高中化学第一节 铁及其化合物课时训练

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铁的氧化物
常见考点

考点一 单质铁
【例1】（2021·河北·模拟预测）下列关于铁的说法正确的是
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
B．铁在硫蒸气中燃烧生成 SKIPIF 1 < 0
C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
【答案】C
【解析】A．纯铁为银白色金属，冶金工业上将铁归为黑色金属，故A错误；
B．硫为弱氧化剂，则Fe在硫蒸气中燃烧生成FeS，故B错误；
C．Fe不易失去电子，且纯铁中的杂质相对较少，则纯铁的抗腐蚀能力相当强，铁在干燥的空气里不易被氧化，故C正确；
D．Fe在自然界中既有游离态又有化合态，故D错误；
本题答案C。
【一隅三反】
1．我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
【答案】C
【解析】A．把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故A正确；
B．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；
C．金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；
D．隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确；
故C正确。
2．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是
A．质软B．银白色C．能导电D．易生锈
【答案】D
【解析】物理性质通常包括：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔沸点、导电性、导热性、溶解性等，所以铁质软、银白色、能导电，均为物理性质，而易生锈是指易被氧化，为化学性质；
综上所述答案为D。
3．（2022·北京市八一中学高一阶段练习）下列关于金属铁的描述不正确的是
A．纯铁是银白色金属B．能与水蒸气反应生成氧化铁
C．能盛放冷的浓硫酸D．能与氯化铁溶液反应
【答案】B
【解析】A．纯铁是银白色、具有金属光泽的金属，A正确；
B．高温下，铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B不正确；
C．铁在冷的浓硫酸中发生钝化，故能盛放冷的浓硫酸，C正确；
D．铁能与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，D正确；
答案选B。
考点二 铁与水蒸气的反应
【例2】（2022·上海市复旦中学高一期中）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的化学方程式：__ __；并指明该反应的还原剂是____，被还原的是____。
(2)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是___ _；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是__ __。
(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是_ ___，原因是__ ___。
(4)干燥管中盛装是的物质是__ __，作用是_ ___。
(5)试管中收集气体是__ __，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行__ __，方法是_ ___。这一操作的目的是___ _。
【答案】(1) 3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2 Fe H2O
(2) 为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气 防止暴沸事故的发生
(3) 先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应
(4) 碱石灰 除去反应产生的H2中的水蒸气
(5) H2 验纯 用试管收集一试管气体，靠近火焰，如果发出的声音是尖锐的爆鸣声，则证明产生的氢气不纯，如果是“噗”的声音，则证明是纯净的氢气 防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸
【解析】根据题意和实验装置图，先在酒精灯加热作用下使圆底烧瓶中的水产生水蒸气，在硬质玻璃管中与铁粉在高温下发生反应：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2，硬质玻璃管中产生黑色晶体，用装有碱石灰的干燥管对生成的气体干燥，收集产生的气体并检验，证明在常温下，Fe与水并不起反应，在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。
根据分析可知，在高温下，Fe与水蒸气可发生的反应方程式为：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2；在反应中Fe的化合价升高，H的化合价降低，则还原剂是Fe，氧化剂是H2O，被还原的是H2O。
(2)圆底烧瓶中盛装水，为后续操作提供反应物，该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气；为防止加热过程中烧瓶内的液体产生剧烈振荡，烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸事故的发生。
(3)酒精灯和酒精喷灯点燃前，应防止Fe与空气中的O2反应，所以点燃顺序是先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯，防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应。
(4)生成的H2中混有水蒸气，为了得到干燥的氢气，干燥管中盛装的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的H2中的水蒸气。
(5)可燃性气体点燃前，应检验气体的纯度，若混有空气，易发生爆炸，试管中收集气体是H2，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行验纯，方法是：用试管收集一试管气体，靠近火焰，如果发出的声音是尖锐的爆鸣声，则证明产生的氢气不纯，如果是“噗”的声音，则证明是纯净的氢气，这一操作的目的是防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸。
【一隅三反】
1．（2022·黑龙江·哈师大附中高一期末）用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是
A．实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B．反应中H2O作氧化剂，发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
C．干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D．收集反应产生的气体选用装置②
【答案】C
【解析】A．实验时，应先用水蒸气排出装置中的空气，即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯，A错误；
B．铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；
C．氢气是中性气体，可以用碱石灰干燥，C正确；
D．收集的是氢气，密度比空气小，应用向下排气法，选用装置c，D错误；
故选C。
2．装置甲、乙、丙都是铁与水蒸气反应的实验装置，下列说法不正确的是
装置甲 装置乙 装置丙
A．选用丙装置，实验结束时先移去酒精灯，再将导气管拿出水面
B．甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气
C．用乙装置实验时，蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃肥皂泡发出爆鸣声
D．三个装置相比较，乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好
【答案】A
【解析】A．选用丙装置，实验结束时先将导气管拿出水面，再移去酒精灯，以防发生倒吸，错误；
B．从硬质玻璃管导出的气体有生成的氢气和未反应的剩余的水蒸气，氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气，正确；
C．用乙装置实验时，蒸发皿中产生大量肥皂泡，肥皂泡里是氢气，所以点燃肥皂泡发出爆鸣声，正确；
D．和甲、丙装置相比较，乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好，正确；
故选A。
3．（2022·陕西·西北农林科技大学附中高一期末）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答下列问题：
(1)写出该反应的反应方程式：________，并指出该氧化还原反应的还原剂是_______，氧化剂是________。
(2)实验前必须对整套装置进行操作的是________。
(3)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是_______；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是________。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是_________，为什么？________。
(5)干燥管中盛装的物质是________，作用是___________。
(6)试管中收集气体是_______，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行___________，这一操作的目的是_________。
【答案】(1) 3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2 Fe H2O
(2)检查装置气密性
(3) 为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气 防止暴沸事故的发生
(4) 先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应
(5) 碱石灰 除去反应产生的H2中的水蒸气
(6) H2 验纯 防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸
【解析】(1)高温下，铁与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，该反应的反应方程式：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2，在反应中Fe的化合价升高，H的化合价降低，则还原剂是Fe，氧化剂是H2O。答案为：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2；Fe；H2O；
(2)实验前必须检查整套装置是否漏气，所以应进行的操作是检查装置气密性。答案为：检查装置气密性；
(3)圆底烧瓶中盛装水，为后续操作提供反应物，该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气；为防止加热过程中烧瓶内的液体产生剧烈振荡，烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸事故的发生。答案为：为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气；防止暴沸事故的发生；
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃前，应防止Fe与空气中的O2反应，所以点燃顺序是先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯，防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应。答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应；
(5)生成的H2中混有水蒸气，为了得到干燥的氢气，干燥管中盛装的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的H2中的水蒸气。答案为：碱石灰；除去反应产生的H2中的水蒸气；
(6)可燃性气体点燃前，应检验气体的纯度，若混有空气，易发生爆炸。试管中收集气体是H2，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行验纯，这一操作的目的是防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸。答案为：H2；验纯；防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸。
考点三 铁与酸或盐反应
【例3-1】（2022·新疆·乌市一中高一期末）下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸
A．只有①B．只有①③⑤C．只有①③④⑤D．全部
【答案】B
【解析】①Fe与Cl2反应生成FeCl3，与二者相对量的多少无关，①符合题意；
②Fe与过量稀硫酸反应生成FeSO4和H2，②不符合题意；
③FeCl2溶液中通入少量Cl2，反应生成FeCl3，③符合题意；
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中，Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3能够与Fe反应产生FeCl2，若Fe不足量，则溶液中含有FeCl3，若Fe足量，则溶液中完全是FeCl2，故反应后溶液中不一定含有+3价铁，④不符合题意；
⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸，相当于有硝酸，亚铁离子与硝酸发生氧化还原反应生成铁离子，⑤符合题意；
综上所述，①③⑤一定有+3价铁生成，答案选B。
【例3-2】（2022·辽宁·高一期中）某稀溶液中含有6mlKNO3和3mlH2SO4向其中加入2ml铁粉，充分反应(已知被还原为NO)，最终溶液体积为1L。下列说法正确的是
A．所得溶液中c(NO SKIPIF 1 < 0 )=3ml/L
B．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：1
C．反应后生成NO的体积为33.6L
D．所得溶液中的溶质只有Fe(NO3)3和Fe(NO3)2
【答案】B
【解析】第一步反应：比例关系来看，只有H+完全反应。
SKIPIF 1 < 0
铁粉剩余2ml-1.5ml=0.5ml，硝酸根离子剩余6ml-1.5ml=4.5ml，n(Fe3+)=1.5ml，V(NO)=n(NO)×Vm=1.5ml×22.4L/ml=33.6L；
第二步反应：比例关系来看，铁粉完全反应。
SKIPIF 1 < 0
铁离子剩余：1.5ml-1ml=0.5ml，生成n(Fe2+)=1.5ml。
根据以上分析解题。
A．所得溶液中c(NO SKIPIF 1 < 0 )＝ SKIPIF 1 < 0 =4.5ml·L－1，故A错误；
B．所得溶液中所得溶液中c(Fe2＋)：c(Fe3＋)＝1.5ml/L:0.5ml/L=3:1，故B正确；
C．反应后生成NO的体积为V(NO)=n(NO)×Vm=1.5ml×22.4L/ml=33.6L(标准状况下)，选项中无标准状况，故C错误；
D．反应所得溶液中阳离子为铁离子、亚铁离子和钾离子，阴离子为硫酸根离子和硝酸根离子，溶质中含有硫酸钾和硝酸钾，故D错误；故选：B。
【一隅三反】
1．一定条件下单质铁与下列物质反应，产物中铁元素呈+3价的是
A．稀盐酸B．氯气C．硫酸铜溶液D．稀硫酸
【答案】B
【解析】A．稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H元素体现的，能将Fe氧化为+2价，故A错误；
B．氯气具有强氧化性，能将Fe氧化+3价，无论铁是否过量，铁在氯气中燃烧都生成氯化铁，故B正确；
C．硫酸铜中铜离子具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成+2价Fe，故C错误；
D．稀硫酸具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成+2价，故D错误；
故选：B。
2．（2022·上海市复旦中学高一期中）将0.02ml铁分别投入足量的下列物质中，在一定条件下充分反应，产生氢气最多的是
A．2ml/L稀硫酸B．18.4ml/L硫酸C．5ml/L硝酸D．灼热的水蒸气
【答案】D
【解析】A．铁与稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，0.02mlFe与足量稀硫酸反应生成0.02mlH2；
B．铁与浓硫酸反应不产生氢气；
C．铁与硝酸反应不生成氢气；
D．铁与灼热的水蒸气反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2，0.02mlFe与足量灼热的水蒸气反应生成氢气 SKIPIF 1 < 0 ml>0.02ml；
答案选D。
3．（2022·上海市洋泾中学高一期中）常温下，将铁片放入下列溶液中，能明显观察到有气体产生的是
A．浓硫酸B．浓盐酸C．浓硝酸D．硫酸铜溶液
【答案】B
【解析】A．常温下，铁在浓硫酸中会钝化，不能明显观察到有气体产生，故A不符合题意；
B．常温下，铁片与浓盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，能明显观察到有气体产生，故B符合题意；
C．常温下，铁在浓硝酸中会钝化，不能明显观察到有气体产生，故C不符合题意；
D．铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，不会有气体产生，故D不符合题意；
答案选B。
4．（2022·浙江·舟山中学高一期中）向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示
已知：①硝酸只被还原为NO气体；
②酸性条件下，氧化性： NO SKIPIF 1 < 0 >Fe3+ >H+
下列说法不正确的是
A．OA段产生的气体是NO， BC段产生的气体是H2
B．B点溶液中的溶质为FeSO4和H2SO4
C．原混合溶液中SO SKIPIF 1 < 0 的物质的量为0.4ml
D．原混合溶液中NO SKIPIF 1 < 0 的物质的量浓度为2 ml/L
【答案】D
【解析】OA段发生反应 SKIPIF 1 < 0 ，AB段发生反应 SKIPIF 1 < 0 ；BC段发生反应 SKIPIF 1 < 0 。
A．OA段发生反应 SKIPIF 1 < 0 ，OA段产生的气体是NO；BC段发生反应 SKIPIF 1 < 0 ，BC段产生的气体是H2，故A正确；
B．BC段发生反应 SKIPIF 1 < 0 ，说明溶液中不含Fe3+、 SKIPIF 1 < 0 ，BC段反应放出氢气，说明B点溶液中含有硫酸，所以B点溶液中的溶质为FeSO4和H2SO4，故B正确；
C．C点溶液中的溶质为FeSO4，根据铁守恒，FeSO4的物质的量为 SKIPIF 1 < 0 ，根据S守恒，原混合溶液中SO SKIPIF 1 < 0 的物质的量为0.4ml，故C正确；
D．发生 SKIPIF 1 < 0 反应，消耗铁的物质的量为 SKIPIF 1 < 0 ，所以原混合溶液中NO SKIPIF 1 < 0 的物质的量为0.2ml，NO SKIPIF 1 < 0 的浓度为 SKIPIF 1 < 0 1 ml/L，故D错误；
选D。
考点四 铁的氧化物
【例4-1】将一定质量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物加入200mL 1ml/L稀硝酸中，有气泡生成且混合物完全溶解，向所得溶液中加入KSCN溶液，振荡，无血红色出现，则混合物中铁元素的质量可能为
A．11.2gB．9.6gC．5.6gD．2.8g
【答案】D
【解析】分析题目可以得出，反应后的溶液中只含 SKIPIF 1 < 0 ，由于反应中有NO生成，根据氮原子守恒可以得到，n(HNO3)=1ml/L×0.2L=0.2ml，混合物中铁元素的物质的量小于0.1ml，质量小于5.6g，D项正确。
【例4-2】（2022·山西省长治市第二中学校高一期末）由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2)制备绿矾(FeSO4•7H2O)的流程如图，已知：FeS2难溶于水。下列说法错误的是
A．步骤①酸溶烧渣最好选用硫酸
B．步骤②涉及的离子反应为FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2 SKIPIF 1 < 0 +16H+
C．步骤③须控制条件防止氧化
D．将溶液b加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干得纯净绿矾
【答案】D
【解析】硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2）加硫酸进行酸溶后，生成溶液a中含亚铁离子与铁离子，二氧化硅不溶于硫酸，以滤渣形式存在，再向滤液a加FeS2进行还原，将Fe3+还原为Fe2+后将过量的FeS2过滤以后得到溶液b，可隔绝氧气，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到绿矾，以此解答该题。
A．因为要制备绿矾（FeSO4•7H2O），晶体中所含阴离子为硫酸根离子，所以酸溶时要选用硫酸，A正确；
B．步骤②加入FeS2目的是为了将Fe3+还原为Fe2+，涉及的离子反应为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，B正确；
C．因为亚铁离子易被氧化，所以步骤③须控制条件防止氧化，C正确；
D．将溶液b加热到有较多固体析出时，蒸发结晶即可，若再用余热将液体蒸干，绿矾可能会失去结晶水，从而不能得到纯净的绿矾，D错误；故答案选：D。
【一隅三反】
1．向一定量Fe和Fe2O3的混合物中加入500mL一定浓度的稀硝酸恰好使混合物溶解，同时可得到标准状况下2.24L NO气体。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，得到11.2g铁单质。则原稀硝酸的物质的量浓度为
A．1ml/LB．1.5ml/LC．2ml/LD．无法计算
【答案】A
【解析】向一定量Fe和Fe2O3的混合物中加入500mL一定浓度的稀硝酸恰好使混合物溶解，同时可得到标准状况下2.24L NO气体。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，无红色出现，说明产物是Fe(NO3)2。用足量的H2在加热条件下还原相同质量的Fe和Fe2O3的混合物，得到11.2g铁单质，则Fe和Fe2O3的混合物中Fe元素的物质的量为0.2ml；则反应后的溶液中含有0.2mlFe(NO3)2，根据氮元素守恒，500mL一定浓度的稀硝酸中含HNO3的物质的量为0.2ml×2+ SKIPIF 1 < 0 =0.5ml；原稀硝酸的物质的量浓度为 SKIPIF 1 < 0 ，选A。
2．（2022·上海市七宝中学高一期末）某铁的氧化物( SKIPIF 1 < 0 )1.04g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下 SKIPIF 1 < 0 ，恰好将 SKIPIF 1 < 0 完全氧化。x值为
A．0.714B．0.750C．0.800D．0.875
【答案】D
【解析】FexO中Fe的平均化合价为+ SKIPIF 1 < 0 ，被氧化为Fe3+，根据电子守恒可知，转移的电子数和Cl2转移的电子数相等．标准状况下112mLCl2转移电子数为 SKIPIF 1 < 0 ，则有： SKIPIF 1 < 0 ，解得x=0.875，故选D。
3．（2022·江苏南京·高一期末）由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下：
下列有关说法不正确的是
A．“酸溶”时适当提高稀硫酸浓度，可提高铁元素的浸出效率
B．“还原”时主要发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
C．“检验”时可用KSCN溶液检验“还原”步骤是否进行完全
D．“系列操作”必须使用的仪器有玻璃棒、酒精灯、坩埚等
【答案】D
【解析】硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)中加入稀硫酸酸溶，Fe2O3、Al2O3溶解得到Fe3+、Al3+的酸性溶液，SiO2不反应，过滤，滤渣为SiO2；滤液中加入过量铁粉还原，离子方程式为：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；然后用KSCN溶液检验“还原”步骤是否进行完全；加入NaOH溶液调节溶液pH除铝，过滤，滤渣为氢氧化铝，滤液中含有FeSO4；经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O，据此分析作答。
A．“酸溶”时适当提高稀硫酸浓度，可加快反应速率，从而提高铁元素的浸出效率，A项正确；
B．“还原”时加入的过量铁粉与铁离子反应生成亚铁离子，主要发生反应的离子方程式为2Fe3＋+Fe=3Fe2＋，B项正确；
C．Fe3+与KSCN溶液反应生成硫氰化铁，溶液变红，所以“检验”时可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+，若溶液不变红，说明“还原”步骤进行完全，C项正确；
D．滤液中含有FeSO4，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O，则“系列操作”必须使用的仪器有玻璃棒、酒精灯、蒸发皿等，不需要坩埚，D项错误；
答案选D。
考点五 工业炼铁
【例5】（铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。
（1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式： ________________。
（2）写出赤铁矿被 SKIPIF 1 < 0 还原成铁的化学方程式：__________________________。
（3）实验室中可用 SKIPIF 1 < 0 还原 SKIPIF 1 < 0 ，在加热 SKIPIF 1 < 0 前应先_________，否则可能发生________现象；未反应完的 SKIPIF 1 < 0 ___________（填“能”或“不能”）排放到大气中，应做________处理。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 验纯 爆炸 不能 点燃
【解析】（1）在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应 SKIPIF 1 < 0 ，再发生反应 SKIPIF 1 < 0 。
（2）赤铁矿的主要成分为三氧化二铁，故赤铁矿被 SKIPIF 1 < 0 还原成铁的化学方程式为： SKIPIF 1 < 0 。
（3）一氧化碳属于可燃性气体，加热 SKIPIF 1 < 0 之前应先检验 SKIPIF 1 < 0 的纯度，否则可能发生爆炸；由于 SKIPIF 1 < 0 有毒故未反应完的 SKIPIF 1 < 0 应点燃，以防污染环境。
【一隅三反】
1．（2021·山东省青岛第一中学高一开学考试）小明对实验室炼铁的原理进行了以下整理，你认为错误的一项是
A．a处B．b处C．c处D．d处
【答案】B
【解析】A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，物质成分化学式书写合理，A正确；
B．C元素化合价由反应前CO中的+2价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高，失去电子被氧化，发生氧化反应，B错误；
C．该反应是在高温条件下进行，反应条件合理，C正确；
D．两种反应物都是化合物，生成物一种是单质，一种是化合物，因此反应基本类型不是置换反应，反应类型判断合理，D正确；
故合理选项是B。
2．（2021·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高一期中）高炉炼铁中存在反应：3CO + Fe2O3 SKIPIF 1 < 0 3CO2 + 2Fe。下列说法正确的是
A．Fe2O3是氧化剂
B．Fe是氧化产物
C．CO2是还原产物
D．CO既不是氧化剂又不是还原剂
【答案】A
【详解】A．Fe2O3中铁元素的化合价由+3价变成0价，化合价降低，因此Fe2O3作氧化剂，故A正确；
B．铁单质是由Fe2O3还原得到，因此Fe是还原产物，故B错误；
C．CO中的C元素化合价由+2价升高到+4价，化合价升高，因此CO是还原剂，被氧化成CO2，CO2是氧化产物，故C正确；
D．CO中C元素化合价升高，则CO作还原剂，故D错误；
答案A。
3．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素。铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是：Fe3O4 + 4CO SKIPIF 1 < 0 3Fe + 4CO2，若有1ml Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是___________ ml。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的方法为在KOH浓溶液中加入NaClO和Fe(OH)3，并不断搅拌，其发生反应的离子方程式为：___________。
(3)某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)已知FeCl3会吸水潮解。
请回答下列问题：
①A中发生反应的化学方程式为 ___________ 。
②各装置的正确连接顺序为(填写装置代号) A→___________ → ___________ → ___________ → ___________→D。(如有必要，某些装置可重复使用)
③装置E的作用是 ___________ ，
④写出装置D中反应的离子方程式 ___________ 。
⑤反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为 ___________ ；
⑥实验室常用FeCl3的饱和溶液制备氢氧化铁胶体，其反应的离子方程式为：___________ 。
【答案】（1） 8
2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2 SKIPIF 1 < 0 + 3Cl- + 5H2O
① MnO2 + 4HCl(浓) SKIPIF 1 < 0 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
②E C B C
③除去氯气中的氯化氢
④2OH- + Cl2 = Cl- + ClO- + H2O
⑤产生棕色的烟
⑥ Fe3+ + 3H2O SKIPIF 1 < 0 Fe(OH)3 (胶体) + 3H+
【解析】(1)根据Fe3O4 + 4CO SKIPIF 1 < 0 3Fe + 4CO2可知，1mlFe3O4参加反应，Fe原子得电子，而C原子失去电子，4mlCO作还原剂，化合价从+2价升到+4价，所以每摩尔Fe3O4被还原有8ml电子转移，故答案为：8；
(2) KOH浓溶液中加入NaClO和Fe(OH)3，生成K2FeO4，Fe元素的化合价升高，则Cl元素的化合价降低，由电子、电荷守恒可知，离子反应为2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2 SKIPIF 1 < 0 + 3Cl- + 5H2O，故答案为：2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2 SKIPIF 1 < 0 + 3Cl- + 5H2O；
(3)①A中发生反应的化学方程式为MnO2 + 4HCl(浓) SKIPIF 1 < 0 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O，故答案为：MnO2 + 4HCl(浓) SKIPIF 1 < 0 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O；
②制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，除去氯化氢气体用饱和食盐水，除去水蒸气用浓硫酸，应先除氯化氢，后干燥，还要防止氯化铁水解，最后吸收尾气中未反应的氯气，防止污染空气，所以装置顺序为A→E→C→B→C→D，故答案为：E；C；B；C；
③E的作用为吸收氯气中的氯化氢，故答案为：除去氯气中的氯化氢；
④D中的离子反应为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；
⑤反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为产生棕色的烟，故答案为：产生棕色的烟；
⑥FeCl3的饱和溶液制备氢氧化铁胶体，离子方程式为：Fe3+ + 3H2O SKIPIF 1 < 0 Fe(OH)3 (胶体) + 3H+，故答案为：Fe3+ + 3H2O SKIPIF 1 < 0 Fe(OH)3 (胶体) + 3H+。
氧化物
性质比较
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
——
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
水溶性
不溶于水
稳定性
不稳定
6FeO＋O2 SKIPIF 1 < 0 2Fe3O4
稳定
稳定
与非氧化性酸
FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3+6HCl===2FeCl3＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
与氧化性酸
①3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O
②Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
③3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O
3Fe3O4＋28H＋＋NO3－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O
与还原性酸
④FeO＋2HI===FeI2＋H2O
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
⑤Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O
Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O
⑥Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O
Fe3O4＋8H＋＋2I－===3FeI2＋I2＋4H2O