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第12 讲 铁及其氧化物和氢氧化物
[复习目标] 1.掌握铁的主要性质及应用。2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。
3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。
考点一 铁及其氧化物
1．铁的概述
2．铁单质
(1)铁的物理性质
________色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被________吸引。
(2)铁的化学性质
铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成____价或____价铁的化合物。重要的化学反应为
3．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
铁红
磁性氧化铁
1
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颜色状态
______粉末
________粉末
____晶体(有磁性)
水溶性
铁的化合价
(2)化学性质
①FeO 不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成________。
②FeO、Fe2O3 都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
③铁的氧化物还能被CO、Al 还原，以氧化铁为例写出化学方程式：___________________
______________________________
，
________________________________________________。
④写出FeO 溶于过量稀硝酸的化学方程式：_________________________________________。
⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：____________________________________。
1．Fe 与足量硫粉混合加热制取Fe2S3( )
2．Fe 分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同( )
3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，理由是Fe 与这两种酸不反应( )
4．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化( )
5．Fe3O4中Fe 的化合价有＋2 价和＋3 价，因此Fe3O4是FeO 与Fe2O3的混合物( )
6．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4( )
一、铁及其氧化物的性质与应用
1．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起
销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3
2．下列叙述正确的是( )
A．故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料
B．过量的铁与氯气反应生成FeCl2
C．5.6 g Fe 与足量的S 反应转移的电子数为0.3NA
D．常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2O
二、铁与水反应实验探究
3．如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。
2
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(1)加热湿棉花的目的是__________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式：________________________________________。
(3)B 处酒精灯上网罩的作用是________________________ ，实验开始时，应先点燃
________(填“A”或“B”)酒精灯，目的是________________________________________。
(4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是________________________。
三、铁与硫酸、硝酸反应的复杂性
4．铁除了能与盐酸反应外，还能与硫酸、硝酸发生反应。请从温度、浓度对反应影响的视
角，分析将少量铁片分别放入足量硫酸或硝酸中发生反应的情况。
(1)浓酸常温条件下：____________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)浓酸加热条件下：____________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
化学方程式：__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)与稀酸的反应：______________________________________________________________
________________________；_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)拓展延伸：思考过量铁粉与两种酸反应的情况。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
四、铁的氧化物组成分析
5．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO 进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄
清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。
6．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液
还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为
_______________________________________________________________________________。
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；
3
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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的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量
为任意值)。
考点二 铁的氢氧化物
氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色、态
____色固体
______色固体
与盐酸反应
受热分解
—
制法
可溶性亚铁盐与碱溶液反应：
_______________________________
可溶性铁盐与碱溶液反应：
___________________________
_______
二者的
关系
在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是
______________________________________，最后变成________，化
学方程式为__________________________________________________
1．Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO( )
2．将热的NaOH 溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体( )
3．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取( )
4．氢氧化铁与HI 溶液仅发生中和反应( )
5．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(
)
一、Fe(OH)2的制备操作与条件控制
1．氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。某化学兴趣小组同
学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。
【A 组实验】用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH 溶液反应制备Fe(OH)2。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
4
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(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH 溶液，插入FeSO4溶液液
面
下
，
再
挤
出
NaOH
溶
液
，
这
样
操
作
的
理
由
是
_________________________________________；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可
在FeSO4溶液上面加保护层，如______等。
【B 组实验】选用稀硫酸、铁粉、NaOH 溶液进行实验，装置如图。
(4)实验时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃
塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，______止水夹K，利用氢气造成试管内的压
强增大，将FeSO4溶液压至NaOH 溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时
间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是_________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
【C 组实验】利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材
料分别为石墨和铁。
(5)①a 电极的材料应为______，电极反应式为_______________________________________。
②电解液c 可以是________(填字母)。
A．纯水 B．NaCl 溶液
C．NaOH 溶液 D．CuCl2溶液
③d 为苯，其作用是______________________________________________________________，
在加入苯之前对电解液c 应作何简单处理？
______________________________________________________________________________。
能否将苯替换成CCl4？______(填“能”或“否”)？理由是____________________________
______________________________________________________________________________。
(6)若c 为Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了
电
极
上
看
到
气
泡
外
，
另
一
明
显
现
象
为
5
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__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH
溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。
(4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。
(5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH 溶液或NaCl 溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应
制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。
二、Fe(OH)2制备实验的拓展
2．醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用
作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价
铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是________________________________，
仪器a 的名称是________________________________________________________________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c 中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，
关闭K3。
①c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为____________________________。
②同时c 中有气体产生，该气体的作用是___________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c 中亮蓝色溶液流入d，d 中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出
并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)
指
出
装
置
d
可
能
存
在
的
缺
点
：
____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
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1．下列叙述不正确的是( )
A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸(2022·浙江6 月选考，9C)
B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O 高温下会反应(2022·广东，6C)
C．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2(2019·天津，3A)
D．铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O(2020·浙江1 月选考，9B)
2．下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3(2020·浙江7 月选考，12C)
B．Mg 加入到过量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7 月选考，12B)
C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7 月选考，8D)
D．室温下，Fe 与浓H2SO4反应生成FeSO4(2020·江苏，6D)
3．(2019·浙江4 月选考，28)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
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________________________________________________。
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