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专题07 铁及其化合物【九大题型】
【新高考通用】
【知识点1 铁的性质与冶炼】................................................................2
【知识点2 铁的氧化物与氢氧化物】..........................................................5
【知识点3 亚铁离子和铁离子】..............................................................6
【知识点4 铁的转化关系及其应用】..........................................................8
【题型1 铁的性质及其冶炼】................................................................9
【题型2 铁的氧化物的性质及用途】.........................................................17
【题型3 铁的氢氧化物性质及制备】.........................................................13
【题型4 铁离子、亚铁离子的性质及其检验】.................................................15
【题型5 “铁三角”的转化及应用】.........................................................16
【题型6 考查铁及其化合物的有关计算】.....................................................19
【题型7 工艺流程与铁的化合物融合】.......................................................21
【题型8 探究铁及其重要化合物的实验】.....................................................23
【题型9 实验方案的设计与评价】...........................................................27
【过关测试】..............................................................................31
考点要求
真题统计
考情分析
1．能列举、描述、辨识
铁及其化合物重要的物理
和化学性质及实验现象。
2．能根据铁及其化合物
的性质分析实验室、生
产、生活及环境中的某些
常见问题，说明妥善保
存、合理使用化学品的常
见方法。
3．能说明铁及其化合物
的应用对社会发展的价
值、对环境的影响。
2024 新课标，6 分；
2024 安徽卷，3 分；
2023 浙江卷，2 分；
2023 江苏卷，3 分；
2023 辽宁卷，3 分；
2023 全国甲，6 分
2023 广东卷，2 分
2023 湖南卷，3 分
2022 广东卷1，3 分
本专题主要考查Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的
转化，以及所承载的氧化还原反应等重
要知识点。考查内容主要集中在“铁三
角”，Fe 与酸的反应，Fe3+、Fe2+等的检
验、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。命题
主要体现化学与生活、生产、科技的联
系，预测2025 年还会延续以往的命题风
格，考查铁及其化合物的性质和应用与
转化，在化工流程题或综合实验题中考
查铁及其化合物的转化。借助工艺流程
的形式，以除杂或提纯等相关问题为主
线综合考查金属元素化合物的性质。
1
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2022 海南卷，2 分
2022 浙江卷，2 分
2022 重庆卷，3 分
【思维导图】
【知识点1 铁的性质与冶炼】
1.铁元素存在及位置
（1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿
（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。
（2）位置：铁位于元素周期表中第4 周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的
变价金属元素。
2
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2.铁的物理性质
银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。
3.铁的化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2 价和＋3 价。
（1）与非金属单质的反应
①与O2的反应：
常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
点燃：3Fe＋2O2=====Fe3O4。
②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3。
③与S 的反应：Fe＋S=====FeS。
④与I2的反应：Fe＋I2=====FeI2
（2）与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2。
（3）与酸的反应
酸
化学方程式或现象
稀H2SO4
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
稀HNO3
Fe 不足
Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
Fe 过量
3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓HNO3、浓
H2SO4
常温下钝化
（4）与某些盐溶液反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
【易错提醒】①Fe 与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe 与盐酸反应生成FeCl2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
3
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③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、
HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。
④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。
4.铁的冶炼
（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
（2）设备：高炉。
（3）主要反应：
①还原剂的生成：C＋O2=====CO2，CO2＋C=====2CO；
②铁的生成：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2。
【知识点2 铁的氧化物与氢氧化物】
1.铁的氧化物
（1）铁的氧化物物理性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的价态
＋2 价
＋3 价
＋2 价，＋3 价
（2）铁的氧化物化学性质
①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为
FeO＋2H＋= Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋= 2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋= 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
Fe
②
3O4分别与HNO3和HI 反应的离子方程式为
3Fe3O4＋28H＋＋NO3
-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。
③FeO 与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
3FeO＋6H＋＋NO3
-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O；
④Fe2O3与HI 反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋
Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。
⑤高温时,都能被C、CO、Al 等还原剂还原,生成单质铁
【易错警示】确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1 1∶，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2 3∶，则铁的氧化物为Fe2O3；
4
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若a∶b＝3 4∶，则铁的氧化物是Fe3O4 或FeO 与Fe2O3 按物质的量之比为1 1∶组成的混合物或FeO、Fe2O3、
Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1 1∶，Fe3O4物质的量为任意值)。
2.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解
－
2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋
2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的关系
空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿
色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【易错提醒】①Fe(OH)2 与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋
10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。
Fe(OH)
②
3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋
I2＋6H2O。
3.铁的氢氧化物的制法
（1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4
+。
【特别提醒】空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：
A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
B.将盛有NaOH 溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH 溶液。
C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
E.常见的制备Fe(OH)2的装置：
说明：①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中
液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉
淀。
（2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4
+。
5
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【知识点3 亚铁离子和铁离子】
1.亚铁离子的氧化性和还原性
①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，
如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。
Fe
②
2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋
Mn2＋＋4H2O。
2.亚铁离子的水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水
解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。
3.亚铁离子的的检验
方法1
―――――――→无现象―――――――→溶液变红色，证明含有Fe2＋
方法2
――――――――→产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋
方法3
―――――――――→生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
4.铁离子的氧化性
含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO 等均表现为氧化性。
Fe
①
3＋与S2－、I－、HS－、SO 等具有较强还原性的离子不能大量共存。
Fe
②
3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
5.铁离子的水解
Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋
3H2O=====Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH 方法除去溶液中的铁离子。
③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释
至所需浓度。
Fe
④
3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
6.铁离子的检验
方法1
――――――――→溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2
―――――――→产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
方法3
―――――――――→生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋
7.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
6
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Fe
①
3＋的检验
a.――→溶液变血红色，说明含有Fe3＋
b.――→试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
Fe
②
2＋的检验
a.――→KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋
b.――→溴水褪色，说明含有Fe2＋
c.――→生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋
【易错警示】 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
（1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN 溶液，也不能将加KSCN 后的混合溶液加入足量的新制氯水中
(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
（2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
【知识点4 铁的转化关系及其应用】
1.“铁三角”的转化
用离子方程式表现转化
2Fe
①
3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
2Fe
②
3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO
3Fe
③
2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑
5Fe
④
2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
2Fe
⑤
2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
2.铁的价类二维图
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说明：
1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化：
①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；
Fe
②
2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
3.转化关系的应用
（1）判断离子共存
①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存；
②Fe3＋与S2－、I－、SO 发生氧化还原反应，不能大量共存；
Fe
③
2＋、Fe3＋与HCO、CO 等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。
（2）除杂
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
（3）盐溶液的配制与保存
（4）物质的制备
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【题型1 铁的性质及其冶炼】
【例1】（2024·全国新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A．反应为
B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
【变式1-1】春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是( )
A.室温下，过量Fe 与浓硫酸反应生成FeSO4
B.加热时，过量Fe 与氯气反应生成FeCl2
C.高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成
D.高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
【变式1-2】坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法
中正确的是( )
A.铁元素属于过渡元素，其原子序数为26
B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C.铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快
【变式1-3】下列有关铁的化学反应的叙述正确的是( )
A．室温下，过量Fe 与浓硫酸反应生成FeSO4
B．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色
C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成
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D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
【题型2 铁的氧化物的性质及用途】
【例2】关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是( )
A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B.都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C.氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁
D.四氧化三铁中铁元素有＋2 价和＋3 价，它是一种混合物
【变式2-1】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)3 Fe2O3
B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3
D.Fe(OH)2 Fe3O4
【变式2-2】下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是( )
A．铁元素的化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
【变式2-3】某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO 的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实
验方案不可行的是( )
A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计
算
B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所
得粉末质量，进行计算
C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO 充分还原，在CO 气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算
D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，
进行计算
【题型3 铁的氢氧化物性质及制备】
【例3】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是( )
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A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B.实验开始阶段，应把弹簧夹C 和D 都打开
C.一段时间后，关闭弹簧夹C 和D，在B 中生成白色絮状沉淀
D.实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁
【变式3-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①②
B.①③
C.
②③
D.①②③
【变式3-2】实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错误的
是( )
A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
【变式3-3】如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的
是( )
A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气
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C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【题型4 铁离子、亚铁离子的性质及其检验】
【例4】（2023·江苏卷）室温下，探究
溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
溶液中是否含有
向
溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN 溶液，观察
溶液颜色变化
B
是否有还原性
向
溶液中滴加几滴酸性
溶液，观察溶液颜色变化
C
是否水解
向
溶液中滴加2~3 滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D
能否催化
分解
向
溶液中滴加几滴
溶液，观察气泡产生情况
【变式4-1】下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN 溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C.向某溶液中加入NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D.向某溶液中加入NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不
含有Mg2＋
【变式4-2】欲证明某稀溶液中含有Fe2＋而无Fe3＋，必要的实验操作及最佳顺序为( )
①滴加少量氯水 ②滴加足量碘水 ③滴加少量硫氰化钾溶液
A.
→
①
③
B.
→
③
②
C.
→
③
①
D.
→
→
①
②
③
【变式4-3】下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN 溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，
不含有Mg2＋
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【题型5 “铁三角”的转化及应用】
【例5】部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a 可与e 反应生成b
B．b 既可被氧化，也可被还原
C．可将e 加入浓碱液中制得d 的胶体
D．可存在b→c→d→e→b 的循环转化关系
【变式5-1】如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(
)
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D.由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO 与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而
吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂
【变式5-2】部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间
相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（ ）
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A.M 一定为FeO
B.若R 为单质，则常温下浓硫酸可使R 钝化
C.若Q 为金属阳离子，则可用K3[Fe（CN）6]溶液检验
D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO4
2－
【变式5-3】学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F 为红褐色沉淀)：
下列说法错误的是( )
A．H2O2分子的结构式为H—O—O—H
B．A、B、H 的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4
C．鉴定E 中阳离子所用试剂为NaOH 溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．C 的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
【题型6 考查铁及其化合物的有关计算】
【例6】将1.12 g 铁粉加入25 mL 2 mol/L 的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )
A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B.往溶液中滴入无色KSCN 溶液，显红色
C.Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5 1∶
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2 5∶
【变式6-1】常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl 溶于水得2 L 混合溶液，然后向该溶液投入m g 铁粉
使其充分反应后，滴加KSCN 溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A.由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
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B.当加入16.8 g 铁粉时，可生成标准状况下6.72 L 气体
C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D.m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小
【变式6-2】向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b
与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是( )
A．a 表示Fe3＋的关系曲线
B．n1＝0.75
C．P 点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol
D．向P 点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
【变式6-3】将含有氧化铁的铁片投入足量的稀硫酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且
生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3 1∶。原混合物中Fe2O3与Fe 的物质的量之比为 （ ）
A．1 1∶
B．2 5∶
C．4 1∶
D．3 1∶【题型7 工艺流程与铁的化合物融合】
【例7】某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废
铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
下列说法不正确的是( )
A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应
B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸
C.标号①处发生的离子反应最多有三个
D.铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料
【变式7-1】FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是(
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)
A.可利用KSCN 溶液检验FeSO4溶液是否变质
B.沉淀过程中有CO2气体放出
C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
【变式7-2】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知：“还原”时，发生反应FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列
有关说法不正确的是( )
A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为1 7∶
C.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋和H＋
D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O
【变式7-3】从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法
正确的是（ ）
A．试剂a 是铁、试剂b 是稀硫酸
B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
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C．试剂c 是氯气，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋
D．可用酸性KMnO4溶液检验溶液W 中是否含有Fe2＋
【题型8 探究铁及其重要化合物的实验】
【例8】实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
序号
实验方案
现象
Ⅰ
现象a：生成白色沉淀，3 min 后沉淀
基本变为红褐色
Ⅱ
现象b：生成白色沉淀，3 min 后沉淀
颜色几乎不变
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是
__________________________________________________________________。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是____________________________________。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出
如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；
假设b：白色沉淀可能为________。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN 试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有__________________________________(填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的
Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。
【变式8-1】)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
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请回答：
(1)仪器1 的名称________。装置5 的作用__________________________________________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3 中溶液不能进入4 中。
请为装置作一处改进，使溶液能进入4 中________。
(3)装置改进后，将3 中反应后溶液压入4 中，在4 中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白
色沉淀的原因_________________________________________________。
【变式8-2】硫酸铁铵 [NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究
采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_____________________________。
(2)步骤②需要加热的目的是_________________________________________________，
温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是_________________________________。
铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是________________________________________。
分批加入H2O2，同时为了___________________，溶液要保持pH 小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
【变式8-3】某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。
(一)制备硫酸亚铁溶液
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(1)步骤①，加入稀硫酸的目的是___________________________________________________。
(2)步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是________________。
(二)制备氢氧化亚铁
(3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为________________(按气流方向，用装置字母表示)。反
应结束后继续通一段时间的N2，目的是________________。
(4)装置B 中发生反应的离子方程式是____________________________________________。
装置C 的作用是______________________________________________________________。
(三)探究思考
反应后将装置B 中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质
是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。
(5)Fe3(OH)8中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________，用氧化物的形式表示可写成________________。
(6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8：____________________________________________________。
【题型9 实验方案的设计与评价】
【例9】探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验方案
现象
结论
A
往FeCl2溶液中加入Zn 片
短时间内无明显现象
Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B
往Fe2(SO4)3溶液中滴加
KSCN 溶液，再加入少量
K2SO4固体
溶液先变成血红色后无明
显变化
Fe3＋与SCN－的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还
原铁粉溶于盐酸，滴加
KSCN 溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有＋3
价铁
D
向沸水中逐滴加5～6 滴饱
和FeCl3溶液，持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出
沉淀
Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚
集成Fe(OH)3沉淀
【变式9-1】为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中不正确的是(
)
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选项
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
向氯化亚铁溶液中通
入氯气
浅绿色溶液变成棕
黄色溶液
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加
入锌片
浅绿色溶液变成无
色溶液
Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
Fe2＋具有氧化性
C
在氯化铁溶液中加入
铁粉
棕黄色溶液变成浅
绿色溶液
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
铁单质具有还原
性
D
在氯化铁溶液中加入
铜粉
蓝色溶液变成棕黄
色溶液
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
Fe3＋具有氧化性
【变式9-2】某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1FeCl3溶液，0.1 mol·L－1FeCl2溶液、
KSCN 溶液、新制氯水、5%H2O2溶液，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容
实验方案
实验现象
解释
Fe3＋
具有
氧化
性
取少量0.1
mol/L FeCl3溶液，
往溶液中加入足量铁
粉，再加入少
量KSCN 溶液
①加入铁粉后，溶液
________；
②加入KSCN
溶液后，溶液
________；
③体现
Fe3＋具有氧化性的离子方程
式：__________；
Fe2＋
具有
还原
性
④取少量0.1 mol/L
FeCl2溶液，往溶液
中加入少量KSCN 溶
液，再加入
_________________
；
⑤加入KSCN
溶液后，溶液
________；
⑥加入你选的试剂
后，溶液________
⑦体现
Fe2＋具有还原性的离子方程
式：__________。
(2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反
应的离子方程式为__________________________________________。
(3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O 和一种未知离子X，已知MnO 在反应中得到
电子，则X 是____________。
【变式9-3】长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
实验方案
实验现象
实验结论
步骤1
取待检测液于试管中，
向其中滴加KSCN 溶液
________
步骤2
____________
____________
____________
________
FeSO4
溶液部
分变质
①将上述方案补充完整。
②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________________________(写离子方程式)。
(2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3
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――→――→――→
①填写下列各空：
a.______________b.______________c.____________d.________________e.__________。
②若100 mL 该变质溶液制得1.6 g Fe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为________________。
(3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C 同服，同学甲猜测维生素C 可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于
人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案
实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C 片，振荡
溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫红色褪去
由上述实验能否得出“维生素C 可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由
________________________________________________________________________。
【基础题】
1.（2024·福建厦门·模拟预测）下列操作规范且能达到实验目的是
A．①配制
的
溶液
B．②用酸性高锰酸钾标准溶液测定
溶液中
的含量
C．③制备少量
D．④熔融纯碱
2.（2024·浙江·模拟预测）在溶液中能大量共存的离子组是
A．
B．
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C．
D．
3.（2024·江苏泰州·模拟预测）铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现
的是
A．
B．
C．
D．
4.（2024·河北保定·三模）铁、硫元素的部分“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是
A．a 在高温下与水蒸气反应生成b
B．实验室用浓f 溶液干燥e 和d
C．常温下，d 和e 不能大量共存
D．加热c 会生成红色粉末b
4.（2024·福建泉州·模拟预测）某研究小组拟在实验室以废铁屑（含有少量炭和
杂质）为原料制备无
水
，设计如下流程（已知
易水解）：
下列说法不正确的是
A．试剂X 可选用硫酸
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B．“氧化”时：
C．操作①②均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒
D．“脱水”时可能会产生亚铁盐
5.（2024·湖南·模拟预测）下列实验操作对应的现象和结论均正确的是
选
项
实验操作
现象
结论
A
向盛有红棕色气体集气瓶中滴加淀粉-KI 溶液
溶液呈蓝
色
该气体为二氧化氮
B
滴入几滴酸性高锰酸钾溶液于盛有氯化亚铁的溶液中
紫红色褪
去
氧化性：
C
向淀粉溶液中加入适量的稀硫酸，加热，冷却后加入NaOH 溶液至
碱性，加入少量碘水
溶液为变
蓝
淀粉已完全水解
D
向盛有5ml0.1mol/LKI 溶液的试管中滴入同浓度的FeCl3溶液5~6
滴，然后加入2mLCCl4充分振荡，CCl4层呈紫色；静置后在上层清
液中滴入KSCN 溶液
上层清液
变为血红
色
FeCl3与KI 溶液反
应是可逆反应
7.（2024·江苏南京·二模）室温下，探究
溶液的性质。下列实验方案能达到探究目
的的是
选
项
探究目的
实验方案
A
验证溶液中含
有
向
溶液中滴加几滴
溶液，将湿润的红色石蕊试
纸靠近试管口，观察试纸颜色变化
B
溶液中是否含
有
向
溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN 溶液，观察溶液的
颜色变化
C
是否发生
水解
用玻璃棒蘸取
溶液滴在干燥的广泛pH 试纸上，将试纸显色的颜
色与标准比色卡比较
D
是否具有
氧化性
向
溶液中滴加几滴
溶液，再滴加淀粉溶液，观察
溶液颜色变化
8.（2024·河北·三模）黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为
，同时还含有
和
等。以其为原料制
取
的工艺流程如下：
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下列说法错误的是
A．“滤液”的主要成分为
和
B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的
C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制
的水解
D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干
9.（2024·黑龙江双鸭山·模拟预测）下列由离子检验有关的实验得出的结论正确的是
选
项
实验
结论
A
溶液X 的焰色试验呈黄色
溶液X 中一定有
，一定没
有
B
取少量溶液Y 于试管中，滴加
溶液后，再滴加
溶液，
溶液变为红色
溶液Y 中一定有
，一定没
有
C
取少量溶液Z，向其中加入少量盐酸酸化的
溶液，有白色沉
淀产生、无气体生成
溶液Z 中一定有
，一定没
有
D
取少量溶液W，加入少量淀粉，无明显现象，向其中加入新制氯
水，溶液变蓝
溶液W 中一定有
，一定没
有
10.（2024·安徽合肥·三模）某种以辉铜矿［
，含
、
杂质］为原料制备
的流程如图所示，下列说法错误的是
A．向溶液D 中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物
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B．向溶液C 中加入硫氰化钾溶液后呈现红色
C．煅烧过程中涉及到的主要方程式为
D．
中配位原子为N
【提升题】
11.（2024·浙江·模拟预测）K3[Fe(C2O4)3] 3H
⋅
2O 为草绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，可用FeC2O4制
备，流程如下：
已知：FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓。
下列说法不正确的是
A．步骤Ⅰ中不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2
B．步骤Ⅱ中加热煮沸是为了除去多余的H2O2
C．步骤Ⅲ中加入无水乙醇是为了降低三草酸合铁酸钾的溶解度
D．可用亚铁氰化钾溶液来检验翠绿色溶液中是否还有
未被氧化
12.（2024·山东济南·模拟预测）X 溶液中可能含有下列5 种离子中的几种：
、
、
、
、
，某同学为确定其中含有的离子，设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。
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下列说法正确的是
A．X 溶液中一定存在
，可能不存在
B．X 溶液中一定存在
、
，至少含有
、
中的一种
C．取少量X 溶液，先加入适量氯水，再加少量KSCN 溶液，若溶液呈红色，则含有
D．X 溶液中一定含有
，且
13.（2024·广东江门·三模）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预
测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是
A．若M 不溶于水，M 一定为FeO
B．若R 为单质，则常温下浓硫酸可使R 钝化
C．若Q 为金属阳离子，则可用
溶液检验
D．
与氧化剂在碱性条件下反应可生成
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14.（2024·浙江杭州·模拟预测）某化学兴趣小组用如图所示装置进行铁与水蒸气的反应。请回答：
(1)装置C 的名称是 。
(2)装置A 的作用是 。
(3)收集反应产生的气体应选用装置 (填“D”或“E”)。
(4)探究反应后装置B 处硬质玻璃管中固体物质组成的方法：
①提出假设
假设ⅰ：固体物质只有Fe；
假设ⅱ：固体物质只有 (填化学式)；
假设ⅲ：固体物质既有Fe，也有
。
②请设计实验方案确定固体物质组成 。
15.（2024·北京·三模）某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH 溶液。
Ⅰ：K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略)
(1)装置A 中产生Cl2的离子方程式是 。
(2)C 中得到紫色固体和紫色溶液，写出C 中Cl2发生的反应：
和 。
(3)实验表明：C 中
和KOH 的用量对K2FeO4的产率有影响。
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实验序
号
试剂
C 中实验现象
ⅰ
和少量KOH
无明显现象
ⅱ
和过量KOH
得到紫色溶液和紫色固体
注：上述实验中，溶液总体积、
的物质的量、Cl2的通入量均相同。
结合电极反应式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是 。
Ⅱ：探究K2FeO4的性质
实验ⅲ：取C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。
取少量a，滴加KSCN 溶液至过量，溶液呈红色。
(4)根据气体中有Cl2生成，得出：氧化性K2FeO4>Cl2，是否合理？理由是 。
(5)a 溶液变红可知a 中含有
离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将
氧化，还可能由
产生(用离子方程式表示)。
(6)实验ⅳ：用KOH 溶液充分洗涤C 中所得固体，再用KOH 溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b．取少量
b，滴加盐酸，有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了
。用KOH 溶液洗涤的目的是 。
(7)实验反思
①实验一中装置B 的作用是 。
②实验一中得到紫色溶液后，持续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因 。
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