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第 20 讲 铁单质
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知识精讲
一、铁的冶炼
1. 冶炼方法：用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。
2. 高炉炼铁
高温
Fe O + 3CO 2Fe+3CO
2 3 2
其中生成CO的反应是
点燃
C+O CO
2 2
CO+C 高温 2CO
2
二、铁的物理性质及铁元素的存在
1. 铁的物理性质
①铁是一种有金属光泽的银白色金属，粉末为黑色。
②铁有良好的导热性和延展性。
③铁能导电，但其导电性不如铜和铝。
④铁能被磁铁吸引。
2. 铁元素在自然界的存在形态①游离态：陨铁中的铁以单质形态存在
②化合态：以＋2价和＋3价化合物的形态存在
三、铁的化学性质
思考与交流：回顾所学知识，铁可以与哪些物质发生化学反应？反 应前后铁的化合价变化有何异同？
1. 铁与非金属反应
① Fe与O：3Fe＋2O ===== Fe O （剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热、生成黑色固体）
2 2 3 4
② Fe与Cl：2Fe＋3Cl ===== 2FeCl （产生棕黄色的烟）
2 2 3
③ Fe与S：Fe＋S ===== FeS
2. Fe与非氧化性酸反应：Fe＋2H+===Fe2+＋H↑
2
3. 与盐溶液（如硫酸铜）反应： Fe＋CuSO ===FeSO＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu
4 4
铁与氧化性较弱的氧化剂（如硫、盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物；
铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物。
4. Fe与水蒸气反应
实验装置
操作及现象 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色
实验结论 红热的铁能与水蒸气反应：3Fe＋4HO(g)=====FeO＋4H
2 3 4 2
资料卡片——人体中的铁元素铁在成人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人
体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运
输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆
能力、免疫能力和对温度的适应能力等 生理功能下降。如果体内的铁不足以供
给生命活动的需要，就会发生贫血。
为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉
类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，
吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已
经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。
对点训练
题型一：高炉炼铁
【例1】（2021·安徽·定远县育才学校）高炉炼铁中存在反应：3CO+Fe O 3CO+2Fe。下列说 法正确
2 3 2
的是
A．Fe O 是氧化剂 B．Fe是氧化产物
2 3
C．CO 是还原产物 D．CO既不是氧化剂又不是还原剂
2
【答案】A
【分析】
高炉炼铁中存在反应：3CO+Fe O 3CO+2Fe，CO中的C元素化合价由+2价升高到+4价，则CO仅作
2 3 2
还原剂，氧化铁中铁元素的化合价由+3价变成0价，Fe O 作氧化剂；据此分析作答。
2 3
【详解】
A．根据上述分析铁元素的化合价由+3价变为0价，化合价降低，因此ＦeO 作氧化剂，故A说法正确；
2 3
B．铁单质是由氧化铁得电子发生还原反应得到，因此Fe是还原产物，故B说法错误；
C．CO被氧化成CO，CO 是氧化产物，故C说法错误；
2 2
D．CO中的C元素化合价由+2价升高到+4价，则CO仅作还原剂，故D说法错误；
答案为A。
【变1】（2020·陕西·榆林十二中）高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是
A．铁 B．氮 C．氧 D．碳
【答案】D
【详解】在高炉炼铁过程中发生的反应有C+O CO，CO+C 2CO，3CO+Fe O 2Fe+3CO 。在反应C+O
2 2 2 2 3 2 2
CO，3CO+Fe O 2Fe+3CO 中，C元素被氧化；在反应CO+C 2CO中C元素既被氧化，也被还原，
2 2 3 2 2
故在这一系列过程中，C元素既被氧化又被还原，故合理选项是D。
题型二：铁的物理性质
【例2】（2020·黑龙江·宾县第二中学高一月考）下列关于铁的叙述中错误的是
A．纯净的铁是光亮的银白色金属
B．铁能被磁体吸引
C．铁是地壳中含量最多的金属元素
D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
【答案】C
【详解】
A．金属一般都是银白色，铁也是银白色金属，故A正确；
B．磁体可以吸引铁，故B正确；
C．铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铁元素是地壳中含量排在第二位的金属元素，故C错误；
D．金属具有延展性，导热性和导电性，铁可以制作炊具，故D正确；
故选C。
题型三：铁的化学性质
【变3-1】（2021·全国·高一课时练习）在一定条件下，下列物质能将铁元素从0价转变为+3 价的是
A．氯气 B．硫酸铜溶液 C．盐酸 D．氢氧化钠
【答案】A
【详解】
A．氯气具有强氧化性，与Fe反应生成FeCl ，能够将铁元素从0价转变为+3价，故A选；
3
B．Fe与硫酸铜反应生成FeSO 和Cu，将铁元素从0价转变为+2价，故B不选；
4
C．Fe与盐酸反应生成FeCl ，将铁元素从0价转变为+2价，故C不选；
2
D．Fe与氢氧化钠不反应，不能将铁元素从0价转变为+3价，故D不选；
故选A。
【变3-3】（2021·全国·高一课时练习）如图转化过程中错误的是A．① B．② C．③ D．④
【答案】B
【详解】
A．反应①中，Fe与高温水蒸气发生反应3Fe+4H O(g) Fe O+4H ，A正确；
2 3 4 2
B．反应②中，Fe与O 在点燃条件下发生反应3Fe+2O Fe O，B错误；
2 2 3 4
C．反应③中，Fe与稀硫酸发生反应Fe+H SO =FeSO+H ↑，C正确；
2 4 4 2
D．反应④中，Fe与Cl 在点燃条件下发生反应3Cl +2Fe 2FeCl ，D正确；
2 2 3
故选B。
【例4】（2021·陕西·蒲城县教学研究室高三期中）我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方
法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，
铁华成矣。”下列说法错误的是
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
【答案】C
【详解】
A．把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故A正确；
B．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；
C．金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；
D．隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确；
故C正确。
【变5】（2021·江苏江苏·高一月考）在实验室制备下列物质中，理论正确、操作可行、环境友好 的是
A．C CO CO NaCO
2 2 3
B．Fe Fe (SO ) 溶液 Fe(OH) 溶液
2 4 3 3C．Fe Fe O Fe (SO ) 溶液
2 3 2 4 3
D．CaO Ca(OH) 溶液 NaOH溶液
2
【答案】D
【详解】
A．碳不完全燃烧可生成一氧化碳，一氧化碳高温下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化
钠反应生成碳酸钠；理论上正确，反应过程中产生、利用污染环境的物质CO，不符合绿色化学，一氧化
碳是有毒的气体，碳在氧气中燃烧生成的进行实验时要进行尾气处理，且一氧化碳是可燃性气体，不纯时
加热或点燃引起爆炸，操作上较为复杂，故A不符合题意；
B．铁和稀硫酸不能生成Fe (SO ) 溶液，而是生成FeSO 溶液，因此该方案在理论上就是错误的，故B不
2 4 3 4
符合题意；
C．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁而不能生成三氧化二铁，因此该方案在理论上就是错误的，故C不符
合题意；
D．氧化钙与水反应可生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应可生成氢氧化钠；理论上正确，操作也只需
要加入液体较为简便利用碳酸钠获得氢氧化钠，经济上也合理，符合绿色化学，故D符合题意；
故选D。
题型四：铁与水蒸气反应的实验探究
【变6-2】（2020·江西·贵溪市实验中学高一月考）下图是铁粉和水蒸气反应的实 验装置示意图。
(1)写出该反应的化学方程式___________
(2)实验中，D处排出的气体几乎点不着，已知该装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题，你认为气体
点不着的可能原因是(说出一点即可)：___________
(3)将46g金属钠投入到500ml 5mol/L 盐酸溶液中，计算生成的氢气(标准状况下)的体积为：___________
(4)甲乙两烧杯中各有100ml 3mol/L的HCl和NaOH，向烧杯中分别加入等质量的铝粉生成气体体积比为甲：
乙=1：2，铝的质量为：___________【答案】 ①产生的H 太少，②水蒸气过多 22.4L 5.4g
2
【详解】
(1) 铁粉和水蒸气反应的化学方程式为： ；
(2) 已知反应装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题；该反应产生氢气，且一直通入水蒸气，故D处
排出的气体几乎点不着；故答案为：①产生的H 太少，②水蒸气过多；
2
(3)将46g金属钠投入到500ml 5mol/L 盐酸溶液中，钠与氢离子反应生成氢气，钠的物质的量为2mol，故
生成的氢气为1mol，在标准状况下的体积为22.4L；
(4)甲乙两烧杯中各有100ml 3mol/L的HCl和NaOH，其物质的量为0.3mol，已知：
， ，两份等质量的铝都完全反应时，生成的氢气等
量，消耗的盐酸和氢氧化钠不等量；实际上盐酸、氢氧化钠同为0.3mol，且已知生成气体体积比为甲：乙
=1：2，则反应时甲中：酸不足，铝过量；乙中：碱过量，铝不足；由生成的氢气的体积比为1：2可知，
反应的铝的量之比为1：2，则甲中与0.3mol盐酸反应的铝为2.7g，乙中产生的氢气为0.3mol，与氢氧化钠
溶液反应的铝的质量为5.4g，故加入的铝的质量为5.4g。
题型五：铁的相关计算
【变7-2】（2021·山东·招远市第二中学高一月考）将11.5g钠、28g铁分别放入1L浓度为0.4 的盐
酸中，下列说法正确的是
A．钠与盐酸反应比铁剧烈，且产生的气体多
B．铁与盐酸反应比钠剧烈
C．铁与盐酸反应 产生的气体多
D．反应结束时产生的气体一样多
【答案】A
【分析】
金属活泼性越强，与酸反应越剧烈，依据2Na+2HCl=2NaCl+H ↑，Fe+2HCl=FeCl +H ↑，
2 2 2
2Na+2HO=2NaOH+H ↑，计算产生氢气的物质的量。
2 2
【详解】
反应的剧烈程度由金属活泼性决定，由于金属活动性Na＞Fe，则钠与盐酸反应比铁剧烈；11.5 g钠、28 g
铁物质的量都是0.5 mol，盐酸中HCl物质的量n(HCl)=0.4mol/L×1L=0.4 mol，依据方程式：
2Na+2HCl=2NaCl+H ↑及2Na+2HO=2NaOH+H ↑，可知：0.5 mol Na参加反应生成0.25 mol H；依据方程
2 2 2 2
式：Fe+2HCl=FeCl +H ↑，可知：0.4mol HCl完全反应消耗0.2mol Fe，HCl完全反应，生成H 为0.2mol，
2 2 2综上所述可知，说法正确的是钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多，答案选A。
【变7-4】（2021·全国·高一专题练习）250mL 2mol/L的稀盐酸与一定量的铁 屑充分反应，铁屑全部溶解，
生成标准状况下1.12L的氢气，则参加反应的铁屑的质量是
A．2.8g B．5.6g C．11.2g D．78.4g
【答案】A
【详解】
铁与稀盐酸反应过程中Fe作还原剂，HCl作氧化剂，Fe元素化合价由0升高至+2，H元素化合价由+1降
低至0，根据化合价升降守恒及原子守恒可列出关系式为Fe～2H+～H，生成H 的物质的量为
2 2
=0.05mol，稀盐酸中氢离子的物质的量为0.25L×2mol/=0.5mol，则氢离子过量，则消耗Fe的物质的量为
0.05mol，Fe的质量为0.05mol×56g/mol=2.8g，故答案为A。
提分特训
【题1】（2021·江苏无锡·）在工业炼铁过程中，炼铁高炉内部的不同区域发生不同 的反应。其中不属于
氧化还原反应的是
A．
B．
C．D．
【答案】D
【分析】
利用有无化合价的变化，有化合价变化的是氧化还原反应，无化合价变化的是非氧化还原逆反应，据此分
析；
【详解】
A．根据反应方程式，C的化合价由0价→+4价，O元素的化合价由0价→-2价，存在化合价的变化，属
于氧化还原反应，故A不符合题意；
B．C元素的化合价由0价→+2价，+4价→+2价，存在化合价的变化，该反应属于氧化还原反应，故B不
符合题意；
C．该反应中C的化合价由+2价→+4价，Fe元素的化合价由+3价→0价，存在化合价的变化，属于氧化还
原反应，故C不符合题意；
D．该反应中不存在化合价的变化，不属于氧化还原反应，故D符合题意；
答案为D。
【题2】（2019·安徽宿州·高一期中）下列关于铁的说法正确的是
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
B．铁在硫蒸气中燃烧生成
C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界 中全部以化合态存在
【答案】C
【详解】
A．纯铁为银白色金属，冶金工业上将铁归为黑色金属，故A错误；
B．硫为弱氧化剂，则Fe在硫蒸气中燃烧生成FeS，故B错误；
C．Fe不易失去电子，且纯铁中的杂质相对较少，则纯铁的抗腐蚀能力相当强，铁在干燥的空气里不易被
氧化，故C正确；
D．Fe在自然界中既有游离态又有化合态，故D错误；
本题答案C。
【题3】（2022·河南·唐河县文峰高级中学高一月考）下列说法中正确的是
①钠在空气中燃烧生成白色的氧化钠
②钠投入硫酸铜溶液中有红色的铜析出
③过氧化钠可在防毒面具中做供氧剂
④铁丝在氯气 中燃烧生成棕色的
⑤钠、氢气在氯气中燃烧都能产生白烟A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤
【答案】C
【详解】
①钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠，故①错误；
②钠投入硫酸铜溶液中，先是钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，
故②错误；
③过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，因此过氧化钠可在防毒面具中做供氧剂，故③正确；
④铁丝在氯气中燃烧生成棕色的 ，故④正确；
⑤钠在氯气中燃烧能产生白烟，氢气在氯气中发出苍白色火焰，有白雾生成，故⑤错误；
因此③④正确；
故答案为C。
【题4】（2021·山东·枣庄八中高一月考）下列实验现象描述正确的是
A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白色烟雾
B．金属钠在氯气中燃烧，发出黄色火焰，产物溶于水产生无色气体
C．铁丝在氯气中燃烧，产生红棕色的烟，产物溶于水得浅绿色溶液
D．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色烟，产物溶于水得蓝绿色溶液
【答案】D
【详解】
A．氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，生成氯化氢属于液体小液滴，所以瓶口上方有白雾，故A错误；
B．金属钠在氯气中燃烧，发出黄色火焰，生成氯化钠和水不反应，所以溶于水不会产生无色气体，故B
错误；
C．铁丝在氯气中燃烧，产生红棕色的烟，生成氯化铁，溶于水得浅黄色溶液，故C错误；
D．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色烟，生成氯化铜，溶于水得蓝绿色氯化铜溶液，故D正确；
故答案：D。
【题5】（2020·湖南·常德市一中高一月考）将18.6 g铁、锌混合物，加入到200 mL某浓度的稀硫酸中，
恰好完全反应，在标准状况下生成氢气6.72 L。求：
(1)混合物中铁的质量_____________。
(2)原稀硫酸的物质的量浓度______________。
【答案】5.6g 1.5mol/L
【分析】
在标准状况下生成6.72 L氢气的物质的量为 =0.3mol，Fe和Zn合金与稀硫酸发生
Fe+H SO ═FeSO +H ↑，Zn+H SO ═ZnSO +H ↑，设混合物中含有x mol Fe、y mol Zn，则x+y＝0.3mol，
2 4 4 2 2 4 4 2
56x+65y＝18.6g，解之得：x=0.1，y=0.2，据此分析解答。
【详解】(1)根据上述分析可知，混合物中含有0.1 mol Fe、0.2 mol Zn，则铁的质量为 =5.6g，故答
案为：5.6g；
(2)根据H元素守恒可知，n(H SO )=n(H )=0.3 mol，则c(H SO )= =1.5mol/L，故答案为：1.5mol/L。
2 4 2 2 4
【题6】（2021·四川成都·高一期末）某小组设计如下实验探究铁与水蒸气反应(夹持装置省略)。
回答下列问题：
(1)写出铁和水蒸气反应的化学方程式，并用双线桥表明电子转移的方向和数目___________；试管2的作
用是___________。
(2)酒精灯与酒精喷灯点燃顺序为___________，理由是___________。
(3)通过点燃试管3中产生的肥皂泡，来检验生成的气体，肥皂液的作用是___________。
(4)检验反应后的固体是否存在Fe O，引起小组成员争论：
3 4
①甲同学认为可以使用化学方法，先用足量盐酸溶解，再分别检验Fe2+和Fe3+。大家认为该方法不合理，
请写出至少1条理由___________；
②乙同学认为可以利用Fe O 的磁性检验。由于铁粉和生成的Fe O 难以分离鉴别，乙同学查阅资料之后，
3 4 3 4
用极细钢丝网代替铁粉进行实验。在实验前后分别剪下少量钢丝，用铁片靠近钢丝，观察到___________
现象，证明了反应后的固体中含有Fe O。
3 4
【答案】 作安全瓶，防倒吸 先点燃酒精灯，待水蒸气充满
硬质玻璃管后，再点燃酒精喷灯 防止加热时铁与硬质玻璃管中的氧气(空气)反应 收集和储存H，
2
便于安全点燃氢气 可能铁粉未反应完，剩余的铁粉与Fe3+反应生成Fe2+，检测不出Fe3+；或者可能铁粉
未反应完，剩余的铁粉与Fe3+或者H+反应生成Fe2+，无法判断Fe2+的来源 实验前铁片上无明显现象，
实验后铁片上吸附大量钢丝
【分析】
本实验的目的是用水蒸气与还原铁粉反应，制取并收集产生的气体，最后加以检验。为保证铁粉与水蒸气
发生反应，应先通水蒸气，排尽装置内的空气后，再让铁粉与水蒸气的反应发生；用肥皂液收集生成的气
体，主要是为了便于检验。【详解】
(1)铁和水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，用双线桥表示电子转移的方向和数目时，箭头始于反应物中
的失电子元素或得电子元素，箭头终止于生成物中的该变价元素，数目为化合价变化总数，即为
；试管2中进气导管和出气导管都短，可防倒吸，其作用是作安全
瓶，防倒吸。答案为： ；作安全瓶，防倒吸；
(2)通入水蒸气的作用，一方面是提供反应物，另一方面是排尽装置内的空气，所以酒精灯与酒精喷灯点燃
顺序为：先点燃酒精灯，待水蒸气充满硬质玻璃管后，再点燃酒精喷灯，理由是：防止加热时铁与硬质玻
璃管中的氧气(空气)反应。答案为：先点燃酒精灯，待水蒸气充满硬质玻璃管后，再点燃酒精喷灯；防止
加热时铁与硬质玻璃管中的氧气(空气)反应；
(3)通过点燃试管3中产生的肥皂泡，来检验生成的气体，则肥皂液中收集了氢气，所以肥皂液的作用是收
集和储存H，便于安全点燃氢气。答案为：收集和储存H，便于安全点燃氢气；
2 2
(4)①铁粉与水蒸气反应后，铁粉有剩余，生成的Fe O 中混有Fe，所以大家认为该方法不合理，理由是：
3 4
可能铁粉未反应完，剩余的铁粉与Fe3+反应生成Fe2+，检测不出Fe3+；或者可能铁粉未反应完，剩余的铁粉
与Fe3+或者H+反应生成Fe2+，无法判断Fe2+的来源；
②在实验前后分别剪下少量钢丝，用铁片靠近钢丝，利用Fe O 的磁性作用，可吸引钢丝，所以观察到实
3 4
验前铁片上无明显现象，实验后铁片上吸附大量钢丝现象，证明了反应后的固体中含有Fe O。答案为：
3 4
可能铁粉未反应完，剩余的铁粉与Fe3+反应生成Fe2+，检测不出Fe3+；或者可能铁粉未反应完，剩余的铁粉
与Fe3+或者H+反应生成Fe2+，无法判断Fe2+的来源；实验前铁片上无明显现象，实验后铁片上吸附大量钢
丝。
【点睛】
在分析实验后某成分的性质时，一定要考虑到反应物很难完全反应，剩余反应物与某成分的检验是否会产
生干扰。
【题7】（2021·甘肃·天水市第一中学高一开学考试）A~J都是初中化学中的常见物质，其中D、E对维持
自然界生命活动至关重要，A、B为 黑色固体，C是红色金属单质，H为气体.它们的相互转化关系如下图
所示。请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：B_______ D_______ I_______ J_______
（2）反应①②③④中属于置换反应的是_______(填序号)
（3）写出反应④的化学方程式_______
（4）写出反应②的离子方程式_______(澄清石灰水过量)
（5）写出反应⑤的离子方程式_______
【答案】
（1） CuO CO FeSO CaCO
2 4 3
（2）①
（3）3CO+Fe O 2Fe+3CO
2 3 2
（4）CO+Ca2++2OH-=CaCO ↓+H O
2 3 2
（5）Fe+2H+=Fe2++H ↑
2
【分析】
根据A-J都是初中化学中的常见物质，D、E对维持自然界生命活动至关重要，所以D、E可能是水、氧气
或二氧化碳中的一种，C是红色的金属单质，所以C是铜，A、B为黑色固体，高温会生成铜和D，A在足
量的E中可以燃烧，所以A是木炭，B就是氧化铜，D就是二氧化碳，木炭和氧气反应会生成二氧化碳，
所以E是氧气，二氧化碳和木炭会生成一氧化碳，所以F是一氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳
酸钙沉淀，所以J是碳酸钙，一氧化碳和氧化铁会生成铁和二氧化碳，G是铁，铁和稀硫酸反应会生成硫
酸亚铁和氢气，H是一种气体，所以H是氢气，I是硫酸亚铁；据此解答。
（1）
由上述分析可知，B是氧化铜(CuO)，D是二氧化碳(CO)，I是硫酸亚铁(FeSO )，J是碳酸钙(CaCO)；答
2 4 3
案为CuO；CO；FeSO ；CaCO 。
2 4 3
（2）
反应①为C+2CuO 2Cu+CO ，反应②为CO+Ca(OH) =CaCO ↓+H O，反应③为CO+C 2CO，反应④
2 2 2 3 2 2
为3CO+Fe O 2Fe+3CO ，则反应①②③④中属于置换反应的是①；答案为①。
2 3 2
（3）反应④是一氧化碳和氧化铁在高温条件下发生反应生成铁和二氧化碳，其化学方程式为3CO+Fe O
2 3
2Fe+3CO ；答案为3CO+Fe O 2Fe+3CO 。
2 2 3 2
（4）
反应②是二氧化碳和澄清石灰水(过量)发生反应生成碳酸钙沉淀和水，其离子方程式为CO+Ca2++2OH-
2
=CaCO ↓+H O；答案为CO+Ca2++2OH-=CaCO ↓+H O。
3 2 2 3 2
（5）
反应⑤是铁与稀硫酸发生反应生成硫酸亚铁和氢气，其离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H ↑；答案为
2
Fe+2H+=Fe2++H ↑。
2
提分作业
【练1】（2021·山西·长治市第一中学校）高炉炼铁的主要反应为 ，下列对该反
应的说法正确的是
A． 是氧化剂 B． 中碳元素被还原
C． 的化合价升高 D．该反应是置换反应
【答案】A
【详解】
A． 的化合价从+3价降低为0，得电子，被还原， 是氧化剂，故A正确；
B． 中碳元素的化合价从+2价升高为+4价，被氧化，故B错误；
C． 的化合价从+3价降低为0，故C错误；
D． 置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应不是置换反应，故D
错误；
故选A。
【练2】（2020·上海市奉贤区奉城高级中学高二期末）下列关于 铁的物理性质，叙述不正确的是（
）
A．铁具有良好的延展性 B．铁是热和电的良导体
C．铁是黑色的固体 D．铁能被磁化
【答案】C
【详解】
A．铁具有良好的延展性，可以拉丝、制成薄片等，A正确；B．铁是热和电的良导体，可以作炊具和导线等，B正确；
C．铁是银白色有金属光泽固体，C错误；
D．铁能被磁化而具有磁性，D正确。
答案选C。
【练3】（2020·全国·高一课时练习）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
【详解】
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。
【练4】（2021·山东·枣庄市第三中学高一月考）下列物质不能由对应的两种单质直接化合制备的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】
A．铜和氯气在点燃的条件下生成氯化铜，A项不符合题意；
B．NaO可由钠与氧气直接化合生成，B项不符合题意；
2
C．NaO 可由钠与氧气直接化合生成，C项不符合题意；
2 2
D．铁与氯气直接化合生成氯化铁，不能得到FeCl ，D项符合题意；
2
答案选D。
【练5】（2021·吉林·长春外国语学校高一期末）我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了铁华粉的制法：
“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上生衣，铁华成
矣。”由此判断铁华粉是指
A．铁粉 B．氢氧化亚铁 C． 氢氧化铁 D．醋酸亚铁
【答案】D
【详解】
铁华粉的制法为：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁
华成矣，由信息可知，Fe与醋酸反应生成铁华粉，铁是活泼金属，能与酸反应亚铁盐，即铁能与醋酸反应
生成醋酸亚铁，所以铁华粉是指醋酸亚铁，故答案为D。
【练6】（2021·陕西·洋县中学高一月考）铁片加入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加的是
A．硫酸铜溶液 B．氯化钠溶液 C．盐酸 D．硝酸银溶液【答案】C
【详解】
A．把铁片放入硫酸铜溶液中，铁能把铜置换出来，即Fe+CuSO=FeSO+Cu，由反应时的质量关系可知，
4 4
每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，因此溶液的质量会减轻，故A不符合题意；
B．由于钠的活动性要比铁更强，所以把铁片放入氯化钠溶液中不会发生反应，铁片不会溶解，溶液的质
量不变，故B不符合题意；
C．把铁片放入盐酸中，铁与盐酸反应，生成FeCl 和H，即Fe+2HCl=FeCl +H ↑，由反应时的质量关系可
2 2 2 2
知，每56份质量的铁可置换出2份质量的氢气，因此溶液的质量会增加，故C符合题意；
D．把铁片放入硝酸银溶液中，铁能把银置换出来，即Fe+2AgNO =Fe(NO)+2Ag，由反应时的质量关系
3 3 2
可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，因此溶液的质量会减轻，故D不符合题意；
答案为C。
【练7】（2021·全国·高一课时练习）铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生
化学反应。
(1)反应①的化学方程式为_______。
(2)反应②的化学方程式为_______。
(3)反应③的化学方程式为_______。
【答案】3Fe+4H O(g) Fe O+4H Fe+CuSO=FeSO+Cu Fe+2HCl=FeCl +H ↑
2 3 4 2 4 4 2 2
【分析】
Fe与水蒸气在高温下反应产生Fe O、H；Fe与CuSO 发生置换反应产生FeSO 、Cu；Fe与HCl反应产生
3 4 2 4 4
FeCl 、H；Fe与O 在点燃时反应产生Fe O。
2 2 2 3 4
【详解】
(1)铁和水蒸气在高温下反应产生Fe O 和H，反应的化学方程式为：3Fe+4H O(g) Fe O+4H ；
3 4 2 2 3 4 2
(2)由于金属活动性：Fe＞Cu，铁和硫酸铜在溶液中反应生成硫酸亚铁和铜，反应为：
Fe+CuSO=FeSO+Cu；
4 4(3)在金属活动性顺序表中，Fe位于H元素的前边，能够与盐酸发生置换反应产生氯化亚铁和氢气，反应
方程式为：Fe+2HCl=FeCl +H ↑。
2 2
【练8】（2020·四川·攀枝花市第十五中学校高一月考）某探究小 组采用下图所示装置进行Fe粉与水蒸气
的反应。
(1)实验前检查装置气密性的方法为______________。
(2)检验实验中生成气体的实验操作是 _____________。
(3)写出试管中发生的化学反应方程式________________
【答案】将装置末端的导管插入盛有水的水槽中，双手捂住试管，导管口有气泡冒出，松开双手，导管内
有一段水柱，则装置气密性良好 点燃肥皂泡，有爆鸣声 3Fe+4H O(g) Fe O+4H ↑
2 3 4 2
【分析】
（1）检查装置的气密性有加热法和液压法，从本装置的情况看，应该选用加热法；
（2）根据氢气与氧气混合点燃产生爆鸣声，进行分析；
（3）根据质量守恒写出方程式。
【详解】
（1）利用加热法检验该装置气密性，实验前检查装置气密性的方法为将装置末端的导管插入盛有水的水
槽中，双手捂住试管，导管口有气泡冒出，松开双手，导管内有一段水柱，则装置气密性良好。故答案为：
将装置末端的导管插入盛有水的水槽中，双手捂住试管，导管口有气泡冒出，松开双手，导管内有一段水
柱，则装置气密性良好；
（2）根据氢气与氧气混合点燃产生爆鸣声，检验实验中生成气体的实验操作是点燃肥皂泡，有爆鸣声。
故答案为：点燃肥皂泡，有爆鸣声；
（3）Fe粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，试管中发生的化学反应方程式3Fe+4H O(g)
2
Fe O+4H ↑，故答案为：3Fe+4H O(g) Fe O+4H ↑。
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