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第十讲 铁及其化合物
【基础巩固】
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
【答案】 D
2．(2022·四川德阳模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未
见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O 的说法正确的是( )
A．可用于制净水剂 B．溶于水形成无色溶液
C．在干燥空气中稳定存在 D．在空气中加热转化为Fe3O4
【答案】 A
【解析】 FeSO4·7H2O 溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A 正确；溶
于水形成FeSO4溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B 错误；FeSO4·7H2O 中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因
此不能在干燥空气中稳定存在，故C 错误；FeSO4·7H2O 中Fe 为＋2 价，在空气中加热被氧化为
Fe2(SO4)3，故D 错误。
3.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)
答案 C
解析 FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2，产物主要是SO2，故A 错误；
Mg 加入到FeCl3溶液中，Mg 具有较强的还原性，先与Fe3＋反应，生成Mg2＋和Fe2＋，若Mg 过量，Mg 与
Fe2＋继续反应生成Mg2＋和Fe，但由于反应中FeCl3过量，所以不会生成Fe，故B 错误；钢铁在潮湿的空气
中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，故C 正确；室温下，铁在浓硫酸中发生
钝化，故D 错误。
4.在100 mL 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量铁屑，生成的气体在标准状况下的体积为( )
A．11.2 L B．6.72 L C．4.48 L D．2.24 L
【答案】 D
【解析】 在100 mL 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量铁屑，反应中H2SO4完全反应，则生成的H2 完
全来自于H2SO4,100 mL 1.00 mol·L －1 H2SO4 溶液中n(H2SO4)＝n(H2)＝0.1 L ×1.00 mol·L－1＝0.1 mol，
则生成的气体在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L，D 项正确。
5.下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3
B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3
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C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O
D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
【答案】 A
【解析】 Fe(OH)2具有还原性，易被氧化生成稳定的Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，故A 正
确；碘的氧化性较弱，铁与碘反应生成FeI2，故B 错误；Fe3＋具有较强的氧化性，可与I－发生氧化还原反
应，生成亚铁离子和碘，故C 错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，故D 错误。
6.已知：普通铁＋水蒸气――――→铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气――――→“引火铁”＋水蒸气，
“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备
“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。
关于上述装置和实验，下列分析错误的是( )
A．A、I 中加入普通铁粉，G 中可加入碱石灰 B．A 中生成磁性氧化铁，E 中生成“引火铁”
C．需要加热的仪器只有A、E D．D 用于收集氢气
【答案】 C
【解析】 根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A 中放置普通铁粉，B 中放一定体积的水，持续加
热提供水蒸气，C 是安全瓶，用于防倒吸，D 是利用排水集气法收集氢气。E 中反应物为A 中生成的四氧
化三铁，I 中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备H2，从I 中逸出的气体中含有挥发出
的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E 中和Fe3O4在一定温度下进行反应，
得到“引火铁”，剩余的氢气在F 处进行收集或其他处理。
7.聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。
下列说法不正确的是( )
A.KClO3作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3
B.生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH 增大
C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水
D.在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强
【答案】 A
【解析】 根据题干中的信息，可利用氧化还原配平法写出化学方程式：6nFeSO4 ＋nKClO3 ＋
3nH2O===6[Fe(OH)SO4]n ＋nKCl ，可知KClO3 作氧化剂，同时根据计量数关系可知每生成 1 mol
[Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3，A 项错误；绿矾溶于水后，亚铁离子水解使溶液呈酸性，当其转化为聚合
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硫酸铁后，亚铁离子的浓度减小，因而水溶液的pH 增大，B 项正确；聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁
胶体，胶体粒子吸附杂质微粒引起聚沉，因而能净水，C 项正确；多元弱碱的阳离子的水解是分步进行的，
[Fe(OH)]2＋的水解相当于Fe3＋的第二步水解，由于其所带的正电荷比Fe3＋少，因而在相同条件下，其结合
水电离产生的OH－的能力较弱，故其水解能力不如Fe3＋，即在相同条件下，第一步水解的程度大于第二步
水解，D 项正确。
8.下列离子方程式书写正确的是( )
A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋===Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋===Fe3＋＋2Cl－
C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋===2Fe＋3Cu2＋
D．氯化铁溶液与硫化氢反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
【答案】 D
【解析】 铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A 错误；氯气
与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，故B 错误；氯化铁溶液与铜
反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，故C 错误。
9．(2023·哈尔滨模拟)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用
绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂，反应的离子方程式为6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，下列说法
正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为6 1∶
B．用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水
C．酸化试剂可以用盐酸或硫酸
D．不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂
【答案】 B
【解析】 反应中Fe 元素由＋2 价升高到＋3 价，失去电子，Fe2＋是还原剂，Cr 元素由＋6 价降低到＋3 价，
得到电子，Cr2O 是氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 6∶，A 项不符合题意；绿矾与重铬酸
根离子反应，可以去除毒性，生成的Fe3＋可以形成氢氧化铁胶体，具有净水的作用，B 项符合题意；盐酸
中的Cl－具有还原性，可以与具有氧化性的Cr2O 发生氧化还原反应生成具有毒性的Cl2，C 项不符合题意；
草酸中的C 是＋3 价，可以作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以用草酸溶液代替绿矾作处
理剂，D 项不符合题意。
10．向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol Fe，充分搅拌后
Fe 溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是( )
A．氧化性：Zn2＋＞Cu2＋＞Fe3＋＞Ag＋ B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋
C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1 2 D
∶
．1 mol Fe 可还原2 mol Fe3＋
答案 A
解析 由题意知铁离子、银离子均被还原，氧化性：Zn2＋＜Cu2＋＜Fe3＋＜Ag＋，A 错误，B 正确；Fe 先还
原Ag＋，发生的反应为2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，所以n(Fe2＋)∶n(Cu2
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＋)＝(0.05＋0.15) mol 0.1 mol
∶
＝2 1∶，C 正确；由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，1 mol Fe 恰好还原2 mol Fe3＋，D
正确。
11.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。
【答案】 (1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2＋和CO ③难
【解析】 (1)Fe2(SO4)3与Fe 反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的沉淀Fe(OH)2，其变为
红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)
NaHCO
①
3为小苏打，溶液显碱性，故可推
测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN
溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和CO。③由于白色沉淀久置后才变红褐
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色，故该沉淀难被空气氧化。
12.Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证
此结论，他做了如下实验。
实验步骤
实验操作
Ⅰ
取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温
Ⅱ
取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ
向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN 溶液，溶液变红
由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O2=====2Fe2O3＋4CO2。
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：_________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有
Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他
需要选择的试剂是________(填字母)。
a.NaOH 溶液 b.新制氯水和KSCN 溶液 c.K3[Fe(CN)6]溶液
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的
理由是_______________________________________________________________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2 价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3
制取Fe2O3 的方法：先向FeCO3 中依次加入试剂稀硫酸、____________( 填试剂名称) 和氨水；再
____________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3。
【答案】 (1)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 (2)c
(3)产物也可以是FeO 和Fe2O3(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)的混合物
(4)过氧化氢溶液(或氯水或氯气) 过滤
【解析】 (1)溶液变红色说明溶液中生成了Fe(SCN)3。(2)Fe2＋用K3[Fe(CN)6]来检验，反应现象为生成蓝
色沉淀，c 项正确。(4)FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是＋2 价和＋3 价，所以需要加入氧化剂，如加
入H2O2溶液或氯水，或通入Cl2等将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、灼
烧可得到Fe2O3。
【拔高练习】
1．黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧
化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．d 步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂
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B．a 步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋
C．空气中O2约占五分之一，0.1 mol FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积约为8.4 L
D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响
【答案】 B
【解析】 Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A 错误；根据得失电子守恒、原子守
恒和电荷守恒，a 步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋，故B 正确；0.1
mol FeS2完全被氧化时，S 失去1.4 mol 电子变为硫酸，铁由＋2 价被氧化为＋3 价，失去0.1 mol 电子，失
去电子总物质的量为1.5 mol，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为 mol＝0.375 mol，相当于消耗空
气0.375 mol×5×22.4 L·mol－1＝42 L，故C 错误；由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的
生态环境，故D 错误。
2.(202·陕西汉中模拟)资料显示：FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，为了验证该事
实，某实验小组取三份2 mL 黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下：
操作
现象
实验Ⅰ：直接滴加2 滴KSCN 溶液
无明显变化
实验Ⅱ：加10 mL 蒸馏水稀释，后滴入2 滴浓KSCN 溶
液
稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN 溶液显红色
实验Ⅲ：滴加2 滴AgNO3饱和溶液
产生白色沉淀，溶液亮黄色消失
下列说法不正确的是( )
A．工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl
B．实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋
C．实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因
D．通过上述实验，可以证明FeCl 只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在
【答案】 C
【解析】 FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，则工业盐酸显黄色是因为其中混有
FeCl，故A 正确；KSCN 溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，
故B 正确；AgNO3溶液与氯离子反应，使FeCl 转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C 错误；稀释或滴
AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明FeCl 只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D 正确。
3．(2022·山东淄博模拟)中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是( )
A．气体X 中含有醋酸蒸气
B．该铁华粉中可能含有铁单质
C．向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性
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D．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
【答案】 C
【解析】 加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气，则气体X 中含有醋酸蒸气，故A 正确；
铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B 正确；滤液中含有氯离子，酸性
条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性，故C 错
误；向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D 正确。
4．(2022·陕西铜川模拟)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂，可
以用如下流程进行制备。下列说法正确的是( )
A．“酸溶”前，可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污
B．“氧化”过程中反应的离子方程式为2Fe2＋＋O2＋4H＋===2Fe3＋＋2H2O
C．“制备Na2FeO4”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2 3∶
D．“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na2FeO4
【答案】 A
【解析】 碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，升高温度，水解平
衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，能使油脂的水解程度增大，则酸溶前可用热的碳酸钠
溶液处理铁屑表面的油污，故A 正确；氧化过程中反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋
2H2O，故B 错误；制备高铁酸钠的反应中，氯化铁作还原剂，次氯酸钠作氧化剂，由得失电子守恒可知，
氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比为3 2∶，故C 错误；相同条件下，高铁酸钠的溶解度大于
高铁酸钾，故D 错误。
5.铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，Fe2+易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的
说法中正确的是
A．缺铁性贫血症可以服用维生素C 将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收
B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁
C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀
D．FeO 不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
【答案】A
【详解】A．维生素C 具有还原性，将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收，可以治疗缺铁性贫
血症，A 正确；B ．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到黑色的四氧化三铁，反应为：
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，B 错误；C．Na2O2与水反应生成O2，且Na2O2具有强氧化性，所以将过氧
化钠投入氯化亚铁溶液中，最终红褐色沉淀Fe(OH)3，C 错误；D．FeO 不稳定，在空气中加热迅速被氧化
成Fe3O4，错误； 故选A。
6．（2023·辽宁·校联考模拟预测）根据氯单质及其化合物在水溶液中的反应书写下列离子方程式，其中不
正确的是（ ）
A．能证明氧化性
的反应：
B．氯化亚铁和氯气发生化合反应：
C．氯气和过量碳酸钠溶液发生反应：
D．两种盐在水中发生氧化还原反应：
【答案】A
【详解】A．氧化剂氧化性大于氧化产物，证明氧化性Cl2>(CN)2的反应为Cl2+2CN-=2Cl-+(CN)2，A 项错误；
B．氯化亚铁与氯气的反应生成氯化铁，是化合反应，B 项正确；C．次氯酸的电离常数比碳酸小，比碳酸
氢根离子大，氯气和过量碳酸钠溶液发生反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸钠氢钠，C 项正确； D．次氯
酸具有强氧化性，能将二价铁氧化为三价铁，氯化亚铁和次氯酸钠在水溶液中发生氧化还原反应和相互促
进的水解反应生成氢氧化铁和次氯酸，D 项正确。故选A。
7．（2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模）铁及其化合物应用广泛，下列说法正确的是
A．Fe 元素位于周期表VIIIB 族
B．Fe(SCN)3属于弱电解质
C．Fe(SO4)3可用作补血剂
D．Fe 元素位于周期表ds 区
【答案】B
【详解】A．Fe 元素位于第四周期VIII 族，故A 错误；B．Fe(SCN)3在水溶液中发生部分电离，属于弱电
解质，故B 正确；C．Fe3+不能被人体吸收，Fe(SO4)3不能用作补血剂，故C 错误； D．Fe 元素位
于周期表d 区，故D 错误；选B。
8．（2023·广东汕头·统考二模）铁及其化合物在生活中应用广泛，下列有关离子方程式书写正确的是
A．将铁片投入到稀硝酸中：
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B．向
溶液中通入少量
：
C．用铁氰化钾溶液检验
：
D．往Fe(SO4)3溶液中加入过量Zn 粉：
【答案】B
【详解】A．铁片与稀硝酸反应生成NO，不生成氢气，故A 错误；B．Fe3+具有较强的氧化性，可将H2S
还原为硫单质，离子方程式为2Fe3+ + H2S =2Fe2+ +2H+ + S↓ ；故B 正确；C．铁氰化钾溶于水可拆为离
子的形式，离子方程式为Fe2+ +[Fe(CN)6]3-+K+ =KFe[Fe(CN)6]↓，故C 错误；D．过量Zn 将Fe3+还原为铁
单质，离子方程式为2Fe3+ + 3Zn=2Fe + 3Zn2+；故D 错误；故答案选B。
9．（2023·广东·高三专题练习）下列有关铁及其化合物转化过程中的离子方程式书写正确的是
A．氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO+2H+=Fe2++H2O
B．铁溶于盐酸：2Fe+6H+ = 2Fe3++3H2↑
C．醋酸除铁锈：Fe2O3 +6H+ = 2Fe3++3H2O
D．三氯化铁腐蚀铜板：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
【答案】D
【详解】A．FeO 溶于稀硝酸，稀硝酸氧化Fe2+，会有NO 生成，反应的离子方程式为3FeO+10H＋+NO3
-
=3Fe3++NO↑+5H2O，A 错误；B．铁溶于盐酸生成二价亚铁，Fe+2H+ = Fe2++H2↑，B 错误；C．醋酸是弱
酸，离子方程式中不能拆开，Fe2O3 +6CH3COOH = 2Fe3++ 6CH3COO-+3H2O，C 错误；D．三价铁离子具
有氧化性，会把铜氧化为铜离子，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，D 正确； 故选D。
10．（2023·上海金山·统考二模）如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是
A．物质X 是Fe3O4
B．Fe2O3→Fe 的转化，Fe2O3发生氧化反应
C．在空气中Z→Y 的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化
【答案】C
【解析】A．物质X 是FeO，故A 错误；B．Fe2O3→Fe 的转化，铁化合价降低，因此Fe2O3 发生还原反
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应，故B 错误；C．在空气中Z→Y 是氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，其现象是白色沉淀迅速
变成灰绿色，最终变成红褐色，故C 正确；D．FeCl2 和FeCl3 中铁的化合价发生了改变，只能通过氧化还
原反应实现相互转化，不能通过复分解反应实现FeCl2 和FeCl3 的相互转化，故D 错误。答案为C。
11.（2023·上海·高三专题练习）铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空：
(1)铁的原子结构示意图为
。由此可知，铁是第_______周期元素，铁原子核外3d 轨道上共填充
了_______个电子。
(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是_______(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等，实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4变质，经常向溶
液中加入铁粉，其原因是_______(用离子方程式表示)。
(4)向新配制的FeSO4溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应：
_______Fe2++_______H++_______NO =_______Fe3++_______NO↑+_______H2O
①配平上述反应_______。
②每生成0.5molNO 气体，转移的电子数为_______。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+，实验方案是_______。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如图所示：
(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。
(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：_______。
(7)Fe3O4和CO 的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO，当其它条件一定时，达到平衡时
CO 的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
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已知：①Fe3O4+CO
3FeO+CO
⇌
2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO
3Fe+4CO
⇌
2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃，平衡时CO 体积百分含量最高的原因：_______。
【答案】(1) 四 6 (2)d (3)Fe + 2Fe3+ =3Fe2+
（4）3Fe2++4H++1NO3
-=3Fe3++1NO↑+2H2O 1.5NA
取样，加入少量酸性KMnO4 溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有
(5)K=
(6)C+H2O
CO+H2
(7)温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO 百分含量
在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移
动，CO 百分含量在不断降低，所以570℃时，CO 百分含量最高
【解析】（1）Fe 为26 号元素，核外电子排布为：
，铁位于第四周期VIII 族，铁原子
核外3d 轨道上共填充了6 个电子，故答案为：四；6；
（2）磁铁的主要成分为四氧化三铁，故答案为：d；
（3）FeSO4 具有较强还原性，配制其溶液时需加入适量铁粉，可将氧化后三价铁还原为二价铁，从而防止
FeSO4 氧化，发生的离子反应为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+，故答案为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+；
（4）1mol Fe2+被氧化为Fe3+失去1mol 电子，1mol NO3
-被还原为NO 得3mol 电子，根据得失电子守恒得到
反应方程式：3Fe2++4H++1NO3
-=3Fe3++1NO↑+2H2O；由反应可知每生成1molNO 转移3mol 电子，则生成
0.5molNO 气体，转移的电子数为1.5NA；检验反应后溶液中是否存在亚铁离子，可利用其还原性，用高锰
酸钾溶液检验，具体的操作为：取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果
显紫红色，说明不含有；故答案为：3Fe2++4H++1NO3
-=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性
KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；
（5）由图可知反应III 为C 与二氧化碳反应生成CO，反应方程式为：C(s)+CO2(g)⇌ 2CO(g)，平衡常数表达
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式K=
，故答案为：K=
；
（6）由图可知总反应为C 与水高温生成CO 和氢气，反应为：C+H2O
CO+H2，故答案为：C+H2O
CO+H2；
（7）温度较低时发生反应②，由题意可知反应②为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO 的百分
含量不断增大；当温度较高时发生反应①，反应①为吸热反应，随温度升高，反应正向移动，CO 的百分含
量又降低，故答案为：温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆
向移动，CO 百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度
的升高，反应正向移动，CO 百分含量在不断降低，所以570℃时，CO 百分含量最高。
12.（2023·重庆九龙坡·统考二模）草酸及其盐在化工生产中具有重要价值，某实验小组做以下实验。
.
Ⅰ制取草酸
反应原理：
(葡萄糖)
(浓)
，装置如图(加热和
夹持装置略)。
(1)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为____________，装置B 的作用是___________。
(2)检查图1 装置气密性的方法是_____________________________________。在图1 的装置B、C 之间添加
装置D，可在D 中得到
，通入气体X 是_______。
.
Ⅱ三草酸合铁(
)
Ⅲ酸钾晶体的制取及组成测定
已知：三草酸合铁酸钾晶体
呈绿色，可落于水，难溶于乙醇，见光易分解。
(一)制取晶体
步骤1：向盛有3.000g 黄色晶体
的烧杯中，加入
溶液，加热至40℃左右，缓慢
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滴入过量的
，一段时间后，出现红褐色沉淀。
步骤2：加热至沸腾，分两次缓慢加入8～9mL
溶液，至沉淀溶解，得翠绿色溶液。加热浓缩、加
入无水乙醇、结晶，抽滤干燥得7.860g 三草酸合铁酸钾晶体。
(3)完成该过程的化学方程式并配平：_______。
_______FeC2O4·2H2O _______＋_______＋_______
_______2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
(4)步骤1 中，生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物，该化合物为_______(填化学式)，步骤2 加入无水
乙醇的目的是_______。
(5)实验小组完成实验后发现产率偏低，其主要原因可能是_______。
(二)测定组成
称取5.000g 所得的三草酸合铁酸钾晶体配制成250mL 溶液。取25.00mL 溶液，用0.1000mol/L 酸性KMnO4
溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液13.50mL。另取25.00mL 溶液，用SnCl2—TiCl3联合还原法，将还原为
Fe3+，再用0.1000mol/L 酸性KMnO4溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液15.50mL。
(6)第一次滴定终点时的现象为_______，通过上述实验，测定出该晶体中C2O4
2-与Fe3+的配位比
_______。
【答案】(1) 碘溶液 冷凝草酸，收集草酸
(2) 关闭分液漏斗活塞，将导管放入C 中，微热三口烧瓶，C 中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管
口有一段水柱，证明装置气密性良好 氧气
(3)2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4
2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
(4) Fe(OH)3 降低晶体的溶解度，有利于析出晶体，提高提高产率
(5)该产物在见光条件下分解，引起产率偏低；
(6) 当滴入最后半滴高锰酸钾溶液，溶液出现浅紫红色，且半分钟内不恢复，则为滴定终点 3.75：1
【解析】制取草酸的装置为三口烧瓶，分液漏斗中滴加浓硝酸和浓硫酸的混酸，温度计测量温度，球形冷
凝管冷凝回流，长玻璃管防倒吸，冷凝回收草酸在a 中，NaOH 溶液吸收尾气，防止污染空气；
（1）淀粉遇到碘单质变成蓝色，故加入碘溶液，若变蓝说明水解未完全，不变蓝，说明水解完全；故答
案为碘溶液；B 中有长玻璃管，作用时冷却草酸，收集草酸，故答案为冷凝草酸，收集草酸；
（2）关闭分液漏斗活塞，将导管放入C 中，微热三口烧瓶，C 中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管口
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有一段水柱，证明装置气密性良好，故答案为关闭分液漏斗活塞，将导管放入C 中，微热三口烧瓶，C 中
的导管口有气泡产生，撤走热源，导管口有一段水柱，证明装置气密性良好；反应生成NO，为了得到硝
酸需要通入氧化剂，所以通入的气体X 为氧气；
（3）根据加入试剂的顺序及试剂，配平时根据原子守恒可得到三草酸合铁酸钾晶体的系数为2，观察法原
子守恒，得到化学方程式为：2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4
2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
（4）步骤1 中，出现红褐色沉淀，所以该化合物为Fe(OH)3，三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 呈绿
色，可落于水，难溶于乙醇，步骤2 加入无水乙醇的目的是降低晶体的溶解度，有利于析出晶体，提高提
高产率；
（5）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 见光易分解，该实验在实验室环境中完成，所以该产物会见光
分解，引起产率偏低，故答案为：该产物在见光条件下分解，引起产率偏低；
（6）25.00mL 溶液中，C2O4
2-的物质的量为xmol，第一步使用高锰酸钾滴定时，将C2O4
2-氧化成二氧化碳，
标准液为高锰酸钾溶液，故滴定终点的现象为：当滴入最后半滴高锰酸钾溶液，溶液出现浅紫红色，且半
分钟内不恢复，则为滴定终点；第二步用高锰酸钾将还原为亚铁离子的氧化为铁离子，同时将C2O4
2-氧化成
二氧化碳，设Fe3+的物质的量为ymol，
，
。
13.（2023·上海·高三专题练习）铁、铜及其化合物是中学化学中常见化学物质，阅读材料回答问题：
(一)氯化铁是重要的化工原料，FeCl3·6H2O 的实验室制备流程图如下：
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(1)废铁屑表面往往含有油污，去除废铁屑表面的油污的方法是___________。操作①要用到的玻璃仪器有
玻璃棒、烧杯和___________。
(2)加入含有少量铜的废铁屑比加入纯铁屑反应更快，原因为___________。操作②涉及的过程为：加热浓
缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(3)检验FeCl3稀溶液中是否残留Fe2＋的试剂可以是___________。为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液
中加入纯Fe 粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为___________、___________。
(二)为测定CuSO4溶液的浓度，某同学设计了如下方案：
(4)判断SO4
2-沉淀完全的操作为___________。
(5)固体质量为w g，则c(CuSO4)=___________mol/L。若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得
c(CuSO4)___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1) 碱煮水洗 漏斗
(2) Fe、Cu 在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 冷却结晶
(3) K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液，合理即可) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(4)向上层清液中继续滴加BaCl2 溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全
(5)
偏低
【解析】（一）稀盐酸中加入含铜的废铁屑，铁转化为氯化亚铁，过滤除去铜，得到含氯化亚铁的滤液，
滤液通入足量氯气，得到氯化铁溶液，氯化铁溶液经蒸发浓缩，冷却结晶等操作得到氯化铁晶体，或者氯
化铁溶液加入纯铁粉，然后通入氯气，得到浓的氯化铁溶液，再制取氯化铁晶体，据此分析解答。
（二）25.00mL 硫酸铜溶液加入足量的CuSO4溶液，生成硫酸钡沉淀，过滤得到硫酸钡固体，经洗涤、干
燥、称重得到wg 硫酸钡，根据硫酸根离子守恒计算硫酸铜含量。
（1）废铁屑表面往往含有油污，可以加入碱液去除，则去除废铁屑表面的油污的方法是碱煮水洗。操作
①为过滤，要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗；
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（2）加入含有少量铜的废铁屑可以构成Cu-Fe 盐酸原电池，故比加入纯铁屑反应更快，原因为Fe、Cu 在
稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。操作②为由溶液制取晶体，涉及的过程为：加热浓缩、冷却结晶、
过滤、洗涤、干燥。
（3）亚铁离子遇到铁氰化钾溶液（或使酸性高锰酸钾溶液褪色）生成蓝色沉淀，则检验FeCl3 稀溶液中是
否残留Fe2＋的试剂可以是K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4 溶液，合理即可)。为增大FeCl3溶液的浓度，向稀
FeCl3溶液中加入纯Fe 粉后通入Cl2，主要反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（4）结合钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，判断SO4
2-沉淀完全的操作为向上层清液中继续滴加BaCl2
溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全；
（5）根据硫酸根离子守恒，n（CuSO4）=n（BaSO4），固体质量为w g，则mol/L。若步骤①从烧杯中转
移沉淀时未洗涤烧杯，导致沉淀损失，硫酸钡质量减少，则测得c(CuSO4)偏低。
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