3.1.2 铁的氧化物 氢氧化物（第2课时）-人教版高一《化学》知识总结与练习讲义

PAGE1第三章铁金属材料第一节铁及其化合物3.1.2铁的氧化物氢氧化物板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．了解铁的氧化物类别、性质及应用。2．学会Fe(OH)2的制备，理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的化学性质。重点:铁的氧化物、Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质与制备。难点:Fe3O4的价态、Fe(OH)2的制备及转化现象。一.铁的氧化物1.铁的氧化物物理性质和用途化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态＋2价＋3价＋2价，＋3价用途油漆、涂料、油墨、橡胶的红色颜料做磁性材料，如录音磁带、电讯器材2.铁的氧化物化学性质(1)稳定性①FeO：不稳定，易被氧化，6FeO+O22Fe3O4②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定(2)与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(3)与氧化性酸(如稀硝酸)发生复分解反应或氧化还原反应①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(4)与还原性酸(如氢碘酸)发生复分解反应或氧化还原反应①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O(5)能够被某些还原剂还原①H2：FeO+H2Fe+H2O②CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁的主反应)③C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑④Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(铝热反应)二.铁的氢氧化物1.实验探究——【实验3-1】p67实验装置实验原理Fe3+＋3OH-===Fe(OH)3↓；Fe2+＋2OH-===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3实验用品FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液；试管、长胶头滴管实验步骤在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象实验现象在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液生成红褐色的Fe(OH)3沉淀。在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，先生成白色絮状沉淀，而后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。实验说明溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧气隔绝。②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油液封，以隔绝空气)。③为了防止NaOHNaOH溶液的长胶头滴管应伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下： 2.铁的氢氧化物物理性质Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体水溶性难溶于水难溶于水3.铁的氢氧化物化学性质(1)热不稳定性①Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O②Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO+H2O(隔绝空气)(2)与稀盐酸反应①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O(3)与稀硝酸反应①Fe(OH)3：Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O②Fe(OH)2：3Fe(OH)2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O(4)与氢碘酸反应①Fe(OH)3：2Fe(OH)3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O(5)被氧气氧化:Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。4.二者之间的关系：在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。5.铁的氢氧化物的制法（1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+。【思考与讨论】p68参考答案：1.空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法：❶采用新制备的硫酸亚铁溶液。如果溶液中还含有Fe3＋，可向溶液中加入光亮的细铁丝或铁粉，再加入几滴稀硫酸，这样可使Fe3＋转化为Fe2＋。❷本实验所用水都应是煮沸过的蒸馏水(不含O2)。❸在配制氢氧化钠溶液时，不要摇动容器，以减少空气的溶入，也可将氢氧化钠溶液加热煮沸。❹胶头滴管中最好吸满氢氧化钠溶液，滴管尖端应伸入硫酸亚铁溶液的液面以下。❺不要将滴管中的溶液全部挤出，以防空气进入溶液引起氧化。❻可以用苯、植物油等物质进行液封，避免生成的Fe(OH)2与O2接触。2.常见的制备Fe(OH)2的装置：说明：①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀(高二选择性必修1中学)。（2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Fe2O3与足量HI溶液的反应属于氧化还原反应。()(2)FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO+2HNO3=Fe(NO3)2+H2O。()(3)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3Fe2++4H++NO=3Fe3+++3H2O。()(4)赤铁矿的主要成分是Fe3O4。()(5)氧化亚铁、四氧化三铁均为黑色固体，而氧化铁为红棕色固体。()(6)粉末在空气中受热，迅速被氧化成。()(7)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。()(8)新版人民币油墨中含有的Fe3O4具有磁性()(9)Fe(OH)3胶体无色、透明，能产生丁达尔现象。()(10)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)×(10)×2.四氧化三铁()俗称磁性氧化铁，在工业上应用广泛，可作催化剂、磁记录材料等。的一种制备方法如下：(1)步骤1得到的溶液中可能存在，写出除去的离子方程式。(2)步骤2用下图所示装置制备。制备时先打开止水夹通入一段时间；再关闭止水夹，继续通入一段时间。止水夹关闭前后，通入的作用分别为、。(3)步骤3的反应原理为：。若反应中每消耗，转移的电子数为。【答案】(1)Fe+2Fe3+=3Fe2+(2)排尽装置中空气，避免Fe(OH)2被氧化将FeSO4溶液挤压入NaOH溶液中反应生成Fe(OH)2沉淀(3)2NA【分析】铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，加入氢氧化钠和二价铁生成氢氧化亚铁，再用过氧化氢将其氧化为FeO(OH)，再和硫酸亚铁反应生成四氧化三铁，以此解题。(1)除去FeSO4溶液中存在的Fe3+的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+；(2)制备时先打开止水夹通入N2一段时间，是为了排尽装置中空气，避免Fe(OH)2被氧化；关闭止水夹后，继续通入N2一段时间是为了将FeSO4溶液挤压入NaOH溶液中反应生成Fe(OH)2沉淀；(3)根据反应的化学方程式，Fe元素化合价由+2变为+3，H2O2中O的化合价由-1变为-2，反应中每消耗34gH2O2，转移的电子数为2NA。3．铁与空气接触时会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是，而中间则是。(1)中国古代“四大发明”之一最早的指南针“司南”，其具有磁性作用是因为主要含有上述物质中的(填化学式)。(2)的一种用途是。(填“用作油漆、涂料”或“磁电机”)；(3)FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：。①时应加入的试剂是(填“H2SO4”或“Na2SO4”)。②在中滴加NaOH溶液的实验现象是先产生白色絮状沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变成(填“红褐色”或“黄色”)，其中沉淀颜色发生变化的化学方程式为。【答案】(1)(2)用作油漆、涂料(3)①H2SO4②红褐色4Fe(OH)3+O2+2H2O=4Fe(OH)3【解析】（1）古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁化学式为，故答案为：。（2）氧化铁是红色固体难溶于水，可以用作油漆、涂料，故答案为：用作油漆、涂料。（3）①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，故答案为：H2SO4；②在中滴加NaOH溶液的实验现象是产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe(OH)3沉淀，其中沉淀颜色发生变化的化学方程式为：4Fe(OH)3+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：红褐色；4Fe(OH)3+O2+2H2O=4Fe(OH)3。►问题一铁的氧化物的性质及应用【典例1】下列关于铁的氧化物的叙述正确的是A．Fe2O3、Fe3O4都有磁性B．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4C．Fe2O3是一种红棕色粉末D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe2O3【答案】C【解析】A项，Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，错误；B项，2Fe(OH)3eq\o(,\s\up6(Δ))Fe2O3＋3H2O，错误；C项，Fe2O3是一种红棕色粉末，正确；D项，FeO在空气里受热，能迅速氧化成四氧化三铁，错误。【解题必备】（1）稳定性：FeO不稳定，Fe2O3和Fe3O4很稳定，Fe3O4有磁性，Fe2O3可做红色颜料。（2）FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。（3）注意FeO、Fe3O4与氧化性酸(如稀硝酸)不发生复分解反应而是发生氧化还原反应①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O（3）注意Fe2O3、Fe3O4与还原性酸(如氢碘酸)不发生复分解反应而是发生氧化还原反应①Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O；②Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O【变式1-1】已知月球土壤中富含铁元素，其主要以铁单质和亚铁离子的形式存在。但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的三价铁，可能的原因是A． B．C． D．【答案】A【解析】A．月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，FeO中Fe为+2价，中的铁为+2、+3价，根据氧化还原反应规律，在撞击过程中FeO可能反应生成Fe和，A项正确；B．分解生成和FeO，中含有三价铁，但是中含有较多三价铁，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，B项错误；C．月球表面没有氧气，FeO无法被氧化生成，C项错误；D．月球表面铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，中Fe为+3价，D项错误；故选A。【变式1-2】下图是某小组探究铁的氧化物成分的实验装置图(部分夹持仪器已省略)，取mg固体利用该装置测定固体的成分。当装置a中mg固体完全反应后，测得装置b的质量净增加ng，下列判断错误的是A．当时，固体成分的化学式为B．当时，取少量原固体溶于稀盐酸，发生的离子方程式为C．若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏低D．该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置【答案】C【分析】利用一氧化碳将铁的氧化物还原为单质铁，同时生成二氧化碳，在装置b中吸收二氧化碳，通过其增重来确定铁的氧化物中氧的量，以此解题。【解析】A．当m:n=40:33时，yCO+FexOyxFe+yCO2，计算得到x:y=2:3，固体成分的化学式为Fe2O3，故A正确；B．当m:n=29:22时，结合反应化学方程式的定量关系，yCO+FexOyxFe+yCO2，计算得到x:y=3:4，固体成分的化学式为Fe3O4，发生的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故B正确；C．装置c的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳气体进入装置b中，若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏高，故C错误；D．CO有毒，不能直接排放，需要尾气处理，该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置，故D正确；故选C。►问题二铁的氢氧化物的性质【典例2】有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象【答案】A【解析】A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误；B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确；C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确；D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确；故选A。【解题必备】①Fe(OH)3不一定以沉淀的形式存在，如氢氧化铁胶体溶液。②Fe（OH）2和Fe（OH）3均属于碱，能与酸反应生成盐和水:Fe（OH）2+2H+Fe2++2H2O；Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O,但要注意Fe（OH）2与氧化性酸（如硝酸）、Fe（OH）3与雪还原性酸（如氢碘酸）反应的离子方程式的书写，从Fe元素化合价看,Fe具有还原性,Fe(OH)3中Fe元素显+3价,处于最高价态,具有氧化性;Fe(OH)2中Fe元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。其离子方程式分别为3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O、2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。【变式2-1】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是A． B．C． D．【答案】B【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向该溶液中加入溶液时生成氢氧化亚铁；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生氢氧化铁，氢氧化铁加热时发生分解反应产生红棕色氧化铁，故白色沉淀是氢氧化亚铁，加热得到最后的残渣是氧化铁，故合理选项是B。【变式2-2】下列离子方程式正确的是A．向氢氧化铁胶体中滴加氢碘酸：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OB．氢氧化亚铁溶于稀硝酸中：C．氢氧化亚铁能与次氯酸反应：Fe(OH)2+2H++2ClO—=Fe2++2H2O+2Cl—D．氢氧化亚铁溶于氢碘酸中：【答案】D【解析】A．Fe3+能氧化I-，离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O，A错误；B．稀硝酸具有强氧化性，能将二价铁氧化为三价铁，反应的离子方程式为，B错误；C．氢氧化亚铁能与次氯酸反应是氧化还原反应，有化合价的升高必然有化合价的降低，且次氯酸是弱酸,离子方程式书写时不能拆：6Fe(OH)2+3HClO=5Fe(OH)3+Fe3++3Cl-，C错误；D．氢碘酸是强酸，可拆，反应的离子方程式为，D正确；故选D。►问题三铁的氢氧化物的制备【典例3】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁【分析】用右图装置制备氢氧化亚铁，A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集D处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭C，利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。【答案】C【解析】A．氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；B．氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排除空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；C．一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；D．本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确；故选：C。【解题必备】1.防止Fe(OH)2被氧化的方法：(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，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。2.Fe(OH)2制备的三种思维方法(1)有机层覆盖法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。图1图2图3(2)还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。(3)电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。【变式3-1】下图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是A．①②⑤ B．①③④ C．②④⑤ D．①②③④⑤【答案】A【解析】Fe(OH)2容易被氧气，所以若要较长时间看到Fe(OH)2的白色，需要将Fe(OH)2和氧气隔离。①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；③生成的氢氧化亚铁会迅速与空气中氧气发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3，白色沉淀会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，不能长时间观察到氢氧化亚铁的白色，不符合题意；④将吸取NaOH溶液的导管伸入到FeSO4溶液的液面下，Fe(OH)2在液面下生成，能起到一定的隔绝空气的作用，但氧气会溶解到溶液中，不能较长时间看到白色沉淀，不符合题意；⑤植物油隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；①②⑤符合题意，故选A项。【变式3-2】某小组同学为了获取在制备Fe(OH)2的过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。【进行实验】实验步骤：I．向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置；II．打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液；III．采集三颈瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。实验数据：【解释与结论】①搅拌的目的是___________________________________。②白色沉淀变为红褐色沉淀的化学方程式为___________________________________________。③通过上述实验，可得到“在制备Fe(OH)2过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是________________________________________________________________________。【答案】①使沉淀与氧气充分接触②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3③根据图2和图3可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应【解析】①搅拌的目的是使混合物充分混合，使沉淀与氧气充分接触；②Fe(OH)2，放置一段时间后被氧化转化为红褐色的Fe(OH)3，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3；③根据题图2和题图3可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应。1．下列实验能证明一根铁棒已被浓硫酸或浓硝酸钝化的是A．将铁棒洗净，浸泡于浓硫酸，无变化B．将铁棒洗净，浸泡于硫酸铜溶液中，无红色物析出C．将铁棒洗净，浸泡于稀硫酸中，无气泡产生D．将铁棒洗净，浸泡于氢氧化钠溶液中，无变化【答案】B【分析】如果铁被钝化了，则表面上有致密的氧化物薄膜。【解析】A．铁棒浸泡于浓硫酸，如果未钝化，会被钝化，不会继续反应，如果被钝化，表面有致密氧化物，也不会反应，故A无法证明；B．如果铁棒未被钝化，铁与硫酸铜反应会有铜析出，若铁棒被钝化，铁的氧化物不与硫酸铜反应，无红色析出，可以证明，B正确；C．如果铁棒未被钝化，铁和稀硫酸反应，会有气泡产生，如果铁棒被钝化，氧化物薄膜会被稀硫酸溶解，进而发生铁与稀硫酸的反应，都会有气泡产生，故C无法证明；D．铁单质、铁的氧化物都不与氢氧化钠反应，无论铁棒是否钝化，都无现象，D无法证明；本题选B。2．纳米粒子直径介于在生物、医学等方面有广泛用途，将其分散在液态载液中可得到纳米磁流体。下列有关说法错误的是A．纳米的摩尔质量为B．纳米属于氧化物，有磁性C．纳米磁流体是混合物，属于液溶胶D．当光束通过纳米固体时会出现丁达尔效应【答案】D【解析】A．摩尔质量数值上等于相对分子质量，单位为g/mol，Fe3O4的摩尔质量为232g/mol，故A正确；B．纳米Fe3O4为由Fe和O两种元素组成属于氧化物，具有磁性，故B正确；C．纳米Fe3O4磁流体是将Fe3O4分散在液态载液中的混合物，分散质粒子直径介于1～100nm属于液溶胶，故C正确；D．纳米Fe3O4固体不是胶体，当光束通过纳米Fe3O4固体时不会出现丁达尔效应，故D错误；故选：D。3．下列关于铁及其化合物的说法中正确的是A．自然界中不存在游离态的铁B．红热的Fe能与水蒸气发生反应，生成和C．图中的实验现象：生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会有红褐色物质生成D．受热分解生成的，俗称磁性氧化铁【答案】C【解析】A．来自太空中的陨铁是自然界中的铁单质，属于游离态的铁，A错误；B．红热的Fe能与水蒸气发生反应，生成的是四氧化三铁与氢气，B错误；C．氢氧化钠与硫酸亚铁发生反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁沉淀易被氧化，最终转化为氢氧化铁，所以生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会有红褐色物质生成，C正确；D．受热分解生成的和水，俗称铁红，磁性氧化铁为四氧化三铁，D错误；故选C。4．春秋初年我国已掌握了冶铁技术，其部分原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。下列有关说法正确的是A．该反应是置换反应B．Fe2O3可用作外墙涂料C．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2D．Fe2O3常温下能与水反应生成Fe(OH)3【答案】B【解析】A．置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应不是置换反应，故A错误；B．氧化铁是红棕色粉末，常用作外墙涂料，故B正确；C．氯气氧化性强，Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故C错误；D．Fe2O3不与水反应，故D错误；综上所述，答案为B。5．下列指定物质之间的转化：Fe混合溶液溶液下列说法不正确的是A．反应①属于置换反应B．反应②所得混合溶液中与物质的量之比是1∶2C．反应③的离子方程式为：D．利用反应④制备时需要充分振荡反应液【答案】D【解析】A．3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,属于置换反应，A正确；B．Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，Fe2+、Fe3+物质的量之比是1∶2，B正确；C．Fe+2Fe3+=3Fe2+，C正确；D．不能振荡，Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质，D错误；故答案为：D。6．有关铁的化合物的说法中，错误的是A．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成B．

由图示操作可制取C．、都可以由化合反应制得D．胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔现象【答案】A【解析】A、FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成，故A错误；B、易被氧化，煤油可以隔绝空气，故B正确；C、铁和氧气化合生成四氧化三铁，氢氧化亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁，故C正确；D、氢氧化铁胶体呈红褐色、透明，胶体能发生丁达尔现象，故D正确；答案选A。7．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体)A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④【答案】B【解析】①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故①选；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故②选；③没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故③不选；④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故④选；综上所述答案为B。8．人类学会了烧制陶瓷，冶炼金属，创造了光辉灿烂的古代文明，我国是世界上发明陶瓷、火药、冶金等较早的国家。赤铁矿是炼铁的主要原料，主要成分为，又称铁红，请根据要求完成下列问题。(1)固体(红棕色)属于(填“纯净物”或“混合物”)。炼铁的主要原理：，该反应中被氧化和被还原的原子个数比为，将加入到适量的盐酸中，反应的化学方程式：。(2)用上述所得溶液进行下列实验：取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，反应的离子方程式：。(3)在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴饱和溶液，继续煮沸至溶液呈色，即可制得胶体，化学方程式为。【答案】(1)纯净物3:2Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O(2)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(3)透明红褐色【解析】（1）固体(红棕色)具有固定组成，属于纯净物。反应，C元素化合价升高，C元素被氧化，Fe元素化合价降低，Fe元素被还原，该反应中被氧化和被还原的原子个数比为3:2，将加入到适量的盐酸中生成氯化铁和水，反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。（2）取上述所得FeCl3溶液于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色氢氧化铁沉淀产生，反应的离子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓。（3）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴饱和溶液，继续煮沸至溶液呈透明红褐色，即可制得胶体，化学方程式为。1．下列有关铁元素的叙述中，正确的是A．自然界中存在赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C．氢氧化铁与氢碘酸反应的化学方程式为D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体【答案】A【解析】A．Fe元素在自然界的存在形态有赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合，A正确；B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应时，与I2反应产生FeI2，与其它卤素单质反应的生成物均为FeX3，B错误；C．Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性，氢氧化铁与氢碘酸会发生氧化还原反应，产生FeI2、I2、H2O，反应的化学方程式为：，C错误；D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，二者发生复分解反应产生Fe(OH)3沉淀和NaCl，应该是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热制取氢氧化铁胶体，D错误；故合理选项是A。2．铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝居第四位。铁及其化合物应用广泛。高铁酸钾(K2FeO4)是种新型、高效、多功能水处理剂，其制备原理如下：2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A．K2FeO4有还原性，可用于净水B．Fe(OH)3受热易分解，可用于吸附杂质C．FeCl3有氧化性，可用于制作印刷铜电路板D．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作油漆涂料【答案】C【解析】A．K2FeO4中Fe元素化合价为最高价，则没有还原性，A错误；B．Fe(OH)3胶体可用于吸附杂质，与其受热易分解无关，B错误；C．FeCl3有氧化性，能与Cu发生氧化还原反应生成CuCl2和FeCl2，可用于制作印刷铜电路板，C正确；D．Fe2O3为红棕色粉末，则可用于制作油漆涂料，与其能与盐酸反应无关，D错误；故选C。3．如图所示装置，可用来制取，实验中使用的试剂为铁屑和的硫酸、氢氧化钠溶液。下列说法正确的是A．分液漏斗中盛放的是氢氧化钠溶液B．实验开始时应先将a关闭C．A中圆底烧瓶内发生的反应为复分解反应D．生成的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下，一段时间后关闭a，A中液体沿导管流入B中【答案】D【分析】从B装置的构造看，里面的液体不可能进入A装置内，所以B装置内应盛有NaOH溶液，A装置内反应生成FeSO4后，利用产生的气体压入B装置内。【解析】A．由分析可知，A装置内制取FeSO4溶液，则分液漏斗中盛放的是的硫酸，A错误；B．实验开始时应先将a打开，用生成的氢气将装置中的空气排净，然后再关闭a形成压强差，B错误；C．A中圆底烧瓶内发生的反应为铁制取出氢气是置换反应，C错误；D．生成Fe(OH)2的操作为：首先打开a，让分液漏斗中液体流下用生成的氢气将装置中的空气排净，一段时间后关闭a形成压强差，A中液体沿导管流入B中制取Fe(OH)2，D正确；故选D。4．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物【答案】A【解析】A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故A项错误；B．麦片中添加少量细碎铁粉，铁会与胃酸反应生成易被人体吸收的氯化亚铁，可以给人体补铁，故B项正确；C．氧化铁是红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故C项正确；D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，胶体能吸附水体中的悬浮物，故D项正确；故本题选A。5．以太阳能为热源分解Fe3O4，铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。下列叙述错误的是A．Fe3O4具有磁性，可用于制造录音磁带和电讯器材B．过程的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2↑C．过程中每消耗0.5molFe3O4转移2mol电子D．铁氧化合物循环分解水制H2具有节约能源、产物易分离等优点【答案】C【解析】A．Fe3O4具有磁性，被称为磁性氧化铁，这个特性使其能够用于记录和传输信息，可用于制造录音磁带和电讯器材，A项正确；B．过程实现了FeO与H2O反应生成Fe3O4和H2的转化反应，其反应方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2↑，B项正确；C．过程Ⅰ中1molFe3O4有2mol的Fe原子的化合价由+3价降低为+2价，故每消耗0.5molFe3O4，转移的电子数为2×0.5mol=1mol，C项错误；D．根据流程信息可知铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点，D项正确；答案选C。6．用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备的一种实验流程如下：下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是A．可在装置甲中进行“酸浸”操作B．按图乙所示操作配制“酸浸”所需的溶液C．用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液D．用装置丁灼烧固体制【答案】A【分析】由题给流程可知，向废铁屑中加入稀硫酸酸浸、过滤得到含有Fe2+、Fe3+的滤液和含有碳的滤渣；向滤液中加入氢氧化钠溶液，在空气中静置、过滤得到氢氧化铁；灼烧氢氧化铁得到氧化铁。【解析】A．由图可知，甲装置为固液不加热装置，可进行“酸浸”操作，故A正确；B．配制“酸浸”所需的稀硫酸溶液时，胶头滴管应在容量瓶的正上方，不能插入容量瓶中，故B错误；C．过滤时，应用玻璃棒引流，防止溶液溅出，故C错误；D．灼烧氢氧化铁固体时，应在坩埚中进行，不能在烧杯中直接灼烧固体，故D错误；故选A。7．某兴趣小组查阅资料发现铁锈的成分除了含Fe2O3·xH2O外，还可能含有FeCO3.他们称取了10.60g某干燥铁锈样品，粉碎后，进行了如下定量实验：①在氮气保护下充分加热，冷却后得到铁的氧化物，其质量为8.56g。②向所得固体中滴加5.00mol·L-1硫酸直至残渣完全溶解，恰好用去硫酸30.00mL。下列叙述正确的是A．该铁锈中不含碳酸亚铁B．充分加热后所得固体只有Fe2O3C．无法计算铁锈成分Fe2O3·xH2O中的xD．该铁锈中n(Fe2O3·xH2O)：n(FeCO3)=4：3【答案】D【分析】30mL5mol/L的硫酸中含有硫酸的物质的量为：5mol/L×0.03L=0.15mol，若不含FeCO3，则8.56g固体完全为Fe2O3，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，则氧化铁的物质的量为：0.15mol××=0.05mol，冷却后固体的质量为：160g/mol×0.05mol=8g＜8.56g，所以原铁锈