第14讲 Fe、铁的氧化物-2023-2024学年高一化学易混易错巧讲精练（人教版2019必修第一册）

这是一份第14讲 Fe、铁的氧化物-2023-2024学年高一化学易混易错巧讲精练（人教版2019必修第一册），共27页。试卷主要包含了8g·cm-3，5n=0，2gB．5等内容，欢迎下载使用。
第14讲 Fe、铁的氧化物


必备知识

导电电热性
良好
延展性
良好
特性
能被磁铁吸引
颜色状态
银白色固体
密度
7.8g·cm-3
物理性质
地壳含量
居第4位
一、Fe
1．物理性质

2．从铁原子的结构认识铁的化学性质——还原性
（1）铁原子的结构

失去2e-
失去3e-
Fe
Fe3+
Fe2+















Cl2
点燃
S
△
点燃
常温
O2
非金属
Fe
I2
△
H2O(g)
高温
非氧化性酸
氧化性酸
浓硝酸
浓硫酸
稀硝酸
(过量)
稀硝酸
(少量)
盐溶液
Fe3+溶液
Cu2+溶液
铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)
3Fe＋2O2 Fe3O4
Fe＋I2FeI2
Fe＋SFeS
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2
3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
2Fe＋3Cl22FeCl3
（2）铁单质的化学性质
3．Fe的制备
生铁
冶炼
原料
设备
造渣反应
铁的还原
还原剂的生成
主要反应
铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
高炉
C＋O2CO2，CO2＋C2CO
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3
（1）生铁的冶炼







(2)铝热反应（氧化铁和铝粉为铝热剂）：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；
作用：焊接无缝钢轨。
二、铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名

铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的化合价
＋2
＋3
＋2，＋3
空气中的
稳定性
不稳定，空气中加热，生成Fe3O4
稳定
稳定
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
与CO反应
FeO＋CO Fe＋CO2
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2

易混易错点

一、与Fe的性质有关的易混易错点
1．铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。
2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。
3．铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
4．Fe与酸的反应：
a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。

二、与Fe的氧化物有关的易混易错点
1．Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。
2．与酸的反应：
①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。
②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。
三、与Fe盐有关的易混易错点
1．Fe(NO3)2溶液酸化后，NO在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。
四、与硝酸反应产物中铁元素价态的判断有关的易混易错点
1．当HNO3过量时：
反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。
2．当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
3．当＜＜时：
铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。
4．用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：

5．解题时需注意量的范围：

产物
结论
≤
Fe(NO3)3
HNO3可能有剩余
≥
Fe(NO3)2
Fe可能有剩余
在～之间
Fe(NO3)3和Fe(NO3)2
Fe和HNO3都反应完全


五、与铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序有关的易混易错点
足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。
六、与铁和强、弱氧化剂反应产物判断有关的易混易错点
1．铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Cu2＋)等反应所得产物中铁元素的价态为＋2价，如Fe＋I2FeI2。
2．铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中铁元素的价态为＋3价，如2Fe＋3Br2===2FeBr3。
3．铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为＋2、＋3价。
细剖精析·易混不混·易错不错

1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？
【细剖精析】
由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同：
(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；
(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。
2．纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？
【细剖精析】
日常生活中的铁制品中的铁通常含有杂质碳，在潮湿的空气中易发生原电池反应(电化学腐蚀)，生成氧化铁的水合物。
3.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？能制取的用化学方程式表示。
【细剖精析】
FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取，而Fe(OH)2则不能。
FeCl2：2FeCl3＋Fe===3FeCl2
FeCl3：①2Fe＋3Cl22FeCl3 ；②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
4．(1)铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与___反应时只生成＋2价铁；与___反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。
所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液
(2)①铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？
②生铁和纯铁相比，熔点、硬度及抗腐蚀能力大小如何？
(3)按要求书写下列反应的离子方程式：
①FeO与稀HNO3的反应
②Fe(OH)3与HI的反应(HI是强酸)
【细剖精析】
(1) ①⑥ ④⑤⑦⑧ ②③
单质铁与强氧化剂反应生成＋3价铁，如氯气和浓稀硝酸；与弱氧化剂反应生成＋2价铁，如硫单质，盐酸，铜离子，三价铁离子等；与高温水蒸气反应生成Fe3O4，在氧气中燃烧生成Fe3O4。
(2)①化学变化。铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。
②因生铁是铁碳合金，所以生铁的熔点低，硬度大。生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，故纯铁的抗腐蚀能力强。
(3)①3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O
②2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O
FeO与硝酸反应时既发生复分解反应又发生氧化还原反应，先发生复分解反应生成硝酸亚铁和水，然后在酸性条件下，硝酸具有强氧化性能把亚铁离子继续氧化生成三价铁离子。
氢氧化铁与HI反应也是既发生复分解反应又发生氧化还原反应，氢氧化铁与HI先发生复分解反应，氢氧化铁溶解，生成三价铁离子和水，然后三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应，生成亚铁离子和碘单质。
对点训练

一、 铁的性质
1．正误判断
(1)铁位于元素周期表中第4周期VIIIB族_______
(2)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_______
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2_______
(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物_______
(5)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4_______
(6)工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸_______
(7)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3_______
(8)工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁_______
(9)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应_______
【答案】错误 错误 错误 错误 正确 正确 错误 正确 错误
【解析】
(1)铁位于元素周期表中第4周期VIII族，错误；
(2)在陨铁之中，铁是以单质存在的，错误；
(3)Fe在 Cl2中燃烧生成FeCl3，不论氯气是否过量，错误；
(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到不相同的氯化物分别为氯化铁、氯化亚铁，错误；
(5)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4，正确；
(6)工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，因为铁与浓硝酸、浓硫酸会发生钝化，正确；
(7)Fe与Cl2反应生成FeCl3，氯气的氧化性强，但是碘的氧化性较弱， Fe与I2反应生成FeI2，错误；
(8)工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁，正确；
(9)Fe与稀HNO3生成NO、与稀H2SO4反应生成氢气，所以均有气泡产生，并不是都发生置换反应，错误；
2．化学离不开生活，下列有关物质的性质或用途正确的是
A．二氧化氯和明矾都常用于自来水的处理，但二者的作用原理不同
B．铁分别与氯气、硫反应生成的产物中，铁的化合价相同
C．将SO2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色
D．纯碱能与酸反应，故可用作治疗胃酸过多的药物
【答案】A
【解析】
A．二氧化氯是利用氧化性杀死微生物；明矾净水是利用其水解产生能够凝聚水中悬浮物的氢氧化铝胶体，二者的作用原理不同，A正确；
B．Fe与Cl2反应产生FeCl3，Fe元素化合价为+3价；Fe与S反应产生FeS，Fe元素化合价为+2价，可见铁分别与氯气、硫反应生成的产物中，铁的化合价不同，B错误；
C．溴水具有强氧化性，能与SO2反应生成H2SO4和HBr，所以将SO2通入溴水，溴水褪色后加热也不能恢复原色，C错误；
D．纯碱为碳酸钠，能与酸反应，但其水溶液碱性比较强，不适合用作治疗胃酸过多的药物，D错误；
故合理选项是A。
3．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
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。
4．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是
①Na2O2　 ②FeI2　 ③SO3　 ④Mg3N2　 ⑤FeCl2
A．①③⑤ B．②③⑤ C．①②④⑤ D．③⑤
【答案】D
【解析】
①钠和氧气在加热条件下反应生成Na2O2；②铁和碘单质反应生成FeI2；③硫和氧气反应生成SO2，不能直接生成SO3；④镁和氮气在点燃的条件下反应生成Mg3N2；⑤铁和氯气在加热条件下反应生成FeCl3；不能由单质直接化合生成的是SO3、FeCl2，故选D。
5．下列实验操作、现象及结论都正确的是
选项
实验目的
实验操作
现象和结论
A
探究甲烷气体中是否含有氢气
将气体样品通入灼热的氧化铜，然后再通过CuSO4粉末
氧化铜固体变为红色，CuSO4粉末变蓝色，说明含有氢气
B
探究Fe与水蒸气高温反应的固体产物中铁元素的化合价
取少量反应后固体于试管中，加足量的稀盐酸溶解，分成两份：一份中滴加硫氰化钾溶液，另一份中滴加酸性高锰酸钾溶液
若前者溶液变血红色，后者溶液紫色褪去，则固体产物中铁元素有+2、+3两种化合价
C
探究乙烯能否被酸性高锰酸钾氧化
向乙醇中加入适量浓硫酸制备乙烯，将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
溶液紫红色褪去，说明乙烯能被酸性高锰酸钾氧化
D
探究Fe3+、Cu2+对H2O2溶液分解的催化效果强弱
在a、b两支试管中各加2mL 5% H2O2溶液，分别滴入0.2mol/L FeCl3溶液和0.3mol/L CuCl2溶液各0.5mL
若a中产生气泡快于b中，则说明Fe3+的催化效果强于Cu2+

A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】
A．通过氧化铜后，固体变成红色，说明混合气中存在还原性气体，可以确定原混合气中有氢气，产物有水，硫酸铜粉末应变蓝，故A错误；
B．高锰酸钾可氧化HCl，应选稀硫酸溶解后检验，故B错误；
C．乙醇易挥发，乙醇、乙烯均使酸性高锰酸钾褪色，应除去乙醇后，通入酸性高锰酸钾溶液中检验乙烯，故C错误；
D．由控制变量法可知，控制氯离子的量相等，探究阳离子的催化作用，故D正确；
故选：D。
6．某化学小组用5.6 g铁粉与足量的稀硫酸反应，用产生的H2还原足量的CuO制备单质铜，实验装置如图所示(夹持及加热装置略去)。下列说法错误的是

A．反应开始时应先滴加稀硫酸，排尽装置内空气然后再加热装置C
B．圆底烧瓶A中发生的离子反应为：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C．检查装置气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，将导管E插入水槽中液面以下，加热装置A，E处有气泡产生，停止加热，E处导管有一段上升的水柱
D．装置B中试剂为浓硫酸，E处尾气处理方法可以点燃尾气
【答案】B
【分析】
A装置中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4、H2，H2经装置B中浓硫酸的干燥作用进入C中，发生反应：H2+CuOH2O+Cu，装置D碱石灰的作用是吸收水分，防止空气中的水蒸气对实验造成干扰，最后多余的H2点燃变为H2O排出。
【解析】
A．H2与O2的混合气体点燃会发生爆炸，反应开始时应先滴加稀硫酸，排尽装置内空气，然后再加热装置C，以免发生爆炸事故，A正确；
B．圆底烧瓶A中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4、H2，发生的离子反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误；
C．检查装置气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，将导管E插入水槽中液面以下，加热装置A、E处有气泡产生，停止加热，温度降低，气体的体积减小，导致E处导管有一段上升的水柱，故能够说明装置的气密性良好，C正确；
D．装置B中试剂为浓硫酸，作用是干燥氢气；由于H2是可燃性气体，所以E处尾气处理方法可以点燃尾气，D正确；
故合理选项是B。
二、铁的氧化物性质
1．向一定量的的混合物中，加入的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出(标况)气体，所得溶液加溶液无血红色出现，那么若用足量的在高温下还原相同质量的混合物，能得到铁
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n（FeCl2）=0.5n（HCl）=0.5×0.1L×2mol/L=0.1mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n（Fe）=n（FeCl2）=0.1mol，质量为0.1mol×56g/mol=5.6g；
答案选C。
2．下列物质的俗称与化学式对应错误的是
A．铁红——Fe2O3 B．苏打——Na2CO3
C．绿矾——FeSO4·7H2O D．蓝矾——CuSO4
【答案】D
【解析】
A．铁红为三氧化二铁：Fe2O3，A正确；
B．苏打为碳酸钠：Na2CO3，B正确；
C．绿矾为七水合硫酸亚铁：FeSO4 • 7H2O，C正确；
D．蓝矾为五水合硫酸铜：CuSO4• 5H2O，D错误；
故选D。
3．化学与生活、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是
A．聚丙烯酸钠可作“尿不湿”的原料
B．植物油、石蜡油、矿物油、地沟油的化学成分完全相同
C．FeO是一种具有磁性的黑色晶体，可作录音磁带的原材料
D．PE(聚乙烯)材料因其无毒且易降解，广泛用于食品包装
【答案】A
【解析】
A．聚丙烯酸钠有很强的吸水和蓄水能力，切对人体无害，可作“尿不湿”的原料，故A正确；
B．植物油属于油脂，属于酯类，矿物油属于从石油炼制所得的烃类混合物，地沟油是厨房加工过的废弃油，属于油脂，石蜡油是一种矿物油，是从原油分馏中得到的混合物，主要成分为烃类，所以化学成分不相同，故B错误；
C．Fe3O4是一种具有磁性的黑色晶体，可作录音磁带的原材料，故C错误；
D．PE(聚乙烯)材料无毒，可广泛用于食品包装，但其不易降解，引起的环境问题为“白色污染”，故D错误；
故选A。
4．砖瓦是用含铁元素等杂质的粘土隔绝空气烧制而成的。当烧窑作业临近结束时，若用淋水的办法来降温，则砖呈青色，称青砖；若用捅开窑顶自然冷却的办法，则砖呈红色，称红砖。下列有关说法中，不正确的是
A．砖瓦的主要成分是二氧化硅
B．淋水的目的是在窑内产生还原性气氛
C．青砖中铁元素主要以氧化亚铁形式存在
D．红砖中铁元素检验试剂可为盐酸和KSCN
【答案】A
【解析】
A．砖瓦的主要成分是硅酸盐，故A错误；
B．用淋洒水的办法来降低温度，窑内处于还原性气氛，故B正确；
C．砖块中的铁以氧化亚铁的形式存在，因而砖呈青色，故C正确;；
D．捅开窑顶自然冷却，空气进入窑内，铁元素被氧化生成Fe2O3而呈红色，可用盐酸和KSCN来检验，故D正确；
故选A。
5．下列转化不能一步完成的是
A．FeCl3→Fe(OH)3 B．SiO2→H2SiO3
C．Na2CO3→Na2SiO3 D．H2SiO3→SiO2
【答案】B
【解析】
A．FeCl3与碱NaOH能够发生复分解反应产生Fe(OH)3，故能够一步完成，A不符合题意；
B．SiO2难溶于水，不能与水反应产生H2SiO3，故不能够一步完成，B符合题意；
C．Na2CO3可与SiO2在高温下反应生成Na2SiO3，故能够一步完成，C不符合题意；
D．H2SiO3不稳定，受热分解生成SiO2，故能够一步完成，D不符合题意；
故合理选项是B。
6．下列有关物质及成分、性质和用途都正确的是
选项
物质及成分
性质
用途
A．
小苏打(Na2CO3)
与酸反应产生二氧化碳
作发酵粉
B．
磁性氧化铁(Fe3O4)
难溶于水，黑色
制造磁性材料
C．
氢氧化铜(Cu(OH)2)
与盐酸、氨水均能反应
Cu(OH)2为两性氢氧化物
D．
硫酸铜(CuSO4)
遇水后变蓝色
除去水蒸气

A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】
A．小苏打的成分是NaHCO3，A错误；
B．磁性氧化铁的成分是Fe3O4(黑色)，通常用作磁性材料，B正确；
C．氢氧化铜溶于盐酸生成铜盐和水，体现碱的通性，但溶于氨水生成的是配位离子，未体现酸的通性，不能称为两性氢氧化物，C错误；
D．无水硫酸铜(CuSO4)的作用是检验水蒸气，但不能除杂，D错误；
故选B。
7．在一定量铁的氧化物FexOy(铁只有+2、+3价)中，加入45mL4mol·L-1硫酸溶液，恰好使固体完全溶解，所得溶液中FeSO4恰好被标准状况下672mL氯气氧化为Fe2(SO4)3和FeCl3，(发生反应：6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3则该固体中x和y的个数之比为
A．5∶6 B．7∶9 C．3∶4 D．2∶3
【答案】B
【解析】
由反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-可知，加入稀硫酸反应后溶液中n(Fe2+)=0.06 mol，设铁的氧化物化学式为FexOy，FexOy与硫酸反应离子方程式写成FexOy+H+→Fe2+＋Fe3+＋H2O，将物质的量作系数得FexOy+0.36H+→0.06Fe2+＋Fe3++H2O，由电荷守恒可知Fe3+系数为0.08，由H守恒可知H2O系数为0.18，由Fe、O守恒可得x : y=0.14∶0.18=7∶9，B正确。
故选B。
8．向一定量的FeO、Fe、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(STP)的气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是
A．11.2g B．5.6g C．2.8g D．无法计算
【答案】C
【解析】
盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知2n(FeCl2)=n(HCl)，n(HCl)=1mol/L×0.1L=0.1mol，所以n(FeCl2)=0.05mol，用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05mol，则Fe的质量为m(Fe)=0.05mol×56g/mol=2.8g；
选C。
提升训练

一、选择题
1．下列关于铁的说法中，正确的是
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁跟盐酸反应可以生成氯化铁和氢气
C．铁跟水蒸气(高温)反应生成氧化铁和氢气 D．铁在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁
【答案】D
【解析】
A．金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属，故A错误；
B．铁跟盐酸反应可以生成氯化亚铁和氢气，故B错误；
C．铁跟水蒸气(高温)反应生成四氧化三铁和氢气，故C错误；
D．铁在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁，故D正确；
故选D。
2．使Fe，Cu，Fe2+、Fe3+和Cu2+共处于同一容器内反应后铁有剩余，那么容器内还应存在
A．Cu，Fe3+ B．Fe2+，Fe3+ C．Cu，Cu2+ D．Fe2+，Cu
【答案】D
【解析】
离子氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，铁首先与铁离子反应生成亚铁离子，再与Cu2+反应，若有铁剩余，一定有铜生成，Fe3+离子和Cu2+离子无剩余，2FeCl3+Fe═3FeCl2、CuCl2+Fe═Cu+FeCl2，那么容器内还应存在Fe2+，Cu，故选D。
3．常温下，能用铁制容器盛放的液体是
A．浓氨水 B．CuSO4溶液 C．FeCl3溶液 D．浓H2SO4
【答案】D
【解析】
A． 浓氨水，铁，铁中的杂质易形成原电池，加快铁的腐蚀，故A不符；
B． CuSO4溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜，故B不符；
C． FeCl3溶液和铁反应生成氯化亚铁，故C不符；
D． 常温下，铁遇浓H2SO4发生钝化现象，故D符合；
故选D。
4．在稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量NaOH溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是
A．无色→灰绿→红褐 B．无色→浅绿→白色→灰绿→红褐
C．无色→白色→红褐 D．无色→白色→浅绿→灰绿→红褐
【答案】B
【解析】
在稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量NaOH溶液，放置片刻，发生的反应有：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，H2SO4溶液为无色，FeSO4溶液为浅绿色，Fe(OH)2是白色沉淀，Fe(OH)3为红褐色，故该过程可观察到：由无色转变为浅绿色，生成白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终转化为红褐色，故答案为：B。
5．下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是
A．FeCl3 B．CuCl2 C．HCl D．FeCl2
【答案】D
【解析】
A．Fe和氯气点燃时直接化合生成FeCl3，选项A正确；
B．Cu与氯气常温下能直接化合生成CuCl2，选项B正确；
C．氢气与氯气在点燃时能直接化合生成HCl，选项C正确；
D．Fe和氯气点燃时直接化合生成FeCl3，不能直接由单质间化合制取FeCl2，选项D错误；
答案选D。
6．铁片投入下列溶液后，铁片质量增加，但无气体产生的是
A．冷浓硝酸 B．硝酸铜溶液 C．稀硫酸 D．氯化铝溶液
【答案】B
【解析】
A． 冷浓硝酸产生钝化，铁片质量增加，但有少量气体产生，故A不符；
B． 铁与硝酸铜溶液，若56gFe反应溶液质量减少（64-56）=8g，铁片质量增加，无气体产生，故B符合；
C． 铁与稀硫酸，若56gFe反应溶液增加（56-2）=54g，溶液质量增加，铁片溶解，生成了气体，故C不符；
D． 铁与氯化铝溶液不反应，铁片质量不变，无气体放出，故D不符；
故选B。
7．将过量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的溶液中，充分反应后过滤，滤纸上留有的物质是
A．铁和铜 B．铁 C．铜 D．没有固体
【答案】A
【解析】
过量的铁粉先和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和Cu，再和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁易溶于水，铜、过量的铁粉不溶于水，过滤后滤纸上留有的物质是铁和铜，A符合题意；
选A。
8．某兴趣小组以含少量Fe、Al杂质的单质钴制取CoCl2·6H2O的一种实验流程如图所示：

下列说法正确的是
A．“酸浸”所得溶液中主要含有的离子有Co2+、Fe3+、Al3+、C1-
B．为降低成本，试剂X可选用碱石灰
C．“净化除杂”过程中H2O2作氧化剂，滤渣的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3
D．操作II为蒸发结晶，需要的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒和三脚架
【答案】C
【分析】
含少量Fe、Al杂质的单质钴经盐酸“酸浸”得到溶液中含Co2+、Fe2+、Al3+、C1-，用过氧化氢氧化Fe2+、调pH使Fe3+、Al3+沉淀完全、过滤得到CoC12溶液，并采用蒸发浓缩、冷却结晶得到，据此回答。
【解析】
A． “酸浸”所得溶液中主要含有的离子有Co2+、Fe3+、Al3+、C1-，A错误；
B．为了防止引入杂质离子，试剂X不可选用碱石灰，B错误；
C． 据分析：“净化除杂”过程中H2O2作氧化剂，滤渣的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3，C正确；
D．晶体受热易失去结晶水，则操作I为蒸发浓缩、冷却结晶，D错误；
答案选C。
8．下列有关说法不正确的是
A．电解氯化钠的水溶液可以获得金属钠
B．工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
C．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
D．电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀覆铜板，来制作印刷电路
【答案】A
【解析】
A．电解氯化钠水溶液得到的氢氧化钠、氢气和氯气，即2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，得不到钠，电解熔融的氯化钠能够制取钠，即2NaCl(熔融)2Na+Cl2，故A错误；
B．工业炼铁的原理是用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来，即Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故B正确；
C．钠与氧气反应，常温下反应生成氧化钠，即4Na+O2=2Na2O，加热或者点燃生成过氧化钠，即2Na+O2Na2O2，所以产物与反应条件有关，故C正确；
D．电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀覆铜板，来制作印刷电路，即2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故D正确；
答案为A。
9．某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度下列分析正确的是

A．实验①、③反应制得的物质均为纯净物
B．实验②、③均未发生氧化还原反应
C．向实验②制得的溶液中加入KSCN溶液，出现红色沉淀
D．实验①、②所涉及的物质均为电解质
【答案】B
【解析】
A．实验③得到的氢氧化铁胶体，而胶体属于混合物，A错误；
B．实验②是氯化铁溶于水，发生水解反应，而水解反应不是氧化还原反应，③是氢氧化铁胶体的制备，也未发生氧化还原反应，B正确；
C．FeCl3中加入KSCN会使溶液变红，但不会出现沉淀，C错误；
D．氯气与铁的反应中，氯气不是电解质，也不是非电解质，D错误；
答案选B。
10．部分被氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92 g，经如下处理：

下列说法正确的是
①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+
②样品中含氧元素的物质的量为0.03 mol
③溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04 mol
④V=224
⑤V=336
A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．①③⑤
【答案】B
【解析】
由题给流程可知，向样品中加入足量稀硫酸，反应得到不含铜离子的滤液、3.2g滤渣、标准状况下VmL气体，由氧化性强弱顺序Fe3+＞Cu2+＞H+可知，氧化铁和氧化铜溶于足量稀硫酸后得到含有铁离子、铜离子和氢离子的混合溶液中铁离子优先反应，由滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成可知，滤液A中含有亚铁离子、氢离子和硫酸根离子，3.2g滤渣为铜；滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g为氧化铁；3.2g铜和3.2g氧化铁的物质的量分别为=0.05mol、=0.02mol，则样品中含氧元素的物质的量为=0.03mol，由电荷守恒可知，参加反应的硫酸的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，由金属氧化物中氧元素转化为水可知，生成水的氢离子物质的量为0.04mol×2—0.03mol×2=0.02mol，由氢原子个数守恒可知，生成标准状况下氢气的体积为0.02mol××22.4L/mol=2.24L，则②③④正确、①⑤错误，故选B。
11．实验室利用马矿的矿渣(成分为Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2)制备明矾[KAl(SO4)2·12H2O]和绿矾FeSO4·7H2O(相对分子质量278)。流程如图：

下列说法错误的是
A．操作Ⅰ后滤渣为H2SiO3
B．加入KOH的目的是调节溶液pH，使Fe3+沉淀完全，Al3+转化为AlO
C．操作III为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作
D．X是单质Fe，取1kg矿渣(含铁元素5.6%)进行实验，假设每步反应均完全，则理论上得到绿矾417g
【答案】A
【分析】
马矿的矿渣的成分为Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2，加入足量的稀硫酸后，得到滤渣二氧化硅和含有亚铁离子、铁离子、铝离子、氢离子、硫酸根离子的滤液，滤液中加入双氧水后，亚铁离子被氧化为铁离子，加入氢氧化钾溶液，得到氢氧化铁沉淀，溶液II为含有偏铝酸根离子、钾离子、硫酸根离子的溶液，经过一系列操作得到明矾固体；氢氧化铁溶于稀硫酸后，再加入足量的铁粉，得到硫酸亚铁溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作可以得到绿矾。
【解析】
A．结合以上分析可知，二氧化硅属于酸性氧化物，与稀硫酸不反应，所以操作Ⅰ后滤渣为SiO2，不是H2SiO3，故A错误；
B．结合以上分析可知，加入KOH的目的是调节溶液pH，使Fe3+沉淀完全，Al3+转化为AlO，故B正确；
C．结合以上分析可知，操作III为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，得到绿矾晶体，故C正确；
D．1kg矿渣(含铁元素5.6%)，铁元素的质量为56g，物质的量为1mol；通过一系列操作后得到氢氧化铁，氢氧化铁溶于硫酸，再加入铁粉，最终得到硫酸亚铁晶体，根据反应：2Fe3++Fe=3Fe2+分析可知，1mol Fe3+完全被还原产生亚铁离子为1.5mol，最终得到绿矾晶体的质量为1.5mol×278g/mol=417g，故D正确；
故选A。
12．下列说法正确的是
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O
D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，故Fe3O4是混合物
【答案】C
【解析】
A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；
B．Fe2O3为碱性氧化物，不能与水反应，但可以与酸反应生成盐和水，故B错误；
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，故C正确；
D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，但是Fe3O4是化合物不是混合物，故D错误；
故答案为C。
13．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．Cl2Br2HBr
B．Fe3O4FeFeCl3
C．NaClNa2CO3NaOH
D．Cu2(OH)2CO3CuCl2Cu(NO3)2
【答案】A
【解析】
A．Cl2还原NaBr生成Br2，Br2被SO2还原生成HBr，故A正确；
B．Fe和HCl只能生成FeCl2，故B错误；
C．NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，故第一步不能转化，故C错误；
D．CuCl2不能和NaNO3反应，不符合复分解的条件，故D错误；
故选A。
14．LiFePO4作为锂离子电池的正极材料，具有众多优点，工业上以废铁屑为原料制备LiFePO4的一种流程如下。下列有关说法错误的是

A．酸溶”时可适当加热提高溶解速率
B．“沉铁”过程中H2O2的作用是氧化Fe2+
C．“煅烧”过程反应方程式为Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+3CO2↑+H2O
D．煅烧过程中，每消耗1molH2C2O4，转移电子4mol
【答案】D
【分析】
由流程可知，废铁屑中加入稀硫酸溶解后得到含有Fe2+的溶液，再向溶液中加入双氧水、磷酸，发生反应2H3PO4+2Fe2++H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+，得到的FePO4中加入碳酸锂和草酸后煅烧得到产品LiFePO4，以此分析解答。
【解析】
A．将硫铁矿烧渣粉碎、适当提高温度、适当增大硫酸的浓度等，均可以提高硫铁矿烧渣的溶解速率，故A正确；
B．沉铁过程中2H3PO4+2Fe2++H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+，双氧水中O的化合价降低，被还原，做氧化剂，故B正确；
C．FePO4中加入碳酸锂和草酸后煅烧得到产品LiFePO4，反应的方程式为Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+3CO2↑+H2O，故C正确；
D．根据Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+3CO2↑+H2O， Fe由+3价变成+2价，转移2个电子，因此煅烧过程中，每消耗1molH2C2O4，转移电子2mol，故D错误；
故选D。
二、非选择题
15．铁与空气接触时表面会形成氧化物，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___________。
(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___________。
②“速力菲”(主要有效成分是)是一种常见的补铁药物，欲验证该药物超过保质期后已变质，可进行的操作是：除去药物表面包装的糖衣后将药物粉碎、加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中加入___________，若出现___________现象，则证明该药物已变质。
③在中滴加NaOH溶液的实验现象是___________，发生反应的化学方程式是___________。
【答案】(1) (2) 制红色油漆、防锈漆 (3) ①硫酸 ② 向其中滴加KSCN溶液，溶液变红， ③ 产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
【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Fe3O4，故答案为：Fe3O4；
(2) 氧化铁是红色固体难溶于水，可以制红色油漆、防锈漆，故答案为：制红色油漆、防锈漆；
(3) ①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO+ H2SO4 = FeSO4 + H2O，故答案为：稀硫酸；
②速力菲”(主要有效成分是)是一种常见的补铁药物，欲验证该药物超过保质期后已变质，可进行的操作是：除去药物表面包装的糖衣后将药物粉碎、加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变红，有铁离子存在，则证明该药物已变质，反之没有变质，故答案为：其中滴加KSCN溶液，溶液变红；
③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，发生的化学反应方程式为：，，故答案为：产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，，。
16．铁及其化合物的转化关系如下图所示(图中①、②、③各代表一种物质)。回答下列问题：


(1) Fe2O3与物质①反应的化学方程式为___________。
(2) FeCl3溶液与铁粉反应的离子方程式为___________。
(3) FeCl2溶液→Fe(OH)3浊液的过程中，观察到的实验现象是___________，此过程中发生氧化还原反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O (2) 2Fe3++Fe=3Fe3+ (3) 先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】
Fe2O3与稀盐酸可以反应得到FeCl3溶液，FeCl3溶液中加入Fe粉，Fe将Fe3+还原得到Fe2+，滴加NaOH溶液得到Fe(OH)2沉淀，空气中的氧气迅速将Fe(OH)2氧化得到Fe(OH)3浊液；FeCl3溶液中直接加入NaOH溶液也可以得到Fe(OH)3浊液；氯化铁溶液滴入沸水中可以得到Fe(OH)3胶体。
【解析】
(1) Fe2O3与稀盐酸可以反应得到FeCl3溶液，化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
(2)FeCl3溶液中加入Fe粉，Fe将Fe3+还原得到Fe2+，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe3+；
(3)FeCl2溶液中滴加NaOH溶液得到Fe(OH)2沉淀，空气中的氧气迅速将Fe(OH)2氧化得到Fe(OH)3浊液，现象为先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生的氧化还原反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
17．某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为，其中的物质的量分数为b，将其全部投入的稀硝酸中，加热使其充分反应(假设是唯一的还原产物)。
（1）若金属全部溶解，则溶液中___________(填“一定”或“不一定”)含有。
（2）若产生标准状况下，则反应转移的电子总数为___________。
（3）若溶液中金属离子只有、时，则c≥___________(用含a和b的式子表示)。
【答案】
（1）不一定
（2）0.6
（3）
【分析】
（1）
若金属全部溶解，当铁的量较多时，可以将生成的三价铁再还原为亚铁，则溶液中不一定(填“一定”或“不一定”)含有。故答案为：不一定；
（2）
若产生标准状况下，由电子得失守恒，则反应转移的电子总数为=0.6。故答案为：0.6；
（3）
若溶液中金属离子只有、时，合金中Cu的物质的量分数为b，则合金中Cu为ab mol、Fe为a(1-b) mol，起酸性的硝酸生成Fe(NO3)3和Cu(NO3)2中，故起酸性作用的硝酸为[3a(1-b)+2ab]mol，作氧化性的硝酸生成NO，得到的电子等于Fe、Cu失去的电子，所以作氧化性的硝酸为 mol，消耗硝酸的总量为[3a(1-b)+2ab]mol+mol=4a(1-)，故4a(1-)≤0.1L×cmol/L，整理得则c≥40a(1-)(用含a和b的式子表示)。故答案为：c≥40a(1-)。
18．利用下列实验研究铁与浓硫酸的反应(夹持装置已略去，气密性已检验)。
实验Ⅰ
实验Ⅱ


铁片表面迅速变暗，之后无明显变化
加热后产生大量气体，品红溶液褪色
(1)实验Ⅰ中体现了浓硫酸的_______(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)下列装置中，能用于实验Ⅱ中尾气吸收的是_______(填序号)。

(3)实验Ⅱ中，能够证明生成了SO2的证据是_______。
(4)实验Ⅰ和Ⅱ中，实验现象不同的原因是_______。
【答案】(1)氧化性 (2) ② (3) Ⅱ中品红溶液褪色 (4) 温度不同
【解析】
(1)实验Ⅰ中铁片表面迅速变暗，说明铁和浓硫酸发生了反应，之后无明显变化，则铁被钝化，铁的表面产生了一层致密的氧化物保护膜，体现了浓硫酸的氧化性。
(2)装置①气体能进不能出，不安全，①错误；装置②中，气体和氢氧化钠溶液反应、干燥管有容纳液体的空间可以防倒吸，则能用于实验Ⅱ中尾气吸收的是②。
(3)二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，故实验Ⅱ中，能够证明生成了SO2的证据是Ⅱ中品红溶液褪色。
(4)实验Ⅰ和Ⅱ的反应物均相同，只有温度不同，故实验现象不同的原因是温度不同。