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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物同步达标检测题
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物同步达标检测题，共10页。
常见考点
考点一 铁的氢氧化物
【例1】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)3
C．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。
【例1-2】（2022·山西太原·高一期末）在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】A．NaOH溶液加入时会带入氧气，会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁，不能成功得到氢氧化亚铁，故A不符合题意；
B．氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到氢氧化亚铁沉淀，故B不符合题意；
C．装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，故C符合题意；
D．氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，胶头滴管伸入到液面以下，暂时隔绝氧气，但是不能较长时间保存Fe(OH)2，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
【一隅三反】
1．（2022·河北邯郸·高一期末）用如图装置可以制备 SKIPIF 1 < 0 沉淀，下列说法不正确的是
A．该实验应该先打开C，一段时间后再关闭C
B．实验完成时，在A容器中得到白色沉淀
C．如果将NaOH溶液直接滴入 SKIPIF 1 < 0 溶液中，最终得到红褐色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
【答案】B
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气排出装置内的空气，关闭止水夹后，利用产生气体的压强将生成的硫酸亚铁压入到B容器中生成白色沉淀。
A．该实验应该先打开C，利用生成的氢气排出装置内的空气，氢气纯净后，再关闭C，故A正确；
B．实验完成时，A容器中没有白色沉淀，白色沉淀在B容器中得到，故B错误；
C．如果将NaOH溶液直接滴入 SKIPIF 1 < 0 溶液中，有氧气带入，开始生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终得到红褐色沉淀，故C正确；
D．本实验利用氢气排出装置内的空气，因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，故D正确。综上所述，答案为B。
2．（2022·福建·泉州第十六中学高一期中）如下图所示装置，可用以制取和观察 SKIPIF 1 < 0 在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法不正确的是
A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置I可制取 SKIPIF 1 < 0 溶液并排尽装置内空气
C．止水夹在实验过程中应该先关后开
D．取下装置II的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【答案】C
【解析】A．溶液中会溶解少量的氧气，氧气能氧化氢氧化亚铁，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；
B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气能排尽装置中的空气，所以装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，故B正确；
C．止水夹开始时打开，产生的氢气将装置中的空气排尽，再关闭止水夹，Ⅰ中压强增大，硫酸亚铁溶液被压入Ⅱ中，故C错误；
D．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，取下装置Ⅱ的橡皮塞空气进入试管，氢氧化亚铁被氧气氧化，可观察沉淀颜色变化，故D正确；
故选C。
3．（2021·四川省绵阳江油中学高三开学考试）I.为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。
请回答：
(1)虚线框处宜选择的装置是_______(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_______。
(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有+3价的铁。判断结论是否正确并说明理由_______。
Ⅱ.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(3)仪器1的名称_______。装置5的作用_______。
(4)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进_______，使溶液能进入4中。
(5)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因_______。
【答案】(1) 乙 铜丝由黑变红色
(2)不正确，因为铁过量时：Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3) 分液漏斗 液封，防止空气进入装置4
(4)在装置2、3之间添加控制开关
(5)装置4内的空气没有排尽
【解析】I.根据实验装置图，进行的是铁与水蒸气的反应的实验，再用生成的氢气还原氧化铜，给反应后得到的固体中加入盐酸，再检验溶夜中是否存在Fe3+，据此解答。
Ⅱ.该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。
(1)铁和水蒸气反应生成的气体为氢气，氢气比空气轻，所以虚线框处宜选择的装置是乙，实验时应先将螺旋状铜丝加热，铜和氧气反应生成黑色的氧化铜，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，氢气还原氧化铜生成铜，现象是铜丝由黑变为红色，
故答案为：乙；铜丝由黑变红；
(2)实验后，为检验硬质玻璃管中的固体是否含+3价的铁元素，该同学取一定量的固体并用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，不能说明该固体中没有+3价的铁元素，因为若铁过量会和生成的铁离子反应生成亚铁离子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，没有出现血红色，不能说明该固体中没有+3价的铁元素，该同学的结论不正确，故答案为：不正确，因为铁过量时：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(3)观察仪器1特征可知是分液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。
(4)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(5)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
考点二 铁盐和亚铁盐
【例2-1】向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是
A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+
B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+
C．试管3中的离子反应为：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D．试管3中必定有红色沉淀生成
【答案】B
【解析】A．加入KSCN溶液可检验Fe3+，故A错误；
B．加入KSCN溶液可检验Fe3+，试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+，故B正确；
C．试管3中的离子反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故C错误；
D．试管3中加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3+结合生成血红色配合物，不是沉淀，故D错误；
故选：B。
【例2-2】（2022·广东惠州·高一期末）下列各组物质中，所加除杂试剂不正确的是
【答案】D
【解析】A．Fe和FeCl3反应生成FeCl2，可除去杂质，故A正确；
B．Cl2与FeCl2反应生成FeCl3，能除杂，故B正确；
C．CO2与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，能除杂，故C正确；
D．Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4，将主体物质也消耗了，除杂试剂不正确，故D错误；故选：D。
【例2-3】（2021·广西·鹿寨县鹿寨中学高一阶段练习）Fe是应用最广泛的金属，被誉为“金属之王”。某兴趣小组对Fe、Fe2+及Fe3+的某些性质进行实验探究。
(一)A小组按如图所示操作进行实验，探究氧化剂的氧化性强弱。
(1)Ⅰ中发生反应的离子方程式为___。
(2)Ⅱ中发生反应的化学方程式为___。
(3)结合实验Ⅰ、Ⅱ可知Fe2+，Cu2+，Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为___。
(二)B小组研究Fe与水蒸气的反应，分别进行了如图实验。
请回答：
(4)实验Ⅰ中湿棉花的作用是____。
(5)实验Ⅰ中反应的化学方程式是___。
(6)若观察到实验Ⅰ中肥皂液持续产生肥皂泡，实验Ⅱ中溶液B呈现红色。说明溶液A中含有___。
(7)若观察到实验Ⅰ中肥皂液持续产生肥皂泡，但实验Ⅱ中溶液B未呈现红色。溶液B未呈现红色的原因是___。
【答案】(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(2)Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
(3)Fe3+>Cu2+>Fe2+
(4)提供水蒸气
(5)3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2
(6)Fe3+
(7)反应后的固体中含有未反应的Fe，实验Ⅱ中Fe3+全部被Fe还原为Fe2+
【解析】(1)Ⅰ中铁与硫酸铜发生反应生成硫酸亚铁和铜，所以发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu；
(2)Ⅱ中铜与氯化铁生成氯化亚铁和氯化铜，发生反应的化学方程式为Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2；
(3)实验Ⅰ中氧化剂为Cu2+，氧化产物为Fe2+、Ⅱ中氧化剂为Fe3+，氧化产物为Cu2+，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，Fe2+，Cu2+，Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+；
(4)Fe与水蒸气在高温条件下发生反应生成四氧化三铁与氢气，湿棉花在加热条件下为反应提供水蒸气，故答案为：提供水蒸气；
(5)铁与水蒸气发生反应生成四氧化三铁和氢气，所以化学方程式为：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2；
(6)Fe3+遇到KSCN溶液会变红，若实验Ⅱ中溶液B呈现红色，说明溶液A中含有Fe3+；
(7)若观察到实验Ⅰ中肥皂液持续产生肥皂泡，说明产生四氧化三铁和氢气，四氧化三铁溶于稀硫酸会生成铁离子和亚铁离子，但实验Ⅱ中溶液B未呈现红色，说明溶液A中不含Fe3+，则推知剩余固体中除了有四氧化三铁以外，还有未反应的Fe，Fe具有还原性，且铁离子的氧化性强于稀硫酸，实验Ⅱ中Fe3+全部被Fe还原为Fe2+，导致溶液B没有呈现红色，故答案为：反应后的固体中含有未反应的Fe，实验Ⅱ中Fe3+全部被Fe还原为Fe2+。
【一隅三反】
1．（2021·吉林·洮南市第一中学高一阶段练习）下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是
①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变
②将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
③向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体
⑤向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉的离子方程式：Fe3++Fe=2Fe2+
⑥Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
A．①②⑥B．①②③C．①④⑤D．②④⑥
【答案】A
【解析】①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，溶液不再存在Fe3+，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，①正确；
②氯气具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+能氧化Fe生成亚铁离子，涉及的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe=3Fe2+，从而除去氯气，②正确；
③向FeCl2溶液中不存在Fe3+，加入NH4SCN溶液不变红，③错误；
④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀，无法得到胶体，④错误；
⑤选项所给离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，⑤错误；
⑥酸性环境中H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，⑥错误；
综上所述答案为A。
2．（2022·重庆八中高一期末）除去FeCl3溶液中混有的FeCl2杂质，应选用的试剂是
A．NaOH溶液B．KSCN溶液C．氯水D．KMnO4溶液
【答案】C
【解析】A． SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均与 SKIPIF 1 < 0 反应，所以不能用来除杂，故A错误；
B． SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 不反应，无法除去杂质，故B错误；
C． SKIPIF 1 < 0 与氯水中 SKIPIF 1 < 0 反应生成 SKIPIF 1 < 0 ，符合除杂原则，可以达到除杂目的，故C正确；
D． SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应生成 SKIPIF 1 < 0 的同时会引入新杂质 SKIPIF 1 < 0 ，故不能用来除杂，故D错误；
综上所述，答案为C。
3．（2022·上海·同济大学第一附属中学高一阶段练习）某研究性学习小组在进行铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用的实验探究，请回答下列问题：
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为____。
(2)装置D的作用是____。
探究二：待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体继续进行如图实验，确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。
(3)试剂B是____，现象2为____。
(4)若现象1为溶液未变红色，请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因：____。
探究三：按照如图实验流程用硬质玻璃管B中固体制备Fe3O4纳米材料。
已知：①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在；
②在操作I中，相同条件下测得Fe3O4的产率与R[R= SKIPIF 1 < 0 ]的关系如图所示。
(5)在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2，目的是____。
(6)设浊液B中FeOOH的物质的量为aml，滤液A中的n(Fe)=bml。为使Fe3O4的产率最高，则 SKIPIF 1 < 0 =___。(填数值，保留3位小数)
【答案】(1)3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2
(2)除去H2中的水蒸气，防止玻璃管E破裂
(3) KMnO4 溶液紫红色褪去
(4)B中固体可能为Fe3O4和 SKIPIF 1 < 0 的混合物，Fe将Fe3+全部还原为Fe2+
(5)防止H2O2在后续步骤中继续氧化+2价铁元素
(6)0.636
【解析】探究一：A中制取水蒸气，B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，C收集氢气、D用于干燥氢气，E中氢气还原CuO；
(1)高温条件下，Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为 SKIPIF 1 < 0 ；
(2)装置 D有除去H2中的水蒸气，防止E的玻璃管破裂的作用；
(3)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色，亚铁离子和KSCN不反应，向溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明含有四氧化三铁，可能含有Fe；铁离子和Fe反应生成亚铁离子，不变红色说明固体中含有四氧化三铁和Fe；
亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子，则试剂B是KMnO4，现象2为酸性KMnO4溶液紫红色褪去；
(4)若现象1中溶液未变血红色，说明B中固体可能有Fe3O4 和Fe，Fe将Fe3+全部还原为Fe2+；
(5)步骤④中，浊液D中的氢氧化亚铁与过氧化氢反应生成FeOOH，反应为：2Fe（OH）2+H2O2=2FeOOH+2H2O；步骤④中，防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2；
(6)设浊液B中FeOOH的物质的量为aml，滤液A中的铁元素的物质的量为bml。则滤液A中与FeOOH反应的亚铁离子物质的量为(b-a)ml，由图可知 SKIPIF 1 < 0 =1.75时，Fe3O4的产率最高，则 SKIPIF 1 < 0 =1.75，解得： SKIPIF 1 < 0 =0.636。
考点三 铁及其化合物的综合运用
【例3-1】下列有关金属及其化合物的说法错误的是
A．铁元素是地壳中含量最高的金属元素
B．铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟
C．Fe(OH)2在空气中易被氧化成红褐色的Fe(OH)3
D．铜在潮湿的空气中生锈产生铜绿[Cu2(OH)2CO3]
【答案】A
【解析】A．铝元素是地壳中含量最高的金属元素，故A错误；
B．铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，烟为氯化铁，溶于水呈黄色，故B正确；
C．Fe(OH)2具有强还原性，在空气中易被氧化成红褐色的Fe(OH)3，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O ＝4Fe(OH)3，故C正确；
D．铜在潮湿的空气中生锈即铜与氧气、水、二氧化碳产生铜绿[Cu2(OH)2CO3]，故D正确。
综上所述，答案为A。
【例3-2】（2022·云南省楚雄彝族自治州民族中学高一开学考试）在一定条件下，铁与有关物质的反应所得产物错误的是
A．Fe SKIPIF 1 < 0 FeCl3B．Fe SKIPIF 1 < 0 FeCl2
C．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe(OH)3D．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe3O4
【答案】C
【解析】A．Cl2具有强氧化性，Fe与Cl2反应生成FeCl3，A正确；
B．Fe可以将Fe3+还原为Fe2+，则Fe+2FeCl3=3FeCl2，B正确；
C．Fe与水蒸气反应生成Fe3O4，C错误；
D．Fe在O2中点燃生成Fe3O4，D正确；
答案选C。
【例3-3】（2022·宁夏·石嘴山市第一中学高一期末）为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。
(1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，见题图。试管中发生的化学方程式是_______，该反应中氧化剂是_______。
(2)如图
①往 SKIPIF 1 < 0 溶液中滴入几滴 SKIPIF 1 < 0 溶液，溶液的颜色_______，
②写出上述过程中A→B的化学方程式_______。
③描述C放在空气中的颜色变化_______写出它的化学方程式， _______。
④写出B加入氯水的离子方程式_______。
⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得_______胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为_______效应。
【答案】(1) 3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2 H2O
(2) 变为红色 2FeCl3+Fe=3FeCl2 生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+4H2O=4Fe(OH)3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe(OH)3 丁达尔
【解析】(1)高温下，铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
(2)氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3+，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色；A是氯化铁溶液，加入足量铁粉生成氯化亚铁；B是氯化亚铁溶液，加入氢氧化钠生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁；B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液；A是氯化铁溶液，将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得氢氧化铁胶体。
(1)
高温下，让铁粉与水蒸气反应，铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，试管中发生的化学方程式是3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2，H2O中氢元素化合价由+1降低为0，氧化剂是H2O。故答案为：3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2；H2O；
(2)①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3+，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色，故答案为：变为红色；
②过程中A→B，A是氯化铁溶液，加入足量铁粉生成氯化亚铁，有关反应的化学方程式是2FeCl3+Fe=3FeCl2，故答案为：2FeCl3+Fe=3FeCl2；
③B是氯化亚铁溶液，加入氢氧化钠生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁，B→C变化中可看到的现象是生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+4H2O=4Fe(OH)3，故答案为：生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；4Fe(OH)2+O2+4H2O=4Fe(OH)3；
④B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液，离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
⑤A是氯化铁溶液，将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得氢氧化铁胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为丁达尔效应，故答案为：Fe(OH)3；丁达尔。
【一隅三反】
1．（2022·甘肃·高台县第一中学高一学业考试）下列有关铁及其化合物的说法错误的是
A．陨铁中存在游离态的铁
B．铁能与水蒸气反应，生成氧化铁和氢气
C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应
D．氢氧化亚铁在空气中易被氧化成氢氧化铁
【答案】B
【解析】A．游离态的铁主要存在陨铁中，A项正确；
B．铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，B项错误；
C．铁的氧化物性质稳定，不溶于水，也不与水反应，C项正确；
D．氢氧化亚铁在空气中与氧气和水反应，被氧化成氢氧化铁，D项正确；
答案选B。
2．（2022·广西贵港·高一期末）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的价类二维图如图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是
A． SKIPIF 1 < 0 是一种黑色有磁性的铁的氧化物，可由Fe、水蒸气高温反应制得
B．为实现 SKIPIF 1 < 0 向 SKIPIF 1 < 0 的转化，可向含 SKIPIF 1 < 0 的溶液中通入 SKIPIF 1 < 0 或者滴加 SKIPIF 1 < 0 溶液
C．由图可预测：高铁酸盐( SKIPIF 1 < 0 )具有强氧化性，可将 SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0
D．FeO、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 均可与酸反应，只生成一种盐和水
【答案】D
【解析】A．Fe3O4是一种黑色有磁性的铁的氧化物，铁单质与水蒸气在高温下反应3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2↑，故A说法正确；
B．Fe2+转化成Fe3+，铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂才能实现转化，如加入O2、Cl2、H2O2等，故B说法正确；
C． SKIPIF 1 < 0 中铁元素显+6价，具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，故C说法正确；
D．Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐，故D说法错误；
答案为D。
3．指定条件下，以铁为原料，不能一步制得的是
A．Fe SKIPIF 1 < 0 FeCl3B．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe2O3
C．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe(NO3)3D．Fe SKIPIF 1 < 0 FeSO4
【答案】B
【解析】A．铁单质在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟，生成FeCl3，A正确；
B．铁和水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4，无法直接生成氧化铁，B错误；
C．硝酸具有强氧化性和酸性，可与铁反应生成硝酸铁，C正确；
D．铁的金属活动性强于Cu，可以将硫酸铜溶液中的Cu置换出来，生成硫酸亚铁，D正确；
故答案选B。
4．（2022·上海·华东师范大学张江实验中学高一期末）某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：
(1)请写出Fe2O3与①反应的化学方程式_______。
(2)请写出FeCl3与铁粉反应的离子方程式_______。
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为_______，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表达)_______。
(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③是_______，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质是_______。
【答案】(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3) 先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4) Fe(OH)3胶体 分散质粒子直径不同
【解析】(1)Fe2O3为酸性氧化物，可与酸发生反应生成铁盐和水，因生成的是氯化铁，所以加入的①为盐酸，Fe2O3与①发生反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
(2)FeCl3具有氧化性，铁粉具有还原性，所以FeCl3与铁粉发生氧化还原反应生成氯化亚铁，其离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液过程中先生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧气氧化，最终生成Fe(OH)3，所以现象是：先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色；此过程中发生的氧化还原反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③是Fe(OH)3胶体；FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是分散质粒子直径不同，在1-100nm之间。
主体物质
杂质
除杂试剂
A
FeCl2溶液
FeCl3
Fe
B
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
C
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
D
Fe2(SO4)3溶液
CuSO4
Fe
实验Ⅰ
实验Ⅱ
常见考点
考点一 铁的氢氧化物
【例1】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)3
C．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。
【例1-2】（2022·山西太原·高一期末）在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】A．NaOH溶液加入时会带入氧气，会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁，不能成功得到氢氧化亚铁，故A不符合题意；
B．氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到氢氧化亚铁沉淀，故B不符合题意；
C．装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，故C符合题意；
D．氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，胶头滴管伸入到液面以下，暂时隔绝氧气，但是不能较长时间保存Fe(OH)2，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
【一隅三反】
1．（2022·河北邯郸·高一期末）用如图装置可以制备 SKIPIF 1 < 0 沉淀，下列说法不正确的是
A．该实验应该先打开C，一段时间后再关闭C
B．实验完成时，在A容器中得到白色沉淀
C．如果将NaOH溶液直接滴入 SKIPIF 1 < 0 溶液中，最终得到红褐色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
【答案】B
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气排出装置内的空气，关闭止水夹后，利用产生气体的压强将生成的硫酸亚铁压入到B容器中生成白色沉淀。
A．该实验应该先打开C，利用生成的氢气排出装置内的空气，氢气纯净后，再关闭C，故A正确；
B．实验完成时，A容器中没有白色沉淀，白色沉淀在B容器中得到，故B错误；
C．如果将NaOH溶液直接滴入 SKIPIF 1 < 0 溶液中，有氧气带入，开始生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终得到红褐色沉淀，故C正确；
D．本实验利用氢气排出装置内的空气，因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，故D正确。综上所述，答案为B。
2．（2022·福建·泉州第十六中学高一期中）如下图所示装置，可用以制取和观察 SKIPIF 1 < 0 在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法不正确的是
A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧
B．装置I可制取 SKIPIF 1 < 0 溶液并排尽装置内空气
C．止水夹在实验过程中应该先关后开
D．取下装置II的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【答案】C
【解析】A．溶液中会溶解少量的氧气，氧气能氧化氢氧化亚铁，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；
B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气能排尽装置中的空气，所以装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，故B正确；
C．止水夹开始时打开，产生的氢气将装置中的空气排尽，再关闭止水夹，Ⅰ中压强增大，硫酸亚铁溶液被压入Ⅱ中，故C错误；
D．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，取下装置Ⅱ的橡皮塞空气进入试管，氢氧化亚铁被氧气氧化，可观察沉淀颜色变化，故D正确；
故选C。
3．（2021·四川省绵阳江油中学高三开学考试）I.为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。
请回答：
(1)虚线框处宜选择的装置是_______(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_______。
(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有+3价的铁。判断结论是否正确并说明理由_______。
Ⅱ.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(3)仪器1的名称_______。装置5的作用_______。
(4)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进_______，使溶液能进入4中。
(5)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因_______。
【答案】(1) 乙 铜丝由黑变红色
(2)不正确，因为铁过量时：Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3) 分液漏斗 液封，防止空气进入装置4
(4)在装置2、3之间添加控制开关
(5)装置4内的空气没有排尽
【解析】I.根据实验装置图，进行的是铁与水蒸气的反应的实验，再用生成的氢气还原氧化铜，给反应后得到的固体中加入盐酸，再检验溶夜中是否存在Fe3+，据此解答。
Ⅱ.该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。
(1)铁和水蒸气反应生成的气体为氢气，氢气比空气轻，所以虚线框处宜选择的装置是乙，实验时应先将螺旋状铜丝加热，铜和氧气反应生成黑色的氧化铜，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，氢气还原氧化铜生成铜，现象是铜丝由黑变为红色，
故答案为：乙；铜丝由黑变红；
(2)实验后，为检验硬质玻璃管中的固体是否含+3价的铁元素，该同学取一定量的固体并用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，不能说明该固体中没有+3价的铁元素，因为若铁过量会和生成的铁离子反应生成亚铁离子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，没有出现血红色，不能说明该固体中没有+3价的铁元素，该同学的结论不正确，故答案为：不正确，因为铁过量时：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(3)观察仪器1特征可知是分液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。
(4)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(5)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
考点二 铁盐和亚铁盐
【例2-1】向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是
A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+
B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+
C．试管3中的离子反应为：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D．试管3中必定有红色沉淀生成
【答案】B
【解析】A．加入KSCN溶液可检验Fe3+，故A错误；
B．加入KSCN溶液可检验Fe3+，试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+，故B正确；
C．试管3中的离子反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故C错误；
D．试管3中加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3+结合生成血红色配合物，不是沉淀，故D错误；
故选：B。
【例2-2】（2022·广东惠州·高一期末）下列各组物质中，所加除杂试剂不正确的是
【答案】D
【解析】A．Fe和FeCl3反应生成FeCl2，可除去杂质，故A正确；
B．Cl2与FeCl2反应生成FeCl3，能除杂，故B正确；
C．CO2与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，能除杂，故C正确；
D．Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4，将主体物质也消耗了，除杂试剂不正确，故D错误；故选：D。
【例2-3】（2021·广西·鹿寨县鹿寨中学高一阶段练习）Fe是应用最广泛的金属，被誉为“金属之王”。某兴趣小组对Fe、Fe2+及Fe3+的某些性质进行实验探究。
(一)A小组按如图所示操作进行实验，探究氧化剂的氧化性强弱。
(1)Ⅰ中发生反应的离子方程式为___。
(2)Ⅱ中发生反应的化学方程式为___。
(3)结合实验Ⅰ、Ⅱ可知Fe2+，Cu2+，Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为___。
(二)B小组研究Fe与水蒸气的反应，分别进行了如图实验。
请回答：
(4)实验Ⅰ中湿棉花的作用是____。
(5)实验Ⅰ中反应的化学方程式是___。
(6)若观察到实验Ⅰ中肥皂液持续产生肥皂泡，实验Ⅱ中溶液B呈现红色。说明溶液A中含有___。
(7)若观察到实验Ⅰ中肥皂液持续产生肥皂泡，但实验Ⅱ中溶液B未呈现红色。溶液B未呈现红色的原因是___。
【答案】(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(2)Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
(3)Fe3+>Cu2+>Fe2+
(4)提供水蒸气
(5)3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2
(6)Fe3+
(7)反应后的固体中含有未反应的Fe，实验Ⅱ中Fe3+全部被Fe还原为Fe2+
【解析】(1)Ⅰ中铁与硫酸铜发生反应生成硫酸亚铁和铜，所以发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu；
(2)Ⅱ中铜与氯化铁生成氯化亚铁和氯化铜，发生反应的化学方程式为Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2；
(3)实验Ⅰ中氧化剂为Cu2+，氧化产物为Fe2+、Ⅱ中氧化剂为Fe3+，氧化产物为Cu2+，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，Fe2+，Cu2+，Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+；
(4)Fe与水蒸气在高温条件下发生反应生成四氧化三铁与氢气，湿棉花在加热条件下为反应提供水蒸气，故答案为：提供水蒸气；
(5)铁与水蒸气发生反应生成四氧化三铁和氢气，所以化学方程式为：3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2；
(6)Fe3+遇到KSCN溶液会变红，若实验Ⅱ中溶液B呈现红色，说明溶液A中含有Fe3+；
(7)若观察到实验Ⅰ中肥皂液持续产生肥皂泡，说明产生四氧化三铁和氢气，四氧化三铁溶于稀硫酸会生成铁离子和亚铁离子，但实验Ⅱ中溶液B未呈现红色，说明溶液A中不含Fe3+，则推知剩余固体中除了有四氧化三铁以外，还有未反应的Fe，Fe具有还原性，且铁离子的氧化性强于稀硫酸，实验Ⅱ中Fe3+全部被Fe还原为Fe2+，导致溶液B没有呈现红色，故答案为：反应后的固体中含有未反应的Fe，实验Ⅱ中Fe3+全部被Fe还原为Fe2+。
【一隅三反】
1．（2021·吉林·洮南市第一中学高一阶段练习）下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是
①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变
②将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
③向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体
⑤向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉的离子方程式：Fe3++Fe=2Fe2+
⑥Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
A．①②⑥B．①②③C．①④⑤D．②④⑥
【答案】A
【解析】①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，溶液不再存在Fe3+，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，①正确；
②氯气具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+能氧化Fe生成亚铁离子，涉及的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe=3Fe2+，从而除去氯气，②正确；
③向FeCl2溶液中不存在Fe3+，加入NH4SCN溶液不变红，③错误；
④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀，无法得到胶体，④错误；
⑤选项所给离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，⑤错误；
⑥酸性环境中H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，⑥错误；
综上所述答案为A。
2．（2022·重庆八中高一期末）除去FeCl3溶液中混有的FeCl2杂质，应选用的试剂是
A．NaOH溶液B．KSCN溶液C．氯水D．KMnO4溶液
【答案】C
【解析】A． SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均与 SKIPIF 1 < 0 反应，所以不能用来除杂，故A错误；
B． SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 不反应，无法除去杂质，故B错误；
C． SKIPIF 1 < 0 与氯水中 SKIPIF 1 < 0 反应生成 SKIPIF 1 < 0 ，符合除杂原则，可以达到除杂目的，故C正确；
D． SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应生成 SKIPIF 1 < 0 的同时会引入新杂质 SKIPIF 1 < 0 ，故不能用来除杂，故D错误；
综上所述，答案为C。
3．（2022·上海·同济大学第一附属中学高一阶段练习）某研究性学习小组在进行铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用的实验探究，请回答下列问题：
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为____。
(2)装置D的作用是____。
探究二：待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体继续进行如图实验，确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。
(3)试剂B是____，现象2为____。
(4)若现象1为溶液未变红色，请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因：____。
探究三：按照如图实验流程用硬质玻璃管B中固体制备Fe3O4纳米材料。
已知：①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在；
②在操作I中，相同条件下测得Fe3O4的产率与R[R= SKIPIF 1 < 0 ]的关系如图所示。
(5)在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2，目的是____。
(6)设浊液B中FeOOH的物质的量为aml，滤液A中的n(Fe)=bml。为使Fe3O4的产率最高，则 SKIPIF 1 < 0 =___。(填数值，保留3位小数)
【答案】(1)3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2
(2)除去H2中的水蒸气，防止玻璃管E破裂
(3) KMnO4 溶液紫红色褪去
(4)B中固体可能为Fe3O4和 SKIPIF 1 < 0 的混合物，Fe将Fe3+全部还原为Fe2+
(5)防止H2O2在后续步骤中继续氧化+2价铁元素
(6)0.636
【解析】探究一：A中制取水蒸气，B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，C收集氢气、D用于干燥氢气，E中氢气还原CuO；
(1)高温条件下，Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为 SKIPIF 1 < 0 ；
(2)装置 D有除去H2中的水蒸气，防止E的玻璃管破裂的作用；
(3)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色，亚铁离子和KSCN不反应，向溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明含有四氧化三铁，可能含有Fe；铁离子和Fe反应生成亚铁离子，不变红色说明固体中含有四氧化三铁和Fe；
亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子，则试剂B是KMnO4，现象2为酸性KMnO4溶液紫红色褪去；
(4)若现象1中溶液未变血红色，说明B中固体可能有Fe3O4 和Fe，Fe将Fe3+全部还原为Fe2+；
(5)步骤④中，浊液D中的氢氧化亚铁与过氧化氢反应生成FeOOH，反应为：2Fe（OH）2+H2O2=2FeOOH+2H2O；步骤④中，防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2；
(6)设浊液B中FeOOH的物质的量为aml，滤液A中的铁元素的物质的量为bml。则滤液A中与FeOOH反应的亚铁离子物质的量为(b-a)ml，由图可知 SKIPIF 1 < 0 =1.75时，Fe3O4的产率最高，则 SKIPIF 1 < 0 =1.75，解得： SKIPIF 1 < 0 =0.636。
考点三 铁及其化合物的综合运用
【例3-1】下列有关金属及其化合物的说法错误的是
A．铁元素是地壳中含量最高的金属元素
B．铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟
C．Fe(OH)2在空气中易被氧化成红褐色的Fe(OH)3
D．铜在潮湿的空气中生锈产生铜绿[Cu2(OH)2CO3]
【答案】A
【解析】A．铝元素是地壳中含量最高的金属元素，故A错误；
B．铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，烟为氯化铁，溶于水呈黄色，故B正确；
C．Fe(OH)2具有强还原性，在空气中易被氧化成红褐色的Fe(OH)3，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O ＝4Fe(OH)3，故C正确；
D．铜在潮湿的空气中生锈即铜与氧气、水、二氧化碳产生铜绿[Cu2(OH)2CO3]，故D正确。
综上所述，答案为A。
【例3-2】（2022·云南省楚雄彝族自治州民族中学高一开学考试）在一定条件下，铁与有关物质的反应所得产物错误的是
A．Fe SKIPIF 1 < 0 FeCl3B．Fe SKIPIF 1 < 0 FeCl2
C．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe(OH)3D．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe3O4
【答案】C
【解析】A．Cl2具有强氧化性，Fe与Cl2反应生成FeCl3，A正确；
B．Fe可以将Fe3+还原为Fe2+，则Fe+2FeCl3=3FeCl2，B正确；
C．Fe与水蒸气反应生成Fe3O4，C错误；
D．Fe在O2中点燃生成Fe3O4，D正确；
答案选C。
【例3-3】（2022·宁夏·石嘴山市第一中学高一期末）为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。
(1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，见题图。试管中发生的化学方程式是_______，该反应中氧化剂是_______。
(2)如图
①往 SKIPIF 1 < 0 溶液中滴入几滴 SKIPIF 1 < 0 溶液，溶液的颜色_______，
②写出上述过程中A→B的化学方程式_______。
③描述C放在空气中的颜色变化_______写出它的化学方程式， _______。
④写出B加入氯水的离子方程式_______。
⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得_______胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为_______效应。
【答案】(1) 3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2 H2O
(2) 变为红色 2FeCl3+Fe=3FeCl2 生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+4H2O=4Fe(OH)3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe(OH)3 丁达尔
【解析】(1)高温下，铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
(2)氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3+，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色；A是氯化铁溶液，加入足量铁粉生成氯化亚铁；B是氯化亚铁溶液，加入氢氧化钠生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁；B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液；A是氯化铁溶液，将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得氢氧化铁胶体。
(1)
高温下，让铁粉与水蒸气反应，铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，试管中发生的化学方程式是3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2，H2O中氢元素化合价由+1降低为0，氧化剂是H2O。故答案为：3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2；H2O；
(2)①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3+，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色，故答案为：变为红色；
②过程中A→B，A是氯化铁溶液，加入足量铁粉生成氯化亚铁，有关反应的化学方程式是2FeCl3+Fe=3FeCl2，故答案为：2FeCl3+Fe=3FeCl2；
③B是氯化亚铁溶液，加入氢氧化钠生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁，B→C变化中可看到的现象是生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+4H2O=4Fe(OH)3，故答案为：生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；4Fe(OH)2+O2+4H2O=4Fe(OH)3；
④B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液，离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
⑤A是氯化铁溶液，将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得氢氧化铁胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为丁达尔效应，故答案为：Fe(OH)3；丁达尔。
【一隅三反】
1．（2022·甘肃·高台县第一中学高一学业考试）下列有关铁及其化合物的说法错误的是
A．陨铁中存在游离态的铁
B．铁能与水蒸气反应，生成氧化铁和氢气
C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应
D．氢氧化亚铁在空气中易被氧化成氢氧化铁
【答案】B
【解析】A．游离态的铁主要存在陨铁中，A项正确；
B．铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，B项错误；
C．铁的氧化物性质稳定，不溶于水，也不与水反应，C项正确；
D．氢氧化亚铁在空气中与氧气和水反应，被氧化成氢氧化铁，D项正确；
答案选B。
2．（2022·广西贵港·高一期末）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的价类二维图如图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是
A． SKIPIF 1 < 0 是一种黑色有磁性的铁的氧化物，可由Fe、水蒸气高温反应制得
B．为实现 SKIPIF 1 < 0 向 SKIPIF 1 < 0 的转化，可向含 SKIPIF 1 < 0 的溶液中通入 SKIPIF 1 < 0 或者滴加 SKIPIF 1 < 0 溶液
C．由图可预测：高铁酸盐( SKIPIF 1 < 0 )具有强氧化性，可将 SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0
D．FeO、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 均可与酸反应，只生成一种盐和水
【答案】D
【解析】A．Fe3O4是一种黑色有磁性的铁的氧化物，铁单质与水蒸气在高温下反应3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2↑，故A说法正确；
B．Fe2+转化成Fe3+，铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂才能实现转化，如加入O2、Cl2、H2O2等，故B说法正确；
C． SKIPIF 1 < 0 中铁元素显+6价，具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，故C说法正确；
D．Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐，故D说法错误；
答案为D。
3．指定条件下，以铁为原料，不能一步制得的是
A．Fe SKIPIF 1 < 0 FeCl3B．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe2O3
C．Fe SKIPIF 1 < 0 Fe(NO3)3D．Fe SKIPIF 1 < 0 FeSO4
【答案】B
【解析】A．铁单质在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟，生成FeCl3，A正确；
B．铁和水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4，无法直接生成氧化铁，B错误；
C．硝酸具有强氧化性和酸性，可与铁反应生成硝酸铁，C正确；
D．铁的金属活动性强于Cu，可以将硫酸铜溶液中的Cu置换出来，生成硫酸亚铁，D正确；
故答案选B。
4．（2022·上海·华东师范大学张江实验中学高一期末）某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：
(1)请写出Fe2O3与①反应的化学方程式_______。
(2)请写出FeCl3与铁粉反应的离子方程式_______。
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为_______，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表达)_______。
(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③是_______，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质是_______。
【答案】(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3) 先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4) Fe(OH)3胶体 分散质粒子直径不同
【解析】(1)Fe2O3为酸性氧化物，可与酸发生反应生成铁盐和水，因生成的是氯化铁，所以加入的①为盐酸，Fe2O3与①发生反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
(2)FeCl3具有氧化性，铁粉具有还原性，所以FeCl3与铁粉发生氧化还原反应生成氯化亚铁，其离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液过程中先生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧气氧化，最终生成Fe(OH)3，所以现象是：先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色；此过程中发生的氧化还原反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③是Fe(OH)3胶体；FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是分散质粒子直径不同，在1-100nm之间。
主体物质
杂质
除杂试剂
A
FeCl2溶液
FeCl3
Fe
B
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
C
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
D
Fe2(SO4)3溶液
CuSO4
Fe
实验Ⅰ
实验Ⅱ
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