02
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
自主梳理
一、鐵的單質(zhì)
1．鐵的存在與冶煉
（1）存在：鐵在地殼中含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位，除隕鐵中的鐵元素以單質(zhì)形式存在外，鐵元素主要以______價(jià)和______價(jià)化合物的形式存在。
（2）冶煉：工業(yè)煉鐵的原理是利用______的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。
2．鐵的物理性質(zhì)
鐵有______性、______性。鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，鐵還能被______吸引，其熔、沸點(diǎn)較高。
3．鐵的化學(xué)性質(zhì)
（1）與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)
①Fe與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：如與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。
②Fe與非氧化性酸反應(yīng)：如與稀H2SO4反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
③Fe與鹽溶液反應(yīng)：如與CuSO4反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
（2）鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)：生成的固體產(chǎn)物為__________。
二、鐵的氧化物和氫氧化物
1．鐵的氧化物
鐵元素可以形成____種氧化物，F(xiàn)eO不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速被氧化為____________。Fe3O4是具有______的黑色晶體，俗稱磁性氧化鐵。Fe2O3是一種紅棕色粉末，俗稱________。
2．鐵的氫氧化物
Fe(OH)3與Fe(OH)2分別可用相應(yīng)的________與________反應(yīng)制得，F(xiàn)e(OH)2很不穩(wěn)定，極易轉(zhuǎn)化為_________。
一、1．（1）＋2 ＋3 （2）還原 2．延展 導(dǎo)熱 磁體 3．（1）①2Fe＋3Cl2eq \(====,\s\up6(Δ))2FeCl3 ② Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ ③Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋ （2）Fe3O4或四氧化三鐵
二、1．三 Fe3O4 磁性 鐵紅 2．可溶性鹽 堿溶液 Fe(OH)3
預(yù)習(xí)檢測
1．（2023年北京清華大學(xué)附中期末）常溫下，下列溶液可用鐵質(zhì)容器盛裝的是
A．稀硝酸B．稀硫酸C．濃硝酸D．濃鹽酸
【答案】C
【解析】能用鐵質(zhì)容器盛裝的物質(zhì)不能溶解鐵。
A項(xiàng)，稀硝酸可將鐵溶解為硝酸鹽溶液，因此不能用鐵質(zhì)容器盛裝，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鐵可以被稀硫酸溶解，反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，因此不能用鐵質(zhì)容器盛裝，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，濃硝酸能使鐵鈍化，化學(xué)反應(yīng)只發(fā)生在鐵表面，但不是將鐵溶解，因此能用鐵質(zhì)容器盛裝，正確；D項(xiàng)，濃鹽酸可以將鐵溶解為氯化亞鐵溶液，因此不能用鐵質(zhì)容器盛裝，錯(cuò)誤。
2．（2022年貴州省銅仁市期末）我國科學(xué)家參與研制的阿爾法磁譜儀隨美國發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)升入太空，開始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”和“暗物質(zhì)"的研究工作。根據(jù)所學(xué)的知識(shí)推測制造阿爾法磁譜儀核心部件的材料是
A．FeB．FeOC．Fe2O3D．Fe3O4
【答案】D
【解析】制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是一種具有磁性的物質(zhì)，在鐵的各種化合物中，只有四氧化三鐵是具有磁性的物質(zhì)，其他均不具有磁性。答案選D項(xiàng)。
3．（2023年四川省達(dá)州市期末）實(shí)驗(yàn)室可用圖裝置制備Fe(OH)2。下列說法不正確的是
A．配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸餾水要提前煮沸
B．實(shí)驗(yàn)前可在FeSO4溶液上面加一層煤油
C．得到的Fe(OH)2為紅褐色固體
D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的膠頭滴管，要先用鹽酸浸泡，再用水洗
【答案】C
【解析】如圖，利用NaOH溶液與FeSO4溶液反應(yīng)得到Fe(OH)2和Na2SO4，F(xiàn)e(OH)2易被空氣氧化。
A項(xiàng)，F(xiàn)eSO4和Fe(OH)2中鐵元素呈＋2，易被氧化，故配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸餾水要提前煮沸，除去水中溶解的氧氣，正確；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)前可在FeSO4溶液上面加一層煤油，浮在水面上，可隔絕空氣，正確；C項(xiàng)，得到的Fe(OH)2為白色固體，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的膠頭滴管含堿性溶液，要先用鹽酸浸泡，再用水洗，正確。
4．（2023年北京市西城區(qū)期末）紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物是
A．FeO、H2B．Fe2O3、H2C．Fe3O4、H2D．Fe(OH)3、H2
【答案】C
【解析】紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)3Fe＋4H2O(g)eq \(====,\s\up7(高溫))Fe3O4 ＋4H2，反應(yīng)的產(chǎn)物為Fe3O4和H2，故選C項(xiàng)。
5．（2023年河南省洛陽市期末）下列物質(zhì)中，在一定條件下與鐵反應(yīng)，且鐵元素的化合價(jià)能變?yōu)椋?價(jià)的是
A．氯化鐵溶液B．硫酸銅溶液C．氯氣D．稀鹽酸
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，氯化鐵溶液與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，鐵元素變?yōu)椋?價(jià)，不符合題意；B項(xiàng)，鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，鐵元素變?yōu)椋?價(jià)，不符合題意；C項(xiàng)，氯氣具有強(qiáng)氧化性，把變價(jià)金屬氧化為最高價(jià)，鐵與氯氣加熱反應(yīng)生成氯化鐵，鐵元素變?yōu)椋?價(jià)，符合題意；D項(xiàng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，鐵元素變?yōu)椋?價(jià)，不符合題意。
6．（2023年河北省保定市期末）某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)采用如圖所示裝置制備Fe(OH)2，下列說法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性
B．氣體a的主要成分為氫氣
C．為了制備較純的Fe(OH)2，應(yīng)打開K1，關(guān)閉K2，將裝置內(nèi)的氣體盡可能趕出去
D．盛裝稀鹽酸的儀器使用前要檢查是否漏液
【答案】C
【解析】鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)打開K2，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，再關(guān)閉K2，利用壓強(qiáng)差將氯化亞鐵溶液壓至氫氧化鈉溶液中生成Fe(OH)2沉淀；
A項(xiàng)，由于Fe(OH)2易被氧化，該實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是隔絕氧氣，且鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，則實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性，正確；B項(xiàng)，鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，氣體a的主要成分為氫氣，正確；C項(xiàng)，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)打開K2，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，為方便控制反應(yīng)進(jìn)度，盛裝稀鹽酸的儀器分液漏斗使用前要檢查是否漏液，正確。
?環(huán)節(jié)一 鐵的單質(zhì)及氧化物
情境材料
鋼鐵廠的安全告示
生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在常溫下，鐵與水是不發(fā)生反應(yīng)的。那么，在高溫下，鐵能否與水發(fā)生反應(yīng)呢？
鋼鐵廠的生產(chǎn)中，冶煉得到的鐵水，需要注入模具中，鋼鐵廠總會(huì)在醒目的位置貼出安全告示：熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前，模具必須進(jìn)行充分的干燥處理，不得留有水，并應(yīng)保持地面干燥（此為《煉鋼安全操作規(guī)程》中的一條嚴(yán)格規(guī)定）。
這是因?yàn)闊霟岬蔫F與水蒸氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)。
問題探究
1．鐵與水蒸氣的反應(yīng)中氧化劑為_______(填字母)
A．鐵B．水
C．四氧化三鐵D．氫氣
2．鐵與水蒸氣的反應(yīng)屬于_______(填字母)
A．化合反應(yīng)B．置換反應(yīng)
C．分解反應(yīng)D．復(fù)分解反應(yīng)
1．B 2．B
要點(diǎn)歸納
一、鐵的單質(zhì)
1．存在
2．物理性質(zhì)
銀白色金屬，耐腐蝕，有良好的導(dǎo)熱性和延展性，能被磁鐵吸引。
3．化學(xué)性質(zhì)
①鐵的鈍化是化學(xué)變化，而非物理變化。鈍化條件——室溫，如加熱鐵是可以反應(yīng)的。
②稀的硝酸可以與鐵反應(yīng)：
Fe少量，F(xiàn)e＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；如Fe過量，則生成Fe(NO3)2。
③Fe與H2O的反應(yīng)：Fe不與冷水、熱水反應(yīng)，在常溫下Fe暴露在空氣中產(chǎn)生鐵銹(Fe2O3·xH2O)；Fe與水蒸氣在高溫時(shí)反應(yīng)生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。
④Fe與Cl2反應(yīng)不論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。
⑤Fe常溫下遇濃硫酸、濃硝酸表面生成致密氧化膜而鈍化；加熱時(shí)反應(yīng)生成物與Fe用量多少有關(guān)。
二、鐵的氧化物
1．物理性質(zhì)和用途
2．化學(xué)性質(zhì)
（1）穩(wěn)定性：FeO不穩(wěn)定，F(xiàn)e2O3和Fe3O4很穩(wěn)定。
（2）FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物，F(xiàn)e3O4不屬于堿性氧化物。
典例精講
【例1】（2022年江西省上饒市期末）人體血液中如果缺乏亞鐵離子，就會(huì)造成缺鐵性貧血。市場出售的某種麥片中含有微量、顆粒細(xì)小的鐵粉，這些鐵粉在人體胃酸(主要成分是HCl)作用下轉(zhuǎn)化成亞鐵鹽。下列敘述錯(cuò)誤的是
A．鐵粉具有還原性B．鐵是人體必需的微量元素
C．亞鐵鹽溶液呈淺綠色D．Fe＋2H＋＝Fe3＋＋H2↑
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)e粉可以失電子，具有還原性，正確；B項(xiàng)，鐵是合成血紅蛋白的，所以鐵是人體必需的微量元素，正確；C項(xiàng)，亞鐵鹽溶液呈淺綠色，正確；D項(xiàng)，鐵與稀鹽酸反應(yīng)應(yīng)該生成亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑，錯(cuò)誤。
【例2】（2023年北京市通州區(qū)期末）某同學(xué)探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
下列說法中不正確的是
A．點(diǎn)燃酒精燈的順序是先a后b
B．濕棉花的作用是提供水蒸氣
C．由肥皂液冒氣泡證明鐵與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)
D．不能用磁鐵將鐵粉從反應(yīng)后的固體中分離出來
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，為了防止Fe被熱空氣氧化，應(yīng)該先點(diǎn)燃a處的酒精燈，使水蒸氣充滿整個(gè)試管，然后再點(diǎn)燃b處酒精燈，使Fe與熱的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，故點(diǎn)燃酒精燈的順序是先a后b，正確；B項(xiàng)，濕棉花上含有大量的水分，當(dāng)加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生水蒸氣與鐵發(fā)生反應(yīng)，故濕棉花的作用是提供水蒸氣，正確；C項(xiàng)，水蒸氣進(jìn)入肥皂液中也會(huì)產(chǎn)生氣泡，因此不能根據(jù)肥皂液冒氣泡來證明鐵與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，F(xiàn)e與熱的水蒸氣在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4，F(xiàn)e、Fe3O4都會(huì)被磁鐵吸引，故不能用磁鐵將鐵粉從反應(yīng)后的固體中分離出來，正確。
【例3】(2023屆江蘇省南京市江寧區(qū)期中)用廢鐵屑[主要成分為Fe和鐵銹(Fe2O3)，還含有C等難溶于酸的雜質(zhì)]為原料制備Fe2O3的一種實(shí)驗(yàn)流程如下：
下列與流程相關(guān)的裝置或操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br>A．可在裝置甲中進(jìn)行“酸浸”操作
B．按圖乙所示操作配制“酸浸”所需的3 ml·L－1 H2SO4溶液
C．用裝置丙過濾“酸浸”后所得懸濁液
D．用裝置丁灼燒Fe(OH)3固體制Fe2O3
【答案】A
【解析】由題給流程可知，向廢鐵屑中加入稀硫酸酸浸、過濾得到含有Fe2＋、Fe3＋的濾液和含有碳的濾渣；向?yàn)V液中加入氫氧化鈉溶液，在空氣中靜置、過濾得到氫氧化鐵；灼燒氫氧化鐵得到氧化鐵。
A項(xiàng)，由圖可知，甲裝置為固液不加熱裝置，可進(jìn)行“酸浸”操作，正確；B項(xiàng)，配制“酸浸”所需的稀硫酸溶液時(shí)，膠頭滴管應(yīng)在容量瓶的正上方，不能插入容量瓶中，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，過濾時(shí)，應(yīng)用玻璃棒引流，防止溶液濺出，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，灼燒氫氧化鐵固體時(shí)，應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，不能在燒杯中直接灼燒固體，錯(cuò)誤。
?環(huán)節(jié)二 鐵的氫氧化物
情境材料
高鐵酸鉀是一種無機(jī)物，化學(xué)式為K2FeO4，是一種高效多功能的新型非氯綠色消毒劑。主要用于飲水處理。在煉鋅時(shí)用于除錳、銻和砷，煙草工業(yè)用于香煙過濾嘴等。
實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)。制備K2FeO4(夾持裝置略)如下圖：
氯氣通入KOH溶液和Fe(OH)3的混合物中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH＝2K2FeO4＋6KCl＋8H2O。
問題探究
1．高鐵酸鉀中鐵的化合價(jià)為______。
2．在制備高鐵酸酸鉀的反應(yīng)中，F(xiàn)e(OH)3被_________(填“氧化”、“還原”)。
3．該反應(yīng)中Fe(OH)3的還原性比KCl的________(填“強(qiáng)”、“弱”)。
1．＋6 2．氧化 3．強(qiáng)
要點(diǎn)歸納
三、鐵的氫氧化物
（1）物理性質(zhì)
（2）化學(xué)性質(zhì)
①Fe(OH)3不一定以沉淀的形式存在，如氫氧化鐵膠體溶液。
②不同金屬形成氫氧化物沉淀的pH是不同的，利用此性質(zhì)可進(jìn)行金屬離子的分離提純。

（3）Fe(OH)2制備
①一般制法：
將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插入新制備的硫酸亞鐵溶液的液面以下，緩慢擠出NaOH溶液。

②制備Fe(OH)2的裝置改進(jìn)

③注意事項(xiàng)
防止Fe2＋和Fe(OH)2被氧化是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，具體措施如下：
?采用新制備的硫酸亞鐵溶液。如果溶液中還含有Fe3＋，可向溶液中加入光亮的細(xì)鐵絲或鐵粉，再加入幾滴稀硫酸，這樣可使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋。
?本實(shí)驗(yàn)所用水都應(yīng)是煮沸過的蒸餾水(不含O2)。
?在配制氫氧化鈉溶液時(shí)，不要搖動(dòng)容器，以減少空氣的溶入，也可將氫氧化鈉溶液加熱煮沸。
?膠頭滴管中最好吸滿氫氧化鈉溶液，滴管尖端應(yīng)伸入硫酸亞鐵溶液的液面以下。
?不要將滴管中的溶液全部擠出，以防空氣進(jìn)入溶液引起氧化。
?可以用苯、植物油等物質(zhì)進(jìn)行液封，避免生成的Fe(OH)2與O2接觸。
典例精講
【例4】（2022年四川省廣安市期末）下圖中能較長時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是
A．①②⑤B．①③④C．②④⑤D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】Fe(OH)2容易被氧氣，所以若要較長時(shí)間看到Fe(OH)2的白色，需要將Fe(OH)2和氧氣隔離。
①Fe與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣將裝置內(nèi)空氣排出，可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，可以較長時(shí)間看到白色沉淀，符合題意；②Fe與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣將裝置內(nèi)空氣排出，且利用氫氣的壓力使硫酸亞鐵與NaOH接觸而反應(yīng)，可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，可以較長時(shí)間看到白色沉淀，符合題意；③生成的氫氧化亞鐵會(huì)迅速與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，白色沉淀會(huì)迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，不能長時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵的白色，不符合題意；④將吸取NaOH溶液的導(dǎo)管伸入到FeSO4溶液的液面下，F(xiàn)e(OH)2在液面下生成，能起到一定的隔絕空氣的作用，但氧氣會(huì)溶解到溶液中，不能較長時(shí)間看到白色沉淀，不符合題意；⑤植物油隔絕空氣，可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，可以較長時(shí)間看到白色沉淀，符合題意；①②⑤符合題意，故選A項(xiàng)。
【例5】（2022年吉林省吉林市期末）某小組同學(xué)為了獲取在制備Fe(OH)2的過程中，沉淀顏色的改變與氧氣有關(guān)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，用圖1所示裝置進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已略去，氣密性已檢驗(yàn))。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟：
I．向三頸瓶中加入飽和FeSO4溶液，按圖1所示連接裝置；
II．打開磁力攪拌器，立即加入10%NaOH溶液；
III．采集三頸瓶內(nèi)空氣中O2含量和溶液中O2含量(DO)的數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：生成白色絮狀沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，一段時(shí)間后部分變?yōu)榧t褐色。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
【解釋與結(jié)論】
①攪拌的目的是___________________________________。
②白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀的化學(xué)方程式為___________________________________________。
③通過上述實(shí)驗(yàn)，可得到“在制備Fe(OH)2過程中，沉淀顏色改變與氧氣有關(guān)”的結(jié)論，其實(shí)驗(yàn)證據(jù)是________________________________________________________________________。
【答案】①使沉淀與氧氣充分接觸 ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 ③根據(jù)圖2和圖3可以知道，瓶內(nèi)空氣中、溶液中O2含量均降低，沉淀顏色發(fā)生改變，說明O2參與反應(yīng)
【解析】①攪拌的目的是使混合物充分混合，使沉淀與氧氣充分接觸；②Fe(OH)2，放置一段時(shí)間后被氧化轉(zhuǎn)化為紅褐色的Fe(OH)3，方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3；③根據(jù)題圖2和題圖3可以知道，瓶內(nèi)空氣中、溶液中O2含量均降低，沉淀顏色發(fā)生改變，說明O2參與反應(yīng)。
04
課堂總結(jié)

0503
強(qiáng)化訓(xùn)練
1．（2023年北京市豐臺(tái)區(qū)期末）常溫下，下列物質(zhì)可用鐵制容器盛裝的是
A．稀硝酸B．硫酸銅溶液C．硝酸銀溶液D．濃硫酸
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，鐵與稀硝酸反應(yīng)，不能用鐵制容器盛裝，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，不能用鐵制容器盛裝硫酸銅溶液，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，硝酸銀溶液與鐵反應(yīng)，不能用鐵制容器盛裝硝酸銀溶液，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性，能使鐵鈍化，常溫下，可用鐵制容器盛裝濃硫酸，正確。
2．（2023年天津市河北區(qū)期末）下列關(guān)于鐵及其化合物的敘述正確的是
A．Fe2O3、Fe3O4都有磁性
B．氫氧化鐵受熱分解可制得Fe3O4
C．Fe2O3是一種紅棕色粉末
D．FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，能迅速氧化成Fe2O3
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)e3O4具有磁性，F(xiàn)e2O3無磁性，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，2Fe(OH)3eq \(====,\s\up6(Δ))Fe2O3＋3H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，F(xiàn)e2O3 是一種紅棕色粉末，正確；D項(xiàng)，F(xiàn)eO在空氣里受熱，能迅速氧化成四氧化三鐵，錯(cuò)誤。
3．（2023年北京市豐臺(tái)區(qū)期末）下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，不能一步實(shí)現(xiàn)的是
A．Na→Na2O2B．Fe2O3→Fe(OH)3
C．Cl2→FeCl3D．FeCl3→FeCl2
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，鈉在氧氣中點(diǎn)燃生成過氧化鈉，可以一步實(shí)現(xiàn)，不符合題意；B項(xiàng)，F(xiàn)e2O3難溶于水，不與水反應(yīng)，不可以一步實(shí)現(xiàn)，符合題意；C項(xiàng)，鐵在氯氣中點(diǎn)燃，生成三氯化鐵，可以一步實(shí)現(xiàn)，不符合題意；D項(xiàng)，F(xiàn)eCl3與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，可以一步實(shí)現(xiàn)，不符合題意。
4．（2023年湖北省襄陽市期末）紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)及其部分產(chǎn)物的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，夾持裝置已略去，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是
A．濃硫酸的作用是干燥生成的氣體
B．實(shí)驗(yàn)過程中，可觀察到盛有氧化銅的硬質(zhì)玻璃管中固體顏色由紅色變?yōu)楹谏?br>C．實(shí)驗(yàn)過程中，干燥管中無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色，是由于氫氣與氧化銅反應(yīng)生成的水使其變藍(lán)
D．該實(shí)驗(yàn)中涉及的反應(yīng)不一定均為氧化還原反應(yīng)
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，濃硫酸的作用為吸收氫氣中混有的水蒸氣，防止對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)造成干擾，正確；B項(xiàng)，盛有氧化銅的硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)CuO＋H2eq \(====,\s\up6(Δ))Cu＋H2O，黑色的氧化銅被氫氣還原為紅色的銅，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，干燥管中無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色，是由于氫氣與氧化銅反應(yīng)生成的水使其變藍(lán)，發(fā)生反應(yīng)CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O，正確；D項(xiàng)，CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O為非氧化還原反應(yīng)，正確。
5．（2023年河南省洛陽市期末）下列離子方程式中，正確的是
A．鐵與鹽酸反應(yīng)：2Fe＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2↑
B．氯氣與氯化亞鐵溶液反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3
C．氯化鐵溶液與鐵反應(yīng)：Fe3＋＋Fe＝2Fe2＋
D．氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成的是Fe2＋，離子方程式為Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，是化學(xué)方程式不是離子方程式，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電荷沒有配平，離子方程式為2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氯化鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉，反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓，正確。
6．（2023年北京市延慶區(qū)期末）鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是
A．濕棉花的作用是提供水蒸氣
B．每消耗3 ml ，生成4 ml H2
C．點(diǎn)燃酒精燈產(chǎn)生肥皂泡，證明發(fā)生了反應(yīng)
D．鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物是Fe3O4
【答案】C
【解析】加熱時(shí)，濕棉花提供水蒸氣，鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，3Fe＋4H2O(g)eq \(====,\s\up7(高溫))Fe3O4 ＋4H2，肥皂液的主要作用是收集生成的H2，檢驗(yàn)氫氣的存在，以此解答該題。
A項(xiàng)，有上述分析可知，濕棉花提供給水蒸氣，正確；B項(xiàng)，鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的方程式：3Fe＋4H2O(g)eq \(====,\s\up7(高溫))Fe3O4 ＋4H2，由方程式的反應(yīng)關(guān)系可知，每消耗3 ml Fe，生成4 ml H2，正確；C項(xiàng)，點(diǎn)燃酒精燈產(chǎn)生肥皂泡，只能說明有氣體出來，可能氫氣，也可能是空氣和水蒸氣，需要檢驗(yàn)氣體能否燃燒，才能確定是不是發(fā)生了反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的方程式：3Fe＋4H2O(g)eq \(====,\s\up7(高溫))Fe3O4 ＋4H2，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物是Fe3O4，正確。
7．（2022年遼寧省協(xié)作校期末）元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識(shí)的重要模型和工具，它指的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是
A．鐵與氧氣的燃燒反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述①轉(zhuǎn)化
B．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，F(xiàn)e2O3加水溶解可轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeO42－)具有強(qiáng)氧化性，可用于飲用水的消毒
D．FeO是種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe2O3
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，鐵與氧氣在加熱條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵，不能實(shí)現(xiàn)上述①轉(zhuǎn)化，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥分解生成氧化鐵，F(xiàn)e2O3不溶于水，加水不溶解不可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，高鐵酸鹽具有強(qiáng)氧化性，與水反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體，其中Fe元素化合價(jià)由＋3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，則O元素化合價(jià)由?2價(jià)變?yōu)?價(jià)，即有氧氣生成，可用于消毒，則反應(yīng)的離子方程式為：4FeO42－＋10H2O＝4Fe(OH)3(膠體)＋3O2↑＋8OH?，生成的氫氧化鐵膠體具有較大表面積，吸附懸浮雜質(zhì)可以做凈水劑，正確；D項(xiàng)，F(xiàn)eO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，錯(cuò)誤。
8．（2023年湖北省襄陽市期末）某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)采用如圖所示裝置制備Fe(OH)2，下列說法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性
B．氣體a的主要成分為氫氣
C．為了制備較純的Fe(OH)2，應(yīng)打開K1，關(guān)閉K2，將裝置內(nèi)的氣體盡可能趕出去
D．盛裝稀鹽酸的儀器使用前要檢查是否漏液
【答案】C
【解析】鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)打開K2，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，再關(guān)閉K2，利用壓強(qiáng)差將氯化亞鐵溶液壓至氫氧化鈉溶液中生成Fe(OH)2沉淀。
A項(xiàng)，由于Fe(OH)2易被氧化，該實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是隔絕氧氣，且鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，則實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性，正確；B項(xiàng)，鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，氣體a的主要成分為氫氣，正確；C項(xiàng)，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)打開K2，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，為方便控制反應(yīng)進(jìn)度，盛裝稀鹽酸的儀器分液漏斗使用前要檢查是否漏液，正確。
9．（2022年四川省巴中市巴州區(qū)期末）物質(zhì)分類與轉(zhuǎn)化是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法，如圖為鐵及其化合物的“價(jià)一類”二維圖，請(qǐng)回答：
（1）填寫二維圖中缺失的類別A___________和化學(xué)式B___________，物質(zhì)B的顏色為___________。
（2）利用下述反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，用單線橋法標(biāo)注電子轉(zhuǎn)移情況______________________________________________________________，并指明氧化劑：___________(填化學(xué)式)。
（3）結(jié)合二維圖中信息推測在轉(zhuǎn)化②中FeO42－表現(xiàn)的性質(zhì)為_________(填“還原性”或“氧化性”)。
（4）向FeCl2溶液試管底部加入NaOH溶液，放置一段時(shí)間后。觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________________________________________________________________________________。
【答案】（1）單質(zhì) Fe2O3 紅棕色 （2） ClO－ （3）氧化性 （4）有白色絮狀沉淀生成，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀
【解析】（1）根據(jù)二維圖，F(xiàn)e為單質(zhì)，即A為單質(zhì)，B為氧化物，且Fe元素為價(jià)態(tài)為＋3價(jià)，即B的化學(xué)式為Fe2O3；Fe2O3為紅棕色固體；（2）Fe(OH)3中Fe的化合價(jià)由＋3價(jià)升高為＋6價(jià)，ClO－中Cl的價(jià)態(tài)由＋1降低為－1價(jià)，用單線橋表示形式為；氧化劑為ClO－；（3）轉(zhuǎn)化②中Fe的化合價(jià)由＋6價(jià)降低為＋3價(jià)，高鐵酸根離子表現(xiàn)氧化性；故答案為氧化性；（4）FeCl2與NaOH溶液反應(yīng)生成白色絮狀沉淀Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象為：有白色絮狀沉淀生成，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀。
10．（2022年安徽省蕪湖市期末）如圖是鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高溫材料，與水、鐵不反應(yīng))的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。
（1）已知該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：Fe＋H2Oeq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(高溫),\s\d 4(——→))),\s\d 6())Fe3O4＋H2(請(qǐng)配平)_______________________________________。
（2）儀器a的名稱是___________。
（3）某同學(xué)為了研究一定時(shí)間內(nèi)鐵粉的轉(zhuǎn)化率，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的鐵粉進(jìn)行反應(yīng)，測量反應(yīng)后生成氣體的體積，計(jì)算鐵粉的轉(zhuǎn)化率。
①該同學(xué)應(yīng)該先點(diǎn)燃_____(填“A”或“B”)處的酒精燈(或酒精噴燈)，測量氣體體積不可以選用上圖中______(填“甲”“乙”或“丙”)裝置。
②稱取5.6 g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱反應(yīng)一段時(shí)間。若測出的氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.448 L，則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為_________。
（4）將硬質(zhì)玻璃管中反應(yīng)后的固體混合物全部取出置于燒杯中，加入足量的鹽酸溶解并過濾，為探究反應(yīng)后溶液中可能的陽離子，小林同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你將下表補(bǔ)充完整(已知：含F(xiàn)e3＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液會(huì)變紅色，而Fe2＋溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色)：
【答案】（1）3、4、1、4 （2）干燥管 （3）①A 甲 ②15% （4）Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ OH－＋H＋＝H2O H＋、Fe2＋
【解析】（1）根據(jù)原子守恒配平反應(yīng)的方程式；（2）分析裝置圖中儀器形狀和用途判斷儀器名稱；（3）①高溫鐵和水蒸氣反應(yīng)，所以裝置A處加熱產(chǎn)生水蒸氣，再點(diǎn)燃B裝置處的酒精燈，根據(jù)儀器的構(gòu)造特點(diǎn)分析判斷；②依據(jù)鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，依據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，得到鐵的轉(zhuǎn)化率；（4）依據(jù)方程式和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析判斷。
（1）據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq \(====,\s\up6(高溫))Fe3O4＋4H2；（2）根據(jù)裝置圖中儀器的構(gòu)造可知儀器a的名稱是干燥管；（3）①高溫鐵和水蒸氣反應(yīng)，所以裝置A處加熱產(chǎn)生水蒸氣，再點(diǎn)燃B裝置處的酒精燈，甲中導(dǎo)氣管位置錯(cuò)誤，不能到達(dá)排水量氣的目的，不可以測量生成氫氣的體積，乙、丙都可以利用裝置測定生成氣體的體積；②稱取5.6 g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱反應(yīng)一段時(shí)間。若測出的氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.448 L，生成的氣體是氫氣，物質(zhì)的量為0.02 ml，依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式得到反應(yīng)鐵的質(zhì)量為0.02 ml× EQ \f(3,4)＝0.015 ml，質(zhì)量是0.015 ml×56 g·ml－1＝0.84 g，則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為 EQ \f(0.84 g,5.6 g)×100%＝15%；（4）向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，溶液中不存在鐵離子，這說明鐵過量，生成的鐵離子被鐵還原生成亞鐵離子，離子方程式為Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋；取樣，滴加NaOH溶液，剛開始無明顯現(xiàn)象，說明鹽酸過量，首先發(fā)生中和反應(yīng)，方程式為OH－＋H＋＝H2O；根據(jù)離子方程式可知有氫氧化亞鐵生成，又因?yàn)闅溲趸瘉嗚F易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一段時(shí)間后先出現(xiàn)白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，根據(jù)以上分析可知反應(yīng)后的溶液中陽離子為H＋、Fe2＋。
1．知道鐵在自然界中的存在形態(tài)。
2．知道鐵的物理性質(zhì)，從氧化還原反應(yīng)原理理解鐵的化學(xué)性質(zhì)。
3．了解鐵的氧化物類別、性質(zhì)及應(yīng)用。
4．學(xué)會(huì)Fe(OH)2的制備，理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的化學(xué)性質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)裝置
操作及現(xiàn)象
用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2
生成紅褐色沉淀
Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓
白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
Fe3＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
游離態(tài)
隕鐵中的鐵以單質(zhì)形態(tài)存在
化合態(tài)
以＋2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形態(tài)存在

通性
非金屬單質(zhì)
弱氧化劑
Fe＋Seq \(====,\s\up6(Δ))FeS
強(qiáng)氧化劑
2Fe＋3Cl2eq \(====,\s\up6(Δ))2FeCl3（產(chǎn)生棕黃色的煙）
非氧化性酸
HCl 稀硫酸
Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
鹽
CuSO4溶液
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu
水
高溫水蒸氣
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2
特性
鈍化
室溫下，鐵在濃硫酸、濃硝酸中，表面形成一層致密的氧化物膜，保護(hù)內(nèi)部的金屬不再與酸反應(yīng)
化學(xué)式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
鐵紅
磁性氧化鐵
礦石
赤鐵礦
磁鐵礦
顏色狀態(tài)
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
化合價(jià)
＋2
＋3
＋2，＋3
溶解性
均不溶于水
用途
紅色油漆和涂料
磁性材料
物質(zhì)
顏色
狀態(tài)
溶解性
Fe(OH)2
白色
固體
難溶于水
Fe(OH)3
紅褐色
固體
難溶于水
步驟
現(xiàn)象
解釋(用離子方程式表示)
結(jié)論
Ⅰ．取樣，滴加KSCN溶液
溶液不變紅色
①Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
②____________
Ⅲ．反應(yīng)后的溶液中陽離子為___________
Ⅱ．取樣，滴加NaOH溶液
剛開始無明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后先出現(xiàn)白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色
①________________
②Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓
③4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3

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第一節(jié) 鐵及其化合物

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