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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物和氢氧化物
一、单选题
1．以下物质俗名与化学式对应正确的是( )
A．食盐—NaCl B．铁红—FeSO C．明矾CuSO ·5HO D．烧碱Ca(OH)
4 4 2 2
【答案】A
【解析】A. 食盐的化学式为NaCl，A正确；B. 铁红是氧化铁，化学式为Fe O，FeSO 是硫酸亚铁，B错
2 3 4
误；C. 明矾的化学式为KAl(SO )·12HO，CuSO ·5HO俗称胆矾，C错误；D. 烧碱的化学式为NaOH，
4 2 2 4 2
Ca(OH) 俗称熟石灰，D错误；答案选A。
2
2．（2019·河北路南唐山一中高一月考）下列物质的用途错误的是
A．镁铝合金：制作门窗 B．过氧化钠：供氧剂
C．四氧化三铁：红色油漆 D．硫酸亚铁：食品抗氧化剂
【答案】C
【解析】A．镁铝合金硬度大，密度小，适合做门框，故A正确；B．过氧化钠与水反应生成氧气，即
2NaO+2H O=4NaOH+O ↑，适合作供氧剂，故B正确；C．四氧化三铁为黑色物质，三氧化二铁为红棕色
2 2 2 2
物质，可以制造红色油漆，故C错误；D．硫酸亚铁中亚铁离子具有还原性，可以作为食品抗氧化剂，故
D正确；答案为C。
3．（2020·营口市第二高级中学高一期末）取少量FeCl 溶液，滴入NaOH溶液，观察到的现象是( )
3
A．产生白色沉淀 B．产生红褐色沉淀
C．形成红褐色溶液 D．形成无色溶液
【答案】B
【解析】取少量FeCl 溶液，滴入NaOH溶液，两者发生复分解反应的化学方程式为FeCl ＋
3 3
3NaOH=Fe(OH) ↓＋3NaCl，FeCl 溶液呈黄色，Fe(OH) 是红褐色沉淀，故选B。
3 3 3
4．（2020·福建三元三明一中高一期中改编）下列有关 Al、Fe、Cu 的说法，正确的是
A．三者的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质久置在空气中均只生成氧化物
C．Fe 与 Al O 能发生置换反应
2 3
D．三者分别浸入冷、浓硫酸中均无明显现象【答案】D
【解析】A．铝对应的氧化物Al O 是两性氧化物，故A错误；B．Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可
2 3
以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C．铁的活泼性弱于铝，故Fe 与 Al O 不能发生置换反应，故C错误；
2 3
D．铝、铁常温下在浓硫酸中发生钝化，反应生成致密氧化物薄膜阻止反应进行，是浓硫酸的强氧化性，
而铜的活泼性弱，与浓硫酸反应但现象不明显，故D正确；答案选D。
5．向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液后，沉淀颜色变化顺序为
A．红褐色、灰绿色、白色 B．白色、红褐色、黑色
C．白色、灰绿色、红褐色 D．蓝色、灰绿色、绿色
【答案】C
【解析】向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液，发生如下反应：FeCl +2NaOH=Fe(OH) ↓+2NaCl、
2 2
4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) 。Fe(OH) 为白色，Fe(OH) 为红褐色。选项C. 白色、灰绿色、红褐色是
2 2 2 3 2 3
Fe(OH) →部分氧化→Fe(OH) ，故答案为C。
2 3
6．下列实验中能得到Fe O 的是（ ）
2 3
①铁丝在氧气中燃烧 ②煅烧硫铁矿 ③加热氢氧化铁 ④铁与高温水蒸气反应
A．①④ B．①③ C．②④ D．②③
【答案】D
【解析】①铁丝在氧气中燃烧生成Fe O；②煅烧硫铁矿生成Fe O 和二氧化硫；③加热氢氧化铁生成
3 4 2 3
Fe O 和水；④铁与高温水蒸气反应生成Fe O 和氢气；能得到Fe O 的是②③，选D。
2 3 3 4 2 3
7．（2020·江苏省白蒲高级中学高一期末）下列各图示中能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀的是
2
A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④
【答案】B【解析】因为Fe(OH) 在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH) ，即发生4Fe(OH) ＋O＋
2 3 2 2
2HO=4Fe(OH) 。因此要较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，
2 3 2
都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH) 处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速
2
将Fe(OH) 氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色
2
沉淀。答案选B。
8．（2019·昆明市官渡区第一中学高二开学考试）裂解水制氢气的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A．反应Ⅰ的化学方程式是Fe O＋CO 3FeO＋CO
3 4 2
B．反应Ⅱ的化学方程式是3FeO＋HO（g） Fe O＋H
2 3 4 2
C．总反应的化学方程式是C＋2HO（g） CO＋2H
2 2 2
D．铁的氧化物是裂解水的催化剂
【答案】C
【解析】A．反应Ⅰ：反应物为Fe O、CO，生成物为FeO、CO，反应为：Fe O+CO 3FeO+CO，故A
3 4 2 3 4 2
正确；B．反应Ⅱ：反应物为FeO、HO，生成物为Fe O、H，反应为：3FeO+HO（g） Fe O+H ，故
2 3 4 2 2 3 4 2
B正确；C．反应Ⅲ：反应物为CO、C，生成物为CO，反应为：C+CO =2CO，将反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得总反应
2 2
为C＋HO（g） CO+H，故C错误；D．铁的氧化物四氧化三铁参与反应，但总反应为C＋HO（g）
2 2 2
CO+H，反应产物没有四氧化三铁，所以铁的氧化物是裂解水的催化剂，故D正确；故选C。
2
9．（2019·天津和平耀华中学高一月考）按下图装置持续通入X 气体，并在管口点燃，实验结果使澄清石
灰水变浑浊，则 X、Y 可以是
A．H 、Fe O B．CO、NaCO
2 2 3 2 3
C．CO、NaO D．H 、NaHCO
2 2 2 3
【答案】D【解析】A．氢气能燃烧，氢气与氧化铁反应生成水，澄清石灰水不变浑浊，A错误；B．NaCO 受热不
2 3
分解，澄清石灰水不变浑浊，，B错误；C．在此条件下，CO不与NaO 反应，澄清石灰水不变浑浊，C
2 2
错误；D．NaHCO 受热分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气能燃烧，故D正确；
3
答案选D。
10．（2020·兴城第三高级中学高一期中）现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下Wg合金，溶
于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，已知沉淀成分为氢氧化铁，把沉淀在空气中充分灼烧，最
后得到Wg红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为（ ）
A．20% B．30% C．70% D．80%
【答案】B
【解析】由铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，过滤，沉淀为氢氧化铁，经灼烧，得到
的固体粉末是氧化铁，氧化铁质量等于合金的质量，利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的
质量，则合金中Al的质量分数=氧化铁中氧的质量分数= ×100%=30%。答案选B。
11．下列说法正确的是( )
①赤铁矿的主要成分是Fe O，Fe O 为红棕色粉末；
2 3 2 3
②NaO和NaO 投入到水中都能生成NaOH；
2 2 2
③质量相等的NaHCO 与NaCO 分别与相同浓度盐酸完全反应时，产生CO 的物质的量相等；
3 2 3 2
④取ag Na CO 和NaHCO 混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg，能测定
2 3 3
NaCO 和NaHCO 混合物中NaCO 质量分数；
2 3 3 2 3
⑤制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁；
⑥NaHCO 固体可以做干粉灭火剂，金属钠起火可以用它来灭火；
3
⑦NaHCO 粉末中混有NaCO，可配制成溶液通入过量的CO，再低温结晶得到提纯；
3 2 3 2
⑧NaO 与水反应，NaO 既是氧化剂，又是还原剂
2 2 2 2
A．②③④⑥ B．①②⑦⑧ C．②⑤⑦⑧ D．①③④⑥
【答案】B
【解析】①赤铁矿的主要成分为Fe O，Fe O 是红棕色粉末状晶体，故①正确；②NaO是碱性氧化物，
2 3 2 3 2
和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠是过氧化物，和水反应生成氢氧化钠和氧气，所以NaO 和NaO 投入水
2 2 2
中都能生成NaOH，故②正确；③根据反应的方程式NaCO+2HCl=2NaCl+CO ↑+H O，
2 3 2 2
NaHCO +HCl=NaCl+CO ↑+H O可知，106g碳酸钠完全反应生成1mol二氧化碳，84g碳酸氢钠完全反应生
3 2 2
成1mol二氧化碳，所以等质量的NaHCO 和NaCO 与足量盐酸反应，在相同条件下NaHCO 产生的CO
3 2 3 3 2多，故③错误；④取ag NaCO 和NaHCO 混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体主要为含有少量水蒸
2 3 3
气的二氧化碳，用碱石灰吸收，增重bg，bg为水蒸气和二氧化碳的总质量，因此不能测定NaCO 和
2 3
NaHCO 混合物中NaCO 质量分数，故④错误；⑤制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁(FeSO )溶液中滴加氢氧
3 2 3 4
化钠溶液，边加边搅拌，生成的氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化生成红褐色的4Fe(OH) ，即
3
4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ，故⑤错误；⑥NaHCO 不稳定，加热易分解，钠着火时生成过氧化钠，过
2 2 2 3 3
氧化钠可与二氧化碳反应生成氧气，不能用干粉灭火剂灭火，故⑥错误；⑦NaCO 可与过量的CO 反应生
2 3 2
成NaHCO ，可用于除杂，再低温结晶得到提纯，故⑦正确；⑧NaO 与水的反应中只有O元素化合价发
3 2 2
生变化，由-1价分别变化为0、-2价，因此NaO 既是氧化剂，又是还原剂，故⑧正确；正确的有
2 2
①②⑦⑧，故选B。
12．用下列装置不能达到实验目的的是( )
A．用甲图装置可证明ρ(煤油)< ρ(钠) < ρ(水) B．用乙图装置制备Fe(OH)
2
C．用丙图装置制取金属锰 D．用丁图装置制取氯气
【答案】D
【解析】由图可知，钠在水与煤油液面中间，则可知钠的密度比水的小，比煤油的大，故A正确；B．由
图可知，利用Fe和稀硫酸制FeSO 的同时除去液面上方空气，防止制备时氢氧化亚铁被氧化，故B正确；
4
C．由图可知，Al与二氧化锰发生铝热反应生成Mn，故C正确；D．MnO 和浓盐酸混合加热可制氯气，
2
不能用稀盐酸代替，故D错误；故选D。
13．（2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一期末）某铁的“氧化物”样品,用5 mol·L-1盐酸140 mL恰好完全
溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+,该样品可能的化学式是( )
A．Fe O B．Fe O C．Fe O D．Fe O
5 7 2 3 3 4 4 5
【答案】A
【解析】氧化物与HCl反应生成氯化物与水，HCl中的H元素与氧化物中O元素全部结合生成HO.由H
2
原子、O原子守恒可知n(O)=n(H O)= n(HCl)= ×0.14L×5mol/L=0.35mol，所得溶液再通入氯气使其中
2Fe2+全部转化为Fe3+，最后溶液成分为FeCl ，根据氯原子是可知n(FeCl )= [n(HCl)+2n(Cl )]=
3 3 2
×(0.14L×5mol/L+2× )=0.25mol，所以氧化物中n(Fe):n(O)=0.25mol:0.35mol=5:7，该氧化物的化
学式为Fe O，故答案为A。
5 7
14．下列实验方案合理的是( )
A．制取少量CO,可随 B．配制一定物质的量 C．可制得Fe(OH), D．干燥、收集NH ,并吸收
2 2 3
开随制,随关随停 浓度的稀硫酸 并观察其颜色 多余的尾气
【答案】C
【解析】A. 用碳酸钠和稀盐酸制取少量CO，但是，由于碳酸钠可溶于水，故不能做到可随开随制、随关
2
随停，A实验方案不合理； B. 配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，不能将浓硫酸直接在容量瓶中稀释，B
实验方案不合理； C. 该实验中用苯隔绝了空气，这样硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成的Fe(OH) 可以保持其
2
白色并防止被氧气氧化，因此，可制得Fe(OH) ,并观察其颜色 ，C实验方案合理； D. 碱石灰可以干燥
2
NH 、水可以吸收多余的尾气，氨气密度小于空气，不能用向上排空气法收集NH ，D 实验方案不合理。
3 3
综上所述，实验方案合理的是C，本题选C。
二、填空题
15．（2020·湖南开福长沙市第七中学高一开学考试）小熊同学在学习酸碱盐有关知识时，对一些沉淀物质
的颜色产生了兴趣。老师告诉他氢氧化铜是蓝色，氢氧化铁是红褐色，让他探究氢氧化亚铁的颜色。下面
请你和他一起探究。
（查阅资料）
(1)铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。
(2)氢氧化亚铁在空气中立即被氧气氧化。
(3)硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色。
（提出猜想）氢氧化亚铁是浅绿色。
（实验过程）在2支试管里分别加入少量FeCl 和FeSO 溶液，然后滴入NaOH溶液，观察现象，请补充完
3 4成下表：
FeCl 溶液 FeSO 溶液
3 4
滴入NaOH溶液
先生成白色絮状沉淀，慢慢变化，最后变成红
生成红褐色沉淀
褐色沉淀
的现象
_______，基本反应类型属 FeSO ＋2NaOH=Fe(OH) ↓＋NaSO ；_Fe(OH)
化学方程式 4 2 2 4 2
于_______反应 ＋_O＋_HO=_______(完成并配平此方程式)
2 2
（学习交流）
(1)氢氧化亚铁是白色而不是浅绿色。
(2)小熊联系到CO 与C的化合反应，认为FeCl 溶液可以转化为FeCl 溶液，请模仿写出这个转化的化学方
2 3 2
程式：_______。
【答案】FeCl +3NaOH=Fe(OH) ↓+3NaCl 复分解反应 4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH)
3 3 2 2 2 3
2FeCl +Fe=3FeCl
3 2
【解析】
(1) FeCl 溶液和NaOH溶液反应的方程式：FeCl +3NaOH=Fe(OH) ↓+3NaCl，此反应属于复分解反应；
3 3 3
(2) FeSO 溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀是氢氧化亚铁沉淀，白色氢氧化亚铁在水中不稳定，
4
容易跟水中的氧气反应生成红棕色的氢氧化铁；由于氢氧化亚铁有少量溶于水中，亚铁离子显绿色，所以
溶液呈绿色，同时也会转化成黄色的铁离子，灰色就是白色、红棕、绿色、黄色的混合色；在加上这种转
化是有时间过程的，所以随着各种离子含量变化，颜色变化就由此而来了；最后变成红褐色沉淀是氢氧化
铁沉淀，根据质量守恒定律完成并配平反应的方程式，4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ；
2 2 2 3
(3)根据CO 与C的反应，要让FeCl 溶液可以转化为FeCl 溶液，小熊的理由是：单质铁也可以将FeCl 还
2 3 2 3
原成FeCl ，化学方程式是2FeCl +Fe=3FeCl 。
2 3 2
16．（2019·山西迎泽太原五中高一期末节选）铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三
种氧化物膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是 ，而中间则是 。
(1)中国古代“四大发明”之一的“司南”，其主要成分是上述物质中的__________。
(2) 的一种用途是____________。
(3)FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化： 。
① 时应加入的试剂是____________。② 的实验现象是___________________________。
【答案】 制红色油漆 稀硫酸 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
【解析】(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁，化学式为
；
(2)氧化铁是红色固体难溶于水，可以作红色颜料或冶炼铁；
(3)①FeO→FeSO 时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO+HSO =FeSO+H O；
4 2 4 4 2
② 的实验现象是白色迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，生成氢氧化铁红褐色沉淀。
