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第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物、氢氧化物单质
基础巩固
1．（2022·全国·高一）火星被称为“红色的星球”，这是因为它的岩石和土壤中含有丰富的
A．FeO B．Fe O C．Fe O D．Fe
3 4 2 3
【答案】C
【解析】A．氧化亚铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，A错误；
B．四氧化三铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，B错误；
C．Fe O 是一种红棕色粉末，俗称“铁红”，是赤铁矿的主要成分，所以火星岩石和土壤中含有丰富的
2 3
Fe O ，C正确；
2 3
D．铁单质为银白色，与火星被称为“红色的星球”无关，D错误；
故答案选C。
2．许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的活性铁粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的活性铁粉
往往会变成红棕色。下列说法正确的是
A．富脂食品长时间放置易被还原
B．红棕色固体的主要成分是
C．活性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应
D．如果在包装盒内放入氧化钙，也可起到与铁粉同样的作用
【答案】C
【解析】A．富脂食品长时间放置容易被空气中的氧气氧化，A错误；
B．铁粉在空气中被氧化成氧化铁，B错误；
C．铁粉变成氧化铁发生了氧化反应，C正确；
D．氧化钙是干燥剂，不具有还原性，与铁粉作用不同同，D错误；
故选C。
3．（2021·全国·高一课时练习）下列说法正确的是
A．赤铁矿的主要成分是Fe O
3 4
B．Fe O 为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)
2 3 3
C．铁锈的主要成分是Fe O·xHO
2 3 2
D．Fe O 中铁元素有+2价和+3价，故Fe O 是混合物
3 4 3 4
【答案】C
【解析】A．赤铁矿的主要成分是Fe O，故A错误；
2 3
B．Fe O 为碱性氧化物，不能与水反应，但可以与酸反应生成盐和水，故B错误；
2 3
C．铁锈的主要成分是Fe O·xHO，故C正确；
2 3 2
D．Fe O 中铁元素有+2价和+3价，但是Fe O 是化合物不是混合物，故D错误；
3 4 3 4
故答案为C。
学科网（北京）股份有限公司4．（2021·全国·高一课时练习）铁有+2价和+3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是
A．铁与稀硫酸反应
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
【答案】D
【解析】A.Fe与稀硫酸反应生成FeSO 和H，铁元素的化合价由0价升至+2价；涉及铁元素价态变化，
4 2
A不符合题意。
B.Fe在氧气中燃烧生成Fe O，铁元素的化合价发生变化；B不符合题意。
3 4
C.白色氢氧化亚铁固体在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生反应：
4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ，铁元素的化合价由+2价升至+3价；C不符合题意。
2 2 2 3
D.氢氧化铁受热分解生成Fe O 和水，反应前后铁元素的化合价均为+3价；不涉及铁元素价态变化，D符
2 3
合题意。
故选D。
5．（2022·上海·高一专题练习）如图是CO还原Fe O 的实验装置图，下列说法中错误的是
2 3
A．a装置中现象是管中黑色固体变为红棕色
B．CO有毒应加尾气处理装置
C．b装置中澄清石灰水变浑浊
D．此反应可体现CO的还原性
【答案】A
【解析】CO与Fe O 在高温下反应产生CO 、Fe，反应方程式为3CO+Fe O 3CO +2Fe，然后根据物质
2 3 2 2 3 2
的性质及反应现象分析、判断。
A．CO还原Fe O ，生成Fe和CO ，Fe O 是红棕色固体，单质铁是灰黑色的，因此反应后看到硬质玻璃管
2 3 2 2 3
中固体由红棕色固体变为灰黑色，A错误；
B．CO是有毒气体，应加尾气处理装置，以防止大气污染，B正确；
C．该反应产生了CO ，CO 与Ca(OH) 反应产生难溶于水的CaCO ，而使装置b中的澄清石灰水变浑浊，C
2 2 2 3
正确；
D．在该反应中C元素化合价由反应前CO中的+2价变为反应后CO 中的+4价，化合价升高，失去电子被
2
氧化，因此CO作还原剂，表现还原性，D正确；
故合理选项是A。
学科网（北京）股份有限公司6．下列离子方程式中，正确的是
A．铁钉放入硫酸铜溶液中：Fe + SO = FeSO
4
B．氧化铁和稀硫酸反应：Fe O + 6H+ = 2Fe2+ + 3H O
2 3 2
C．向Ba(OH) 溶液中滴加H SO 溶液至恰好为中性：Ba2+ + OH-+ H+ + SO = BaSO ↓+H O
2 2 4 4 2
D．氢氧化铁与盐酸反应：Fe (OH) + 3H+ = Fe3+ + 3H O
3 2
【答案】D
【解析】A.发生置换反应生成Cu单质，离子反应为 ，A项错误；
B.电荷不守恒，离子反应为Fe O + 6H+ = 2Fe3+ + 3H O，B项错误；
2 3 2
C.当溶液显中性时，Ba(OH) 溶液中的OH-恰好反应完全，离子反应为Ba2+ +2OH-+2H++ =
2
BaSO ↓+2H O，C项错误；
4 2
D.该反应符合离子反应的书写规则，D项正确
7．如图所示装置，可用以制取和观察 在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是
A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置Ⅰ可制取 溶液并排尽装置内空气
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】
氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和
氢气，利用反应产生的氢气排装置内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ形成密闭体系，利用反应产生的氢
气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入到装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，变
为灰绿色，最后变为红褐色。
A．氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，
故A正确；
B．结合以上分析可知，装置Ⅰ可制取 溶液并排尽装置内空气，故B正确；
C．结合以上分析可知，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；
D．结合以上分析可知，氢氧化亚铁具有强还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ的
橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确；
故选C。
8．下列说法正确的是
学科网（北京）股份有限公司A．Fe O 与HCl反应生成FeCl 、FeCl ，所以Fe O 是碱性氧化物
3 4 2 3 3 4
B．Na O 与盐酸反应生成盐和水，所以Na O 是碱性氧化物
2 2 2 2
C．FeO、Fe O 与硫酸反应只生成盐和水，所以都是碱性氧化物
2 3
D．NaHSO 在水中能电离出氢离子溶液显酸性，所以NaHSO 是酸
4 4
【答案】C
【解析】
A．Fe O 与HCl反应生成FeCl 、FeCl 和水，生成两种盐，所以Fe O 不是碱性氧化物，A错误；
3 4 2 3 3 4
B．Na O 与盐酸反应生成盐和水、O ，所以Na O 不是碱性氧化物，B错误；
2 2 2 2 2
C．FeO、Fe O 与硫酸反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物，C正确；
2 3
D．NaHSO 能电离出H+，同时产生金属阳离子Na+及酸根离子 ，所以NaHSO 是盐，D错误；
4 4
选C。
9．（2022·全国·高一）某金属A及其化合物之间有如下的转化关系：
(1)请写出A、B、C的化学式：A_______；B_______；C_______。
(2)写出E转化为C的化学方程式：_______。
(3)写出A转化为D的离子方程式：_______。
【答案】(1) Fe FeCl Fe(OH)
3 3
(2)4Fe(OH) +O +H O=4Fe(OH) ↓
2 2 2 3
(3)Fe+2H+=Fe2++H ↑
2
【解析】金属A与氯气生成B，B与A发生反应，A应为变价金属，B与NaOH反应得到红褐色C，D与
NaOH反应得到白色E，且白色E置于空气中得到红褐色C，可推知A为Fe，B为FeCl ，C为Fe(OH) ，D为
3 3
FeCl ，E为Fe(OH) ，据此进行解答。
2 2
(1)因为C为红褐色沉淀，即Fe(OH) ，白色沉淀E为Fe(OH) ，D为FeCl ，A为Fe，B为FeCl ；
3 2 2 3
(2)Fe(OH) 被空气中的氧气氧化成Fe(OH) ，反应的化学方程式为4Fe(OH) +O +H O 4Fe(OH) ↓；
2 3 2 2 2 3
(3)铁和盐酸反应生成FeCl 和H ，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H ↑。
2 2 2
10．（2021·湖北·南漳县第二中学高一月考）Fe O 又称铁红，请根据要求完成下列问题。
2 3
（1）Fe O 固体(红棕色)属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。将其加入适量盐酸中，反应的离子化
2 3
学方程式：___________。
（2）用上述所得溶液进行下列实验：取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀
产生，反应的离子化学方程式：___________。
（3）在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl 饱和溶液，继续煮沸至出现
3
___________色，即可制得Fe(OH) 胶体。
3
学科网（北京）股份有限公司（4）另取一小烧杯也加入20 mL蒸馏水，向烧杯中加入1 mL FeCl 溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)
3
与盛有Fe(OH) 胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到
3
___________烧杯的液体中产生了丁达尔效应。
【答案】
（1） 纯净物 Fe O +6H+=2Fe3++3H O
2 3 2
（2）Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓
3
（3）红褐
（4）乙
【解析】（1）Fe O 固体(红棕色)中只含有一种物质，属于纯净物，将其加入适量盐酸中的反应方程式为：
2 3
Fe O +6HCl=2FeCl +3H O，该反应的离子化学方程式为：Fe O +6H+=2Fe3++3H O，故答案为：纯净物；
2 3 3 2 2 3 2
Fe O +6H+=2Fe3++3H O；
2 3 2
（2）取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，即FeCl 与NaOH反应生成
3
Fe(OH) 沉淀，该反应的离子化学方程式：Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓，故答案为：Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓；
3 3 3
（3）由课本中制备Fe(OH) 胶体的方法可知，在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加
3
入几滴FeCl 饱和溶液，继续煮沸至出现红褐色，即可制得Fe(OH) 胶体，故答案为：红褐；
3 3
（4）胶体能够产生丁达尔效应，而溶液不能，故另取一小烧杯也加入20 mL蒸馏水，向烧杯中加入1 mL
FeCl 溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH) 胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激
3 3
光笔照射烧杯中的液体，可以看到乙烧杯的液体中产生了丁达尔效应，故答案为：乙。
能力提升
11．（2022·全国·高一）元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，
它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为铁元素的“价-
类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH) 发生转化⑥，Fe O 加水溶解可转化为Fe(OH)
3 2 3 3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO )具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂
【答案】C
【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；
学科网（北京）股份有限公司B．加热Fe(OH) 发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe O 不溶于水，加水不溶解，不可实现转化③，故B错误；
3 2 3
C．高铁酸盐(FeO )具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH) 胶体，其中Fe元素化合价由+6价变为+3价，
3
则O元素化合价由-2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeO
+10H O=4Fe(OH) (胶体)+3O ↑+8OH-，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，
2 3 2
故C正确；
D．FeO是一种黑色粉末，其中Fe元素显+2价既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误；
故答案为C
12．（2022·江苏南通·高一期中）一种以铁粉、硫酸亚铁溶液为原料制取氧化铁黑的原理如图所示。下列
说法正确的是
A．转化I、Ⅱ均为置换反应
B．图中转化仅涉及Fe、O元素的化合价发生变化
C．转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H O+O =2Fe O +12H+
2 2 3 4
D．转化Ⅱ中所需O 可由通入过量的空气来实现
2
【答案】C
【解析】
A．转化I为置换反应，而反应Ⅱ中某一单质生成，不是置换反应，A错误；
B．I中氢元素化合价降低，B错误；
C．根据转化关系图可判断转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H O+O ＝2Fe O +12H+，C正确；
2 2 3 4
D．转化Ⅱ中若通入过量的空气，则氧气将会继续氧化四氧化三铁中的亚铁，属于不能通入过量的空气，
D错误；
答案选C。
13．用CO还原2.40g氧化铁，当固体质量变成2.28g时，测得此固体中只存在2种氧化物。则此固体成分
和它们的物质的量之比可能的是
A．n(FeO)：n(Fe O )=1∶1 B．n(Fe O )：n(FeO)=2∶1
3 4 2 3
C．n(Fe O )：n(FeO)=1∶1 D．n(Fe O )：n(Fe O )=1∶1
2 3 2 3 3 4
【答案】A
【解析】
固体减少的质量为CO获得的氧原子的质量，根据固体质量差，可知减少氧原子的质量为
2.40g-2.28g=0.12g，则减少氧原子的物质的量为 ，氧化铁的物质的量为
，则反应后氧化物中的O的物质的量为
，反应中Fe原子的物质的量不变，则反应后氧化物中Fe、O
学科网（北京）股份有限公司原子数目之比为： ，据此分析解答。
A．当n(FeO)：n(Fe O )=1∶1时，Fe、O原子数目之比为： ，故选A；
3 4
B．当n(Fe O )：n(FeO)=2∶1时，Fe、O原子数目之比为： ，故B不选；
2 3
C．当n(Fe O )：n(FeO)=1∶1时，Fe、O原子数目之比为： ，故C不选；
2 3
D．当n(Fe O )：n(Fe O )=1∶1时，Fe、O原子数目之比为： ，故D不选。
2 3 3 4
答案选A。
14．（2022·上海市七宝中学高一期末节选） 易被空气中的氧气氧化，故制备时主要是避免氧气
的介入。某学生利用稀硫酸A、铁粉B和某碱溶液C在实验室设计了如图装置制备白色 固体。
(1)写出 易被空气中的氧气氧化的方程式_______。
(2)装置Ⅱ盛放的溶液C是_______(a.NaOH b. )；配置该溶液时，为除去蒸馏水中溶解的 常
采用的方法是_______。
(3)铁粉与稀硫酸制备 的离子方程式为_______， 的作用有_______(填编号)。
a.驱赶装置内的空气
b.把物质B压入Ⅱ中
c.保护白色 不被空气氧化
(4)白色 沉淀在_____(填“锥形瓶Ⅰ”或“锥形瓶Ⅱ”)内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到
的白色 粉末是很好的化工_______(填“除酸剂”或“除氧剂”)。
【答案】(1)
(2) a 加热煮沸
(3) abc
(4) 锥形瓶Ⅱ 除氧剂
【解析】
装置Ⅰ中，稀硫酸和铁粉反应，生成氢气和硫酸亚铁，产生的氢气能排除装置中的氧气；反应一段时间
后，关闭止水夹，则产生的硫酸亚铁会进入装置Ⅱ中，与碱发生反应，生成 ，据此分析作答。
学科网（北京）股份有限公司(1) 易被空气中的氧气氧化，生成氢氧化铁，化学方程式为： ，
故答案为： ；
(2)硫酸亚铁会进入装置Ⅱ中，与碱发生反应，生成 ，可知该碱为NaOH；配置该溶液时，为除去
蒸馏水中溶解的 常采用的方法是加热煮沸，故答案为：a；加热煮沸；
(3)稀硫酸和铁粉反应，生成氢气和硫酸亚铁，离子方程式为 ；产生的氢气能驱赶装置
内的空气、关闭止水夹，能把物质B压入Ⅱ中、同时防止空气进入装置Ⅱ，保护白色 不被空气
氧化，故答案为： ；abc；
(4)由分析可知，白色 沉淀在锥形瓶Ⅱ内生成； 易被空气中的氧气氧化，经在无氧环境
中干燥处理，得到的白色 粉末是很好的化工除氧剂，故答案为：锥形瓶Ⅱ；除氧剂。
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司
