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第三章
铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时14 铁的单质
目 标 导 航
学习目标 知识体系
1. 掌握铁单质的主要性质 2. 了解铁在生产生活中的应用 3. 通过单质铁的相关实验，初步体验有序地、全面地、敏锐地观察实验现象
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 铁在氯气中点燃生成FeCl2( )
(2) 铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2( )
(3) 铁在氧气中燃烧生成Fe2O3( )
(4) 由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(5) 铁与稀盐酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑( )
概 念 辨 析
×
√
×
×
×
×
纲要笔记
1. 铁的存在形式
2. 铁的物理性质
纯净的铁为______色金属，有延展性和导电、导热性。铁的粉末为___色。铁能被______吸引。在地壳中含量排名第___________位。
铁的存在形式及物理性质
1
银白
黑
磁铁
四(或4)
1. 铁与非金属单质的反应
(1) 铁在O2中点燃：____________________________________。
(2) 铁与Cl2在加热条件下：_______________________。
2. 铁与非氧化性酸(如HCl)的反应(写离子方程式，下同)：______________ ______________。
3. 铁与盐(如CuSO4、FeCl3、AgNO3)溶液的反应：_____________________；________________________；___________________________。
4. 铁与水蒸气的反应：_________________________________。
铁的化学性质
2
Fe＋2H＋=== Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag
[要点提醒]
(1) Fe与冷水、热水均不反应，但Fe与H2O(g)在高温条件下反应，其固体产物是__________(不是Fe2O3)。
(2) 铁在潮湿的空气中易生锈，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，而铁在纯氧中燃烧的产物是__________。
(3) Fe与Cl2在加热条件下反应生成__________，与Fe的量无关；而Fe与盐酸反应生成的是__________。
(4) 常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，其表面生成致密氧化膜；而加热时，发生反应的生成物与Fe用量有关。
Fe3O4
Fe3O4
FeCl3
FeCl2
铁的生成物价态与氧化剂的关系
3
1. 实验原理
2. 装置图
3. 实验现象：加热时铁粉红热，刚开始导管插入蒸发皿的肥皂水中出现很多气泡(空气)，2 min左右，用火柴点燃肥皂泡，可听到明显的爆鸣声。
铁与水蒸气反应的实验
4
[要点提醒]
(1) 湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气。
(2) 酒精灯的火焰用防风罩套住，可使试管受热效果更好。
(3) 肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
(4) 铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应。
按要求写出下列反应的化学方程式，若是离子反应的则只写出离子方程式。
(1) 铁与稀硫酸反应：_________________________。
(2) 铁与稀盐酸反应：_________________________。
(3) 铁丝在氯气中燃烧：_______________________。
(4) 铁丝在氧气中燃烧：_______________________。
(5) 铁粉与高温水蒸气反应：______________________________。
与铁相关的化学(离子)方程式的书写
(6) 铁粉加入氯化铁溶液中：____________________。
(7) 铁粉加入硫酸铜溶液中：_________________________。
(8) 铁粉加入硝酸银溶液中：_________________________。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag
分类悟法
类型1 铁的存在及物理性质
下列关于金属铁的说法不正确的是( )
A. 纯铁是银白色金属
B. 能与水蒸气反应生成Fe2O3
C. 工业炼铁的原理是用还原的方法将铁从铁矿石中提炼出来
D. 铁能导电但其导电性不如铜和铝
1
【解析】高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，B错误。
B
类型2 铁的化学性质
下列说法不正确的是( )
A. 铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B. 铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C. 铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D. 铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂
2
【解析】铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者产物均有四氧化三铁，A正确；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁元素的化合价升高，铁作还原剂，B、D正确；铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，C错误。
C
类型3 探究实验
(2024·深圳)用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。下列说法不正确的是( )
3
B
【解析】装置A是液态水在加热的条件下产生水蒸气的装置，为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；Fe与水蒸气反应产物是Fe3O4和H2，B错误；H2属于中性气体，可以用碱石灰作干燥剂，C正确；H2在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确。
课堂评价
1. 下列关于铁的说法不正确的是( )
A. 纯净的铁是光亮的银白色金属
B. 铁能被磁体吸引
C. 铁是地壳中含量最多的金属元素
D. 铁具有延展性和导热性，可制作炊具
【解析】铝是地壳中含量最多的金属元素，C错误。
C
2. (2024·蚌埠)下列关于铁及其化合物说法正确的是( )
A. 过量的铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl2
B. 铁的氧化物都不溶于水，也不与水发生反应
C. 铁的化学性质活泼，在自然界中都以化合态的形式存在
D. 向FeCl3饱和溶液中滴加适量NaOH溶液即可得到Fe(OH)3胶体
【解析】过量的Fe在Cl2中燃烧也生成FeCl3，A错误；在自然界中，陨铁以铁的游离态存在，C错误；向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀，D错误。
B
3. 将铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是 ( )
A. 氯化铁溶液 B. 硫酸铜溶液
C. 稀盐酸 D. 硝酸银溶液
【解析】铁和FeCl3溶液反应生成FeCl2，没有气体生成且溶液质量增加，A正确；铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，B错误；铁和稀盐酸反应有氢气生成，C错误；铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，D错误。
A
4. (2024·广州)下列单质既能与氯气直接反应，又能与稀盐酸反应，且产物不相同的是( )
A. Al B. Cu
C. Fe D. Zn
【解析】Al与Cl2反应生成AlCl3，Al与稀盐酸反应生成AlCl3和H2，A不符合题意；Cu与Cl2反应生成CuCl2，Cu与稀盐酸不反应，B不符合题意；Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与稀盐酸反应生成FeCl2和H2，产物不相同，C符合题意；Zn与Cl2反应生成ZnCl2，Zn与稀盐酸反应生成ZnCl2和H2，D不符合题意。
C
配套新练案
1. 下列说法不正确的是( )
A. Fe在O2中燃烧生成四氧化三铁
B. Fe与Cl2发生反应生成氯化亚铁
C. Fe在潮湿的环境中易生锈
D. Fe在氧气中燃烧需要在集气瓶中放少量沙子，以免炸裂集气瓶
【解析】点燃条件下，Fe与Cl2发生反应生成氯化铁，B错误。
B
2. 下列说法正确的是( )
A. 由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质
B. 铁与少量稀硫酸反应生成Fe2＋，与足量稀硫酸反应则生成Fe3＋
C. 铁与酸、盐溶液发生反应时，铁均表现出还原性
D. 由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2
C
3. 下列变化过程不能一步实现的是( )
D
4. 下列反应过程中的离子方程式书写正确的是( )
A. 将Fe加入CuSO4溶液中：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe3＋
B. 铁与稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
C. 铁与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D. 铁与氯化铁反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B
5. 将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是( )
A. 稀硫酸 B. 硫酸铜溶液
C. 稀盐酸 D. AlCl3溶液
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则每溶解56 g Fe，溶液逸出 2 g H2，故溶液质量增加，A错误；铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，则每溶解56 g Fe，溶液析出64 g Cu，故溶液质量减轻，B正确；铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则每溶解56 g Fe，溶液逸出2 g H2，故溶液质量增加，C错误；Fe与AlCl3溶液不发生反应，溶液质量不变，D错误。
B
6. 为了除去铜粉中的铁粉，可以加入( )
A. 水 B. 氢氧化钠
C. 氯化钠 D. 稀硫酸
【解析】铁粉与稀硫酸反应生成可溶的硫酸亚铁，经过滤、洗涤、干燥可得铜粉，D正确。
D
7. 等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )
A. 1∶1 B. 3∶4
C. 2∶3 D. 4∶3
B
8. 铁与水蒸气反应的实验装置如图所示。下列做法不正确的是( )
A. 试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替
B. 将试管底部的湿棉花移到试管口处
C. 用铁丝网罩住酒精灯火焰
D. 点燃肥皂泡验证氢气的生成
【解析】铁粉易堵塞导管口，铁丝与水蒸气反应的接触面积较大，A正确；若湿棉花移到试管口处，产生的水蒸气不易与铁丝充分反应，B错误；铁丝网罩住酒精灯火焰，可提高温度，C正确；氢气能燃烧，点燃肥皂泡可验证氢气的生成，D正确。
B
9. 铜片和铁片(均少部分被氧化)一起放入足量的盐酸中充分反应。反应后的溶液中( )
A. 一定有Fe3＋ B. 一定有Fe2＋
C. 一定有Cu2＋ D. 一定没有Cu2＋
【解析】表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，溶液中产生Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋，还原性：Fe＞Cu，且氧化性：Fe3＋>Cu2＋>H＋，则表面氧化膜溶解后，依次发生铁和Fe3＋反应、铁和Cu2＋反应，最后铁和过量的盐酸反应，故溶液中一定存在Fe2＋，B正确。
B
10. 铁在一定条件下的反应如图所示。
(1) 晋代的《抱朴子》中有记载“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾，即五水硫酸铜晶体。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中，可以得到金属铜，写出该反应的化学方程式：_______________________。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
(2) 工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为___________(计算结果保留2位小数)。
(3) 实现Fe转化为Fe2＋，可选用________________________________________ (填化学式)溶液。
(4) 写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：________________________________ ________。
9.23 mol
HCl(或H2SO4、CuSO4等其他合理答案)
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋
4H2O
11. 铁及其重要化合物之间的部分转化对工业生产有着广泛的应用。回答下列问题：
(1) 下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是___(填字母，下同)。
a. 金红石(TiO2) b. 赤铁矿(Fe2O3) c. 辉铜矿(Cu2S)
(2) 实现Fe转化为Fe2＋可选用足量的______。
a. 稀盐酸 b. 氢氧化钠溶液 c. 稀硫酸
(3) 在加热的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应，该反应的化学方程式为________
________________。
【解析】(1) 用于冶炼金属铁，可知化合物含Fe元素，只有赤铁矿符合。
b
ac
2Fe＋
谢谢观赏第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时14 铁的单质
学习目标 知识体系
1. 掌握铁单质的主要性质2. 了解铁在生产生活中的应用3. 通过单质铁的相关实验，初步体验有序地、全面地、敏锐地观察实验现象
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 铁在氯气中点燃生成FeCl2(×)
(2) 铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2(√)
(3) 铁在氧气中燃烧生成Fe2O3(×)
(4) 由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质(×)
(5) 铁与稀盐酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(×)
(6) H2O(g)通过灼热铁粉：2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2(×)
铁的存在形式及物理性质
1. 铁的存在形式
2. 铁的物理性质
纯净的铁为银白色金属，有延展性和导电、导热性。铁的粉末为黑色。铁能被磁铁吸引。在地壳中含量排名第四(或4)位。
铁的化学性质
1. 铁与非金属单质的反应
(1) 铁在O2中点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。
(2) 铁与Cl2在加热条件下：2Fe＋3Cl22FeCl3。
2. 铁与非氧化性酸(如HCl)的反应(写离子方程式，下同)：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
3. 铁与盐(如CuSO4、FeCl3、AgNO3)溶液的反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag。
4. 铁与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
[要点提醒]
(1) Fe与冷水、热水均不反应，但Fe与H2O(g)在高温条件下反应，其固体产物是Fe3O4(不是Fe2O3)。
(2) 铁在潮湿的空气中易生锈，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
(3) Fe与Cl2在加热条件下反应生成FeCl3，与Fe的量无关；而Fe与盐酸反应生成的是FeCl2。
(4) 常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，其表面生成致密氧化膜；而加热时，发生反应的生成物与Fe用量有关。
铁的生成物价态与氧化剂的关系
铁的价态 氧化剂 举例
＋2价 弱氧化剂：稀盐酸、稀硫酸、S、Cu2＋、Fe3＋等 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
＋3价 强氧化剂：Cl2、O2等 2Fe＋3Cl22FeCl3
＋2和＋3价 铁丝在氧气中燃烧、铁在高温下与水蒸气反应生成的一种复杂的化合物Fe3O4
铁与水蒸气反应的实验
1. 实验原理
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
2. 装置图
3. 实验现象：加热时铁粉红热，刚开始导管插入蒸发皿的肥皂水中出现很多气泡(空气)，2 min左右，用火柴点燃肥皂泡，可听到明显的爆鸣声。
[要点提醒]
(1) 湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气。
(2) 酒精灯的火焰用防风罩套住，可使试管受热效果更好。
(3) 肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
(4) 铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应。
与铁相关的化学(离子)方程式的书写
按要求写出下列反应的化学方程式，若是离子反应的则只写出离子方程式。
(1) 铁与稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2) 铁与稀盐酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(3) 铁丝在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3。
(4) 铁丝在氧气中燃烧：3Fe＋2O2Fe3O4。
(5) 铁粉与高温水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
(6) 铁粉加入氯化铁溶液中：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(7) 铁粉加入硫酸铜溶液中：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
(8) 铁粉加入硝酸银溶液中：Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag。
类型1 铁的存在及物理性质
下列关于金属铁的说法不正确的是(B)
A. 纯铁是银白色金属
B. 能与水蒸气反应生成Fe2O3
C. 工业炼铁的原理是用还原的方法将铁从铁矿石中提炼出来
D. 铁能导电但其导电性不如铜和铝
【解析】高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，B错误。
类型2 铁的化学性质
下列说法不正确的是(C)
A. 铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B. 铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C. 铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D. 铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂
【解析】铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者产物均有四氧化三铁，A正确；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁元素的化合价升高，铁作还原剂，B、D正确；铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，C错误。
类型3 探究实验
(2024·深圳)用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。下列说法不正确的是(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2Fe＋3H2OFe2O3＋3H2↑
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】装置A是液态水在加热的条件下产生水蒸气的装置，为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；Fe与水蒸气反应产物是Fe3O4和H2，B错误；H2属于中性气体，可以用碱石灰作干燥剂，C正确；H2在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确。
1. 下列关于铁的说法不正确的是(C)
A. 纯净的铁是光亮的银白色金属
B. 铁能被磁体吸引
C. 铁是地壳中含量最多的金属元素
D. 铁具有延展性和导热性，可制作炊具
【解析】铝是地壳中含量最多的金属元素，C错误。
2. (2024·蚌埠)下列关于铁及其化合物说法正确的是(B)
A. 过量的铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl2
B. 铁的氧化物都不溶于水，也不与水发生反应
C. 铁的化学性质活泼，在自然界中都以化合态的形式存在
D. 向FeCl3饱和溶液中滴加适量NaOH溶液即可得到Fe(OH)3胶体
【解析】过量的Fe在Cl2中燃烧也生成FeCl3，A错误；在自然界中，陨铁以铁的游离态存在，C错误；向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀，D错误。
3. 将铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是(A)
A. 氯化铁溶液 B. 硫酸铜溶液
C. 稀盐酸 D. 硝酸银溶液
【解析】铁和FeCl3溶液反应生成FeCl2，没有气体生成且溶液质量增加，A正确；铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，B错误；铁和稀盐酸反应有氢气生成，C错误；铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，D错误。
4. (2024·广州)下列单质既能与氯气直接反应，又能与稀盐酸反应，且产物不相同的是(C)
A. Al B. Cu
C. Fe D. Zn
【解析】Al与Cl2反应生成AlCl3，Al与稀盐酸反应生成AlCl3和H2，A不符合题意；Cu与Cl2反应生成CuCl2，Cu与稀盐酸不反应，B不符合题意；Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与稀盐酸反应生成FeCl2和H2，产物不相同，C符合题意；Zn与Cl2反应生成ZnCl2，Zn与稀盐酸反应生成ZnCl2和H2，D不符合题意。
配套新练案
1. 下列说法不正确的是(B)
A. Fe在O2中燃烧生成四氧化三铁
B. Fe与Cl2发生反应生成氯化亚铁
C. Fe在潮湿的环境中易生锈
D. Fe在氧气中燃烧需要在集气瓶中放少量沙子，以免炸裂集气瓶
【解析】点燃条件下，Fe与Cl2发生反应生成氯化铁，B错误。
2. 下列说法正确的是(C)
A. 由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质
B. 铁与少量稀硫酸反应生成Fe2＋，与足量稀硫酸反应则生成Fe3＋
C. 铁与酸、盐溶液发生反应时，铁均表现出还原性
D. 由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2
3. 下列变化过程不能一步实现的是(D)
A. FeFeCl3 B. FeFe3O4
C. FeFe3O4 D. FeFeCl3
4. 下列反应过程中的离子方程式书写正确的是(B)
A. 将Fe加入CuSO4溶液中：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe3＋
B. 铁与稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
C. 铁与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D. 铁与氯化铁反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
5. 将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是(B)
A. 稀硫酸 B. 硫酸铜溶液
C. 稀盐酸 D. AlCl3溶液
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则每溶解56 g Fe，溶液逸出2 g H2，故溶液质量增加，A错误；铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，则每溶解56 g Fe，溶液析出64 g Cu，故溶液质量减轻，B正确；铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则每溶解56 g Fe，溶液逸出2 g H2，故溶液质量增加，C错误；Fe与AlCl3溶液不发生反应，溶液质量不变，D错误。
6. 为了除去铜粉中的铁粉，可以加入(D)
A. 水 B. 氢氧化钠
C. 氯化钠 D. 稀硫酸
【解析】铁粉与稀硫酸反应生成可溶的硫酸亚铁，经过滤、洗涤、干燥可得铜粉，D正确。
7. 等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是(B)
A. 1∶1 B. 3∶4
C. 2∶3 D. 4∶3
【解析】根据反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知，1 mol Fe与盐酸反应生成1 mol H2,1 mol Fe与水蒸气反应生成 mol H2，故在相同条件下，产生H2的体积比是3∶4，B正确。
8. 铁与水蒸气反应的实验装置如图所示。下列做法不正确的是(B)
A. 试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替
B. 将试管底部的湿棉花移到试管口处
C. 用铁丝网罩住酒精灯火焰
D. 点燃肥皂泡验证氢气的生成
【解析】铁粉易堵塞导管口，铁丝与水蒸气反应的接触面积较大，A正确；若湿棉花移到试管口处，产生的水蒸气不易与铁丝充分反应，B错误；铁丝网罩住酒精灯火焰，可提高温度，C正确；氢气能燃烧，点燃肥皂泡可验证氢气的生成，D正确。
9. 铜片和铁片(均少部分被氧化)一起放入足量的盐酸中充分反应。反应后的溶液中(B)
A. 一定有Fe3＋ B. 一定有Fe2＋
C. 一定有Cu2＋ D. 一定没有Cu2＋
【解析】表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，溶液中产生Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋，还原性：Fe＞Cu，且氧化性：Fe3＋>Cu2＋>H＋，则表面氧化膜溶解后，依次发生铁和Fe3＋反应、铁和Cu2＋反应，最后铁和过量的盐酸反应，故溶液中一定存在Fe2＋，B正确。
10. 铁在一定条件下的反应如图所示。
(1) 晋代的《抱朴子》中有记载“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾，即五水硫酸铜晶体。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中，可以得到金属铜，写出该反应的化学方程式：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2) 工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为9.23 mol(计算结果保留2位小数)。
(3) 实现Fe转化为Fe2＋，可选用HCl(或H2SO4、CuSO4等其他合理答案)(填化学式)溶液。
(4) 写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。
【解析】(2) 由氯元素守恒可知，n(Cl2)＝× mol≈9.23 mol。
11. 铁及其重要化合物之间的部分转化对工业生产有着广泛的应用。回答下列问题：
(1) 下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是b(填字母，下同)。
a. 金红石(TiO2) b. 赤铁矿(Fe2O3)
c. 辉铜矿(Cu2S)
(2) 实现Fe转化为Fe2＋可选用足量的ac。
a. 稀盐酸 b. 氢氧化钠溶液
c. 稀硫酸
(3) 在加热的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应，该反应的化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。
【解析】(1) 用于冶炼金属铁，可知化合物含Fe元素，只有赤铁矿符合。第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时14 铁的单质
学习目标 知识体系
1. 掌握铁单质的主要性质2. 了解铁在生产生活中的应用3. 通过单质铁的相关实验，初步体验有序地、全面地、敏锐地观察实验现象
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 铁在氯气中点燃生成FeCl2( )
(2) 铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2( )
(3) 铁在氧气中燃烧生成Fe2O3( )
(4) 由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(5) 铁与稀盐酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑( )
(6) H2O(g)通过灼热铁粉：2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2( )
铁的存在形式及物理性质
1. 铁的存在形式
2. 铁的物理性质
纯净的铁为________色金属，有延展性和导电、导热性。铁的粉末为________色。铁能被________吸引。在地壳中含量排名第________位。
铁的化学性质
1. 铁与非金属单质的反应
(1) 铁在O2中点燃：______________________________________________。
(2) 铁与Cl2在加热条件下：_____________________________________________。
2. 铁与非氧化性酸(如HCl)的反应(写离子方程式，下同)：___________________________________
____________________________________________。
3. 铁与盐(如CuSO4、FeCl3、AgNO3)溶液的反应：______________________________________；
___________________________________________；__________________________________________。
4. 铁与水蒸气的反应：________________________________________________。
[要点提醒]
(1) Fe与冷水、热水均不反应，但Fe与H2O(g)在高温条件下反应，其固体产物是________(不是Fe2O3)。
(2) 铁在潮湿的空气中易生锈，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，而铁在纯氧中燃烧的产物是________。
(3) Fe与Cl2在加热条件下反应生成________，与Fe的量无关；而Fe与盐酸反应生成的是________。
(4) 常温下，Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，其表面生成致密氧化膜；而加热时，发生反应的生成物与Fe用量有关。
铁的生成物价态与氧化剂的关系
铁的价态 氧化剂 举例
＋2价 弱氧化剂：稀盐酸、稀硫酸、S、Cu2＋、Fe3＋等 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
＋3价 强氧化剂：Cl2、O2等 2Fe＋3Cl22FeCl3
＋2和＋3价 铁丝在氧气中燃烧、铁在高温下与水蒸气反应生成的一种复杂的化合物Fe3O4
铁与水蒸气反应的实验
1. 实验原理
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
2. 装置图
3. 实验现象：加热时铁粉红热，刚开始导管插入蒸发皿的肥皂水中出现很多气泡(空气)，2 min左右，用火柴点燃肥皂泡，可听到明显的爆鸣声。
[要点提醒]
(1) 湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气。
(2) 酒精灯的火焰用防风罩套住，可使试管受热效果更好。
(3) 肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
(4) 铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应。
与铁相关的化学(离子)方程式的书写
按要求写出下列反应的化学方程式，若是离子反应的则只写出离子方程式。
(1) 铁与稀硫酸反应：____________________________________________________。
(2) 铁与稀盐酸反应：____________________________________________________。
(3) 铁丝在氯气中燃烧：____________________________________________________。
(4) 铁丝在氧气中燃烧：____________________________________________________。
(5) 铁粉与高温水蒸气反应：____________________________________________________。
(6) 铁粉加入氯化铁溶液中：____________________________________________________。
(7) 铁粉加入硫酸铜溶液中：____________________________________________________。
(8) 铁粉加入硝酸银溶液中：____________________________________________________。
类型1 铁的存在及物理性质
下列关于金属铁的说法不正确的是( )
A. 纯铁是银白色金属
B. 能与水蒸气反应生成Fe2O3
C. 工业炼铁的原理是用还原的方法将铁从铁矿石中提炼出来
D. 铁能导电但其导电性不如铜和铝
类型2 铁的化学性质
下列说法不正确的是( )
A. 铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B. 铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C. 铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D. 铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂
类型3 探究实验
(2024·深圳)用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。下列说法不正确的是( )
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2Fe＋3H2OFe2O3＋3H2↑
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
1. 下列关于铁的说法不正确的是( )
A. 纯净的铁是光亮的银白色金属
B. 铁能被磁体吸引
C. 铁是地壳中含量最多的金属元素
D. 铁具有延展性和导热性，可制作炊具
2. (2024·蚌埠)下列关于铁及其化合物说法正确的是( )
A. 过量的铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl2
B. 铁的氧化物都不溶于水，也不与水发生反应
C. 铁的化学性质活泼，在自然界中都以化合态的形式存在
D. 向FeCl3饱和溶液中滴加适量NaOH溶液即可得到Fe(OH)3胶体
3. 将铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是( )
A. 氯化铁溶液 B. 硫酸铜溶液
C. 稀盐酸 D. 硝酸银溶液
4. (2024·广州)下列单质既能与氯气直接反应，又能与稀盐酸反应，且产物不相同的是( )
A. Al B. Cu
C. Fe D. Zn
配套热练
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时14 铁的单质
1. 下列说法不正确的是( )
A. Fe在O2中燃烧生成四氧化三铁
B. Fe与Cl2发生反应生成氯化亚铁
C. Fe在潮湿的环境中易生锈
D. Fe在氧气中燃烧需要在集气瓶中放少量沙子，以免炸裂集气瓶
2. 下列说法正确的是( )
A. 由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质
B. 铁与少量稀硫酸反应生成Fe2＋，与足量稀硫酸反应则生成Fe3＋
C. 铁与酸、盐溶液发生反应时，铁均表现出还原性
D. 由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2
3. 下列变化过程不能一步实现的是( )
A. FeFeCl3
B. FeFe3O4
C. FeFe3O4
D. FeFeCl3
4. 下列反应过程中的离子方程式书写正确的是( )
A. 将Fe加入CuSO4溶液中：
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe3＋
B. 铁与稀硫酸反应：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
C. 铁与稀盐酸反应：
2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D. 铁与氯化铁反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
5. 将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是 ( )
A. 稀硫酸 B. 硫酸铜溶液
C. 稀盐酸 D. AlCl3溶液
6. 为了除去铜粉中的铁粉，可以加入( )
A. 水 B. 氢氧化钠
C. 氯化钠 D. 稀硫酸
7. 等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )
A. 1∶1 B. 3∶4
C. 2∶3 D. 4∶3
8. 铁与水蒸气反应的实验装置如图所示。下列做法不正确的是( )
A. 试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替
B. 将试管底部的湿棉花移到试管口处
C. 用铁丝网罩住酒精灯火焰
D. 点燃肥皂泡验证氢气的生成
9. 铜片和铁片(均少部分被氧化)一起放入足量的盐酸中充分反应。反应后的溶液中( )
A. 一定有Fe3＋ B. 一定有Fe2＋
C. 一定有Cu2＋ D. 一定没有Cu2＋
10. 铁在一定条件下的反应如图所示。
(1) 晋代的《抱朴子》中有记载“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾，即五水硫酸铜晶体。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中，可以得到金属铜，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2) 工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为________(计算结果保留2位小数)。
(3) 实现Fe转化为Fe2＋，可选用________(填化学式)溶液。
(4) 写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
11. 铁及其重要化合物之间的部分转化对工业生产有着广泛的应用。回答下列问题：
(1) 下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是________(填字母，下同)。
a. 金红石(TiO2)
b. 赤铁矿(Fe2O3)
c. 辉铜矿(Cu2S)
(2) 实现Fe转化为Fe2＋可选用足量的________。
a. 稀盐酸
b. 氢氧化钠溶液
c. 稀硫酸
(3) 在加热的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应，该反应的化学方程式为________________________。
