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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
铁及其化合物，是高中阶段学习的非常典型的一种变价金属元素系列，这一部分内容和氧
化还原理论联系密切，又和好多的实验物质制备，工业产品生产相关联，所以在实验题和
化学工艺流程题中经常见到铁及其化合物的身影，为了好好掌握，还是先看看价类二维图
吧！一、 铁及其化合物的颜色
铁粉是黑色的；铁块是银白色的
Fe2＋—浅绿色
Fe O—黑色晶体
3 4
Fe(OH) —白色沉淀
2
Fe3＋—黄色
Fe(OH) —红褐色沉淀
3
Fe(SCN) —血红色溶液
3
FeO—黑色粉末
Fe O—红棕色粉末
2 3
FeS—黑色固体
这部分内容有时候作为基础题考察记忆颜色的准确性，更多的时候是作为一些推断题的突
破口。
对点练习1
（2020·浙江高一月考）下列关于Na、Fe及其化合物的说法不正确的是
A．Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火
B．NaO在空气中久置变为NaCO
2 2 3
C．Fe O 常用作油漆、涂料的红色颜料
2 3
D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁
【答案】D
【详解】
A.Na着火时生成的过氧化钠可以和泡沫灭火器喷出的CO 反应生成O，使燃烧更旺，故A
2 2
正确；
B.Na O在空气中与水反应生成NaOH，NaOH与CO 反应生成NaCO，所以NaO在空气
2 2 2 3 2
中久置变为NaCO，故B正确；
2 3
C. Fe O 是红棕色固体，常用作油漆、涂料的红色颜料，故C正确；
2 3
D. 铁粉与水蒸气反应生成黑色的四氧化三铁，故D错误；
答案选D。
二、铁与水蒸气反应的实验探究
常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。实验时只要注意以下细节，就能顺利完成。
a、棉花最好是一整块的，揉捏到合适大小后伸入试管底部。如果只有多块小棉花，则
必须沿试管的纵向，用较大的包裹较小的，然后再塞入。不要把小块棉花简单堆积，因热
水沸腾时会使外面的棉花冲出，一旦接触到高温铁粉，一方面使水突然剧烈沸腾，另一方
面降低了铁粉的温度，不利于反应。
b、铁粉的用量要较多，铺满中部试管为宜，略有鼓起，最好较为集中，因火焰的加热
面积有限（可观察直接加热区域与两端铁粉变化的区别）。
c、先对准铁粉加热。开始加热时估计因消耗氧气，出现受热反而倒吸的现象。解决办
法是，先让肥皂液接触一下导管口，然后让导管离开页面，才开始加热。好处是，可以看
到那一小环肥皂液在导管中的上升和下降，当气压缩小，肥皂液上升，正在倒吸。一旦开
始下降，说明铁粉温度足够，开始膨胀或产生气体。这时，再把导管伸入肥皂液，若产生
气泡较慢，再多用一个酒精灯加热棉花。这时加热棉花才有意义，大量水蒸气经过前面已
加热的铁粉才会加速反应。若一开始就加热棉花，由于铁粉温度不够，反而使铁粉吸水变
湿，不利反应。关注棉花的情况，随时停止对棉花的加热，加热过久，棉花焦化，容易使
试管破裂。当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，将会有明显的火焰。
d、实验的结束：先移开肥皂液，再停止加热，以防倒吸。
对点练习2
（2020·黑龙江香坊区·哈尔滨市第六中学校高一月考）某同学利用下图所示实验装置进行
铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。
请回答下列问题：
Ⅰ.(1)该反应的化学方程式是___________________，硬质试管中湿棉花的作用是:
_________.
(2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。
假设1：只有Fe；
假设2：只有____________(填化学式)；
假设3：既有Fe也有Fe O。
3 4(3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质
的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质
的组成成分为_____。
Ⅱ.长期放置的FeSO 溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
4
A．设计实验检验FeSO 溶液的变质程度
4
实验方案 实验现象 实验结论
取待检测液于试管中，向其
步骤1 _____________
中滴加KSCN溶液
FeSO 溶液
4
取待检测液于试管中，向其 部分变质
步骤2 ____________
中滴加K[Fe(SCN) ]溶液
3 6
①将上述方案补充完整
②步骤2涉及的离子反应方程式是______________。
③若要使变质的FeSO 复原，方法是________________。(写离子反应方程式)
4
【答案】3Fe+4H O(g)=Fe O+4H 提供反应需要的水蒸气 Fe O Fe和Fe O
2 3 4 2 3 4 3 4
溶液变红 产生蓝色沉淀 3Fe2++2[Fe(CN)]3-==Fe [Fe(CN) ]↓ 2Fe3++Fe=3Fe2+
6 3 6 2
【分析】
湿棉花可以提供水蒸气，高温条件下与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，可以看
到肥皂水中有气泡产生；若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe O，若部分反应则为
3 4
Fe和Fe O，若没有发生反应则只有Fe；
3 4
长期放置的FeSO 溶液易被氧化生成Fe3+，利用KSCN溶液可以检验Fe3+，现象是溶液变
4
为血红色；利用K[Fe(SCN) ]溶液可以检验Fe2+，现象是产生蓝色沉淀。
3 6
【详解】
Ⅰ．(1)高温条件下水蒸气与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为
3Fe+4H O(g)=Fe O+4H ；湿棉花是用来提供反应需要的水蒸气；
2 3 4 2
(2)若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe O，若部分反应则为Fe和Fe O，若没有发生
3 4 3 4
反应则只有Fe，所以假设2为只有Fe O；
3 4
(3)反应前的固体为铁粉，5.6g铁粉的物质的量为0.1mol，完全反应可知生成Fe O 的质量
3 4
为 =7.73g，而6.6g大于5.6g、小于7.73g，说明铁粉未完全反应，固体为Fe和Fe O；
3 4
Ⅱ．①实验结论为FeSO 部分变质，即溶液中既有Fe3+、又有Fe2+，所以步骤1中加入
4
KSCN溶液时可以看到溶液变红；步骤2中滴加K[Fe(SCN) ]溶液时可以看到产生蓝色沉淀；
3 6
②步骤2中产生的蓝色沉淀为亚铁离子和铁氰酸根反应生成的铁氰酸亚铁，涉及的离子方
程式为3Fe2++2[Fe(CN)]3-==Fe [Fe(CN) ]↓；
6 3 6 2
③若要使FeSO 复原，则需要将Fe3+还原成Fe2+，且不引入新的杂质，所以可以加入过量铁
4
粉，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。
三、铁的还原性
铁是变价金属，与强氧化剂反应生成三价铁，与弱氧化剂反应生成二价铁。
(1)铁与弱氧化剂
如：H＋、Cu2＋、S、I 反应时，被氧化为＋2价。
2
(2)铁与HO(g)、O 反应的氧化产物为Fe O。
2 2 3 4
(3)铁与Cl、Br 等反应时，被氧化为＋3价。
2 2
对点练习3
下列反应中，铁只能生成高价化合物的是
A．过量的铁与稀HNO 反应 B．铁粉与硫蒸气反应
3
C．铁粉与氯气反应 D．红热的铁粉与水蒸气反应
【答案】C
【解析】
【分析】
铁遇到强的氧化剂反应生成三价铁离子，遇到弱的氧化剂反应生成二价铁离子，据此解答．
【详解】
A．过量的铁与稀HNO 反应硝酸亚铁，故A不选；
3
B．铁粉与硫蒸气反应生成硫化亚铁，故B不选；
C．氯气具有强的氧化性，能够与铁反应生成氯化铁，故C选；
D．红热的铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故D不选；故选：C。
四、 铁的氧化物
(1)铁的氧化物中Fe的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe O 可以看成由FeO和Fe O
3 4 2 3
按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe O 的形式。
2 3
(2)FeO、Fe O 属于碱性氧化物，Fe O 不属于碱性氧化物。
2 3 3 4(3)Fe O 与盐酸反应可看作Fe O、FeO分别与盐酸反应，然后把两个反应式相加。
3 4 2 3
(4)FeO、Fe O 遇氧化性酸(如HNO)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。
3 4 3
对点练习4
（2020·浙江高一期中）下列有关铁的氧化物的叙述中正确的是( )
A．铁的氧化物 FeO、Fe O、Fe O 都可由碱受热分解制得
2 3 3 4
B．铁的氧化物中 Fe O、Fe O 都有磁性
2 3 3 4
C．FeO 不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 Fe O
3 4
D．铁的氧化物 Fe O、Fe O 都只有氧化性
2 3 3 4
【答案】C
【详解】
A．FeO可以由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到，Fe O 可以由氢氧化铁受热分解得到，
2 3
Fe O 不能由碱受热分解制得，故A错误；
3 4
B．铁的氧化物中只有Fe O 有磁性，又叫磁性氧化铁，故B错误；
3 4
C．氧化亚铁具有较强还原性，不稳定，在空气里受热就迅速被氧化成Fe O，故C正确；
3 4
D．四氧化三铁中的铁元素为+3价、+2价，故四氧化三铁既有氧化性，又有还原性，故D
错误；
故选：C。
五、Fe(OH) 制备时的注意事项
2
a.原理 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
由于Fe(OH)2、Fe2＋易被空气中的O2氧化，导致无法得到Fe(OH)2白色沉淀，故该实验
的关键之处为排出空气、隔绝空气。
b.排空、隔空常见具体措施
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
对点练习5
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】煮沸 避免生成的 沉淀接触 而被氧化 稀硫酸﹑铁屑 不含
氧气的 溶液 检验试管Ⅱ出口处 的纯度，当排出的 纯净时，再夹紧止水
夹 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
【分析】
方法一利用制备的NaOH溶液，用滴管吸入NaOH溶液，伸入到硫酸亚铁溶液液面以下，
挤出滴管中液体发生反应生成氢氧化亚铁沉淀。方法二中试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取
应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含 的 溶液。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，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，据此
分析解答。
【详解】
(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。【点睛】
制备氢氧化亚铁时，由于氢氧化亚铁、铁离子易被氧化，因此在制备过程中要防止氧气进
入，要排除装置内的空气。
六、检验Fe2＋的注意事项
(1)只含Fe2＋的溶液
检验Fe2＋加入试剂的顺序：
待测液――→不变色――→ 红色(含Fe2＋，不含Fe3＋)。
①加KSCN溶液前，不能加氧化性物质[如HO、NO(H＋)等]，防止Fe2＋被氧化。
2 2
②氧化剂不能选用酸性KMnO 溶液，原因有：酸性KMnO 溶液本身显紫红色，对
4 4
Fe(SCN) 红色有干扰；酸性KMnO 溶液能氧化KSCN，溶液不变红色，不能证明不含Fe2
3 4
＋。
(2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；
Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性
KMnO 溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋（当然如果含有氯离子这个方法就不行了）。
4
对点练习6
为了检验某氯化亚铁溶液是否变质，可向溶液中加入( )
A．氢氧化钠溶液 B．铁片
C．硫氰酸钾溶液 D．酸性KMnO 溶液
4
【答案】C
【解析】FeCl 与NaOH溶液反应先生成Fe(OH) ，后被O 氧化为Fe(OH) ，会干扰Fe3＋的
2 2 2 3
检验，故A项不符合；Fe与Fe3＋反应时，溶液颜色变化不明显，故B项不符合；Fe2＋与
SCN－不反应，但Fe3＋与SCN－反应使溶液变红色，故C项符合；KMnO 只与Fe2＋反应，
4
不与Fe3＋反应，故D项不符合。
七、 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl 等)氧化成
2
Fe3＋。
(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl 、KMnO (H＋)等]氧化为Fe3＋；可被
2 4还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。
(3)Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、
CO等)还原为Fe。
对点练习7
（2020·黑龙江尖山区·双鸭山一中高一月考）下图为铁及其化合物的“价-类”二维图。
（1）填写二维图缺失的类别①__________和化学式②__________。
（2）某同学利用以下试剂研究FeCl 性质，进行了如下预测：
3
①Cl ②Fe③NaOH④HSO ⑤AgNO
2 2 4 3
从物质类别上看，FeCl 属于__________，可能与__________发生反应（填序号）；从化合
3
价角度看，Fe3+具有__________性，可能与__________发生反应（填序号）。
（3）某工厂用FeCl 溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：
3
Cu+2FeCl ==CuCl +2FeCl
3 2 2
①用双线桥表示电子转移。__________
②写出该反应的离子方程式__________。
【答案】单质 Fe(OH) 盐 ③⑤ 氧化 ② Cu
3
＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋
【详解】
（1）由二维图可知①为单质，②为Fe(OH) ，故答案为：单质；Fe(OH) ；
3 3
（2）从物质类别上看，FeCl 属于盐，可与③⑤分别发生反应：
3
； ；从化合价角度看，Fe3+具有氧化性，可与具有还原性的Fe发生反应： ，故答
案为：盐；③⑤；氧化；②；
（3）由方程式Cu+2FeCl ==CuCl +2FeCl ，用双线桥表示为： ，用离
3 2 2
子方程式表示为：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，故答案为： ；Cu＋2Fe3＋
=2Fe2＋＋Cu2＋。
本节跟踪练习
1．下列关于铁的氧化物说法不正确的是( )
A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+
C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈
D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁
【答案】C
【解析】
A、铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都
是黑色的，故A正确；B、四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中1/3是Fe2＋、2/3
是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物。[实质是Fe(FeO2)2，偏铁酸亚铁
盐]，，它与盐酸反应后的溶液中同时存在 Fe2+和Fe3+，B正确；C、铁锈的主要成分是
Fe2O3·XH2O，故C错误；D、 工业上常使用铁的氧化物做原料用一氧化碳冶炼铁，故 D
正确；故选C。
2．（2019·广东湛江市·高一期末）将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没
有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是( )
A．FeO B．Fe O C．Fe O D．Fe (SO )
2 3 3 4 2 4 3
【答案】A【解析】
A项，FeO与稀盐酸反应生成FeCl 和HO，加入KSCN溶液，无明显现象，加入氯水，氯
2 2
水将FeCl 氧化成FeCl ，溶液变红；B项，Fe O 与稀盐酸反应生成FeCl 和HO，溶液中
2 3 2 3 3 2
含Fe3+，加入KSCN溶液，溶液变红；C项，Fe O 与稀盐酸反应生成FeCl 、FeCl 和
3 4 3 2
HO，溶液中含Fe3+，加入KSCN溶液，溶液变红；D项，Fe （SO ） 溶液中含Fe3+，加
2 2 4 3
入KSCN溶液，溶液变红；符合题意的为FeO，答案选A。
点睛：本题主要考查铁的化合物有关化学性质，熟记Fe3+和Fe2+的检验方法是解题的关键。
3．（2020·全国高一课时练习）纳米级 可用于以太阳能为热源分解水制 ，过程如
图所示。下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ发生反应：
B．过程Ⅱ发生反应：
C．两个转化过程都发生了氧化还原反应
D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化
【答案】B
【详解】
A．从题给图示的转化过程可以看出，过程Ⅰ是 通过吸收太阳能，分解生成FeO并
放出 ，发生反应的化学方程式为 ，故A正确；
B．过程Ⅱ是FeO与HO反应生成Fe O 并放出H，反应方程式3FeO+HO=H↑+Fe O，
2 3 4 2 2 2 3 4故B错误；
C．两个反应过程中均有单质生成，故都发生了氧化还原反应，故C正确；
D．整个过程中，利用太阳能分解HO得到H 和O，实现了太阳能向化学能的转化，故D
2 2 2
正确；
故选B。
4．（2020·福建省福州第一中学高三开学考试）把含有氧化铁的铁屑投入到足量的稀硫酸
中，直到铁屑全部溶解。经分析，溶液中无Fe3+离子，且生成的Fe2+离子与反应产生H 的
2
物质的量之比为10：7。则混合物中单质铁与氧化铁的物质的量之比约为（ ）
A．7：1 B．8：1 C．1：1 D．10：7
【答案】B
【分析】
含有氧化铁的铁屑投入足量的稀硫酸中，经分析，溶液中无Fe3+；则发生反应：
Fe+H SO =FeSO+H ↑，Fe O+3H SO =Fe (SO )+3H O，Fe (SO )+Fe=3FeSO ；设原混合物
2 4 4 2 2 3 2 4 2 4 3 2 2 4 3 4
中含有xmolFe，ymolFe O，结合反应的化学方程式可计算出Fe2+、H 的物质的量；计算出
2 3 2
Fe2+、H 的物质的量，结合题给“生成的Fe2+与反应产生的H 的物质的量之比为10：7”列
2 2
等式即可计算，由此分析。
【详解】
含有氧化铁的铁丝投入足量的稀硫酸中，经分析，溶液中无Fe3+，发生反应：
Fe+H SO =FeSO+H ↑，Fe O+3H SO =Fe (SO )+3H O，Fe (SO )+Fe=3FeSO ，设原混合物
2 4 4 2 2 3 2 4 2 4 3 2 2 4 3 4
中含有xmolFe，ymolFe O，则：
2 3
则：[3ymol+(x-y)mol]：(x-y)mol=10：7，整理得x：y=8：1，答案选B。
5．（2020·浙江高一期中）下列关于物质用途的说法中，不正确的是
A．NaO 可在呼吸面具中作为氧气的来源
2 2B．Fe O 常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
2 3
C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂
D．为保证消毒效果，可向自来水中通入大量氯气
【答案】D
【详解】
A．NaO 可以与人呼出的CO、HO反应生成O，故可在呼吸面具中作为氧气的来源，A
2 2 2 2 2
正确；
B．Fe O 为红色固体，在大气和日光中稳定，耐污浊气体，耐高温、耐碱，常用作油漆、
2 3
涂料、油墨和橡胶的红色颜料，B正确；
C．铁粉遇氧气反应生成氧化铁，并同时与水反应，生成铁锈，所以铁粉既吸氧又吸水，
在食品包装中常用作脱氧剂，C正确；
D．氯气在水中的溶解度较小，且有毒，大量使用会造成污染，自来水中通入适量氯气即
可达到消毒效果，D错误；
故选D。
6．（2020·吉林朝阳区·长春外国语学校高一月考）下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理
的是( )
A．磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体
B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料
C．漂白粉：纯净的次氯酸钙，可用于游泳池消毒
D．苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸过多
【答案】A
【详解】
A．四氧化三铁是一种黑色晶体，具有磁性，俗称磁性氧化铁，故A正确；
B．氧化铁是一种红棕色固体，俗称铁红，可用作红色油漆的颜料，故B错误；
C．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，可用于游泳池消毒，
故C错误；
D．碳酸钠俗称苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，碳酸氢钠的碱性较弱，可用于治疗胃酸过多，
故D错误；
答案选A。
7．（2020·浙江高一期中）要证明某溶液中不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作
的最佳顺序为( )①加入少量氯水 ②加入足量KMnO (H+)溶液 ③加入少量 KSCN溶液
4
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【答案】C
【详解】
通常用KSCN溶液检验Fe3+，故先向溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中
不含有Fe3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含Fe2+；氧化剂不选用
KMnO 溶液的原因是：KMnO 溶液本身有颜色，同时KMnO 会将KSCN氧化影响实验；
4 4 4
故证明某溶液中不含有Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行实验操作时最佳顺序为③①，故C正确；
故选C。
8．（2020·宁波市北仑中学高一期中）下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是
选项 操作和现象 结论或目的
A 将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl 溶液中 制备Fe(OH) 胶体
3 3
CO还原Fe O 得到的黑色固体加入盐酸溶解后
B 3 4 黑色固体中可能有Fe O
再加入KSCN溶液，溶液不显红色 3 4
取少量FeCl 试样加水溶解，滴加高锰酸钾，紫
C 2 该FeCl 试样已经变质
红色褪去 2
向某溶液中通入Cl，然后再加入KSCN溶液变
D 2 原溶液中含有Fe2＋
红色
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】
A．将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl 溶液中，只能得到Fe(OH) 沉淀，制备 Fe(OH) 胶
3 3 3
体，是往沸水中滴加饱和的FeCl 溶液，故A错误；
3
B．CO还原Fe O 得到的黑色固体，如果有少量的Fe O，其溶于盐酸后产生的少量Fe3＋与
3 4 3 4
还原生成的Fe也会发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不会显红色，故黑色
固体中也可能有Fe O ，故B正确；
3 4
C．取少量FeCl 试样加水溶解，滴加高锰酸钾，紫红色褪去，只能证明FeCl 试样仍然含
2 2
有FeCl ，不能证明试样是否变质，故C错误；
2
D．若原溶液中不存在Fe2＋存在Fe3＋，也有此现象，故D错误；
本题答案B。
9．（2020·浙江高一月考）下列说法正确的是（ ）A．新制氯水放在棕色广口试剂瓶中
B．溧白粉能长期放置于敞口烧杯中
C．配制FeCl 溶液时，要加入少量铁粉
2
D．可用氯气除去Fe (SO ) 溶液中少量的Fe2+
2 4 3
【答案】C
【详解】
A．新制氯水呈液态，其中的HClO光照易分解，因此一般要放在棕色细口试剂瓶中，A错
误；
B．溧白粉的有效成分Ca(ClO) 容易与空气中的CO 发生反应导致变质，因此不能长期放
2 2
置于敞口烧杯中，要密封保存，B错误；
C．FeCl 具有还原性，容易被氧气氧化变为氯化铁，为防止其氧化变质，在配制FeCl 溶液
2 2
时，要加入少量铁粉，C正确；
D．除去Fe (SO ) 溶液中少量的Fe2+时，不能引入新的杂质，应该使用绿色氧化物HO，
2 4 3 2 2
若使用氯气，会引入杂质Cl-，D错误；
故合理选项是C。
10．（2020·湖南省平江县第一中学高三月考）硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备
一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是（ ）
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH) 胶体，可用做净水剂
3
B．为防止NH HCO 分解，生产FeCO 需在较低温度下进行
4 3 3
C．可用KSCN溶液检验(NH )Fe(SO ) 是否被氧化
4 2 4 2
D．该温度下，(NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO 的大
4 2 4 2 4
【答案】D
【详解】
A. 碱式硫酸铁电离产生Fe3+，Fe3+能发生水解生成Fe(OH) 胶体，Fe(OH) 胶体具有吸附性，
3 3
可用作净水剂，故A正确；
B. NH HCO 不稳定，受热易分解，所以为防止NH HCO 分解，生产FeCO 需在较低温度
4 3 4 3 3下进行，故B正确；
C. KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象，(NH )Fe(SO ) 若被氧化则生成Fe3+，KSCN溶液遇
4 2 4 2
Fe3+溶液变红，故C正确；
D. (NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO 的小，所以FeSO 才能与(NH )SO 反应生成
4 2 4 2 4 4 4 2 4
(NH )Fe(SO )，故D错误；
4 2 4 2
故选D。
11．（2020·全国高一课时练习）为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的
一组实验，其中实验方案设计错误的是（ ）
A．② B．③ C．③④ D．①②③④⑤
【答案】C
【详解】
①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，体现了铁离子的氧化性，①正确；
②铁离子与硫氰化钾溶液反应显示红色，据此能够检验铁离子，②正确；
③硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，③错误；
④氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，但该性质不是铁离子的性质，④错误；
⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，
⑤正确；
故选C。
12．（2020·南岗区·黑龙江实验中学高一月考）下列物质中能通过化合反应制取的是( )
①Fe O ②FeS③FeCl ④FeCl
3 4 2 3
A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
【答案】D
【详解】
①Fe与O 在点燃时反应产生Fe O，该反应为化合反应，①符合题意；
2 3 4
②Fe与S高温下反应产生FeS，该反应为化合反应，②符合题意；③Fe与FeCl 反应产生FeCl ，该反应为化合反应，③符合题意；
3 2
④Fe与Cl 在点燃时反应产生FeCl ，该反应为化合反应，④符合题意；
2 3
综上所述可知：反应符合题意的为①②③④，故合理选项是D。
13．（2020·定州市第二中学高一月考）某铁的氧化物粉末可能含有FeO、 中的一种
或两种。某兴趣小组同学利用以下装置测定铁的氧化物的组成，请回答下列问题：
（已知 )
（1）装置甲的作用是______________________________。
（2）装置丁中的实验现象是______________________________________。
（3）若丙中铁的氧化物的化学式为 ，则丙中反应的化学方程式为________。若丙
中铁的氧化物质量为 3. 92 g，且完全反应，丁中生成沉淀的质量为13. 79 g，试确定该氧
化物中x：y=_________。
（4）实验评价：该装置存在缺点__________，改进的方法________。
【答案】除去混合气体中的CO 出现白色沉淀 +yCO xFe+yCO 5:7
2 2
CO的尾气直接排放到空气中，会造成环境污染 将丁装置排出气体的导管改为尖嘴导
管，并在导管下方放置点燃的酒精灯
【分析】
根据HC O 分解产生的气体有CO、CO、HO，装置甲的作用是除去CO，装置乙的作用
2 2 4 2 2 2
是吸水，装置丙中是CO还原铁的氧化物，生成铁和CO，CO 能与Ba(OH) 反应生成碳酸
2 2 2
钡沉淀和水。
【详解】(1)NaOH溶液可与CO 反应，则装置甲的作用是除去混合气体中的CO；
2 2
(2)CO在加热条件下还原铁的氧化物，同时生成CO，CO 气体与足量Ba(OH) 溶液反应有
2 2 2
BaCO 白色沉淀生成，则装置丁中的实验现象是出现白色沉淀；
3
(3)CO和 在加热条件下生成Fe和CO，则丙中反应的化学方程式为 +yCO
2
xFe+yCO ；丁中生成沉淀的质量为13. 79 g，BaCO 的物质的量为 =0.07mol，
2 3
丙中铁的氧化物质量为 3. 92 g，含Fe的物质的量为
=0.05mol，则该氧化物中x:y=0.05mol:0.07mol=5:7；
(4)尾气中含有未反应的CO，有毒，直接排放到空气中会造成环境污染，需要利用点燃的
方法除去，则改进方法是将丁装置排出气体的导管改为尖嘴导管，并在导管下方放置点燃
的酒精灯。
【点睛】
考查气体的制备与物质组成探究，明确实验原理是解题关键，难点是利用守恒法计算铁的
氧化物组成，易忽视CO尾气对环境的污染。
19．（2020·全国高一期末）硫酸亚铁晶体（FeSO ·7H O）在医药上作补血剂。某课外小组
4 2
测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，则该溶液中含有__________(填离子
符号)，检验滤液中还存在Fe2+的方法为
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________（注明试剂、现象）。（2）步骤②加入过量HO 的目的是_______________________________________。
2 2
（3）步骤③中反应的离子方程式为________________________________________。
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤包括：过滤、__________、灼烧、___________、称
量。
（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为______________g。
【答案】Fe3+ 取一定量滤液，滴加少量KMnO 溶液，KMnO 溶液退色 将Fe2+全部
4 4
氧化为Fe3+ Fe3++3OH－= Fe（OH）↓（或Fe3++3NH·H O = Fe（OH）+3NH+） 洗
3 3 2 3 4
涤 冷却 0.07a (或 及其化简形式，如 )
【详解】
（1） 向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有Fe3+，取一定量滤
液，滴加少量KMnO 溶液，溶液紫红色退色可知滤液中还存在Fe2+；
4
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2+全部氧化为Fe3+；
（3）步骤③是将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，反应离子方程式为Fe3++3NH•H O=Fe（OH）
3 2
↓+3NH+；
3 4
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧
化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；
（5）ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的
质量 =0.07ag。
15．（2020·浙江高一期中）某化学兴趣小组利用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验，并
检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是_________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是__________________｡
(2)装置B中发生反应的化学方程式是____________________________________________｡
(3)D的作用是____________________________________________｡
(4)E中的实验现象是____________________________________________｡
(5)请设计实验检验装置B的产物中是否存在＋3价的铁_____________________________｡
【答案】产生水蒸气 防止爆沸 干燥氢
气 黑色固体变成红色 取少量固体于试管中，加入盐酸(稀硫酸)溶解，再加入KSCN
溶液，如果出现血红色，则证明有Fe3+
【详解】
(1) 装置B中水蒸气和铁粉发生反应，故A装置的作用是产生水蒸气；在烧瓶底部放碎瓷
片的作用是防止暴沸；
(2)装置B中水蒸气和铁粉发生反应，其化学方程式为：
；
(3)D中是碱石灰，其作用是干燥氢气；
(4)E中氢气和氧化铜反应生成铜和水，反应的实验现象是黑色固体变成红色；
(5)＋3价的铁与硫氰化钾形成血红色络合物，故可设计实验检验装置B的产物中是否存在
＋3价的铁：取少量固体于试管中，加入盐酸(稀硫酸)溶解，再加入KSCN溶液，如果出现
血红色，则证明有Fe3+。
16．（2020·武威第六中学高一月考）高铁酸钠(Na FeO)是水处理中使用的一种新型净水剂，
2 4
它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平)：
Fe(NO )+NaOH+Cl →NaFeO+NaNO +NaCl+HO
3 3 2 2 4 3 2
(1)高铁酸钠中，铁元素的化合价是___；上述制取高铁酸钠的反应中，铁元素被____(填
“还原”或“氧化”)。
(2)高铁酸钠(Na FeO)在水处理过程中使铁元素转化为Fe(OH) 胶体，吸附水中悬浮物，
2 4 3
Fe(OH) 胶体微粒直径的范围是___nm，高铁酸钠的电离方程式是__。
3
(3)在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，加入几滴FeCl 溶液，继续煮沸至出现
3
___色，即可制得Fe(OH) 胶体。
3(4)在少量(3)制得的Fe(OH) 胶体中加入稀硫酸溶液，现象是___。
3
【答案】+6 氧化 1～100 Na FeO=2Na++FeO 红褐 产生红褐色沉淀，
2 4
然后溶解
【详解】
(1)Na FeO 中Na元素化合价为+1，O元素化合价为-2，根据化合物化合价为0可知，Fe元
2 4
素化合价为+6；反应过程中Fe元素化合价由+3升高至+6，Fe元素被氧化；
(2)Fe(OH) 胶体为胶体分散系，微粒之间为1～100nm；NaFeO 为盐，其在熔融状态下发
3 2 4
生完全电离，电离方程式为NaFeO=2Na++FeO ；
2 4
(3)Fe(OH) 胶体为红褐色，制备Fe(OH) 胶体胶体操作为：在小烧杯中加入20mL蒸馏水，
3 3
加热至沸腾后，加入几滴FeCl 溶液，继续煮沸至出现红褐色，即可制得Fe(OH) 胶体，故
3 3
答案为：红褐；
(4)稀硫酸溶液为电解质溶液，因此向Fe(OH) 胶体中加入稀硫酸溶液，胶粒先发生聚沉而
3
沉淀，后续Fe(OH) 沉淀溶于酸，因此现象为：产生红褐色沉淀，然后溶解。
3
17．（2019·东莞市石龙中学高一期中）金属钠与FeSO 溶液反应，很难完整地看到反应全
4
过程的有关现象。为此，有人用如图所示装置进行实验改进：先用无氧蒸馏水配制纯净的
FeSO 溶液，加入试管里，再在FeSO 溶液的液面上覆盖一薄层汽油，将试管放入盛热水的
4 4
烧杯中，待试管中汽油层消失后，向试管中加入一小粒金属钠，迅速塞上带导气弯管的单
孔塞。可以清楚地看到钠与FeSO 溶液反应的全过程。
4
(1)①在实验室中，金属钠保存在_________中；FeSO 溶液要现配现用，原因是______。
4
(2)汽油的作用是______。
(3)加入钠后观察到钠熔成光亮的小球，_________(填选项)反应，溶液中有白色沉淀的生成。
A．浮在溶液面上 B．悬浮在溶液中部 C．沉到溶液底部
(4)如果要向导管中加入汽油后即加入钠粒可能发生爆炸，其原因是：______。
(5)写出钠与FeSO 溶液反应的离子方程总式是：______。
4【答案】煤油或石蜡油 FeSO 容易被空气中的氧气氧化 受热时汽化，其蒸气将试
4
管内空气排尽，起保护气作用 A 钠与水反应剧烈，放出大量的热量，使生成的
H、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸 2Na+2HO+Fe2+=2Na++Fe(OH) ↓+H ↑
2 2 2 2
【分析】
金属钠容易与空气中的水及氧气反应，据此判断金属钠的实验室保存方法。FeSO 具有强
4
还原性，会被溶解在溶液中氧气氧化。钠与溶液中的水反应产生NaOH和H，该反应放出
2
热量，放出的热量使钠融为小球。反应产生的NaOH与FeSO 发生复分解反应产生Fe(OH)
4 2
白色沉淀，加热时汽油气化，将装置中的空气排尽，可以防止Fe(OH) 白色沉淀被氧化为
2
Fe(OH) 。
3
【详解】
(1)①由于钠容易与空气中的氧气及水发生反应，所以要隔绝空气，由于煤油与钠不能反应，
密度比钠小，所以在实验室中，通常将金属钠保存在煤油中或石蜡油中；FeSO 具有强的
4
还原性，容易被溶解在溶液中的氧气氧化，所以溶液要现配现用；
(2)汽油沸点低，受热易气化，其挥发产生的蒸气可以把试管内空气赶净，起到保护气的作
用，以隔离硫酸亚铁溶液和空气，避免被空气中氧气氧化；
(3)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，由于Na的密度比水小，所以钠会熔成光亮的小球在
液面上四处游动，同时产生的NaOH和溶液中的FeSO 反应生成Fe(OH) 白色沉淀，故合
4 2
理选项是A；
(4)钠和水剧烈反应生成的氢气，反应放出大量的热量，使生成的H 与汽油和试管里的空气
2
混合，易燃烧发生爆炸；
(5)将金属钠放入FeSO 溶液中，首先是钠先与水反应，然后是所得产物NaOH再与盐溶液
4
反应，化学方程式为：2Na+2HO+FeSO =Na SO +Fe(OH) ↓+H ↑，根据离子方程式中物质
2 4 2 4 2 2
拆分原则，可得该反应的离子方程式为：2Na+2HO+Fe2+=2Na++Fe(OH) ↓+H ↑。
2 2 2
【点睛】
本题考查了钠、铁及其化合物性质的应用。解题的关键是明确金属钠与盐溶液反应的实质
钠先与水反应，所得产物再与盐溶液反应。同时注意反应过程中的某些物理知识，如反应
放热、汽油汽化等。
18．（2020·利川市第五中学高一期末）硫酸亚铁晶体(FeSO ·7H O)在医药上作补血剂。某
4 2
课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如图：请回答下列问题：
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加___，该过程的现
象为____。
(2)步骤②加入过量HO 的目的是__________。
2 2
(3)步骤②中反应的离子方程式是___________。
(4)步骤④中一系列操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。(含a的表达式)
【答案】氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 溶液由浅绿色变为血红色 将Fe2＋
全部氧化为Fe3＋ 2Fe2+ +H O +2H+=2Fe3+ +2H O 洗涤 冷却 0.07a
2 2 2
【分析】
由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe2+形成溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+转化
为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量。
【详解】
（1）Fe3+遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe3+存在，可以加入氧化剂将Fe2+氧化为
Fe3+检验Fe2+，可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，加入氯水(或双氧水、稀硝酸)，发生
氧化还原反应生成Fe3+，溶液变为血红色，发生 ，说明含有
Fe2+，故答案为：氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂)；溶液由浅绿色变为血红色；
（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2+全部氧化为Fe3+，
，故答案为：将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；
（3）步骤②中反应为双氧水在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+反应的化学方程式为：
，故答案为： ；
（4）步骤④中一系列操作是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化
铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，故答案为：洗涤；冷却；（5）由铁元素守恒可知存在2Fe Fe O 可知，氧化铁的质量为ag，其物质的量为 ，
2 3
∼
则 ，则每片补血剂中含铁元素的质量为
，故答案为：0.07a。
