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第 15 讲 铁及其氧化物和氢氧化物
[复习目标] 1.掌握铁的主要性质及应用。2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。
3.掌握Fe(OH) 、Fe(OH) 的性质及Fe(OH) 的制备方法。
2 3 2
考点一 铁及其氧化物
1．铁单质
(1)铁的物理性质
银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。
(2)铁的原子结构
Fe的价层电子排布式为 3d 6 4s 2 ，铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，是应用最广泛的过渡
金属元素，其原子结构示意图： 。
(3)铁的化学性质
铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成 ＋ 2 价或 ＋ 3 价的铁。重要的化学反应为
2．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe O Fe O
2 3 3 4
俗名 铁红 磁性氧化铁颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
铁的化合价 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 2 、＋ 3
(2)化学性质
①FeO、Fe O 都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO
2 3
＋2H＋===Fe2＋＋HO，Fe O＋6H＋===2Fe3＋＋3HO。
2 2 3 2
②铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe O＋3CO=====2Fe＋
2 3
3CO,Fe O＋2Al=====2Fe＋Al O。
2 2 3 2 3
③分别写出Fe O 溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：3Fe O ＋28H＋＋NO===9Fe3＋
3 4 3 4
＋NO↑＋14HO 、Fe O＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I＋4HO。
2 3 4 2 2
1．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在( )
2．Fe分别与Cl 和盐酸反应所得氯化物相同( )
2
3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )
4．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe O( )
3 4
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√
一、铁及其氧化物的性质与应用
1．下列叙述正确的是( )
A．Fe与I 反应生成FeI
2 3
B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu
C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3N
A
D．高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加
答案 D
解析 Fe与I 反应生成FeI ，A错误；正确的离子方程式：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，B错误；
2 2
5.6 g Fe的物质的量为＝0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2N ，C错误；
A
Fe变为Fe O，固体质量增加，D正确。
3 4
2．化学让生活更美好。下列说法不正确的是( )
A．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe O 是一种碱性氧化物
2 3
B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应
C．故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料
D．氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁
答案 D解析 氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁，故D错误。
3．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触
C．肥皂液改为吹泡泡水，收集H 效果更好，点燃效果更明显
2
D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物
答案 D
解析 铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，
故D错误。
二、铁与酸反应的定量分析
4．向含有1 mol HNO 和1 mol H SO 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离
3 2 4
子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关
判断不正确的是( )
A．a表示Fe3＋的关系曲线
B．n＝0.75
1
C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
答案 C
解析 该反应可以看做两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2HO，硝酸根离子过量，
2
氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 mol H
＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正
确；P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。
三、铁的氧化物组成分析
5．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO 全部用足量的澄
2清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。
答案 FeO
解析 4.00 g CaCO 沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO 的物质的量均为0.04 mol，增
3 2
加的氧元素为0.04 mol，质量为0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素的质量
为0.64 g，铁元素的质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的
量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。
6．(2022·丽江质检)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全
溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl ，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化
2
学式可能为________________________________________________________________。
答案 Fe O
5 7
解析 根据2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中
2
n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝0.14
L×5 mol·L－1＝0.7 mol，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05 mol∶0.2 mol＝
1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe O，即Fe O。
2 3 5 7
确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe O；
2 3
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe O 或FeO与Fe O 按物质的量之比为1∶1组成的混合物
3 4 2 3
或FeO、Fe O、Fe O 的混合物(其中FeO、Fe O 的物质的量之比为1∶1，Fe O 的物质的量
2 3 3 4 2 3 3 4
为任意值)。
考点二 铁的氢氧化物
1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
化学式 Fe(OH) Fe(OH)
2 3
色、态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋2HO Fe(OH) ＋3H＋===Fe3＋＋3HO
2 2 3 2
受热分解 2Fe(OH) =====Fe O＋3HO
3 2 3 2
可溶性亚铁盐与碱溶液反应： 可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3＋＋3OH
制法
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓ －===Fe(OH) ↓
2 3
二者的关系 在空气中，Fe(OH) 能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH) ，现象是白
2 3色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为
4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
2.Fe(OH) 的制备
2
(1)制备原理
①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓。
2
②成功关键：溶液中不含O 等氧化性物质；制备过程中，保证生成的 Fe(OH) 在密闭、隔
2 2
绝空气的体系中。
(2)常用方法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO 溶液液面以
4
下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl )，以防
4
止 空气与 Fe(OH ) 接触发生反应
2
有机覆盖层法
先在装置Ⅰ中生成FeSO 溶液，并利用生成的H 将装置
4 2
内的空气排尽后，再把FeSO 溶液压入装置Ⅱ中与NaOH
4
溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀
还原性气体保护法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆
盖苯(或煤油)
电解法
1．在空气中，白色的Fe(OH) 迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( )
2
2．FeCl 溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH) 胶体( )
3 3
3．Fe(OH) 与HNO 发生反应的离子方程式为Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋2HO( )
2 3 2 2
4．Fe(OH) 与氢碘酸反应生成FeI( )
3 3
5．Fe(OH) 呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应( )
3
6．Fe(OH) 在空气中加热分解生成Fe O，则Fe(OH) 在空气中加热分解生成FeO( )
3 2 3 2
7．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( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.×氢氧化亚铁制备实验探究
1．用FeSO 溶液与不含O 的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH) 。
4 2 2
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 溶液时还需要加入________。
4
(2)除去蒸馏水中溶解的O 常采用______的方法。
2
(3)生成Fe(OH) 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O 的NaOH溶液，插入FeSO 溶液液
2 2 4
面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)稀HSO 、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH) 沉淀接触O 而被氧化
2 4 2 2
解析 (1)Fe2＋易水解，要加入稀HSO 防止其水解；Fe2＋易被空气中的O 氧化，要加铁粉，
2 4 2
将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。(2)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O 变少。
2
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀的是________(填序号)。
2
答案 ①②④
解析 ①②原理一样，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
2
保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH) 氧
2
化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
3．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。实验步骤如下：
Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K 、K 、K ，打开K 、K 、K ，使装置A中产生的气体进入装
2 5 6 1 3 4
置B中，排尽装置B中空气。
Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K，打开K，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。
3 2
Ⅲ.关闭K、K，打开K、K，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。
1 2 5 6
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是____________，B中长玻璃管的作用是_____________________。
(2)装置A中金属离子的检验方法是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤 Ⅲ 装置B中的现象是____________________，其发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________。
答案 (1)恒压滴液漏斗 平衡气压，辅助排出装置B中的空气 (2)取少量装置A烧瓶中
的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加HO ，溶液变为红色，
2 2
则证明存在Fe2＋
(3)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
解析 氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K 、K 、K ，关闭K 、K 、K ，装置A中产
1 3 4 2 5 6
生H ，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置 B中的空气，作用之二
2
是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。
4．利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH) 白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为
2
石墨和铁。
(1)a电极的材料应为_____________________，电极反应式为_____________________。
(2)电解液c可以是________(填字母)。
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl 溶液
2
(3)d为苯，其作用是______________________________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若c用NaSO 溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH) 沉淀，再反接电源电解，除了
2 4 2
电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________。
答案 (1)Fe Fe－2e－===Fe2＋
(2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH) 被氧化 加热煮沸，排出溶解的O
2 2
(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
1．下列叙述不正确的是( )
A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸(2022·浙江6月选考，9C)
B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与HO高温下会反应(2022·广东，6C)
2
C．将废铁屑加入FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl(2019·天津，3A)
2 2
D．铁锈的主要成分可表示为Fe O·nHO(2020·浙江1月选考，9B)
2 3 2
答案 A
2．下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A．FeS 在沸腾炉中与O 反应主要生成SO (2020·浙江7月选考，12C)
2 2 3
B．Mg加入到过量FeCl 溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B)
3
C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D)
D．室温下，Fe与浓HSO 反应生成FeSO (2020·江苏，6D)
2 4 4
答案 C
解析 FeS 在沸腾炉中与O 发生的反应为4FeS ＋11O=====2Fe O ＋8SO ，产物主要是
2 2 2 2 2 3 2
SO ，故A错误；Mg加入到FeCl 溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3＋反应，生成
2 3
Mg2＋和Fe2＋，若Mg过量，Mg与Fe2＋继续反应生成Mg2＋和Fe，但由于反应中FeCl 过量，
3
所以不会生成Fe，故B错误；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化
学腐蚀，腐蚀速率更快，故C正确；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，故D错误。
课时精练
1．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起
销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A．Fe B．FeCl C．FeO D．Fe O
3 2 3
答案 D
2．用铁制备较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是( )A．使铁在潮湿的空气中缓慢氧化
B．铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
C．使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
D．使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
答案 B
解析 铁在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈，铁锈的主要成分为氧化铁水合物，A错误；
铁在氯气中燃烧生成氯化铁，加水溶解，加入足量 NaOH溶液，反应生成氢氧化铁沉淀，
过滤、洗涤，然后充分加热，氢氧化铁分解生成氧化铁，B正确；铁和稀硫酸反应生成硫酸
亚铁，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中加热部分被氧化生成
氢氧化铁，所以分解产物可能为氧化铁和氧化亚铁的混合物，C错误；铁和硝酸反应生成有
害气体，污染环境，不属于最佳方案，D错误。
3．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是( )
A．铁元素的化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
答案 C
解析 铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2价；铁元素的化合价不同，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；氧化铁俗称铁红，是
一种红棕色粉末；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。
4．在100 mL 1.00 mol·L－1 HSO 溶液中加入足量铁屑，生成的气体在标准状况下的体积为(
2 4
)
A．11.2 L B．6.72 L C．4.48 L D．2.24 L
答案 D
解析 在100 mL 1.00 mol·L－1 HSO 溶液中加入足量铁屑，反应中HSO 完全反应，则生成
2 4 2 4
的 H 完全来自于 H SO ,100 mL 1.00 mol·L－1 H SO 溶液中 n(H SO )＝n(H )＝0.1 L
2 2 4 2 4 2 4 2
×1.00 mol·L－1＝0.1 mol，则生成的气体在标准状况下的体积为 0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24
L，D项正确。
5．某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是( )
A．氢氧化铁和硫酸 B．铁和盐酸
C．氧化亚铁和盐酸 D．氧化铁和盐酸
答案 D
解析 氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，A项错误；铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，
B项错误；氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，C项错误；氧化铁和盐酸反应生成氯化
铁和水，可以制备氯化铁溶液，D项正确。6．实验过程中不可能产生 Fe(OH) 的是( )
3
A．蒸发 FeCl 溶液
3
B．FeCl 溶液中滴入氨水
3
C．将水蒸气通过灼热的铁
D．FeCl 溶液中滴入 NaOH 溶液
2
答案 C
解析 蒸发 FeCl 溶液，铁离子水解生成氢氧化铁，故A不符合题意；FeCl 溶液中滴入
3 3
氨水生成氢氧化铁和氯化铵，故B不符合题意；将水蒸气通过灼热的铁生成四氧化三铁和
氢气，故C符合题意；FeCl 溶液中滴入 NaOH 溶液生成氢氧化亚铁和氯化钠，氢氧化亚
2
铁遇到氧气被氧化成氢氧化铁，故D不符合题意。
7．用饱和氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体，正确的操作是( )
A．将饱和氯化铁溶液滴入蒸馏水中即可
B．将饱和氯化铁溶液滴入热水中，至溶液呈深黄色
C．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色
D．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，并继续加热煮沸至生成红褐色沉淀
答案 C
解析 氯化铁在溶液中水解生成氢氧化铁，加热促进水解，生成氢氧化铁胶体，则实验室制
备氢氧化铁胶体的操作为把饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色。
8．下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．Fe(OH) 易被氧化成Fe(OH) ，说明稳定性：Fe(OH) ＜Fe(OH)
2 3 2 3
B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X )反应的生成物均为FeX
2 3
C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH) ＋3HI===FeI＋3HO
3 3 2
D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe O 和H
2 3 2
答案 A
解析 Fe(OH) 具有还原性，易被氧化生成稳定的 Fe(OH) ，说明稳定性：Fe(OH) ＜
2 3 2
Fe(OH) ，故A正确；碘的氧化性较弱，铁与碘反应生成FeI ，故B错误；Fe3＋具有较强的
3 2
氧化性，可与I－发生氧化还原反应，生成亚铁离子和碘，故C错误；铁与水蒸气在高温下
的反应产物为Fe O 和H，故D错误。
3 4 2
9．混合下列各组物质使之充分反应，加热蒸干产物并在300 ℃下灼烧至质量不变，最终残
留固体不是纯净物的是( )
A．向红褐色的Fe(OH) 固体中加入过量盐酸
3
B．等物质的量浓度、等体积的(NH )SO 与BaCl 溶液
4 2 4 2
C．等物质的量的NaHCO 与NaO 固体溶于水
3 2 2
D．向NaBr溶液中通入过量氯气答案 C
解析 反应得到的溶液中含有FeCl 和HCl，加热，FeCl 水解得到Fe(OH) 和HCl，HCl易
3 3 3
挥发，Fe(OH) 受热分解最终得到的固体是Fe O ，故A不选；反应生成NH Cl和BaSO ，
3 2 3 4 4
NH Cl受热分解，最终得到BaSO，故B不选；NaO 与水反应生成NaOH，NaOH物质的量
4 4 2 2
是NaO 的2倍，等物质的量的NaHCO 与NaO 反应最终得到NaCO 和NaOH的混合物，
2 2 3 2 2 2 3
故C选；向NaBr溶液中通入过量氯气，生成Br 和NaCl，Br 易挥发，最终得到NaCl，故
2 2
D不选。
10．太阳能是理想的能源，通过Fe O 和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如
3 4
图所示。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe O=======6FeO＋O↑
3 4 2
B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe O 转移0.3 mol电子
3 4
C．利用该过程可以降低环境中CO 的含量
2
D．该过程的总反应为CO=====C＋O
2 2
答案 B
解析 过程Ⅰ为在太阳能、>2 300 K 条件下，Fe O 分解为 O 和 FeO，化学方程式为
3 4 2
2Fe O=======6FeO＋O↑，A正确； 过程Ⅱ为6FeO＋CO=====2Fe O ＋C，每生成23.2
3 4 2 2 3 4
g(即0.1 mol)Fe O ，转移0.2 mol电子，B错误；由图知，该过程中Fe O 和FeO相互转化，
3 4 3 4
而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧气，故利用该过程可以降低环境中 CO 的含量，C正确；
2
由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程的总反应为CO=====C＋O，D正确。
2 2
11．已知：普通铁＋水蒸气――――→铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气――――→“引火铁”
＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%
的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)
如图所示。关于上述装置和实验，下列分析错误的是( )
A．A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰
B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C．需要加热的仪器只有A、E
D．D用于收集氢气
答案 C
解析 根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，
持续加热提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气。E中反应
物为A中生成的四氧化三铁，I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备
H ，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的
2
氢气，氢气进入E中和Fe O 在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气在F处
3 4
进行收集或其他处理。
12．黄铁矿(主要成分为FeS)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会
2
被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．d步生成的Fe(OH) 可作净水剂、消毒剂
3
B．a步发生反应的离子方程式为2FeS＋7O＋2HO===2Fe2＋＋4SO＋4H＋
2 2 2
C．空气中O 约占五分之一，0.1 mol FeS 完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积约为8.4 L
2 2
D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响
答案 B
解析 Fe(OH) 具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A错误；根据得失电子守恒、
3
原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为2FeS＋7O＋2HO===2Fe2＋＋4SO＋4H
2 2 2
＋，故B正确；0.1 mol FeS 完全被氧化时，S失去1.4 mol电子变为硫酸，铁由＋2价被氧化
2
为＋3价，失去0.1 mol电子，失去电子总物质的量为1.5 mol，根据得失电子守恒，消耗氧
气的物质的量为 mol＝0.375 mol，相当于消耗空气0.375 mol×5×22.4 L·mol－1＝42 L，故C
错误；由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的生态环境，故D错误。
13．为探究铁及其化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。
(1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图所示。试管中发生反应的化学方程式是_________，该反应中氧化剂是________。
(2)如图：
①往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色______________。
②写出上述A→B过程中的化学方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
③描述将C放置于空气中的现象：__________________________________________
________________________________________________________________________，
写出该反应的化学方程式： _______________________________________________
________________________________________________________________________。
④写出向B中加入氯水发生反应的离子方程式：______________________________
________________________________________________________________________。
⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看
到一条光亮的“通路”，这种现象称为____________。
答案 (1)3Fe＋4HO(g)=====Fe O＋4H HO
2 3 4 2 2
(2)①变为红色 ②2FeCl ＋Fe===3FeCl ③白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐
3 2
色 4Fe(OH) ＋O ＋2HO===4Fe(OH) ④2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－ ⑤Fe(OH) 丁达
2 2 2 3 2 3
尔效应
解析 (1)H O中氢元素化合价由＋1降低为0，氧化剂是HO。(2)①氧化铁和盐酸反应生成
2 2
氯化铁，A溶液中含有Fe3＋，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色。④B为氯化亚
铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液，离子方程式为2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－。
2
14．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体
3
Y，将Y溶于过量盐酸，所得溶液中大量存在的阳离子是___________________________。
(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，
将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中
大量减少的阳离子是________(填字母)。
A．Mg2＋ B．Fe2＋
C．Al3＋ D．Cu2＋
(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备氧化铁的流程如图：操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的名称是________。
(4)有些同学认为用酸性KMnO 溶液滴定也能进行铁元素含量的测定，其反应如下：5Fe2＋＋
4
MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO。
2
a．称取2.85 g绿矾(FeSO ·7H O)产品，溶解，配制成250 mL一定物质的量浓度的溶液；
4 2
b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO 溶液滴定至终点，消耗KMnO 溶液体积的平均值
4 4
为20.00 mL。
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO 溶液250 mL，配制时需要的仪器除
4
天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需_________________________________________。
②上述样品中FeSO ·7H O的质量分数为________________________________(保留3位有效
4 2
数字)。
答案 (1)Fe2＋、Fe3＋、H＋ (2)BC (3)过滤 洗涤 (4)①250 mL容量瓶 ②97.5%
解析 (1)有磁性的固体Y是四氧化三铁，所以Y与过量盐酸反应后，溶液中大量存在的阳
离子是Fe2＋、Fe3＋、H＋。(2)氢氧化钠过量，因此得不到氢氧化铝沉淀。又因为氢氧化亚铁
极易被氧化生成氢氧化铁，所以滤渣的成分为氢氧化铁、氢氧化镁和氢氧化铜，灼烧后生成
氧化铁、氧化镁和氧化铜，与过量盐酸反应生成氯化铁、氯化镁和氯化铜，因此所得溶液与
原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是 Fe2＋、Al3＋。(4)② 根据 5Fe2＋＋MnO＋8H＋
===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO可知，25.00 mL待测溶液中含有的亚铁离子的物质的量是 0.010 00
2
mol·L－1×0.02 L×5＝0.001 mol，则FeSO ·7H O的质量为0.001 mol×278 g·mol－1×10＝2.78
4 2
g，所以样品中FeSO ·7H O的质量分数为×100%≈97.5%。
4 2
15．某化学兴趣小组拟用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀
硫酸、氢氧化钠溶液。
(1)稀硫酸应放在________(填写仪器编号)中。
(2)本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关__________、
打开开关___________，就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气
的理由：__________________________________________________________________。(3)实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可采取的措施是
________________________________________________________________________。
(4)在FeSO 溶液中加入(NH )SO 固体可制备硫酸亚铁铵晶体[(NH )Fe(SO )·6H O](式量为
4 4 2 4 4 2 4 2 2
392)，该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。
①为洗涤(NH )Fe(SO )·6H O粗产品，下列方法中最合适的是________(填字母)。
4 2 4 2 2
A．用冷水洗
B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗
D．用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500 mL溶液，用浓度为c mol·L－1
的酸性KMnO 溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00 mL，实验结果记录如下：
4
实验次数 第一次 第二次 第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL 25.52 25.02 24.98
则该产品纯度为__________________。上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原
因可能是________(填字母)。
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗
D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低
答案 (1)1 (2)B A 防止生成的氢氧化亚铁被氧化 (3)在仪器2底部放上一块吸铁石
(4)①D ②×100% BC
解析 (1)由于三颈烧瓶是反应装置，故必须用分液漏斗来控制稀硫酸的用量，故稀硫酸盛
装在1中。(4)①硫酸亚铁铵易溶于水，不溶于乙醇，故可以用浓度较高的乙醇洗涤。②根
据离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4HO，可知25.00 mL待测液中，
2
n(Fe2＋)＝5n(KMnO)＝5×c mol·L－1×25×10－3 L＝0.125c mol，即(NH )Fe(SO )·6H O的
4 4 2 4 2 2
物质的量为0.125c mol，m[(NH )Fe(SO )·6H O]＝0.125c mol×392 g·mol－1＝49c g，故产
4 2 4 2 2
品的纯度为×100%＝×100%；俯视读数时液体体积偏小，A错误；滴定前有气泡，滴定结
束时无气泡消耗标准液的体积比实际消耗的体积大，故数据偏大，B正确；锥形瓶用待装液
润洗过后，药品残留在瓶壁上，故消耗标准液偏多，体积偏大，C正确；三次使用的高锰酸
钾都相同，D错误。
