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第 12 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．铁的概述
2．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 价铁的化合物。重要的化学反应为
3．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不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe O。
3 4
②FeO、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
③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
④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：3FeO＋10HNO===3Fe(NO )＋NO↑＋5HO。
3 3 3 2
⑤写出Fe O 溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：Fe O＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I＋3HO。
2 3 2 3 2 2
1．Fe与足量硫粉混合加热制取Fe S( )
2 3
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，理由是Fe与这两种酸不反应( )
4．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化( )
5．Fe O 中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因此Fe O 是FeO与Fe O 的混合物( )
3 4 3 4 2 3
6．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.× 5.× 6.√
一、铁及其氧化物的性质与应用
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
3
C．FeO D．Fe O
2 3
答案 D
2．下列叙述正确的是( )
A．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
B．过量的铁与氯气反应生成FeCl
2
C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3N
A
D．常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO )、NO 和HO
3 2 2 2
答案 A解析 氧化铁是红棕色粉末，可用作涂料，A正确；铁与氯气反应，无论铁过量还是少量都
生成FeCl ，B错误；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
3
数为0.2N ，C错误；常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，D错误。
A
二、铁与水反应实验探究
3．如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。
(1)加热湿棉花的目的是_________________________________________________________。
(2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式：_____________________________________。
(3)B 处酒精灯上网罩的作用是________________，实验开始时，应先点燃________(填
“A”或“B”)酒精灯，目的是________________。
(4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是________。
答案 (1)提供水蒸气，使之与还原铁粉在高温下发生反应
(2)3Fe＋4HO(g)=====Fe O＋4H
2 3 4 2
(3)集中火焰，产生高温 A 用水蒸气排尽装置中的空气
(4)收集气体
三、铁与硫酸、硝酸反应的复杂性
4．铁除了能与盐酸反应外，还能与硫酸、硝酸发生反应。请从温度、浓度对反应影响的视
角，分析将少量铁片分别放入足量硫酸或硝酸中发生反应的情况。
(1)浓酸常温条件下：____________________________________________________________。
(2)浓酸加热条件下：____________________________________________________________。
化学方程式：____________________________________________________________________。
(3)与稀酸的反应：_______________________________________________________________；
_______________________________________________________________________________
。
(4)拓展延伸：思考过量铁粉与两种酸反应的情况。
答案 (1)常温下，铁在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中钝化，未看到铁片明显的溶解
(2)加热时，铁能溶于浓硫酸或浓硝酸，生成 Fe3＋和 SO 或 Fe3＋和 NO 2Fe＋
2 2
6HSO (浓)=====Fe (SO )＋3SO ↑＋6HO、Fe＋6HNO(浓)=====Fe(NO )＋3NO ↑＋3HO
2 4 2 4 3 2 2 3 3 3 2 2
(3)铁与稀硝酸反应生成Fe3＋和NO：Fe＋4HNO(稀)===Fe(NO ) ＋NO↑＋2HO 铁与稀硫
3 3 3 2
酸反应生成Fe2＋和H：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑
2 2
(4)过量铁粉与浓酸在加热条件下的反应：
①与浓硫酸：Fe＋2HSO (浓)=====FeSO ＋SO ↑＋2HO
2 4 4 2 2
②与浓硝酸：Fe＋4HNO(浓)=====Fe(NO )＋2NO ↑＋2HO。
3 3 2 2 2过量铁粉与稀酸的反应：
①与稀硫酸：Fe＋HSO (稀)===FeSO ＋H↑
2 4 4 2
②与稀硝酸：3Fe＋8HNO(稀)===3Fe(NO )＋2NO↑＋4HO。
3 3 2 2
四、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，即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．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＋，则该样品的化学式可能为
2
_______________________________________________________________________________。
答案 Fe O
5 7
解析 n(HCl)＝0.14 L×5.0 mol·L－1＝0.7 mol，由氧化物和盐酸反应生成水可知，氧化物中
含有n(O)＝0.5n(HCl)＝0.35 mol，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl ，恰好使其中的Fe2＋全部
2
转变为Fe3＋，反应后所得溶液为 FeCl ，因n(Cl－)＝0.7 mol＋0.025 mol×2＝0.75 mol，则
3
n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝0.25 mol，所以氧化物中n(Fe)∶n(O)＝0.25∶0.35＝5∶7，所以化学式为
Fe O。
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
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：
制法
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH) ↓
2 3
在空气中，Fe(OH) 能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH) ，现象是白色絮状
2 3
二者的关系 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＋
2 2
2HO===4Fe(OH)
2 3
1．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
2．将热的NaOH溶液滴入FeCl 溶液中可制备Fe(OH) 胶体( )
3 3
3．FeCl 、FeCl 和Fe(OH) 都可以通过化合反应制取( )
3 2 3
4．氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应( )
5．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋2HO(
2 2
)
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×
一、Fe(OH) 的制备操作与条件控制
2
1．氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。某化学兴趣小组同
学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。
【A组实验】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_____________________________________；
为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO 溶液上面加保护层，如______等。
4
【B组实验】选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。(4)实验时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃
塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，________止水夹K，利用氢气造成试管内的
压强增大，将FeSO 溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH) 沉淀，且沉淀能持续一段
4 2
时 间 不 变 色 。 沉 淀 能 一 段 时 间 不 变 色 的 原 因 是
_________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
【C组实验】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
2
料分别为石墨和铁。
(5)①a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
③d为苯，其作用是______________________________________，在加入苯之前对电解液c
应作何简单处理？________________________________。能否将苯替换成CCl ？______(填
4
“能”或“否”)？理由是____________________________。
(6)若c为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)稀HSO 、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH) 沉淀接触O 而被氧化 苯(或煤
2 4 2 2
油) (4)打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的H 排出了装置中的空气 (5)①Fe Fe－2e－
2
===Fe2＋ ②BC 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
否 CCl 比FeSO 溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气 (6)白色沉淀迅速变为灰绿色，
4 4
最后变成红褐色
防止Fe(OH) 氧化的方法
2(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH
溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。
(4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。
(5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应
制取Fe(OH) ，阴极产生H，防止Fe(OH) 氧化。
2 2 2
二、Fe(OH) 制备实验的拓展
2
2．醋酸亚铬[(CH COO) Cr·2H O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用
3 2 2
作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价
铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是______________________，仪器a的
名 称 是
___________________________________________________________________________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K 、K ，
1 2
关闭K。
3
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为____________________________。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________________________________。
(3)打开K，关闭K 和K。c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出
3 1 2
并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点：__________________________________________________。
答案 (1)除去水中溶解的氧气 分液漏斗
(2)①Zn ＋ 2Cr3＋===Zn2＋ ＋ 2Cr2＋ ②排尽装置c中的空气
(3)冷却结晶 过滤
(4)敞开体系，醋酸亚铬会与空气接触，且缺少氢气的处理装置
解析 醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂，说明亚铬离子具有强还原性，易与氧气反应，
则制备实验中应避免接触氧气，实验时，将过量锌粒和氯化铬固体置于 c中，加入少量蒸馏
水，按图连接好装置，打开K 、K ，关闭K ，盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空
1 2 3
气排出，避免亚铬离子被氧化，且发生Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋，可观察到c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，打开K ，关闭K 和K ，c中压强增大，可使亮蓝色溶液流入d，可生
3 1 2
成醋酸亚铬砖红色沉淀。
(1)为避免亚铬离子被氧化，应除去水中的溶解氧，实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷
却，目的是除去水中溶解的氧气。
(2)①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明生成亚铬离子，该反应的离子方程式为 Zn ＋
2Cr3＋===Zn2＋ ＋ 2Cr2＋。
②盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化。
(3)打开K ，关闭K 和K 。c中压强增大，c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为
3 1 2
使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
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 ，生成SO ，故A
2 2 2 2 2 3 2 2
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Mg2＋和Fe2
3
＋，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，所以不会
3
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。
3．(2019·浙江4月选考，28)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH) 白色沉淀。
2请回答：
(1)仪器1的名称__________。装置5的作用____________________。
(2)实验开始时，关闭K，打开K，反应一段时间后，再打开K，关闭K，发现3中溶液不
2 1 2 1
能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中____________________________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分
析没有产生白色沉淀的原因________________________。
答案 (1)分液漏斗 液封，防止空气进入装置4 (2)在装置2、3之间添加控制开关 (3)装
置4内的空气没有排尽
解析 (1)该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，
防止空气进入装置4。
(2)如此操作，不行的原因在于仪器3产生的H 从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO
2 4
溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH) 被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
2
课时精练
1．下列有关铁的化学反应的叙述正确的是( )
A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO
4
B．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色
C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe O 生成
3 4
D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
答案 C
解析 室温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，故A错误；高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁
和氢气，故C正确；Fe与氧化铝不反应，故D错误。
2．下列对铁元素的认识正确的是( )
A．铁有两种不溶于水的氢氧化物
B．铁在自然界中不存在单质形态
C．铁元素是地壳中含量最多的金属元素
D．自然界存在的铁元素均显＋3价
答案 A
解析 铁的氢氧化物有Fe(OH) 和Fe(OH) ，二者均为不溶于水的沉淀，A正确；陨铁中的
3 2
铁以单质形态存在，B错误；铝元素是地壳中含量最多的金属元素，C错误；自然界存在的
铁元素不一定显＋3价，如磁铁矿石(主要成分为Fe O)中含有＋3和＋2价的铁，硫铁矿
3 4
(FeS )中的铁为＋2价，D错误。
2
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．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。
5．实验室用FeCl 溶液和烧碱制备Fe(OH) ，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错
2 2
误的是( )
A．配制FeCl 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸
2
B．可在FeCl 溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
2
C．向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中
2
D．产生Fe(OH) 沉淀后，不能振荡试管
2
答案 C
解析 A项，FeCl 溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，
2
确保Fe(OH) 不被氧化，正确；C项，向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖
2 2
嘴伸入FeCl 溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误；D项，产生Fe(OH) 沉
2 2
淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，正确。
6．根据Fe(OH) 的物质类别和元素化合价推测，下列物质不与其反应的是(不考虑溶解氧)(
3
)
A．潮湿的空气 B．盐酸
C．新制氯水 D．烧碱溶液
答案 D
解析 Fe(OH) 在潮湿的空气中会失去部分水生成Fe O·xHO，故A不符合题意；Fe(OH)
3 2 3 2 3
会和盐酸反应：Fe(OH) ＋3HCl===FeCl ＋3HO，故B不符合题意；新制氯水中含有HCl，
3 3 2
二者会发生反应，故C不符合题意；烧碱溶液中的NaOH和Fe(OH) 都是碱，二者不反应，
3
故D符合题意。7．(2023·长春模拟)某黑色粉末可能是Fe O 或Fe O 与FeO的混合物，为进一步确认该黑色
3 4 3 4
粉末的成分，下列实验方案不可行的是( )
A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H 充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准
2
确质量，进行计算
B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量
不变，称量所得粉末质量，进行计算
C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固
体的质量，计算
D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量
剩余固体质量，进行计算
答案 D
解析 准确称量一定质量的黑色粉末，用H 充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的
2
准确质量，计算得到氧元素的质量和铁元素的质量，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定
化学式，能计算得到物质组成，故A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐
酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，即氧化铁的质量，依据
铁元素和氧元素守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，判断氧化物的化学式，能计算得到
物质组成，故B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却
后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之
比，分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故C不选；准确称量一定质量的
黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前
后都是固体，反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。
8．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。
9．废铁屑制Fe O 的一种流程如图：
2 3下列说法不正确的是( )
A．热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污
B．操作a是萃取
C．冰水既可洗去杂质又可减少固体的溶解
D．Fe O 可用作红色颜料
2 3
答案 B
解析 操作a是过滤，B项错误。
10．如图所示装置，可用以制取Fe(OH) 且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法
2
错误的是( )
A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置Ⅰ可制取FeSO 溶液并排尽装置内空气
4
C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
答案 C
解析 溶液中会溶解少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应先煮沸溶液除去
溶解氧，故A正确；铁和稀HSO 反应生成FeSO 和H ，H 能排尽装置内的空气，故B正
2 4 4 2 2
确；关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；氢氧化亚铁具有还原性，
能够被氧气氧化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。
11．工业生产中以Fe O/Al O 为氧载体，化学链制氢联合甲烷干重整制备合成气(CO、H)
2 3 2 3 2
的原理如图所示。下列有关叙述错误的是( )A．M为Fe O
3 4
B．“干重整”时，装置中可能出现积碳
C．“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是2Fe(OH) =====Fe O＋3HO
3 2 3 2
D．该过程能有效实现温室气体(CH、CO)的回收利用
4 2
答案 C
解析 “氧化Ⅰ”中主要发生的是铁和水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和 H 的反应，
2
则M为Fe O ，A正确；甲烷中碳元素是－4价，二氧化碳中碳元素是＋4价，因此“干重
3 4
整”时有可能生成单质碳，装置中可能出现积碳，B正确；“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是
O ＋4Fe O=====6Fe O ，C错误；根据题图和已知信息可判断该过程能有效实现温室气体
2 3 4 2 3
(CH、CO)的回收利用，D正确。
4 2
12．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。
13．实验室用如图装置测定FeO和Fe O 固体混合物中Fe O 的质量，D装置的硬质双通玻
2 3 2 3
璃管中的固体物质是FeO和Fe O 的混合物。
2 3
(1)如何检查装置A的气密性？_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是________________。
(3)装置 B 的作用是________________。装置 C 中装的液体是________，所起的作用是
________。
(4)点燃 D 处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式：
________________。
(5)若FeO和Fe O 固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U形管的质量增加7.2 g，则混合
2 3
物中Fe O 的质量为________________。
2 3
答案 (1)关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停
止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好
(2)在b出口处检验氢气的纯度 (3)除去H 中混有的HCl气体 浓硫酸 干燥氢气
2
(4)Fe O＋3H=====2Fe＋3HO、FeO＋H=====Fe＋HO (5)16 g
2 3 2 2 2 2
解析 U形管的作用是吸收反应生成的水，为了保证纯净的H 进入D装置，必须利用B、C
2
装置除杂(HCl气体和水蒸气)；为了保证U形管增加的质量等于反应生成水的质量，必须用
F装置防止空气中的水蒸气进入E装置。
14．某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。
(一)制备硫酸亚铁溶液
(1)步骤①，加入稀硫酸的目的是___________________________________________________。
(2)步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是________________。
(二)制备氢氧化亚铁
(3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为________________(按气流方向，用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N，目的是________________。
2
(4)装置B中发生反应的离子方程式是____________________________________________。
装置C的作用是______________________________________________________________。
(三)探究思考
反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学
认为灰绿色物质是Fe(OH) 被空气中的氧气氧化后生成的Fe (OH) 。
2 3 8
(5)Fe (OH) 中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________，用氧化物的形式表示可写成________________。
3 8
(6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe (OH) ：_________________________________________
3 8
_______________________________________________________________________________
。
答案 (1)抑制Fe3＋的水解
(2)铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色
(3)ACBD 将装置中的氨气全部排入装置D中被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污
染空气
(4)Fe2＋＋2NH ＋2HO===Fe(OH) ↓＋2NH 作安全瓶，防倒吸
3 2 2
(5)1∶2 FeO·Fe O·4H O
2 3 2
(6)取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几
滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K[Fe(CN) ]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物
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质中含Fe (OH)
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解析 (3)制备氢氧化亚铁的装置中，A装置中将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反应
放出热量，使氨气逸出，一开始通入氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用
是使氨气和新制硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁，C装置的作用是作为安全瓶，防止倒吸，
D装置的作用是吸收尾气，故装置连接顺序为A→C→B→D。(6)要设计实验证明灰绿色物
质中含Fe (OH) ，即要证明此物质中既有Fe2＋又有Fe3＋，Fe2＋用K[Fe(CN) ]溶液检验，Fe3＋
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用KSCN溶液检验。
