2027高考化学一轮复习练习含答案 课时作业13 铁及其氧化物、氢氧化物（教用）

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基础达标练
1．铁是我国目前产量最大、使用最广泛的金属。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是（ ）
A. 室温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2
B. 加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C. 高温下，铁与水蒸气反应有Fe2O3生成
D. 高温下，铝粉与氧化铁粉末反应会生成铁单质
【答案】D
【解析】室温下，Fe遇浓硝酸钝化，A错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气在加热条件下都只生成FeCl3，B错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，C错误；Fe的金属活动性比Al弱，高温条件下，铝能从氧化铁中置换出铁单质，D正确。
2．下列关于铁及铁的化合物之间的转化，不能一步实现的是（ ）
A. FeCl3→Fe(OH)3B. Fe→Fe3O4
C. Fe→FeCl2D. Fe2O3→Fe(OH)3
【答案】D
【解析】氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，A不符合题意；铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁，B不符合题意；铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，C不符合题意；一般是氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，氧化铁不能一步转化为氢氧化铁，D符合题意。
3．（2025·湖南岳阳期末）下列关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的叙述中，正确的是（ ）
A. 铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B. 都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C. 氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁
D. 四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物
【答案】C
【解析】FeO中铁元素的化合价为+2价，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，Fe3O4中铁元素的化合价为+2、+3价，A错误；FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，FeO与盐酸反应生成FeCl2和H2O，Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3和H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和H2O，B错误；Fe3O4是复杂的化合物，属于纯净物，D错误。
4．（2025·河北衡水期末）下列关于铁及其化合物的说法正确的是（ ）
A. Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同
B. Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料中的颜料
C. Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3
D. 向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁
【答案】B
【解析】铁与氯气在加热条件下反应生成FeCl3，铁与盐酸反应生成FeCl2和水，两个反应中生成的氯化物不同，A错误；Fe2O3虽不直接与水反应生成Fe(OH)3，但Fe(OH)2与O2、H2O可发生化合反应生成Fe(OH)3，C错误；Fe(OH)2易被氧化，直接滴加NaOH溶液，且边加边搅拌易生成Fe(OH)3沉淀，D错误。
5．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是（ ）
A. 试管中发生的是置换反应
B. 湿棉花的作用是提供水蒸气
C. 点燃酒精灯的顺序是先a后b
D. 加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声
【答案】D
【解析】试管中发生的反应为3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2，该反应是置换反应，A正确；试管底部的湿棉花受热提供水蒸气，B正确；为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯,然后点燃b处酒精灯，C正确；试管中生成的Fe3O4是黑色固体，D错误。
6．（2025·广东江门期末）通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是（ ）
【答案】D
【解析】水蒸气与铁粉在高温下反应生成的黑色固体为Fe3O4，A错误；生铁长时间放置于潮湿的空气中，表面出现一层红棕色的斑点的主要成分为Fe2O3，B错误；Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2，而不是Fe3+，C错误；Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，故新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色，D正确。
7．（2025·河南洛阳期末）下列不能较长时间看到白色沉淀的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的空气。A项、B项原理一样，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；C项，由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；D项，苯能隔绝空气的进入，能较长时间看到白色沉淀。综上所述，C符合题意。
能力强化练
8．（2025·安徽合肥联考）在一定条件下，利用缺铁氧化物(Fe0.9O)太阳能可将CO2热解为碳和氧气，相关转化过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 缺铁氧化物Fe0.9O是混合物
B. 69.6gFe3O4完全反应能得到66.4g缺铁氧化物Fe0.9O
C. 图中涉及的反应的基本类型有置换反应和分解反应
D. Fe3O4为碱性氧化物
【答案】B
【解析】Fe0.9O晶体中存在Fe2+空缺，但属于纯净物，A错误；69.6gFe3O4的物质的量n(Fe3O4)=69.6g232g⋅ml−1=0.3ml，其中n(Fe)=0.3ml×3=0.9ml，根据Fe原子守恒可知，n(Fe0.9O)=，则m(Fe0.9O)=1ml×(0.9×56+16)g⋅ml−1=66.4g，B正确；根据题图可知,反应①为Fe0.9O和CO2反应生成Fe3O4与C，由于反应物中无单质参加，因此该反应的基本类型不是置换反应，反应②是Fe3O4在太阳能高温下分解生成Fe0.9O和O2，该反应的基本类型属于分解反应，C错误；一般情况下，Fe3O4与酸反应生成铁盐、亚铁盐和水，不符合碱性氧化物的定义，D错误。
9．（2026·山西太原联考）发蓝工艺是一种材料保护技术，钢铁零件的发蓝处理实质是使钢铁表面通过氧化反应，生成有一定厚度、均匀、致密、附着力强、耐腐蚀性能好的深蓝色氧化膜。钢铁零件经历如图所示转化进行发蓝处理。已知：NaNO2的还原产物为NH3。下列说法错误的是（ ）
A. 反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
B. 钢铁零件发蓝处理后再涂油或涂蜡，耐腐蚀性会更好
C. 钢铁发蓝处理前要“酸洗”或“碱洗”，是为了除去其表面的“锈斑”或“油污”
D. 反应②的离子方程式为6FeO22−+NO2−+5H2O△3Fe2O42−+NH3↑+7OH−
【答案】A
【解析】反应③的反应物为Na2FeO2、Na2Fe2O4，产物为Fe3O4，该反应中Fe元素化合价未发生变化，不属于氧化还原反应，不存在氧化剂与还原剂，A错误；发蓝处理生成的氧化膜可初步防腐，涂油或涂蜡能进一步隔绝空气和水，耐腐蚀性会更好，B正确；“酸洗”可除去表面锈斑（金属氧化物），“碱洗”可除去油污（油脂在碱性条件下水解），C正确；由题图可知，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应②的离子方程式为6FeO22−+NO2−+5H2O△3Fe2O42−+NH3↑+7OH−，D正确。
10．（2025·湖南衡阳联考）向Fe3O4和Fe组成的固体混合物中加入盐酸，各物质恰好完全反应，反应后的溶液X中只存在一种金属阳离子，且该金属阳离子与生成的气体的物质的量之比为2:1。下列说法正确的是（ ）
A. 向溶液X中滴加KSCN溶液，溶液变红
B. 该过程中发生了两个化学反应
C. 原固体混合物中Fe3O4和Fe的物质的量之比为1:5
D. 消耗的HCl与生成的H2的物质的量之比为2:1
【答案】C
【解析】题述过程中发生的反应有Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O、Fe+2FeCl33FeCl2、Fe+2HClFeCl2+H2↑ 。各物质恰好完全反应，反应后的溶液X中只存在一种金属阳离子，说明溶质只有FeCl2，向溶液X中滴加KSCN溶液，溶液不变色，A错误；由上述分析可知，题述过程中发生了三个化学反应，B错误；原固体混合物中Fe3O4和Fe的物质的量分别设为aml和bml，则Fe原子的物质的量为(3a+b)ml，溶液X中溶质只有FeCl2，所以n(HCl)=2(3a+b)ml，HCl中的H转化为H2和H2O，由题意n(Fe2+):n(H2)=2:1可得n(H2)=3a+b2ml，由氧原子守恒得n(H2O)=4aml，又有n(Cl)=n(H)，则2(3a+b)ml=(3a+b)ml+2×4aml，a:b=1:5，C正确； 由C项分析可知，消耗的HCl与生成的H2物质的量之比为2(3a+b)ml:3a+b2ml=4:1，D错误。
11．（16分）四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
（1） Fe3O4能和稀硫酸反应，生成的两种盐是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。验证反应后溶液中含有Fe2+的最恰当的试剂是_ _ _ _ （填字母）。
A.新制氯水 B.酸性KMnO4溶液
C.KSCN溶液 D.NaOH溶液
（2） 铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法。A～D是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。
① 根据题目要求，A装置最好选择装置_ _ _ _ 。
② 写出B装置中发生反应的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 氧化沉淀法也是制取Fe3O4的一种常见方法，其制取流程如图所示。
副产品P是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式），由溶液N获得该副产品的操作是加热浓缩→ _ _ _ _ _ _ _ _ → 过滤洗涤→ 晶体加热至完全失去结晶水。
（4） 某兴趣小组模仿上述流程制取Fe3O4并测定其产率，具体操作如下：
① 测定绿矾的含量：称取3.0g工业绿矾，配制成250.00mL溶液。量取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.01000ml⋅L−1酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00mL。写出滴定时发生反应的离子方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 称取300g工业绿矾，通过上述流程最终制得50gFe3O4，则产品Fe3O4的产率为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （保留4位有效数字）。
【答案】（1） FeSO4、Fe2(SO4)3；B
（2） ① 甲
② 2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2
（3） Na2SO4；冷却结晶
（4） ① 5Fe2++MnO4−+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
② 64.66%
【解析】
（2） ① A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控，因此最好选用装置甲。
（3） 由题图可知，滤液中还含有钠离子和硫酸根离子，故副产品P是Na2SO4；由溶液N获得该副产品的操作是加热浓缩→ 冷却结晶→ 过滤洗涤→ 晶体加热至完全失去结晶水。
（4） ① 滴定时亚铁离子被酸性高锰酸钾溶液氧化，发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4−+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。
② 3.0g工业绿矾中，n(FeSO4⋅7H2O)=5n(KMnO4)=0.01000ml⋅L−1×0.02L×5×；300g工业绿矾中，n(FeSO4⋅7H2O)=1ml，四氧化三铁中的铁元素来源于绿矾，则n(Fe3O4)=13n(FeSO4⋅7H2O)=13ml，m(Fe3O4)=13ml×232g⋅ml−1≈77.33g，Fe3O4的产率为50g77.33g×100%≈64.66%。选项
实验事实
解释
[A]
水蒸气与铁粉在高温下反应生成黑色固体
反应生成了FeO
[B]
生铁长时间放置于潮湿的空气中，表面出现红棕色的斑点
红棕色的斑点的主要成分是Fe3O4
[C]
向盐酸中加入少量铁粉，铁粉溶解
Fe被氧化为Fe3+
[D]
新制Fe(OH)2露置于空气中，最终变成了红褐色
Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3