2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版）大單元2 第4章　第12講　鐵及其氧化物和氫氧化物

第12講鐵及其氧化物和氫氧化物[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.掌握鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.知道不同價(jià)態(tài)的鐵的氧化物的主要性質(zhì)和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性質(zhì)及Fe(OH)2的制備方法?？键c(diǎn)一鐵及其氧化物1．鐵的概述2．鐵單質(zhì)(1)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁體吸引。(2)鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵比較活潑，還原性較強(qiáng)，失去電子后生成＋2價(jià)或＋3價(jià)鐵的化合物。重要的化學(xué)反應(yīng)為3．鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)水溶性不溶于水不溶于水不溶于水鐵的化合價(jià)＋2＋3＋2、＋3(2)化學(xué)性質(zhì)①FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱，能迅速被氧化成Fe3O4。②FeO、Fe2O3都屬于堿性氧化物，能溶于強(qiáng)酸，分別寫出它們?nèi)苡邴}酸的離子方程式：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。③鐵的氧化物還能被CO、Al還原，以氧化鐵為例寫出化學(xué)方程式：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2,Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。④寫出FeO溶于過量稀硝酸的化學(xué)方程式：3FeO＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。⑤寫出Fe2O3溶于過量氫碘酸(HI)的離子方程式：Fe2O3＋2I－＋6H＋=2Fe2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。1．Fe與足量硫粉混合加熱制取Fe2S3()2．Fe分別與Cl2和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同()3．常溫下可用鐵制容器儲(chǔ)存、運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸，理由是Fe與這兩種酸不反應(yīng)()4．鐵表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化()5．Fe3O4中Fe的化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)，因此Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物()6．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4()答案1.×2.×3.×4.×5.×6.√一、鐵及其氧化物的性質(zhì)與應(yīng)用1．我國清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”：“粵中洋行有舶上鐵絲，……日久起銷，用刀刮其銷，……，所刮下之銷末，名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指()A．Fe B．FeCl3C．FeO D．Fe2O3答案D2．下列敘述正確的是()A．故宮是中國最大的古代文化藝術(shù)博物館，氧化鐵可作故宮紅色外墻的涂料B．過量的鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl2C．5.6gFe與足量的S反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NAD．常溫下，過量鐵粉與濃硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)2、NO2和H2O答案A解析氧化鐵是紅棕色粉末，可用作涂料，A正確；鐵與氯氣反應(yīng)，無論鐵過量還是少量都生成FeCl3，B錯(cuò)誤；5.6gFe的物質(zhì)的量為eq\f(5.6g,56g·mol－1)＝0.1mol，與足量的S反應(yīng)生成FeS，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA，C錯(cuò)誤；常溫下，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，D錯(cuò)誤。二、鐵與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究3．如圖所示的裝置可實(shí)現(xiàn)鐵和水蒸氣的反應(yīng)。(1)加熱濕棉花的目的是_________________________________________________________。(2)寫出還原鐵粉處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________。(3)B處酒精燈上網(wǎng)罩的作用是________________，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃________(填“A”或“B”)酒精燈，目的是________________。(4)將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入肥皂液中的目的是________。答案(1)提供水蒸氣，使之與還原鐵粉在高溫下發(fā)生反應(yīng)(2)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2(3)集中火焰，產(chǎn)生高溫A用水蒸氣排盡裝置中的空氣(4)收集氣體三、鐵與硫酸、硝酸反應(yīng)的復(fù)雜性4．鐵除了能與鹽酸反應(yīng)外，還能與硫酸、硝酸發(fā)生反應(yīng)。請從溫度、濃度對反應(yīng)影響的視角，分析將少量鐵片分別放入足量硫酸或硝酸中發(fā)生反應(yīng)的情況。(1)濃酸常溫條件下：____________________________________________________________。(2)濃酸加熱條件下：____________________________________________________________?；瘜W(xué)方程式：____________________________________________________________________。(3)與稀酸的反應(yīng)：_______________________________________________________________；_______________________________________________________________________________。(4)拓展延伸：思考過量鐵粉與兩種酸反應(yīng)的情況。答案(1)常溫下，鐵在冷的濃硫酸或冷的濃硝酸中鈍化，未看到鐵片明顯的溶解(2)加熱時(shí)，鐵能溶于濃硫酸或濃硝酸，生成Fe3＋和SO2或Fe3＋和NO22Fe＋6H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、Fe＋6HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O(3)鐵與稀硝酸反應(yīng)生成Fe3＋和NO：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O鐵與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2＋和H2：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(4)過量鐵粉與濃酸在加熱條件下的反應(yīng)：①與濃硫酸：Fe＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))FeSO4＋SO2↑＋2H2O②與濃硝酸：Fe＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Fe(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。過量鐵粉與稀酸的反應(yīng)：①與稀硫酸：Fe＋H2SO4(稀)=FeSO4＋H2↑②與稀硝酸：3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。四、鐵的氧化物組成分析5．準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，計(jì)算該氧化物的化學(xué)式：__________。答案FeO解析4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量均為0.04mol，增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，即鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為0.64g，鐵元素的質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為eq\f(2.24g,56g·mol－1)∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。6．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品的化學(xué)式可能為_______________________________________________________________________________。答案Fe5O7解析n(HCl)＝0.14L×5.0mol·L－1＝0.7mol，由氧化物和鹽酸反應(yīng)生成水可知，氧化物中含有n(O)＝0.5n(HCl)＝0.35mol，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)＝eq\f(1,3)n(Cl－)＝0.25mol，所以氧化物中n(Fe)∶n(O)＝0.25∶0.35＝5∶7，所以化學(xué)式為Fe5O7。確定鐵的氧化物組成的基本方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b。若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1組成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4的物質(zhì)的量為任意值)?？键c(diǎn)二鐵的氫氧化物氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的比較化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解—2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)31．Fe(OH)3在空氣中加熱分解生成Fe2O3，則Fe(OH)2在空氣中加熱分解生成FeO()2．將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制備Fe(OH)3膠體()3．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通過化合反應(yīng)制取()4．氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應(yīng)()5．向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸，反應(yīng)的離子方程式是Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O()答案1.×2.×3.√4.×5.×一、Fe(OH)2的制備操作與條件控制1．氫氧化亞鐵可以用來制顏料、藥物、催化劑、吸收劑和砷解毒劑等。某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)探究氫氧化亞鐵的制備?！続組實(shí)驗(yàn)】用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備Fe(OH)2。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需要加入__________________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用____________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是_____________________________________；為了使沉淀能持續(xù)一段時(shí)間不變色，還可在FeSO4溶液上面加保護(hù)層，如______等?！綛組實(shí)驗(yàn)】選用稀硫酸、鐵粉、NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置如圖。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先________(填“打開”或“關(guān)閉”，下同)止水夾K，然后打開分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，一段時(shí)間后，________止水夾K，利用氫氣造成試管內(nèi)的壓強(qiáng)增大，將FeSO4溶液壓至NaOH溶液中反應(yīng)制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持續(xù)一段時(shí)間不變色。沉淀能一段時(shí)間不變色的原因是________________________________________________________________________________________________________________________?！綜組實(shí)驗(yàn)】利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(5)①a電極的材料應(yīng)為__________，電極反應(yīng)式為__________________________________。②電解液c可以是________(填字母)。A．純水 B．NaCl溶液C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液③d為苯，其作用是______________________________________，在加入苯之前對電解液c應(yīng)作何簡單處理？________________________________。能否將苯替換成CCl4？______(填“能”或“否”)？理由是____________________________。(6)若c為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化苯(或煤油)(4)打開關(guān)閉稀硫酸與鐵粉反應(yīng)產(chǎn)生的H2排出了裝置中的空氣(5)①FeFe－2e－=Fe2＋②BC③隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化加熱煮沸，排出溶解的O2否CCl4比FeSO4溶液的密度大，在下層，無法隔絕空氣(6)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，排出溶解的氧氣。(2)將盛有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管尖端插入試管里的亞鐵鹽溶液液面下，再慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，例如苯或植物油等。(4)充入保護(hù)氣，如氫氣、氮?dú)?、稀有氣體等。(5)用鐵作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取Fe(OH)2，陰極產(chǎn)生H2，防止Fe(OH)2氧化。二、Fe(OH)2制備實(shí)驗(yàn)的拓展2．醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價(jià)鉻還原為二價(jià)鉻；二價(jià)鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是______________________，儀器a的名稱是___________________________________________________________________________。(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關(guān)閉K3。①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________。②同時(shí)c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是____________________________________________。(3)打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d，d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是________、________、洗滌、干燥。(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)：__________________________________________________。答案(1)除去水中溶解的氧氣分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②排盡裝置c中的空氣(3)冷卻結(jié)晶過濾(4)敞開體系，醋酸亞鉻會(huì)與空氣接觸，且缺少氫氣的處理裝置解析醋酸亞鉻在氣體分析中用作氧氣吸收劑，說明亞鉻離子具有強(qiáng)還原性，易與氧氣反應(yīng)，則制備實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免接觸氧氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置，打開K1、K2，關(guān)閉K3，鹽酸與鋅反應(yīng)可生成氫氣，可將裝置內(nèi)的空氣排出，避免亞鉻離子被氧化，且發(fā)生Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋，可觀察到c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，打開K3，關(guān)閉K1和K2，c中壓強(qiáng)增大，可使亮藍(lán)色溶液流入d，可生成醋酸亞鉻磚紅色沉淀。(1)為避免亞鉻離子被氧化，應(yīng)除去水中的溶解氧，實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是除去水中溶解的氧氣。(2)①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，說明生成亞鉻離子，該反應(yīng)的離子方程式為Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋。②鹽酸與鋅反應(yīng)可生成氫氣，可將裝置內(nèi)的空氣排出，避免亞鉻離子被氧化。(3)打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中壓強(qiáng)增大，c中亮藍(lán)色溶液流入d，d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。1．下列敘述不正確的是()A．濃硝酸與鐵在常溫下不反應(yīng)，所以可用鐵質(zhì)容器貯運(yùn)濃硝酸(2022·浙江6月選考，9C)B．工人將模具干燥后再注入熔融鋼水，是因?yàn)殍F與H2O高溫下會(huì)反應(yīng)(2022·廣東，6C)C．將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2(2019·天津，3A)D．鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月選考，9B)答案A2．下列關(guān)于鐵及其化合物的說法正確的是()A．FeS2在沸騰爐中與O2反應(yīng)主要生成SO3(2020·浙江7月選考，12C)B．Mg加入到過量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月選考，12B)C．鋼鐵在潮濕空氣中生銹主要是發(fā)生了電化學(xué)腐蝕(2020·浙江7月選考，8D)D．室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4(2020·江蘇，6D)答案C解析FeS2在沸騰爐中與O2發(fā)生的反應(yīng)為4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2，生成SO2，故A錯(cuò)誤；Mg加入到FeCl3溶液中，Mg具有較強(qiáng)的還原性，先與Fe3＋反應(yīng)，生成Mg2＋和Fe2＋，若Mg過量，Mg與Fe2＋繼續(xù)反應(yīng)生成Mg2＋和Fe，但由于反應(yīng)中FeCl3過量，所以不會(huì)生成Fe，故B錯(cuò)誤；鋼鐵在潮濕的空氣中，鐵和碳、水膜形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，腐蝕速率更快，故C正確；室溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，故D錯(cuò)誤。3．(2019·浙江4月選考，28)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請回答：(1)儀器1的名稱__________。裝置5的作用____________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，打開K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中____________________________。(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因________________________。答案(1)分液漏斗液封，防止空氣進(jìn)入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡解析(1)該反應(yīng)需要置于無氧環(huán)境，注意這里跟防倒吸無關(guān)，可知裝置5的作用是液封，防止空氣進(jìn)入裝置4。(2)如此操作，不行的原因在于儀器3產(chǎn)生的H2從左側(cè)導(dǎo)管逸出，沒有足夠的壓強(qiáng)將FeSO4溶液擠出，因而在裝置2、3之間添加控制開關(guān)即可。(3)灰綠色沉淀產(chǎn)生的原因是Fe(OH)2被空氣氧化，因?yàn)檠b置4中空氣沒有完全排盡。課時(shí)精練1．下列有關(guān)鐵的化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是()A．室溫下，過量Fe與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4B．鐵釘置于稀硫酸中，表面產(chǎn)生大量氣泡，溶液由無色變藍(lán)色C．高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)有Fe3O4生成D．高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末反應(yīng)生成單質(zhì)鋁答案C解析室溫下，F(xiàn)e遇濃硫酸發(fā)生鈍化，故A錯(cuò)誤；高溫下Fe與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，故C正確；Fe與氧化鋁不反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。2．下列對鐵元素的認(rèn)識(shí)正確的是()A．鐵有兩種不溶于水的氫氧化物B．鐵在自然界中不存在單質(zhì)形態(tài)C．鐵元素是地殼中含量最多的金屬元素D．自然界存在的鐵元素均顯＋3價(jià)答案A解析鐵的氫氧化物有Fe(OH)3和Fe(OH)2，二者均為不溶于水的沉淀，A正確；隕鐵中的鐵以單質(zhì)形態(tài)存在，B錯(cuò)誤；鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素，C錯(cuò)誤；自然界存在的鐵元素不一定顯＋3價(jià)，如磁鐵礦石(主要成分為Fe3O4)中含有＋3和＋2價(jià)的鐵，硫鐵礦(FeS2)中的鐵為＋2價(jià)，D錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的說法不正確的是()A．鐵元素的化合價(jià)不完全相同B．氧元素的化合價(jià)完全相同C．氧化亞鐵俗稱鐵紅，為紅棕色固體D．鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物為黑色固體答案C解析鐵的三種氧化物中，氧元素的化合價(jià)都為－2價(jià)；鐵元素的化合價(jià)不同，氧化鐵中鐵為＋3價(jià)，氧化亞鐵中鐵為＋2價(jià)，四氧化三鐵中鐵為＋2價(jià)和＋3價(jià)；氧化鐵俗稱鐵紅，是一種紅棕色粉末；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一種黑色固體。4．某同學(xué)設(shè)計(jì)的制備氯化鐵溶液的方案中，分別采用下列物品，其中能實(shí)現(xiàn)的是()A．氫氧化鐵和硫酸 B．鐵和鹽酸C．氧化亞鐵和鹽酸 D．氧化鐵和鹽酸答案D解析氫氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化亞鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和水，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，可以制備氯化鐵溶液，D項(xiàng)正確。5．實(shí)驗(yàn)室用FeCl2溶液和燒堿制備Fe(OH)2，為使生成的產(chǎn)物不被氧化，下列采取的措施錯(cuò)誤的是()A．配制FeCl2溶液和燒堿溶液所用的蒸餾水要煮沸B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時(shí)，膠頭滴管尖嘴不能伸入試管中D．產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管答案C解析A項(xiàng)，F(xiàn)eCl2溶液和燒堿溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配，且配制溶液的蒸餾水要煮沸以除去氧氣，確保Fe(OH)2不被氧化，正確；C項(xiàng)，向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時(shí)，要將膠頭滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時(shí)溶有氧氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，若振蕩試管，會(huì)增大沉淀與空氣接觸的機(jī)會(huì)，使沉淀更易被氧化，正確。6．根據(jù)Fe(OH)3的物質(zhì)類別和元素化合價(jià)推測，下列物質(zhì)不與其反應(yīng)的是(不考慮溶解氧)()A．潮濕的空氣 B．鹽酸C．新制氯水 D．燒堿溶液答案D解析Fe(OH)3在潮濕的空氣中會(huì)失去部分水生成Fe2O3·xH2O，故A不符合題意；Fe(OH)3會(huì)和鹽酸反應(yīng)：Fe(OH)3＋3HCl=FeCl3＋3H2O，故B不符合題意；新制氯水中含有HCl，二者會(huì)發(fā)生反應(yīng)，故C不符合題意；燒堿溶液中的NaOH和Fe(OH)3都是堿，二者不反應(yīng)，故D符合題意。7．(2023·長春模擬)某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4與FeO的混合物，為進(jìn)一步確認(rèn)該黑色粉末的成分，下列實(shí)驗(yàn)方案不可行的是()A．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用H2充分還原，并用干燥劑收集所得水，獲得水的準(zhǔn)確質(zhì)量，進(jìn)行計(jì)算B．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，溶解于足量鹽酸，加熱蒸干溶液并在空氣中灼燒至質(zhì)量不變，稱量所得粉末質(zhì)量，進(jìn)行計(jì)算C．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用CO充分還原，在CO氣流中冷卻后準(zhǔn)確稱量剩余固體的質(zhì)量，計(jì)算D．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，與一定量鋁粉混合后點(diǎn)燃，充分反應(yīng)后冷卻，準(zhǔn)確稱量剩余固體質(zhì)量，進(jìn)行計(jì)算答案D解析準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用H2充分還原，并用干燥劑收集所得水，獲得水的準(zhǔn)確質(zhì)量，計(jì)算得到氧元素的質(zhì)量和鐵元素的質(zhì)量，依據(jù)鐵元素和氧元素物質(zhì)的量之比確定化學(xué)式，能計(jì)算得到物質(zhì)組成，故A不選；準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，溶解于足量鹽酸，加熱蒸干溶液并在空氣中灼燒至質(zhì)量不變，稱量所得粉末質(zhì)量，即氧化鐵的質(zhì)量，依據(jù)鐵元素和氧元素守恒計(jì)算鐵元素和氧元素物質(zhì)的量之比，判斷氧化物的化學(xué)式，能計(jì)算得到物質(zhì)組成，故B不選；準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用CO充分還原，在CO氣流中冷卻后準(zhǔn)確稱量剩余固體的質(zhì)量，依據(jù)鐵元素和氧元素質(zhì)量守恒計(jì)算鐵元素和氧元素物質(zhì)的量之比，分析判斷氧化物的存在形式，能計(jì)算得到物質(zhì)組成，故C不選；準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，與一定質(zhì)量鋁粉混合后點(diǎn)燃，充分反應(yīng)后冷卻，準(zhǔn)確稱量剩余固體質(zhì)量，反應(yīng)前后都是固體，反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變，不能計(jì)算確定該黑色粉末的成分，故D選。8．混合下列各組物質(zhì)使之充分反應(yīng)，加熱蒸干產(chǎn)物并在300℃下灼燒至質(zhì)量不變，最終殘留固體不是純凈物的是()A．向紅褐色的Fe(OH)3固體中加入過量鹽酸B．等物質(zhì)的量濃度、等體積的(NH4)2SO4與BaCl2溶液C．等物質(zhì)的量的NaHCO3與Na2O2固體溶于水D．向NaBr溶液中通入過量氯氣答案C解析反應(yīng)得到的溶液中含有FeCl3和HCl，加熱，F(xiàn)eCl3水解得到Fe(OH)3和HCl，HCl易揮發(fā)，F(xiàn)e(OH)3受熱分解最終得到的固體是Fe2O3，故A不選；反應(yīng)生成NH4Cl和BaSO4，NH4Cl受熱分解，最終得到BaSO4，故B不選；Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH，NaOH物質(zhì)的量是Na2O2的2倍，等物質(zhì)的量的NaHCO3與Na2O2反應(yīng)最終得到Na2CO3和NaOH的混合物，故C選；向NaBr溶液中通入過量氯氣，生成Br2和NaCl，Br2易揮發(fā)，最終得到NaCl，故D不選。9．廢鐵屑制Fe2O3的一種流程如圖：下列說法不正確的是()A．熱的純堿溶液可去除廢鐵屑表面的油污B．操作a是萃取C．冰水既可洗去雜質(zhì)又可減少固體的溶解D．Fe2O3可用作紅色顏料答案B解析操作a是過濾，B項(xiàng)錯(cuò)誤。10．如圖所示裝置，可用以制取Fe(OH)2且觀察其在空氣中被氧化時(shí)顏色的變化。下列說法錯(cuò)誤的是()A．實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先煮沸溶液除去溶解氧B．裝置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排盡裝置內(nèi)空氣C．關(guān)閉止水夾可觀察到裝置Ⅱ中溶液進(jìn)入裝置Ⅰ中D．取下裝置Ⅱ的橡皮塞可觀察沉淀顏色變化答案C解析溶液中會(huì)溶解少量氧氣，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化，所以實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先煮沸溶液除去溶解氧，故A正確；鐵和稀H2SO4反應(yīng)生成FeSO4和H2，H2能排盡裝置內(nèi)的空氣，故B正確；關(guān)閉止水夾可觀察到裝置Ⅰ中溶液進(jìn)入裝置Ⅱ中，故C錯(cuò)誤；氫氧化亞鐵具有還原性，能夠被氧氣氧化，所以取下裝置Ⅱ的橡皮塞可觀察沉淀顏色變化，故D正確。11．工業(yè)生產(chǎn)中以Fe2O3/Al2O3為氧載體，化學(xué)鏈制氫聯(lián)合甲烷干重整制備合成氣(CO、H2)的原理如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．M為Fe3O4B．“干重整”時(shí)，裝置中可能出現(xiàn)積碳C．“氧化Ⅱ”中發(fā)生的主要反應(yīng)是2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2OD．該過程能有效實(shí)現(xiàn)溫室氣體(CH4、CO2)的回收利用答案C解析“氧化Ⅰ”中主要發(fā)生的是鐵和水蒸氣在高溫條件下生成四氧化三鐵和H2的反應(yīng)，則M為Fe3O4，A正確；甲烷中碳元素是－4價(jià)，二氧化碳中碳元素是＋4價(jià)，因此“干重整”時(shí)有可能生成單質(zhì)碳，裝置中可能出現(xiàn)積碳，B正確；“氧化Ⅱ”中發(fā)生的主要反應(yīng)是O2＋4Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高溫))6Fe2O3，C錯(cuò)誤；根據(jù)題圖和已知信息可判斷該過程能有效實(shí)現(xiàn)溫室氣體(CH4、CO2)的回收利用，D正確。12．已知：普通鐵＋水蒸氣eq\o(→,\s\up7(一定條件))鐵的氧化物＋氫氣，鐵的氧化物＋氫氣eq\o(→,\s\up7(一定條件))“引火鐵”＋水蒸氣，“引火鐵”為顆粒很細(xì)、反應(yīng)活性很高的鐵粉。某實(shí)驗(yàn)小組使用普通鐵粉、20%的鹽酸及其他試劑制備“引火鐵”，裝置(鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵網(wǎng)、陶土網(wǎng)、加熱儀器等略去)如圖所示。關(guān)于上述裝置和實(shí)驗(yàn)，下列分析錯(cuò)誤的是()A．A、I中加入普通鐵粉，G中可加入堿石灰B．A中生成磁性氧化鐵，E中生成“引火鐵”C．需要加熱的儀器只有A、ED．D用于收集氫氣答案C解析根據(jù)兩套裝置中各儀器的功能，可以判斷出A中放置普通鐵粉，B中放一定體積的水，持續(xù)加熱提供水蒸氣，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集氣法收集氫氣。E中反應(yīng)物為A中生成的四氧化三鐵，I中放置普通鐵粉，通過分液漏斗加入一定體積的鹽酸制備H2，從I中逸出的氣體中含有揮發(fā)出的氯化氫，經(jīng)過G(內(nèi)有堿石灰)除雜干燥后得到純凈的氫氣，氫氣進(jìn)入E中和Fe3O4在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到“引火鐵”，剩余的氫氣在F處進(jìn)行收集或其他處理。13．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置測定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的質(zhì)量，D裝置的硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何檢查裝置A的氣密性？____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)為了安全，在點(diǎn)燃D處的酒精燈之前，必須進(jìn)行的操作是________________。(3)裝置B的作用是________________。裝置C中裝的液體是________，所起的作用是________。(4)點(diǎn)燃D處的酒精燈，寫出在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。(5)若FeO和Fe2O3固體混合物的質(zhì)量為23.2g，反應(yīng)完全后U形管的質(zhì)量增加7.2g，則混合物中Fe2O3的質(zhì)量為________________。答案(1)關(guān)閉a，從球形漏斗口加水，待水從漏斗管上升與容器的水面形成一段水柱差，停止加水，靜置片刻，如水柱不下降，證明其氣密性良好(2)在b出口處檢驗(yàn)氫氣的純度(3)除去H2中混有的HCl氣體濃硫酸干燥氫氣(4)Fe2O3＋3