第33讲　铁及其氧化物和氢氧化物

大单元四元素及其化合物第一单元金属及其化合物第33讲铁及其氧化物和氢氧化物1.掌握铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质；2.了解铁及其氧化物、氢氧化物的制备。复习要求考点一单质铁考点二铁的氧化物目录CONTENTS体验真题感知高考分层训练提升考能考点三铁的氢氧化物及制法考点一单质铁知识梳理知能通关1.铁的概述四化合态陨铁3d64s2Ⅷ+2、+32.铁的物理性质 ______色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被______吸引。3.铁的化学性质

铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成______价或______价铁的化合物。银白磁体+2+3(1)分别写出Fe与过量、少量稀硝酸反应的离子方程式______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)铁与卤素单质Cl2、Br2、I2反应，产物中铁的化合价分别是_______________，并说明原因_____________________________________________________________________________。

小题对点过+3、+3、+2

氧化性Cl2>Br2>Fe3+>I2，所以铁与Cl2、Br2反应产物为Fe3+，而铁与I2反应产物为Fe2+(3)完成有关化学方程式。Fe+2H+===Fe2++H2↑钝化+3Fe+Cu2+===Fe2++Cu2Fe3++Fe===3Fe2+4.铁的冶炼工业上通常用还原剂(如焦炭)将化合态的铁(如铁矿石)还原成铁单质，生成过程如下:(1)还原剂的生成反应:______________________________________________。

(2)赤铁矿石被还原的反应:__________________________________________。1.下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(

)A.常温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2B.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2C.高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成D.高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝C解析

常温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，Fe与氯气在加热条件下反应都只生成FeCl3，B错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，C正确；Fe的活动性不如Al，故铁不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。2.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。(1)加热湿棉花的目的是________________________________________。(2)B处酒精灯上加网罩的作用是____________________，实验开始时，应先点燃______(填“A”或“B”)处酒精灯，目的是_________________________。提供反应所需的水蒸气集中火焰，产生高温A用水蒸气排尽装置中的空气(3)将产生的气体导入肥皂液中的目的是________________。(4)该实验说明铁具有较强________性，若1

mol铁粉完全反应，转移的电子数为________NA。收集气体还原

考点二铁的氧化物知识梳理知能通关铁的氧化物的性质比较

FeOFe2O3Fe3O4(Fe2O3·FeO)价态+2+3+2、+3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都不溶于水，但溶于酸与H+反应FeO+2H+===Fe2++H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2OFe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O与CO反应FexOy+yCOxFe+yCO2

FeOFe2O3Fe3O4(Fe2O3·FeO)空气中的稳定性不稳定，空气中加热，生成Fe3O4稳定稳定主要化学性质还原性，易被氧化为三价铁与酸反应生成三价铁盐化合物中+2的铁有还原性(1)下列说法错误的是________。①氧化铁能与酸反应，是碱性氧化物②Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物③Fe2O3不能与水反应生成Fe(OH)3，所以不能通过化合反应生成Fe(OH)3④FeO是碱性氧化物，Fe3O4是复杂氧化物，Fe2O3是两性氧化物②③④小题对点过(2)按要求写下列反应的方程式:①Fe3O4发生的铝热反应:_______________________________________________。②Fe3O4溶于稀硝酸:___________________________________________________。③Fe3O4溶于氢碘酸:___________________________________________________。

Fe3O4+2I-+8H+===3Fe2++I2+4H2O1.化学让生活更美好。下列说法不正确的是(

)A.钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物B.常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应C.故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料D.氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁D解析

FeO在空气中加热变为Fe3O4。2.准确称取某种铁的氧化物2.88

g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00

g，计算该氧化物的化学式:________。

FeO3.有一块铁的“氧化物”样品，用140

mL

5.0

mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025

mol

Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品的化学式可能为________。解析

根据2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)＝0.025

mol×2＝0.05

mol，根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)＝n(Cl-)＝0.14

L×5

mol·L-1＝0.7

mol，则n(Fe3+)＝0.2

mol，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝0.05

mol∶0.2

mol＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。Fe5O7确定铁的氧化物组成的常用方法

考点三铁的氢氧化物及制法知识梳理知能通关1.Fe(OH)3和Fe(OH)2的比较白化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态___色固体______色固体与盐酸反应_____________________________________________________________受热分解-2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是___色絮状沉淀迅速变成______色，最后变成______色，化学方程式为_________________________________________红褐Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O白灰绿红褐4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3①②小题对点过(1)下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是________________。①Fe(OH)2是一种碱，不稳定，易分解为红色固体②Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3两性氢氧化物③Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解④Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应(2)写出一种生成Fe(OH)3的化合反应的方程式_____________________________。(3)写出HI与Fe(OH)3反应的离子方程式:__________________________________。(4)写出稀硝酸与弱碱Fe(OH)2的离子方程式:____________________________________________。4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)36H++2I-+2Fe(OH)3===2Fe2++I2+6H2O

2.铁的氢氧化物制备

实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示:(1)图甲实验中观察到的现象是_________________，反应的离子方程式是________________________。(2)图乙实验中先观察到有____________生成，离子方程式:_______________________________；在空气中迅速变成______色，最后变成______色。(3)实验室中制备Fe(OH)2的条件:新制的亚铁盐溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。有红褐色沉淀生成Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓白色沉淀Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色)灰绿红褐1.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，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.Fe(OH)3

Fe2O3 B.Fe(OH)2

Fe2O3C.Fe(OH)2

Fe(OH)3 D.Fe(OH)2

Fe3O4解析

铁与稀硫酸反应生成FeSO4，FeSO4与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为+3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。B2.下列各图中能用于制备Fe(OH)2的装置是_______________(填序号)。①②③⑤(1)若用②装置制备，简述制备原理与操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)⑤中的苯能否用CCl4替换________，理由是:

______________________________________________________。(3)若用④制备，试管中的现象为_________________________________________，有关化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。开始时打开止水夹a，铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入在氢气保护下的NaOH溶液中否CCl4比FeSO4溶液的密度大，不在上层，无法隔绝空气生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)33.乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe易溶于水(其水溶液易被氧化)，不溶于乙醇，是一种很好的补铁剂，可由FeCO3与乳酸反应制得。Ⅰ.制备碳酸亚铁:实验室经常采用如图所示的装置制备FeCO3(电磁搅拌器及夹持装置略):实验步骤:第1步:组装仪器:①________，加入试剂；

第2步:控制盛放稀盐酸的分液漏斗的活塞制取二氧化碳，排尽装置内的空气；第3步:一段时间后，至装置C中溶液pH为7时启动电磁搅拌器并控制盛放FeSO4溶液的分液漏斗的活塞，滴加一定量0.8

mol·L-1的FeSO4溶液，产生白色沉淀；第4步:抽滤、洗涤、干燥，得到FeCO3固体。(1)装置B中盛放试剂a的作用是_______________________________；

①中应填入的实验操作是________________。(2)装置C中最后一步反应得到FeCO3的离子方程式为_____________________________________________。除去二氧化碳中混有的氯化氢检查装置气密性

Ⅱ.制备乳酸亚铁:(3)将制得的FeCO3加到乳酸溶液中，再加入少量铁粉，在75

℃下搅拌使之充分反应，然后再加入适量乳酸，冷却，加入乙醇，过滤，再洗涤和干燥，得到产品。①加入少量铁粉的目的是______________________。②加入乙醇的目的是__________________________。防止亚铁离子被氧化降低乳酸亚铁的溶解度解析

(1)盐酸具有挥发性，B中应盛放饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢；该实验需制备二氧化碳气体，故组装仪器后，需检查装置气密性。(2)二氧化碳与碳酸钠反应生成NaHCO3，最后碳酸氢钠与亚铁反应生成FeCO3。(3)加入乙醇可降低乳酸亚铁的溶解度，析出晶体，过滤可得乳酸亚铁晶体。体验真题感知高考1.(2025·北京卷)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是(

)A.月壤钛铁矿中存在活泼氢B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量B解析

A.月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A正确；B.地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生成”的说法错误，B错误；C.生成水时H被氧化(0→+1)，Fe被还原(如+2→0)，存在化合价变化，属于氧化还原反应，C正确；D.水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，D正确。2.(2025·浙江6月选考)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项(

)C选项目标产物制备方案AFeCl3·6H2OFeCl2溶液通足量Cl2后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤BFe2O3红热的铁粉与水蒸气反应CFeCl2FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水DFe(OH)2FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤解析

A.FeCl2溶液通足量Cl2后，得到FeCl3溶液，若通过加热蒸发浓缩会促进Fe3+水解且水解生成的HCl挥发，导致生成Fe(OH)3，无法得到FeCl3·6H2O，A错误；B.红热的铁粉与水蒸气反应会生成Fe3O4，得不到Fe2O3，B错误；C.FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水可以得到FeCl2，C正确；D.FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤，生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，D错误。3.(2024·新课标卷)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是(

)B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉B分层训练提升考能基础落实1.(2025·山西太原高三检测)《天工开物》中“冶铁”原典中记载:“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭，也别有铁炭一种，取其火性内攻、焰不虚腾者，与炊炭同形而有分类也……”下列说法正确的是(

)A.熟铁是纯净的铁单质，生铁是铁和碳的混合物B.冶铁过程只涉及化合反应与置换反应C.铁炭和炊炭为碳元素的同素异形体D.冶铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物D解析

生铁是铁合金，属于混合物，生铁的含碳量为2%~4.3%，熟铁指的是钢，也是铁合金，属于混合物，钢的含碳量为0.03%~2%，A错误；冶铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2，属于氧化还原反应，B错误；铁炭和炊炭不互为同素异形体，铁炭指铁合金，为混合物，C错误；冶铁用到的煤炭和木炭主要成分为碳，有还原性，均可还原铁的氧化物得到铁单质，D正确。2.铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的说法正确的是(

)A.常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、运输浓硫酸B.铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3C.铁的氧化物均为黑色，不溶于水D.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4D解析

浓硫酸与Fe在常温时钝化，不是不反应，A错误；铁与I2反应时生成FeI2，B错误；Fe2O3为红棕色粉末，C错误。3.(2026·河北衡水高三检测)下列物质的性质描述正确的是(

)A.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3B.Fe高温下与水蒸气反应，生成Fe(OH)2和H2C.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3杂质，可以在溶液中加过量的铁粉、再过滤D.硫酸铜溶液中加少量的铁粉发生反应的离子方程式:3Cu2++2Fe===2Fe3++3CuC解析

Cl2具有强氧化性，铁在Cl2中燃烧只生成FeCl3，A错误；Fe高温下与水蒸气反应，生成Fe3O4和H2，B错误；正确的离子方程式为Cu2++Fe===Fe2++Cu，D错误。4.(2025·山东滨州高三检测)如图两圆相交区域A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列有关离子方程式或叙述不正确的是(

)

B

5.(2025·湖北武汉质检)下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是(

)A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C.铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物C解析

A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，A错误；B.铁矿石的成分与矿石的种类有关，铁锈的主要成分是Fe2O3，B错误；C.铁的氧化物如FeO、Fe2O3和Fe3O4，都不溶于水，也不和水反应，C正确；D.Fe2O3、FeO是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，D错误。6.(2025·广东佛山一模)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(

)A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸B.实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液C.装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽D.用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气D解析

A.FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；B.实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；C.烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；D.氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误。7.(2025·山东济南高三检测)某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片:下列说法正确的是(

)A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B.反应②的温度比反应③的温度高C.FeO的稳定性强于Fe2O3D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3D[查阅资料]在空气中把铁灼烧到500

℃生成Fe3O4，温度再升高可生成Fe2O3，在更高的温度(约1

400

℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。解析

Fe2O3为红棕色固体，A错误；根据信息可知，Fe在500

℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1

400

℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C错误；Fe3O4中Fe为+2价和+3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确。8.乳酸亚铁是一种常用的补血剂，乳酸亚铁易溶于水，可由乳酸和碳酸亚铁反应制得。现以铁屑制备乳酸亚铁。如图所示:(1)加入稀硫酸可能发生反应的离子方程式有_________________________________________________________________。Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+2H+===Fe2++H2↑解析

(1)铁屑中含有Fe，可能含有铁锈(Fe2O3)，两者都会与稀硫酸反应。(2)写出加入NH4HCO3溶液发生反应的化学方程式:_______________________________________________________。(3)能否用酸性KMnO4溶液检验乳酸亚铁溶液中的Fe2+?___________(填“能”或“不能”)，其理由为

______________________________________________。FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O不能乳酸根离子也能被酸性高锰酸钾氧化能力提升9.(2025·广西高三检测)某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式；已知该氧化物中铁元素只有+2和+3两种价态，实验步骤如图，下列说法错误的是(

)A.只有步骤②发生了氧化还原反应B.溶液a中阳离子有H+、Fe3+和Fe2+C.溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl-)＝1∶3D.通过计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5C

10.(2025·吉林省延边第一中学一模)铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(

)A.FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性:Fe3+>SO2B.转化②中每生成0.1

mol

Fe3O4，转移的电子数为0.9NAC.转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2D.过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2A11.用如图所示装置(夹持仪器省略)，制备氢氧化亚铁。实验步骤如下:Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中的空气；Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象；Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中产生的