第13讲 铁的氧化物和铁的氢氧化物-【暑假自学课】2023年新高一化学暑假精品课（鲁科版2019必修第一册）（原卷版+解析版）

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1.了解氯气的物理性质，掌握氯气的化学性质。
2.通过探究氯气的主要化学性质，初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对性质进行预测和检验的认知。
3.通过对含氯物质及其转化关系的认识过程，建立物质性质与物质用途的关联。
一、铁的氧化物性质比较
【易错点拨】（1）FeO、Fe3O4与硝酸、浓硫酸等强氧化性酸发生氧化还原反应，且Fe2＋被氧化为Fe3＋。（2）Fe3O4不是碱性氧化物，但是纯净物。经研究证明，在Fe3O4晶体中有1/3的Fe是+2价，有2/3的Fe是+3价，可看成FeO·Fe2O3，实际应写成Fe(FeO2)2，即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。
【深度思考】(1)分别写出盐酸与下列铁的氧化物反应的离子方程式：
①氧化亚铁：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；
②氧化铁：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
③磁性氧化铁：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。
(2)氧化铁与铝粉在高温下可发生铝热反应，其化学方程式为2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3，该反应常用于焊接钢轨，它体现了氧化铁的氧化性。
二、铁的氢氧化物的性质与制备
1. 铁的氢氧化物性质的比较
【易错点拨】（1）Fe(OH)2与硝酸反应，得到Fe3＋，因为Fe2＋具有较强的还原性，如遇硝酸就会被氧化为Fe3＋：3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O。
（2）Fe(OH)3与盐酸反应发生中和反应：Fe(OH)3＋3HCl＝FeCl3＋3H2O，而与HI发生氧化还原反应：2Fe(OH)3＋6HI＝2FeI2＋I2＋6H2O，因为Fe3＋有较强的氧化性，遇到还原性酸(H2S、HI)发生氧化还原反应。
2.铁的氢氧化物的制备
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有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
②图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，有关反应的方程式是：
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
【氢氧化亚铁制备注意事项】在实验室制备氢氧化亚铁时，一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶氧气后的氢氧化钠溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再慢慢挤出氢氧化钠溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以防止氢氧化亚铁与氧气接触。
【深度思考】
(1)铁能与水蒸气反应，为什么在日常生活中常用铁壶烧水？
【点拨】铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应，所以在日常生活中常用铁壶烧水。
(2)如何检验Fe3O4中铁元素的价态？
【点拨】取少量固体于试管中，加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解，将溶液分成两份，一份加入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去，说明溶液中含有Fe2＋；另一份加入KSCN溶液，溶液显红色，说明溶液中含Fe3＋。
(3)在空气中，Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，Fe(OH)2受热能否分解生成FeO?
【点拨】Fe(OH)2在空气中加热不能得到FeO，因Fe(OH)2在空气中易被氧化。
三、铁及其化合物之间的转化关系
铁及其化合物间的转化知识结构图
写出图中序号所示反应的离子方程式：
①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓；
③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O；
④Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
⑤2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
⑥2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(其他合理均可)
【归纳总结】(1)Fe只具有还原性，可被弱氧化剂(H＋、Cu2＋、Fe3＋、I2、S等)氧化为Fe2＋；被强氧化剂[O2、Cl2、Br2、HNO3、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋。
(2)Fe2＋既有氧化性，又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、Br2、O2、ClO－、KMnO4(H＋)、HNO3、H2O2等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。
(3)Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。
考点一：铁的氧化物的性质
【例1】（2023秋·贵州铜仁·高一统考期末）现有和的固体粉末，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生的体积为(标准状况)，反应后的溶液不能使KSCN溶液显色。为中和过量硫酸需要溶液(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是
A．原硫酸的浓度为
B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为
C．混合物中的物质的量为
D．混合物中的物质的量为
【答案】A
【详解】A．反应后的溶液不能使KSCN溶液显色，说明反应生成FeSO4，反应还生成H2，n(H2)=8.96L÷22.4L/ml=0.4ml，根据电子转移守恒有：n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)，故n(Fe)=n(Fe2O3)+0.4ml，由固体总质量可得：56g/ml×n(Fe)+160g/ml×n(Fe2O3)=44g，联立解得：n(Fe)=0.5ml，n(Fe2O3)=0.1ml。n剩余(H2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.2L×3.00ml/L=0.3ml，故n总(H2SO4)=0.7ml+0.3ml=1ml，故原硫酸的浓度c(H2SO4)=1ml÷2L=0.5ml/L，故A错误；
B．根据以上分析可知与固体粉末反应的硫酸的物质的量为，故B正确；
C．由A中计算可知，混合中Fe的物质的量为0.5ml，故C正确；
D．由A中计算可知，混合物中的物质的量为，故D正确；
故选A。
考点二：铁的氢氧化物的性质
【例2】2．（2021秋·山东菏泽·高一校考阶段练习）元素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，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是
A．铁在高温下与水蒸气反应可实现上述转化①
B．Fe(OH)2是在空气中容易被氧化为Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性
D．加热Fe(OH)3实现转化⑥，加硝酸可实现转化③
【答案】A
【详解】A．铁在高温下与水蒸气反应产生Fe3O4、H2，因此不可实现上述转化①，A错误；
B．Fe(OH)2不稳定，具有强的还原性，在空气中容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，B正确；
C．由图可预测：高铁酸盐()中Fe为+6价，反应后变为+3价的Fe3+，得到电子被还原，因此具有强氧化性，C正确；
D．加热Fe(OH)3发生分解反应产生Fe2O3、H2O，实现转化⑥，Fe(OH)3是碱，加硝酸可发生复分解反应产生Fe3+，从而可实现转化③，D正确；
故合理选项是A。
考点三：铁及其化合物之间的转化关系
【例3】（2023秋·四川泸州·高一统考期末）利用铁的氧化物矿渣(主要含和FeO，还有少量)制备颜料级的流程如下。回答有关问题：
(1)铁的氧化物矿渣加NaOH溶液，目的是溶解掉______。
(2)“溶液2”中的金属阳离子有______，加铁粉将“溶液2”还原，检验反应是否完全的方法是：取少量溶液3于试管中，加入______，观察到____________，则已还原完全。
(3)“溶液3”滴加溶液反应的离子方程式为____________。
(4)在空气中煅烧，其还原剂与氧化剂的物质的量之比为______。
【答案】(1)氧化铝
(2) 铁离子、亚铁离子 KSCN溶液 溶液不变色
(3)
(4)4:1
【分析】矿渣加入氢氧化钠，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠得到滤液1，滤渣加入稀硫酸酸溶生成硫酸铁、硫酸亚铁，加入铁粉将三价铁转化为二价铁，加入碳酸铵得带碳酸亚铁，煅烧得到氧化铁；
【详解】（1）矿渣加NaOH溶液，目的是溶解掉氧化铝；
（2）由分析可知，“溶液2”中的金属阳离子有铁离子、亚铁离子；铁离子会和KSCN溶液反应使得溶液变红色，故加铁粉将“溶液2”还原，检验反应是否完全的方法是：取少量溶液3于试管中，加入KSCN溶液，观察到溶液不变色，则已还原完全；
（3）“溶液3”滴加溶液和亚铁离子生成碳酸亚铁，离子方程式为；
（4）在空气中煅烧反应为，故还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:1。
1．（2022秋·天津东丽·高一统考期末）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是
A．氢氧化铁受热分解可制得
B．、都有磁性
C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化
D．高温下，铁能与水蒸气反应生成
【答案】C
【详解】A．氢氧化铁受热分解可制得，A错误；
B．Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误；
C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为，C正确；
D．高温下，铁能与水蒸气反应生成和氢气，D错误；
故选C。
2．（2023·广东·高三学业考试）春秋初年我国已掌握了冶铁技术，其部分原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。下列有关说法正确的是
A．该反应是置换反应
B．Fe2O3可用作外墙涂料
C．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2
D．Fe2O3常温下能与水反应生成Fe(OH)3
【答案】B
【详解】A．置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应不是置换反应，故A错误；
B．氧化铁是红棕色粉末，常用作外墙涂料，故B正确；
C．氯气氧化性强，Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故C错误；
D．Fe2O3不与水反应，故D错误；
综上所述，答案为B。
3．（2023春·上海·高一期末）向300mL0.2ml/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不在变化，此时固体的质量为
A．5.4gB．4.32gC．4.8gD．6.42g
【答案】C
【详解】300mL0.2ml/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，则生成氢氧化亚铁的物质的量为300mL×0.2ml/L×10-3=0.06ml，过滤，加热，并灼烧得到氧化铁，根据铁元素守恒分析，氧化铁的物质的量为0.03ml，则质量为0.03ml×160g/ml=4.8g。
故选C。
4．（2021秋·安徽宣城·高一校联考期末）将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热至沉淀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；Fe2O3B．Fe(OH) 2；Fe2O3
C．Fe(OH) 2；Fe(OH) 3、Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)3
【答案】B
【详解】铁屑溶于过量的稀盐酸后生成氯化亚铁，加入过量的NaOH溶液，生成白色沉淀Fe(OH) 2，Fe(OH) 2在空气中被氧化为Fe(OH) 3，加热氢氧化铁分解为氧化铁和水，故红棕色残渣Fe2O3，答案选B。
5．（2021秋·新疆伊犁·高一校考期末）下列关于铁的重要化合物说法中，正确的是
A．Fe (OH)2是灰绿色沉淀
B．既可以通过复分解反应，又可以通过化合反应制备FeCl3
C．Fe (OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3滴入NaOH溶液中
D．Fe2O3可以与水反应生成Fe (OH)3
【答案】B
【详解】A．Fe(OH)2是白色沉淀，在被氧化过程中会呈现灰绿色，故A错误；
B．FeCl3和NaOH发生复分解反应，生成Fe(OH)3，Fe(OH)2、O2和H2O化合生成Fe(OH)3，故B正确；
C．Fe (OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3滴入沸水中继续加热至红褐色，故C错误；
D．Fe2O3与水不反应，故D错误；
故选B。
6．（2022·高一单元测试）用如图装置可以制备沉淀，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
【分析】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。
【详解】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。
7．（2020·高一单元测试）下列实验只能制备氢氧化铁沉淀的是( )
A．将氧化铁和水直接加热B．将水蒸气通过炽热铁粉
C．氧化铁先用盐酸溶解再加烧碱溶液D．饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中
【答案】C
【详解】A、氧化铁不溶于水，不能与水反应生成氢氧化铁，A不选；
B、水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气，B不选；
C、氧化铁先用盐酸溶解生成氯化铁和水，再加烧碱溶液得到氢氧化铁沉淀，C选；
D、饱和的氯化铁溶液逐滴滴入沸水中，可制备氢氧化铁胶体，D不选。
答案选C。
【点睛】明确铁及其化合物的性质特点是解答的关键，注意氢氧化铁胶体和氢氧化铁沉淀制备方法的区别。
8．（2022秋·浙江杭州·高一校联考期中）下列指定物质之间的转化：
Fe 混合溶液溶液
下列说法不正确的是
A．反应①属于置换反应
B．反应②所得混合溶液中与物质的量之比是1∶2
C．反应③的离子方程式为：
D．利用反应④制备时需要充分振荡反应液
【答案】D
【详解】A．3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,属于置换反应，A正确；
B．Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，Fe2+、 Fe3+物质的量之比是1∶2，B正确；
C．Fe+ 2Fe3+=3 Fe2+，C正确；
D．不能振荡，Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质，D错误；
故答案为：D。
9．（2023秋·河南三门峡·高一统考期末）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。如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是
A．铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化①
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②
C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于消毒
D．加热发生转化⑥，加盐酸溶解可实现转化③
【答案】B
【分析】由图可知，①表示铁单质缓慢氧化转化为Fe2O3，②表示FeO被氧化转化为Fe2O3的过程，③表示和稀盐酸等反应转化为Fe3+和水，④表示和稀盐酸等反应转化为Fe2+和水，⑤表示被还原为Fe3+，⑥表示加热分解生成Fe2O3和水，铁与稀盐酸反应得到Fe2+，Fe2+加氧化剂可以转化为Fe3+，Fe3+加还原剂可以转化为Fe2+，由此分析。
【详解】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述①转化， A正确；
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化四氧化三铁，不能发生转化②，B错误；
C．处于高价态的物质化合价很容易下降时具有强氧化性，高铁酸盐()中铁为+6价，很容易转化为+3价，具有强氧化性，C正确；
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，和稀盐酸反应转化为Fe3+和水，可实现转化③，D正确；
答案选B。
10．（2023春·上海浦东新·高一华师大二附中校考期中）实验室测定某氧化物()组成的实验如下图所示，下列有关说法正确的是
A．根据步骤I、Ⅱ可判断氧化物的组成为
B．溶液X中
C．溶液Y中的离子只有和
D．氧化物中氧元素的质量分数约为27.6%
【答案】A
【分析】通入氯气发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Cl2为0.01ml，则Fe2+为0.02ml，则3.04g氧化物中有FeO0.02ml质量为1.44g，则Fe2O3的质量为1.6g，物质的量为0.01ml。
【详解】A．3.04g氧化物中有FeO0.02ml、Fe2O30.01ml，物质的量Fe：O=4：5，该氧化物的组成为Fe0.8O，A正确；
B．3.04g氧化物中有FeO0.02ml、Fe2O30.01ml，溶液X中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1，B错误；
C．步骤一中加入了足量的盐酸，步骤Ⅱ中氯气与Fe2+恰好完全反应生成Cl-和Fe3+，溶液Y中的离子除了铁离子和氯离子还有氢离子，C错误；
D．该氧化物中O元素的质量分数为，D错误；
故答案选A。
一、单选题
1．（2023秋·广东河源·高一龙川县第一中学统考期末）构建知识网络是一种有效的学习方法，化学学习中的“价一类”二维图就是其中一种，如图所示是铁及其化合物的“价一类”二维图，下列有关叙述或化学方程式书写不正确的是
A．物质A的氧化物不稳定，在空气中受热迅速被氧化
B．可能是
C．C在空气中容易被氧化成B，每被氧化消耗的氧气为
D．的反应类型是氧化还原反应
【答案】C
【分析】A是+2价铁的氧化物，A是FeO；B是+3价铁的氢氧化物，B是Fe(OH)3；C是+2价铁的氢氧化物，C是Fe(OH)2。
【详解】A．A是FeO，FeO不稳定，在空气中受热迅速被氧化，故A正确；
B．铝的活泼性大于铁，铝能置换出氧化铁中的铁，可能是，故B正确；
C．Fe(OH)2在空气中容易被氧化成Fe(OH)3，根据得失电子守恒，每1ml Fe(OH)2被氧化消耗0.25ml氧气，没有明确是否为标准状况，体积不一定为，故C错误；
D．的反应中，铁元素化合价发生了变化，该反应是氧化还原反应，故D正确；
故选C。
2．（2023秋·云南昆明·高一昆明一中校考期末）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。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述①转化
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO是种红色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成Fe2O3
【答案】C
【详解】A．铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，不能生成Fe2O3，故A错误；
B．Fe(OH)3加热生成Fe2O3，Fe2O3和水不反应，故B错误；
C．高铁酸盐中Fe为+6价，具有强氧化性，可用于饮用水的消毒，故C正确；
D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成Fe3O4，故D错误；
故选：C。
3．（2023春·新疆乌鲁木齐·高一乌鲁木齐市第四中学校考期中）下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是
A．铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在
B．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C．Fe(OH)2在空气中容易被氧化，如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
D．往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成红色，证明原溶液中含有Fe3+
【答案】C
【详解】A．铁虽然化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但是自然界中陨石中还存在单质铁，A错误；
B．Fe3O4为黑色粉末，铁红为Fe2O3，B错误；
C．①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解，铁粉能防止亚铁离子被氧化，且导管口插入到水中外界空气无法进入试管内，滴加NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不会被氧化能较长时间存在，②中因为苯的存在NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气，不会被氧化从而能较长时间存在，C正确；
D．若原溶液中没有Fe3+只有Fe2+，先加氯水Fe2+被氯气氧化成Fe3+，再加入KSCN溶液变红色，但是原溶液中没有Fe3+，D错误；
故答案选C。
4．（2023秋·浙江嘉兴·高一统考期末）对实验Ⅰ~Ⅳ的实验操作或现象判断正确的是
A．实验Ⅰ：用于制备胶体
B．实验Ⅱ：用于制备
C．实验Ⅲ：无明显变化
D．实验Ⅳ：先出现白色沉淀，后沉淀溶解
【答案】A
【详解】A. 向沸水中加FeCl3溶液制备胶体，A正确；
B. 由于易被空气中氧气氧化，制备必须隔绝空气，B不正确；
C. Al和NaOH反应会放出氢气，产生气泡，C错误；
D.AlCl3和氨水反应出现白色沉淀Al（OH）3，Al（OH）3不会溶于氨水，D错误；
故答案选A。
5．（2023秋·甘肃天水·高一统考期末）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
【详解】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。
6．（2023秋·贵州铜仁·高一统考期末）用毛笔蘸取少量溶液分别在铜板和钢板上写一个“化”字，待其充分反应后，分别用少量水将两块板上的溶液冲到甲、乙两个小烧杯中。下列说法正确的是
A．铜板上无任何变化
B．钢板上凹现出一个“化”字
C．甲、乙两个烧杯中的溶液均呈黄色
D．分别向甲、乙两个烧杯中放入一小块金属钠，反应现象相同
【答案】B
【详解】A．铜板中Cu与FeCl3反应，Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2，则铜板上凹现出一个“化”字，A错误；
B．钢的主要成分是铁和碳，钢板上加FeCl3会发生Fe+2FeCl3=3FeCl2，则钢板上凹现出一个“化”字，B正确；
C．甲、乙两个烧杯中的溶液均不呈黄色，甲烧杯呈蓝色，乙烧杯呈浅绿色，C错误；
D．分别向甲、乙两个烧杯中放入一小块金属钠，首先发生的反应都是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，然后甲中NaOH与CuCl2和FeCl2反应，乙中NaOH与FeCl2反应，现象并不相同，D错误；
故选B。
二、实验题
7．（2023秋·辽宁铁岭·高一铁岭市清河高级中学校考期末）铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂。某化学活动小组用如图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制备无水氯化铁，请回答下列问题：
查阅有关资料如下：
①氯化铁熔点为306℃，沸点为315℃；易吸收空气中的水分而潮解。
②氯化亚铁熔点为670℃，易升华。
(1)A装置中盛放浓盐酸的实验仪器名称是_______，A中发生反应的化学方程式为_______。
(2)C中的产物为_______(填化学式)，D中装的药品是碱石灰，其作用是_______。
(3)如果省略B装置进行实验，一段时间后，取装置C中的产物，按以下步骤进行测定：①称取4.60g产物溶于过量的稀盐酸中；②加入足量溶液；③再加入足量NaOH溶液；④过滤、洗涤后灼烧沉淀；⑤称量所得红棕色固体为2.40g，则该产物中铁元素的质量分数为_______%(结果精确到小数点后两位)。
【答案】(1) 分液漏斗
(2) 吸收多余的，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入C中
(3)36.52
【分析】由实验装置图可知，装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，盛有的浓硫酸的装置用于干燥氯气，盛有铁粉的装置用于氯气与铁粉共热反应制备氯化铁，装置C为氯化铁的冷凝收集装置，装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，同时吸收空气中的水蒸气防止水蒸气进入C中导致氯化铁潮解。
【详解】（1）由实验装置图可知，装置A中盛放浓盐酸的实验仪器为分液漏斗；A中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：分液漏斗；MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）由分析可知，装置C为氯化铁的冷凝收集装置，装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，同时吸收空气中的水蒸气防止水蒸气进入C中导致氯化铁潮解，故答案为：；吸收多余的，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入C中；
（3）如果省略B装置进行实验，一段时间后，装置C中的产物为氯化亚铁和氯化铁的混合物，由题意可知，实验所得2.40g红棕色固体为氧化铁，由铁原子个数守恒可知，产物中铁元素的质量分数为×100%=36.52%，故答案为：36.52。
8．（2023春·上海松江·高一上海市松江二中校考期中）在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁粉、稀H2SO4等试剂制备氢氧化亚铁。
(1)仪器a的名称是。
A．普通漏斗B．长颈漏斗C．分液漏斗D．球形漏斗
(2)关闭，打开和，向仪器c中加入适量稀硫酸，然后关闭，c中有气体产生，写出装置c中发生反应的离子方程式______，如此操作的目的是________。
(3)当仪器b中产生均匀气泡后的操作是______________，完成该操作后仪器c、d中出现的实验现象是___________。
(4)Fe3+离子具有一定的氧化性，向FeCl3溶液中通入SO2至饱和，溶液逐渐由黄色变为浅绿色，向反应后的溶液中滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，写出该反应的离子方程式____________。
【答案】(1)C
(2) Fe+2H+═Fe2++H2↑ 让Fe和稀硫酸生成氢气能排出装置中的空气，能减少制得白色Fe(OH)2沉淀与氧气接触
(3) 关闭活塞K1，打开活塞K3 c中溶液被压入d中，d中有白色沉淀生成
(4)2Fe3++SO2+2H2O=4H+++2Fe2+
【详解】（1）由题干实验装置图可知，仪器a是添加稀硫酸的分液漏斗，故答案为：C；
（2）装置c中铁屑与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，离子方程式为：Fe+2H+═Fe2++H2↑，氢氧化亚铁能够与空气中氧气反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，为了制得Fe(OH)2沉淀，要满足在制取过程中尽可能减少和空气接触，需要通过氢气将装置中空气完全排出，当排出的均匀的氢气气泡时，说明装置中空气已经排净，可制白色Fe(OH)2沉淀了，故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；让Fe和稀硫酸生成氢气能排出装置中的空气，能减少制得白色Fe(OH)2沉淀与氧气接触；
（3）为了制得Fe(OH)2沉淀，在仪器b中产生均匀气泡后，需要利用生成氢气的压强将c中生成的硫酸亚铁溶液排入d中氢氧化钠溶液中反应制备白色的Fe(OH)2沉淀，所以要关闭活塞K1，打开活塞K3，使c中溶液被压入d中，在d制得白色Fe(OH)2沉淀，故答案为：关闭活塞K1，打开活塞K3；c中溶液被压入d中，d中有白色沉淀生成；
（4）Fe3+离子具有一定的氧化性，向FeCl3溶液中通入SO2至饱和，溶液逐渐由黄色变为浅绿色即Fe3+转化为了Fe2+，向反应后的溶液中滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明SO2被氧化为了硫酸根，则该反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O=4H+++2Fe2+，故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=4H+++2Fe2+；
9．（2023春·江西景德镇·高一景德镇一中校考期中）工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3)，具体生产流程如图：
试回答下列问题：
(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为_____(填化学式)。
(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有_____；步骤Ⅳ中应选用_____(填字母)试剂调节溶液的pH。
A．稀硝酸 B．氢氧化钠溶液 C．高锰酸钾溶液 D．氨水
(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是_____。
(4)步骤V的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____。
(5)步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为_____。
【答案】(1)SiO2
(2) 漏斗、玻璃棒、烧杯 D
(3)KSCN溶液(或其他合理答案)
(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2+水解
(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
【分析】硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)中加入稀硫酸进行酸溶，Fe2O3、FeO溶解并转化为Fe3+、Fe2+等，SiO2不溶，过滤出SiO2，往滤液中加酸调节pH=1，加入过量铁粉，将Fe3+还原为Fe2+，调节pH至5~6.5之间，过滤，往滤液中加入NH4HCO3，生成FeCO3沉淀；将沉淀过滤后，在空气中煅烧，便可获得Fe2O3。
【详解】（1）硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时，Fe2O3、FeO溶解并转化为Fe3+、Fe2+等，SiO2不溶，则不溶物为SiO2。答案为：SiO2；
（2）实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作为过滤，所用的玻璃仪器有：漏斗、玻璃棒、烧杯；步骤Ⅳ中，需调节pH至5~6.5之间，NaOH的碱性过强，不易控制溶液的pH，应选用氨水，故选D。答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；D；
（3）检验步骤Ⅲ已经进行完全时，需检验Fe3+不存在，所用试剂是KSCN溶液(或其他合理答案)。答案为：KSCN溶液(或其他合理答案)；
（4）NH4HCO3热稳定性差，则步骤V的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是：防止NH4HCO3分解，减少Fe2+水解。答案为：防止NH4HCO3分解，减少Fe2+水解；
（5）步骤Ⅵ中，FeCO3在分解过程中被O2氧化生成Fe2O3等，反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。答案为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
【点睛】检验Fe3+时，也可使用黄血盐。
10（2021秋·上海黄浦·高二格致中学校考期末）以含Fe2O3、FeO、SiO2、A12O3的混合物为原料，设计两种制备铁红(Fe2O3)的一种方案，部分产物已略去。
其中第③步试剂X体积(ml)与产生沉淀质量(g)的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)溶液B中的溶质是_______(填化学式)
(2)第②步的化学方程式为_______。
(3)试剂X的溶质可能是_______(选填编号)
A．HNO3 B．NaHCO3 C． NH3.H2O D．NaOH
加入足量试剂X后，应进行的操作名称是_______。
(4)若试剂X的浓度为5ml/L，则固体中Al2O3的质量是_______g。最终得到铁红的质量是_______g(保留一位小数)
【答案】 Fe2(SO4)3 2FeSO4 + H2O2 + H2SO4= Fe2(SO4)3 + 2H2O D 过滤 5.1g 10.7g
【分析】以含Fe2O3、FeO、SiO2、A12O3的混合物为原料，加入硫酸，反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，硫酸铝，二氧化硅不溶于硫酸，再加入双氧水，硫酸亚铁被氧化生成硫酸铁，加入强碱使铁离子生成氢氧化铁沉淀，过滤后煅烧得到氧化铁，据此分析。
【详解】(1)溶液B中的溶质是Fe2(SO4)3；
(2)第②步是过氧化氢氧化亚铁离子，化学方程式为：2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O。
(3)试剂X的溶质提供碱，从图分析，加入碱生成沉淀，后有部分沉淀溶解，因为氢氧化铝能溶于氢氧化钠，所以该碱为氢氧化钠。加入足量试剂X后，应进行的过滤，过滤出氢氧化铁沉淀。
(4)若试剂X的浓度为5ml/L，从图分析，氢氧化铝溶解小号180-160=20毫升氢氧化钠溶液，即氢氧化钠的物质的量为5ml/L×0.02L=0.1ml，根据方程式分析，氢氧化铝为0.1ml，氧化铝为0.05ml，固体中Al2O3的质量是0.05ml×102g/ml=5.1g。生成氢氧化铁沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量为5ml/L×（0.16-0.02）L-0.1ml×3=0.4ml，生成氢氧化铁的物质的量为ml，最终得到铁红的质量是=10.7g。氧化物
氧化亚铁
氧化铁(铁红)
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色固体
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
溶解性
都不溶于水，但都能溶于酸溶液
化学性质
都能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐和水
都具有氧化性，都能被CO、H2、Al等还原为铁单质
FeO不稳定，在空气中加热生成稳定的Fe3O4
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物质类别
二元弱碱
三元弱碱
颜色状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
与非氧化性强酸反应
Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性
Fe(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))FeO＋H2O
(隔绝空气)
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△)) Fe2O3＋3H2O