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中小學教育資源及組卷應用平臺
第11講　鐵及其化合物
【備考目標】　1.了解鐵的主要性質及其應用。了解鐵的重要化合物及其應用。2.掌握鐵及其重要化合物的制備方法。
考點1　鐵及其氧化物
1．鐵的位置和物理性質
鐵是銀白 色金屬，具有金屬的通性，含量在地殼中居第四 位，在元素周期表中的位置是第四 周期第Ⅷ族。
2．鐵的化學性質
鐵元素性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。
(1)Fe與Cl2、S反應的化學方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3 ；Fe＋SFeS 。
(2)Fe與水蒸氣反應的化學方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 。
(3)Fe與氧化性酸(如HNO3)反應的離子方程式：
Fe與過量稀HNO3的反應：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 。
Fe與少量稀HNO3的反應：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 。
(4)Fe與FeCl3溶液反應的離子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 。
【提醒】　①Fe與Cl2反應無論Cl2用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，鐵在純氧中燃燒的產物是Fe3O4。③鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時，表面會生成一層致密的氧化膜，阻止了內層的鐵繼續反應，化學上稱之為鈍化，屬于化學變化。
3．鐵的氧化物
(1)物理性質
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 － 鐵紅 磁性氧化鐵
顏色、狀態 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體(有磁性)
水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
鐵的化合價 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
(2)化學性質
①FeO、Fe2O3都屬于堿性氧化物，能溶于強酸。分別寫出它們溶于鹽酸的離子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 。
②鐵的氧化物還能被CO、Al還原，以氧化鐵為例寫出化學方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 、Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 。
【提醒】　①FeO、Fe3O4、Fe2O3與硝酸反應時均生成Fe3＋。②Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeO·Fe2O3，即有的鐵顯＋2價，的鐵顯＋3價。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)鐵的化學性質較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態存在(× )
(2)Fe分別與氯氣和鹽酸反應所得氯化物相同(× )
(3)Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發生置換反應(× )
(4)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(× )
(5)鐵在常溫下與濃硝酸反應比與稀硝酸反應劇烈(× )
(6)根據鐵與Cl2、S反應的條件及產物中鐵元素的化合價可以判斷氯元素和硫元素的非金屬性強弱(√ )
題組練習
一、鐵及其氧化物的性質與應用
1．鐵有＋2、＋3價兩種價態，單質鐵與______(填序號，下同)反應時只生成＋3價鐵；與______________反應時只生成＋2價鐵；與________反應時既能生成＋2價鐵也能生成＋3價鐵。
所選試劑：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤鹽酸　⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液
答案：①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③
2．(1)寫出Fe3O4溶于足量稀硝酸的離子方程式：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 。
(2)寫出Fe3O4溶于足量氫碘酸(HI)的離子方程式：Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 。
二、鐵的氧化物組成的確定
3．有一塊鐵的氧化物樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，則該樣品可能的化學式為(　　 )
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
解析：選D。根據2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的氧化物樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根據電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
4．一定質量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反應，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(標準狀況)。則該鐵的氧化物的化學式為____________。
解析：鐵的氧化物FexOy與足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反應，生成Fe(NO3)3，硝酸被還原生成NO，n(NO)＝＝0.1 mol，根據氮原子守恒可得，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L×4 mol·L－1，n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價為a，根據得失電子守恒可得，0.9 mol×(3－a)＝0.1 mol×(5－2)，解得a＝，由化合物中正、負化合價代數和為0可得x＝2y，x∶y＝3∶4，故該氧化物的化學式為Fe3O4。
答案：Fe3O4
【方法指導】　確定鐵的氧化物組成的方法
設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；
若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物質的量之比為1∶1，Fe3O4為任意值)。
考點2　鐵的氫氧化物
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、態 白色 固體 紅褐色 固體
與鹽酸反應 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O (離子方程式) Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制法 可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿溶液反應：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的關系 在空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是白色沉淀迅速變成灰綠 色，最后變成紅褐 色，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)在空氣中，白色的Fe(OH)2迅速轉變成灰綠色，最終變成紅褐色(√ )
(2)既可通過復分解反應，又可通過化合反應制取Fe(OH)3(√ )
(3)Fe(OH)3與HI溶液反應的離子方程式為Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O(× )
(4)制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵(× )
題組練習
氫氧化亞鐵的制備方法
1．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。
解析：因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出裝置中的氧氣或空氣。①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；③的原理為鐵作陽極產生Fe2＋，與電解水產生的OH－結合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；⑤中加苯阻止了空氣進入；④由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。
答案：①②③⑤
2．如下圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6 mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中燒瓶中應預先加入的藥品是________。A中反應的離子方程式是_______________________________________________________________。
(2)實驗開始時先將止水夾a________(填“打開”或“關閉”)。
(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程：______________________________________________。
(4)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發生的反應為
________________________________________________________________________。
解析：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，產生的H2將Fe2＋壓入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
答案：(1)鐵屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)打開
(3)待A裝置反應一段時間后關閉止水夾a，產生的H2將FeSO4溶液壓入B中進行反應
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【方法指導】　防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)將用于配制溶液的蒸餾水煮沸，驅除溶液中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。
(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaCl溶液，利用新產生的Fe2＋與OH－反應制取。
考點3　鐵鹽、亞鐵鹽的性質與檢驗
亞鐵鹽 Fe2＋的氧化性和還原性 含有Fe2＋的溶液呈淺綠 色，Fe2＋處于鐵的中間價態，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性 為主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表現為還原 性。①Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ；②FeCl2溶液與稀HNO3溶液反應的離子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
Fe2＋可發生水解反應 Fe(OH)2是弱堿，含Fe2＋的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量硫酸 抑制Fe2＋的水解，加少量鐵屑 防止Fe2＋被氧化
鐵鹽 氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，Fe3＋處于鐵的高價態，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現為氧化 性。①Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ ；②FeCl3溶液滴入淀粉 KI溶液，溶液變藍，離子方程式為2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋
易水解 Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中。①利用Fe3＋易水解的性質，實驗室可將飽和FeCl3溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式為FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl ；②利用Fe3＋易水解的性質，工業上常用調節pH的方法除去溶液中的鐵離子；③利用Fe3＋易水解的性質，實驗室配制氯化鐵溶液時，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度；④Fe3＋與HCO、[Al(OH)4]－、CO等水解呈堿性的離子不能大量共存
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)Fe2(SO4)3和KI溶液反應的離子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2(× )
(2)(NH4)2Fe(SO4)2溶液與過量NaOH溶液反應制Fe(OH)2的離子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(× )
(3)pH＝7的溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO(× )
(4)FeCl3溶液與KSCN溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓(× )
題組練習
一、Fe2＋和Fe3＋的檢驗
Fe2＋ 樣品溶液無明顯現象 溶液變紅 色，證明含有Fe2＋
樣品溶液產生白色絮狀沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最終變為紅褐色，證明含有Fe2＋
樣品溶液生成藍色沉淀 ，證明含有Fe2＋
Fe3＋ 樣品溶液溶液變紅色，證明含有Fe3＋
樣品溶液產生紅褐 色沉淀，證明有Fe3＋存在
含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液溶液變紅色，說明含有Fe3＋
混合溶液酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋
二、與Fe2＋、Fe3＋有關的除雜(括號內為雜質)
FeCl3溶液(FeCl2) 加入氯水或H2O2
FeCl2溶液(FeCl3) 加過量鐵粉后過濾
FeCl2溶液(CuCl2) 加過量鐵粉后過濾
Mg2＋(Fe3＋) 向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一種或幾種，與Fe3＋水解產生的H＋反應，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀而除去
Cu2＋(Fe3＋) 向混合溶液中加入CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3] ，與Fe3＋水解產生的H＋反應，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀 而除去
Mg2＋或Cu2＋(Fe2＋) 先加入氧化劑(如H2O2)，目的是將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋ ，然后再按上述方法除去溶液中的Fe3＋
三、鐵鹽和亞鐵鹽的性質
1．鐵及其化合物是中學化學中一類重要的物質。下列關于鐵元素的敘述正確的是(　　 )
A．采用將FeCl3溶液直接蒸干的方法制備FeCl3固體
B．保存FeCl2溶液時常常加一些鐵粉，目的是抑制Fe2＋水解
C．25 ℃時，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
D．向FeSO4溶液中加入H2O2溶液時，Fe2＋表現還原性
解析：選D。加熱促進Fe3＋的水解，且生成的鹽酸易揮發，采用將FeCl3溶液直接蒸干的方法不能制備FeCl3固體，故A錯誤；亞鐵離子易被氧化為鐵離子，保存FeCl2溶液時常常加一些鐵粉，目的是防止Fe2＋被氧化，故B錯誤；pH＝0的溶液顯酸性，H＋、NO、Fe2＋發生氧化還原反應不能共存，故C錯誤；亞鐵離子可被過氧化氫氧化，發生反應：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表現還原性，故D正確。
2．向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，溶液迅速變黃，稍后產生氣體；再加入KSCN溶液，溶液變紅，一段時間后，溶液顏色明顯變淺。依據實驗現象，下列分析不正確的是(　　 )
A．產生氣體的原因是FeSO4將H2O2還原生成了O2
B．溶液先變紅后又明顯變淺，是由反應速率不同導致的
C．溶液顏色變淺，可能是過量的H2O2氧化了KSCN
D．H2O2溶液與FeSO4溶液反應生成Fe3＋的證據是“溶液迅速變黃”和“溶液變紅”
解析：選A。產生氣體的原因是生成的鐵離子催化過氧化氫分解生成氧氣，A錯誤。
四、Fe2＋和Fe3＋的性質探究
3．某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。回答下列問題：
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_______________________________________________________________。
(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_______________________________________________________。
(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是__________________________________________________。
(4)丙組同學取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：
①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀；
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。
實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為________。
(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為__________________________________________________________________；
一段時間后，溶液中有氣泡出現，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是________________________________，生成沉淀的原因是_______________________________(用平衡移動原理解釋)。
解析：(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。(4)根據Fe2＋的檢驗方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成藍色沉淀，一定含有Fe2＋，則實驗②檢驗的離子是Fe2＋；Fe3＋遇KSCN溶液顯紅色，實驗①和③說明，在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應為可逆反應。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化　(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3)隔絕空氣(或排除氧氣對實驗的影響)　(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反應　(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解產生O2　H2O2的分解反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動
高考真題
1．(2023·浙江6月選考)氯化鐵是一種重要的鹽，下列說法不正確的是(　　)
A．氯化鐵屬于弱電解質 B．氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板
C．氯化鐵可由鐵與氯氣反應制得 D．氯化鐵溶液可制備氫氧化鐵膠體
解析：選A。氯化鐵在水溶液中能完全電離，屬于強電解質，故A錯誤；氯化鐵溶液可以和銅反應生成氯化亞鐵和氯化銅，氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板，故B正確；鐵與氯氣加熱生成氯化鐵，氯化鐵可由鐵與氯氣反應制得，故C正確；向沸水中加入飽和氯化鐵溶液制備氫氧化鐵膠體，離子方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋，故D正確。
2．下列敘述不正確的是(　　 )
A．(2022·浙江6月選考)濃硝酸與鐵在常溫下不反應，所以可用鐵質容器貯運濃硝酸
B．(2022·廣東高考)工人將模具干燥后再注入熔融鋼水，是因為鐵與H2O高溫下會反應
C．(2019·天津高考)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業廢氣中的Cl2
D．(2020·浙江1月選考)鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O
解析：選A。鐵在常溫下遇到濃硝酸發生鈍化，鈍化屬于化學反應。
3．(2023·海南高考)某小組開展“木耳中鐵元素的檢測”活動。檢測方案的主要步驟有：粉碎、稱量、灰化、氧化、稀釋、過濾、滴定等。回答問題：
(1)實驗方案中出現的圖標和，前者提示實驗中會用到溫度較高的設備，后者要求實驗者__________(填防護措施)。
(2)灰化：干燥樣品應裝入__________中(填字母)，置高溫爐內，控制爐溫850 ℃，在充足空氣氣氛中燃燒成灰渣。
a．不銹鋼培養皿 b．玻璃燒杯 c．石英坩堝
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至沒有氣泡產生。灰化容器中出現的紅棕色氣體主要成分是____________(填化學式)，因而本實驗應在實驗室的____________中進行(填設施名稱)。若將漏斗直接置于容量瓶上過濾收集濾液(如圖所示)，存在安全風險，原因是___________________________________________________。
(4)測定鐵含量基本流程：將濾液在200 mL容量瓶中定容，移取25.00 mL，驅盡NO并將Fe3＋全部還原為Fe2＋。用5 mL微量滴定管盛裝K2Cr2O7標準溶液進行滴定。
①選用微量滴定管的原因是______________________________________________________。
②三次平行測定的數據如下表。針對該滴定數據，應采取的措施是________________。
序號 1 2 3
標準溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725
③本實驗中，使測定結果偏小的是__________(填字母)。
a．樣品未完全干燥 b．微量滴定管未用標準溶液潤洗 c．灰渣中有少量炭黑
解析：(1)標識提醒實驗者需佩戴護目鏡。
(2)高溫灼燒固體物質需在石英坩堝中進行。
(3)滴加32%的硝酸，灰化容器中出現的紅棕色氣體主要成分是NO2，由于NO2有毒，需在通風櫥中進行實驗；將漏斗直接置于容量瓶上過濾收集濾液，儀器不穩，易傾倒。
(4)①木耳中鐵含量較少，選用微量滴定管使實驗微型化，滴定更準確，節約試劑。②三次平行滴定中，第二次數據偏差較大，應舍去。③鐵元素的含量＝×100%，樣品未完全干燥，使測定結果偏低，故選a；微量滴定管未用標準溶液潤洗，標準溶液被稀釋，使測定結果偏高，故不選b；灰渣中有少量炭黑，對測定結果無影響，故不選c。
答案：(1)佩戴護目鏡(2)c　(3)NO2　通風櫥　儀器不穩，易傾倒
(4)①使實驗微型化，滴定更準確，節約試劑　②舍去第二次數據　③a
鞏固練習
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．春秋初年，我國已掌握了冶鐵技術。下列有關鐵的化學反應的敘述正確的是(　　 )
A．室溫下，過量Fe與濃硝酸反應生成Fe(NO3)2 B．加熱時，過量Fe與氯氣反應生成FeCl2
C．高溫下，鐵與水蒸氣反應有Fe3O4生成 D．高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末反應生成單質鋁
解析：選C。室溫下，Fe在濃硝酸中鈍化，無法持續反應，A錯誤；氯氣氧化性較強，無論Fe是否過量，與氯氣加熱反應都只生成FeCl3，B錯誤；高溫條件下，Fe與水蒸氣反應得到Fe3O4和H2，C正確；Fe的活動性不如Al，不能從氧化鋁中置換出Al單質，D錯誤。
2．(人教必修第一冊P77T4)下列離子方程式中，正確的是(　　)
A．鐵與鹽酸反應：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯氣與氯化亞鐵溶液反應：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化鐵溶液與鐵反應：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
解析：選D。A錯誤，Fe與鹽酸反應應該為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。B錯誤，Cl2與FeCl2反應為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。C錯誤，FeCl3和Fe反應為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
3．(2023·河北保定模擬)月球土壤中富含鐵元素，主要以鐵單質和亞鐵離子的形式存在，但嫦娥五號取回的微隕石撞擊處的月壤樣品中存在大量的三價鐵，有可能是以下哪個原因造成的(　　 )
A．4FeO―→Fe＋Fe3O4 B．Fe3O4―→Fe2O3＋FeO C．4FeO＋O2―→2Fe2O3 D．Fe2O3＋FeO―→Fe3O4
解析：選A。月球表面的鐵元素以鐵單質和亞鐵離子形式存在，FeO中Fe為＋2價，FeO可能反應生成Fe和Fe3O4，Fe3O4中含有三價鐵，A正確； Fe3O4分解生成Fe2O3和FeO，雖然Fe2O3中含有三價鐵，但是四氧化三鐵中含有較多三價鐵，無法體現月球表面的鐵元素主要以鐵單質和亞鐵離子的形式存在，B錯誤；月球表面沒有氧氣，FeO無法被氧化生成Fe2O3，C錯誤；月球表面鐵元素主要以鐵單質和亞鐵離子的形式存在，Fe2O3中Fe為＋3價，D錯誤。
4．實驗過程中不可能產生Fe(OH)3的是(　　 )
A．蒸發FeCl3溶液 B．向FeCl3溶液中滴入氨水
C．將水蒸氣通過灼熱的鐵 D．向FeCl2溶液中滴入NaOH溶液
解析：選C。蒸發FeCl3溶液，鐵離子水解生成氫氧化鐵，故A不符合題意；向FeCl3溶液中滴入氨水生成氫氧化鐵和氯化銨，故B不符合題意；將水蒸氣通過灼熱的鐵生成四氧化三鐵和氫氣，故C符合題意；向FeCl2溶液中滴入NaOH溶液生成氫氧化亞鐵和氯化鈉，氫氧化亞鐵遇到氧氣被氧化成氫氧化鐵，故D不符合題意。
5．(2023·廣東汕頭期末)“鐵肥”(主要含FeSO4·7H2O)常用于解決植物葉面變黃問題，通過溶于水配制成溶液噴施在葉面上。下列有關“鐵肥”的說法錯誤的是(　　 )
A．“鐵肥”易因保存不當被空氣氧化變質 B．可用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗“鐵肥”中的Fe2＋
C．為保證“鐵肥”的效果，可向配制后的溶液中加入少量鐵粉
D．可用KSCN溶液檢驗“鐵肥”是否完全失效
解析：選D。FeSO4·7H2O中Fe2＋具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化而變質，A正確；K3[Fe(CN)6]溶液與Fe2＋反應生成藍色沉淀，可用來檢驗Fe2＋，B正確；加入少量鐵粉可與Fe3＋反應生成Fe2＋，向配制后的溶液中加入少量鐵粉可防止亞鐵離子被氧化，C正確； KSCN溶液可與Fe3＋反應生成紅色配合物，可檢驗Fe3＋的存在，還需要檢驗Fe2＋不存在才能證明“鐵肥”完全失效，D錯誤。
6．下列除雜的操作不正確的是(　　 )
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反應后過濾
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應后過濾
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應后過濾
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應后過濾
解析：選C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl，加入MgO與H＋反應，上述平衡右移，使Fe3＋轉化成Fe(OH)3沉淀而除去，A正確；加入過量鐵粉，FeCl3與Fe反應生成FeCl2而達到除雜的目的，B正確；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均轉化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，C錯誤；先用H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO與H＋反應將Fe3＋轉化成Fe(OH)3沉淀而除去，D正確。
7．(2023·廣東名校模擬)某實驗小組設計如下實驗探究Fe(OH)2的制備，下列有關分析不合理的是(　　 )
實驗 操作 現象
Ⅰ 將一塊FeSO4晶體浸入30 mL蒸餾水中 一分鐘后，晶塊表面仍為淺綠色，溶液呈更淺的綠色
Ⅱ 將另一塊FeSO4晶體浸入30 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中 一分鐘后，晶塊表面變白；撈出晶塊露置在空氣中，晶塊表面逐漸變為紅褐色
Ⅲ 將10 mL 1.5 mol·L－1 FeSO4溶液與20 mL 1.5 mol·L－1 NaOH溶液混合 立即出現大量灰綠色渾濁，一分鐘后，液面附近出現紅褐色渾濁
A.實驗Ⅰ起對照作用，排除FeSO4晶體自身在水中的顏色變化
B．實驗Ⅱ晶塊表面長時間保持白色，與Fe(OH)2難溶、未分散于水有關
C．撈出晶塊后發生了反應：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．實驗Ⅲ溶液中氧氣含量明顯多于實驗Ⅱ中
解析：選D。實驗Ⅰ中，晶塊表面為淺綠色，起對照作用，目的是排除實驗Ⅱ中晶塊表面變白，不是因為FeSO4晶體自身在水中的顏色變化引起的，A合理；Fe(OH)2具有較強的還原性，易被溶液中溶解的氧氣氧化，因此實驗Ⅱ晶塊表面之所以能長時間保持白色，與Fe(OH)2難溶、未分散于水有關，B合理；Fe(OH)2具有較強的還原性，易被氧氣氧化，撈出晶塊后發生的反應為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，C合理；根據控制單一變量的原則，實驗Ⅱ和Ⅲ反應條件不一樣(實驗Ⅱ為FeSO4晶體，而實驗Ⅲ為FeSO4溶液)，單從實驗結果，無法得出實驗Ⅲ溶液中氧氣含量明顯多于實驗Ⅱ的結論，D不合理。
8．(2023·湖南名校聯考)某校化學興趣小組同學發現實驗室保存的FeSO4溶液極易變質，興趣小組的同學設計如下的裝置保存FeSO4溶液。下列說法正確的是(　　 )
A．試劑瓶中的固體是FeSO4晶體
B．加入稀硫酸增大溶液中c(H＋)，防止Fe2＋被氧化
C．氣球的作用是平衡壓強和形成保護氣，防止Fe2＋被氧化
D．利用上述裝置保存Fe(NO3)2溶液，應將稀硫酸換成稀硝酸
解析：選C。固體應為鐵粉，還原被氧化的三價鐵離子，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，A錯誤；增大氫離子濃度，抑制鐵離子水解，B錯誤；氣體起到隔絕空氣的作用，平衡體系壓強，C正確； HNO3能與Fe2＋反應，3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，D錯誤。
9．(2023·廣東惠州模擬)檢驗黑木耳中鐵離子的步驟為：灼燒黑木耳→加酸溶解→過濾→取濾液檢驗，所選擇的裝置(夾持裝置已略去)或操作不正確的是(　　 )
解析：選D。在坩堝中灼燒黑木耳，A正確；加酸后攪拌加快溶解，B正確；過濾將不溶于水的物質除去，得濾液，C正確；檢驗鐵離子時膠頭滴管不能插入試管內，D錯誤。
10．(2023·河南鄭州模擬)為探究鐵及其化合物的性質，某化學興趣小組利用鐵與水蒸氣反應所得的固體進行了實驗，先用過量鹽酸溶解，并分成4份，繼續如下實驗：
實驗 操作與現象
① 加入高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去
② 加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀
③ 加入KSCN溶液，無明顯現象
④ 加入NaOH溶液，生成的白色沉淀逐漸變為灰綠色，最后變為紅褐色
依據上述實驗現象，下列結論合理的是(　　 )
A．實驗①說明溶液中一定含有Fe2＋
B．實驗③說明該固體中不含三價鐵
C．實驗②③說明反應后的固體中有鐵粉剩余
D．實驗④中灰綠色的沉淀是Fe(OH)3
解析：選C。高錳酸鉀溶液會與鹽酸發生氧化還原反應而褪色，A錯誤；實驗③說明溶液中不含Fe3＋，但不能說明固體中沒有三價鐵，也可能溶于鹽酸時，過量的鐵單質把三價鐵還原了，B錯誤；實驗②說明溶液中含有Fe2＋，實驗③說明溶液中不含Fe3＋，而鐵與水蒸氣能生成三價鐵，所以可以推知反應后的固體中有鐵粉剩余，C正確；灰綠色的沉淀是Fe(OH)2轉化為Fe(OH)3的中間過程，D錯誤。
二、非選擇題(共2題，共25分)
11．(12分)已知鐵粉與水蒸氣在不同溫度下反應，所得黑色固體產物的成分不同，某化學小組的同學為測定該固體產物的組成，稱取168 mg純鐵粉，按下列步驟進行實驗：
①如圖所示連接好裝置，檢查氣密性，裝入藥品；
②打開K，加熱某裝置，一段時間后，再加熱另一裝置；
③反應完成后，關閉K，停止加熱，冷卻后讀取收集到的氣體的體積。
回答下列問題：
(1)實驗中先點燃________(填字母)處的酒精燈，該操作在將D中的導管伸入量筒中準備收集氣體之________(填“前”或“后”)。(2分)
(2)下列實驗操作的目的是：
①將鐵粉和石棉絨混合均勻：___________________________________________________；(2分)
②關閉K： ________________________________________________________。(2分)
(3)判斷鐵粉與水蒸氣反應已經完成的現象是_______________________________________________。(2分)
(4)有同學認為用D裝置測量氣體的體積時，伸入量筒中的導管應適當加長，該同學的理由是________________________________________________________________________。(2分)
(5)用改進后的正確裝置進行實驗，收集到氣體的體積為67.2 mL(已換算成標準狀況)，則固體產物的組成為________。(2分)
解析：(1)裝置中的空氣與Fe會發生反應，影響實驗測定，因此要先加熱A處的酒精燈，用水蒸氣排出裝置內的空氣，以防鐵粉受熱后與空氣反應；因反應后裝置內會留有H2，必須將裝置內的氣體全部收集到量筒中，否則所測氣體的體積將偏小，故加熱A前要先把D處收集裝置安裝好，即點燃A處酒精燈在將D中的導管伸入量筒中準備收集氣體之后進行。(2)②反應完成后，關閉K，停止加熱，冷卻后讀取收集到的氣體的體積，關閉K的目的是防止冷卻時，裝置內的壓強下降過快將空氣吸入裝置，影響H2體積的測定。(3)鐵粉與水蒸氣反應生成黑色產物，與鐵粉的顏色不易區分，只能根據不再產生氣體，即氣體的體積不再發生變化作為反應完成的標志。(4)反應是在加熱時進行的，產生的氫氣在溫度高時體積大，當溫度降低時體積減小，若導管太短，冷卻時，氣體不能回流，導致氣體體積偏大；但是若導管太長，導管就不易插入量筒中，反應結束時導管也不易從量筒中取出。(5)n(Fe)＝＝0.003 mol，n(H2)＝＝0.003 mol，n(Fe)∶n(H2)＝1∶1，所以根據得失電子守恒、元素守恒，可得反應的化學方程式為Fe＋H2O(g)FeO＋H2，則所得固體化學式為FeO。
答案：(1)A　后　(2)①增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積，以便充分反應　②防止冷卻時，裝置內的壓強下降過快將空氣吸入裝置，影響H2體積的測定　(3)量筒內液面不再發生變化　(4)若導管太短，冷卻時，氣體不能回流，導致氣體體積偏大；若導管太長，導管不易插入量筒中，也不易從量筒中取出　(5)FeO
12．(13分)(2023·福建福州模擬)工業上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fe2O3)，具體生產流程如下：
回答下列問題：
(1)為提高酸浸的效率，可采取的措施有______________________(任寫一種)。(2分)
(2)實驗室實現“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有__________、玻璃棒和燒杯等，該步驟是為了除去______________(填相關物質的化學式)。(3分)
(3)檢驗步驟Ⅲ已經進行完全，可用的試劑是__________________________。(2分)
(4)步驟Ⅴ的反應溫度一般需控制在35 ℃以下，其目的是__________________________________________；
該步驟中反應生成FeCO3的同時有氣泡產生，該反應的離子方程式為
________________________________________________________________________。(6分)
解析：硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，過濾后得到的濾渣為二氧化硅，濾液中加入過量鐵粉，生成硫酸亞鐵溶液，調節pH后過濾，加入碳酸氫銨溶液，可生成碳酸亞鐵固體，經洗滌、干燥，在空氣中灼燒時發生分解，且與空氣中的氧氣發生氧化還原反應，可生成氧化鐵。
(1)為提高酸浸的效率，可采取的措施有升高溫度(或攪拌、粉碎燒渣、適當增大硫酸的濃度)。
(2)步驟Ⅱ為過濾，過濾操作所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯等，硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)，酸溶過程中Fe3O4、Fe2O3、FeO都可以溶解，二氧化硅是酸性氧化物，不和硫酸反應，所以不溶物為SiO2。
(3)步驟Ⅲ是將鐵離子還原成亞鐵離子，檢驗步驟Ⅲ已經進行完全，即溶液中沒有鐵離子，可以用KSCN溶液。
(4)步驟Ⅴ是加入碳酸氫銨產生碳酸亞鐵，溫度過高碳酸氫銨容易分解，所以溫度一般需控制在35 ℃以下，步驟中反應生成FeCO3的同時有氣泡產生，該反應的離子方程式為2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：(1)升高溫度(或攪拌、粉碎燒渣、適當增大硫酸的濃度)
(2)漏斗　SiO2
(3)KSCN溶液
(4)防止NH4HCO3分解　2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
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第11講　鐵及其化合物
【備考目標】　1.了解鐵的主要性質及其應用。了解鐵的重要化合物及其應用。2.掌握鐵及其重要化合物的制備方法。
考點1　鐵及其氧化物
1．鐵的位置和物理性質
鐵是 色金屬，具有金屬的通性，含量在地殼中居第 位，在元素周期表中的位置是第 周期第族。
2．鐵的化學性質
鐵元素性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。
(1)Fe與Cl2、S反應的化學方程式： ； 。
(2)Fe與水蒸氣反應的化學方程式： 。
(3)Fe與氧化性酸(如HNO3)反應的離子方程式：
Fe與過量稀HNO3的反應： 。
Fe與少量稀HNO3的反應： 。
(4)Fe與FeCl3溶液反應的離子方程式： 。
【提醒】　①Fe與Cl2反應無論Cl2用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，鐵在純氧中燃燒的產物是Fe3O4。③鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時，表面會生成一層致密的氧化膜，阻止了內層的鐵繼續反應，化學上稱之為鈍化，屬于化學變化。
3．鐵的氧化物
(1)物理性質
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 － 鐵紅 磁性氧化鐵
顏色、狀態 粉末 粉末 晶體(有磁性)
水溶性
鐵的化合價
(2)化學性質
①FeO、Fe2O3都屬于堿性氧化物，能溶于強酸。分別寫出它們溶于鹽酸的離子方程式： ， 。
②鐵的氧化物還能被CO、Al還原，以氧化鐵為例寫出化學方程式： 、 。
【提醒】　①FeO、Fe3O4、Fe2O3與硝酸反應時均生成Fe3＋。②Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeO·Fe2O3，即有的鐵顯＋2價，的鐵顯＋3價。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)鐵的化學性質較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態存在( )
(2)Fe分別與氯氣和鹽酸反應所得氯化物相同( )
(3)Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發生置換反應( )
(4)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2( )
(5)鐵在常溫下與濃硝酸反應比與稀硝酸反應劇烈( )
(6)根據鐵與Cl2、S反應的條件及產物中鐵元素的化合價可以判斷氯元素和硫元素的非金屬性強弱( )
題組練習
一、鐵及其氧化物的性質與應用
1．鐵有＋2、＋3價兩種價態，單質鐵與______(填序號，下同)反應時只生成＋3價鐵；與______________反應時只生成＋2價鐵；與________反應時既能生成＋2價鐵也能生成＋3價鐵。
所選試劑：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤鹽酸　⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液
2．(1)寫出Fe3O4溶于足量稀硝酸的離子方程式： 。
(2)寫出Fe3O4溶于足量氫碘酸(HI)的離子方程式： 。
二、鐵的氧化物組成的確定
3．有一塊鐵的氧化物樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，則該樣品可能的化學式為(　　 )
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
4．一定質量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反應，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(標準狀況)。則該鐵的氧化物的化學式為____________。
【方法指導】　確定鐵的氧化物組成的方法
設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；
若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物質的量之比為1∶1，Fe3O4為任意值)。
考點2　鐵的氫氧化物
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、態 固體 固體
與鹽酸反應 (離子方程式) Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱分解 － ；
制法 可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿溶液反應：
二者的關系 在空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是白色沉淀迅速變成 色，最后變成 色，化學方程式為
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)在空氣中，白色的Fe(OH)2迅速轉變成灰綠色，最終變成紅褐色( )
(2)既可通過復分解反應，又可通過化合反應制取Fe(OH)3( )
(3)Fe(OH)3與HI溶液反應的離子方程式為Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O( )
(4)制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵( )
題組練習
氫氧化亞鐵的制備方法
1．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。
2．如下圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6 mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中燒瓶中應預先加入的藥品是________。A中反應的離子方程式是
________________________________________________________________________。
(2)實驗開始時先將止水夾a________(填“打開”或“關閉”)。
(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程：______________________________________________。
(4)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發生的反應為
________________________________________________________________________。
【方法指導】　防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)將用于配制溶液的蒸餾水煮沸，驅除溶液中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。
(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaCl溶液，利用新產生的Fe2＋與OH－反應制取。
考點3　鐵鹽、亞鐵鹽的性質與檢驗
亞鐵鹽 Fe2＋的氧化性和還原性 含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋處于鐵的中間價態，既有氧化性，又有還原性，其中以 為主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表現為 性。①Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式： ；②FeCl2溶液與稀HNO3溶液反應的離子方程式： ；
Fe2＋可發生水解反應 Fe(OH)2是弱堿，含Fe2＋的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化
鐵鹽 氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，Fe3＋處于鐵的高價態，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現為 性。①Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應的離子方程式為 ；②FeCl3溶液滴入淀粉 KI溶液，溶液變藍，離子方程式為 ；
易水解 Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中。①利用Fe3＋易水解的性質，實驗室可將飽和FeCl3溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式為 ；②利用Fe3＋易水解的性質，工業上常用調節pH的方法除去溶液中的鐵離子；③利用Fe3＋易水解的性質，實驗室配制氯化鐵溶液時，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度；④Fe3＋與HCO、[Al(OH)4]－、CO等水解呈堿性的離子不能大量共存
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)Fe2(SO4)3和KI溶液反應的離子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2( )
(2)(NH4)2Fe(SO4)2溶液與過量NaOH溶液反應制Fe(OH)2的離子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓( )
(3)pH＝7的溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO( )
(4)FeCl3溶液與KSCN溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓( )
題組練習
一、Fe2＋和Fe3＋的檢驗
Fe2＋ 樣品溶液 溶液變 色，證明含有Fe2＋
樣品溶液產生白色絮狀沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最終變為紅褐色，證明含有Fe2＋
樣品溶液生成 ，證明含有Fe2＋
Fe3＋ 樣品溶液溶液變紅色，證明含有Fe3＋
樣品溶液產生 色沉淀，證明有Fe3＋存在
含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液溶液變紅色，說明含有 ；
混合溶液酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有 ；
二、與Fe2＋、Fe3＋有關的除雜(括號內為雜質)
FeCl3溶液(FeCl2) 加入氯水或H2O2
FeCl2溶液(FeCl3) 加過量鐵粉后過濾
FeCl2溶液(CuCl2) 加過量鐵粉后過濾
Mg2＋(Fe3＋) 向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一種或幾種，與Fe3＋水解產生的H＋反應，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀而除去
Cu2＋(Fe3＋) 向混合溶液中加入 ，與Fe3＋水解產生的H＋反應，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉化為 而除去
Mg2＋或Cu2＋(Fe2＋) 先加入氧化劑(如H2O2)，目的是 ，然后再按上述方法除去溶液中的Fe3＋
三、鐵鹽和亞鐵鹽的性質
1．鐵及其化合物是中學化學中一類重要的物質。下列關于鐵元素的敘述正確的是(　　 )
A．采用將FeCl3溶液直接蒸干的方法制備FeCl3固體
B．保存FeCl2溶液時常常加一些鐵粉，目的是抑制Fe2＋水解
C．25 ℃時，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
D．向FeSO4溶液中加入H2O2溶液時，Fe2＋表現還原性
2．向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，溶液迅速變黃，稍后產生氣體；再加入KSCN溶液，溶液變紅，一段時間后，溶液顏色明顯變淺。依據實驗現象，下列分析不正確的是(　　 )
A．產生氣體的原因是FeSO4將H2O2還原生成了O2
B．溶液先變紅后又明顯變淺，是由反應速率不同導致的
C．溶液顏色變淺，可能是過量的H2O2氧化了KSCN
D．H2O2溶液與FeSO4溶液反應生成Fe3＋的證據是“溶液迅速變黃”和“溶液變紅”
四、Fe2＋和Fe3＋的性質探究
3．某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。回答下列問題：
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_______________________________________________________________。
(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為__________________________________。
(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是__________________________________________________。
(4)丙組同學取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：
①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀；
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。
實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為________。
(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為__________________________________________________________________；
一段時間后，溶液中有氣泡出現，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是________________________________，生成沉淀的原因是_______________________________(用平衡移動原理解釋)。
高考真題
1．(2023·浙江6月選考)氯化鐵是一種重要的鹽，下列說法不正確的是(　　)
A．氯化鐵屬于弱電解質 B．氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板
C．氯化鐵可由鐵與氯氣反應制得 D．氯化鐵溶液可制備氫氧化鐵膠體
2．下列敘述不正確的是(　　 )
A．(2022·浙江6月選考)濃硝酸與鐵在常溫下不反應，所以可用鐵質容器貯運濃硝酸
B．(2022·廣東高考)工人將模具干燥后再注入熔融鋼水，是因為鐵與H2O高溫下會反應
C．(2019·天津高考)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業廢氣中的Cl2
D．(2020·浙江1月選考)鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O
3．(2023·海南高考)某小組開展“木耳中鐵元素的檢測”活動。檢測方案的主要步驟有：粉碎、稱量、灰化、氧化、稀釋、過濾、滴定等。回答問題：
(1)實驗方案中出現的圖標和，前者提示實驗中會用到溫度較高的設備，后者要求實驗者__________(填防護措施)。
(2)灰化：干燥樣品應裝入__________中(填字母)，置高溫爐內，控制爐溫850 ℃，在充足空氣氣氛中燃燒成灰渣。
a．不銹鋼培養皿 b．玻璃燒杯 c．石英坩堝
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至沒有氣泡產生。灰化容器中出現的紅棕色氣體主要成分是____________(填化學式)，因而本實驗應在實驗室的____________中進行(填設施名稱)。若將漏斗直接置于容量瓶上過濾收集濾液(如圖所示)，存在安全風險，原因是___________________________________________________。
(4)測定鐵含量基本流程：將濾液在200 mL容量瓶中定容，移取25.00 mL，驅盡NO并將Fe3＋全部還原為Fe2＋。用5 mL微量滴定管盛裝K2Cr2O7標準溶液進行滴定。
①選用微量滴定管的原因是______________________________________________________。
②三次平行測定的數據如下表。針對該滴定數據，應采取的措施是________________。
序號 1 2 3
標準溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725
③本實驗中，使測定結果偏小的是__________(填字母)。
a．樣品未完全干燥 b．微量滴定管未用標準溶液潤洗 c．灰渣中有少量炭黑
鞏固練習
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．春秋初年，我國已掌握了冶鐵技術。下列有關鐵的化學反應的敘述正確的是(　　 )
A．室溫下，過量Fe與濃硝酸反應生成Fe(NO3)2 B．加熱時，過量Fe與氯氣反應生成FeCl2
C．高溫下，鐵與水蒸氣反應有Fe3O4生成 D．高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末反應生成單質鋁
2．(人教必修第一冊P77T4)下列離子方程式中，正確的是(　　)
A．鐵與鹽酸反應：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯氣與氯化亞鐵溶液反應：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化鐵溶液與鐵反應：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
3．(2023·河北保定模擬)月球土壤中富含鐵元素，主要以鐵單質和亞鐵離子的形式存在，但嫦娥五號取回的微隕石撞擊處的月壤樣品中存在大量的三價鐵，有可能是以下哪個原因造成的(　　 )
A．4FeO―→Fe＋Fe3O4 B．Fe3O4―→Fe2O3＋FeO C．4FeO＋O2―→2Fe2O3 D．Fe2O3＋FeO―→Fe3O4
4．實驗過程中不可能產生Fe(OH)3的是(　　 )
A．蒸發FeCl3溶液 B．向FeCl3溶液中滴入氨水
C．將水蒸氣通過灼熱的鐵 D．向FeCl2溶液中滴入NaOH溶液
5．(2023·廣東汕頭期末)“鐵肥”(主要含FeSO4·7H2O)常用于解決植物葉面變黃問題，通過溶于水配制成溶液噴施在葉面上。下列有關“鐵肥”的說法錯誤的是(　　 )
A．“鐵肥”易因保存不當被空氣氧化變質 B．可用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗“鐵肥”中的Fe2＋
C．為保證“鐵肥”的效果，可向配制后的溶液中加入少量鐵粉
D．可用KSCN溶液檢驗“鐵肥”是否完全失效
6．下列除雜的操作不正確的是(　　 )
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反應后過濾
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應后過濾
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應后過濾
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應后過濾
7．(2023·廣東名校模擬)某實驗小組設計如下實驗探究Fe(OH)2的制備，下列有關分析不合理的是(　　 )
實驗 操作 現象
Ⅰ 將一塊FeSO4晶體浸入30 mL蒸餾水中 一分鐘后，晶塊表面仍為淺綠色，溶液呈更淺的綠色
Ⅱ 將另一塊FeSO4晶體浸入30 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中 一分鐘后，晶塊表面變白；撈出晶塊露置在空氣中，晶塊表面逐漸變為紅褐色
Ⅲ 將10 mL 1.5 mol·L－1 FeSO4溶液與20 mL 1.5 mol·L－1 NaOH溶液混合 立即出現大量灰綠色渾濁，一分鐘后，液面附近出現紅褐色渾濁
A.實驗Ⅰ起對照作用，排除FeSO4晶體自身在水中的顏色變化
B．實驗Ⅱ晶塊表面長時間保持白色，與Fe(OH)2難溶、未分散于水有關
C．撈出晶塊后發生了反應：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．實驗Ⅲ溶液中氧氣含量明顯多于實驗Ⅱ中
8．(2023·湖南名校聯考)某校化學興趣小組同學發現實驗室保存的FeSO4溶液極易變質，興趣小組的同學設計如下的裝置保存FeSO4溶液。下列說法正確的是(　　 )
A．試劑瓶中的固體是FeSO4晶體
B．加入稀硫酸增大溶液中c(H＋)，防止Fe2＋被氧化
C．氣球的作用是平衡壓強和形成保護氣，防止Fe2＋被氧化
D．利用上述裝置保存Fe(NO3)2溶液，應將稀硫酸換成稀硝酸
9．(2023·廣東惠州模擬)檢驗黑木耳中鐵離子的步驟為：灼燒黑木耳→加酸溶解→過濾→取濾液檢驗，所選擇的裝置(夾持裝置已略去)或操作不正確的是(　　 )
10．(2023·河南鄭州模擬)為探究鐵及其化合物的性質，某化學興趣小組利用鐵與水蒸氣反應所得的固體進行了實驗，先用過量鹽酸溶解，并分成4份，繼續如下實驗：
實驗 操作與現象
① 加入高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去
② 加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀
③ 加入KSCN溶液，無明顯現象
④ 加入NaOH溶液，生成的白色沉淀逐漸變為灰綠色，最后變為紅褐色
依據上述實驗現象，下列結論合理的是(　　 )
A．實驗①說明溶液中一定含有Fe2＋
B．實驗③說明該固體中不含三價鐵
C．實驗②③說明反應后的固體中有鐵粉剩余
D．實驗④中灰綠色的沉淀是Fe(OH)3
二、非選擇題(共2題，共25分)
11．(12分)已知鐵粉與水蒸氣在不同溫度下反應，所得黑色固體產物的成分不同，某化學小組的同學為測定該固體產物的組成，稱取168 mg純鐵粉，按下列步驟進行實驗：
①如圖所示連接好裝置，檢查氣密性，裝入藥品；
②打開K，加熱某裝置，一段時間后，再加熱另一裝置；
③反應完成后，關閉K，停止加熱，冷卻后讀取收集到的氣體的體積。
回答下列問題：
(1)實驗中先點燃________(填字母)處的酒精燈，該操作在將D中的導管伸入量筒中準備收集氣體之________(填“前”或“后”)。(2分)
(2)下列實驗操作的目的是：
①將鐵粉和石棉絨混合均勻：___________________________________________________；(2分)
②關閉K： ________________________________________________________。(2分)
(3)判斷鐵粉與水蒸氣反應已經完成的現象是_______________________________________________。(2分)
(4)有同學認為用D裝置測量氣體的體積時，伸入量筒中的導管應適當加長，該同學的理由是________________________________________________________________________。(2分)
(5)用改進后的正確裝置進行實驗，收集到氣體的體積為67.2 mL(已換算成標準狀況)，則固體產物的組成為________。(2分)
12．(13分)(2023·福建福州模擬)工業上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fe2O3)，具體生產流程如下：
回答下列問題：
(1)為提高酸浸的效率，可采取的措施有______________________(任寫一種)。(2分)
(2)實驗室實現“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有__________、玻璃棒和燒杯等，該步驟是為了除去______________(填相關物質的化學式)。(3分)
(3)檢驗步驟Ⅲ已經進行完全，可用的試劑是__________________________。(2分)
(4)步驟Ⅴ的反應溫度一般需控制在35 ℃以下，其目的是__________________________________________；
該步驟中反應生成FeCO3的同時有氣泡產生，該反應的離子方程式為
________________________________________________________________________。(6分)
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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