2020-2021学年高一化学期末复习 第三章 第一节 铁及其化合物（人教版2019必修第一册）（原卷版）

第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

铁及其化合物，是高中阶段学习的非常典型的一种变价金属元素系列，这一部分内容和氧化

还原理论联系密切，又和好多的实脸物质制备，工业产品生产相关联，所以在实验题和化学

工艺流程题中经常见到铁及其化合物的身影，为了好好掌握，还是先看看价类二维图吧！

铁及其化合物的“价一类二维图”

铁元素化合价

Q

+6Na2FeO4-

0Ee

物质类别

单质辄化物盐碱

Fe,O5+3CO之=2Fe+3C()2

3Fe+4H,O(g)-Fe。+4H式或3Fe+2O：=

Fe3O4)

Fe+2HC1=FeCU+H,]

Fe,0,+6HCl=^ZFeCl,+SHjO

FeO+2HCl=FeCl,+H:O

:FeCl,+3Na()H=Fe(OH),1+3NaCl

FeCL+2Na()H=Ee(OH)21+2NaCl

Fe(OH),+3HCl-FeCl3+3H:O

Fe(OH)；!+2HCl=FeCl2+2H3O

4Fe(OH),+O,+2H2O=4Fe(OH),

2FeCl2+Cl,=2FeCl3

2FeCl3+Fe=3FeCl,

2Fe(OH)3+3NaC10+4NaOH=2Na,FeO4+

3NaCI+5也0(拓展反应)

一、铁及其化合物的颜色

铁粉是黑色的；铁块是银白色的

Fe2+—浅绿色

Fe.Qa—黑色晶体

Fe(0H)2—白色沉淀

Fe3+—黄色

Fe(0H)3—红褐色沉淀

Fe(SCN)3—血红色溶液

FeO—黑色粉末

Fe2()3—红棕色粉末

FeS一黑色固体

这部分内容有时候作为基础题考察记忆颜色的准确性，更多的时候是作为一些推断题的突破

1—1O

对点练习1

(2020•浙江高一月考)下列关于Na、Fe及其化合物的说法不正确的是

A.Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火

B.NazO在空气中久置变为Na2cCh

C.Fe2O3常用作油漆、涂料的红色颜料

D.铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁

二、铁与水蒸气反应的实验探究

常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。实验时只要注意

以下细节，就能顺利完成。

a、棉花最好是一整块的，揉捏到合适大小后伸入试管底部。如果只有多块小棉花，则

必须沿试管的纵向，用较大的包裹较小的，然后再塞入。不要把小块棉花简单堆积，因热水

沸腾时会使外面的棉花冲出，一旦接触到高温铁粉，一方面使水突然剧烈沸腾，另一方面降

低了铁粉的温度，不利于反应。

b、铁粉的用量要较多，铺满中部试管为宜，略有鼓起，最好较为集中，因火焰的加热

面积有限(可观察直接加热区域与两端铁粉变化的区别)。

c、先对准铁粉加热。开始加热时估计因消耗氧气，出现受热反而倒吸的现象。解决办

法是，先让肥皂液接触一下导管口，然后让导管离开页面，才开始加热。好处是，可以看到

那一小环肥皂液在导管中的上升和下降，当气压缩小，肥皂液上升，正在倒吸。一旦开始下

降，说明铁粉温度足够，开始膨胀或产生气体。这时，再把导管伸入肥皂液，若产生气泡较

慢，再多用一个酒精灯加热棉花。这时加热棉花才有意义，大量水蒸气经过前面已加热的铁

粉才会加速反应。若一开始就加热棉花，由于铁粉温度不够，反而使铁粉吸水变湿，不利反

应。关注棉花的情况，随时停止对棉花的加热，加热过久，棉花焦化，容易使试管破裂。当

产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，将会有明显的火焰。

d、实验的结束：先移开肥皂液，再停止加热，以防倒吸。

对点练习2

(2020.黑龙江香坊区.哈尔滨市第六中学校高一月考)某同学利用下图所示实验装置进行铁

与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。

I.(1)该反应的化学方程式是，硬质试管中湿棉花的作用是:

(2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。

假设1：只有Fe；

假设2：只有(填化学式)；

假设3：既有Fe也有Fe3C)4。

(3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质

的质量为5.6g,反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的

组成成分为。

H.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：

A.设计实验检验FeSCU溶液的变质程度

实验方案实验现象实验结论

取待检测液于试管中，向其

步骤1—

中滴加KSCN溶液FeSO4溶液

取待检测液于试管中，向其部分变质

步骤2

中滴加K3[Fe(SCN)6]溶液

①将上述方案补充完整

②步骤2涉及的离子反应方程式是。

③若要使变质的FeSO4复原，方法是。(写离子反应方程式)

三、铁的还原性

铁是变价金属，与强氧化剂反应生成三价铁，与弱氧化剂反应生成二价铁。

(1)铁与弱氧化剂

如：H\CU2\S、b反应时，被氧化为+2价。

(2)铁与H2O(g),O2反应的氧化产物为Fe3O4o

(3)铁与CI2、Br2等反应时，被氧化为+3价。

对点练习3

下列反应中，铁只能生成高价化合物的是

A.过量的铁与稀HN03反应B.铁粉与硫蒸气反应

C.铁粉与氯气反应D.红热的铁粉与水蒸气反应

四、铁的氧化物

(1)铁的氧化物中Fe的常见化合价只有+2价和+3价，Fe.3O4可以看成由FeO和Fe2O3

按物质的量之比1：1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeOFezOs的形式。

(2)FeO、Fe2C>3属于碱性氧化物，FesOa不属于碱性氧化物。

(3)Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应，然后把两个反应式相加。

(4)FeO、Fe3C)4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成+3价。

对点练习4

(2020.浙江高一期中)下列有关铁的氧化物的叙述中正确的是()

A.铁的氧化物FeO,FezCh、FesCU都可由碱受热分解制得

B.铁的氧化物中Fe2O3,Fe3O4都有磁性

C.FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe3O4

D.铁的氧化物Fe2O3,Fe3O4都只有氧化性

五、Fe(OH)2制备时的注意事项

a.原理Fe2++2OH-==Fe(OH)21

由于Fe(0H)2、Fe2+易被空气中的02氧化，导致无法得到Fe(0H)2白色沉淀，故该实验

的关键之处为排出空气、隔绝空气。

b.排空、隔空常见具体措施

(1)将配制溶液的蒸储水煮沸，驱除溶液中的氧气。

(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。

(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。

(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。

对点练习5

用下面两种方法可以制得白色Fe(OH)2沉淀.

方法一：用FeSO4溶液与不含的蒸储水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH%。

(1)除去蒸播水中溶解的常采用的方法。

⑵生成白色Fe(OH%沉淀的操作是用长滴管吸取不含。2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液

液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是。

方法二：在如图所示装置中，用不含Oz的NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备Fe(OH%。

(3)在试管［中加入的试剂是。

(4)在试管II中加入的试剂是。

(5)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和试管II中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后

的实验步骤是

(6)这样生成的Fe(OH%沉淀能较长时间保持白色，其理由是

六、检验Fe2’的注意事项

（1）只含Fe2+的溶液

检验Fe2+加入试剂的顺序：

溶满眼■化剂

待测液邺伫故不变色如氯kfhCh红色（含Fe2+,不含Fe3+）。

①加KSCN溶液前，不能加氧化性物质［如H2O2、NOKH+）等］,防止Fe2+被氧化。

②氧化剂不能选用酸性KMnCU溶液，原因有：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对

Fe（SCN）3红色有干扰；酸性KMnCU溶液能氧化KSCN,溶液不变红色，不能证明不含Fe?

（2）同时含有Fe2+和Fe3+的溶液

Fe2+对检验Fe产无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3^；

Fe?+对检验Fe2+有干扰，不能加KSCN溶液检验Fe?+,通常向溶液中滴加适量酸性

KMnCU溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2+（当然如果含有氯离子这个方法就不行了）。

对点练习6

为了检验某氯化亚铁溶液是否变质，可向溶液中加入（）

A.氢氧化钠溶液B.铁片

C.硫氟酸钾溶液D.酸性KMnO4溶液

七、Fe2\Fe3\Fe之间的相互转化关系

（l）Fe只具有还原性。可被弱氧化剂（H；S等）氧化成Fe?*,被强氧化剂（CI2等）氧化成

Fe3',

（2）Fe2+既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂［CL、KMnO4（H+）等］氧化为Fe3+；可被

还原剂（Al、Zn、CO、C等）还原为Fe。

（3）Fe3+只具有氧化性，可被弱还原剂（Fe、Cu等）还原为Fe?+,被强还原剂（Al、Zn、CO

等）还原为Feo

对点练习7

（2020•黑龙江尖山区•双鸭山一中高一月考）下图为铁及其化合物的“价-类”二维图。

（1）填写二维图缺失的类别①和化学式②_________.

（2）某同学利用以下试剂研究FeCb性质，进行了如下预测：

①CL②Fe③NaOH④H2s04⑤AgNCh

从物质类别上看，FeCb属于，可能与发生反应（填序号）；从化合

价角度看，Fe3+具有性，可能与发生反应（填序号）。

（3）某工厂用FeCL溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：

Cu+2FeCl3==CuC12+2FeC12

①用双线桥表示电子转移。

②写出该反应的离子方程式__________0

本节跟踪练习

1.下列关于铁的氧化物说法不正确的是（）

A.铁的氧化物通常状况下都是有色固体

B.四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+

C.氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈

D.工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁

2.（2019•广东湛江市•高一期末）将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氟化钾溶液，没有

颜色变化，再加氯水即呈现红色的是（）

A.FeOB.Fe2OsC.FesO4D.Fe2（SO4）3

3.（2020•全国高一课时练习）纳米级FeW^可用于以太阳能为热源分解水制H2,过程如

图所示。下列说法错误的是（)

太阳能

A.过程I发生反应:

2Fe3O46FeO+OJ

太阳能

B.过程H发生反应：2H2。^=H2t+O2

Fe3O4

C.两个转化过程都发生了氧化还原反应

D.整个过程实现了太阳能向化学能的转化

4.（2020•福建省福州第一中学高三开学考试）把含有氧化铁的铁屑投入到足量的稀硫酸中,

直到铁屑全部溶解。经分析，溶液中无Fe3+离子，且生成的Fe2+离子与反应产生H2的物质

的量之比为10：7。则混合物中单质铁与氧化铁的物质的量之比约为（）

A.7：1B.8：1C.1：1D.10：7

5.（2020•浙江高一期中）下列关于物质用途的说法中，不正确的是

A.NazCh可在呼吸面具中作为氧气的来源

B.Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料

C.还原铁粉可用于食品的脱氧剂

D.为保证消毒效果，可向自来水中通入大量氯气

6.（2020.吉林朝阳区.长春外国语学校高一月考）下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的

是（）

A.磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体

B.铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料

C.漂白粉：纯净的次氯酸钙，可用于游泳池消毒

D.苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸过多

7.（2020•浙江高一期中）要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe?+,进行如下实验操作

的最佳顺序为（）

①加入少量氯水②加入足量KMnCU（H+）溶液③加入少量KSCN溶液

A.①@B.③②C.③①D.①②③

8.（2020.宁波市北仑中学高一期中）下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是

选项操作和现象结论或目的

A将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeC13溶液中制备Fe（OH）3胶体

CO还原Fe3O4得到的黑色固体加入盐酸溶解后再

B黑色固体中可能有Fe3O4

加入KSCN溶液，溶液不显红色

取少量FeCL试样加水溶解，滴加高镒酸钾，紫红

C该FeCL试样已经变质

色褪去

向某溶液中通入C12,然后再加入KSCN溶液变红

D原溶液中含有Fe2+

色

A.AB.BC.CD.D

9.（2020•浙江高一月考）下列说法正确的是（）

A.新制氯水放在棕色广口试剂瓶中

B.漂白粉能长期放置于敞口烧杯中

C.配制FeCL溶液时，要加入少量铁粉

D.可用氯气除去Fe2（SO4）3溶液中少量的Fe?+

10.（2020.湖南省平江县第一中学高三月考）硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备

一系列物质（如图所示）。下列说法错误的是（）

g

-Fe4(OH)2(SO4),

(碱式龙腰铁)

FeSO,NH0..空气

FecG,短烧（曜）

1(NIL)2solt

-(NH)Fe(SO)

冷却结晶14242

(硫酸亚铁饺)

A.碱式硫酸铁水解能产生Fe（OH）3胶体，可用做净水剂

B.为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行

C.可用KSCN溶液检验（NH4）2Fe（SC>4）2是否被氧化

D.该温度下，（NH4）2Fe（SO4）2在水中的溶解度比FeSCh的大

11.（2020.全国高一课时练习）为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的

0色红色无色色•汉淀色抗淀

A.②B.③C.③④D.①②③④⑤

12.（2020•南岗区•黑龙江实验中学高一月考）下列物质中能通过化合反应制取的是（）

①Fe3O4②FeS③FeCb④FeCb

A.@@B.①②④C.①③④D.①②③④

13.（2020•定州市第二中学高一月考）某铁的氧化物粉末可能含有FeO、Fe?。？中的一种或

两种。某兴趣小组同学利用以下装置测定铁的氧化物的组成，请回答下列问题:

(己知

H2c2O4=~=coT+co2T+H2O)

（1）装置甲的作用是O

（2）装置丁中的实验现象是。

（3）若丙中铁的氧化物的化学式为Fe、Oy,则丙中反应的化学方程式为o若丙中

铁的氧化物质量为3.92g,且完全反应，丁中生成沉淀的质量为13.79g,试确定该氧化物

中X：y=o

（4）实验评价：该装置存在缺点,改进的方法。

19.（2020•全国高一期末）硫酸亚铁晶体（FeSO4-7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组

测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：

邠Imol/L

I。片蛙班也竺，

补血剂~"

请回答下列问题：

（1）步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，则该溶液中含有（填离子符

号），检验滤液中还存在Fe2+的方法为

_______________________________________________（注明试剂、现象）。

（2）步骤②加入过量H2O2的目的是o

（3）步骤③中反应的离子方程式为。

（4）步骤④中一系列处理的操作步骤包括：过滤、、灼烧、、称量。

（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为go

15.（2020•浙江高一期中）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，请回答下列问题:

还原铁粉和石棉绒

（DA装置的作用是,烧瓶底部放碎瓷片的作用是

（2）装置B中发生反应的化学方程式是______________________________________________

（3）D的作用是,

（4）E中的实验现象是。

（5）请设计实验检验装置B的产物中是否存在+3价的铁。

16.（2020.武威第六中学高一月考）高铁酸钠（NazFeOQ是水处理中使用的一种新型净水剂,

它的氧化性比高锦酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是（未配平）：

Fe（NO3）3+NaOH+C12-^Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O

（1）高铁酸钠中，铁元素的化合价是一;