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第三单元 金属材料
第一节 铁及其化合物（二）
一、基础巩固
1．某固体混合物X，可能含有BaCl 、NaHCO 、Fe O 、Cu、NaAlO 中的一种或几种，进行如下实验：
2 3 2 3 2
①取一定量样品溶于水中，得到固体A和溶液B；②向A中加入足量稀盐酸，得到澄清溶液C．下列说法
不正确的是（ ）
A．固体A可能溶于NaOH溶液
B．溶液C能与NaHCO 溶液反应产生沉淀
3
C．向溶液C中加入KSCN溶液，若不变色，则混合物X不含Fe O
2 3
D．向溶液B中加入NaOH溶液，若出现白色沉淀，则X中必定有BaCl 和NaHCO
2 3
【答案】C。
【解析】A、NaHCO 、NaAlO 在水中发生反应H O+AlO +HCO ＝Al（OH） ↓+CO 2﹣，生成Al
3 2 2 2﹣ 3﹣ 3 3
（OH） 固体可能溶于NaOH溶液，故A正确；
3
B、Al（OH） 固体入足量稀盐酸，得到澄清溶液AlCl 能与NaHCO 溶液反应产生沉淀，故B正确；
3 3 3
C、固体A若为Fe O 和Cu的混合物，若FeCl 和Cu恰好反应，向溶液C中加入KSCN溶液，若不变
2 3 3
色，则混合物X不含Fe O 就错了，故C错误；
2 3
D、若溶液B是BaCl 、NaHCO 、NaAlO 中的一种，加入NaOH溶液不出现白色沉淀，若是BaCl 和
2 3 2 2
NaHCO 的混合液，加入NaOH溶液出现白色沉淀，若是Na CO 和NaHCO 的混合液，加入NaOH溶
3 2 3 3
液不出现白色沉淀，向溶液B中加入NaOH溶液，若出现白色沉淀，则X中必定有BaCl 和NaHCO ，
2 3
故D正确；
故选：C。
2．不能和铁反应的溶液是（ ）
A．H S B．NaOH C．Fe （SO ） D．Cl
2 2 4 3 2
【答案】B。
【解析】A．铁排在氢的前面，则H S和铁反应生成FeS和氢气，故A不选；
2
B．铁不与氢氧化钠溶液反应，故B选；C．铁和Fe （SO ） 发生归中反应生成硫酸亚铁，故C不选；
2 4 3
D．氯气具有强氧化性，则铁和氯气反应生成氯化铁，故D不选；
故选：B。
3．亚硝酸亚铁Fe（NO ） 易分解，若分解产物之一是红色粉末Fe O ，则另一分解产物可能是（ ）
2 2 2 3
A．NO B．N O C．NO D．N O
2 3 2 2 5
【答案】A；
【解析】A、由以上分析得出NO的氮元素化合价为+2，比+3化合价低，故A正确；
B、N O 的氮元素化合价为+3价，与Fe（NO ） 中氮元素化合价相同，化合价没有发生变化，故B错
2 3 2 2
误；
C、NO 的氮元素化合价为+4价，高于Fe（NO ） 中氮元素的+3价，故C错误；
2 2 2
D、N O 的氮元素化合价为+5价，高于Fe（NO ） 中氮元素的+3价，故D错误；
2 5 2 2
故选：A。
4．用KI溶液和FeCl 溶液进行如下实验。下列说法中错误的是（ ）
3
A．实验i发生的反应为：2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I
2
B．黄色溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl﹣⇌、K+、I﹣离子
C．实验iii水溶液中c（Fe2+）小于i中c（Fe2+）
D．若向实验iii 所得液体中滴加KSCN溶液，水层红色比实验ii浅
【答案】C。
【解析】A、KI溶液中I﹣具有还原性，FeCl 溶液中Fe3+具有氧化性，二者发生氧化还原反应，给的量
3
可以看出滴加的氯化铁是少量的，结果反应后溶液依然显示黄色，说明铁离子反应不完全，发生的反
应是可逆的，即2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I ，故A正确；
2
B、氯化铁（少量）和碘化⇌钾之间的反应，产物是氯化亚铁、氯化钾，碘单质，并且碘化钾剩余，反应
是可逆的，还存在少量的氯化铁，即黄色溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl﹣、K+、I﹣离子，故B正确；
C、实验iii中生成的I 萃取到CCl 层，从溶液中分离出产物I ，使反应2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I 正向移动，
2 4 2 2
使c（Fe2+）大于i中c（Fe2+），故C错误； ⇌
D、实验iii 是向所得液体中滴加CCl ，萃取了碘单质，反应2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I 正向移动，铁离子浓
4 2
度减小，所得液体中滴加KSCN溶液，水层红色变浅，故D正确。 ⇌
故选：C。
5．可用于检验久置的FeSO 溶液是否变质的试剂（ ）
4
A．过氧化钠 B．铁粉 C．盐酸 D．KSCN溶液
【答案】D。【解析】A、过氧化钠和水反应生成氢氧化钠溶液，FeSO 和NaOH反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，能
4
迅速被氧化成灰绿色、最终氧化成红褐色，检验效果不如硫氰化钾溶液，故A错误；
B、铁片不与溶液中硫酸亚铁反应，无法检验硫酸亚铁是否变质，故B错误；
C、盐酸不与铁离子和亚铁离子反应，使用盐酸无法检验硫酸亚铁是否变质，故C错误；
D、如果FeSO 溶液变质，变质后的物质是硫酸铁，Fe3+能和SCN﹣生成络合物，使溶液呈现血红色现
4
象明显，这一反应是Fe3+的特征反应，所以用KSCN溶液，故D正确；
故选：D。
6．某同学采用硫铁矿焙烧后的烧渣（主要成分为 Fe O 、SiO 、Al O ）制取七水合硫酸亚铁
2 3 2 2 3
（FeSO •7H O），设计了如图流程：
4 2
下列说法不正确的是（ ）
A．溶液1中的阳离子可与NH +、I﹣、SO 2﹣在同一溶液中大量共存
4 4
B．固体1为SiO ，试剂X为Fe
2
C．向固体2中加入足量NaOH溶液，发生反应的离子方程式：Al（OH） +OH﹣═AlO ﹣+2H O
3 2 2
D．从溶液2得到FeSO •7H O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
4 2
【答案】A。
【解析】烧渣中加入足量酸，因为最终制取的是七水合硫酸亚铁，所以加入的酸是稀硫酸，Fe O 、
2 3
Al O 和稀硫酸生成可溶性硫酸盐，SiO 不溶于稀硫酸，过滤后得到的固体1为SiO ，滤液1中含有硫
2 3 2 2
酸铁、硫酸铝和硫酸；加入NaOH溶液控制溶液的pH得到固体2和溶液2，溶液2中含有亚铁离子，
则试剂X能还原铁离子生成亚铁离子且不能引进新的杂质，则 X为Fe，固体2为氢氧化铝和过量的
Fe，将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO •7H O，
4 2
A．通过以上分析知，溶液1中含有铁离子、铝离子和氢离子，铁离子和碘离子发生氧化还原反应而不
能大量共存，故A错误；
B．通过以上分析知，固体1为SiO ，试剂X为Fe，故B正确；
2
C．固体2中含有氢氧化铝，氢氧化铝能和 NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为 Al（OH）
+OH﹣═AlO ﹣+2H O，故C正确；
3 2 2
D．亚铁离子易被空气中的氧气氧化，而且受热易失去结晶水，所以从溶液 2得到FeSO •7H O产品的
4 2
过程中，须控制条件防止其氧化和分解，故D正确；
故选：A。
7．为了探究铁与氯气的反应，某同学甲设计了如下的实验方案。
其实验装置为：其实验步骤为：
（1）用注射器吸取20mL左右的氯气。
（2）在硬质玻璃管内加入一定量的细铁丝，一支试管内加入硫氰化钾溶液，另一支试管中加入氢氧化
钠溶液。按图所示连接实验装置，并固定在铁架台上。经检验装置不漏气。
（3）加热硬质玻璃管内铁丝约1min，然后把注射器中的氯气注入到硬质玻璃管内，观察实验现象。可
观察到硬质玻璃管内 ，盛硫氰化钾溶液的试管内显 。
（4）请写出试管中所发生反应的离子方程式： 。其中，氢氧化钠溶液的作用是 。
（5）某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁，其为了探究生成物中是否含有氯化亚铁（假
设铁已完全反应），设计了一个实验方案。现只有H O 溶液、酸性KMnO 溶液和KSCN溶液，而没
2 2 4
有其他试剂，你认为需要用到的试剂有 。
【答案】（3）铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟；红色；
（4）Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN） ；Cl +2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H O；吸收尾气Cl ；
3 2 2 2
（5）酸性高锰酸钾溶液。
【解析】（3））铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁，生成红褐色烟，放热放热，铁丝保持红热，铁离子与
KSCN发生络合反应，溶液变红色，
故答案为：铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟；红色；
（4）铁离子与KSCN发生络合反应，离子方程式为Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN） ，氯气与氢氧化钠反应
3
生成NaCl、NaClO，离子方程式为Cl +2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H O，氢氧化钠吸收氯气，避免污染环境，
2 2
故答案为：Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN） ；Cl +2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H O；吸收尾气Cl ；
3 2 2 2
（5）探究生成物中是否含有氯化亚铁，实验步骤为取出甲实验后的玻璃管中的固体少量，放入小烧杯
中加适量蒸馏水，搅拌、溶解；滴加少量酸性高锰酸钾溶液并振荡，如果溶液的紫色褪去，则证明原
生成物中含有氯化亚铁，否则原生成物中不含氯化亚铁，由于含有铁离子，且加入KSCN不能检验，
故答案为：酸性高锰酸钾溶液。
二、拓展提升
8．铁不能与冷、热水反应，但是能与水蒸气反应．实验装置如图所示．在硬质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，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验． 请回答：（1）写出该反应的化学方程式 ．
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是 ，实验开始时应先点燃 （填“酒精灯”或
“酒精喷灯”），实验结束时应先熄灭 （填“酒精灯”或“酒精喷灯”）．
（3）圆底烧瓶中盛有水，该装置受热后的主要作用是 ；烧瓶里应事先放置 ，其作用
是 ；干燥管中盛装的物质是 ．
（4）待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液 B，取少量溶液 B滴加
溶液，若 （填实验现象），则说明溶液B中含有Fe3+．
【答案】（1）3Fe+4H O（g） Fe O +4H ；
2 3 4 2
（2）检验装置的气密性；酒精灯；酒精喷灯；
（3）为实验提供水蒸气；碎瓷片；防止暴沸；碱石灰；
（4）KSCN；溶液变红色．
【解析】（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应，生成Fe O 和H ：3Fe+4H O（g） Fe O +4H ；
3 4 2 2 3 4 2
故答案为：3Fe+4H O（g） Fe O +4H ；
2 3 4 2
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，空气中的氧气会和金属铁反应，进行金属铁和水蒸气的
反应试验，为防止干扰，应该先用水蒸气将空气排净，故应该先点燃酒精灯，制取水蒸气，再点燃酒
精喷灯防止加热铁粉与空气反应；
故答案为：检验装置的气密性；酒精灯；酒精喷灯；
（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气；加热液体时要防止暴沸，故应
加入少量碎瓷片防止暴沸发生；最后生成的气体为氢气，干燥氢气可以用碱石灰；
故答案为：为实验提供水蒸气；碎瓷片；防止暴沸；碱石灰；
（4）若要验证溶液B中含有Fe3+，用KSCN溶液检验，若溶液变红色，说明有三价铁离子；
故答案为：KSCN；溶液变红色．
9．按要求回答下列问题。
（1）为了防止FeSO 溶液变质，应在溶液中加入少量的 （元素符号表示）。
4（2）人体血液中的下列物质不属于电解质的是 （填序号，下同）。
a．H CO b．葡萄糖（C H O ）c．NaHCO d．NaCl
2 3 6 12 6 3
（3）区分Na CO 和NaHCO 溶液可选用的方法或试剂是 。
2 3 3
a．CaCl 溶液b。焰色试验c。Ca（OH） 溶液d。NaOH溶液
2 2
（4）下列变化中，不涉及氧化还原反应的是 。
a．金属的冶炼b。钢铁的锈蚀c。钟乳石的形成d。食物的变质
（5）下列过程必须加入氧化剂才能实现的是 。
a．Cl →ClO﹣b．NH →NH +c．KMnO →MnO d．Fe2+→Fe3+
2 3 4 4 2
（6）质量相同的两份铝粉，分别放入足量的盐酸和NaOH溶液，放出的H 在同温同压下体积之比为
2
。
（7）明矾[硫酸铝钾的结晶水合物：KAl（SO ） •12H O]是一种常用添加剂，明矾在水中能电离出两
4 2 2
种金属离子和酸根离子。写出硫酸铝钾电离方程式： 。
【答案】（1）Fe；
（2）b；
（3）a；
（4）c；
（5）d；
（6）1：1；
（7）KAl（SO ） ＝K++Al3++2SO 2﹣。
4 2 4
【解析】（1）FeSO 中Fe为+2价，所以极易被氧化为+3价，加入铁粉后，会与+3价的铁反应使之成
4
为亚铁离子后，融入到FeSO 溶液中，这样便有效地减少FeSO 的损失，
4 4
故答案为：Fe；
（2）a．H CO 是碳酸属于电解质，故a不符合；
2 3
b．葡萄糖（C H O ）不能电离属于非电解质，故b符合；
6 12 6
c．NaHCO 属于盐为电解质，故c不符合；
3
d．NaCl是盐属于电解质，故d不符合；
故答案为：b；
（3）a．CaCl 溶液和碳酸氢钠不反应，和碳酸钠反应生成白色沉淀，可以鉴别二者，故a正确；
2
b．碳酸钠和碳酸氢钠都含钠离子，焰色反应相同不能鉴别，故b错误
c．Ca（OH） 溶液和碳酸钠、碳酸氢钠都发生反应生成白色沉淀，不能鉴别，故c错误
2
d．NaOH溶液和碳酸钠不反应，和碳酸氢钠反应无明显现象，不能鉴别二者，故d错误；故答案为：a；
（4）a．金属的冶炼是化合态转化为游离态，发生还原反应，故a不符合；
b．钢铁的锈蚀是铁被氧化发生氧化还原反应，故b不符合；
c．钟乳石的形成是碳酸氢钙分解生成，过程中无元素化合价变化为费氧化还原反应，故c符合；
d．食物的变质是发生了氧化还原反应，故d不符合；
故答案为：c；
（5）a．Cl →ClO﹣过程中氯元素化合价升高失电子发生还原反应，同时氯元素0价可以降低发生还原
2
反应，不需要加入氧化剂，故a错误；
b．NH →NH + 过程中无元素化合价变化，不是氧化还原反应，故b错误；
3 4
c．KMnO →MnO 锰元素化合价降低，需要加入还原剂实现，故c错误；
4 2
d．Fe2+→Fe3+过程中铁元素化合价升高失电子发生氧化反应，需要加入氧化剂，故d正确；
故答案为：d；
（6）足量的盐酸和氢氧化钠溶液，Al完全反应，相同质量的铝粉，失去电子相同，则生成氢气相同，
则放出的氢气在同温同压下的体积之比是1：1。
（7）硫酸铝钾是盐，为强电解质，能够完全电离生成钾离子、铝离子、硫酸根离子，电离方程式为：
KAl（SO ） ＝K++Al3++2SO 2﹣。
4 2 4
10．固体A由四种元素组成的化合物，为探究固体A的组成，设计并完成如下实验：
已知：固体B是一种单质，气体E、F都是G和另外一种气体组成。
请回答：
（1）组成A的四种元素是 ，气体E是 。
（2）固体A隔绝空气加热分解的化学方程式是 。
（3）蓝色溶液D和乙醇反应可获得固体A，同时还生成一种常见的温室气体，该反应的化学方程式为
。
【答案】Cu、C、N、O；CO和N ；
2
（2）Cu（CNO） Cu+CO↑+N ↑；
2 2（3）3Cu（NO ） +4CH CH OH＝3Cu（CNO） +2CO ↑+12H O。
3 2 3 2 2 2 2
【解析】气体E、F都是G和另外一种气体组成，气体E与灼热CuO反应生成气体F，气体F通入澄清
石灰水得到沉淀H和气体G，说明气体E中气体G和CO，气体F中含有CO 和气体G，则A中含有
2
C、O元素，且气体G性质较稳定，不与CuO、氢氧化钙反应；固体B是一种单质，能够与稀硝酸反应
生成气体C和蓝色溶液D，则气体C为NO，D为Cu（NO ） ，n（NO）＝ ＝0.01mol，结
3 2
合电子守恒可知n（Cu）＝ ＝0.015mol，说明2.22gA中含有0.015molCu元素；沉淀H为
CaCO ，n（CO）＝n（CO ）＝n（CaCO ）＝ ＝0.03mol，则2.22gA中含有0.03molC、
3 2 3
0.03molO；结合“蓝色溶液D和乙醇反应可获得固体A”可知，A中还应该含有N元素，气体E中含有
的另一种气体应该为N ，n（N ）＝ ﹣0.03mol＝0.015mol，则2.22gA中含有0.03molN元
2 2
素，所以A中含有的n（Cu）：n（C）：n（N）：n（O）＝0.015mol：0.03mol：（0.015mol×2）：
0.03mol＝1：2：2：2，则A的化学式为Cu（CNO） 。
2
（1）根据分析可知，组成A的四种元素是Cu、C、N、O；气体E为CO和N 。
2
（2）A的化学式为Cu（CNO） ，固体A隔绝空气加热分解生成Cu、CO和N ，该反应的化学方程式
2 2
为：Cu（CNO） Cu+CO↑+N ↑。
2 2
（3）蓝色溶液D为Cu（NO ） ，Cu（NO ） 和乙醇反应可获得固体A[Cu（CNO） ]，同时还生成一
3 2 3 2 2
种常见的温室气体，说明生成的气体为CO ，该反应的化学方程式为3Cu（NO ） +4CH CH OH＝3Cu
2 3 2 3 2
（CNO） +2CO ↑+12H O。
2 2 2
