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3.1 铁及其化合物
知识点一 工业炼铁
【例1-1】（2020·云南省镇康县第一中学高一月考）下列关于铁的叙述错误的是
A．纯净的铁是光亮的银白色金属
B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性
C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳的铁有游离态也有化合态
D．纯铁的抗蚀能力相当强，在干燥的空气里不易被氧化
【答案】C
【解析】A．纯净的铁是光亮的银白色金属，正确；
B．铁是强磁性物质，在磁场作用下被磁化，正确；
C．铝是地壳中含量最多的金属元素，铁第二位，错误；
D．纯铁加上周围的空气又是干燥的，不能形成原电池，因此不会发生电化学腐蚀，故抗蚀能力很强，正
确。
【例1-2】（2020·全国课时练习）铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工
业中，常用焦炭来冶炼铁。
（1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式： ________________。
（2）写出赤铁矿被 还原成铁的化学方程式：__________________________。
（3）实验室中可用 还原 ，在加热 前应先_________，否则可能发生________现象；未反应
完的 ___________（填“能”或“不能”）排放到大气中，应做________处理。
【答案】（1）（2）
（3） 验纯 爆炸 不能 点燃
【解析】（1）在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应 ，再发生反应
。
（2）赤铁矿的主要成分为三氧化二铁，故赤铁矿被 还原成铁的化学方程式为：
。
（3）一氧化碳属于可燃性气体，加热 之前应先检验 的纯度，否则可能发生爆炸；由于 有毒
故未反应完的 应点燃，以防污染环境。
根据金属活动性强弱，金属冶炼的方法通常包括：热还原法、电解法、热分解法等，要注意铝热法也属于
热还原法
【一隅三反】
1．（2019·全国高一）有关铁的叙述中不正确的是（ ）
A．铁能被磁铁吸引 B．人体的血红蛋白中含有铁元素
C．在空气中能剧烈燃烧 D．铁能与水蒸气反应
【答案】C
【解析】A.铁能被磁铁吸引，A项说法正确；
B. 人体的血红蛋白中含有铁元素，B项说法正确
C. 铁在氧气中能剧烈燃烧，在空气中不燃烧。故C项错误；
D. 铁能与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，故D说法正确；故答案为C。
2．（2020·宁夏大学附属中学高一期末）高炉炼铁的主要反应是：Fe O＋3CO=2Fe＋3CO，该方法在治金
2 3 2
工业上称为
A．电解法 B．热还原法 C．热分解法 D．铝热法
【答案】B
【解析】铁较活泼，工业上采用高炉炼铁的主要反应是Fe O+3CO 2Fe+3CO ，是用还原剂在高温下
2 3 2还原氧化铁冶炼的，属于热还原法，故选B。
3．（2020·全国高一单元测试）工业炼铁的基本生产流程如图所示，请回答下列问题。
（1）写出设备A的名称：___________________________________________________。
（2）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：__________________________。
（3）炼铁时焦炭的作用：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
（4）石灰石的主要作用是造渣，造渣过程中涉及的主要反应有CaCO CaO＋CO↑、__________(写化
3 2
学方程式)。
【答案】（1）炼铁高炉
（2） Fe O＋3CO 2Fe＋3CO
2 3 2
（3） 产生热量(或提高炉温) 生成还原剂CO
（4） CaO＋SiO=CaSiO
2 3
【解析】（1）工业炼铁又称为高炉炼铁，因为工业炼铁使用的设备为：炼铁高炉；
（2）赤铁矿中的氧化铁在高温下与一氧化碳发生氧化还原反应，生成单质铁和气体二氧化碳，方程式为：
Fe O＋3CO 2Fe＋3CO；
2 3 2
（3）碳燃烧生成一氧化碳放出热量，同时一氧化碳具有还原性，炼铁时焦炭的作用：产生热量(或提高炉
温) 、生成还原剂CO；
（4）石灰石的主要作用是造渣生成硅酸钙，造渣过程中涉及的主要反应有CaCO CaO＋CO↑、CaO
3 2
＋SiO CaSiO 。
2 3
知识点二 铁的化学性质【例2-1】（2020·全国课时练习）某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物
的性质，请回答下列问题：
（1）A装置的作用是________________，B中反应的化学方程式为_____________。
（2）D的作用是____________________________________________________________。（3）E中的现象是__________________________________________________________。
（4）A、B两个装置中应先点燃_______处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是
_______________________________________________________________________。
【答案】（1）产生水蒸气 3Fe＋4HO(g) Fe O＋4H
2 3 4 2
（2）吸收未反应的水蒸气
（3）黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
（4）A 收集H，并检验其纯度
2
【解析】（1）铁与水蒸气反应的条件是高温，水的状态是气体，所以A装置的作用是产生水蒸气，B中
是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，方程式为3Fe＋4HO(g) Fe O＋4H；（2）生成的氢气
2 3 4 2
中含有水蒸气，则D中碱石灰的作用是吸收未反应的水蒸气；（3）氢气还原氧化铜得到铜和水即H+CuO
2
Cu+H O，所以实验现象是硬质玻璃管中黑色固体变为红色，硬质玻璃管右端管壁有液滴生成；
2
（4）若先点燃B处，铁会与氧气先发生反应，所以须先点燃A处；氢气是可燃性气体混有空气会发生爆
炸，所以点燃E处酒精灯之前应进行的操作是验证氢气的纯度。
【例2-2】（2020·全国高一课时练习）某同学在研究Fe与HSO 的反应时，进行了如下实验。
2 4
（1）实验Ⅰ中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为______。
（2）实验Ⅱ中，铁丝表面迅速变黑，反应很快停止，其原因是______。
（3）实验Ⅲ中，加热后产生大量气体，B试管中溶液的红色褪去，D处始终未检测到可燃性气体。C试管
中反应的离子方程式是______。
（4）对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，同学们得出以下结论：
①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同。浓硫酸的氧化性源于+6价的硫元素，稀硫酸的氧化性源于
______。
②造成反应多样性的主要因素有______。
【答案】（1）Fe＋2H+= Fe2+＋H↑
2
（2） 铁表面生成致密的氧化膜，阻止反应进一步进行
（3） SO ＋2OH-= SO 2-＋HO
2 3 2
（4） +1价的氢元素 反应物的浓度、温度
【解析】（1）Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H ↑，故答案为
2
Fe+2H+=Fe2++H ↑；
2
（2）浓硫酸具有强氧化性，生成致密的氧化膜覆盖在Fe的表面，发生钝化，故答案为铁表面生成致密的
氧化膜，阻止反应进一步进行；（3）实验Ⅲ中，铁与稀硫酸反应生成氢气，和浓硫酸共热反应生成二氧化硫，实验中未检测到可燃性气
体，说明反应中没有氢气生成，二氧化硫具有漂白性，使品红溶液的红色褪去，二氧化硫是酸性氧化物，
与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠，反应的离子方程式为SO ＋2OH—=SO2—＋HO，故答案为SO ＋2OH—
2 3 2 2
=SO2—＋HO；
3 2
（4）①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同，浓硫酸的氧化性表现在+6价的硫元素上，稀硫酸的
氧化性表现在+1价的氢（H+）元素上，故答案为+1价H元素（H+）；
②影响反应产物多样性的因素有浓度、温度、反应物的量等，故答案为浓度、温度、反应物的量等。
【一隅三反】
1．（2020·安徽马鞍山·）装置甲、乙、丙都是铁与水蒸气反应的实验装置，下列说法不正确的是
装置甲 装置乙 装置丙
A．选用丙装置，实验结束时先移去酒精灯，再将导气管拿出水面
B．甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气
C．用乙装置实验时，蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃肥皂泡发出爆鸣声
D．三个装置相比较，乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好
【答案】A
【解析】A．选用丙装置，实验结束时先将导气管拿出水面，再移去酒精灯，以防发生倒吸，错误；
B．从硬质玻璃管导出的气体有生成的氢气和未反应的剩余的水蒸气，氯化钙的作用是除去氢气中混有的
水蒸气，正确；
C．用乙装置实验时，蒸发皿中产生大量肥皂泡，肥皂泡里是氢气，所以点燃肥皂泡发出爆鸣声，正确；
D．和甲、丙装置相比较，乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好，正确；
故选A。
2．（2020·全国课时练习）在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A． 是强氧化剂，可将 氧化成 ，选项A正确；
B．S是弱氧化剂，可将 氧化成 ，选项B正确；
C． 与 反应生成 ，而不是 ，选项C错误；
D． 在 中燃烧生成 ，选项D正确。答案选C。
3．（2019·全国高一课时练习）已知红热的铁能与水蒸气反应生成氢气。现用如图所示装置进行铁在高温
下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题。（1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：_________________________。
（2）干燥管C中盛放的药品是__________________；干燥管的____________（填“m”或“n”）端与g导
管相连接。
（3）在D处画出用试管收集氢气的装置图（所需其他仪器自行选择）。______
（4）怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气？
简述实验操作步骤和现象：______________________________。
（5）若收集到标准状况下的H 22.4L，则参加反应的铁粉的质量为____________g。
2
（6）当固体质量增加32g时，生成H 的质量为________________g。
2
【答案】（1）
（2） 碱石灰（答案合理即可）
（3）
（4） 用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，发出爆鸣声，说明收集到的气体是
（5） 42
（6） 4
【解析】(1)铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式：
。
(2)干燥管C中盛放的药品用来干燥氢气，可以是碱石灰；干燥气体时应该是粗口进，细口出，则干燥管的
n端与g导管相连接。(3)由于 的密度比空气小，可采用向下排空气法收集 ，装置图为 。
(4)检验 可采用“爆鸣”实验，即用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，发出
爆鸣声，说明收集到的气体是 。
(5)根据反应方程式 可得关系式： ，
，则 ， 。
(6)固体质量增加的原因是 生成了 ，增加的质量为氧元素的质量，故生成氢气的质量为
。
4．（2020·湖南岳阳楼·岳阳一中高一月考）某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到
铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如图装置验证所产生的气体。
（1）填写装置的作用：
B______，C_______，G__________。
（2）证明有 生成的实验现象是________。
（3）可以证明所产生的气体中含有氢气的实验现象是：E： _______，F： _______。
（4）反应后A的溶液中含有 和 ，检验其中的 的方法是___________。
（5）若将铁丝换成铜丝，试写出反应的化学方程式___________，反应后的溶液中没有出现预计的蓝色溶
液，而出现大量白色固体，原因是________。
【答案】（1）防止倒吸 检验并吸收 防止空气中的水蒸气进入F
（2）C中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅（3）黑色固体变成红色 白色粉末变成蓝色
（4）取A的溶液滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫（红）色褪去，证明有
（5） 浓 中的水很少，浓硫酸具有吸水性
【解析】(1)熄灭A装置中酒精灯时，A装置中气体冷却压强减小，C装置中溶液易进入A试管中产生倒吸
现象，所以B装置的作用是防止倒吸；酸性高猛酸钾溶液有强氧化性，二氧化硫能和酸性高猛酸钾溶液发
生氧化反应而使其褪色，所以酸性高猛酸钾的作用是验证有SO 生成，同时除去SO ；空气中含有水蒸气，
2 2
如果没有G装置，水蒸气进入F装置干扰实验，所以G的作用是：防止空气中的HO进入F；
2
(2)二氧化硫有还原性，酸性高猛酸钾有强氧化性，二者能发生氧化还原反应而使酸性高猛酸钾溶液颜色变
浅，所以证明有SO 生成的现象是酸性高锰酸钾变浅。
2
(3)生成的气体经洗气和干燥后剩余的气体就是氢气，氢气有还原性能和氧化铜在加热条件下发生置换反应
生成铜单质，生成的水遇无水硫酸铜时白色固体变蓝色，所以证明含有氢气的现象是：E中黑色(CuO)变成
红色(Cu)，F中白色粉末变成蓝色；
(4)酸性高锰酸钾有强氧化性，亚铁离子能还原酸性高锰酸钾溶液而使其褪色，所以有铁离子共存时检验亚
铁离子的方法是：取A的溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明有Fe2＋；
(5)若将铁丝换成铜丝，铜与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫等，化学方程式：
Cu+2H SO =CuSO+SO+2H O；由于浓硫酸中水很少，浓硫酸具有吸水性，所以出现了大量白色固体；要
2 4 4 2 2
确认CuSO 生成，待试管冷却后，将浓硫酸倒出，在固体中加水即可。
4
知识点三 铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
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（有晶体）
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 +2 +3 +2、+3
稳定性 不稳定 稳定 稳定
＋O 2Fe O
6FeO 2 3 4
非氧化性酸 ＋2H＋===Fe2＋＋HO
2
FeO
(稀盐酸、稀硫酸)
O＋6H＋===2Fe3＋＋3HO
2 3 2
Fe
O＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H
3 4 2
Fe
氧化性酸 ＋10H＋＋NO －===3Fe3＋＋NO↑＋5HO
3 2
3FeO
(硝酸、浓硫酸)
O＋6H＋===2Fe3＋＋3HO
2 3 2
FeO＋28H＋＋NO －===9Fe3＋＋NO↑＋14HO
3 4 3 2
3Fe
与还原性酸(HI) ＋2H＋===Fe2＋＋HO
2
FeO
O＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I＋3HO
2 3 2 2
Fe
O＋8H＋＋2I－===3FeI ＋I＋4HO
3 4 2 2 2
Fe
【例3】（2020·全国专题练习）向一定量的Fe、FeO和 的混合物中加入120mL 的稀硝酸，
恰好使混合物完全溶解，放出2.688L (标准状况)，向所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用
足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( )
A．0.24mol B．0.21mol C．0.18mol D．0.14mol
【答案】C
【解析】向一定量的Fe、FeO和Fe O 的混合物中加入120mL 4mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，
2 3
所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，则溶液中的溶质为Fe(NO )，2.668L NO(标准状况)的物质的量
3 2
为 =0.12mol，根据氮元素守恒，硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.12L×4mol/
L-0.12mol=0.36mol，所以硝酸亚铁的物质的量为 =0.18mol，由铁元素守恒可知，用足量的氢气在
加热条件下还原相同质量的混合物，得到铁的物质的量为n(Fe)=0.18mol，故选C。
【一隅三反】
1．（2019·全国高一课时练习）由FeO、Fe O、Fe O 组成的混合物，测得铁元素与氧元素的质量之比为
2 3 3 4
21∶8，这种混合物中FeO、Fe O、Fe O 的物质的量之比可能是( )
2 3 3 4
A．1∶2∶1 B．1∶2∶3 C．1∶3∶1 D．1∶1∶3
【答案】D
【解析】由于Fe O 中铁元素和氧元素的质量比为21：8，则Fe O 为任意量都可满足混合物中铁、氧元素
3 4 3 4
的质量之比为21：8；Fe O 可以写成FeO•Fe O，即FeO、Fe O 物质的量之比为1：1时，两种物质的混合
3 4 2 3 2 3
物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21：8，因此选项D正确。故答案选D。
2．（2020·全国课时练习）有FeO、 Fe O 的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，冷却后称剩余固
2 3
体比原混合物质量减轻1.6 g，若将同质量的混合物与盐酸反应，欲使其完全溶解需1 mol/L 的盐酸的体积
为( )
A．200mL B．100mL C．50mL D．无法计算
【答案】A
【解析】FeO、Fe O 的混合物若干克，在CO气流中加热充分反应，生成Fe，冷却后称剩余固体比原混合
2 3
物质量减轻1.6g，则减少的质量为O元素的质量，物质的量是0.1mol。将FeO、Fe O 的混合物与盐酸反应
2 3
生成FeCl 、FeCl 的混合物，相当于其中的O被Cl代替，根据化合价守恒，1个O被2个Cl代替，所以需
2 3
1 mol•L-1的盐酸的体积V（HCl）=0.2mol÷1mol/L=0.2L，即200mL，答案选A。3．（2020·全国高一课时练习）实验室用如图所示装置测定 和 固体混合物中 的质量，
装置的硬质玻璃管中的固体物质是 和 的混合物。
(1)写出 装置中发生反应的化学方程式：___________。
(2)装置 的作用是盛装的液体是__________，装置 中________，所起的作用是_________。
(3)若 和 固体混合物的质量为23.2g，反应完全后 形管的质量增加7.2g，则混合物中 的质
量为__________。
(4) 形管右边连接干燥管 的目的是____，若无干燥管 ，测得 的质量将_______(填“偏大”“偏
小”或“无影响”)。
(5)若反应后得到的残留固体中还有少量 ，测得的 质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影
响”)。
【答案】（1） 、
（2）除去 中混有的氯化氢气体 浓硫酸 干燥
（3） 16g
（4）防止空气中的水蒸气进入 形管E中 偏大
（5） 偏小
【解析】(1)在加热条件下，氢气能还原金属氧化物，反应的化学方程式为 、
。
(2)由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气，而这两种杂质都能干扰实验， 中盛有水，用来除去 中混
有的 气体；而 中盛有浓硫酸，用来干燥氢气。(3)设 和 固体的物质的量分别是 和 ，则 ， 形管增加
的质量就是反应中生成的水的质量，因此有 ，解得； ，
则原混合物中 的质量是 。
(4)由于空气中也含有水蒸气，所以 装置的作用是防止空气中的水蒸气进入 中。若无干燥管F，空气中
的水蒸气被E吸收，则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，所以测定结果偏大。
(5)若反应后得到的残留固体中还有少量 ，则 形管增加的质量偏小，导致氧的含量减小，所以测定
结果偏小。
知识点四 铁的氢氧化物
Fe(OH) Fe(OH)
2 3
物 物质类别 二元弱碱 三元弱碱
理 颜色状态 白色固体 红褐色固体
性 铁的价态 ＋2 ＋3
质 溶解性 难溶于水
与非氧化性 ①Fe(OH) 与盐酸反应：Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋HO
2 2 2
酸 ②Fe(OH) 与盐酸反应：Fe(OH) ＋3H＋===Fe3＋＋3HO
3 3 2
①Fe(OH) 与稀硝酸反应：3FeO＋10H＋＋NO －===3Fe3＋＋NO↑＋8HO
与氧化性酸 2 3 2
化 ②Fe(OH) 3 与稀硝酸反应：Fe(OH) 3 ＋3H＋===Fe3＋＋3H 2 O
学 ①Fe(OH) 与HI反应：FeO＋2H＋===Fe2＋＋HO
与还原性酸 2 2
性 ②Fe(OH) 与HI反应：2Fe(OH) ＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I＋6HO
3 3 2 2
质
Fe(OH) 、Fe(OH) 受热均分解生成同价态的氧化物
2 3
①Fe(OH) ：Fe(OH) =====FeO＋HO
热稳定性 2 2 2
(隔绝空气生成FeO，在空气中最终转化为Fe O)
2 3
②Fe(OH) ：2Fe(OH) =====Fe O＋3HO
3 3 2 3 2
【例4】（2020·西安市航空六一八中学期末）已知A、B、C、D、G为中学化学中常见的物质，其中A为
单质，B、C、D、G均为化合物。它们之间存在以下的相互转化关系：
试回答：
（1）写出A的化学式___。
（2）如何用实验证明B溶液中是否含有G?(请写出实验的步骤、现象和结论)___。
（3）写出由E转变成F的化学方程式___。
（4）向G溶液中加入A的有关离子反应方程式___。【答案】（1）Fe（2）取少量B溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液显红色说明含有G，否则不含
G
（3）4Fe（OH）+2H O+O=4Fe（OH) （4） 2Fe3++Fe=3Fe2+
2 2 2 3
【解析】根据以上分析：
（1）A是单质铁，化学式为Fe。
（2）B是FeCl ，G是FeCl ，Fe3+遇KSCN变红色，取少量B溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液
2 3
显红色说明含有FeCl ，否则不含FeCl 。
3 3
（3）E是Fe(OH) 、F是Fe(OH) ，白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F，化学方程式是4Fe(OH）
2 3
+2H O+O=4Fe(OH) 。
2 2 2 3
（4）向FeCl 溶液中加入铁粉生成FeCl ，反应方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+。
3 2
【一隅三反】
1．（2020·福建鲤城·泉州五中高一单元测试）下列说法正确的是( )
①多数金属氧化物、氢氧化物不溶于水②多数不溶于水的金属氢氧化物可与酸反应，生成盐和水
③氧化铝是两性氧化物 ④氢氧化亚铁为灰绿色⑤氢氧化铁为红褐色
⑥铜绿的主要成分是Cu (OH) CO
2 2 3
A．①②③⑥ B．③④⑤⑥
C．①②③⑤⑥ D．②③④⑤⑥
【答案】C
【解析】①多数金属的氧化物、氢氧化物不溶于水，也不与水发生反应，如FeO、MgO、Fe(OH) 等故①
3
正确；
②多数不溶于水的金属氢氧化物可与酸反应，生成盐和水，如氢氧化铁、氢氧化镁分别与盐酸反应生成氯
化铁、氯化镁和水，故②正确；
③氧化铝既能与强酸反应生成盐和水，也能与强碱反应生成盐和水，所以氧化铝是两性氧化物，故③正确；
④氢氧化亚铁是白色不溶于水的物质，很容易被氧化，故④错误；
⑤氢氧化铁为红褐色，故⑤正确；
⑥铜在空气中能够发生反应生成铜绿，反应方程式为：2Cu+O +H O+CO= Cu (OH) CO，所以铜绿的主要
2 2 2 2 2 3
成分是Cu (OH) CO，故⑥正确；根据上面分析①、②、③、⑤、⑥的说法正确；答案选C。
2 2 3
2．（2020·全国高一单元测试）关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的下列叙述中错误的是 （ ）
A．都是不溶于水的固体B．都能与酸反应生成盐和水
C．不稳定，受热都能分解D．在空气中都容易被氧化
【答案】D
【解析】A、氢氧化铁、氢氧化亚铁都是不溶于水的固体，故A说法正确；
B、氢氧化铁、氢氧化亚铁属于碱，与酸发生中和反应，生成盐和水，故B说法正确；
C、氢氧化铁受热分解成Fe O 和HO，氢氧化亚铁隔绝空气受热分解为FeO和HO，故C说法正确；
2 3 2 2
D、氢氧化铁中Fe元素显＋3价，处于最高价只具有氧化性，在空气中不易被氧化；而Fe(OH) 中铁元素
2
化合价为＋2价，处于中间价态，以还原性为主，在空气中容易被氧化成Fe(OH) ，故D说法错误；答案为
3
D。
3．（2020·四川省宜宾市第四中学校高一月考）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
_________________。
（3）写出反应①的化学方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：______。
（4）反应③中的氧化剂是__________（写化学式，下同），反应④中的还原剂是________。
（5）写出反应⑤的离子方程式______________________。
【答案】（1）Al HCl （2）自来水消毒或制取盐酸 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
（3） （4）HO Fe （5）Cl + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl–
2 2
【解析】⑴下列物质的化学式：B为Al、丙HCl；
⑵黄绿色气体乙的一种用途自来水消毒或制取盐酸，反应过程⑦可能观察到的实验现象是白色沉淀→灰绿
色沉淀→红褐色沉淀；
⑶反应①的化学方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目： ；
⑷反应③是氢氧化钠和铝反应，实质是铝先和水反应生成氢氧化铝和氢气，氢氧化铝溶解在氢氧化钠溶液
中，因此反应的氧化剂是HO，反应④是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，因此该反应的还原剂是Fe；
2
⑸反应⑤的离子方程式Cl +2Fe2+ =2Fe3+ +2Cl–。
2
知识点五 铁的氢氧化物的制备【例5】（2020·全国课时练习）用下面两种方法可以制得白色 沉淀。
方法一：用 溶液与不含 的蒸馏水配制的 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 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 的 溶液，插入 溶液液面以下，再
挤出 溶液。这样操作的理由是______________________。
方法二：在如图所示装置中，用不含 的 溶液、铁屑和稀硫酸制备 。
(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。
(5)为了制得白色 沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是
________________________________________________________________________。
(6)这样生成的 沉淀能较长时间保持白色，其理由是
_____________________________________________________________________。
【答案】（1）煮沸
（2）避免生成的 沉淀接触 而被氧化
（3）稀硫酸﹑铁屑
（4）不含氧气的 溶液
（5） 检验试管Ⅱ出口处 的纯度，当排出的 纯净时，再夹紧止水夹
（6）试管Ⅰ中反应生成的 充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中
【解析】(1)常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的 ；故答案为：煮沸。
(2)题述操作是为了防止滴加 溶液时带入空气，避免生成的 接触 ；故答案为：避免生
成的 沉淀接触 而被氧化。
(3)根据分析试管Ⅰ反应生成氢气和硫酸亚铁，因此加入的试剂是稀硫酸﹑铁屑；故答案为：稀硫酸﹑铁屑。
(4)根据分析试管Ⅱ发生硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，试管Ⅰ是制备硫酸亚铁，因此试管
Ⅱ盛放的试剂是NaOH溶液；故答案为：不含氧气的 溶液。
(5)当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的 可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹；故
答案为：检验试管Ⅱ出口处 的纯度，当排出的 纯净时，再夹紧止水夹。
(6)试管Ⅰ内产生的 无法逸出，压强增大将试管Ⅰ内的 溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程
中，液体处于 氛围中， 不易被氧化，能较长时间保持白色；故答案为：试管Ⅰ中反应生成的
充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中。
【一隅三反】
1．（2019·全国高一课时练习）如图所示装置可用来制取Fe(OH) 和观察Fe(OH) 在空气中被氧化时的颜色
2 2
变化。实验时必须使用铁屑、6 mol·L−1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中应预先加入的试剂是______，A中反应的化学方程式为
_________________。
(2)实验开始时应先将活塞E______(填“打开”或“关闭”)，其目的是__________。在C中收集到的气体
主要为________。
(3)简述生成Fe(OH) 的操作过程：_______________________。
2
(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，看到的现象为________________；写出有关反应的化学方程式：
____________________。
【答案】（1）铁屑 Fe+H SO ===FeSO+H ↑
2 4 4 2
（2）打开 排除装置中的空气 H
2
（3）关闭活塞E，A中压强增大，将FeSO 溶液压入B瓶中进行反应
4
（4）白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH) +O +2H O===4Fe(OH)
2 2 2 3
【解析】(1)A中应预先加入的试剂是铁屑，A中发生的反应的化学方程式为Fe+H SO ═FeSO +H ↑，故答
2 4 4 2
案为：铁屑；Fe+H SO ═FeSO +H ↑；
2 4 4 2
(2)实验开始时应先将活塞E打开，其目的是排出装置中的空气，C为排水法收集氢气，即C中收集气体主
要为H，故答案为：打开；排出装置中的空气；H；
2 2
(3)生成Fe(OH) 的操作过程为关闭活塞E，A中压强增大，将FeSO 溶液压入B瓶中进行反应，故答案为：
2 4
关闭活塞E，A中压强增大，将FeSO 溶液压入B瓶中进行反应；
4
(4)氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀，所以拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，
看到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色最终变为红褐色，反应的方程式为：
4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ，故答案为白色沉淀迅速变为灰绿色最终变为红褐色；
2 2 2 3
4Fe(OH) +O +2H O═4Fe(OH) 。
2 2 2 3
3．（2020·全国高一课时练习）某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置如图所示。
（1）在试管B中加入NaOH溶液，加热煮沸1~2min立即加入2mL液体石蜡，该操作的目的是
___________________________________________________________________________________________。
（2）在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：______________________。
（3）连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是___________________________，产生该现象的原因是___________________________。试管B中的现象为
___________________________。
（4）若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应的化学方程式为____________________________。
【答案】（1）除去溶解在 溶液中的 ，并防止 再进入溶液
（2）保证溶液中不存在
（3）溶液经导管进入试管 生成的 使试管 、 内产生了压强差 产生白色沉淀
（4）
【解析】
【分析】（1）在B试管中加入NaOH溶液后加热煮沸1－2min并立即加入2mL液体石蜡，这样操作目的
是：除去溶解在 溶液中的 ，并防止 再进入溶液；
（2）在具支试管A中加入稀硫酸溶液和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：保证溶液中不存在
；
（3）连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是：A
试管中溶液经导管压入B试管；产生该现象的原因是：因为产生的 产生了压力；试管B中的现象为：
亚铁离子与氢氧根离子生成白色沉淀；
（4）若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应生成红褐色沉淀，反应的化学方程式为：
。
知识点六 Fe2+和Fe3+的检验
Fe2+ Fe3+
观察法 浅绿色 棕黄色
现象：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉 现象：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉
加碱法
淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有 淀生成，证明含有Fe3＋
Fe2＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH) ↓
3
离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓(白色沉 (红褐色沉淀)
2
淀)
＋O＋2HO===4Fe(OH) (红褐色沉淀)
2 2 2 3
4Fe(OH)
现象：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯 现象：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶
加盐法
水溶液变红色的为Fe2＋ 液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－、 Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)
2 离子方程式： 3
3+＋3SCN－===Fe(SCN)
3
FeKMnO 法：加入少量酸性 KMnO 溶液，能使 淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证
其他方 4 4
KMnO 溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 明含有Fe3＋
4
法 离子方程式：5Fe2+＋MnO －＋8H+===5Fe3+＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I
4 2
Mn2+＋4HO 铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝
2
色，证明含有Fe3＋
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
离子方程式：
【例6】（2020·广东湛江·期末）某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题：
(1)甲组同学取2mL FeCl 溶液，加入过量的铁粉，充分反应后，观察到溶液由________色变为________色。
3
(2)乙组同学取2mL FeCl 溶液，加入少量KI溶液，再加入少量淀粉溶液，淀粉变蓝，请说明淀粉变蓝的原
3
因______________________。
(3)丙组同学取2mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，再加入2-3滴KSCN溶液，溶液变红，说明氯水可将Fe2+氧
2
化。FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为：__________________。
2
(4)丁组同学认为丙组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl 溶液中先加入0.5mL植物油，再于液面下依
2
次加入几滴氯水和2-3滴KSCN溶液，溶液变红，植物油的作用是___________________________________。
(5)甲组同学和乙组同学的实验说明了Fe3+具有________性(填“氧化”或者“还原”，下同)。丙组同学和
丁组同学的实验说明了Fe2+具有________性。
【答案】（1）黄 浅绿
（2） 2FeCl + 2KI＝I + 2FeCl + 2KCl
3 2 2
（3） 2Fe2++Cl＝2Fe3++2Cl-
2
（4） 隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
（5） 氧化 还原
【解析】(1)甲组同学取2mL FeCl 溶液，加入过量的铁粉，充分反应后氯化铁被铁还原生成氯化亚铁，因
3
此观察到溶液由黄色变为浅绿色。
(2)乙组同学取2mL FeCl 溶液，加入少量KI溶液，铁离子把碘离子氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，因此
3
再加入少量淀粉溶液，淀粉变蓝，反应的方程式为2FeCl + 2KI＝I + 2FeCl + 2KCl。
3 2 2
(3)丙组同学取2mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，氯水具有强氧化性，把氯化亚铁氧化为氯化铁，因此再加
2
入2～3滴KSCN溶液，溶液变红，FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl＝2Fe3++2Cl-。
2 2
(4)由于氯化亚铁也容易被空气中的氧气氧化为氯化铁，因此丁组同学认为丙组的实验不够严谨，所以需要
在2mLFeCl 溶液中先加入0.5mL植物油，其中植物油的作用是隔绝空气(排除氧气对实验的影响)。
2
(5)根据以上分析可知甲组同学和乙组同学的实验说明了Fe3+具有氧化性。丙组同学和丁组同学的实验说明
了Fe2+具有还原性。
【一隅三反】
1．（2020·全国课时练习）下列除杂试剂或方法不正确的是( )
选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法
A FeCl 溶液 FeCl 通入适量Cl
3 2 2
B FeCl 溶液 FeCl 加入过量铁粉并过滤
2 3
C 铁粉 铝粉 加入过量NaOH溶液并过滤
D Fe(OH) Fe(OH) 在空气中灼烧
3 2【答案】D
【解析】A.氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，故正确；
B.氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，故正确；
C.铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，铁不与氢氧化钠反应，故正确；
D.氢氧化亚铁在空气中灼烧最后生成氧化铁，氢氧化铁灼烧生成氧化铁，故不能除杂，故错误
故选D。
2．（2020·全国课时练习）为了检验某未知溶液中是否含有 ，一位同学设计了以下实验方案：向一支
装有该未知溶液的试管中先通入 ，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明该未知溶液中含有 。回
答以下问题：
（1）你认为此方案是否合理？________________（填“合理”或“不合理”），若不合理，要检验
应如何操作？________________（若填“合理”，则此空可不答）。
（2）现向一支装有 溶液的试管中滴加 溶液，可观察到的现象是_____________________，有
关反应的化学方程式为_________________________________________。
（3）为了防止 变质，实验室在保存 溶液时常向其中加入铁粉，其原因是
_________________________________________（用离子方程式表示）。
【答案】（1）不合理 先滴加KSCN溶液，若无明显现象，再通入 ，溶液变为红色，则原未知溶液
中含有
（2）产生白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
，
（3）
【解析】（1）若先向溶液中通入 ，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，说明通入 后的溶液中含
，但不能证明原未知溶液中含有 ，故应先滴加KSCN溶液，若无明显现象，再通入 溶液变
为红色，证明原未知溶液中含有 。故答案为：不合理；先滴加KSCN溶液，若无明显现象，再通入
，溶液变为红色，则原未知溶液中含有 ；
（2）向 溶液中滴加 溶液，产生 白色絮状沉淀，因 易被溶解在溶液中的O 氧化为 ，故沉淀会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的 。故答案为：产生白色絮状
2
沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色； ，
；
（3）实验室在保存 溶液时常向其中加入铁粉，铁能将铁离子还原成亚铁离子， 。
故答案为： 。
3．（2020·全国课时练习）某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl 溶液中需加入少量铁屑，其
2
目的是________________________________。
(2)甲组同学取2mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl 可将氧化。
2 2
FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为________________________。
2
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mL FeCl 溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次
2
加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________。
(4)丙组同学取10mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/L FeCl 溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中
3
进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl 充分振荡、静置，CCl 层显紫色；
4 4
②第二支试管中加入1滴K[(CN) ]溶液，生成蓝色沉淀；
3 6
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在 过量的情况下，溶液中仍含有
________(填离子符号)。
【答案】（1）防止Fe2+被氧化
（2） 2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-
2
（3） 隔绝空气(排除氧气对实验的干扰)
（4） Fe2+ Fe3+
【解析】(1)Fe2+易被O 氧化为Fe3+，向FeCl 溶液中加入少量铁脣可防止Fe2+被氧化。
2 2
(2)溶液变红，说明有Fe3+生成，氯水将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式为2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-。
2
(3)因为空气中的O 也能将Fe2+氧化成Fe3+，加入煤油(密度小于水)隔绝空气，可以排除氧气对实验的干扰。
2
(4)实验②中的K[(CN) ]溶液用于检验Fe2+。根据实验①，CCl 层显紫色，说明有I 生成；根据实验②，生
3 6 4 2
成蓝色沉淀，说明有Fe2+生成；根据实验③，溶液变红，说明有Fe3+存在。
