人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：24【基础】铁及其化合物
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：24【基础】铁及其化合物 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 299.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-11-29 15:26:35 | ||
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文档简介
铁及其化合物
【学习目标】
1、铁的性质；
2、铁的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】
要点一、铁
铁的原子结构示意图如下：
【铁及其化合物】
1．物理性质
⑴常温下，纯铁是银白色具有金属光泽的金属（纯铁的抗蚀力相当强），易导电、导热，有延展性。
⑵铁的熔沸点都很高：熔点是1535℃，沸点是2750℃。
⑶铁能被磁体吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性。
【铁及其化合物】
2．化学性质
当跟弱氧化剂反应时：Fe-2e－＝Fe2+；
当跟强氧化剂反应时：Fe-3e－＝Fe3+。
⑴铁与非金属的反应：
3Fe+2O2?Fe3O4?
2Fe+3Cl22FeCl3?，2Fe+3Br2＝2FeBr3
Fe+I2＝FeI2?，Fe+SFeS
⑵铁和某些盐（如CuSO4）溶液的反应：
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu?
⑶铁与酸的反应：
与非氧化性酸：Fe+2H+＝Fe2++H2↑
⑷铁与水蒸汽的反应：3Fe+4H2O(g)?Fe3O4+4H2（注意产物是Fe3O4）
注意：①该实验所用铁粉为还原铁粉（即刚用还原的方法得到的铁粉）。
②实验中收集气体，并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。
要点二、铁的化合物
1．铁的氧化物
（1）FeO不稳定，在空气里受热，就迅速被氧化成Fe3O4。
（2）Fe2O3常用作红色油漆和涂料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料。
（3）Fe的常见化合价只有+2价和+3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。
【铁及其化合物】
2．铁的氢氧化物
名称
氢氧化亚铁
氢氧化铁
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
分类
碱
碱
性
质
色态
白色固体
红褐色固体
水溶性
不溶于水
不溶于水
与酸反应
Fe(OH)2+2H+＝ Fe2+?+ 2H2O
Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O
还原性
稳定性
4Fe(OH)2?+ O2?+ 2H2O ＝ 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O（受热分解）
制法
原理
Fe2+?+2OH-?＝ Fe(OH)2↓
Fe3+?+3OH-?＝ Fe(OH)3↓
现象
白色絮状沉淀
红褐色沉淀
要点诠释：Fe(OH)2的制备要点：
①．硫酸亚铁要现配（配制时，蒸馏水要煮沸，以减少蒸馏水中溶解的氧，防止亚铁离子被氧化）。
②．制取Fe(OH)2时，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，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。
3．铁盐和亚铁盐：
铁盐（Fe3+）
亚铁盐（Fe2+）
颜色
黄色
淡绿色
与碱反应
Fe3++3OH—＝Fe（OH）3↓
Fe2++2OH—＝Fe（OH）2↓
氧化性、还原性
氧化性
2Fe3++Fe＝3Fe2+
氧化性：Fe2++Zn＝Zn2++Fe
还原性：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl—
要点三、Fe2+、Fe3+、Fe的相互转变——“铁三角”
1．Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化成Fe2+、Fe3+。
（1）Fe能被S、Fe3+、Cu2+、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+，如Fe+SFeS，Fe+2Fe3+＝3Fe2+。
（2）Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+，如2Fe+3Cl22FeCl3。
2．Fe2+既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3+，也可以被还原为Fe。
（1）当Fe2+遇到强氧化剂O2、Cl2、HNO3、KMnO4等时，被氧化为Fe3+，如2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－。
（2）当Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，
如Fe2++Zn＝Zn2++Fe，FeO+COFe+CO2。
3．Fe3+具有较强氧化性，可被还原为Fe2+或Fe。
（1）Fe3+被C、CO、活泼的金属（钾、钠、钙除外）还原为Fe，
如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
（2）Fe3+被KI、H2S、Fe、Cu、SO2等还原为Fe2+，如2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+。
要点诠释：①．不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，要注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。
②．利用以上转化关系，可总结出铁及不同价态的铁的化合物的性质、用途、试剂保存、溶液配制、除杂等。如Fe2+的溶液中含有Fe3+，可加入Fe粉以除去Fe3+等。
【铁及其化合物】
要点四、Fe2+、Fe3+的鉴别
鉴别方法
Fe2+
Fe3+
观察法
浅绿色
黄色
加碱
（NaOH）法
①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀
②反应：Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓（白色）
4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3（红褐色）
①现象：红褐色沉淀
②反应：Fe3++3OH－＝Fe(OH)3↓（红褐色）
加盐
（SCN－）法
①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液
②反应：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－
Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3（红色）
①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色
②反应：Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3（红色）
【典型例题】
类型一：金属与水（水蒸气）反应的实验探究
例1 如下图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。
（1）所观察到的现象是________，有关反应的化学方程式是________。
（2）干燥管内可装入的试剂是________，其作用是________。干燥管还可用________（填装置名称）代替。
（3）玻璃管中石棉绒的作用是________。实验开始时应先点燃________，实验结束时，应先熄灭______。
【答案】（1）红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体靠近火焰点火时，能燃烧或发出爆鸣声
3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2
（2）碱石灰（或无水CaCl2、硅胶等） 吸收水蒸气，干燥氢气 U形管
（3）铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积 酒精灯 酒精喷灯
【解析】常温下Fe不与H2O发生反应，但在高温下，Fe与H2O (g)反应生成Fe3O4和H2。因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物H2可用点燃的方法验证。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。
举一反三：
【变式1】有人设计了如右图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：①钠的物理性质；②钠与水反应的产物是什么。
（1）当进行适当操作时还需要的仪器有________。
（2）如何进行操作？________。
（3）实验现象是________。
【答案】（1）小试管和酒精灯 （2）将大头针向上提，使钠块落入水中，将小试管扣在导管上收集反应产生的气体，用拇指堵住小试管口移近酒精灯，松开拇指点燃小试管中的气体 （3）钠浮在水面上很快熔化成闪亮的小球，并逐渐消失，水溶液由无色变成红色，点燃小试管中的气体时，有尖锐的爆鸣声
【变式2】（2019 广东省揭阳三中期中考）铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料。
（1）常温下，可用铁质容器盛装浓硫酸的原因是 。
（2）某实验小组利用右图装置验证铁与水蒸气的反应。
①湿棉花的作用是????? ?，试管中反应的化学方程式是??? ???。
②实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是 （填序号）。
a．一定有Fe2+、H+和Fe3+???? ????? ???b．一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+???
c．一定有Fe2+、Fe3+，可能有 H+?????? d．一定有Fe3+、H+，可能有Fe2+
（3）另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体。经测定气体中含有SO2、CO2和H2。
① 铁与浓硫酸反应的化学方程式是??????? ?。
②将672 mL（标准状况）收集到的气体通入足量溴水中，发生反应：SO2?+ Br2?+ 2H2O = 2HBr + H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经洗涤、干燥得到固体4.66 g。由此推知收集到的气体中SO2的体积分数是?? ???。
【答案】
（1）浓硫酸具有强化性，在铁表面生成一层致密的氧化膜
（2）① 提供水蒸气 3Fe + 4H2O（g）?Fe3O4?+ 4H2
???? ② b
（3）① 2Fe + 6H2SO4（浓）?Fe2(SO4)3?+ 3SO2↑+ 6H2O
②66.7%
【解析】（1）浓硫酸具有强的氧化性，常温下遇到铁发生钝化，在铁表面生成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，所以可用铁质容器盛装浓硫酸；
（2）①铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，湿棉花能够为反应提供水蒸气，二者反应方程式：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；
②铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，加入过量盐酸，固体完全溶解，必发生反应：Fe3O4+8HCl== FeCl2+2FeCl3+4H2O，所以所得溶液中存在的阳离子一定有Fe2+、H+，四氧化三铁黑色固体中可能含有过量的铁，可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe3+==3Fe2+，所以所得溶液中存在的阳离子一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+；
（3）①铁与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，化学方程式： 2Fe+6H2SO4（浓）Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O；
②672 mL（标准状况）混合气体的物质的量为；SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O==2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，发生反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4+2HCl，所以：SO2 ～ BaSO4
1 mol 233 g
n 4.66 g
解得：n=0.02 mol；
所以收集到的气体中SO2的体积分数为：。
类型二：铁的氧化物、氢氧化物的性质
例2 有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中，得到0.75 g固体沉淀物。这种铁的氧化物的化学式为（ ）。
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5
【答案】B
【解析】可设这种铁的氧化物的化学式为FexOy，则发生的反应为FexOy+yCOxFe+yCO2，Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O。从而得到FexOy与CaCO3的关系式为：
FexOy ～ yCaCO3
56x+16y 100y
0.4 g 0.75 g
解得：x∶y＝2∶3。
所以，这种铁的氧化物的化学式为Fe2O3。
【总结升华】（1）Fe3O4是一种纯净物，而不是由FeO和Fe2O3组成的混合物。其组成也可用盐的形式表示为Fe(FeO2)2。
（2）铁的氧化物都能与铝粉混合发生铝热反应，其通式可以表示为：
2yAl+3FexOyyAl2O3+3xFe
此反应可应用于野外焊接钢轨，在定向爆破中熔断钢筋。
举一反三：
【变式1】对于金属的氢氧化物，下列说法正确的是（ ）。
A．全部由金属氧化物溶于水制得
B．可以用化合反应、复分解反应制得
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3都不溶于过量的强碱
D．金属氢氧化物的热稳定性均较差
【答案】B
类型三：铁盐和亚铁盐的性质
例3 将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应）。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。
（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是：________；铜单质________（填“一定”或“可能”）存在。
（2）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是________，Fe2+________（填“一定”或“可能”）存在。
【答案】（1）Fe3+、Cu2+ 一定 （2）Fe、Cu 一定
【解析】本题属于物质共存问题，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：
①Fe+2FeCl3＝3FeCl2 ②Fe+CuCl2＝Cu+FeCl2 ③Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2
（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3+、Cu2+，因为它们能发生上述①②反应，一定有铜单质。
（2）若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中一定没有Fe、Cu，一定有Fe2+。
【总结升华】在氧化还原反应中，氧化剂与不同还原剂反应时，应先与还原性强的反应；同样，还原剂与不同氧化剂反应时，也应先与氧化性强的反应，即遵循“先强后弱”的规律。
举一反三：
【变式1】要证明某溶液中不含Fe3+，而含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ）。
①加入少量氯水 ②加入少量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【答案】C
【变式2】（2019 福建程溪中学期末考）在含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液中加入铁粉，充分反应后，固体残渣用盐酸处理有气体放出，则与铁粉反应后的溶液中最多的离子是（ ）。
A． Fe3+ B． Fe2+ C． Cu2+ D． H+
【答案】B
【解析】由于固体残渣用盐酸处理有气体放出，证明铁粉有剩余，即铁粉过量，发生了反应：2Fe3++Fe═3Fe2+、Cu2++Fe═Cu+Fe2+，原溶液中的Fe3+、Cu2+都会被铁完全消耗，反应后的溶液中主要存在Fe2+，故B正确。
类型四：Fe(OH)2的制取
例4 用下面方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
（2）生成白色Fe(OH)2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）煮沸 （2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
【解析】
（1）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。
（2）避免生成的Fe(OH)2被空气（氧气）氧化。
举一反三：
【变式1】根据下述实验装置和操作，回答有关问题。
按右图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。
操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中B管中观察到的现象是________。B管中发生反应的离子方程式是________。
操作2：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是________。B管中发生反应的离子方程式是________。
【答案】A管中有液体被压入B管，在B管中看到产生白色沉淀，又迅速转化为灰绿色，最后转化为红褐色
Fe2++2OH－＝ Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3
A管中有气体进入B管，在B管中看到产生白色沉淀，且在一定时间内不变色
Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓
【巩固练习】
一、选择题
1．近年来，有不少人用磁铁在河沙里提取铁砂，该铁砂的主要成分可能是（ ）。
A．Fe2O3 B．FeO C．Fe3O4 D．FeS
2．下列物质中，常用来制造油漆的颜料的是（ ）。
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
3．（2019 宁夏育才中学期末考）铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是（ ）。
A．盐酸 B． Cu（NO3）2溶液 C．稀硫酸 D． FeCl3溶液
4．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为（ ）。
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
5．有下列四组物质，如果把某组物质中的后者逐滴加入到前者中至过量，将出现“先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解”的现象，这组物质是（ ）。
A．稀硫酸、氯化钡溶液 B．硫酸亚铁溶液、氢氧化钠溶液
C．氯化钠溶液、硝酸银溶液 D．氯化铝溶液、氢氧化钠溶液
6．（2019 江西省宜丰二中模拟考）将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可观察到的现象是（ ）。
A．生成白色沉淀 B．生成红褐色沉淀 C．无气泡产生 D．无变化
7．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以加入的化学物质是（ ）。
A．无水硫酸铜 B．硫酸亚铁 C．食盐 D．生石灰
8．用一种试剂就可以将：NaOH、NH4SCN、AgNO3、Na2SO4四种无色溶液一一鉴别出来，这种试剂是（ ）。
A．溴水 B．FeCl3 C．Fe(NO3)3 D．BaCl2
9．在雷达的微波过滤器里使用的铁氧磁性体为钇铁石榴石（Y3Fe5O12），其中Y最高正价为+3价。下列有关叙述中正确的是（ ）。
A．可表示为3YO3·3FeO·Fe2O3
B．可表示为Y3O5·Fe3O4·Fe2O3
C．其中钇、铁化合价均为+3价
D．其中钇、铁化合价均有+2、+3价
10．搜狐网报道：中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，随着全球铁矿石价格的上涨，中钢协与澳大利亚必和必拓公司谈判陷入困境。关于铁矿石的说法正确的是（ ）。
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色
D．FeO俗称铁红
11．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol铁粉，待Fe3+完全还原后溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后溶液体积不变）（ ）。
A．0.4 mol／L B．0.6 mol／L C．0.8 mol／L D．1.0 mol／L
12．（2019 哈尔滨六中期末考）下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中，不正确的是（ ）。
A． 氢氧化亚铁易被空气氧化
B． 氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C． 可利用如图所示装置，制备氢氧化亚铁
D． 实验制备中，氢氧化钠溶液应预先煮沸
二、填空题
1．在烧制砖瓦时，用黏土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成________而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶慢慢浇水，窑内会产生大量的________气体，它们把该红色物质还原成的黑色化合物是________，同时还有未烧完的炭颗粒，从而制得了青色砖瓦。
2．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：
（1）确定A、B、C、D、E、F的化学式：A________，B________，C________，D________，E________，F________。
（2）写出⑧的化学方程式________，④、⑤的离子方程式________。
3．试设计一个方案，在用廉价的原料和每种原料只用一次的条件下，分三步从含有Fe3+、Cu2+、Cl－、NO3－的废液中，把Fe3+转化为绿矾回收；把Cu2+转化为Cu回收。各步反应应加入的原料依次是________、________、________。各步反应的离子方程式是：
（1）________________；
（2）________________；
（3）________________。
4．铁是一种化学性质比较活泼的金属。也是用途最广泛的金属。铁在一定条件下能跟多种物质发生化学反应。完成下列问题：
（1）以铁为研究对象。仿照下图中的实例在框图处填写物质的化学式（所填写的反应物不属于同一类别的物质。生成物必须填写铁的化合物）。
①________；②________；③________；④________。
（2）实验室要除去细碎铜屑中的少量铁屑，请用化学方法和物理方法将其除去。（只用简单的原理描述即可）
化学方法：________________。 物理方法：________________。
（3）据统计，每年锈蚀的钢铁约占世界钢铁年产总量的四分之一。联系生活、生产实际，举出防止钢铁生锈的两种常用方法：①________________；②________________。
（4）经研究发现。长期使用铁锅炒菜做饭，可有效地减少缺铁性贫血的发生，原因是________________；如果在炒菜时经常加入适量的食用醋，效果会更好，理由是________________。
5．（2019 山东乐陵一中期中考）现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G，金属A焰色反应为黄色，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。
请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：乙 丙 F
（2）写出下列反应的离子方程式：
①金属A和水反应
②D和G的水溶液反应
（3）将G溶液逐滴加入到沸水中会产生一种红褐色的液体．你认为该液体中的分散质粒子直径在 之间，验证的简单方法是： 。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】Fe3O4具有磁性。
2．B
【解析】Fe2O3是一种红棕色粉末，常用于制造红色油漆和涂料。
3．D
【解析】A项，铁与稀盐酸反应，化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，56gFe反应溶液增加（56﹣2）=54g，溶液质量增加，但生成了气体，故A不选；B项，铁与硝酸铜反应，化学方程式为：CuSO4+Fe═FeSO4+Cu，56gFe反应溶液质量减少（64﹣56）=8g，溶液质量减小，故B不选；C项，铁与稀硫酸反应，化学方程式为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，56gFe反应溶液增加（56﹣2）=54g，溶液质量增加，但生成了气体，故C不选；D项，铁与氯化铁反应，化学方程式为：Fe+2FeCl3═3FeCl2，该反应为化合反应，56gFe反应溶液增加，溶液质量增加，且没有气体生成，故D选。
4．B
【解析】加热时Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再受热分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
5．D
【解析】氯化钡溶液逐滴加入到稀硫酸中产生白色沉淀：Ba2++SO42－==BaSO4↓，无论BaCl2过量还是H2SO4过量，白色沉淀都不会溶解，A项不符合。氢氧化钠溶液逐滴加入到硫酸亚铁溶液中，现象是生成白色沉淀并迅速变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀。发生的反应是Fe2++2OH－==Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3，B项不符合。硝酸银溶液逐滴加入到氯化钠溶液中只产生白色沉淀：Ag++Cl－==AgCl↓，当硝酸银溶液过量时。白色沉淀不会溶解，C项不符合。氢氧化钠溶液逐滴加入到氯化铝溶液中，发生的反应是Al3++3OH－==Al(OH)3↓，A1(OH)3+OH－==AlO2－+2H2O，即先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解。
6．B
【解析】将过氧化钠投入水中，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，NaOH与FeCl2反应生成的Fe(OH)2可被氧化成Fe(OH)3。所以看到的现象是：有大量气泡生成，出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。故选B。
7．B
【解析】FeSO4具有还原性，能除去残留的O2。
8．B
【解析】根据题目中的几种物质分析，NaOH的鉴别可以选用铁离子，SCN－的鉴别可以选用铁离子，银离子的检验可以选用氯离子。
9．C
【解析】设铁的化合价为x，据化合价代数和为零的原则有(+3)×3+5x+(－2)×12=0，解得x=+3。
10．C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，铁矿石主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3），而铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。
11．C
【解析】发生反应为
2Fe3+ + Fe == 3Fe2+
0.2 mol 0.1 mol 0.3 mol
n (Fe2+)=0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol，
12．B
【解析】A、氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故A正确；
B、氢氧化亚铁为白色絮状沉淀，不是灰绿色，故B错误；
C、氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，可将硫酸亚铁滴入氢氧化钠溶液中，故C正确；
D、将硫酸亚铁滴入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液预先煮沸可以将其中的空气排净，故D正确。
二、填空题
1．Fe2O3 H2和CO FeO、Fe3O4
【解析】发生的反应为C+H2O（g）CO+H2，Fe2O3FeO或Fe3O4。
2．（1）Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
（2）4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－、2Fe3++Fe==3Fe2+
3．Ca(OH)2溶液 稀H2SO4 铁
（1）Fe3++3OH－==Fe(OH)3↓、Cu2++2OH－==Cu(OH)2↓
（2）H++OH－==H2O、Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O、Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O
（3）2Fe3++Fe==3Fe2+、Fe+Cu2+==Fe2++Cu
【解析】首先想到的是加入铁粉，过滤，滤渣用酸除去铁得铜。滤液中加碱得氢氧化铁，过滤，再加硫酸溶解，再加铁粉蒸发结晶得绿矾，这样原料铁的使用就不止一次，违反题意。应该想到能否把Fe3+、Cu2+转化为沉淀，再用硫酸溶解为硫酸盐，最后用铁粉分离铜。
4．（1）①FeCl2 ②HCl ③CuSO4 ④FeSO4
（2）加入足量稀盐酸，铁会溶解在稀盐酸中，2HCl+Fe==FeCl2+H2↑ 用磁铁吸引铁屑
（3）①在钢铁制品表面刷油漆或镀上一层其他金属 ②保持钢铁制品表面的干燥
（4）用铁锅炒菜，会有微量的铁元素进入食物中，可补充人体需要的铁元素 铁能溶解在食醋中
5． (1) Cl2；HCl；FeCl2
（2）①2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑；②Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓
（3）1﹣100nm；是否有丁达尔现象
【解析】金属单质A的焰色反应为黄色，则A为Na，与水反应生成的气体甲为H2，D为NaOH，黄绿色气体乙为Cl2，氯气与氢气反应生成丙为HCl，丙溶于水得到E为盐酸。D与G生成红褐色沉淀H为Fe（OH）3，则G中含有铁离子，金属B与氯气反应得到G，故B为Fe，G为FeCl3，Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，故F为FeCl2 。
（1）由上述分析可知，乙为Cl2，丙为HCl，F为FeCl2。
（2）①金属A和水反应离子方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑；
②D和G的水溶液反应离子方程式为：Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓。
（3）将FeCl3溶液逐滴加入到沸水中会产生一种红褐色的液体，形成氢氧化铁胶体，该液体中的分散质粒子直径在1﹣100nm 之间，验证的简单方法是：是否有丁达尔现象。
【学习目标】
1、铁的性质；
2、铁的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】
要点一、铁
铁的原子结构示意图如下：
【铁及其化合物】
1．物理性质
⑴常温下，纯铁是银白色具有金属光泽的金属（纯铁的抗蚀力相当强），易导电、导热，有延展性。
⑵铁的熔沸点都很高：熔点是1535℃，沸点是2750℃。
⑶铁能被磁体吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性。
【铁及其化合物】
2．化学性质
当跟弱氧化剂反应时：Fe-2e－＝Fe2+；
当跟强氧化剂反应时：Fe-3e－＝Fe3+。
⑴铁与非金属的反应：
3Fe+2O2?Fe3O4?
2Fe+3Cl22FeCl3?，2Fe+3Br2＝2FeBr3
Fe+I2＝FeI2?，Fe+SFeS
⑵铁和某些盐（如CuSO4）溶液的反应：
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu?
⑶铁与酸的反应：
与非氧化性酸：Fe+2H+＝Fe2++H2↑
⑷铁与水蒸汽的反应：3Fe+4H2O(g)?Fe3O4+4H2（注意产物是Fe3O4）
注意：①该实验所用铁粉为还原铁粉（即刚用还原的方法得到的铁粉）。
②实验中收集气体，并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。
要点二、铁的化合物
1．铁的氧化物
（1）FeO不稳定，在空气里受热，就迅速被氧化成Fe3O4。
（2）Fe2O3常用作红色油漆和涂料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料。
（3）Fe的常见化合价只有+2价和+3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。
【铁及其化合物】
2．铁的氢氧化物
名称
氢氧化亚铁
氢氧化铁
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
分类
碱
碱
性
质
色态
白色固体
红褐色固体
水溶性
不溶于水
不溶于水
与酸反应
Fe(OH)2+2H+＝ Fe2+?+ 2H2O
Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O
还原性
稳定性
4Fe(OH)2?+ O2?+ 2H2O ＝ 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O（受热分解）
制法
原理
Fe2+?+2OH-?＝ Fe(OH)2↓
Fe3+?+3OH-?＝ Fe(OH)3↓
现象
白色絮状沉淀
红褐色沉淀
要点诠释：Fe(OH)2的制备要点：
①．硫酸亚铁要现配（配制时，蒸馏水要煮沸，以减少蒸馏水中溶解的氧，防止亚铁离子被氧化）。
②．制取Fe(OH)2时，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，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。
3．铁盐和亚铁盐：
铁盐（Fe3+）
亚铁盐（Fe2+）
颜色
黄色
淡绿色
与碱反应
Fe3++3OH—＝Fe（OH）3↓
Fe2++2OH—＝Fe（OH）2↓
氧化性、还原性
氧化性
2Fe3++Fe＝3Fe2+
氧化性：Fe2++Zn＝Zn2++Fe
还原性：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl—
要点三、Fe2+、Fe3+、Fe的相互转变——“铁三角”
1．Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化成Fe2+、Fe3+。
（1）Fe能被S、Fe3+、Cu2+、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+，如Fe+SFeS，Fe+2Fe3+＝3Fe2+。
（2）Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+，如2Fe+3Cl22FeCl3。
2．Fe2+既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3+，也可以被还原为Fe。
（1）当Fe2+遇到强氧化剂O2、Cl2、HNO3、KMnO4等时，被氧化为Fe3+，如2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－。
（2）当Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，
如Fe2++Zn＝Zn2++Fe，FeO+COFe+CO2。
3．Fe3+具有较强氧化性，可被还原为Fe2+或Fe。
（1）Fe3+被C、CO、活泼的金属（钾、钠、钙除外）还原为Fe，
如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
（2）Fe3+被KI、H2S、Fe、Cu、SO2等还原为Fe2+，如2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+。
要点诠释：①．不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，要注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。
②．利用以上转化关系，可总结出铁及不同价态的铁的化合物的性质、用途、试剂保存、溶液配制、除杂等。如Fe2+的溶液中含有Fe3+，可加入Fe粉以除去Fe3+等。
【铁及其化合物】
要点四、Fe2+、Fe3+的鉴别
鉴别方法
Fe2+
Fe3+
观察法
浅绿色
黄色
加碱
（NaOH）法
①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀
②反应：Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓（白色）
4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3（红褐色）
①现象：红褐色沉淀
②反应：Fe3++3OH－＝Fe(OH)3↓（红褐色）
加盐
（SCN－）法
①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液
②反应：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－
Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3（红色）
①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色
②反应：Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3（红色）
【典型例题】
类型一：金属与水（水蒸气）反应的实验探究
例1 如下图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。
（1）所观察到的现象是________，有关反应的化学方程式是________。
（2）干燥管内可装入的试剂是________，其作用是________。干燥管还可用________（填装置名称）代替。
（3）玻璃管中石棉绒的作用是________。实验开始时应先点燃________，实验结束时，应先熄灭______。
【答案】（1）红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体靠近火焰点火时，能燃烧或发出爆鸣声
3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2
（2）碱石灰（或无水CaCl2、硅胶等） 吸收水蒸气，干燥氢气 U形管
（3）铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积 酒精灯 酒精喷灯
【解析】常温下Fe不与H2O发生反应，但在高温下，Fe与H2O (g)反应生成Fe3O4和H2。因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物H2可用点燃的方法验证。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。
举一反三：
【变式1】有人设计了如右图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：①钠的物理性质；②钠与水反应的产物是什么。
（1）当进行适当操作时还需要的仪器有________。
（2）如何进行操作？________。
（3）实验现象是________。
【答案】（1）小试管和酒精灯 （2）将大头针向上提，使钠块落入水中，将小试管扣在导管上收集反应产生的气体，用拇指堵住小试管口移近酒精灯，松开拇指点燃小试管中的气体 （3）钠浮在水面上很快熔化成闪亮的小球，并逐渐消失，水溶液由无色变成红色，点燃小试管中的气体时，有尖锐的爆鸣声
【变式2】（2019 广东省揭阳三中期中考）铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料。
（1）常温下，可用铁质容器盛装浓硫酸的原因是 。
（2）某实验小组利用右图装置验证铁与水蒸气的反应。
①湿棉花的作用是????? ?，试管中反应的化学方程式是??? ???。
②实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是 （填序号）。
a．一定有Fe2+、H+和Fe3+???? ????? ???b．一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+???
c．一定有Fe2+、Fe3+，可能有 H+?????? d．一定有Fe3+、H+，可能有Fe2+
（3）另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体。经测定气体中含有SO2、CO2和H2。
① 铁与浓硫酸反应的化学方程式是??????? ?。
②将672 mL（标准状况）收集到的气体通入足量溴水中，发生反应：SO2?+ Br2?+ 2H2O = 2HBr + H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经洗涤、干燥得到固体4.66 g。由此推知收集到的气体中SO2的体积分数是?? ???。
【答案】
（1）浓硫酸具有强化性，在铁表面生成一层致密的氧化膜
（2）① 提供水蒸气 3Fe + 4H2O（g）?Fe3O4?+ 4H2
???? ② b
（3）① 2Fe + 6H2SO4（浓）?Fe2(SO4)3?+ 3SO2↑+ 6H2O
②66.7%
【解析】（1）浓硫酸具有强的氧化性，常温下遇到铁发生钝化，在铁表面生成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，所以可用铁质容器盛装浓硫酸；
（2）①铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，湿棉花能够为反应提供水蒸气，二者反应方程式：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；
②铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，加入过量盐酸，固体完全溶解，必发生反应：Fe3O4+8HCl== FeCl2+2FeCl3+4H2O，所以所得溶液中存在的阳离子一定有Fe2+、H+，四氧化三铁黑色固体中可能含有过量的铁，可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe3+==3Fe2+，所以所得溶液中存在的阳离子一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+；
（3）①铁与浓硫酸在加热条件下发生氧化还原反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，化学方程式： 2Fe+6H2SO4（浓）Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O；
②672 mL（标准状况）混合气体的物质的量为；SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O==2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，发生反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4+2HCl，所以：SO2 ～ BaSO4
1 mol 233 g
n 4.66 g
解得：n=0.02 mol；
所以收集到的气体中SO2的体积分数为：。
类型二：铁的氧化物、氢氧化物的性质
例2 有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中，得到0.75 g固体沉淀物。这种铁的氧化物的化学式为（ ）。
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5
【答案】B
【解析】可设这种铁的氧化物的化学式为FexOy，则发生的反应为FexOy+yCOxFe+yCO2，Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O。从而得到FexOy与CaCO3的关系式为：
FexOy ～ yCaCO3
56x+16y 100y
0.4 g 0.75 g
解得：x∶y＝2∶3。
所以，这种铁的氧化物的化学式为Fe2O3。
【总结升华】（1）Fe3O4是一种纯净物，而不是由FeO和Fe2O3组成的混合物。其组成也可用盐的形式表示为Fe(FeO2)2。
（2）铁的氧化物都能与铝粉混合发生铝热反应，其通式可以表示为：
2yAl+3FexOyyAl2O3+3xFe
此反应可应用于野外焊接钢轨，在定向爆破中熔断钢筋。
举一反三：
【变式1】对于金属的氢氧化物，下列说法正确的是（ ）。
A．全部由金属氧化物溶于水制得
B．可以用化合反应、复分解反应制得
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3都不溶于过量的强碱
D．金属氢氧化物的热稳定性均较差
【答案】B
类型三：铁盐和亚铁盐的性质
例3 将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应）。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。
（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是：________；铜单质________（填“一定”或“可能”）存在。
（2）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是________，Fe2+________（填“一定”或“可能”）存在。
【答案】（1）Fe3+、Cu2+ 一定 （2）Fe、Cu 一定
【解析】本题属于物质共存问题，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：
①Fe+2FeCl3＝3FeCl2 ②Fe+CuCl2＝Cu+FeCl2 ③Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2
（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3+、Cu2+，因为它们能发生上述①②反应，一定有铜单质。
（2）若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中一定没有Fe、Cu，一定有Fe2+。
【总结升华】在氧化还原反应中，氧化剂与不同还原剂反应时，应先与还原性强的反应；同样，还原剂与不同氧化剂反应时，也应先与氧化性强的反应，即遵循“先强后弱”的规律。
举一反三：
【变式1】要证明某溶液中不含Fe3+，而含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ）。
①加入少量氯水 ②加入少量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【答案】C
【变式2】（2019 福建程溪中学期末考）在含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液中加入铁粉，充分反应后，固体残渣用盐酸处理有气体放出，则与铁粉反应后的溶液中最多的离子是（ ）。
A． Fe3+ B． Fe2+ C． Cu2+ D． H+
【答案】B
【解析】由于固体残渣用盐酸处理有气体放出，证明铁粉有剩余，即铁粉过量，发生了反应：2Fe3++Fe═3Fe2+、Cu2++Fe═Cu+Fe2+，原溶液中的Fe3+、Cu2+都会被铁完全消耗，反应后的溶液中主要存在Fe2+，故B正确。
类型四：Fe(OH)2的制取
例4 用下面方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
（2）生成白色Fe(OH)2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）煮沸 （2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
【解析】
（1）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。
（2）避免生成的Fe(OH)2被空气（氧气）氧化。
举一反三：
【变式1】根据下述实验装置和操作，回答有关问题。
按右图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。
操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中B管中观察到的现象是________。B管中发生反应的离子方程式是________。
操作2：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是________。B管中发生反应的离子方程式是________。
【答案】A管中有液体被压入B管，在B管中看到产生白色沉淀，又迅速转化为灰绿色，最后转化为红褐色
Fe2++2OH－＝ Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3
A管中有气体进入B管，在B管中看到产生白色沉淀，且在一定时间内不变色
Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓
【巩固练习】
一、选择题
1．近年来，有不少人用磁铁在河沙里提取铁砂，该铁砂的主要成分可能是（ ）。
A．Fe2O3 B．FeO C．Fe3O4 D．FeS
2．下列物质中，常用来制造油漆的颜料的是（ ）。
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
3．（2019 宁夏育才中学期末考）铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是（ ）。
A．盐酸 B． Cu（NO3）2溶液 C．稀硫酸 D． FeCl3溶液
4．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为（ ）。
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
5．有下列四组物质，如果把某组物质中的后者逐滴加入到前者中至过量，将出现“先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解”的现象，这组物质是（ ）。
A．稀硫酸、氯化钡溶液 B．硫酸亚铁溶液、氢氧化钠溶液
C．氯化钠溶液、硝酸银溶液 D．氯化铝溶液、氢氧化钠溶液
6．（2019 江西省宜丰二中模拟考）将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可观察到的现象是（ ）。
A．生成白色沉淀 B．生成红褐色沉淀 C．无气泡产生 D．无变化
7．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以加入的化学物质是（ ）。
A．无水硫酸铜 B．硫酸亚铁 C．食盐 D．生石灰
8．用一种试剂就可以将：NaOH、NH4SCN、AgNO3、Na2SO4四种无色溶液一一鉴别出来，这种试剂是（ ）。
A．溴水 B．FeCl3 C．Fe(NO3)3 D．BaCl2
9．在雷达的微波过滤器里使用的铁氧磁性体为钇铁石榴石（Y3Fe5O12），其中Y最高正价为+3价。下列有关叙述中正确的是（ ）。
A．可表示为3YO3·3FeO·Fe2O3
B．可表示为Y3O5·Fe3O4·Fe2O3
C．其中钇、铁化合价均为+3价
D．其中钇、铁化合价均有+2、+3价
10．搜狐网报道：中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，随着全球铁矿石价格的上涨，中钢协与澳大利亚必和必拓公司谈判陷入困境。关于铁矿石的说法正确的是（ ）。
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色
D．FeO俗称铁红
11．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol铁粉，待Fe3+完全还原后溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后溶液体积不变）（ ）。
A．0.4 mol／L B．0.6 mol／L C．0.8 mol／L D．1.0 mol／L
12．（2019 哈尔滨六中期末考）下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中，不正确的是（ ）。
A． 氢氧化亚铁易被空气氧化
B． 氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C． 可利用如图所示装置，制备氢氧化亚铁
D． 实验制备中，氢氧化钠溶液应预先煮沸
二、填空题
1．在烧制砖瓦时，用黏土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成________而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶慢慢浇水，窑内会产生大量的________气体，它们把该红色物质还原成的黑色化合物是________，同时还有未烧完的炭颗粒，从而制得了青色砖瓦。
2．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：
（1）确定A、B、C、D、E、F的化学式：A________，B________，C________，D________，E________，F________。
（2）写出⑧的化学方程式________，④、⑤的离子方程式________。
3．试设计一个方案，在用廉价的原料和每种原料只用一次的条件下，分三步从含有Fe3+、Cu2+、Cl－、NO3－的废液中，把Fe3+转化为绿矾回收；把Cu2+转化为Cu回收。各步反应应加入的原料依次是________、________、________。各步反应的离子方程式是：
（1）________________；
（2）________________；
（3）________________。
4．铁是一种化学性质比较活泼的金属。也是用途最广泛的金属。铁在一定条件下能跟多种物质发生化学反应。完成下列问题：
（1）以铁为研究对象。仿照下图中的实例在框图处填写物质的化学式（所填写的反应物不属于同一类别的物质。生成物必须填写铁的化合物）。
①________；②________；③________；④________。
（2）实验室要除去细碎铜屑中的少量铁屑，请用化学方法和物理方法将其除去。（只用简单的原理描述即可）
化学方法：________________。 物理方法：________________。
（3）据统计，每年锈蚀的钢铁约占世界钢铁年产总量的四分之一。联系生活、生产实际，举出防止钢铁生锈的两种常用方法：①________________；②________________。
（4）经研究发现。长期使用铁锅炒菜做饭，可有效地减少缺铁性贫血的发生，原因是________________；如果在炒菜时经常加入适量的食用醋，效果会更好，理由是________________。
5．（2019 山东乐陵一中期中考）现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G，金属A焰色反应为黄色，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。
请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：乙 丙 F
（2）写出下列反应的离子方程式：
①金属A和水反应
②D和G的水溶液反应
（3）将G溶液逐滴加入到沸水中会产生一种红褐色的液体．你认为该液体中的分散质粒子直径在 之间，验证的简单方法是： 。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】Fe3O4具有磁性。
2．B
【解析】Fe2O3是一种红棕色粉末，常用于制造红色油漆和涂料。
3．D
【解析】A项，铁与稀盐酸反应，化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，56gFe反应溶液增加（56﹣2）=54g，溶液质量增加，但生成了气体，故A不选；B项，铁与硝酸铜反应，化学方程式为：CuSO4+Fe═FeSO4+Cu，56gFe反应溶液质量减少（64﹣56）=8g，溶液质量减小，故B不选；C项，铁与稀硫酸反应，化学方程式为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，56gFe反应溶液增加（56﹣2）=54g，溶液质量增加，但生成了气体，故C不选；D项，铁与氯化铁反应，化学方程式为：Fe+2FeCl3═3FeCl2，该反应为化合反应，56gFe反应溶液增加，溶液质量增加，且没有气体生成，故D选。
4．B
【解析】加热时Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再受热分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
5．D
【解析】氯化钡溶液逐滴加入到稀硫酸中产生白色沉淀：Ba2++SO42－==BaSO4↓，无论BaCl2过量还是H2SO4过量，白色沉淀都不会溶解，A项不符合。氢氧化钠溶液逐滴加入到硫酸亚铁溶液中，现象是生成白色沉淀并迅速变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀。发生的反应是Fe2++2OH－==Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3，B项不符合。硝酸银溶液逐滴加入到氯化钠溶液中只产生白色沉淀：Ag++Cl－==AgCl↓，当硝酸银溶液过量时。白色沉淀不会溶解，C项不符合。氢氧化钠溶液逐滴加入到氯化铝溶液中，发生的反应是Al3++3OH－==Al(OH)3↓，A1(OH)3+OH－==AlO2－+2H2O，即先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解。
6．B
【解析】将过氧化钠投入水中，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，NaOH与FeCl2反应生成的Fe(OH)2可被氧化成Fe(OH)3。所以看到的现象是：有大量气泡生成，出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。故选B。
7．B
【解析】FeSO4具有还原性，能除去残留的O2。
8．B
【解析】根据题目中的几种物质分析，NaOH的鉴别可以选用铁离子，SCN－的鉴别可以选用铁离子，银离子的检验可以选用氯离子。
9．C
【解析】设铁的化合价为x，据化合价代数和为零的原则有(+3)×3+5x+(－2)×12=0，解得x=+3。
10．C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，铁矿石主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3），而铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。
11．C
【解析】发生反应为
2Fe3+ + Fe == 3Fe2+
0.2 mol 0.1 mol 0.3 mol
n (Fe2+)=0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol，
12．B
【解析】A、氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故A正确；
B、氢氧化亚铁为白色絮状沉淀，不是灰绿色，故B错误；
C、氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，可将硫酸亚铁滴入氢氧化钠溶液中，故C正确；
D、将硫酸亚铁滴入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液预先煮沸可以将其中的空气排净，故D正确。
二、填空题
1．Fe2O3 H2和CO FeO、Fe3O4
【解析】发生的反应为C+H2O（g）CO+H2，Fe2O3FeO或Fe3O4。
2．（1）Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
（2）4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－、2Fe3++Fe==3Fe2+
3．Ca(OH)2溶液 稀H2SO4 铁
（1）Fe3++3OH－==Fe(OH)3↓、Cu2++2OH－==Cu(OH)2↓
（2）H++OH－==H2O、Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O、Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O
（3）2Fe3++Fe==3Fe2+、Fe+Cu2+==Fe2++Cu
【解析】首先想到的是加入铁粉，过滤，滤渣用酸除去铁得铜。滤液中加碱得氢氧化铁，过滤，再加硫酸溶解，再加铁粉蒸发结晶得绿矾，这样原料铁的使用就不止一次，违反题意。应该想到能否把Fe3+、Cu2+转化为沉淀，再用硫酸溶解为硫酸盐，最后用铁粉分离铜。
4．（1）①FeCl2 ②HCl ③CuSO4 ④FeSO4
（2）加入足量稀盐酸，铁会溶解在稀盐酸中，2HCl+Fe==FeCl2+H2↑ 用磁铁吸引铁屑
（3）①在钢铁制品表面刷油漆或镀上一层其他金属 ②保持钢铁制品表面的干燥
（4）用铁锅炒菜，会有微量的铁元素进入食物中，可补充人体需要的铁元素 铁能溶解在食醋中
5． (1) Cl2；HCl；FeCl2
（2）①2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑；②Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓
（3）1﹣100nm；是否有丁达尔现象
【解析】金属单质A的焰色反应为黄色，则A为Na，与水反应生成的气体甲为H2，D为NaOH，黄绿色气体乙为Cl2，氯气与氢气反应生成丙为HCl，丙溶于水得到E为盐酸。D与G生成红褐色沉淀H为Fe（OH）3，则G中含有铁离子，金属B与氯气反应得到G，故B为Fe，G为FeCl3，Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，故F为FeCl2 。
（1）由上述分析可知，乙为Cl2，丙为HCl，F为FeCl2。
（2）①金属A和水反应离子方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH﹣+H2↑；
②D和G的水溶液反应离子方程式为：Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓。
（3）将FeCl3溶液逐滴加入到沸水中会产生一种红褐色的液体，形成氢氧化铁胶体，该液体中的分散质粒子直径在1﹣100nm 之间，验证的简单方法是：是否有丁达尔现象。