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3.1 铁及其化合物
【题组一 工业炼铁】
1．（2020·全国高一课时练习）北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，
则能指南。”磁石的主要成分是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】 叫磁性氧化铁，具有磁性，制指南针的磁石的主要成分是 ，C答案选C。
2．（2020·全国高一课时练习）指南针是我国的四大发明之一，制造指南针的磁性物质是( )
A．FeO B．Fe O C．Fe O D．Fe
2 3 3 4
【答案】C
【解析】A. FeO没有磁性，故A错误；B. Fe O 没有磁性，故B错误；C. Fe O 有磁性，可以用来制造指
2 3 3 4
南针，故C正确；D. Fe没有磁性，故D错误；故选C。
3．（2020·湖南）中国传统文化博大精深，明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载：“煤则各处产
之，臭者烧熔而闭之成石，再凿而入炉曰礁，可五日不灭火，煎矿煮石，殊为省力。”下列说法中正确的
是
A．《物理小识》中记载的是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁
B．文中说明以煤炭作为燃料被普遍使用，煤的主要成分为烃
C．生铁是指含硫、磷、碳量低的铁合金
D．工业上可通过煤的干馏获得乙烯、丙烯等化工原料
【答案】A
【解析】A．由《物理小识》中记载语句“臭者烧熔而闭之成石，再凿而入炉曰礁，可五日不灭火，煎矿
煮石”可知是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁，A选项正确；
B．煤其主要成分为碳、氢、氧和少量的氮、硫或其它元素，而烃只由C、H两种元素组成，B选项错误；
C．生铁的含碳量比钢的含碳量较高，故生铁不是指含碳量很低的铁合金，C选项错误；
D．工业上可通过石油的裂化、裂解获得乙烯、丙烯等化工原料，D选项错误；
答案选A。
4．（2020·三亚华侨学校高一开学考试） 是高炉炼铁的重要反应。下列关于
该反应的说法正确的是
A．CO是氧化剂 B．CO得到电子
C． 被还原 D． 发生氧化反应
【答案】C
【解析】A．由Fe O+3CO 2Fe+3CO 反应可知，C元素的化合价由+2价变为+4价，化合价升高，
2 3 2CO发生氧化反应，CO作还原剂，故A错误；
B．由Fe O+3CO 2Fe+3CO 反应可知，C元素的化合价由+2价变为+4价，化合价升高，失去电子，
2 3 2
故B错误；
C．由Fe O+3CO 2Fe+3CO 反应可知，Fe元素的化合价由+3价变为0价，化合价降低，得到电子，
2 3 2
Fe O 被还原，故C正确；
2 3
D．由Fe O+3CO 2Fe+3CO 反应可知，Fe元素的化合价由+3价变为0价，化合价降低，Fe O 发生
2 3 2 2 3
还原反应，故D错误；
答案为C。
5．硫铁矿石（主要成分FeS）用于工业制硫酸，其排出的矿渣在一定条件下以磁性铁为主。经磁选获得
2
精矿，可直接用于高炉炼铁。已知某精矿的主要成分是磁性铁（Fe O）和Fe O 及杂质（杂质不含铁、硫、
3 4 2 3
氧元素，且杂质不耗氧）。请回答下列问题：
(1)某硫铁矿石中（杂质不含铁、硫）含硫的质量分数是0.360，则该硫铁矿石中含铁的质量分数是：
_______（用小数表示，保留3位小数）。
(2)如用上述硫铁矿石制硫酸，矿渣经磁选获得精矿，直接用于高炉炼铁，当制得98%的硫酸1.92吨时（不
考虑硫的损失），则炼铁厂（不计选矿及炼铁时铁的损耗）最多可生产含碳4%的生铁_______吨。
(3)煅烧硫铁矿常用富氧空气。从沸腾炉排出的气体成分如下表。如果精矿中铁、氧的物质的量之比为
n(Fe)∶n(O)=5∶7，则富氧空气中O 和N 的体积比为_______。
2 2
气体 SO N O
2 2 2
物质的量
10 58 6
（mol）
(4)炼铁厂生产的生铁常用于炼钢。取某钢样粉末28.12 g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得
到CO 气体224 mL（标准状况）。
2
①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比_______（最简单的整数比）。
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100 mL相同浓度的HSO 溶液中，充分反应后，测得的实验数据
2 4
如下表所示：
实验序号 I II III
加入钢样粉末的质量/g 2.812 5.624 8.436
生成气体的体积/L（标准状况） 1.120 2.240 2.800
则该硫酸溶液的物质的量浓度_______。
③若在实验II中继续加入m g钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少? （写出必要的步骤，答
案保留3位小数）_______。
【答案】（1）0.315
（2） 0.560
（3） 39:116（4） ① 50:1 ② 1.25mol/L ③ HSO 共0.125 mol，设再加入钢样的质量为x时酸反应完，则有：
2 4
5.624g+x= ，x = 1.406 g。
a．若加入的钢样粉末过量（m≥1.406 g），HSO 全反应，则：
2 4
m(余固体) = (5.624 g + m g)－0.125 mol×56 g·mol－1 = (m－1.376)g。
b．若加入的钢样粉末少量（m＜1.406 g），Fe全溶解，则剩余固体全部为碳的质量。
即：m(余固体) = (5.624 g + m g)× =(5.624 g + m g)× 。
【解析】(1)利用化学式FeS，硫的质量分数是0.360，则该硫铁矿石中含铁的质量分数为
2
=0.315。答案为：0.315；
(2)由硫铁矿石的化学式FeS，可建立关系式FeS—2HSO —Fe，最多可生产含碳4%的生铁的质量为
2 2 2 4
=0.560t。答案为：0.560；
(3)由精矿中铁、氧的物质的量之比为n(Fe)∶n(O)=5∶7，可假设化学式Fe O，写出方程式：
5 7
10FeS+27O →2Fe O+20SO，则富氧空气中O 和N 的体积比为( mol+6mol):58mol=39:116。答案
2 2 5 7 2 2 2
为：39:116；
(4)①由CO 气体224 mL，n(CO)=0.01mol，可求出钢样中含C的质量为0.12g，从而求出Fe的质量为
2 2
28g，便可计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为 =50:1。答案为：50:1；
②由表中数据可知，第III次实验中，样品过量，硫酸完全反应，由H 的体积2.8L，可求出该硫酸溶液的
2
物质的量为 =0.125mol，c(H SO )= = 1.25mol/L。答案为：1.25mol/L；
2 4
③HSO 共0.125 mol，设再加入钢样的质量为x时酸反应完，则有：
2 4
5.624g+x= ，x = 1.406 g。
a．若加入的钢样粉末过量（m≥1.406 g），HSO 全反应，则：
2 4
m(余固体) = (5.624 g + m g)－0.125 mol×56 g·mol－1 = (m－1.376)g。
b．若加入的钢样粉末少量（m＜1.406 g），Fe全溶解，则剩余固体全部为碳的质量。即：m(余固体) = (5.624 g + m g)× =(5.624 g + m g)× 。答案为：
钢样过量时，剩余固体质量为(m－1.376)g；钢样不足量时，剩余固体质量为(5.624 g + m g)× 。
6．（2020·全国高一课时练习）中学化学中几种常见物质的转化关系如下：
为常见金属单质，将 的浓溶液滴入氨水中可以得到红褐色沉淀 。请回答下列问题：
(1)写出物质 的化学式：________。
(2) 、 都可用于工业上冶炼金属铁，以 为原料冶炼铁的原理是______(用化学方程式表示)，若有
参加反应，转移电子的物质的量是______；写出 的另一种用途：_______。
(3)写出下列过程的离子方程式。
________； _________。
(4)制造电路板工艺中，用 溶液刻蚀铜箔，用离子方程式表示该反应原理：_____。
(5)在 溶液中加入 ，恰好使 转化为 ，写出该反应的离子方程式：____。
【答案】（1）
（2） 制造红色油漆涂料
（3）
（4）
（5）
【解析】（1） 的浓溶液滴入氨水中可以得到红褐色沉淀，可知 为 ，从而可知 为 ，
为 ， 为 ， 过程中 元素的化合价由+2变为+3， 被氧化， 不稳定，加
热易分解，所以 为 。（2）工业上用 炼铁的化学方程式为 ，该反应中 元素的化合价从
降低到0，故 参加反应时转移电子的物质的量为 ；已知 为 ，
为红色粉末，可用于制造红色油漆涂料。
（3） 的反应为 与盐酸的反应，对应的离子方程式为 ； 反应的离
子方程式为 。
（4）制造电路板工艺中，用 溶液刻蚀铜箔发生的反应为 ，离子方程
式为 。
（5）在 溶液中加入 ，恰好使 转化为 沉淀，可以先考虑 与水反应生成
和 ，然后再考虑 与 发生复分解反应，化学方程式分别为①
、② ，由 可以得到
总化学方程式： ，其离子方程式为
。
【题组二 铁的化学性质】
1．（2020·北京丰台·高一学业考试）常温下，下列溶液可用铁质容器盛装的是
A．稀硝酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．浓盐酸
【答案】C
【解析】A. 稀硝酸可将铁溶解为硝酸盐溶液，因此不能用铁质容器盛装，A项错误；
B. 铁可以被稀硫酸溶解，反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，因此不能用铁质容器盛装，B项错误；
C. 浓硝酸能使铁钝化，化学反应只发生在铁表面，但不是将铁溶解，因此能用铁质容器盛装，C项正确；
D. 浓盐酸可以将铁溶解为氯化亚铁溶液，因此不能用铁质容器盛装，D项错误；
答案选C。
2．（2019·邢台市第二中学高一月考）将铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是（ ）
A．AgNO B．Cu(NO ) C．稀HSO D．FeCl
3 3 2 2 4 3
【答案】D
【解析】A．Fe置换出Ag，溶液质量减小，故A错误；
B．Fe置换出Cu，溶液质量减小，故B错误；C．反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误；
D．反应生成氯化亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确；答案选D。
3．（2020·全国课时练习）用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有
关说法不正确的是（ ）
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中发生反应的化学方程式是
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置处的气体前必须检验气体的纯度
【答案】B
【解析】A．装置A中液态水在加热的条件下产生水蒸气，故其作用是为实验提供持续不断的水蒸气，选
项A正确；
B。Fe与水蒸气在高温下发生反应生成 和 ，反应的化学方程式是
，选项B错误；
C．氢气属于中性气体，可以用碱石灰干燥，选项C正确；
D．氢气在点燃之前应该先检验其纯度，防止发生爆炸，选项D正确。
答案选B。
4．（2020·全国高一课时练习）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片段，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
C．肥皂水改为吹泡泡水，收集 效果更好，点燃效果更明显D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
【答案】D
【解析】A. 尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头可增加受热面积及尿不湿的加热温度，
从而提供足够的水蒸气，A项正确；
B. 具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B项正确；
C. 泡泡水易于起泡，收集气体更容易，点燃效果更好，C项正确；
D. 磁铁可以吸引单质铁和 ，D项错误。答案选D。
5．（2020·内蒙古通辽实验中学高一期末）已知在温度低于570 ℃时，还原铁粉与水蒸气反应的产物是
FeO，高于570 ℃时，生成Fe O。老师用上图所示实验装置，完成了还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。
3 4
甲同学为探究实验后试管内的固体含有哪些物质，进行了下列实验：
实验编号 实验操作 实验现象
黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气
① 取少量黑色粉末放入试管中，加入盐酸，微热
泡产生
② 向试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液没有出现血红色
根据上述实验，下列说法不正确的是
A．试管内的固体一定含有铁粉
B．试管内的固体一定不含有Fe O
3 4
C．不能确定试管内的固体一定含有FeO
D．可通过将试管内固体彻底还原，分析其质量减小的方法来确定是否含有Fe O
3 4
【答案】B
【解析】A. 加入盐酸，黑色粉末溶解且有少量气泡产生，说明黑色粉末中含有铁粉，故A正确；
B. 铁粉能把三价铁离子还原成二价铁离子，故不能确定黑色粉末是否含有Fe O，故B错误；
3 4
C. 铁粉能把三价铁离子还原成二价铁离子，不能确定试管内的固体一定含有FeO，故C正确；
D. 若含有Fe O，通过将试管内固体彻底还原为氧化亚铁，则固体质量减小，故D正确；故选B。
3 4
6．（2020·元氏县第四中学高一期末）在常温下，Fe与水并不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可以发
生反应，应用下列装置，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，即可以
完成高温下Fe与水蒸气的反应实验，请回答下列问题：(1)写出反应的化学方程式____。
(2)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是___。
(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃___，理由是___。
(4)试管收集到的气体是__，如果要在A处点燃气体，则必须对该气体进行__。
【答案】（1）3Fe+4H O(g) Fe O+4H
2 3 4 2
（2）提供水蒸气
（3）酒精灯 产生的水蒸气赶走管内的空气，防止铁与氧气反应
（4） H 验纯
2
【解析】（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应，生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H O
2
Fe O+4H ；答案为3Fe+4H O Fe O+4H 。
3 4 2 2 3 4 2
（2）反应物为水蒸气与铁，水受热形成水蒸气，所以加热圆底烧瓶的目的就是提供水蒸气；答案为提供
水蒸气。
（3）点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的
氧气在加热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，排掉硬质玻璃管内空气，然后再点燃酒精喷灯；答案为酒
精灯；产生的水蒸气赶走管内的空气，防止铁与氧气反应。
（4）铁与水蒸气发生氧化还原反应生成H，点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸；答案为H，验
2 2
纯。
【题组三 铁与酸反应】
1．（2020·和林格尔县第一中学高一开学考试）等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充
分反应，则在相同的条件下，产生氢气的物质的量之比是（ ）
A．1：1 B．3：4 C．2：3 D．4：3
【答案】B
【解析】令Fe的物质的量为1mol，则：
Fe+2HCl=FeCl +H ↑
2 2
1mol 1mol
3Fe+4H O（g） Fe O+4H
2 3 4 21mol mol，
相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成氢气体积之比为1mol： mol =3：4。
答案选B。
2．（2019·全国高一课时练习）两种金属混合粉末15g，与足量的盐酸反应时生成11.2L H （标况下），符
2
合上述情况的金属混合物是（ ）
A．Mg、Fe B．Zn、Ag C．Fe、Zn D．Mg、Al
【答案】A
【解析】11.2L氢气的物质的量为：n= =0.5mol，假设金属都为+2价，则金属混合物的平均摩
尔质量为： =30g/mol，A．Mg的相对原子质量为24，Fe的相对原子质量为56，平均摩尔质量可
能为30g/mol，选项A正确；B．Zn的相对分子质量为65，Ag与盐酸不反应，生成0.5mol氢气所以Zn的
质量为0.5mol×65g/mol=32.5g，大于15g，不符合题意，故B错误；C．Zn的相对分子质量为65，Fe的相
对原子质量为56，平均摩尔质量大于30g/mol，选项C错误；D．Mg的相对原子质量为24，当Al的化合
价为+2价时，可看成其相对原子质量为： ×2=18g/mol，镁和铝的摩尔质量都小于30g/mol，故
D错误；答案选A。
3．（2020·全国课时练习）向=50 mL稀HSO 与稀HNO 的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质
2 4 3
量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，假设C点之前每一段只对应一个反应。下列说法正
确的是( )
A．参加反应铁粉的总质量m=5.6 g
2
B．所用混合溶液中c(HNO )=0.5 mol/L
3
C．开始时产生的气体为H
2
D．AB段发生的反应为置换反应
【答案】A
【解析】A.最终生成Fe2+，根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知3×n(NO)+2×n(H )=2n(Fe)，即3×
2+2× =2n(Fe)，n(Fe)=0.1mol，其质量为0.1 mol×56 g/mol=5.6 g，A正确；
B. n(NO)= =0.05mol，则所用混合溶液中c(HNO)= =1mol/L，B错误；
3
C. 反应开始时产生的气体为NO，C错误；
D. AB段发生：Fe+2Fe3+=3Fe2+，该反应为化合反应，D错误；
故合理选项是A。
4．（2020·四川高一期末）在1 L浓度为0.2 mol·L-1 Fe(NO ) 和1.5 mol·L-1 HSO 组成的混合溶液中，加入
3 3 2 4
39.2 g铁粉使其充分反应。下列有关说法正确的是
A．反应后产生标准状况下的氢气11.2 L
B．反应后的溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=2∶1
C．反应后的溶液还可以溶解16.8 g铁粉
D．反应后的溶液还可以溶解19.2g铜
【答案】D
【解析】A.分析可知，反应后不产生氢气，A错误；
B.分析可知，生成0.3molFe2+，剩余的Fe3+为0.6mol，溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=0.3∶0.6=1：2，B错误；
C.反应后的溶液，含有0.6mol Fe3+，0.6molH+还可以溶解0.6mol铁粉即33.6g，C错误；
D.反应后的溶液含有0.6molFe3+，还可以溶解0.3molCu，即19.2g，D正确；答案为D；
5．（2020·江苏广陵·扬州中学高一期中）某稀溶液中含有4molKNO 和2.5molHSO ，向其中加入
3 2 4
1.5molFe，充分反应（已知NO -被还原为NO）。下列说法正确的是（ ）
3
A．反应后生成NO的体积为28L
B．所得溶液中c（Fe2+）：c（Fe3+）=1:1
C．所得溶液中c（NO -）=2.75mol/L
3
D．所得溶液中的溶质只有FeSO
4
【答案】B
【解析】A.分析可知，反应后生成NO的物质的量为1.25mol，标况下的体积为28L，但题目未说明是否为
标准状况，故A错误；
B.所得溶液中c（Fe2+）:c（Fe3+）=0.75mol:0.75mol=1:1，故B正确；
C.未给定溶液体积，无法计算所得溶液中c（NO -），故C错误；
3
D.所得溶液中含有Fe2+、Fe3+、SO 2-、NO -，故D错误；答案为B。
4 3
【题组四 铁的氧化物】
1．（2020·全国课时练习）将ag铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中充分反应，固体无剩余。测得参加
反应的HCl的物质的量为 ，放出气体 （标准状况）。则下列判断正确的是（ ）
A．原混合物中
B．向最后得到的溶液中滴入KSCN溶液，溶液显红色
C．无法计算原混合物的质量D．溶液中 和 的物质的量之比为
【答案】A
【解析】根据题中信息可得到如下流程：
将混合物加入足量的盐酸中，由于氧化性： ，所以依次发生的反应为：
① ；
② ；
③
已知 ，设铁的物质的量为x，氧化铁的物质的量为y，则
由氯元素守恒得 ，由得失电子守恒得 ，
解得 ， ；
A. 原混合物中 ，选项A正确；
B. 向最后得到的溶液中滴入KSCN溶液，溶液不显红色，选项B错误；
C. 铁和氧化铁的物质的量可求，则可计算原混合物的质量，选项C错误；
D. 溶液中 和 的物质的量之比为 ，选项D错误。答案选A。2．（2020·全国课时练习）现有CuO和Fe O 组成的混合物a g，向其中加入2mol/L的硫酸溶液50mL，恰
2 3
好完全反应。若将a g该混合物在足量H 中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体质量为
2
A．1.6a g B．(a－1.6)g C．(a－3.2)g D．1.6g
【答案】B
【解析】CuO和Fe O 的混合物与硫酸反应生成硫酸盐和水，由电荷守恒，可知ag混合物中含有的O原子
2 3
的物质的量n(O)=n(SO 2-)=0.05 L×2mol/L=0.1mol，则ag混合物中氧元素的质量
4
为m(O)=0.1mol×16g/mol=1.6g，若用足量H 还原a g混合物，反应剩余固体为Cu、Fe，则金属质量为两种
2
金属氧化物的质量减去氧元素的质量，即金属质量为：m(金属)=ag-1.6g=(a-1.6)g，故合理选项是B。
3．（2020·福建厦门·高一月考）在由Fe、FeO和Fe O 组成的混合物中加入100mL2 mol•L-1的盐酸，恰好
2 3
使混合物完全溶解，并放出448mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3+，则下列判断正确的是
A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为1：1：3
B．反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量之比为2：1
C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe O 的物质的量多
2 3
D．混合物里，Fe O 的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多
2 3
【答案】C
【解析】混合物恰好完全溶解，且无Fe3+，故溶液中溶质为FeCl ，n(HCl)=0.2mol，n(H )=0.02mol，
2 2
n(Fe2+)=0.1mol，由反应2Fe3++Fe═3Fe2+知Fe比Fe O 的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定；
2 3
A．根据以上分析知Fe比Fe O 的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定，故无法确定混合物里三种物
2 3
质反应时消耗盐酸的物质的量的浓度，故A错误；B．反应后所得溶液为FeCl 溶液，阳离子与阴离子的物
2
质的量之比为1：2，故B错误；C．混合物恰好完全溶解，且无Fe3+，故溶液中溶质为FeCl ，由铁与酸反
2
应生成氢气及反应2Fe3++Fe═3Fe2+知Fe比Fe O 的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定，故C正确；
2 3
D．FeO的物质的量无法确定，不能确定Fe与FeO的物质的量的关系，故D错误；故选C。
4．（2020·四川广元·高一期末）有一粉末，它是由铁的氧化物物中的一种或两种组成，取3.04 g粉末加热，
同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5g，则该粉末的组
成可能是
A．只有Fe O B．只有FeO
2 3
C．等物质的量的FeO和Fe O D．等物质的量的Fe O 和Fe O
3 4 2 3 3 4
【答案】C
【解析】用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5g，则生成的CO 的物质的量为：n(CO)="n(Ca"
2 2
CO)=5g÷100g/mol=0.05mol，设铁的氧化物化学式为Fe O,设铁的氧化物物质的量为n，则有：
3 x y
Fe O+ yCO ＝ xFe + yCO
x y 2
1 y
n 0.05 得n=0.05/y 3.04/ (56x+16y)=0.05/y ，x/y=4/5，所以Fe和O的原子个数比为
4：5，选C。
5．（2020·安徽）向一定量的Fe、FeO和Fe O 的混合物中加入4 mol/L的稀硝酸250 mL时，混合物恰好
2 3
完全溶解并放出3.36 L NO气体(标准状况)。若用足量CO在加热下还原相同质量的该混合物，则反应掉的
CO物质的量为（ ）
A．0.1 mol B．0.15 mol C．0.16 mol D．0.2 mol
【答案】D【解析】根据元素守恒，该反应可表示为：FeO+HNO →Fe(NO )+NO+HO，混合物中的O等于HO中的
x y 3 3 z 2 2
O减去HNO 变为NO时损失的O；后一反应可表示为：FeO+CO→Fe +CO ，反应掉的CO就等于混合物
3 x y 2
中的O；根据H元素守恒可知，HO中的O：n（HNO）÷2 =0.5mol，HNO 变为NO时损失的O：n
2 3 3
（NO）×2=0.15×2=0.3mol，所以反应的CO：0.5-0.3=0.2mol，故答案为：D。
6．（2020·全国课时练习）三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过
实验来探究一红色粉末是Fe O、Cu O或二者混合物。探究过程如下：
2 3 2
查阅资料：Cu O是一种碱性氧化物, 溶于稀硫酸生成Cu和CuSO ， 在空气中加热生成CuO
2 4
提出假设： 假设1：红色粉末是Fe O 假设2：红色粉末是Cu O
2 3 2
假设3：红色粉末是Fe O 和Cu O的混合物
2 3 2
设计探究实验： 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN试剂。
(1)若假设1成立，则实验现象是_______________。
(2)若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理
吗？__________简述你的理由(不需写出反应的方程式)____________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是__________，
写出发生反应的离子方程式______、__________、______________。
探究延伸：
(4)如果经实验分析，确定红色粉末为Fe O 和Cu O的混合物。某实验小组欲用加热法测定Cu O的质量分
2 3 2 2
数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg(b > a)，则混合物中Cu O的质
2
量分数为__________。
【答案】(1)溶液变为血红色
(2) 不合理 Cu能将Fe3+还原为Fe2+
(3) Fe O 和Cu O的混合物 Fe O+6H+ = 2Fe3++3H O
2 3 2 2 3 2
Cu O+2H+ =Cu + Cu2+ + H O 2 Fe3+ + Cu =2Fe2+ + Cu2+
2 2
（4）
【解析】(1)若假设1成立，金属氧化物Fe O 与稀硫酸反应：Fe O+3H SO =Fe (SO )+3H ↑，反应产生的
2 3 2 3 2 4 2 4 3 2
Fe (SO ) 与KSCN溶液反应：Fe (SO )+6KSCN=3K SO +2Fe(SCN) ，因此看到的现象是固体溶解，溶液变
2 4 3 2 4 3 2 4 3
为血红色；
(2)Fe O 与稀硫酸反应：Fe O+3H SO =Fe (SO )+3H ↑，由资料知Cu O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO ，
2 3 2 3 2 4 2 4 3 2 2 4
Cu O+HSO =CuSO+Cu+H O，铜为红色固体不溶水，Cu与第一个反应产生的Fe (SO ) 发生反应：
2 2 4 4 2 2 4 3
Fe (SO )+Cu=2FeSO +CuSO，也会导致溶液中无Fe3+存在，溶液中无Fe3+所以滴加KSCN试剂也不变红，
2 4 3 4 4
因此不能根据滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，就判断证明原固体粉末中一定不含Fe O；
2 3
(3)因为Cu O溶于硫酸生成Cu和CuSO ，而HSO 不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe O 存在，使其生
2 4 2 4 2 3
成的Fe3+溶解产生的Cu，若固体全部溶解，则一定存在Fe O 和Cu O，涉及的反应有Fe O+6H＋=2Fe3＋
2 3 2 2 3
+3H O、Cu O+2H＋=Cu+Cu2＋+H O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
2 2 2
(4)依据题意，固体粉末在空气中充分加热时能发生反应的物质为Cu O，最后变成CuO，增加的质量就是
2
反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu2O的质量分数．
设样品中氧化亚铜的质量为m，2Cu O+O 4CuO 固体增加质量△m
2 2
288g 32g
m (b-a)g
m= =9(b-a)g，则混合物中Cu O的质量分数为 ×100%= ×100%。
2
【题组五 铁的氢氧化物】
1．（2020·古浪县第二中学竞赛）下列物质受热不易分解的氢氧化物是( )
A．Al(OH) B．NaOH
3
C．Mg(OH) D．Fe(OH)
2 3
【答案】B
【解析】Al(OH) 、Mg(OH) 、Fe(OH) 三种均为难溶性碱，受热易分解为相应的氧化物，NaOH为易溶性
3 2 3
碱，受热不易分解，故选B。
2．（2019·全国高一课时练习）将Fe(OH) 露置在空气中加热灼烧所得的产物为( )
2
A．FeO B．Fe O C．Fe O D．Fe(OH)
2 3 3 4 3
【答案】B
【解析】因Fe(OH) 极易被空气中的氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH) 首先转化为Fe(OH) ，然后
2 2 3
Fe(OH) 分解生成Fe O 和HO。故答案选B。
3 2 3 2
3．（2020·洮南市第一中学月考）现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，
它们之间的相互转化关系如图所示 图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出 。
请根据以上信息完成下列各题：
(1)写出下列物质的化学式：B_______，丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________，反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。对应的化学
方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
(4)向G溶液中加入氢硫酸的离子方程式是_________。
【答案】（1）Al HCl
（2） 杀菌消毒、制漂白粉、强氧化剂 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
FeCl +2NaOH=Fe(OH) ↓+2NaCl、4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH)
2 2 2 2 2 3
（3） 2Al+2 +2H O=2 +3H ↑
2 2（4） 2 +H S=2 +S↓+2
2
【解析】(1)根据上述分析可知，物质B是Al，丙是HCl；
(2)黄绿色气体乙是Cl，该物质可以与水反应产生HCl和HClO，HClO具有强氧化性，可作氧化剂，氧化
2
一些具有还原性的物质，也用于杀菌消毒或用于物质的漂白；F是FeCl ，D是NaOH，反应过程⑦是FeCl
2 2
与NaOH溶液发生反应：FeCl +2NaOH=Fe(OH) ↓+2NaCl，Fe(OH) 不稳定，容易被溶解在溶液中的氧气氧
2 2 2
化，发生反应：4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ，可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变
2 2 2 3
成红褐色；
(3)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO 和H，反应的离子方程式为：2Al+2 +2H O=2
2 2 2
+3H ↑；
2
(4)G是FeCl ，具有氧化性，硫化氢具有还原性，向G溶液中加入氢硫酸，发生氧化还原反应，铁离子被
3
还原成亚铁离子，硫化氢被氧化成硫单质，反应的离子方程式是2 +H S=2 +S↓+2 。
2
4．（2020·四川省宜宾市第四中学校高一期中）已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图
中转化关系，回答下列问题。
（1）写出A、C、F、G的化学式:A________，C_________，F_________，G_________。
（2）检验D中阳离子的方法_____________________________________________。
（3）保存C溶液时为什么要加固体A_____________________________________。
（4）写出下列转化的离子方程式C→D：____________________________________，由E转化为F的现象
是_________________________________。
【答案】（1）Fe FeCl Fe(OH) Fe O
2 3 2 3
（2） 取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋
（3） 防止Fe2＋被O 氧化
2
（4） 2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－ 白色沉淀迅速变为灰绿，最后变为红褐色
2
【解析】红褐色沉淀F是Fe(OH) ，由元素守恒可知，A为Fe，C为FeCl ，E为Fe(OH) ，G为氧化铁。
3 2 2
（1）A为Fe，C为FeCl ，F为Fe(OH) ，G为Fe O。（2）检验D中Fe3+的方法是取D溶液少许于试管中，
2 3 2 3
加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋；（4）C→D的离子方程式为：2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl
2
－；Fe(OH) 转化为Fe(OH) 的现象是白色沉淀迅速变为灰绿，最后变为红褐色。
2 3
【题组六 铁氢氧化物的制备】
1．（2020·西安市第八十五中学期末）实验室用FeCl 和烧碱制备Fe（OH），为了生成的产物不容易被氧
2 2
化，下列说法不正确的是
A．配制FeCl 和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
2B．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到试管内
2
D．产生Fe（OH） 沉淀后，不能震荡试管
2
【答案】C
【解析】A.FeCl 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，确保Fe（OH） 的生成
2 2
在无氧的环境里，故A正确；
B.在FeCl 溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；
2
C.向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl 溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时
2 2
接触空气溶有氧气，故C错误；
D.产生Fe（OH） 沉淀后，若震荡试管，会增大沉淀与空气的接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。
2
2（2020·全国课时练习）用下面两种方法可以制得白色的 沉淀。
Ⅰ．方法一：用 溶液与不含 的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 。
（1）除去蒸馏水中溶解的 常采用的________方法。
（2）生成白色 沉淀的操作是用长胶头滴管吸取不含 的NaOH溶液，插入 溶液液面下，
再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是________________。
Ⅱ．方法二：在如图所示装置中，用不含 的NaOH溶液、铁屑、稀 制备 。
（1）在试管A中加入的试剂是________________。
（2）在试管B中加入的试剂是________________。
（3）为了制得白色 沉淀，在试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，打开止水夹后的实验步骤是
________________。
（4）这样生成的 沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________。
【答案】I（1）煮沸 （2）避免生成的 沉淀接触
II（1）铁屑、稀 （2） 不含 的NaOH溶液
（3） 检验试管B出口处氢气的纯度，当排出的 纯净时，再关闭止水夹（4） 两试管中充满 且外界空气不易进入，可防止 被氧化
【解析】除去或隔绝氧气的措施：煮沸：加热煮沸以除去溶解在水中的氧气；排气：利用其他气体排尽装
置中的氧气；覆盖：在液面上覆盖一层苯或煤油等，隔绝氧气。
Ⅰ．（1）常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的 ；
（2）因为 在空气中易被 氧化为 ，所以在制备 时，若向 溶液中直接
滴加NaOH溶液，会带入空气使制取的 被氧化；若将盛有NaOH溶液的长胶头滴管插入
溶液液面下，再挤出NaOH溶液，可以防止滴加NaOH溶液时带入空气，避免生成的 接触 ；
Ⅱ．（1）在试管A中加入的试剂是铁屑、稀 ；
（2）在试管B中加入的试剂是不含 的NaOH溶液；
（3）为了制得白色 沉淀，在试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，打开止水夹后的实验步骤是检
验试管B出口处氢气的纯度，当排出的 纯净时，再关闭止水夹；
（4）制备 时利用Fe与 反应产生的 排尽装置中的空气，收集氢气验纯后，关闭止水夹，
试管A中产生 ，压强增大，将A中溶液压入B中与NaOH溶液反应制备 ， 沉淀在
的氛围中不易被氧化，能较长时间保持白色。
3．（2020·湖南开福·长沙市第七中学高一开学考试）小熊同学在学习酸碱盐有关知识时，对一些沉淀物质
的颜色产生了兴趣。老师告诉他氢氧化铜是蓝色，氢氧化铁是红褐色，让他探究氢氧化亚铁的颜色。下面
请你和他一起探究。
（查阅资料）
(1)铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。
(2)氢氧化亚铁在空气中立即被氧气氧化。
(3)硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色。
（提出猜想）氢氧化亚铁是浅绿色。
（实验过程）在2支试管里分别加入少量FeCl 和FeSO 溶液，然后滴入NaOH溶液，观察现象，请补充完
3 4
成下表：
FeCl 溶液 FeSO 溶液
3 4滴入NaOH溶液 先生成魄絮状沉淀，慢慢变化，最后变成红褐色沉
生成红褐色沉淀
的现象 淀
①_____ __， FeSO ＋2NaOH=Fe(OH) ↓＋NaSO ；4Fe(OH) ＋O
化学方程式 4 2 2 4 2 2
基本反应类型属于②_____反应 ＋2HO=③_______(完成并配平此方程式)
2
（学习交流）
(1)氢氧化亚铁是白色而不是浅绿色。
(2)小熊联系到CO 与C的化合反应，认为FeCl 溶液可以转化为FeCl 溶液，请模仿写出这个转化的化学方
2 3 2
程式：④_______。
【答案】①FeCl +3NaOH=Fe(OH) ↓+3NaCl ②复分解反应 ③ 4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH)
3 3 2 2 2 3
④2FeCl +Fe=3FeCl
3 2
【解析】(1) FeCl 溶液和NaOH溶液反应的方程式：FeCl +3NaOH=Fe(OH) ↓+3NaCl，此反应属于复分解反
3 3 3
应；
(2) FeSO 溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀是氢氧化亚铁沉淀，白色氢氧化亚铁在水中不稳定，
4
容易跟水中的氧气反应生成红棕色的氢氧化铁；由于氢氧化亚铁有少量溶于水中，亚铁离子显绿色，所以
溶液呈绿色，同时也会转化成黄色的铁离子，灰色就是白色、红棕、绿色、黄色的混合色；在加上这种转
化是有时间过程的，所以随着各种离子含量变化，颜色变化就由此而来了；最后变成红褐色沉淀是氢氧化
铁沉淀，根据质量守恒定律完成并配平反应的方程式，4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ；
2 2 2 3
(3)根据CO 与C的反应，要让FeCl 溶液可以转化为FeCl 溶液，小熊的理由是：单质铁也可以将FeCl
2 3 2 3
还原成FeCl ，化学方程式是2FeCl +Fe=3FeCl 。
2 3 2
【题组七 Fe2+和Fe3+检验】
1．（2020·全国高一课时练习）向 和 的混合物中加入 足量的稀硫酸，在标准状况
下收集到 ，向反应后的溶液中滴加 溶液不变红。为中和过量的 ，并使 元素全
部转化为 沉淀，恰好消耗了 的 溶液，则该稀 的物质的量浓度
为
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】Fe和Fe O 的混合物与足量稀HSO 反应，Fe和Fe O 均无剩余，且有H 生成，向反应后的溶液
2 3 2 4 2 3 2
中滴加KSCN溶液不变红，说明反应生成FeSO ；为了中和过量的硫酸，而且FeSO 使完全转化成
4 4
Fe(OH)2，共消耗 的 溶液 ，说明反应后的溶液中溶质只有NaSO ，根据硫元素
2 4守恒，则 ，根据钠元素守恒，则 ，则有
，故该稀硫酸的物质的量浓
度 ，B正确，故答案为：B。
2．（2020·全国课时练习）证明某溶液中含有 而不含有 的实验方法是（ ）
①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液显红色
②先滴加KSCN溶液，溶液不显红色，再滴加氯水，溶液显红色
③滴加 溶液，先产生白色絮状沉淀，后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
④滴加KSCN溶液，溶液不显红色
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】B
【解析】①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液显红色，只能证明加氯水后的溶液中含有 ，无法确
定加氯水前的溶液中是否含有 、 ，①不正确；
②先滴加KSCN溶液，溶液不显红色，证明不含 ，再滴加氯水，溶液显红色，证明滴加氯水前的溶液
中含有 ，②正确；
③滴加NaOH溶液，先产生白色絮状沉淀，后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，能证明原溶液中含
有 而不含有 ，③正确；
④滴加KSCN溶液，溶液不显红色，只能证明原溶液中不含有 ，不能证明含有 ，④不正确。
故选B。
3．（2020·全国课时练习）下列除去括号中的杂质的方法不正确的是( )
A．FeCl 溶液(FeCl )：通入适量Cl
3 2 2
B．CO(HCl气体)：通过饱和NaHCO 溶液后干燥
2 3
C．FeCl 溶液(FeCl )：加过量铜粉后过滤
2 3
D．Cl(HCl气体)：通过饱和NaCl溶液后干燥
2
【答案】C
【解析】A．氯气可以和氯化亚铁反应生成氯化铁，不会引入新的杂质，A正确；
B．HCl可以和NaHCO 反应生成CO，CO 不和饱和碳酸氢钠反应，B正确；
3 2 2C．铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，引入了新的杂质，C错误；
D．HCl气体可以溶解在饱和NaCl溶液中，且饱和NaCl溶液中含有较高浓度的Cl-，可以降低Cl 的溶解
2
度，D正确；故选C。
4．（2020·福建省福州第一中学高二月考）下列除去杂质的方法错误的是（ ）
物质 杂质 试剂 主要操作
A FeCl 溶液 CuCl Fe(足量) 过滤
2 2
B Cl HCl 饱和食盐水+浓硫酸 洗气
2
C Fe Fe O 稀盐酸（足量） 过滤
2 3
D NaCO 固体 NaHCO 无 加热
2 3 3
【答案】C
【解析】A． 与Fe反应，生成 和Cu，过滤可以除去Cu和多余的Fe，A正确；
B． 难溶于饱和食盐水，HCl极易溶于水，然后用浓硫酸干燥除去水蒸气，可以通过洗气法除去氯气中
的HCl，B正确；
C．Fe和 都能溶于盐酸，不能用盐酸除去Fe中的 ，C错误；
D． 受热分解生成碳酸钠和水和二氧化碳，除去碳酸钠中的碳酸氢钠可以用加热的方法，D正确；
答案选C。
5．（2020·全国高二开学考试）金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。
(1)下列物质中不属于合金的是_______。
A．钢 B．青铜 C．黄铜 D．水银
(2)在钠、铝、铁三种金属元素中，所形成的氧化物中适宜做耐火材料的是_______ ，向盛有硫酸铝溶液的
试管中滴加足量氨水，反应的离子方程式是_____________。
(3)乙同学为了获得持久白色的Fe (OH) 沉淀，准备用右图所示装置，用不含O 的蒸馏水配制的NaOH溶
2 2
液与新制的FeSO 溶液反应。获得不含O 的蒸馏水的方法是_______。反应开始时，打开止水夹；一段时
4 2
间后，关闭止水夹，在试管_______(填“A”或“B”) 中观察到白色的Fe(OH) 。
2(4)向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出
现的是____________。
A．有铜无铁 B．有铁无铜 C．铁、铜都有 D．铁、铜都无
(5)电子工业常用30%的FeCl 溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。请写出FeCl 溶液与铜反应
3 3
的离子方程式：__________；
(6)某研究性学习小组内测定FeCl 腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：①取少量待测溶液，滴入
3
KSCN溶液呈红色，该现象说明该溶液中含有的离子是_______； ②验证该溶液中含有Fe2+，正确的实验
方法是_______；A．取适量溶液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+；B．取适量溶液，滴
入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe2+；C．观察溶液是否呈浅绿色
【答案】（1）D
（2）Al O Al3++3NH·H O=3NH ++Al(OH) ↓
2 3 3 2 4 3
（3）加热煮沸 B
（4） B
（5）2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
（6）Fe3+ A
【解析】(1)A．钢是铁与碳元素的合金，A错误；B．青铜是铜和锡的合金，B错误；C．黄铜是铜和锌的
合金，C错误；D．水银为汞单质，不是混合物，不属于合金，D正确；答案选D；
(2)适合作耐火材料的氧化物必须具有高熔点，氧化铝的熔点较高，所以氧化铝可以作耐火材料；铝离子和
氨水反应生成氢氧化铝沉淀和铵根，离子反应方程式为Al3++3NH·H O＝3NH ++Al(OH) ↓；
3 2 4 3
(3)获得不含O 的蒸馏水的方法是煮沸，简单易操作；反应开始时，要打开止水夹，利用铁粉和稀硫酸反
2
应产生的氢气排出试管A、B中的空气，使整个装置不含氧气。在对B试管的出气管排出的氢气验纯之后，
关闭止水夹，由于产生的氢气无法排出，试管A中的压强将增大，最终将A试管中生成的FeSO 溶液压入
4
NaOH溶液中，故Fe(OH) 在B试管生成；
2
(4)A．加入铁和铜的混合物，铁首先与氯化铁反应，可能铁全部反应而铜有剩余，A正确；B．加入铁和
铜的混合物，铁首先与氯化铁反应，铜后参加反应，不会出现有铁无铜的情形，B错误；C．若氯化铁的
量少，加入的铁粉和铜粉可能剩余，C正确；D．若氯化铁的量多，加入的铁粉和铜粉全部参加反应，不
会有剩余，D正确；答案选B。
(5)氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+；
(6)①取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，该现象说明该溶液中含有的离子是Fe3+；②A．由于亚铁
离子具有还原性，因此取适量溶液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+，A正确；B．取适量溶液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，不能证明原溶液中含有Fe2+，因为原溶液中可能含有
铁离子，B错误；C．观察溶液是否呈浅绿色，不能确定是否含亚铁离子，C错误，答案选A。
