展性 熔、沸点 特性
色固体 良好，但导电性不如 和铝 高 被磁体 吸引
3.铁单质的化学性质
（1）与非金属单质的反应
（2）与水反应
Fe与水蒸气反应： 。
（3）与酸反应
Fe与稀盐酸反应： 。
（4）与某些盐溶液反应
Fe与CuSO4溶液反应： 。
1.有下列物质：①S，②CuSO4溶液，③稀盐酸，④AgNO3溶液，⑤Cl2。其中与Fe反应时生成＋2价铁的化合物的是 （填序号，下同），生成 ＋3 价铁的化合物的是 。
2.实验探究铁粉与水蒸气的反应
按下列装置进行铁和水蒸气的反应：
（1）用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了什么气体？写出该反应的化学方程式。
（2）上述实验装置中，湿棉花的作用是什么？
1.从元素价态变化认识铁的化学性质
表现出较强的还原性
（1）Fe与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜、单质硫、碘等）反应，铁失去2个电子生成Fe2＋。
（2）Fe与氧化性较强的氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3等）反应，铁失去3个电子生成Fe3＋。
（3）Fe与O2在不同条件下的产物不同，铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，钢铁暴露在潮湿的空气中生成Fe2O3。
2.铁与水蒸气的反应实验的注意事项
（1）试管口应低于试管底。
（2）先预热。
（3）加热一会儿后再将导管插入肥皂水中，用燃着的火柴去点燃气泡，可发出爆鸣声。
（4）实验结束后，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。
1.下列叙述正确的是（ ）
A.纯铁为灰黑色，属于黑色金属
B.铁元素是自然界中含量最多的金属元素
C.铁粉在氧气中燃烧生成氧化铁
D.铁在潮湿环境中更容易生锈
2.如图是铁与其他物质之间的性质关系（“－”表示相连物质间能发生反应，“→”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去），下列有关说法正确的是（ ）
A.变化①的过程中，固体的质量逐渐减少
B.变化②中有银白色固体析出
C.变化③可通过细铁丝在空气中燃烧实现
D.变化④可能是：2Fe＋6HCl2FeCl3＋3H2↑
3.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
C.将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，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
分点突破（二） 铁的氧化物与氢氧化物
1.铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 （有磁性）
溶解性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
铁的化 合价 ＋2价 ＋3价 ＋2价，＋3价
稳定性 不稳定 稳定 稳定
与H＋反应的 离子方程式 FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋ 2Fe3＋＋4H2O
特殊转化 FeO在空气中受热，迅速被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4
2.铁的氢氧化物
（1）铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe（OH）3与Fe（OH）2分别由相应的可溶性盐与可溶性碱反应而制得。
Fe（OH）2 Fe（OH）3
操作
现象 产生色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为 色沉淀 生成 色沉淀
离子 方程式 Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓； Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓
实验结论 Fe（OH）2很不稳定，极易转化为
（2）Fe（OH）2和Fe（OH）3的比较
Fe（OH）2 Fe（OH）3
颜色、状态 白色固体 红褐色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式
稳定性 Fe（OH）2FeO＋H2O（隔绝空气）
1.铁的氧化物组成的实验探究
铁矿石主要成分为铁的氧化物（杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
①按如图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置B、C的作用分别是什么？
（2）实验测得反应后装置B增重1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量是多少？
（3）依据（2）中的数据，假设该小组测定铁矿石中铁的含量为70％，通过计算确定该铁矿石中氧化物的化学式。
2.如图是制备氢氧化亚铁的改进装置：
（1）配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过加热煮沸，目的是 。
（2）在FeSO4溶液表面覆盖一层苯（一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小）的作用是 。
（3）将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是 。
Fe3O4的特殊性
（1）Fe3O4不属于碱性氧化物，FeO、Fe2O3属于金属氧化物。
（2）Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。
（3）Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应，然后把两个反应式相加。
1.以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是（ ）
A.Fe2O3、Fe3O4都是炼铁的原料
B.FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固体
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物
2.下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是（ ）
A.Fe（OH）2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B.Fe（OH）2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe（OH）3
C.Fe（OH）2、Fe（OH）3都具有不稳定性，受热都能分解
D.Fe（OH）3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
3.某校课外活动小组的同学在老师的帮助下，探究用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如图所示。
（1）写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式 。
（2）实验中在甲装置中观察到的实验现象 。
（3）乙装置与甲装置相比，它的主要优点是 。
（4）铁制容器不能用来盛放硫酸铜溶液，请用化学方程式解释原因 。
（5）每年因腐蚀而浪费掉的金属材料数量惊人，日常生活中可采用的防锈措施是
。
Fe（OH）2制备的实验（探究与创新）
【典例】 某同学设计如图装置（气密性已检查）制备Fe（OH）2白色沉淀。
请回答：
（1）仪器1的名称是 。装置5的作用是 。
（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中： 。
（3）装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中产生灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因： 。
【规律方法】
Fe（OH）2的制备方法
1.有机层覆盖法
在新制FeSO4溶液的液面上覆盖一层苯或煤油，然后把吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入FeSO4溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液（图甲）。
2.还原性气体保护法
先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置内的空气排尽后，再关闭止水夹a，利用生成的H2将A中的FeSO4溶液压入B中与NaOH溶液反应，这样可以长时间观察到白色沉淀（图乙）。
名师点拨
氢氧化亚铁制取实验的四个关键点
（1）Fe2＋极易被空气中氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
（2）为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe（OH）2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。
（3）为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
（4）为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水且不溶于水的有机物（如苯），以隔绝空气。
【迁移应用】
1.图中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（ ）
A.① B.①②
C.①②③ D.①②④
2.如图为制取Fe（OH）2的实验装置，分液漏斗中是稀硫酸，烧瓶中是Fe粉，b中是NaOH溶液。下列说法错误的是（ ）
A.NaOH溶液被煮沸过，目的是除去溶液中溶解的O2
B.反应过程中产生的H2能排除装置中的O2
C.分液漏斗对反应的速率有控制能力
D.e在实验开始时关闭，在生成Fe（OH）2时打开
1.为了防止食品变质，常在食品袋中放入小袋的铁粉，这是利用铁的（ ）
A.还原性 B.氧化性 C.酸性 D.碱性
2.赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”、“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为（ ）
A.Fe2O3 B.CuO C.FeSO4 D.CuSO4
3.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（ ）
A.Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的黑色颜料
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.铁的氧化物都不与水反应
D.FeO不稳定，在空气中受热会迅速被氧化成Fe2O3
4.（2024·广东深圳高一期中）下列关于FeO、Fe2O3和Fe3O4的说法正确的是（ ）
A.FeO和Fe2O3都是黑色固体
B.Fe3O4中＋2和＋3价铁的比例为2∶1
C.铁与水蒸气反应生成Fe2O3
D.Fe3O4又称为磁性氧化铁
5.为了探究铁与水的反应，某同学设计并进行了下列实验，虚线框处用来检验生成的气体。
（1）A装置的作用是 ，B中反应的化学方程式为
。
（2）虚线框C处应该选择装置 （填“甲”或“乙”），实验现象是
。
（3）球形干燥管的作用是
。
（4）A、B两个装置中应先加热 装置。
第一课时 铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）＋2 ＋3 （2）氧 2.银白 铜 3.（1）2Fe＋3Cl22FeCl3 3Fe＋2O2Fe3O4 （2）3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2 （3）Fe＋2HClFeCl2＋H2↑ （4）Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4
探究活动
1.提示：①②③④ ⑤
2.（1）提示：反应生成了氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2。
（2）提示：受热时提供反应所需的水蒸气。
自主练习
1.D A项，纯铁为银白色，属于黑色金属，错误；B项，自然界中含量最多的金属元素为Al，不是Fe，错误；C项，铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁，发生缓慢氧化生成氧化铁，错误。
2.B A项，反应①Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu中，固体由Fe变为Cu，固体质量增大，错误；B项，反应②为Fe＋2AgNO3Fe（NO3）2＋2Ag，Ag为银白色固体，正确；C项，铁丝在空气中不能燃烧，需在氧气中燃烧，错误；D项，Fe与HCl反应生成FeCl2，错误。
3.D 尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头的可增加受热面积，故可提供足够多的水蒸气，A正确；具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B正确；吹泡泡水易起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，C正确；磁铁可以吸引单质铁和Fe3O4，D错误。
分点突破（二）
师生互动
2.（1）白 红褐 红褐 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3 Fe（OH）3 （2）Fe（OH）2＋2H＋ Fe2＋＋2H2O
Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O 2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O
探究活动
1.（1）提示：装置B的作用是吸收反应生成的水蒸气，根据装置B实验前后的质量变化确定反应生成水的质量；装置C中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气，防止空气中的CO2和水蒸气进入装置B而干扰反应生成水的测量。
（2）提示：反应生成水的质量为1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量为×100％＝24％。
（3）提示：铁的氧化物中n（Fe）∶n（O）＝∶＝5∶6，故该铁的氧化物的化学式为Fe5O6，即3FeO·Fe2O3。
2.提示：（1）赶走溶解的氧气 （2）隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化 （3）防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe（OH）2
自主练习
1.A FeO中铁元素是＋2价，Fe3O4中的铁元素有两个是＋3价，一个是＋2价，故FeO、Fe3O4既有氧化性，又有还原性，B错误；FeO、Fe3O4都是黑色，但是Fe2O3是红棕色的物质，俗称铁红，C错误；Fe3O4与酸反应生成Fe2＋、Fe3＋盐，不属于碱性氧化物，D错误。
2.A Fe（OH）2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe（OH）3：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，A错误，B正确；Fe（OH）2、Fe（OH）3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，C正确。
3.（1）3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
（2）红棕色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊
（3）尾气点燃放出热量可以被充分利用
（4）Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu
（5）刷油漆
解析：CO与Fe2O3在高温下会发生氧化还原反应生成Fe和CO2，CO2能够使澄清石灰水变浑浊，固体物质颜色会由红棕色变为黑色。乙装置与甲装置相比，乙装置尾气中的CO被点燃放出的热量可以被充分利用。
【关键能力·细培养】
【典例】 （1）分液漏斗 液封，防止空气进入装置4
（2）在装置2、3之间添加控制开关
（3）装置4内的空气没有排尽
解析：（1）观察仪器1特征可知是分液漏斗，该反应需要置于无氧环境，这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。（2）根据实验操作，3中溶液不能进入4中，说明三颈烧瓶中的压强小，原因在于产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强，不能将FeSO4溶液压出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe（OH）2被空气氧化，装置4中空气没有完全排尽。
迁移应用
1.D 根据题中信息可知要较长时间保存 Fe（OH）2沉淀，必须在制取过程中尽可能减少和空气接触，对比4个实验，④中加入有机物作隔离层，和空气接触少，②中Fe和稀硫酸生成氢气能排出装置中的空气，所以也能减少与空气接触，①中Fe和稀H2SO4生成FeSO4的同时生成H2，排出装置中的空气，再滴入NaOH溶液，可以避免氢氧化亚铁被氧化；只有③生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，不能长时间观察到氢氧化亚铁。
2.D 该装置制取Fe（OH）2的实验，是要将生成的FeSO4溶液压入装置b中，发生Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓，所以e在实验开始时打开，产生的H2将装置中的空气排尽，一段时间后，将e关闭，产生的H2无法排出，使装置a压强增大，将FeSO4溶液压入装置b中，生成Fe（OH）2，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.A 铁能和水、氧气反应生成铁锈，防止食品被氧化和吸收水分，铁元素的化合价升高，体现还原性，A正确；铁是金属，化合价只能升高，无氧化性，B错误；铁属于金属单质，没有酸性、碱性，C、D错误。
2.A 根据材料，赭石颜色为红色，主要成分可能为Fe2O3，选A。
3.C Fe2O3俗称铁红，红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，A错误；铁在高温下与水蒸气反应的产物为Fe3O4，B错误；铁有三种氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4，均不溶于水，且不能与水反应，C正确；FeO不稳定，在空气中受热转化成Fe3O4，D错误。
4.D A项，Fe2O3是红棕色固体，错误；B项，Fe3O4中＋2和＋3价铁的比例为1∶2，错误；C项，铁与水蒸气反应生成Fe3O4，错误。
5.（1）提供水蒸气 3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
（2）乙 铜丝表面的黑色固体变红，试管壁有水珠生成
（3）吸收未反应完的水蒸气，防止进入C中干扰实验
（4）A
解析：（1）A装置的作用是加热提供水蒸气，铁和水蒸气在高温下反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2。（2）氢气密度小于空气，虚线框C处应该选择的装置是乙；氧化铜能够被氢气还原生成铜，现象是铜丝表面的黑色固体变为红色，试管壁有水珠生成。（3）生成的氢气中会混入水蒸气，球形干燥管可以吸收未反应完的水蒸气，防止进入C中干扰实验。（4）装置组装完成后，装置内存在空气，氢气不纯加热易发生爆炸，因此需要用水蒸气将空气排尽，因此A、B两个装置中应先加热A装置。
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第一课时
铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物
课程 标准 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁的
单质、铁的氧化物与氢氧化物的主要性质。
2.通过探究氢氧化亚铁的制备方法的体验，培养学生的创
新意识和创新思维能力
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 铁的单质
1. 铁元素的存在及含量
（1）存在
（2）含量：铁元素在地壳中的含量仅次于 、硅和铝，居第
四位。
（3）冶炼
工业炼铁，利用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来，化学
方程式：3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2（以Fe2O3为例）。
氧
2. 铁单质的物理性质
颜色、状态 导电、导热、延展性 熔、沸
点 特性
色固体 良好，但导电性不
如 和铝 高 被磁体吸引
银白
铜
3. 铁单质的化学性质
（1）与非金属单质的反应
（2）与水反应
Fe与水蒸气反应： 。
（3）与酸反应
（4）与某些盐溶液反应
3Fe＋4H2O（g） Fe3O4＋4H2
Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑
Fe＋CuSO4 Cu＋FeSO4
1. 有下列物质：①S，②CuSO4溶液，③稀盐酸，④AgNO3溶液，⑤
Cl2。其中与Fe反应时生成＋2价铁的化合物的是 （填序号，下
同），生成 ＋3 价铁的化合物的是 。
提示：①②③④ ⑤
2. 实验探究铁粉与水蒸气的反应
按下列装置进行铁和水蒸气的反应：
（1）用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到肥皂泡燃烧，听到爆鸣
声，证明生成了什么气体？写出该反应的化学方程式。
提示：反应生成了氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O
（g） Fe3O4＋4H2。
（2）上述实验装置中，湿棉花的作用是什么？
提示：受热时提供反应所需的水蒸气。
1. 从元素价态变化认识铁的化学性质
（1）Fe与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜、单质硫、碘
等）反应，铁失去2个电子生成Fe2＋。
（2）Fe与氧化性较强的氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3等）反应，铁
失去3个电子生成Fe3＋。
（3）Fe与O2在不同条件下的产物不同，铁在纯氧中燃烧生成
Fe3O4，钢铁暴露在潮湿的空气中生成Fe2O3。
2. 铁与水蒸气的反应实验的注意事项
（1）试管口应低于试管底。
（2）先预热。
（3）加热一会儿后再将导管插入肥皂水中，用燃着的火柴去点燃
气泡，可发出爆鸣声。
（4）实验结束后，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒
精灯。
1. 下列叙述正确的是（ ）
A. 纯铁为灰黑色，属于黑色金属
B. 铁元素是自然界中含量最多的金属元素
C. 铁粉在氧气中燃烧生成氧化铁
D. 铁在潮湿环境中更容易生锈
解析： A项，纯铁为银白色，属于黑色金属，错误；B项，自
然界中含量最多的金属元素为Al，不是Fe，错误；C项，铁粉在氧
气中燃烧生成四氧化三铁，发生缓慢氧化生成氧化铁，错误。
2. 如图是铁与其他物质之间的性质关系（“－”表示相连物质间能发
生反应，“→”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件
已略去），下列有关说法正确的是（ ）
A. 变化①的过程中，固体的质量逐渐减少
B. 变化②中有银白色固体析出
C. 变化③可通过细铁丝在空气中燃烧实现
解析： A项，反应①Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu中，固体由Fe
变为Cu，固体质量增大，错误；B项，反应②为Fe＋2AgNO3
Fe（NO3）2＋2Ag，Ag为银白色固体，正确；C项，铁丝在空气中
不能燃烧，需在氧气中燃烧，错误；D项，Fe与HCl反应生成
FeCl2，错误。
3. 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
C. 将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，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
解析： 尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头
的可增加受热面积，故可提供足够多的水蒸气，A正确；具支试管
的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B正确；吹泡泡水易
起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，C正确；磁铁可以吸引单质
铁和Fe3O4，D错误。
分点突破（二） 铁的氧化物与氢氧化物
1. 铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
（有磁性）
溶解性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
铁的化合价 ＋2价 ＋3价 ＋2价，＋3价
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
稳定性 不稳定 稳定 稳定
与H＋反应的 离子方程式
特殊转化
2. 铁的氢氧化物
（1）铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe（OH）3与Fe（OH）2分别由相应的可溶性盐
与可溶性碱反应而制得。
Fe（OH）2 Fe（OH）3
操作
现象 产生 色絮状沉淀，迅速变为
灰绿色，最终变为 色沉淀 生成 色沉淀
白
红褐
红褐
Fe（OH）2 Fe（OH）3
离子 方程式
实验结论 Fe（OH）2很不稳定，极易转化为
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3
Fe（OH）3
（2）Fe（OH）2和Fe（OH）3的比较
Fe（OH）2 Fe（OH）3
颜色、状态 白色固体 红褐色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
与非氧化性强酸反应
的离子方程式
稳定性
Fe（OH）2＋2H＋
Fe2＋＋2H2O
Fe（OH）3＋3H＋
Fe3＋＋3H2O
2Fe（OH）3
Fe2O3＋3H2O
1. 铁的氧化物组成的实验探究
铁矿石主要成分为铁的氧化物（杂质中不含铁元素和氧元素，且杂
质不与H2SO4反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物
的化学式进行探究。
①按如图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示
（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯
后，点燃A处酒精灯；
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置B、C的作用分别是什么？
提示：装置B的作用是吸收反应生成的水蒸气，根据装置B实
验前后的质量变化确定反应生成水的质量；装置C中碱石灰
的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气，防止空气中的CO2和水
蒸气进入装置B而干扰反应生成水的测量。
（2）实验测得反应后装置B增重1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量
是多少？
提示：反应生成水的质量为1.35 g，则铁矿石中氧的百分含
量为 ×100％＝24％。
（3）依据（2）中的数据，假设该小组测定铁矿石中铁的含量为70
％，通过计算确定该铁矿石中氧化物的化学式。
提示：铁的氧化物中 n （Fe）∶ n （O）＝ ∶ ＝
5∶6，故该铁的氧化物的化学式为Fe5O6，即3FeO·Fe2O3。
2. 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置：
（1）配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过加热煮沸，目的
是 。
提示： 赶走溶解的氧气
（2）在FeSO4溶液表面覆盖一层苯（一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小）的作用是 。
提示： 隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁
被氧化
（3）将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的
是 。
提示： 防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe（OH）2
Fe3O4的特殊性
（1）Fe3O4不属于碱性氧化物，FeO、Fe2O3属于金属氧化物。
（2）Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和
Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。
（3）Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应，然后把两
个反应式相加。
1. 以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是（ ）
A. Fe2O3、Fe3O4都是炼铁的原料
B. FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
C. FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固体
D. FeO、Fe2O3、Fe3O4都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物
解析： FeO中铁元素是＋2价，Fe3O4中的铁元素有两个是＋3
价，一个是＋2价，故FeO、Fe3O4既有氧化性，又有还原性，B错
误；FeO、Fe3O4都是黑色，但是Fe2O3是红棕色的物质，俗称铁
红，C错误；Fe3O4与酸反应生成Fe2＋、Fe3＋盐，不属于碱性氧化
物，D错误。
2. 下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是（ ）
A. Fe（OH）2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B. Fe（OH）2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe（OH）3
C. Fe（OH）2、Fe（OH）3都具有不稳定性，受热都能分解
D. Fe（OH）3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
解析： Fe（OH）2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在
空气中易被氧化为红褐色的Fe（OH）3：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3，A错误，B正确；Fe（OH）2、Fe（OH）3都具
有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，C正确。
3. 某校课外活动小组的同学在老师的帮助下，探究用赤铁矿（主
要成分是Fe2O3）炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如
图所示。
（1）写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式
。
（2）实验中在甲装置中观察到的实验现象
。
（3）乙装置与甲装置相比，它的主要优点是
。
（4）铁制容器不能用来盛放硫酸铜溶液，请用化学方程式解释原
因 。
3CO＋
Fe2O3 2Fe＋3CO2
红棕色固体变黑色，
澄清石灰水变浑浊
尾气点燃放出热量
可以被充分利用
Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu
（5）每年因腐蚀而浪费掉的金属材料数量惊人，日常生活中可采
用的防锈措施是 。
解析：CO与Fe2O3在高温下会发生氧化还原反应生成Fe和
CO2，CO2能够使澄清石灰水变浑浊，固体物质颜色会由红棕
色变为黑色。乙装置与甲装置相比，乙装置尾气中的CO被点
燃放出的热量可以被充分利用。
刷油漆
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
Fe（OH）2制备的实验（探究与创新）
【典例】 某同学设计如图装置（气密性已检查）制备Fe（OH）2白
色沉淀。
请回答：
（1）仪器1的名称是 。装置5的作用是
。
解析： 观察仪器1特征可知是分液漏斗，该反应需要置于
无氧环境，这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止
空气进入装置4。
分液漏斗
液封，防止空
气进入装置4
（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，
关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使
溶液能进入4中： 。
解析： 根据实验操作，3中溶液不能进入4中，说明三颈烧
瓶中的压强小，原因在于产生的H2从左侧导管逸出，没有足够
的压强，不能将FeSO4溶液压出，因而在装置2、3之间添加控制
开关即可。
在装置2、3之间添加控制开关
（3）装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中产生灰绿色沉
淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：
。
解析： 灰绿色沉淀产生的原因是Fe（OH）2被空气氧化，
装置4中空气没有完全排尽。
装置4内
的空气没有排尽
【规律方法】
Fe（OH）2的制备方法
1. 有机层覆盖法
在新制FeSO4溶液的液面上覆盖一层苯或煤油，然后把吸有NaOH
溶液的长胶头滴管插入FeSO4溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液
（图甲）。
2. 还原性气体保护法
先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置内的空气排尽后，再关
闭止水夹a，利用生成的H2将A中的FeSO4溶液压入B中与NaOH溶
液反应，这样可以长时间观察到白色沉淀（图乙）。
名师点拨
氢氧化亚铁制取实验的四个关键点
（1）Fe2＋极易被空气中氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
（2）为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe
（OH）2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。
（3）为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长
滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
（4）为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量
的煤油或其他密度小于水且不溶于水的有机物（如苯），以隔
绝空气。
【迁移应用】
1. 图中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（ ）
A. ① B. ①②
C. ①②③ D. ①②④
解析： 根据题中信息可知要较长时间保存 Fe（OH）2沉淀，必
须在制取过程中尽可能减少和空气接触，对比4个实验，④中加入
有机物作隔离层，和空气接触少，②中Fe和稀硫酸生成氢气能排出
装置中的空气，所以也能减少与空气接触，①中Fe和稀H2SO4生成
FeSO4的同时生成H2，排出装置中的空气，再滴入NaOH溶液，可
以避免氢氧化亚铁被氧化；只有③生成的氢氧化亚铁能够与空气中
氧气发生反应：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3，不能
长时间观察到氢氧化亚铁。
2. 如图为制取Fe（OH）2的实验装置，分液漏斗中是稀硫酸，烧瓶中
是Fe粉，b中是NaOH溶液。下列说法错误的是（ ）
A. NaOH溶液被煮沸过，目的是除去溶液中溶解的O2
B. 反应过程中产生的H2能排除装置中的O2
C. 分液漏斗对反应的速率有控制能力
D. e在实验开始时关闭，在生成Fe（OH）2时打开
解析： 该装置制取Fe（OH）2的实验，是要将生成的FeSO4溶
液压入装置b中，发生Fe2＋＋2OH－ Fe（OH）2↓，所以e在实验
开始时打开，产生的H2将装置中的空气排尽，一段时间后，将e关
闭，产生的H2无法排出，使装置a压强增大，将FeSO4溶液压入装
置b中，生成Fe（OH）2，D错误。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 为了防止食品变质，常在食品袋中放入小袋的铁粉，这是利用铁的
（ ）
A. 还原性 B. 氧化性
C. 酸性 D. 碱性
解析： 铁能和水、氧气反应生成铁锈，防止食品被氧化和吸收
水分，铁元素的化合价升高，体现还原性，A正确；铁是金属，化
合价只能升高，无氧化性，B错误；铁属于金属单质，没有酸性、
碱性，C、D错误。
2. 赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止
血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”、“苦、
寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为（ ）
A. Fe2O3 B. CuO
C. FeSO4 D. CuSO4
解析： 根据材料，赭石颜色为红色，主要成分可能为Fe2O3，
选A。
3. 下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（ ）
A. Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的黑色颜料
B. 铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C. 铁的氧化物都不与水反应
D. FeO不稳定，在空气中受热会迅速被氧化成Fe2O3
解析： Fe2O3俗称铁红，红棕色固体，常用作油漆、涂料、油
墨和橡胶的红色颜料，A错误；铁在高温下与水蒸气反应的产物为
Fe3O4，B错误；铁有三种氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4，均不溶于
水，且不能与水反应，C正确；FeO不稳定，在空气中受热转化成
Fe3O4，D错误。
4. （2024·广东深圳高一期中）下列关于FeO、Fe2O3和Fe3O4的说法正
确的是（ ）
A. FeO和Fe2O3都是黑色固体
B. Fe3O4中＋2和＋3价铁的比例为2∶1
C. 铁与水蒸气反应生成Fe2O3
D. Fe3O4又称为磁性氧化铁
解析： A项，Fe2O3是红棕色固体，错误；B项，Fe3O4中＋2和
＋3价铁的比例为1∶2，错误；C项，铁与水蒸气反应生成Fe3O4，
错误。
5. 为了探究铁与水的反应，某同学设计并进行了下列实验，虚线框处
用来检验生成的气体。
（1）A装置的作用是 ，B中反应的化学方程式
为 。
解析： A装置的作用是加热提供水蒸气，铁和水蒸气在
高温下反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g） Fe3O4＋
4H2。
提供水蒸气
3Fe＋4H2O（g） Fe3O4＋4H2
（2）虚线框C处应该选择装置 （填“甲”或“乙”），实
验现象是
。
解析： 氢气密度小于空气，虚线框C处应该选择的装置
是乙；氧化铜能够被氢气还原生成铜，现象是铜丝表面的黑
色固体变为红色，试管壁有水珠生成。
乙
铜丝表面的黑色固体变红，试管壁有水珠生
成
（3）球形干燥管的作用是
。
解析： 生成的氢气中会混入水蒸气，球形干燥管可以吸
收未反应完的水蒸气，防止进入C中干扰实验。
（4）A、B两个装置中应先加热 装置。
解析： 装置组装完成后，装置内存在空气，氢气不纯加
热易发生爆炸，因此需要用水蒸气将空气排尽，因此A、B两
个装置中应先加热A装置。
吸收未反应完的水蒸气，防止进入C
中干扰实验
A
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
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
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解析： “取钢煅作叶，如笏或团”，发生形态变化，说明金属
铁有较好的延展性，A正确；空气中Fe易被氧化生成氧化膜，则
“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈，B正确；“于醋
瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生”，可知“铁上衣生”的原因是铁
被醋酸氧化，生成醋酸亚铁，C错误，D正确。
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2. 指南针是我国古代四大发明之一，制造指南针的磁性物质是
（ ）
A. FeO B. Fe2O3
C. Fe3O4 D. Fe
解析： Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁；铁是能被磁化的物
质，本身没有磁性。
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3. 铁片投入下列溶液，溶液质量减轻，但无气体产生的是（ ）
A. 盐酸 B. CuSO4溶液
C. 稀硫酸 D. Na2SO4溶液
解析： 铁片投入盐酸、稀硫酸中，均发生置换反应生成H2，
A、C均错误；铁片投入Na2SO4溶液中，不发生反应，D错误；铁
片投入CuSO4溶液中发生置换反应：Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu，
消耗56 g Fe的同时生成64 g Cu，溶液质量减轻，且无气体生成，B
正确。
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4. “价—类”二维图是学习元素化合物知识的高效模型。如图为铁元
素的“价—类”二维图，图中字母代表含铁元素的物质。下列判断
正确的是（ ）
A. Z是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料
B. 常温下，N在潮湿的空气中能稳定存在
C. X在高温下与水蒸气反应可生成Z
D. Q可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]
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解析： Z是Fe2O3，是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂
料，A正确；N是Fe（OH）2，常温下，在潮湿的空气中易被氧化
为Fe（OH）3，不能稳定存在，B错误；X是Fe，在高温下与水蒸
气反应可生成Fe3O4，不是生成Z（Fe2O3），C错误；Q是亚铁盐，
Fe元素的化合价是＋2价，而碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]中的Fe元
素是＋3价，故Q不能为碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]，D错误。
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5. （2024·江苏无锡高一检测）下列关于铁及其化合物的说法中正确
的是（ ）
A. 自然界中不存在游离态的铁
B. 红热的Fe能与水蒸气发生反应，生成Fe（OH）3和H2
C. 图中的实验现象：生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，
过一段时间后还会有红褐色物质生成
D. Fe（OH）3受热分解生成的Fe2O3，俗称磁性氧化铁
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解析： A项，来自太空的陨铁是自然界中的铁单质，属于游离
态的铁，错误；B项，红热的Fe能与水蒸气发生反应，生成四氧化
三铁与氢气，错误；D项，Fe2O3俗称铁红，磁性氧化铁为四氧化
三铁，错误。
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6. （2024·山东滨州高一检测）月球土壤中富含铁元素，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，有可能是以下哪个原因造成的（ ）
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解析： 月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子的形式存在，
FeO中Fe为＋2价，FeO可能反应生成Fe和Fe3O4，Fe3O4中含有三价
铁，A正确，B、D错误；月球表面没有氧气，FeO无法被氧化生成
Fe2O3，C错误。
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7. 某班同学分成A、B两组，并分别设计如下实验探究能较长时间观
察到白色Fe（OH）2 沉淀的制取方法。回答下列问题：
A组实验：用NaOH溶液和FeSO4 溶液直接反应。（如图1）
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（1）该方法能观察到白色的Fe（OH）2 沉淀，但沉淀颜色快速发
生变化，其颜色变化为
。
B组实验：选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液
进行实验，装置如图2。
先生成白色沉淀，迅速转化为灰绿
色，一段时间后变为红褐色
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3
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解析： Fe（OH）2还原性较强，容易被空气中的氧气氧
化为红褐色的Fe（OH）3，故颜色变化为先生成白色絮状沉
淀，迅速转化为灰绿色，一段时间后变为红褐色；化学方程
式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3。
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（2）实验时，先 （填“打开”或“关闭”）止水夹K，
然后打开 （填仪器名称）的玻璃塞和活塞，使
稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， （填“打开”或
“关闭”）止水夹K，制得白色Fe（OH）2 沉淀，且沉淀能
一段时间不变色，原因是
。
打开
分液漏斗
关闭
稀硫酸与铁粉作用产生的H2排出
了装置中的空气
解析： 图2实验中，稀硫酸和铁粉反应生成FeSO4和H2，实验时，先打开止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，反应一段时间后，关闭止水夹K；白色沉淀能一段时间不变色的原因是稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置内的空气。
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8. 某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：
在空气中把铁灼烧到500 ℃就形成Fe3O4；温度再升高，可形成
Fe2O3；在更高的温度下加热Fe2O3（约1 400 ℃）时，又可得到
Fe3O4。
即：Fe Fe3O4 Fe2O3
下列说法正确的是（ ）
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A. FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B. 反应②的温度比反应③的温度高
C. 热稳定性顺序：FeO＞Fe2O3
D. 四氧化三铁中铁元素的化合价复杂，若写成氧化物的形式，则化
学式可写为FeO·Fe2O3
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解析： Fe2O3为红色固体，A错误；根据题意可知Fe在500 ℃时
生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为
Fe3O4，所以反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳
定，在空气中会被氧化为Fe3O4，C错误；四氧化三铁中Fe为＋2价
和＋3价，个数比为1∶2，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。
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9. （2024·宜春高一检测）用“W”形管进行微型实验，如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. a处红棕色粉末变为黑色
B. a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热
C. b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D. 可利用点燃的方法进行尾气处理
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解析： a处氧化铁和CO反应生成铁，现象：红棕色粉末变为黑
色，A正确；a处实验结束时先停止加热，后停止通入CO，防止生
成的铁再被氧化，B错误；CO2能使澄清石灰水变浑浊，b处澄清石
灰水变浑浊证明有二氧化碳生成，C正确；CO能燃烧生成CO2，所
以可利用点燃的方法进行尾气处理，D正确。
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10. 某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析，下列说法正确的是（ ）
A. 实验①②所涉及的物质均为电解质
B. 实验①③发生的均为离子反应
C. 实验②③均未发生氧化还原反应
D. 实验①③反应制得的物质均为纯净物
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解析： 实验①中铁与氯气都是单质，不是电解质，A错误；实
验①中铁与氯气反应生成氯化铁，不是离子间发生的反应，不属
于离子反应，B错误；实验②中氯化铁溶于水为物理变化，实验
③中氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，没有化合价变化，不属于氧
化还原反应，C正确；实验③得到氢氧化铁胶体，属于混合物，D
错误。
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11. （2024·荆州高一检测）纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解
水制H2，过程如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A. Fe3O4中Fe元素的化合价为＋2、＋3价
B. 过程Ⅰ中每消耗116 g Fe3O4转移2 mol电子
D. 铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
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解析： Fe3O4中Fe元素化合价为＋2、＋3价，A正确；过程Ⅰ方
程式为2Fe3O4 6FeO＋O2↑，存在关系式：2Fe3O4～4e－，每
消耗116 g Fe3O4（0.5 mol）转移1 mol电子，B错误；根据图示可
知，过程ⅡFeO与H2O在加热条件下反应生成Fe3O4和H2，化学方
程式为3FeO＋H2O Fe3O4＋H2↑，C正确；铁氧化合物循环制氢
气，氧气和氢气分两个步骤生成，产物易分离，同时利用了太阳
能，节约能源，D正确。
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12. 已知：普通铁＋水蒸气 铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物
＋氢气 “引火铁”＋水蒸气，其中“引火铁”为颗粒很
细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20％的盐
酸及其他试剂制备“引火铁”，装置图（铁架台、铁夹、铁网、
陶土网、加热仪器等略去）如下：
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下列关于上述装置和实验的分析错误的是（ ）
A. A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰
B. A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C. 需要加热的仪器只有A、E
D. D用于收集氢气，F处的尾气中有氢气与水蒸气
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解析： A中加入普通铁粉制取磁性氧化铁，I中加入普通铁
粉制取氢气，G中进行除杂干燥，可用碱石灰，A正确；磁性
氧化铁是四氧化三铁，E中四氧化三铁与氢气反应生成“引火
铁”，B正确；本实验中B装置也是需要加热的，目的是产生
水蒸气，C错误；D用排水法收集氢气，F处的尾气中含有H2和
水蒸气，D正确。
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13. 由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得铁元素与氧元素的质量
之比为21∶8，这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比
可能是（ ）
A. 1∶2∶1 B. 2∶2∶3
C. 1∶3∶1 D. 1∶2∶3
解析： 由于Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为21∶8，则Fe3O4为任意量都可满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21∶8；Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，即FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1时，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比为21∶8，B正确。
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14. FeSO4·7H2O是一种重要的食品和饲料添加剂，某工业废渣主要成
分是Fe2O3，还含有CaCO3和SiO2（既不溶于水也不溶于稀硫
酸）。
实验室用此废渣制备FeSO4·7H2O 的流程如图：
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回答下列问题：
（1）废渣研磨的目的是
。
增大反应物的接触面积，加快反应速
率
解析： 稀硫酸与粉末中的氧化铁反应生成硫酸铁和
水，化学方程式为Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋
3H2O。
（2）稀硫酸与粉末中的氧化铁反应的化学方程式为
。
Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H2O
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（3）步骤②的操作名称是过滤，其中需要用到的玻璃仪器是烧
杯、漏斗和 。经测定，滤渣中只含有CaSO4 和
SiO2。你认为实验室 （填“能”或“不能”）用粉末
状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳。
玻璃棒
能
解析：步骤②的操作名称是过滤，其中需要用到的玻
璃仪器是烧杯、漏斗和玻璃棒（引流防止液体洒出）。经测
定，滤渣中只含有 CaSO4和SiO2，说明废渣中的碳酸钙已经
完全和稀硫酸反应，生成了硫酸钙、水和二氧化碳，因此实
验室可以用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳。
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（4）Fe 与Fe2（SO4）3 反应的化学方程式为
。
Fe＋Fe2（SO4）3
3FeSO4
解析：Fe与Fe2（SO4）3反应生成硫酸亚铁，化学方程式为Fe＋Fe2（SO4）3 3FeSO4。
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（5）硫酸亚铁的溶解度曲线如图。待结晶完毕后，滤出晶体，用
少量冰水洗涤2～3次。用冰水洗涤的目的是：Ⅰ.除去晶体表
面附着的杂质；Ⅱ. 。
减少硫酸亚铁的溶解损失
解析：由图可知硫酸亚铁的溶解度随温度升高而变大，用冰水洗涤的
目的是：Ⅰ.除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ.减少硫酸亚铁的溶解损失。
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THE END
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