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第 07 讲 铁及其化合物
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．FeO
2 3
【答案】D
【解析】铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明销是铁锈，铁锈的
主要成分为FeO，D项正确。
2 3
2．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( )
A．工业上在高温下用CO还原含FeO 的铁矿石炼铁
2 3
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到FeO
3 4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
【答案】D
【解析】FeCl 溶液用作净水剂的原因是Fe3＋能水解产生Fe(OH) 胶体，可吸附水中悬浮物和杂质等并
3 3
形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用，与氧化性无关。
3．下列铁及其化合物性质与用途具有对应关系的是
A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂 B．Fe O 粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
2 3
C．Fe (SO ) 易溶于水，可用作净水剂 D．FeCl 溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
2 4 3 3
【答案】A
【解析】Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂，A正确；Fe O 粉末呈红棕色，可用于染料，B错误；
2 3
Fe3+水解，生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C错误；FeCl 溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错
3
误；故选A。
4．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作的最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO(H＋)溶液 ③加入少量KSCN溶液
4
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
【答案】C【解析】先加入少量KSCN溶液，若不出现红色，证明无Fe3＋，然后加足量的氯水，若出现红色，说明有
Fe2＋存在。不选择加入足量KMnO(H＋)溶液的原因是KMnO(H＋)溶液是紫红色的溶液，Fe2＋与MnO反应时溶
4 4
液颜色变化不明显。
5．坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是
( )
A．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26
B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快
【答案】A
【解析】铁是26号元素，属于第Ⅷ族元素，为过渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致
密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化
性，故C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁
反应速率比纯铁快，故D错误。
6．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确
的一组是( )
A B C D
X FeCl 溶液 FeCl 溶液 Fe FeSO 溶液
2 3 4
Y FeCl CuCl Al Fe(SO)
3 2 2 4 3
Z Cl Fe NaOH溶液 Cu
2
【答案】C
【解析】Cl 与FeCl 反应，A错误；Fe与FeCl、CuCl 均反应，B错误；有新的杂质CuSO 生成，D错误。
2 2 3 2 4
7．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＋，则该样品可能的化学式为( )
2
A．FeO B．FeO
2 3 3 4
C．FeO D．FeO
4 5 5 7
【答案】D
【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n(Fe2＋)＝
2
0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝
0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2FeO，即FeO。
2 3 5 7
8．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产
量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是( )
A．①中所加试剂可能是氯气B．③中需要加具有氧化性的试剂
C．A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
【答案】C
【解析】根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl，C为FeCl，
3 2
A项正确；反应③中铁元素的化合价由＋2价升高到＋3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与
稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项不正确；Fe3＋能将I－氧化成I，自身被还原成Fe2＋，D项正确。
2
9．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．NaO 与H18O反应：2NaO+2H 18O=4Na++4OH- +18O↑
2 2 2 2 2 2 2
B．向次氯酸钠溶液中通入少量的CO：ClO—+CO +H O=HClO+HCO
2 2 2
C．FeCl 溶液中加过量NaS溶液：S2- + 2Fe3+ =S↓+2Fe2+
3 2
D．向Fe(OH) 胶体中加入HI溶液：Fe(OH) +3H+ =Fe3+ +3H O
3 3 2
【答案】B
【解析】NaO 与H18O反应中过氧化钠既是氧化剂也是还原剂：2NaO+2H 18O=4Na++2OH-+
2 2 2 2 2 2
218OH-+O ↑，A错误；由于碳酸的酸性强于次氯酸，但次氯酸强于碳酸氢根，则向次氯酸钠溶液中通入少
2
量的CO：ClO—+CO +H O=HClO+HCO -，B正确；FeCl 溶液中加过量NaS溶液：3S2- + 2Fe3+
2 2 2 3 3 2
=S↓+2FeS↓，C错误；向Fe(OH) 胶体中加入HI溶液生成氧化还原反应：2Fe(OH) +2I－+6H+ =I +2Fe2+
3 3 2
+6H O，D错误；
2
答案选B。
10．如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH) 在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6
2
mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。
填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是
____________________________________________________________。
(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH) 的操作过程_______________________________________。
2
(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________________________。
【解析】Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑，产生的H 将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)↓；因为Fe(OH) 在
2 2 2 2
空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)，即发生4Fe(OH)＋O＋2HO===4Fe(OH)。因此，要较长时间看到
3 2 2 2 3
Fe(OH) 白色沉淀，就要排除装置中的空气。
2
【答案】(1)铁屑 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑
2
(2)打开
(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，将FeSO 溶液压入B中进行反应
4
(4)4Fe(OH)＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
1．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
【答案】B
【解析】 1.12 g铁物质的量为＝0.02 mol，25 mL 2 mol·L－1氯化铁溶液中Fe3＋的物质的量为0.025 L×2
mol·L－1＝0.05 mol，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据比例关系可得，0.02 mol铁完全反应，消耗0.04
mol Fe3＋，生成0.06 mol Fe2＋，所以Fe3＋剩余0.01 mol，溶液中含有Fe3＋的物质的量为0.01 mol，Fe2＋的物质的
量为0.06 mol，没有金属铁剩余。铁没有剩余，溶液呈黄绿色，Cl－基本保持不变，故A错误；溶液中有剩余的
Fe3＋，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，故B正确；Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.06 mol∶0.01 mol＝
6∶1，故C错误；由反应离子方程式可得，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，故D错误。
2．下列除杂的操作不正确的是( )
A．MgCl 溶液中混有少量FeCl：加入足量MgO充分反应后过滤
2 3
B．FeCl 溶液中混有少量FeCl：加入过量铁粉充分反应后过滤
2 3
C．CuCl 溶液中混有少量FeCl：加入NaOH溶液充分反应后过滤
2 3
D．CuCl 溶液中混有少量FeCl：先加入HO 将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
2 2 2 2
【答案】C
【解析】FeCl 溶液中存在水解平衡：FeCl＋3HOFe(OH)＋3HCl，加入MgO与H＋反应，上述平衡右
3 3 2 3
移，使Fe3＋转化成Fe(OH) 而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl 与Fe反应生成FeCl 而达到除杂的目的，B
3 3 2
正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；先用HO 将Fe2＋氧化
2 2
成Fe3＋，再利用FeCl 的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH) 而除去，D正确。
3 3
3．下列离子方程式正确的是A．金属铜与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO =3Cu2＋＋2NO↑＋4HO
2
B．氯化铁和铜反应：Fe3＋＋Cu=Fe2＋＋Cu2＋
C．硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合：2Fe2＋＋2HO＋4H＋=2Fe3＋＋4HO
2 2 2
D．过量SO 通入NaClO溶液中：SO ＋HO＋ClO-=HClO＋HSO
2 2 2
【答案】A
【解析】金属铜与稀硝酸反应生成NO、HO和Cu2+，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO -=3Cu2＋＋2NO↑
2 3
＋4HO，故A正确；氯化铁和铜反应生成Fe2+和Cu2+，正确的离子方程式为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，故
2
B错误；硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合生成Fe3+和HO，正确的离子方程式为2Fe2＋＋HO＋2H＋
2 2 2
=2Fe3＋＋2HO，故C错误；过量SO 通入NaClO溶液中，发生氧化还原反应：SO ＋HO＋ClO－=Cl－＋
2 2 2 2
SO 2-＋2H＋，故D错误；故选A。
4
4．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少
量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO，应加入的试剂是( )
4
A．NaOH溶液 B．氨水
C．KMnO、ZnCO D．HO、ZnO
4 3 2 2
【答案】D
【解析】由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，应首先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH使Zn2＋还未沉
淀时Fe3＋已沉淀完全。氧化剂HO 将Fe2＋氧化为Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的杂质离子，故D
2 2
项符合要求。
5．由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe O、Fe O 和FeO)得到绿矾(FeSO ·7H O)，再通过绿矾制备铁黄
3 4 2 3 4 2
[FeO(OH)]的流程如下：
烧渣 溶液 绿矾 铁黄
已知：FeS 和铁黄均难溶于水，下列说法不正确的是
2
A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B．步骤②，涉及的离子反应为FeS＋14Fe3+＋8HO=15Fe2+＋2SO 2-＋16H+
2 2 4
C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)
3
【答案】C
【解析】因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则步骤①最好用硫酸来溶解烧渣，A说法正确；步骤②发
生的反应FeS 与溶液中的Fe (SO ) 溶液反应生成FeSO 和HSO ，反应的离子方程式为FeS+14Fe3+
2 2 4 3 4 2 4 2+8H O=
2
15Fe2++2SO2-+16H+，B说法正确；步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若用余热将液体蒸干，绿矾受
4
热会失去结晶水，C说法错误；若步骤④反应条件控制不当，绿矾会与氨水、空气可发生氧化还原反应生
成Fe(OH) ，D说法正确；答案为C。
3
6．重质二氧化锰具有优良的电化学性能，广泛应用于各类化学电源中。以硫酸锰为原料制备重质二氧化锰
的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．“沉锰”的主要反应为Mn2＋＋HCO===MnCO↓＋H＋
3
B．“焙烧”过程在敞开、低压容器中进行效率更高
C．用少量氨水吸收“焙烧”产生的气体，所得溶液可用于“沉锰”
D．工艺中的硫酸表现酸性，高锰酸钾作氧化剂
【答案】A
【解析】如果是Mn2＋＋HCO===MnCO↓＋H＋，氢离子还会与HCO反应，H＋＋HCO===HO＋CO↑，正确
3 2 2
的离子方程式为Mn2＋＋2HCO===MnCO↓＋HO＋CO↑，故A错误；敞开、低压容器中有利于二氧化碳的释放，
3 2 2
有利于反应正向进行，效率更高，故B正确；“焙烧”产生的气体为二氧化碳，用少量氨水吸收二氧化碳生成
碳酸氢铵，可用于“沉锰”，故C正确；酸性高锰酸钾具有强氧化性，作氧化剂，硫酸提供酸性环境，有利于
物质稳定存在，故D正确。
7．某课题组以铬铁矿粉[主要成分为Fe(CrO)，还含有AlO、SiO 等杂质]为主要原料制备CrO，有关实
2 2 2 3 2 2 3
验流程如图所示。
下列说法错误的是( )A．过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
B．“反应Ⅲ”每消耗32 g硫黄，能产生2 mol Cr(OH)
3
C．图中“滤渣”的成分是Al(OH) 和HSiO
3 2 3
D．“焙烧”时Fe(CrO) 发生反应：4Fe(CrO)＋8NaCO＋7O=====2FeO＋8NaCrO＋8CO
2 2 2 2 2 3 2 2 3 2 4 2
【答案】B
【解析】铬铁矿为原料制备重铬酸钠，铬铁矿[主要成分为Fe(CrO)，还含有AlO、SiO 等杂质]，铬铁矿
2 2 2 3 2
经加入纯碱、空气和辅料氧化煅烧，主反应：4Fe(CrO)＋8NaCO＋7O=====8NaCrO＋2FeO＋8CO，副反
2 2 2 3 2 2 4 2 3 2
应：SiO＋NaCO=====NaSiO＋CO↑、AlO＋NaCO=====2NaAlO＋CO↑，水浸之后除去生成的氧化铁，
2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2 2
加入稀硫酸调节pH，除去溶液中的AlO、SiO，经酸化、蒸发结晶后可生成重铬酸钠，加入硫黄，发生氧化还
原反应生成Cr(OH)，Cr(OH) 分解生成CrO。过滤时需要的仪器有带铁圈的铁架台、漏斗、滤纸、烧杯、玻璃
3 3 2 3
棒，其中玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确；“反应Ⅲ”每消耗32 g (1 mol)硫黄，转移2 mol电子，能
产生 mol Cr(OH)，B错误； 加入稀硫酸调节pH，除去溶液中的AlO、SiO，所以“滤渣”的成分应该有
3
Al(OH) 和HSiO，C正确；分析可知，“焙烧”时Fe(CrO) 发生反应：4Fe(CrO)＋8NaCO＋
3 2 3 2 2 2 2 2 3
7O=====2FeO＋8NaCrO＋8CO，D正确。
2 2 3 2 4 2
8．常温时，将0.1 mol Fe(NO) 和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分
3 3
反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体
C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D．m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小
【答案】B
【解析】酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2HO，然后
2
发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个
2
反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不
含Fe3＋，C错误；当恰好第二个反应结束时，根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋(0.1 mol＋0.3 mol)××56
g·mol－1＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。
9.FeSO 溶液和饱和(NH )SO 溶液混合可制得溶解度较小的FeSO ·(NH )SO ·6H O(硫酸亚铁铵)。制备
4 4 2 4 4 4 2 4 2
硫酸亚铁铵的反应装置如下图所示(装置气密性良好)，关于实验操作或叙述错误的是A．铁屑用热碳酸钠溶液进行预处理
B．NaOH溶液的作用是吸收HS气体
2
C．排净装置内空气时，关闭K、打开K、K，用少量稀硫酸与铁屑反应
1 2 3
D．待铁屑反应完全后，关闭K、K，打开K，即制得最终产物
2 3 1
【答案】D
【解析】根据反应原理及图示分析，实验开始时，关闭活塞K，打开K、K，打开分液漏斗向锥形瓶
1 2 3
内加入少量稀硫酸，利用铁和稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排尽，杂质FeS与硫酸反应生成的
HS气体通过NaOH溶液时被吸收；排尽空气后，关闭K、K，打开K，生成的气体将锥形瓶内硫化亚铁
2 2 3 1
溶液压至饱和硫酸铵溶液中，反应结束后，关闭K，打开K，剩余气体中的HS可以通过氢氧化钠溶液吸
1 2 2
收。
碳酸钠溶液因为水解作用呈碱性，铁屑表面的油污在热的碳酸钠溶液浸泡下容易除去，故A正确；由装置
特点分析，FeS与稀硫酸反应生成HS，关闭K，打开K、K 时，用NaOH溶液吸收HS气体，故B正
2 1 2 3 2
确；
装置中的氧气可以氧化硫化亚铁溶液，可以关闭K、打开K、K，先加入少量稀硫酸与铁屑反应，利用产
1 2 3
生的H 排尽装置内空气，故C正确；根据上述分析，若锥形瓶中的铁屑完全耗尽再关闭K、K，打开
2 2 3
K，无法将生成的硫酸亚铁溶液转移至饱和硫酸铵溶液中，故D错误；故选D。
1
10．FeO 具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO 可以得到FeO。为了进一步验
2 3 3 2 3
证此结论，他做了如下实验。
实验步骤 实验操作
Ⅰ 取一定质量的FeCO 固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温
3
Ⅱ 取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红
由此甲同学得出结论：4FeCO＋O=====2FeO＋4CO。
3 2 2 3 2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：______________________________。(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是FeO，因为FeO 也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有
3 4 3 4
Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要
选择的试剂是________(填字母)。
a．NaOH溶液
b．新制氯水和KSCN溶液
c．K[Fe(CN)]溶液
3 6
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的
理由是______________________________________________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO 的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO
3 3
制取FeO 的方法：先向FeCO 中依次加入试剂稀硫酸、____________(填试剂名称)和氨水，再__________(填操
2 3 3
作名称)、洗涤、灼烧，即可得到FeO。
2 3
【解析】(1)溶液变红色说明溶液中生成了Fe(SCN)。(2)Fe2＋用K[Fe(CN)]来检验，反应现象为生成蓝色沉
3 3 6
淀，c项正确。(4)FeCO 和FeO 中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如加入HO 溶
3 2 3 2 2
液或氯水，或通入Cl 等将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水后生成Fe(OH) 沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到
2 3
FeO。
2 3
【答案】(1)Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)
3
(2)c
(3)产物也可能是FeO和FeO(或FeO 和FeO；FeO 和FeO；FeO、FeO 和FeO)的混合物
2 3 3 4 3 4 2 3 3 4 2 3
(4)过氧化氢溶液(或氯水或氯气) 过滤
1．(2021·广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
【答案】C
【解析】由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)，d为Fe(OH)，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋
2 3
===3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可
将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH) 胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋
3――→Fe(OH)――→Fe(OH)――→Fe3＋――→Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。
2 3
2．下列有关物质性质的叙述错误的是( )
A．(2021·湖南高考)FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成FeO
3 4
B．(2019·天津高考)将废铁屑加入FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl
2 2
C．(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓HSO 不能生成FeSO
2 4 4
D．(2021·浙江高考)铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
【答案】D
【解析】氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，A正确；铁和
亚铁能将氯气还原为氯离子，铁屑可以补充FeCl，从而除去工业废气中的氯气，B正确；室温下，铁在浓硫酸
2
中发生钝化，C正确；铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，可以将两段铁
轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，D错误。
3.（2018·北京卷）实验小组制备高铁酸钾（KFeO）并探究其性质。
2 4
资料：KFeO 为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O，在
2 4 2
碱性溶液中较稳定。
（1）制备KFeO（夹持装置略）
2 4
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________（锰被还原为Mn2+）。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl 发生的反应有3Cl+2Fe(OH) +10KOH===2KFeO+6KCl+8H O，
2 2 3 2 4 2
另外还有________________。
（2）探究KFeO 的性质
2 4
①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl。为证明是否
2
KFeO 氧化了Cl－而产生Cl，设计以下方案：
2 4 2
方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将KFeO 溶出，得到紫色溶液
方案Ⅱ 2 4
b。取少量b，滴加盐酸，有Cl 产生。
2Ⅰ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是KFeO 将Cl－氧
2 4
化，还可能由________________产生（用方程式表示）。
Ⅱ．方案Ⅱ可证明KFeO 氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
2 4
②根据KFeO 的制备实验得出：氧化性Cl________ （填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表
2 4 2 FeO2−
4
明，Cl 和 的氧化性强弱关系相反，原因是________________。
2 FeO2−
4
③资料表明，酸性溶液中的氧化性 ＞ ，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO 和足量HSO
FeO2− MnO− 4 2 4
4 4
的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性 ＞ 。若能，请说明理由；若不
FeO2− MnO−
4 4
能，进一步设计实验方案。理由或方案：________________。
【解析】（1）①A为氯气发生装置，KMnO 与浓盐酸反应时，锰被还原为Mn2+，浓盐酸被氧化成
4
Cl，KMnO 与浓盐酸反应生成KCl、MnCl 、Cl 和HO，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程
2 4 2 2 2
式为2KMnO +16HCl（浓）=2KCl+2MnCl +5Cl↑+8H O，离子方程式2MnO -+10Cl-+16H+=2Mn2+
4 2 2 2 4
+5Cl↑+8H O。
2 2
②由于盐酸具有挥发性，所得Cl 中混有HCl和HO（g），HCl会消耗Fe（OH）、KOH，用饱和食
2 2 3
盐水除去HCl，除杂装置B为 。
③ C中Cl 发生的反应有3Cl+2Fe（OH）+10KOH=2K FeO+6KCl+8H O，还有Cl 与KOH的反应，
2 2 3 2 4 2 2
Cl 与KOH反应的化学方程式为Cl+2KOH=KCl+KClO+H O，反应的离子方程式为Cl+2OH-=Cl-+ClO-
2 2 2 2
+H O。
2
（2）①根据上述制备反应，C的紫色溶液中含有KFeO、KCl，还可能含有KClO等。
2 4
I.方案I加入KSCN溶液，溶液变红说明a中含Fe3+。但Fe3+的产生不能判断KFeO 与Cl-发生了反
2 4
应，根据题意KFeO 在酸性或中性溶液中快速产生O，自身被还原成Fe3+，根据得失电子守恒、原子守恒
2 4 2
和电荷守恒，可能的反应为4FeO2-+20H+=3O ↑+4Fe3++10H O。
4 2 2
II.产生Cl 还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl↑+H O，即KClO的存在干扰判断；KFeO 微溶于KOH溶液，用
2 2 2 2 4
KOH溶液洗涤的目的是除去KClO、排除ClO-的干扰，同时保持KFeO 稳定存在。
2 4②制备KFeO 的原理为3Cl+2Fe（OH）+10KOH=2K FeO+6KCl+8H O，在该反应中Cl元素的化合
2 4 2 3 2 4 2
价由0价降至-1价，Cl 是氧化剂，Fe元素的化合价由+3价升至+6价，Fe（OH） 是还原剂，KFeO 为氧
2 3 2 4
化产物，根据同一反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，得出氧化性Cl>FeO2-；方案II的反应为2FeO2-
2 4 4
+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl↑+8H O，实验表明，Cl 和FeO2-氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备
2 2 2 4
KFeO 在碱性条件下，方案II在酸性条件下；说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。
2 4
③该小题为开放性试题。若能，根据题意KFeO 在足量HSO 溶液中会转化为Fe3+和O，最后溶液中
2 4 2 4 2
不存在FeO2-，溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO -的颜色，说明FeO2-将Mn2+氧化成MnO -，所以该实验方
4 4 4 4
案能证明氧化性FeO2->MnO -。（或不能，因为溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO 和HSO 的混合溶液
4 4 4 2 4
中，c（FeO2-）变小，溶液的紫色也会变浅；则设计一个空白对比的实验方案，方案为：向紫色溶液b中
4
滴加过量稀HSO ，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）。
2 4
【答案 (1)2KMnO+16HCl==2MnCl +2KCl +5Cl ↑+8H O
4 2 2 2
Cl +2OH−==Cl−+ClO−+H O （2）Ⅰ. Fe3+ 4FeO2−+20H+==4Fe3++3O ↑+10H O Ⅱ．排除ClO−的
2 2 4 2 2
干扰 > 溶液的酸碱性不同 若能，理由：FeO2−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O，溶液
4 2
浅紫色一定是MnO −的颜色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加过量稀HSO ，观察溶液紫色快速褪去
4 2 4
还是显浅紫色）
4．(2021·河北卷·节选)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液
相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，
实现了CrFeAlMg的深度利用和Na＋内循环。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。
(2)工序①的名称为________。(3)滤渣Ⅰ的主要成分是______________(填化学式)。
(4)工序③中发生反应的离子方程式为__________________________________________________。
(5)物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为
__________________________________________________________________________________，
可代替NaOH的化学试剂还有________(填化学式)。
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序________(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。
【解析】铬铁矿与熔融NaOH和O 反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到
2
NaCrO 溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al(OH) 沉淀和物质Ⅴ的溶液，又
2 4 3
知NaCrO 溶液经工序③后得到NaCrO 溶液和物质Ⅴ(s)，所以气体A为CO，物质Ⅴ为NaHCO。
2 4 2 2 7 2 3
(1)Fe(CrO) 中的Fe为＋2价，易被氧化为＋3价；Fe(CrO) 中的Cr为＋3价，在后续产物NaCrO 中Cr为＋6
2 2 2 2 2 4
价，因此高温连续氧化工序中被氧化的元素是Fe和Cr。(2)工序①之后为过滤操作，因此加水的目的是溶解可
溶性物质，工序①的名称为溶解。(3)经高温连续氧化工序和工序①后铬铁矿转化为CrO、Al(OH)、FeO 和
2 3
MgO，故滤渣Ⅰ的主要成分是FeO 和MgO。(4)由分析可知，气体A为CO，不溶性物质Ⅴ为NaHCO，故工
2 3 2 3
序③中发生反应的离子方程式为2Na＋＋2CrO＋2CO＋HO===CrO＋2NaHCO↓。(5)由分析可知，物质Ⅴ为
2 2 2 3
NaHCO，可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为4Fe(CrO)＋7O＋
3 2 2 2
16NaHCO===8NaCrO＋2FeO＋16CO＋8HO；可代替NaOH的化学试剂需满足以下两点要求：一是显碱性，
3 2 4 2 3 2 2
二是能提供Na＋，因此可代替NaOH的化学试剂还有NaCO。(6)热解工序中产生的混合气体为CO 和水蒸气，
2 3 2
最适宜返回工序②参与内循环。
【答案】(1)Fe、Cr (2)溶解
(3)FeO、MgO
2 3
(4)2Na＋＋2CrO＋2CO＋HO===CrO＋2NaHCO↓
2 2 2 3
(5)4Fe(CrO)＋7O＋16NaHCO===8NaCrO＋2FeO＋16CO＋8HO NaCO
2 2 2 3 2 4 2 3 2 2 2 3
(6)②
