第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物(基础课)
素养目标 初高衔接
1．了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。 2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
知识点一 铁的单质
1．铁的存在和冶炼
2．铁的物理性质
铁有延展性和导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引，其熔、沸点较高。
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
①铁与氯气反应的化学方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3。
②加热条件下，铁与弱氧化性的S单质反应的化学方程式：Fe＋SFeS。
③铁与稀盐酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑。
④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu。
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
实验装置
操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气发生反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
1．为探究铁与水蒸气的反应，某同学设计并进行了如下实验，虚线框处用来检验生成的气体。下列说法正确的是( )
A．实验后，装置B中生成黑色固体
B．虚线框C处应该选择装置甲，试管中是灼热的表面发黑的铜丝
C．虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的铜丝
D．装置B与C之间的球形管内应装电石
A [由实验装置可知，A中加热提供水蒸气，B中Fe与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁颜色为黑色，所以实验后，装置B中生成黑色固体，A正确；由于氢气的密度较小，虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝，氢气还原CuO可以观察到黑色铜丝变为红色，检验产生的氢气，B、C错误；电石的化学性质十分活泼，遇水分解产生乙炔和氢氧化钙，并放出大量的热，实验过程中有水蒸气生成，因此球形管中不能装电石，D错误。]
2． [教材·思考与讨论]
利用如图装置也可以实现Fe与水蒸气的反应
(1)反应开始时，应先点燃________处的酒精灯，其目的是________________，若点燃顺序反了，可能的后果有___________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] b 用水蒸气排出装置内的空气 Fe与O2生成了Fe3O4，Fe无法与水蒸气反应；Fe与水蒸气反应生成H2，在高温下与空气中的O2反应可能发生爆炸
(2)此装置如何检验Fe与水蒸气反应生成的气体产物？
[答案] 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2。
知识点二 铁的氧化物与氢氧化物
1．铁的氧化物
物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(具有磁性)
溶解性 不溶于水
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O
稳定性 不稳定，6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
2．铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如图所示：
①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式是Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓。
②图乙实验中先观察到有白色絮状沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，有关反应的离子方程式是Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓、===。
1．制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有
(1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，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而不溶于水的有机物，以隔绝空气。
2．Fe(OH)2实验室制备装置及其改进
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
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 ＋2H＋===_Fe2+＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O
稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
日常生活中铁制品生锈的现象很常见，依据所学知识分析铁锈的主要成分是什么？怎样除去衣物上的铁锈？
提示：铁锈呈红棕色，因此铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。根据Fe2O3的性质，我们可以选用酸性物质除去衣物上的铁锈，如食用醋、草酸或柠檬汁等。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。 ( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3。 ( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物。 ( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成。 ( )
(5)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气。 ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．某实验小组用如图甲所示装置制备Fe(OH)2。下列说法正确的是( )
A．盛放稀硫酸的仪器是长颈漏斗
B．实验时打开旋塞的顺序依次为K2、K1、K3
C．试剂X可选用植物油，其主要作用是隔绝空气
D．选用甲装置中除水外的试剂，可用乙装置代替甲装置制备Fe(OH)2
C [盛放稀硫酸的仪器是分液漏斗，A错误；实验时先打开K1再打开K2，用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶中空气，B错误；植物油与水不互溶、密度小于水，可起到隔绝空气的作用，C正确；乙装置左边试管中长、短导管安装错误，D错误。]
1．下列说法不正确的是( )
A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是Fe3O4
B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应
C [铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下铁粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，A正确；铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，B正确；陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在，C错误；铁在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，D正确。]
2．关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列说法中正确的是( )
A．都是黑色固体
B．都不溶于水
C．铁元素化合价都相同
D．都能与水反应
B [氧化铁(Fe2O3)为红棕色，氧化亚铁(FeO)和四氧化三铁(Fe3O4)为黑色，A不正确；铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不溶于水，B正确；氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价，C不正确；铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)都不与水反应，D不正确。]
3．下列有关铁的说法中正确的是( )
A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
B．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
C．Fe与少量Cl2反应生成FeCl2
D．铜粉中混有少量铁粉，可加入足量盐酸充分反应后过滤、洗涤、干燥
D [铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，A错误；铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，B错误； Cl2具有强氧化性，Fe与Cl2反应生成FeCl3，与Cl2是否过量无关，C错误；铜粉中混有少量铁粉，因为铁粉与盐酸反应，而铜不与盐酸反应，因此加入足量盐酸充分反应后过滤、洗涤、干燥，可以除去铜粉中混有的少量铁粉，D正确。]
4．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 ( )
A．实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯
B．装置B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2
C．装置E中的现象是红色粉末变黑
D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理
A [实验时应先点燃A处的酒精灯，赶走装置中的空气，再点燃B处的酒精喷灯，A正确；装置B中发生反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，B错误；装置E中H2还原CuO生成Cu和H2O，观察到的现象是黑色粉末变为红色，C错误；铁与水蒸气反应，炽热的铁水注入模具之前，模具需干燥，防止产生的H2发生爆炸，D错误。]
5．同学们在实验室里用如图装置制取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
A [含Fe2+的溶液的颜色为浅绿色， A正确；胶头滴管应该插入液面以下，隔绝氧气，防止氢氧化亚铁被氧化， B错误；酒精溶于水，不能起到隔绝空气的作用，C错误；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，D错误。]
6．某化学兴趣小组拟用如图装置(2个三颈烧瓶及其他仪器)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。
提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。
(1)稀硫酸应放在________中(填仪器名称)。
(2)本实验通过控制A、B、C三个开关，可将装置中的空气排尽，具体操作为关闭开关________，打开开关________，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关________，打开开关______，就可观察到氢氧化亚铁的生成。试分析实验开始时需排尽装置中空气的理由： ____________________________
_____________________________________________________________________
(用化学方程式作答)。
[解析] (1)此实验目的是制备氢氧化亚铁，先在装置2中用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中。(2)实验时，可关闭开关A，打开开关B、C，打开分液漏斗活塞，待排尽空气后，再关闭开关B、C，打开开关A，将生成的硫酸亚铁溶液压入右侧装置中生成氢氧化亚铁。实验开始时需要排尽装置中的空气是为了防止发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
[答案] (1)分液漏斗 (2)A B、C B、C A 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
数智分层作业(十九) 铁的单质、氧化物和氢氧化物
(分值：40分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．下列有关铁的说法中正确的是 ( )
A．FeCl3可通过化合反应或置换反应制得
B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3+＋3H2↑
C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4
D．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下反应生成Fe3O4
C [Fe与Cl2加热时发生化合反应生成FeCl3，而Fe和盐酸反应生成FeCl2，即不能通过置换反应制得，A错误；Fe和稀硫酸反应生成FeSO4和H2，其离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，B错误；Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4，C正确；常温下Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下反应生成铁锈(主要成分是Fe2O3·xH2O)，D错误。]
2．在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是( )
A．FeFeCl3 B．FeFeS
C．FeFeCl3 D．FeFe3O4
C [Cl2是强氧化剂，可将Fe氧化成FeCl3，A正确；S是弱氧化剂，可将Fe氧化成FeS，B正确；Fe与HCl反应生成FeCl2，而不是FeCl3，C错误；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，D正确。]
3．茶叶等包装中通常会加入还原性铁粉，下列有关说法正确的是( )
A．还原性铁粉直接杀菌，延长茶叶储存时间
B．发生的反应是2Fe3+＋Fe===3Fe2+
C．用无水CaCl2代替，也能取得同样效果
D．还原性铁粉与空气反应，增加茶叶保质期
D [还原性铁粉具有强还原性，起到抗氧化作用，不能起到杀菌消毒的作用，A错误；还原性铁粉具有强还原性，能与空气中的氧气反应，防止茶叶被氧化， B错误、D正确；无水氯化钙不具有还原性，不能与空气中的氧气反应，不可能延长茶叶储存时间，无法取得与还原铁粉的同样效果，C错误。]
4．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．装置中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2↑
C．肥皂液的主要作用是检验生成的气体是H2
D．肥皂液中刚有气泡产生时不能点燃肥皂液
B [加热湿棉花可以产生水蒸气，故湿棉花的主要作用是提供水蒸气，A正确；铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；肥皂液的主要作用是检验生成的氢气，氢气难溶于水，会形成泡泡，点燃会有爆鸣声，C正确；肥皂液中刚有气泡产生时，氢气不纯，不能点燃肥皂液，D正确。]
5．(5分)有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL的大试管中先加40 mL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FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图所示)。仔细观察，回答下列问题：
(1)大试管的下层溶液中出现的现象为________________________________。(2分)
(2)装置中长颈漏斗内液面________(填“下降”或“上升”)。(1分)
(3)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式： ______________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
[解析] (1)由于金属Na的密度比H2O的小，但比煤油的大，故Na粒应位于两种液体的交界处，Na与FeSO4溶液接触的部分与H2O发生反应生成NaOH和H2，NaOH与FeSO4发生反应生成白色絮状沉淀Fe(OH)2，因隔绝了空气，制得的白色可以保存较长时间。(2)由于大试管内产生H2，大试管内气压增大，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)反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，将两个化学方程式相加得＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。
[答案] (1)产生白色絮状沉淀 (2)上升
(3)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
6．某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：
在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4；温度再升高可生成Fe2O3；在更高的温度(约1 400 ℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。
即：FeFe3O4 Fe2O3
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．FeO的稳定性强于Fe2O3
D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3
D [Fe2O3为红棕色固体，A项错误；根据信息可知Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B项错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C项错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D项正确。]
7．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )
A．A为Fe，B为Fe3O4
B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋2Fe3+===3Fe2+
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
AB [由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。④的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3+===3Fe2+。]
8．(11分)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________。(1分)
(2)实验时在装置A中加入的试剂是____________(填名称)，装置B中加入一定量的________(填化学式)溶液。(2分)
(3)实验开始时先将活塞E________(填“打开”或“关闭”)，装置C中收集到气体的主要成分是________。(2分)
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(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_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
发生转化的化学方程式为_______________________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
[解析] Fe(OH)2易被氧气氧化，制备Fe(OH)2要隔绝空气。装置A中放入铁粉和稀硫酸，装置B中放入氢氧化钠溶液，先打开止水夹E，装置A中生成的氢气排出装置B中的空气，等装置C中收集到纯净的氢气时，关闭止水夹E，装置A中生成的FeSO4溶液压入装置B中与氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀Fe(OH)2。(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)装置A制备FeSO4，同时产生的氢气排出装置内的空气，实验时在装置A中加入的试剂是铁屑和稀硫酸，装置B中FeSO4和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，装置B中加入一定量的NaOH溶液。(3)为使装置A中生成的氢气进入装置B，以排出装置B内的空气，实验开始时先将活塞E打开，装置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，反应的化学方程式为＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，发生的现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。
[答案] (1)煮沸 (2)铁屑、稀硫酸 NaOH
(3)打开 H2(或氢气) (4)装置中充满氢气，空气不能进入装置中 (5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
9．(8分)某博物馆修复出土铁器的过程如下：
(1)检测锈蚀产物
主要成分的化学式
Fe3O4 Fe2O3·H2O FeO(OH) FeOCl
铁器在具有O2、________等环境中容易被腐蚀。(1分)
(2)分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。
①Fe转化为Fe2+。
②FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层，Fe2+的作用是________(填字母)。(1分)
a．氧化剂
b．还原剂
c．既不是氧化剂也不是还原剂
(3)研究发现，Cl－对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成Fe3O4保护层，方法如下：
将铁器浸没在盛有0.5 mol·L-1Na2SO3、0.5 mol·L-1 NaOH溶液的容器中，缓慢加热至60～90 ℃。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无Cl－。
①检测洗涤液中Cl－的方法是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
②脱氯反应：FeOCl＋OH－===FeO(OH)＋Cl－。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较FeOCl与FeO(OH)溶解度的大小： ______________________________
_____________________________________________________________________。
③Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是_______________________
_____________________________________________________________________。(6分)
[解析] (1)铁器在具有O2、H2O等环境中容易被腐蚀。(2)②根据化合物中化合价代数和为0可知FeO(OH)中铁元素的化合价为＋3价。反应中元素的化合价均不变化，所以Fe2+既不是氧化剂也不是还原剂。(3)①氯离子可以利用硝酸酸化的硝酸银溶液检验。②离子反应的本质是离子浓度的减小，这说明FeO(OH)更难溶，因此FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度。③1 mol四氧化三铁中含有1 mol亚铁离子，亚硫酸钠的氧化产物是硫酸钠，根据得失电子守恒、元素守恒以及电荷守恒可知Na2SO3还原FeO(OH)生成Fe3O4的离子方程式是===＋2Fe3O4＋3H2O。
[答案] (1)H2O (2)c (3)①取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合液，若无白色沉淀产生说明无Cl－，反之有Cl－ ②S(FeOCl)>S[FeO(OH)] ③===＋2Fe3O4＋3H2O
5 / 15第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物(基础课)
素养目标 初高衔接
1．了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。 2．通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
知识点一 铁的单质
1．铁的存在和冶炼
2．铁的物理性质
铁有____性和____性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被____吸引，其熔、沸点较__。
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
①铁与氯气反应的化学方程式：_____________________。
②加热条件下，铁与弱氧化性的S单质反应的化学方程式：____________。
③铁与稀盐酸反应的离子方程式：________________。
④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式：________________________。
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
实验装置
操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到____声，证明生成了____
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气发生反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
1．为探究铁与水蒸气的反应，某同学设计并进行了如下实验，虚线框处用来检验生成的气体。下列说法正确的是( )
A．实验后，装置B中生成黑色固体
B．虚线框C处应该选择装置甲，试管中是灼热的表面发黑的铜丝
C．虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的铜丝
D．装置B与C之间的球形管内应装电石
2． [教材·思考与讨论]
利用如图装置也可以实现Fe与水蒸气的反应
(1)反应开始时，应先点燃________处的酒精灯，其目的是________________，若点燃顺序反了，可能的后果有___________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)此装置如何检验Fe与水蒸气反应生成的气体产物？
知识点二 铁的氧化物与氢氧化物
1．铁的氧化物
物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 — ____ __________
颜色、状态 黑色粉末 ______粉末 黑色晶体(具有磁性)
溶解性 __溶于水
铁的价态 ____ ____ ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O
稳定性 不稳定，6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
2．铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如图所示：
①图甲实验中观察到的现象是________________，反应的离子方程式是Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓。
②图乙实验中先观察到有____________生成，在空气中迅速变成____色，最后变成____色，有关反应的离子方程式是________________、______________。
1．制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有
(1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，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而不溶于水的有机物，以隔绝空气。
2．Fe(OH)2实验室制备装置及其改进
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
颜色状态 ________ __________
溶解性 ________ ________
与非氧化性强酸反应 _______________ _________________
稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3__________
日常生活中铁制品生锈的现象很常见，依据所学知识分析铁锈的主要成分是什么？怎样除去衣物上的铁锈？
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。 ( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3。 ( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物。 ( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成。 ( )
(5)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气。 ( )
2．某实验小组用如图甲所示装置制备Fe(OH)2。下列说法正确的是( )
A．盛放稀硫酸的仪器是长颈漏斗
B．实验时打开旋塞的顺序依次为K2、K1、K3
C．试剂X可选用植物油，其主要作用是隔绝空气
D．选用甲装置中除水外的试剂，可用乙装置代替甲装置制备Fe(OH)2
1．下列说法不正确的是( )
A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是Fe3O4
B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应
2．关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列说法中正确的是( )
A．都是黑色固体
B．都不溶于水
C．铁元素化合价都相同
D．都能与水反应
3．下列有关铁的说法中正确的是( )
A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
B．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
C．Fe与少量Cl2反应生成FeCl2
D．铜粉中混有少量铁粉，可加入足量盐酸充分反应后过滤、洗涤、干燥
4．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 ( )
A．实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯
B．装置B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2
C．装置E中的现象是红色粉末变黑
D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理
5．同学们在实验室里用如图装置制取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
6．某化学兴趣小组拟用如图装置(2个三颈烧瓶及其他仪器)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。
提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。
(1)稀硫酸应放在________中(填仪器名称)。
(2)本实验通过控制A、B、C三个开关，可将装置中的空气排尽，具体操作为关闭开关________，打开开关________，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关________，打开开关______，就可观察到氢氧化亚铁的生成。试分析实验开始时需排尽装置中空气的理由： ____________________________
_____________________________________________________________________
(用化学方程式作答)。
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