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第02 讲 铁及其重要化合物
目录
一、题型精
讲
题型01 铁的性质及其冶炼.................................................................................................................................1
题型02 铁的氧化物的性质及用途.....................................................................................................................4
题型03 铁的氢氧化物性质及制备.....................................................................................................................6
题型04 铁离子、亚铁离子的性质及其检验.....................................................................................................9
题型05 “铁三角”的转化及应用.......................................................................................................................12
题型06 考查铁与酸反应的有关计算...............................................................................................................16
二、靶向突破
题型01 铁的性质及其冶炼
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.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。
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（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＋。
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。
【易错提醒】
Fe
①
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。
2
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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＋。
【例1】 下列关于铁的说法正确的是( )
A.铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射
B.铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁
C.已知Fe 和CuSO4溶液反应，推测Fe 与AgNO3溶液也能反应
D.铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
【答案】C
【解析】铁在空气中不能燃烧，A 错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B 错误；在金属活动顺
序表中，Ag 排在Cu 的后面，可推测Fe 与AgNO3溶液也能反应置换出银，C 正确；铁与盐酸反应的离子
方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，反应产物与量的多少无关，D 错误。
【变式1-1】 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，下列说
法正确的是( )
A.实验时，应先点燃B 处的酒精喷灯，再点燃A 处的酒精灯
B.B 中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)=====Fe2O3＋3H2
C.B 中生成1 mol H2时，E 处有1 mol CuO 被还原
D.碱石灰的作用是吸收水蒸气
【答案】D
【解析】A.实验时，应先点燃A 处的酒精灯，再点燃B 处的酒精喷灯，防止铁被氧气氧化，故A 错误；
B.B 中发生反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2，故B 错误；C.B 中生成1 mol H2时，由于
H2要先排出装置内空气，再与CuO 反应，因此E 处CuO 被还原的物质的量小于1 mol，故C 错误；D.碱石
灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，故D 正确。
【变式1-2】 下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是( )
A.铁在纯氧中燃烧
B.铁与稀硫酸反应
C.铁在氯气中燃烧
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D.铁粉与硫粉混合加热
【答案】A
【解析】铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，既可得到正二价铁又可得到正三价铁，A 符合题意；铁与稀硫
酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B 不符合题意；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C 不符合题意；铁粉与硫粉混
合加热生成硫化亚铁，D 不符合题意。
【变式1-3】 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
【答案】C
【解析】室温下，Fe 在浓硫酸中钝化，无法持续反应，A 错误；氯气氧化性较强，无论Fe 是否过量，与
氯气加热反应都只生成FeCl3，B 错误；高温条件下，Fe 与水蒸气反应得到Fe3O4和氢气，C 正确；Fe 的活
动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al 单质，D 错误；综上所述答案为C。
题型02 铁的氧化物的性质及用途
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
【解题通法】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；
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若a∶b＝2 3∶，则铁的氧化物为Fe2O3；
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)。
【例2】铁的常见化合价有＋2 价和＋3 价。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为
Fe8O11的化合物，它可以表示为FeO 和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物为( )
A.FeO·3Fe2O3
B.FeO·2Fe2O3
C.2FeO·3Fe2O3
D.2FeO·Fe2O3
【答案】C
【解析】FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为7 10
∶
，不符合8 11
∶
，故A 不符合题意；FeO·2Fe2O3中铁
原子和氧原子的个数比为5 7∶，不符合8 11
∶
，故B 不符合题意；2FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为
8 11
∶
，故C 符合题意；2FeO·Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为4 5∶，不符合8 11
∶
，故D 不符合题意。
【变式2-1】 下列关于铁及其化合物的说法错误的是( )
A.FeCl3、Fe(OH)3均可通过化合反应制得
B.实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉
C.Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应均生成一种盐和水
D.Fe2O3与铝粉能发生铝热反应，可用于焊接钢轨
【答案】C
【解析】FeCl3通过铁和氯气点燃生成，Fe(OH)3通过氢氧化亚铁、氧气和水反应得到，两者都可通过化合
反应制得，故A 正确；实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉，防止亚铁离子被氧化，故B 正确；Fe2O3
与盐酸反应生成氯化铁和水，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，故C 错误；Fe2O3与铝粉能发
生铝热反应，放出大量的热，产生高温熔融物，常用于焊接钢轨，故D 正确。
【变式2-2】 下列转化关系不能通过一步反应实现的是( )
A.Fe→FeCl2
B.Fe2O3→Fe(OH)3
C.FeCl3→FeCl2
D.Fe(OH)3→Fe2O3
【答案】B
【解析】Fe 和氯化铁反应生成FeCl2，A 不符合；Fe2O3 不溶于水，不能直接转化为Fe(OH)3，B 符合；
FeCl3和铁反应生成FeCl2，C 不符合；Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，D 不符合。
【变式2-3】关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是( )
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.氧化亚铁可应用于瓷器制作中使釉呈绿色
D.四氧化三铁中铁元素有＋2 价和＋3 价，它是一种混合物
【答案】C
【解析】A.FeO 中铁元素的化合价为＋2 价，Fe2O3中铁元素的化合价为＋3 价，Fe3O4为复杂的氧化物，其
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中铁元素的化合价可以看作是由＋2、＋3 价组成的，A 错误；FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO 与盐酸反
应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化
物，与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，B 错误；氧化亚铁是一种黑色粉末，可用作色
素，应用于瓷器制作中使釉呈绿色，C 正确；四氧化三铁是复杂的氧化物，属于纯净物，D 错误。
题型03 铁的氢氧化物性质及制备
1.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。
2.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
+。
（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
+。
【解题通法】Fe(OH)2的制备注意事项
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：
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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。
【例3】一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是
A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸
B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH 溶液和FeSO4溶液
C．装置N 的作用是液封，并判断装置M 中的空气是否排尽
D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气
【答案】D
【分析】实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入
NaOH 溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁。
【解析】FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A 正确；实验时先注入稀
硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH 溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B 正确；烧
杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N 可以防止空气进入锥形瓶，故C 正确；
氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D 错误；故选D。
【变式3-1】下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是( )
A.铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在
B.Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化，如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
D.往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN 溶液，发现溶液变成红色，证明原溶液中含有Fe3＋
【答案】C
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【解析】铁虽然化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但是自然界陨石中还存在单质铁，A 错
误；Fe3O4为黑色粉末，铁红为Fe2O3，B 错误；①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解，铁粉能防止亚铁离子被
氧化，且导管口插入到水中外界空气无法进入试管内，滴加NaOH 与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不
会被氧化能较长时间存在，②中因为苯的存在NaOH 与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气，不
会被氧化从而能较长时间存在，C 正确；若原溶液中没有Fe3＋只有Fe2＋，先加氯水Fe2＋被氯气氧化成Fe3
＋，再加入KSCN 溶液变红色，但是原溶液中没有Fe3＋，D 错误。
【变式3-2】下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料
B.FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质
C.铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
D.FeS 难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+
【答案】C
【解析】Fe2O3为红棕色固体，可用于制作红色颜料，与其能与盐酸反应无关，A 错误;FeCl3可用于除去水
中悬浮杂质是利用其能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，B 错误;铁粉用于食品
袋中的抗氧化剂，是因铁粉是活泼金属，具有还原性，C 正确;FeS 可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因
此可除去废水中的Cu2+，与FeS 的溶解性无关，D 错误。
【变式3-3】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
【分析】用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合
装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈瓶2 中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成
氢气排净装置中的空气，可以收集C 处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭
B，开启A、C；利用生成的氢气在装置2 中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3 的氢氧化钠溶液中，反
应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，以此分析解答。
【解析】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；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
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产生的FeSO4压入到装置3 中，产生Fe(OH)2，B 正确；反应一段时间后，可在仪器3 中FeSO4与NaOH 溶
液反应产生Fe(OH)2，故在装置3 中观察到白色沉淀，C 错误；本实验利用反应生成氢气排净装置中的空
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；故选C。
题型04 铁离子、亚铁离子的性质及其检验
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＋
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【解题通法】混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
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)。
【例4】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，其中实验方案设计不合理的
是( )
A.
④
B.③
C.
③④
D.①②③④⑤
【答案】C
【解析】Fe3＋与铁反应生成Fe2＋，使溶液显浅绿色，体现了Fe3＋的氧化性，①合理；Fe3＋与硫氰化钾反应
使溶液显红色，据此能够检验Fe3＋，②合理；硫酸铜溶液与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无
色，③不合理；氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，由于实际上Fe3＋没有参与反应，该现
象不能体现Fe3＋的性质，④不合理；Fe3＋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Fe3＋，⑤合理。综上所述，不合理的是③④两项，C 符合题意。
【变式4-1】下列除杂的操作不正确的是( )
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO 充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
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C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH 溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO 充分反应后过滤
【答案】C
【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO 与H＋反应，上述平衡右
移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A 正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe 反应生成FeCl2而达到除杂的目
的，B 正确；加入NaOH 溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，且引入杂质Na＋，不符合除杂要求，C
错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO 与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而
除去，D 正确。
【变式4-2】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＋
【答案】C
【解析】A 项，KSCN 溶液不能直接检验Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确定，检验方法不合理；B 项，Fe3
＋干扰Fe2＋的检验，若原溶液中含有Fe3＋且不含Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C 项，Fe3＋
与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D 项，Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，
无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理。
【变式4-3】在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物，下列说法错误的是( )
A.若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，可能存在的有Fe3＋
B.若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，一定不存在Cu2＋、Fe3＋
C.若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，可能存在的有Cu2＋、Fe3＋
D.实验中，不会出现剩余固体中只有铁的情况
【答案】C
【解析】A.若金属无剩余，说明铁或铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，则溶液中一定存在的金属阳
离子有Fe2＋、Cu2＋，若氯化铁过量，可能存在的有Fe3＋，故A 正确；B.若滤出固体中含有铁和铜，说明氯
化铜完全与铁反应生成铜单质和氯化亚铁，而Fe 剩余说明氯化铁一定不存在，则溶液中一定含有的阳离
子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，故B 正确；C.若滤出固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2
＋，不含Fe3＋，可能含Cu2＋，故C 错误；D.溶液中一定存在Cu2＋，Fe 能与Cu2＋反应，则不会只剩余铁
粉，故D 正确。
题型05 “铁三角”的转化及应用
1.“铁三角”的转化
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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.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
3.铁的价类二维图
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【特别提醒】
（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。
【例5】已知A 为常见的金属单质，根据下图所示的关系：
下列说法正确的是( )
A.A 为Fe，B 为FeO
B.C→D 溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色
C.④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D.⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【答案】B
【解析】根据题中信息“红褐色固体F”，就可迅速得出F 是Fe(OH)3，从而得出A 为Fe，“黑色晶体”B
为Fe3O4，继而推出C 为FeCl2，D 为FeCl3，E 为Fe(OH)2。A.A 为Fe，B 为Fe3O4，故A 错误；B.C 为氯化
亚铁，D 为氯化铁，则C→D 溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色，故B 正确；C.④是氯化亚铁变为氯化
铁，其离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C 错误；D.⑤是氯化铁变为氯化亚铁，其离子方程
式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故D 错误。
【变式5-1】基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提
供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(
)
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A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化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.Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③
D.向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2＋
【答案】C
【解析】铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁，得不到氧化铁，故A 错误；FeO 是一种黑色粉末，不
稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故B 错误；加热Fe(OH)3生成Fe2O3，Fe(OH)3加稀盐
酸溶解生成氯化铁，故C 正确；亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，由操作和现象，不能证
明溶液中一定含Fe2＋，故D 错误。
【变式5-2】高铁酸钾(K2FeO4)是一种氧化性较强的多功能水处理剂(转化氢氧化铁胶体)，工业上制备
K2FeO4固体的工艺流程如下：
已知：NaCl、NaNO3在强碱中溶解度远小于Na2FeO4。下列说法不正确的是( )
A.生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－
B.混合物中的固体为NaCl 与NaNO3
C.实验室进行操作 Ⅰ 时需要用到的玻璃仪器是烧杯与漏斗
D.污水处理过程中产生的Fe(OH)3胶体使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点
【答案】C
【解析】根据题意可知操作Ⅰ为过滤，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，C 错误。
【变式5-3】元素的“价－类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是
以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价－类”二维图如
图所示，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
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A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应，只生成一种盐和水
B.Fe、水蒸气高温反应制得Fe2O3
C.为实现Fe2＋向Fe3＋的转化，可向含Fe2＋的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液
D.向含有Fe3＋的溶液中加入硫氰化钾溶液，生成红色沉淀
【答案】C
【解析】Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐，A 错误；铁单质与水蒸气在高温下反应3Fe＋
4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2，B 错误；Fe2＋转化成Fe3＋，铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂才能实现转
化，如加入O2、Cl2、H2O2等，C 正确；向含有Fe3＋的溶液中加入硫氰化钾溶液，生成红色溶液，D 错
误。
题型06 考查铁与酸反应的有关计算
1．原子守恒法
HNO₃ 与金属反应时，一部分HNO₃ 起酸的作用，以NO3
-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化
为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO₃ 中氮原子的物质的量。
2．得失电子法
HNO₃ 与金属的反应属于氧化还原反应，HNO₃ 中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
3．电荷守恒法
HNO₃ 过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：
(Mn+代表金属离子)。
4．离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3
-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，
因此，此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3
-进行相关计
算，且溶液中要符合电荷守恒。3Cu＋8H+＋NO3
- ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
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【解题通法】
数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物：
【例6】把7.2 g 铁粉投入40 mL 某HNO3溶液中，充分反应后剩余固体1.6 g，产生NO2和NO 的混合气体
0.08 mol。若不考虑N2O4的存在，则原HNO3溶液的物质的量浓度为( )
A.3.5 mol·L-1
B.4.5 mol·L-1
C.7.0 mol·L-1
D.9.0 mol·L-1
【答案】C
【解析】铁粉剩余，硝酸必完全反应而且产物为Fe(NO3)2，由N 元素守恒，反应后N 元素一部分存在于
NO2和NO 的混合气体中，另一部分存在于Fe(NO3)2中，反应的n(Fe) = 7.2 g−1.6 g
56 g·mol
−1 = 0.1 mol，所以
c(HNO3) = 0.08mol+0.1mol×2
0.04 L
= 7.0 mol·L-1。故选C。
【变式6-1】向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO 混合气体，向反应后溶液中
加入2mol/LNaOH 溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO 混合气体，与2.24L(标准状况
下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH 溶液的体积是
A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL
【答案】C
【解析】整个过程来看，金属失电子，氧气得电子，金属失电子物质的量=氧气得电子物质的量，2.24L 氧
气的物质的量为0.1mol，得电子物质的量为0.1mol×2×2=0.4mol，故金属失电子物质的量=0.4mol，沉淀时
消耗NaOH 物质的量为0.4mol，则V(NaOH)＝0.4mol÷2mol/L＝0.2L＝200mL；故选C。
【变式6-2】在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加
入硝酸10 mL 时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL 时，剩余金属0.96 g，又有0.224
L 气体生成；继续增加硝酸10 mL 时，金属全部溶解，又有0.224 L 气体生成(以上体积均折算为标准状况
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下)。下列说法不正确的是
A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L
B．加入硝酸10 mL 时，剩余金属为铁和铜
C．共加入硝酸20 mL 时，剩余金属只有铜
D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL 时，生成的NO 仍是0.672 L(标准状况下)
【答案】D
【分析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题
目中给出生成一氧化氮。铁变为+2 还是+3 价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，
而铜与+3 价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2 价，不
可能被氧化到+3 价。
【解析】由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O 和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 可以看出二者的计量
数关系完全一致。第三次加入10 毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96 克正是铜，得出AC 两
项正确。第二个10 毫升金属减少1.8-0.96=0.84 克，与1.96 不相等，说明为铁铜混合物。B 正确。再加入
第四个10 毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D 错误。
【变式6-3】向一定体积和一定浓度的硝酸中投入适量的铁粉恰好完全反应，完全反应后产生的NO、
混合气体为
(标准状况)；将产生的混合气体通入水中，收集到气体
(标准状况)；向反应后
的溶液中滴入
的
溶液至不再产生沉淀，需要
溶液的体积为
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】由题意可知，
混合气体共
(标准状况)，将产生的混合气体通入水中，发生反应
3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余气体
(标准状况)，则原混合气体中NO2的体积为
=840mL，所以原混合气体中NO 的体积为2240mL-840mL=1400mL，在标准状况下，NO2的物质的量为
0.0375mol，NO 的物质的量为
0.0625mol，生成两种气体时共得到电子
(0.0375mol+0.0625mol×3)=0.225mol；若Fe 全部生成Fe3+，完全沉淀时有关系式：3e-~Fe3+~3OH-，若Fe 全
部生成Fe2+，完全沉淀时有关系式：2e-~Fe2+~2OH-，得出NaOH 的物质的量等于转移电子的物质的量，所
以NaOH 的物质的量为0.225mol，NaOH 溶液的体积为
；答案选D。
1.（2025·江苏卷）探究含铜化合物性质的实验如下：
步骤Ⅰ 取一定量
溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝
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色、蓝色。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静
置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为
B．步骤Ⅱ的两份溶液中：
C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为
【答案】B
【解析】步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2，而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首
先生成Cu(OH)2沉淀，过量氨水才会溶解沉淀形成络合物，A 错误；步骤Ⅱ中，深蓝色溶液（加入浓氨
水）中的Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+络离子而浓度降低，而蓝色溶液（加入稀盐酸）中Cu2+可以自由移动，浓
度较高。因此c 深蓝色(Cu2+) < c 蓝色(Cu2+)，B 正确；步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化。铁在碱性溶液中不
易钝化，且后续加入盐酸后有反应发生，说明铁未钝化。真正原因是络合物中Cu2+浓度过低，无法被Fe 置
换，C 错误；步骤Ⅲ中加入盐酸后，H+与NH3结合生成NH4
+，导致配合物释放Cu2+，随后Fe 与H+反应生
成H2（气泡），并与Cu2+发生置换反应生成Cu，D 的反应式未体现H+的作用，与实际反应原理不符，D
错误；故选B。
2.（2025·北京卷）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(
)存在亚纳
米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷
却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是
A．月壤钛铁矿中存在活泼氢
B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气
C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应
D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量
【答案】B
【解析】月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A 正确；地球上的钛铁矿若未吸附
足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生成”的说法错误，B 错误；生
成水时H 被氧化（0→+1），Fe 被还原（如+3→0），存在化合价变化，属于氧化还原反应，C 正确；水蒸
气液化是物理变化，但会释放热量，D 正确；故选B。
3.（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后
一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是
A．青蓝色是由于生成了单质钴
B．表面的釉属于有机高分子膜
C．主要成分为铝硅酸盐
D．铁元素的存在形式只有Fe2O3
【答案】C
【解析】青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，A 错
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误；釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B 错误；青花瓷是一
种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C 正确；青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁
元素的具体存在形式，Fe2O3 呈红色，D 错误；故选C。
4.（2024·新课标卷卷）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
【答案】B
【解析】铁和水蒸气在高温下发生反应生成
和
，该反应的化学方程式为
，A 正确；酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，
若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B 错误；用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣
声，则可检验生成的气体为氢气，C 正确；由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试
管盛装还原铁粉，D 正确；故选B。
5.（2025·山东泰安·一模）某小组检验补铁剂中铁元素的价态，实验如下。
已知：SCN−中硫元素的化合价为–2 价。
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下列说法正确的是
A．为使③中现象明显，试剂a 可以选用过量氯水
B．KMnO4褪色的原因一定是5Fe2+ +
+ 8H+ = 5Fe3++ Mn2+ + 4H2O
C．用邻二氮菲(
)检测Fe2+时，需先调节滤液pH，pH 过大或过小均会影响测定
D．该实验可证实补铁剂中的铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在
【答案】C
【分析】补铁剂与盐酸反应，分成三份，第一份加入KSCN，溶液微红，滴加试剂a 后，溶液红色加深，
说明③中生成的硫氰化铁浓度大，②中生成的硫氰化铁浓度很小，则a 为氧化剂，将亚铁离子氧化为铁离
子，；第二份加入高锰酸钾，现象为褪色，说明发生氧化还原反应；第三份加入邻二氮菲(
)检
测Fe2+时，溶液变橙红色，据此分析；
【解析】SCN−中硫元素的化合价为–2 价，具有还原性，试剂a 选用过量氯水，可能会与SCN−发生氧化还
原反应，不能使现象明显，A 错误；因之前加入盐酸，其中氯离子具有还原性，也可能使KMnO4褪色，B
错误；用邻二氮菲检测Fe2+时，需先调节滤液pH，pH 过大会形成氢氧化亚铁沉淀，pH 过小邻二氮菲中的
N 优先与H+形成配位键，均会影响测定，C 正确；补铁剂加入盐酸后，滴加KSCN 后微微变红说明有少量
Fe3+，滴加邻二氮菲变橙红色，说明有Fe2+，但Fe3+可能是部分二价铁被空气氧化所得，D 错误；故选C。
6.（2025·浙江·二模）某兴趣小组为探究
溶液的化学性质，设计如下实验：
实验Ⅰ：常温下，向新制的
溶液(未酸化)中不断通入
，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀。
实验Ⅱ：向含少量
的
溶液中逐滴加入
溶液，并用
传感器测得滴加过程中溶液的
变化如下图。
下列说法不正确的是
A．实验Ⅰ产生红褐色沉淀的过程中溶液酸性在增强
B．实验Ⅰ说明
在酸性或碱性条件下均能被
氧化
C．实验Ⅱ的de 段可能会产生黄绿色的气体
D．实验Ⅱ的bc 段发生的主要反应是
【答案】B
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【分析】常温下，向新制的
溶液(未酸化)中不断通入
，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀，则亚
铁离子被氧气氧化为氢氧化铁沉淀，反应为：
；
【解析】由分析可知，实验Ⅰ中同时生成硫酸，则反应后溶液酸性增强，A 正确；实验Ⅰ是在未酸化条件
下进行的，则不能说明
在酸性或碱性条件下均能被
氧化，B 错误；实验Ⅱ中亚铁离子被氧化为铁
离子，同时次氯酸根离子被还原为氯离子，de 段的溶液酸性较强，则酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子
可能会发生归中反应产生黄绿色的气体氯气，C 正确；
D．实验Ⅱ的bc 段溶液由弱碱性变为弱酸性，则发生的主要反应是亚铁离子被次氯酸根离子氧化为氢氧化
铁沉淀、次氯酸根离子被还原为氯离子，同时生成的氢离子和次氯酸根离子结合为弱酸次氯酸，反应为
，D 正确；故选B。
7.（2025·河南卷）X 是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部
分参与反应的物质和反应条件)。已知X 和Q 的组成元素相同。
下列说法错误的是
A．Y 常用作油漆、涂料等的红色颜料
B．溶液Z 加热煮沸后颜色会发生变化
C．
反应需要在强酸性条件下进行
D．Q 可以通过单质间化合反应制备
【答案】C
【分析】X 是自然界中一种常见矿物的主要成分，根据溶液Z、R、Q 的颜色可知X 中含有铁元素，根据
固体颜色可知X 是FeS2，Y 是Fe2O3，溶液中Z 含有Fe3+、溶液R 中含有Fe2+，Q 是FeS。
【解析】Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料，A 正确；含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体，溶液
颜色发生变化，B 正确；FeS 可溶于酸，所以R→Q 反应不能在酸性溶液中进行，C 错误；在加热条件下
Fe 和S 化合生成FeS，D 正确；答案选C。
8.（24-25 高三上·内蒙古鄂尔多斯·期末）某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的
，实验所
用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A．X 可以是稀硫酸但不能是稀盐酸
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b
C．最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀
D．实验结束后，将抽滤瓶露置于空气中，最终观察到红褐
【答案】D
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【解析】X 可以是稀硫酸也可以是稀盐酸，A 错误；先打开止水夹a 与b、分液漏斗旋塞，利用稀硫酸和铁
反应生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，B 错误；一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，
将液体压入抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成，C 错误；反应结束后，将抽滤瓶露置于空气中，
极易被
氧化，最终得到红褐色
沉淀，D 项正确；故选D。
9.（2025·江苏南通·三模）
在酸性条件下可发生反应：
。以
为原料制
取
晶体的实验操作或原理不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取含
的悬浊液
B．用装置乙吸收挥发出的
气体
C．用装置丙除去S 和未反应的
D．用装置丁蒸干溶液，获得
【答案】D
【解析】装置甲中，
与稀硫酸在加热、电磁搅拌条件下发生反应：
，可制取
制取含
的悬浊液，A 正确；
是酸性气体，能与NaOH 溶液反应，装置乙可吸收挥发出的
气
体，B 正确;S 和未反应的
难溶于水，
易溶于水，用装置丙（过滤装置）可除去S 和未反应的
，C 正确。
溶液蒸发结晶时，
易被氧化，且直接蒸干溶液不能得到
晶体，应
该蒸发浓缩、冷却结晶，D 错误；故选D。
10.（24-25 高三上·海南三亚·期末）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
在空气中受热生成
，不能一步转化为
，故A 错误；
在溶液中先与
反应生
成
，
再与
反应生成
，无法置换出Cu，故B 错误；
溶液与
反应生成
和
，化学方程式为
，故C 正确；
与NaOH 溶液不反应，故
D 错误；故选C。
11.（2025·广东深圳·二模）部分含铁或铜元素物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列描述一定不合
理的是
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A．将含h 的饱和溶液滴加到沸水中可制备胶体
B．一定条件下，f、g、h 均可通过化合反应得到
C．b 为红色固体，在强酸性环境中可生成a 和g
D．h、i 具有强氧化性，均可用于自来水的消毒和净水
【答案】D
【分析】根据铁元素化合价和分类，可以得知a 是Fe，c 是FeO，d 是Fe2O3，e 是Fe(OH)2，f 是Fe(OH)3，
g 是Fe2+盐，h 是Fe3+盐，i 是
盐；
根据铜元素化合价和分类，可以得知a 是Cu，b 是Cu2O，c 是CuO，e 是Cu(OH)2，g 是Cu2+盐；
【解析】h 是Fe3+盐，可将
的饱和溶液滴入沸水中可制备
胶体，A 合理；f 是Fe(OH)3，可通
过
得到，g 是Fe2+盐、Cu2+盐，如
、
，可通过化合反应：
、
反应得到，B 合理；b 是Cu2O，是红色固体，在强酸性环境中发生
歧化反应，方程式为
，可生成a 和g，C 合理；Fe3+盐、
盐均具有强氧
化性，但Fe3+盐不具有消毒作用，其水解生成的
胶体可以净水，D 不合理；故选D。
12.（2025·河南·一模）以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、
CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁
的流
程如图所示。下列叙述错误的是
A．“碱浸”时适当提高NaOH 溶液的浓度可加快“碱浸”速率
B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C．“去铜”过程中，被还原的元素只有铜元素
D．为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH 不能过高或过低
【答案】C
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【分析】在矿渣被碱溶液浸取时，两性氧化物Al2O3转化为可溶性的
，碱性氧化物Fe2O3、
CuO 与碱溶液不反应，通过过滤分离出来，然后再用稀硫酸进行酸浸，Fe2O3、CuO 与酸发生反应生成可
溶性的
、CuSO4进入溶液，向
、CuSO4溶液中通入SO2、加入NaCl 溶液，Cu2+、
Fe3+被还原，生成CuCl 沉淀及Fe2+，将CuCl 沉淀过滤除去，然后向滤液中加入双氧水，使Fe2+氧化生成
Fe3+，同时调节溶液的pH，使Fe3+反应产生碱式硫酸铁沉淀。
【解析】由以上分析可知，“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3，反应的化学方程式为
，适当提高NaOH 溶液的浓度，可加快反应速率，A 正确；“酸
浸”过程中，Fe2O3、CuO 与稀硫酸发生的反应为：
、
，所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+，B 正确；“去铜”过程中，
Cu2+与SO2发生氧化还原反应：
，Fe3+与SO2发生氧化还
原反应：
，被还原的元素有两种：铜元素和铁元素，C 错误；pH
过低时，溶液酸性较强，得不到碱式硫酸铁沉淀；pH 过高时，溶液碱性较强，部分Fe3+与OH-直接结合生
成
沉淀，导致碱式硫酸铁的产率偏低，故为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH 不能过高或
过低，D 正确；故选C。
13.（24-25 高三上·河北沧州·期中）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释正确的是
选
项
事实
解释
A
葡萄酒中添加
有强氧化性，可起到杀菌消毒作用
B
游泳池中加硫酸铜消毒
硫酸铜有氧化性
C
工人将模具干燥后再注入熔融钢水
铁与水蒸气高温下会反应
D
常温下铁制容器可以盛装浓硝酸
铁和浓硝酸不反应
【答案】C
【解析】
不具有强氧化性，A 错误；游泳池中加硫酸铜进行消毒是由于铜离子为重金属离子，能使蛋
白质变性，B 错误；高温下铁与水蒸气能发生反应，生成四氧化三铁和氢气，故钢铁生产中注入熔融钢水
的模具必须干燥，C 正确；常温下铁制容器可以盛装浓硝酸，是由于铁表面被浓硝酸氧化形成一层致密氧
化膜而钝化，二者发生化学反应，D 错误；答案选C。
14.（2025 高三·河北衡水·质检）下列叙述正确的是
A．铁的氧化物
都可由碱受热分解制得
B．过量的铁与氯气反应生成
C．
与足量的S 反应转移的电子数为
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D．常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成
和
【答案】C
【解析】
可由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到；
由氢氧化铁受热分解得到；
不能由碱受
热分解制得，A 错误；铁与氯气反应，无论铁过量还是少量都生成
，B 错误；
的物质的量为
，与足量的S 反应生成
，转移电子数为
，C 正确；常温下，铁遇浓硝酸发生
钝化，D 错误；故选C。
15.（2025·江苏常州·二模）以废铁屑(主要成分为Fe，含少量
、FeS 等)为原料制备
。下
列相关原理、装置及操作正确的是
A．用装置甲去除废铁屑表面的油污
B．用装置乙将废铁屑转化为
C．用装置丙吸收
气体
D．用装置丁蒸干溶液获得
【答案】A
【解析】废铁屑表面的油污在热的
溶液中可以发生水解，生成能溶于水的高级脂肪酸钠与甘油，
故装置甲可以去除废铁屑表面的油污，A 项正确；Fe 可以与稀
反应生成
、
，同时
与
稀
反应生成
，生成的
与Fe 反应转化为
，FeS 与稀
反应生成
、H2S，故可以用稀硫酸将废铁屑转化为
，但生成的气体可以从装置中的长颈漏斗逸出，应
将长颈漏斗下端导管口插入液面以下或改用分液漏斗，B 项错误；FeS 与稀
反应生成
、H2S，
生成的H2S 气体可以与酸性高锰酸钾溶液反应被吸收，但装置中短导管为进气口是错误的，应采用“长进
短出”，C 项错误，从生成的
溶液中获得
应通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法，而不是
将溶液蒸干，D 项错误；答案选A。
16.（2025·北京海淀·二模）下列关于
和
两种溶液的说法不正确的是
A．
和
溶液均呈酸性
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B．保存时均需加入少量铁粉
C．可利用与铜粉的反应比较
、
的氧化性强弱
D．分别加入NaOH 溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀
【答案】B
【解析】FeCl3和FeCl2均为强酸弱碱盐，Fe2+和Fe3+水解生成H+，溶液均呈酸性，A 正确；保存FeCl2溶液
需加入铁粉(防止Fe2+被氧化)，但FeCl3溶液若加铁粉，Fe3+会与Fe 反应生成Fe2+(如2Fe3++Fe=3Fe2+)，反而
污染溶液，B 不正确；Fe3+可与Cu 反应(2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)，而Fe2+无法氧化Cu，说明Fe3+氧化性强于
Fe2+，C 正确；FeCl3与NaOH 直接生成红褐色Fe(OH)3；FeCl2首先生成白色Fe(OH)2，但在空气中氧化为
Fe(OH)3(最终红褐色)，D 正确；故选B。
17.（24-25 高三上·山东泰安·期末）下图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法
正确的是
A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化①
B．加热
发生转化③，
与HI 反应发生④
C．可通过
与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为
D．
作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水
【答案】D
【解析】铁在氧气燃烧生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁，不能实现上述转化①，故A 错误；氢氧化
铁与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘和水，不能发生转化④，故B 错误；氢氧化亚铁与稀硝酸反应生成硝酸
铁、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，则氢氧化亚铁与
稀硝酸计量数之比为3：10，故C 错误；高铁酸钾能与水中的细菌发生氧化还原反应生成铁离子，达到杀
菌消毒的作用，反应生成的铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净
水的作用，所以高铁酸钾作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水，故D 正确；故选D。
18.（24-25 高三上·山西太原·期中）下列说法中正确的是
A．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末
B．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，常用于制作红色油漆和涂料
C．氯化铁溶液呈酸性，因此可用于腐蚀印刷电路板
D．工业上曾经通过反应：
生产金属钠，该反应利用的原理是
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铁的还原性比钠强
【答案】B
【解析】在高温下，Fe3O4的稳定性强于Fe2O3，FeO 在空气中受热生成黑色的Fe3O4晶体，A 不正确；
Fe2O3俗称铁红，是赤铁矿的主要成分，在生产中，常用Fe2O3制作红色油漆和涂料，B 正确；氯化铁为强
酸弱碱盐，氯化铁溶液呈酸性，但用于腐蚀印刷电路板时，不是利用氯化铁的酸性，而是利用Fe3+的氧化
性强于Cu2+的性质，C 不正确；通过反应：
生产金属钠时，在
非水溶液中发生反应，不是利用铁的还原性，而是利用难挥发性物质制取易挥发性物质的原理，D 不正
确；故选B。
19.（2025·浙江宁波·一模）铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性：
B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA
C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1 2∶
D．过量Fe 在氯气中燃烧生成FeCl2
【答案】A
【分析】Fe 与盐酸反应得到FeCl2，与Cl2反应得到FeCl3，FeCl2与FeCl3二者可以相互转化，二者的混合
物与NaOH 在一定条件下反应得到Fe3O4，Fe 与水蒸气或氧气反应也能得到Fe3O4。
【解析】氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，FeCl3溶液中通入SO2可生成FeCl2，FeCl3为氧化剂，SO2
为还原剂，说明氧化性：
，A 正确；Fe 与O2或水蒸气反应生成Fe3O4，生成1molFe3O4转移8mol
电子，每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.8NA，B 错误；转化③的化学方程式为：
2FeCl3+FeCl2+8NaOH
Fe3O4+8NaCl+4H2O，转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2 1∶，C 错
误；Fe 与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为：2Fe+3Cl2
2FeCl3，无论Fe 过量还是少量，Fe 在氯气中
燃烧都生成FeCl3，D 错误；答案选A。
20.（2025·浙江·一模）已知芹菜中的铁元素主要以草酸亚铁形式存在，草酸亚铁在常温常压下稳定，加热
至190℃以上时开始分解。某实验小组采用两种方案在实验室测定芹菜中铁元素的含量，下列说法正确的
是
已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。
方案一：
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方案二：
A．方案一中加入的酸可以为稀盐酸
B．实验中“灰分”中铁元素的存在形式为
C．方案二中加入足量
溶液的作用是除掉过量的H2O2
D．若方案一中标准KMnO4(H+)溶液的浓度为
、消耗体积为
，则芹菜中铁元素的质量分数为
【答案】D
【分析】根据实验方案设计，方案一芹菜灼烧得到灰分，加酸溶解，加铜将铁元素完全转化为Fe2+，再用
酸性高锰酸钾测定；方案二芹菜灼烧得到铁的氧化物，加酸溶解、过滤、洗涤，得到的滤液加足量的H2O2
将铁元素转化为Fe3+，Fe3+与I-离子反应得到I2，再用Na2S2O3标准溶液测定。
【解析】若方案一中加入的酸为稀盐酸，酸性条件下Cl-与酸性高锰酸钾溶液会发生氧化还原反应，无法利
用酸性KMnO4与Fe2+的反应测定Fe 含量，A 项错误；灼烧过程中Fe(Ⅱ)会氧化为Fe(Ⅲ)，根据方案设计可
推知“灰分”中铁元素的存在形式有Fe2O3，B 项错误；方案二中加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，过量的双
氧水加热分解后，加入足量KI 溶液的作用是与Fe3+反应，C 项错误；方案一的待测液中Fe2+与KMnO4反应
的离子方程式为5Fe2++MnO +8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，根据题意可列计算式
，D 项正确；故选D。
21.（24-25 高三上·天津南开·期末）铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题：
(1)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥处理的原因是 (用化
学方程式表示)。
(2)
是一种 色粉末，写出
的一种常见用途： 。
(3)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。
例如，日常生活中不锈钢广告牌上的图形或文字就是用氯化铁溶液蚀刻而成的。
①写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式： 。
②把
溶液和
溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积
之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中
的物质的量浓度是
。
(4)高铁酸钠
是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱
性条件下制备高铁酸钠。
①写出工业制备高铁酸钠的离子方程式： 。每生成
时转移电子的数目是
。
②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。
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【答案】(1)
(2) 红棕 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
(3)
(4)
高铁酸钠具有很强的氧化性，具有杀菌
消毒的作用：高铁酸钠还原产物为
水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附能力，能够吸附水中的悬
浮杂质，使水变得清澈
【解析】（1）因铁和水蒸气发生反应
，故炽热的铁水注入模具之前，模具必
须进行充分干燥。
（2）
是一种红棕色粉末，可用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料。
（3）①氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式为
；
②设两溶液体积均为1L，则CuCl2的物质的量为1.0mol，FeCl3的物质的量为1.0mol。向溶液中加入足量铁
粉，发生反应：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu、Fe+2FeCl3=3FeCl2，1.0mol CuCl2生成的FeCl2为1.0mol，1.0mol
FeCl3生成的FeCl2为1.5mol，共生成FeCl22.5mol，则Fe2+的物质的量浓度为
=1.25mol/L。
（4）①硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下制备高铁酸钠，发生氧化还原反应，氯离子是还原产物，离子方
程式为
。反应中Fe 元素化合价由+3 升高至+6 价，因此每生成
有3NA个电子转移。
②高铁酸钠具有很强的氧化性，具有杀菌消毒的作用：高铁酸钠还原产物为
水解生成氢氧化铁胶体，
具有较强的吸附能力，能够吸附水中的悬浮杂质，使水变得清澈，故高铁酸钠可用作净水剂。
22.（24-25 高三上·四川雅安·期中）氮、铁元素分别是中学阶段重要的非金属和金属元素，其价-类一维图
如下图所示。
(1)基态Fe 原子的价电子排布式为 。
(2)
中三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)关于物质分类，下列说法正确的是_______(填字母)。
A．NO 为酸性氧化物B．
为非电解质
C．
为正盐
D．
为强碱
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(4)图中物质X 的化学式是 。该物质可作为火箭发射燃料，3.2g 液态X 与
完全反应生成
和一种无色无毒气体，放出53.4kJ 能量，写出该反应热化学方程式 。
(5)检验
溶液中
是否被氧化，可选用的试剂是_______(填字母)。
A．KSCN 溶液
B．
溶液C．氯水
D．苯酚溶液
(6)
是一种高效的水处理剂，在强碱溶液中，次氯酸钠与
反应可生成
，该反应的
离子方程式为 。
(7)某实验小组测定铁的氧化物
的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2 和＋3 两种价态，实验如
图，该氧化物的化学式为 。
【答案】(1)
(2)
、
、
(或
)
(3)BC
(4)
(5)AD
(6)
(7)
【解析】（1）铁是26 号元素，根据核外电子排布规律，可知其基态原子核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为
；
（2）H 的第一电离能小于N，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p 轨道为稳定的
半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为
；
（3）A．能和碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物，NO 为不成盐氧化物，A 错误；非电解质是溶
于水或在熔融状态下不能够导电的化合物，
属于非电解质，B 正确；正盐就是在酸跟碱完全中和生成
的盐中，不会有酸中的氢离子，也不会有碱中的氢氧根离子，只有金属阳离子和酸根离子的盐，
为
正盐，C 正确；
为弱碱，D 错误；
故选BC；
（4）根据X 的化合价为-2 且为氢化物可知，X 为
；3.2g 液态
（0.1mol）与
完全反应生
成
和一种无色无毒气体（
），放出53.4kJ 能量，该反应热化学方程式
；
（5）检验
溶液中
是否被氧化，即检验是否含有
；
A．KSCN 溶液遇
变红，可以检验
，A 正确；
溶液与
反应生成特征蓝色沉淀，不
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能检验
，B 错误；氯水遇
颜色由黄绿色变浅，不能检验
，C 错误；苯酚与铁离子发生显色反
应（紫色），可以检验
，D 正确；
故选AD；
（6）用氢氧化铁和次氯酸钠在碱性介质中反应得到高铁酸钠的反应中，氢氧化铁被氧化为高铁酸钠，则
次氯酸钠被还原为氯化钠，根据氧化还原反应化合价升降守恒可知，反应离子方程式为
；
（7）通入氯气发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Cl2为0.05mol，则Fe2+为0.1mol，设30.4gFexOy中含有x mol
O，y mol+3 价铁，则0.1×2+3y=2x，0.1×56+56y+16x=30.4，解得x=0.535，y=0.29，n(Fe3+)=0.29mol，
n(Fe2+)=0.1mol，n(O)= 0.535mol，则氧化物FexOy中n(Fe)：n(O)= 0.39：0.535=5:7，化学式为：
。
31
