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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
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
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)
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
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
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
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
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
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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
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＋
9．(2023·西安模拟)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
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＋
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；
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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。
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。
【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
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
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
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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
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
D．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
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
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
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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：
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
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：
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：
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+
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
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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。
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：_______。
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。
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.
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
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
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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
_______。
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：
(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”)。
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