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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物 课时作业
专题1 铁及其重要化合物
基础达标
1．下列有关物质的颜色正确的是（ ）
①FeSO ‧7H O：棕黄色 ②Fe O：红棕色 ③Fe(OH) ：白色 ④Fe O：黑色
4 2 2 3 2 3 4
⑤CuSO ‧5H O：白色
4 2
A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．①②④
【答案】B
【解析】①FeSO ‧7H O是浅绿色的，①不正确；②Fe O 是红棕色的固体，②正确；
4 2 2 3
③Fe(OH) 是白色难溶物，③正确；④Fe O 是黑色晶体，④正确；⑤CuSO ‧5H O是蓝色
2 3 4 4 2
晶体，⑤不正确；故②③④正确，B满足题意；故选B。
2.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
2 3
D．Fe O 中铁元素有＋2价和＋3价，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；B.Fe O 为碱性氧化物，但不与水
2 3 2 3
反应，故B正确；C.铁锈的主要成分是Fe O，故C正确；D.Fe O 中铁元素有＋2价和＋3
2 3 3 4
价，Fe O 是纯净物，故D错误。故选C。
3 4
3．以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是（ ）
A．Fe O、Fe O 都是炼铁的原料
2 3 3 4
B．FeO、Fe O、Fe O 都只有氧化性
2 3 3 4
C．FeO、Fe O、Fe O 都是不溶于水的黑色固体
2 3 3 4
D．FeO、Fe O、Fe O 都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物
2 3 3 4
【答案】A
【解析】A．Fe O、Fe O 都能与还原剂CO发生氧化还原反应生成Fe，都是炼铁原
2 3 3 4料，故A正确；B．FeO中铁元素是+2价，四氧化三铁中的铁元素有两个是+3价，一个是
+2价，故FeO、四氧化三铁既有氧化性，又有还原性，故B错误；C．常见的铁的氧化物
FeO、Fe O 都是黑色，但是Fe O 是红棕色的物质，俗称铁红，故C错误；D．碱性氧化物
3 4 2 3
是能与酸反应生成一种盐和水，而Fe O 与酸反应生成Fe2+、Fe3+盐，不属于碱性氧化物，
3 4
故D错误；故选：A。
4．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．Fe O 的颜色为红棕色
3 4
B．铁丝可在空气中燃烧生成Fe O
3 4
C．FeCl 可通过置换反应或复分解反应制得
2
D．铁的氧化物均为黑色，不溶于水
【答案】C
【解析】Fe O 的颜色为黑色；铁丝在空气中不能燃烧；生成 FeCl 的反应有：Fe＋
3 4 2
2HCl===FeCl ＋H↑，FeO＋2HCl===FeCl ＋HO等；Fe O 是红棕色粉末。
2 2 2 2 2 3
5． 如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离
子方程式书写不正确的是( )
A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2HO
2
B．Fe O＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4HO
3 4 2
C．Fe(OH) ＋3H＋===Fe3＋＋3HO
3 2
D．3Fe(OH) ＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8HO
2 2
【答案】B
【解析】Fe O 与足量稀硝酸反应只生成Fe3＋，没有Fe2＋.
3 4
6． 已知下列三个实验均能发生化学反应：
① ② ③
将铁钉放入硫酸铜 向硫酸亚铁溶液中滴入几
将铜丝放入氯化铁溶液中
溶液中 滴氯水
下列判断正确的是( )
A．实验①中铁钉只做还原剂
B．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2+
【答案】A
【解析】实验①中铁钉做还原剂，氧化性Cu2+ >Fe2+；实验②中Fe2+只表现还原性；实
验③中反应为：Cu+2FeCl ===2FeCl +CuCl 不是置换反应。分析可知：氧化性：
3 2 2
Fe3+>Cu2+，综上可知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+，故A正确，B、C、D错误。7.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，
在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(
)
A．Fe(OH) Fe O B．Fe(OH) Fe O
3 2 3 2 2 3
C．Fe(OH) Fe(OH) D．Fe(OH) FeO
2 3 2
【答案】B
【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO ，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH) ，在空
4 2
气中加热Fe(OH) ，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe O。
2 2 3
8．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化
亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。
A．仪器1中应该盛放稀硫酸
B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再
打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态
【答案】C
【解析】A．此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此
反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；
B．打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于
还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO 压入到
4
装置3中，产生Fe(OH) ，B正确；C．反应一段时间后，可在仪器3中FeSO 与NaOH溶
2 4
液反应产生Fe(OH) ，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；D．本实验利用反应生成氢
2
气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保
持白色状态，D正确；故合理选项是C。
9．下图所示的实验或操作中，能达到实验目的的是（ ）测定纯碱样品中碳酸钠的
制备氢氧化亚铁 排水法收集H 钾的焰色试验
质量分数(杂质不与酸作用) 2
A B C D
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．铁粉先与硫酸反应产生氢气，排除装置中空气，再加入氢氧化钠，可以
制备强氧化亚铁，A正确；B．盐酸与纯碱样品中碳酸钠反应生成的CO 会与饱和碳酸钠
2
溶液继续反应，测得CO 体积不准确，B错误；C．排水法收集氢气应短管进长管出，C错
2
误；
D．钾的焰色试验，应透过蓝色钻玻璃观察，D错误；故选A。
10.铁粉具有平肝镇心，消痈解毒之功效，主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴
趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确
的是( )
A.通过调节分液漏斗的活塞以控制产生 的快慢
B.装置①的作用是干燥氢气
C.装置②、③中的药品可分别是无水硫酸铜、无水氯化钙
D.无需加装置③
【答案】D
【解析】：液漏斗有活塞，可以通过旋转活塞来调节液体的流速，以便控制反应生成
气体的速率，故A不选；Zn与稀硫酸反应生成氢气，但生成的氢气中混有水蒸气，在硬质玻璃管中需要干燥的氢气与碳酸亚铁反应，所以装置①的作用是除去氢气中的水蒸气，故
B不选；干燥的氢气与碳酸亚铁在加热条件下反应生成铁、水以及二氧化碳，装置②中的
无水硫酸铜检验水的生成，装置③中的无水氯化钙防止装置④中的水蒸气进入装置②中使
无水硫酸铜变蓝，影响实验现象的观察，所以C不选；由C分析可知装置③不能少，故选
D。
能力提升
11．部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合
理的是（ ）
A．a与HO(g)高温下反应可实现a转化为c
2
B．g与Cu反应或b与H＋反应，均可得到f
C．可实现f→d→e→g→f的循环转化
D．由图可预测；高铁酸盐(FeO 2－)具有强氧化性，可用于消毒
4
【答案】A
【解析】如图，根据含铁化合物的价态可知，a为铁单质，b为FeO，d为Fe(OH) ，f
2
为Fe2＋盐，c为Fe O ，e为Fe(OH) ，g为Fe3＋盐，以此作答。A项，高温下，Fe与水蒸气
2 3 3
反应3Fe＋4HO(g)====Fe O ＋4H ，错误；B项，g与Cu反应Cu＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋Cu2
2 3 4 2
＋，b与H＋反应FeO＋2H＋＝Fe2＋＋HO，两个反应均能得到Fe2＋，正确；C项，f→d：
2
Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH) ↓；d→e：4Fe(OH) ＋O ＋2HO＝4Fe(OH) ；e→g：Fe(OH) ＋3H＋
2 2 2 2 3 3
＝Fe3＋＋3HO；g→f：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，故能实现f→d→e→g→f的循环转化，正确；
2
D项，高铁酸盐(FeO 2－)中铁元素价态＋6价，是铁元素中价态最高的，所以具有强氧化
4
性，正确。
12.将HS和O 的混合气体通入FeCl 、CuCl 、FeCl 的混合溶液中反应可回收S，转
2 2 2 2 3
化过程如图所示。下列描述不正确的是( )A.在图示转化关系中，化合价不变的元素有铜、氢、氯
B.过程I反应的离子方程式为4Fe2++O +4H+==4Fe3++2H O
2 2
C.通入过量的氧气或者增大Fe3+的浓度可以减少回收的S中CuS的含量
D.转化过程中参加循环反应的离子只有 Fe3+
【答案】D
【解析】观察题图可知，H、Cl、Cu三种元素的化合价没有变化，其他元素如O（化
合价由0价降低为-2价）、Fe（Fe3+与Fe2+相互转化）、S（S2-转化为S）的化合价均有变
化，故A正确；由题图可知，Fe2+和O 在过程I中发生反应生成Fe3+，结合得失电子守恒
2
和质量守恒，过程I反应的离子方程式为4Fe2++O +4H+==4Fe3++2H O，故B正确；要减少
2 2
回收的S中CuS的含量，S2-不能过量，可以通入过量的氧气或者增大Fe3+的浓度与S2-反应
以减小S2-的浓度，故 C正确；据题图可知，过程 I发生的反应为 4Fe2++O +4H+==4Fe3+
2
+2H O ， 过 程 Ⅱ 发 生 的 反 应 为 Cu2++H S==2H++CuS↓ ， 过 程 Ⅲ 发 生 的 反 应 为
2 2
CuS+2Fe3+==S+2Fe2++Cu2+，据此可知参加循环反应的离子有Fe2+、H+、Cu2+、Fe3+，故D错
误；答案选D。
13.无水FeCl 为黄绿色吸湿性晶体，熔点 670~674℃，可用HCl气体与铁粉反应制
2
得，实验装置（夹持装置已略）如图所示：
下列说法错误的是( )
A.装置a用于制取HCl，①、②可以依次是浓盐酸、浓硫酸
B.玻璃丝的作用是防止FeCl 堵塞后面导管
2
C.实验开始时，先加热瓷舟，再通入HCl气体D.装置d、e的作用依次是防止水蒸气进入系统、防止倒吸和尾气处理
【答案】C
【解析】浓盐酸加入到浓硫酸底部，有利于 HCl逸出，能制得HCl，选项A正确；
FeCl 晶体可随气流进入导管，冷却沉积后会堵塞后面导管，故应加玻璃丝拦截，选项 B正
2
确；为防止空气中O 与Fe反应，应先通HCl排尽装置中空气，选项C错误；由于无水
2
FeCl 易吸湿，故用d装置以防止水蒸气进入装置c，由于HCl极易溶于水，故用NaOH溶
2
液吸收HCl并在液面上倒扣漏斗防倒吸，选项D正确。
14.铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识，回答下列问题。
(1)Fe(OH) 很不稳定，露置在空气中容易被氧化，Fe(OH) 被氧化的化学方程为：
2 2
_______
________________________________________；观察到的现象为：
______________________
_________________________________________；为了获得白色的Fe(OH) 沉淀，可以用不
2
含Fe3+的FeSO 溶液与用不含O 的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
4 2
(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 溶液时你觉得还需加入_______________。
4
(3)除去蒸馏水中溶解的O 常采用________________的方法。
2
(4)生成白色Fe(OH) 沉淀的操作是用长滴管吸取不含O 的NaOH溶液，插入FeSO 溶
2 2 4
液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_______________________________。
(5)图中____________(填序号)能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀。
2
【答案】（1）4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为
2 2 2 3
红褐色
（2）铁粉 （3）加热至沸腾
（4）防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液 （5）①③
【解析】(1)氢氧化亚铁不稳定，在空气中容易被氧化成氢氧化铁，反应的化学方程式
为：4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ；观察到的现象为：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变
2 2 2 3
为红褐色；故答案为：4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ；白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变
2 2 2 3为红褐色；
(2) FeSO 溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子，加入铁粉可以防止被氧化；故答案
4
为：铁粉；
(3)氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，除去蒸馏水中溶解的O 常采用加热至沸腾的方法；
2
故答案为：加热至沸腾；
(4)长滴管吸取不含O 的NaOH溶液，插入FeSO 溶液液面下，再挤出NaOH溶液，可
2 4
以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液；故答案为：防止生成的Fe(OH) 被氧化；
2
(5)图中①③能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀。①中FeSO 溶液中亚铁离子易被氧化
2 4
为三价铁离子，加入铁粉可以防止被氧化；③中苯层隔绝了氧气；故答案为：①③。
直击高考
15．由铁及其化合物可制得铁红(Fe O)、氯化铁、绿矾(FeSO ·7H O)、高铁酸钾
2 3 4 2
(K FeO)、铁黄(FeOOH)等物质。高铁酸钾是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理
2 4
剂，能与水反应生成氢氧化铁和氧气。铁黄可用作生产磁性材料、颜料的原料。由硫铁矿
烧渣(主要含Fe O、CuO、SiO)得到绿矾，再由绿矾制备铁黄的流程如下：
2 3 2
已知：SiO 难溶于水也难溶于盐酸、硫酸、硝酸等酸。下列说法不正确 是的
2
A．“酸浸”时应选用硫酸来溶解烧渣
B．“还原”时参加反应的 与烧渣中Fe O、CuO满足：n(Fe)＞n(Fe O)＋n(CuO)
2 3 2 3
的
C．“氧化”时发生 反应为4FeSO ＋8NH ·HO＋O＝4(NH )SO ＋4FeOOH↓＋
4 3 2 2 4 2 4
2HO
2
D．“氧化”时pH越高，越有利于制得纯净的铁黄
【答案】D
【解析】Fe O、CuO、SiO 均溶于硫酸，由制备流程可知，酸溶后的溶液含Fe2＋、Fe3
2 3 2
＋、Cu2＋，加入过量铁粉后溶液中只有Fe2＋，滤渣中为SiO 、Cu。滤液蒸发浓缩、冷却结
2
晶、过滤分离出晶体绿矾，绿矾与氨水、空气可发生氧化还原反应生成FeOOH，以此来解答。
A项，由硫铁矿烧渣得到绿矾主要成分为FeSO ·7H O，所以酸浸选用硫酸来溶解，正
4 2
确；B项，“还原”时参加反应的Fe与烧渣中Fe O、CuO反应方程式为：Fe＋2Fe3＋＝
2 3
3Fe2＋、Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋，所以过量还原铁粉满足：n(Fe)＞n(Fe O)＋n(CuO)，正
2 3
确；C项，“氧化”时发生的反应为FeSO 与空气中的氧气发生氧化还原反应生成
4
FeOOH，化学方程式为4FeSO ＋8NH ·HO＋O＝4(NH )SO ＋4FeOOH↓＋2HO，正确；
4 3 2 2 4 2 4 2
D项，“氧化”时pH越高，会使铁黄中混有Fe(OH) ，得不到纯净的铁黄，错误。
3
16．某研究小组欲探究 能否与 溶液反应。
（查阅资料）
i. 具有较强的还原性， 具有较强的氧化性。
ii. 遇 可生成 ， 溶液呈血红色，可用于 的检验。
（提出猜想）杨sir化学，侵权必究
（1）小组同学经过讨论后，认为 溶液可以与 溶液反应，请从化合价的角
度加以解释：
____________________________________________________________________。
（设计实验）
（3）实验I：在试管中加入 溶液和 溶液，再加入 溶液，发现溶液
_____
___________________________________________________，小组同学认为 和 溶
液反应生成了 。
（3）甲同学注意到盛放 溶液的试剂瓶中有空气，因此不同意该结论，他的理由
是_________________________________________________________________。
重新设计实验：
实验II：在试管中加入 溶液，然后加入 溶液，发现溶液无明显变化，再加入 溶液，发现溶液变红。
（获得结论）
（4）过氧化氢___________(填“能”或者“不能”)氧化 。
（发现异常）
乙同学继续向实验II所得溶液中滴加溶液，发现溶液褪色。
小组同学经过重新查阅资料后，发现可以将 氧化为 。乙同学设计实验III并
证实了该资料中的说法。
（5）补全实验III的方案：在试管中加入 溶液，加入 溶液，再加入
__________，产生________________________________。
（总结反思）杨sir化学，侵权必究
（6）小组同学经过讨论后，提出了 的检验方法：取待测液于试管中，
____________
___________________________________________________________，证明待测液含有
。
（7）从上述实验中可以得出结论，在物 质性质的检验中，应注意
_________________(至少写出两条)对实验结果的影响。
【答案】（1）HO 中氧元素为-1价，在反应中可以降为-2价，做氧化剂，FeSO 中铁
2 2 4
元素为+2价，在反应中可以升为+3价，做还原剂
（2）变红
（3）空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化物为铁离子
（4）能
（5）BaCl 溶液 白色沉淀
2
（6）加入氢氧化钠溶液，生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
（7）加入物质的顺序、空气对实验的干扰
【解析】（1）HO 中氧元素为-1价，在反应中可以降为-2价，做氧化剂，FeSO 中铁
2 2 4
元素为+2价，在反应中可以升为+3价，做还原剂，因此HO 溶液可以与FeSO 溶液反
2 2 4
应，故答案为：HO 中氧元素为-1价，在反应中可以降为-2价，做氧化剂，FeSO 中铁元
2 2 4
素为+2价，在反应中可以升为+3价，做还原剂；（2）在试管中加入FeSO 溶液和HO 溶液，反应生成Fe3+，再加入KSCN溶液，发
4 2 2
现溶液变红，故答案为：变红；
（3）盛放FeSO 溶液的试剂瓶中有空气，空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁
4
离子氧化物为铁离子，故答案为：空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化物
为铁离子；
（4）通过实验II，在试管中加入FeSO 溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显
4
变化，说明Fe2+为被氧化，再加入HO 溶液，发现溶液变红，说明生成了铁离子，则可以
2 2
知道过氧化氢能氧化Fe2+，故答案为：能；
（5）HO 可以将SCN-氧化为SO 2-，设计实验III是验证SO 2-的存在，操作为：在试
2 2 4 4
管中加入HO 溶液，加入KSCN溶液，再加入BaCl 溶液，产生白色沉淀，说明SO 2-的存
2 2 2 4
在，故答案为：BaCl 溶液；白色沉淀；
2
（6）Fe2+的检验方法：取待测液于试管中，加入氢氧化钠溶液，生成白色沉淀，白色
沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，证明待测液含有Fe2+，故答案为：加入氢氧化钠
溶液，生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
（7）从上述实验中可以得出结论，在物质性质的检验中，应注意加入物质的顺序、空
气对实验的干扰等对实验结果的影响，故答案为：加入物质的顺序、空气对实验的干扰。
