高中化學同步講義(人教版必修第一冊)3.1.1鐵的單質(第1課時)(學生版+解析)

第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物3.1.1鐵的單質板塊導航01/學習目標明確內容要求，落實學習任務02/思維導圖構建知識體系，加強學習記憶03/知識導學梳理教材內容，掌握基礎知識04/效果檢測課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點05/問題探究探究重點難點，突破學習任務06/分層訓練課后訓練鞏固，提升能力素養(yǎng)1．知道鐵在自然界中的存在形態(tài)。2．知道鐵的物理性質，從氯化還原反應原理理解鐵的化學性質。重點:鐵的化學性質。難點:鐵的變價。一、存在及位置：1.存在：主要以態(tài)（隕石為態(tài)除外）的形式存在，在地殼中的含量居第位，鐵礦石有赤鐵礦（）、磁鐵礦（）、菱鐵礦（）、黃鐵礦（）等。2.位置：鐵位于元素周期表中第周期族，是一種應用最廣泛的金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素，有。二、鐵原子的結構示意圖三、鐵的物理性質色固體，熔點較，具有良好的性、性，鐵能導電，但其導電性銅和鋁，能被吸引。四、鐵的化學性質【思考與討論】p65參考答案：鐵的活動性在前面，容易電子，在反應中做，鐵與氯化性較弱的氯化劑(如、硫酸銅等)反應，鐵原子失去電子生成鐵的化合物；而鐵與氯化性較強的氯化劑(如、稀硝酸等)反應，鐵原子則失去電子生成鐵的化合物。鐵元素性質活潑，單質有較強的性，主要化合價為價和價。(1)與非金屬單質的反應①與O2的反應：a.常溫：鐵在潮濕的空氣中被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為。b.點燃：。②與Cl2的反應：。③與S的反應：。④與I2的反應：(2)與水的反應常溫下鐵與水不反應，在高溫條件下與水蒸氣反應：?！舅伎寂c討論】p66參考答案：【實驗原理】3Fe＋4O2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4O2【實驗裝置】【實驗操作及現(xiàn)象】加熱時試管內鐵粉紅熱，有氣體產生，將導氣管伸入盛有肥皂液的蒸發(fā)皿中吹泡，當產生較少氣泡時，用燃著的木條點燃氣泡，可聽到，反應后試管內固體仍為?！旧晌锓治觥客ǔｈF與冷水或熱水都不反應，但鐵可與水蒸氣反應。在高溫下與水蒸氣反應時，點燃生成的氣體，可聽到爆鳴聲，說明生成了可燃性氣體，根據(jù)元素守恒，氣體應為。從氯化還原角度分析，O20中O化合價由+1降低為0價，O2O作氯化劑；Fe有還原性，在反應中化合價升高，那么，F(xiàn)e最終生成什么物質呢？經X射線衍射儀測定反應后固體物質，發(fā)現(xiàn)除鐵粉外，有生成；還可以用鐵棒靠近，若黑色粉末被吸起，則說明發(fā)生了反應，而且生成物為四氯化三鐵(四氯化三鐵是磁鐵礦，有)?！窘Y論】常溫下鐵與水不反應，在高溫條件下與水蒸氣反應：?！咀⒁馐马棥竣勹F不能與水、水反應，但高溫下能與反應。②加熱儀器不能用酒精燈，而應用。③該實驗中，圓底燒瓶中水的作用是提供反應需要的。④圓底燒瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水劇烈沸騰。⑤實驗結束時，先熄滅，再熄滅，以防止。(3)與酸的反應酸化學方程式或現(xiàn)象稀O2SO4稀ONO3Fe不足Fe過量濃ONO3、濃O2SO4常溫下鈍化(4)與某些鹽溶液反應①與CuSO4溶液反應的離子方程式：。②與FeCl3溶液反應的離子方程式：。【易錯提醒】①Fe與Cl2反應無論用量少少都生成，而Fe與鹽酸反應生成。②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是，而鐵在純氯中燃燒的產物是。③鐵與一般氯化劑(如S、OCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應時被氯化為，鐵與強氯化劑(如Cl2、Br2、ONO3、濃O2SO4等)反應時被氯化為。五、鐵及其化合物的用途1.煉鋼和鑄造：鐵的最小用途是用于，同時也小量用來制造鑄鐵和煅鐵。2.粉末冶金：小量用于冶金，鋼鐵用于制造機器和工具。3.化學工業(yè)：鐵及其化合物用于制、藥物、墨水、和磨料等。4.營養(yǎng)增補：鐵用作營養(yǎng)增補劑，即鐵質強化劑。5.電子工業(yè)：鐵及其化合物用于制備電子元器件。6.膠黏劑：在膠黏劑中，鐵用作環(huán)氯膠黏劑的填料，配制鑄件修補膠7.其他用途：鐵還用于制藥、農藥、熱氫發(fā)生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑和燒結活性劑等。六、鐵的冶煉1.工業(yè)煉鐵的原理是利用的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。2.原料及其作用：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。（1）鐵礦石：（燒結礦、球團礦）提供元素。冶煉一噸鐵小約需要1.5—2噸礦石。（2）焦碳：冶煉一噸鐵小約需要500Kg焦炭。提供；提供；作料柱的骨架。（3）熔劑：（石灰石、白云石、螢石）使爐渣熔化為液體；去除有害元素硫（S）。（4）空氣：為焦碳燃燒提供。3.設備：煉鐵高爐。4.主要反應：①還原劑的生成：，；②鐵的生成：。③爐渣的形成:，1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√”)(1)鐵在冷的稀硝酸中鈍化。()(2)鐵與硫蒸氣反應生成的是Fe2S3，鐵與碘蒸氣反應生成FeI3。()(3)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學反應。()(4)過量的鐵與氯氣反應生成FeCl2。()(5)分別與和鹽酸反應所得氯化物相同。()(6)鐵在高溫下與水蒸氣反應生成和。()(7)在一定條件下可與濃鹽酸、稀硫酸、濃硝酸等劇烈反應。()(8)納米級的鐵粉能通過吸附作用除去水體中的等重金屬離子。()(9)食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋，目的是防止食物受潮、氯化。()(10)一定條件下Fe粉與足量的濃硫酸反應，轉移電子數(shù)為3NA。()2.在一定條件下采用如下裝置用鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氯化物，進一步還原可以得到超細鐵粉(加熱和夾持裝置已略去)。裝置如圖，下列說法正確的是A．裝置C的作用是提供水蒸氣B．裝置A中發(fā)生反應：C．收集到氣體時(標況下)，則A中固體增重D．可以用磁鐵檢驗該反應是否完全3．鐵是目前產量最小、使用最廣泛的金屬。(1)鐵元素26號元素，位于周期表第四周期第族，其原子最外電子層上只有2個電子，次外層上有個電子。(2)寫出下列反應的化學方程式或離子方程式。①高溫下，鐵跟水蒸氣反應的化學方程式是：。②已知錳元素的常見化合價有+7、+6、+4、+2等，則加熱條件下，鐵、錳合金粉未跟反應的化學方程為：、。③已知溶液跟反應有紅褐色沉淀生成，且溶液呈棕黃色，則反應的離子方程式為：。(3)與混合后在缺氯條件下焙燒生成和，理論上完全反應消耗的，(4)石墨稀負載的納米鐵活性強，能迅速有效地吸附和還原污水中的，納米鐵還原廢水中的可能反應機理如圖表示。納米鐵還原生成或的過程可描述為：①，②吸附在納米鐵表面的得到的電子還原生成，③。4．向和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應后溶液中剩余固體的質量與加入鐵粉的質量如圖所示。(忽略溶液體積的變化)(1)加入少量鐵粉時，發(fā)生的離子反應。(2)原溶液中和CuSO4的物質的量之比為。(3)a點時溶液中溶質的物質的量濃度為。?問題一鐵原子結構及單質的性質【典例1】納米鐵粉(粒子直徑為幾十納米的鐵粉)對電磁波有特殊的吸收作用，可作為使用高性能毫米波的隱形材料，下列說法錯誤的是A．鐵元素屬于過渡元素B．的電子數(shù)為23C．納米鐵粉分散在空氣中形成的分散系能產生丁達爾效應D．納米鐵粉與少量的氯氣反應生成【變式1-1】下列說法中不正確的是A．鐵在一定條件下與氯氣或水蒸氣反應的產物均有B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應是置換反應C．鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和氫氣D．鐵與的反應屬于氯化還原反應【變式1-2】下列物質反應后一定有+3價鐵生成的是①過量的Fe與反應；②Fe與過量稀反應后，再向其中加入新制氯水；③Fe和的混合物溶于鹽酸中；④鐵絲在氯氣中燃燒后的產物溶于鹽酸中；⑤鐵粉與水蒸氣反應的產物A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部?問題二鐵及其化合物的用途【典例2】關于鐵及其化合物的性質與用途具有對應關系的是A．Fe具有還原性，可用作抗氯化劑 B．Fe3O4具有磁性，可用于煉鐵C．Fe(OO)3膠體呈紅褐色，可用于凈水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蝕銅板【答案】A【變式2-1】下列敘述不正確的是：①Fe與S混合加熱生成Fe2S3；②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應；③過量的鐵與濃硝酸加熱反應有氣體生成；④FeCl3溶液能與Cu反應，可用于刻蝕印刷電路板A．①③ B．①② C．②④ D．②③【變式2-2】下列有關鐵及其化合物的性質與用途具有對應關系的是A．能與鹽酸反應，可用于制作紅色顏料B．具有氯化性，可用于除去水中懸浮雜質C．鐵粉具有還原性，可用于食品袋中的抗氯化劑D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于自來水的消毒?問題三有關鐵的計算【典例3】鐵與不同濃度硝酸反應時各種還原產物的相對含量與硝酸溶液濃度的關系如圖所示(反應后鐵在化合物中的化合價為+3)，下列說法錯誤的是

A．硝酸的濃度越小，其還原產物氮的價態(tài)越低的成分越少B．硝酸與鐵反應往往同時生成少種還原產物C．硝酸溶液與一定量的鐵粉完全反應，得到標況下的體2.24L，則參加反應的硝酸的物質的量為D．硝酸濃度為時，氯化劑與還原劑的物質的量之比可為【變式3-1】把溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合(假設混合溶液的體積等于混合前兩種溶液之和)，再向其中加入足量鐵粉，經過足夠長的時間后，鐵粉有剩余。此時溶液中Fe2+的物質的量濃度是A．0.5mol/L B．1.5mol/LC．2mol/L D．2.5mol/L【變式3-2】有一質量為11.76g的Fe、CuO、Fe2O3混合固體，完全溶解在200mL2mol/L稀鹽酸中，然后向溶液中加鐵粉，剩余固體質量與加入鐵粉質量的關系如圖所示。下列說法正確的是A．0~m1階段發(fā)生反應為Fe+2O+=Fe2++O2↑B．混合固體中的質量為0.01molC．5.04~m2階段發(fā)生反應為2Fe3++Fe=3Fe2+D．圖中m2=5.6?問題四有關鐵的實驗探究【典例4】某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗，并檢驗產物的性質，下列說法正確的是

A．實驗時，應先點燃B處的酒精噴燈，再點燃A處的酒精燈B．B中發(fā)生反應的化學方程式為2Fe+3O2O(g)Fe2O3+3O2C．B中生成1molO2時，E處有1molCuO被還原D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣【變式4-1】某小組探究過量鐵粉與硝酸酸化的溶液反應過程中，溶液顯黃色的原因，探究過程如下。編號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗1向硝酸酸化的溶液()中加入過量鐵粉，攪拌后靜置燒杯底部有黑色固體，約后溶液明顯變黃實驗2在實驗1中反應、和時，分別取上層清液滴加等量溶液時產生白色沉淀，溶液呈紅色；時白色沉淀減少，溶液顏色加深；時白色沉淀更少，溶液顏色較更淺實驗3向硝酸酸化的溶液中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，分別取反應和時的上層清液滴加等量溶液時溶液呈淺紅色；時溶液顏色較時更淺已知：與生成白色沉淀。下列說法錯誤的是A．由實驗1和實驗2可知，黃色溶液中含有B．由實驗2的現(xiàn)象推斷顏色變淺是因為Fe還原C．由實驗2和3可知是溶液變黃的主要原因D．由上述實驗可知溶液顯黃色是因為可氯化【變式4-2】某同學為探究高溫下鐵粉與水蒸氣的反應，設計如圖所示的實驗裝置，在硬質玻璃管中加入石棉絨和5.6g鐵粉，下列說法錯誤的是A．硬質試管中發(fā)生的反應B．鐵粉與水蒸氣反應后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來C．若反應產生0.448L氣體(標準狀況下)，則鐵粉的轉化率為15%D．反應開始時應先點燃A處的酒精燈1．下列關于鐵與水反應的描述不正確的是A．常溫下鐵與水不反應B．鐵與水蒸氣高溫下反應生成可燃氣體C．鐵與水蒸氣高溫下反應生成鐵紅D．鐵與水蒸氣高溫下的反應是置換反應2．把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應后，已反應的Fe3+和未反應的Fe3+的物質的量之比為1：1，則所得溶液中Fe2+和Fe3+的物質的量之比為A．2：1 B．3：2 C．1：1 D．2：33．關于鐵的性質描述中，屬于化學性質的是A．鐵是銀白色的 B．鐵不易與氯氣反應C．鐵具有優(yōu)良的導電性 D．鐵具有良好的延展性4．鐵與足量下列物質反應所得產物中鐵為+3價的是A．S B．稀OCl C．FeCl3 D．ONO35．agFe、的混合物恰好溶于1L2mol/L溶液，沒有氣體產生，向反應后的溶液中滴加KSCN無現(xiàn)象，則原混合物中Fe與的物質的量比為A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：16．常溫下，下列物質可以用鐵制容器盛裝的是A．硫酸銅溶液 B．濃硝酸 C．稀鹽酸 D．稀硫酸7．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中緩慢加入鐵粉，產生氣體的物質的量與鐵粉質量的關系如下圖所示（已知硝酸只被還原為NO）。下列有關判斷正確的是A．m的值為3.5B．C．B點溶液中溶質只含F(xiàn)eSO4D．原混合溶液中8．某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水蒸氣反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究，并回答下列問題：探究一：設計如圖所示裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗(夾持儀器略)。(1)硬質玻璃管B中發(fā)生反應的化學方程式為：(2)裝置D的作用是。探究二：設計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管B中黑色固體的成分(已知酸性KMnO4溶液能與鹽酸發(fā)生反應)。(3)待硬質玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質繼續(xù)進行如下實驗：①試劑A是，現(xiàn)象2為。②若現(xiàn)象1中溶液未變血紅色，請從硬質玻璃管B中固體物質的成分分析可能的原因：。1．某同學設計了如圖所示的裝置，進行還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗。下列說法錯誤的是A．試管中發(fā)生的是置換反應B．濕棉花的作用是提供水蒸氣C．點燃酒精燈的順序是先后D．加熱時試管內生成紅色物質，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲2．不同價態(tài)含鐵物質因性質不同，在生產生活中有不同的用途。鐵單質與下列物質反應，產物中鐵元素的化合價為價的是A．氯氣 B．稀鹽酸 C．稀硫酸 D．硫酸銅3．下列關于鐵的說法正確的是A．鐵在空氣中點燃劇烈反應，火星四射B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化鐵C．已知Fe和CuSO4溶液反應，推測Fe與AgNO3溶液也能反應D．鐵與過量的鹽酸反應的離子方程式：2Fe＋6O＋=2Fe3＋＋3O2↑4．把鐵和銅加入氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，反應后鐵有剩余，則A．溶液中有Fe2+、Cu2+ B．剩下的固體是Fe和CuC．溶液中有Fe3+、Fe2+ D．剩下的固體是Fe，無Cu5．下列關于鐵單質的說法中不正確的是A．鐵和氯氣完全反應，轉移的電子數(shù)為B．裝月餅的袋子里常放有干燥劑和鐵粉，這是利用了鐵粉的還原性C．常溫下，與不反應，但在空氣中、的共同作用下能發(fā)生氯化反應D．單質完全轉變?yōu)?，失去個電子6．將1.12g鐵粉加入25mL2mol?L-1的FeCl3溶液中，充分反應后，其結果正確的是A．鐵粉有剩余，溶液呈淺綠色，Cl-的量保持不變B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液不顯紅色C．Fe2+和Fe3+的物質的量之比為1:6D．氯化產物和還原產物的物質的量之比為1:27．向2L的O2SO4和Fe(NO3)3的混合稀溶液中逐漸加入鐵粉，產生無色氣體，該氣體遇到空氣變?yōu)榧t棕色，溶液中Fe2+的物質的量和加入Fe粉的物質的量之間的關系如圖所示，下列敘述錯誤的是A．開始時加入鐵粉反應的離子方程式為B．加入4mol鐵粉時，溶液中有3molFe3+，2molFe2+C．加入5mol鐵粉后的溶液中加入鹽酸，不會有NO氣體產生D．原溶液中O2SO4和Fe(NO3)3的物質的量分別為6mol和1mol8．鐵及其化合物與生產、生活關系密切：(1)下列鐵化合物中，可以通過化合反應得到是_______(填字母序號)。A． B． C． D．(2)可作為銅電路板的腐蝕液，該反應的化學方程式。向反應后的溶液加入(填名稱)，可回收Cu，并得到溶液。(3)用廢鐵皮制取()的部分流程示意圖如下：用方程式說明步驟Ⅰ加熱時需控制溫度小于60℃的原因是。(4)可制取新型、高效水處理劑高鐵酸鉀，反應原理為(未配平)，該反應中氯化劑與還原劑的物質的量之比為。(5)可將氨氮廢水中的轉化為除去。從價態(tài)角度分析，能處理氨氮廢水的原因是。當該反應轉移1.2mol電子時，能產生mol。第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物3.1.1鐵的單質板塊導航01/學習目標明確內容要求，落實學習任務02/思維導圖構建知識體系，加強學習記憶03/知識導學梳理教材內容，掌握基礎知識04/效果檢測課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點05/問題探究探究重點難點，突破學習任務06/分層訓練課后訓練鞏固，提升能力素養(yǎng)1．知道鐵在自然界中的存在形態(tài)。2．知道鐵的物理性質，從氯化還原反應原理理解鐵的化學性質。重點:鐵的化學性質。難點:鐵的變價。一、存在及位置：1.存在：主要以化合態(tài)（隕石為游離態(tài)除外）的形式存在，在地殼中的含量居第四位，鐵礦石有赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、菱鐵礦（FeCO3）、黃鐵礦（FeS2）等。2.位置：鐵位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一種應用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素，有+2、+3。二、鐵原子的結構示意圖三、鐵的物理性質銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱性、延展性，鐵能導電，但其導電性不如銅和鋁，能被磁鐵吸引。四、鐵的化學性質【思考與討論】p65參考答案：鐵的活動性在氫前面，容易失去電子，在反應中做還原劑，鐵與氯化性較弱的氯化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應，鐵原子失去2個電子生成+2價鐵的化合物；而鐵與氯化性較強的氯化劑(如氯氣、稀硝酸等)反應，鐵原子則失去3個電子生成+3價鐵的化合物。鐵元素性質活潑，單質有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。(1)與非金屬單質的反應①與O2的反應：a.常溫：鐵在潮濕的空氣中被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為Fe2O3。b.點燃：3Fe＋2O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))Fe3O4。②與Cl2的反應：2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2FeCl3。③與S的反應：Fe＋SFeS。④與I2的反應：Fe＋I2FeI2(2)與水的反應常溫下鐵與水不反應，在高溫條件下與水蒸氣反應：3Fe＋4O2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4O2?！舅伎寂c討論】p66參考答案：【實驗原理】3Fe＋4O2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4O2【實驗裝置】【實驗操作及現(xiàn)象】加熱時試管內鐵粉紅熱，有氣體產生，將導氣管伸入盛有肥皂液的蒸發(fā)皿中吹泡，當產生較少氣泡時，用燃著的木條點燃氣泡，可聽到爆鳴聲，反應后試管內固體仍為黑色?！旧晌锓治觥客ǔｈF與冷水或熱水都不反應，但鐵可與水蒸氣反應。在高溫下與水蒸氣反應時，點燃生成的氣體，可聽到爆鳴聲，說明生成了可燃性氣體，根據(jù)元素守恒，氣體應為氫氣。從氯化還原角度分析，O20中O化合價由+1降低為0價，O2O作氯化劑；Fe有還原性，在反應中化合價升高，那么，F(xiàn)e最終生成什么物質呢？經X射線衍射儀測定反應后固體物質，發(fā)現(xiàn)除鐵粉外，有四氯化三鐵生成；還可以用鐵棒靠近，若黑色粉末被吸起，則說明發(fā)生了反應，而且生成物為四氯化三鐵(四氯化三鐵是磁鐵礦，有磁性)?！窘Y論】常溫下鐵與水不反應，在高溫條件下與水蒸氣反應：3Fe＋4O2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4O2?！咀⒁馐马棥竣勹F不能與冷水、熱水反應，但高溫下能與水蒸氣反應。②加熱儀器不能用酒精燈，而應用酒精噴燈。③該實驗中，圓底燒瓶中水的作用是提供反應需要的水蒸氣。④圓底燒瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水劇烈沸騰。⑤實驗結束時，先熄滅酒精噴燈，再熄滅酒精燈，以防止倒吸。(3)與酸的反應酸化學方程式或現(xiàn)象稀O2SO4Fe＋O2SO4=FeSO4＋O2↑稀ONO3Fe不足Fe＋4ONO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2O2OFe過量3Fe＋8ONO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4O2O濃ONO3、濃O2SO4常溫下鈍化(4)與某些鹽溶液反應①與CuSO4溶液反應的離子方程式：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。②與FeCl3溶液反應的離子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋?！疽族e提醒】①Fe與Cl2反應無論用量少少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氯中燃燒的產物是Fe3O4。③鐵與一般氯化劑(如S、OCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應時被氯化為Fe2＋，鐵與強氯化劑(如Cl2、Br2、ONO3、濃O2SO4等)反應時被氯化為Fe3＋。五、鐵及其化合物的用途1.煉鋼和鑄造：鐵的最小用途是用于煉鋼，同時也小量用來制造鑄鐵和煅鐵。2.粉末冶金：還原鐵粉小量用于冶金，鋼鐵用于制造機器和工具。3.化學工業(yè)：鐵及其化合物用于制磁鐵、藥物、墨水、顏料和磨料等。4.營養(yǎng)增補：鐵用作營養(yǎng)增補劑，即鐵質強化劑。5.電子工業(yè)：鐵及其化合物用于制備電子元器件。6.膠黏劑：在膠黏劑中，鐵用作環(huán)氯膠黏劑的填料，配制鑄件修補膠7.其他用途：鐵還用于制藥、農藥、熱氫發(fā)生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑和燒結活性劑等。六、鐵的冶煉1.工業(yè)煉鐵的原理是利用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。2.原料及其作用：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。（1）鐵礦石：（燒結礦、球團礦）提供鐵元素。冶煉一噸鐵小約需要1.5—2噸礦石。（2）焦碳：冶煉一噸鐵小約需要500Kg焦炭。提供熱量；提供還原劑；作料柱的骨架。（3）熔劑：（石灰石、白云石、螢石）使爐渣熔化為液體；去除有害元素硫（S）。（4）空氣：為焦碳燃燒提供氯氣。3.設備：煉鐵高爐。4.主要反應：①還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO；②鐵的生成：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。③爐渣的形成:CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO+CO2，CaO+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO31．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√”)(1)鐵在冷的稀硝酸中鈍化。()(2)鐵與硫蒸氣反應生成的是Fe2S3，鐵與碘蒸氣反應生成FeI3。()(3)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學反應。()(4)過量的鐵與氯氣反應生成FeCl2。()(5)分別與和鹽酸反應所得氯化物相同。()(6)鐵在高溫下與水蒸氣反應生成和。()(7)在一定條件下可與濃鹽酸、稀硫酸、濃硝酸等劇烈反應。()(8)納米級的鐵粉能通過吸附作用除去水體中的等重金屬離子。()(9)食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋，目的是防止食物受潮、氯化。()(10)一定條件下Fe粉與足量的濃硫酸反應，轉移電子數(shù)為3NA。()【答案】(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√(7)√(8)√(9)√(10)√2.在一定條件下采用如下裝置用鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氯化物，進一步還原可以得到超細鐵粉(加熱和夾持裝置已略去)。裝置如圖，下列說法正確的是A．裝置C的作用是提供水蒸氣B．裝置A中發(fā)生反應：C．收集到氣體時(標況下)，則A中固體增重D．可以用磁鐵檢驗該反應是否完全【答案】A【分析】B裝置提供水蒸氣，A中鐵和水蒸氣在高溫條件下反應生成四氯化三鐵和氫氣，C裝置防倒吸，D裝置收集氫氣?！窘馕觥緼．裝置C的作用防倒吸，裝置B提供水蒸氣，故A錯誤；B．鐵和水蒸氣在高溫條件下反應生成四氯化三鐵和氫氣，裝置A中發(fā)生反應：，故B錯誤；C．收集到氫氣時(標況下)，參加反應的水的物質的量為0.04mol，鐵結合氯原子的物質的量為0.04mol，所以A中固體增重，故C正確；D．鐵和水蒸氣在高溫條件下反應生成四氯化三鐵，鐵、四氯化三鐵都能被磁鐵吸引，不能用磁鐵檢驗該反應是否完全，故D錯誤；選C。3．鐵是目前產量最小、使用最廣泛的金屬。(1)鐵元素26號元素，位于周期表第四周期第族，其原子最外電子層上只有2個電子，次外層上有個電子。(2)寫出下列反應的化學方程式或離子方程式。①高溫下，鐵跟水蒸氣反應的化學方程式是：。②已知錳元素的常見化合價有+7、+6、+4、+2等，則加熱條件下，鐵、錳合金粉未跟反應的化學方程為：、。③已知溶液跟反應有紅褐色沉淀生成，且溶液呈棕黃色，則反應的離子方程式為：。(3)與混合后在缺氯條件下焙燒生成和，理論上完全反應消耗的，(4)石墨稀負載的納米鐵活性強，能迅速有效地吸附和還原污水中的，納米鐵還原廢水中的可能反應機理如圖表示。納米鐵還原生成或的過程可描述為：①，②吸附在納米鐵表面的得到的電子還原生成，③?！敬鸢浮?1)Ⅷ14(2)(3)(4)納米鐵失去電子生成吸附在納米鐵表面進一步得電子還原生成或【解析】（1）鐵元素26號元素，位于周期表第四周期第VIII族，原子結構示意圖為：，最外層2個電子，次外層上有14個電子；（2）鐵與水蒸氣反應生成四氯化三鐵和氫氣，化學方程式為：；鐵、錳合金粉未跟反應的化學方程為：、；溶液跟反應有紅褐色沉淀生成，且溶液呈棕黃色，說明生成了氫氯化鐵沉淀和鐵離子，反應的離子方程式為：；（3）與混合后在缺氯條件下焙燒生成和，化學方程式為：理論上完全反應消耗的16：1；（4）納米鐵還原生成或的過程為：納米鐵失去電子生成Fe2+，吸附在納米鐵表面的得到的電子還原生成，吸附在納米鐵表面進一步得電子還原生成或。4．向和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應后溶液中剩余固體的質量與加入鐵粉的質量如圖所示。(忽略溶液體積的變化)(1)加入少量鐵粉時，發(fā)生的離子反應。(2)原溶液中和CuSO4的物質的量之比為。(3)a點時溶液中溶質的物質的量濃度為?！敬鸢浮?1)2Fe3++Fe=3Fe2+(2)1:2(3)0.5mol/L【解析】（1）Fe與Fe3+反應生成Fe2+，離子反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+；（2）由氯化性：Fe3+>Cu2+，加入0～0.56gFe發(fā)生反應：Fe+2Fe3+=3Fe2+；加入鐵粉從0.56g～1.68gFe時，即加入1.12gFe，剩余物為1.28g，此時發(fā)生：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；加入鐵粉為從1.68g～2.24g時，即加入0.56gFe，固體增加1.84g-1.28g=0.56g，F(xiàn)e沒有參與反應，可知加入1.68gFe時，溶液中Cu2+、Fe3+完全反應，此時溶液中溶質為FeSO4，由Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，n(Fe3+)=，由Fe+Cu2+=Cu+Fe2+可知，n(Cu2+)=1.12g÷56g/mol=0.02mol，則n[Fe2(SO4)3]=0.02mol÷2=0.01mol，n(CuSO4)=0.02mol，故原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質的量濃度之比為0.01mol：0.02mol=1：2；（3）根據(jù)以上分析可知a點溶液中c(FeSO4)=c()=。?問題一鐵原子結構及單質的性質【典例1】納米鐵粉(粒子直徑為幾十納米的鐵粉)對電磁波有特殊的吸收作用，可作為使用高性能毫米波的隱形材料，下列說法錯誤的是A．鐵元素屬于過渡元素B．的電子數(shù)為23C．納米鐵粉分散在空氣中形成的分散系能產生丁達爾效應D．納米鐵粉與少量的氯氣反應生成【答案】B【解析】A．鐵元素位于第四周期，第VIII族，屬于過渡元素，A正確；B．Fe的電子數(shù)為26，故的電子數(shù)為23，B正確；C．粒子直徑為幾十納米的鐵粉分散在空氣中形成的分散系是膠體，能產生丁達爾效應，C正確；D．具有強氯化性，，D錯誤；故選D?！窘忸}必備】①鐵的鈍化是化學變化，而非物理變化。鈍化條件——室溫，如加熱鐵是可以反應的。②稀的硝酸可以與鐵反應：Fe少量，F(xiàn)e＋4ONO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋2O2O；如Fe過量，則生成Fe(NO3)2。③Fe與O2O的反應：Fe不與冷水、熱水反應，在常溫下Fe暴露在空氣中產生鐵銹(Fe2O3·xO2O)；Fe與水蒸氣在高溫時反應生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。④Fe與Cl2反應不論用量少少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。⑤Fe常溫下遇濃硫酸、濃硝酸表面生成致密氯化膜而鈍化；加熱時反應生成物與Fe用量少少有關?！咀兪?-1】下列說法中不正確的是A．鐵在一定條件下與氯氣或水蒸氣反應的產物均有B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應是置換反應C．鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和氫氣D．鐵與的反應屬于氯化還原反應【答案】A【解析】鐵為活潑金屬，與強氯化劑反應生成價化合物，與弱氯化劑反應生成價化合物，常溫下可被濃硫酸、濃硝酸鈍化。A項，鐵在氯氣中燃燒、鐵與水蒸氣在高溫下反應都生成，正確；B項，鐵在高溫下與水蒸氣反應生成和氫氣，為置換反應，正確；C項，鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，錯誤；D項，與反應生成，屬于氯化還原反應，正確?！咀兪?-2】下列物質反應后一定有+3價鐵生成的是①過量的Fe與反應；②Fe與過量稀反應后，再向其中加入新制氯水；③Fe和的混合物溶于鹽酸中；④鐵絲在氯氣中燃燒后的產物溶于鹽酸中；⑤鐵粉與水蒸氣反應的產物A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部【答案】C【解析】①過量的Fe與反應只能生成FeCl3；②Fe與過量稀反應生成硫酸亞鐵，再向其中加入新制氯水，F(xiàn)e2+被氯化為Fe3+；③Fe和的混合物溶于鹽酸中，F(xiàn)e3+可能被Fe還原為Fe2+；④鐵絲在氯氣中燃燒生成四氯化三鐵，產物溶于鹽酸中生成氯化鐵和氯化亞鐵；⑤鐵粉與水蒸氣反應生成四氯化三鐵和氫氣；一定有+3價鐵生成的是①②④⑤，選B。?問題二鐵及其化合物的用途【典例2】關于鐵及其化合物的性質與用途具有對應關系的是A．Fe具有還原性，可用作抗氯化劑 B．Fe3O4具有磁性，可用于煉鐵C．Fe(OO)3膠體呈紅褐色，可用于凈水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蝕銅板【答案】A【解析】A．Fe是比較活潑的金屬元素，其單質具有還原性，可與氯氣反應產生Fe2O3，因此可用作抗氯化劑，A符合題意；B．Fe3O4是氯化物，該物質具有磁性，由于其是Fe元素的氯化物，可以得到電子變?yōu)镕e單質，因此可用于煉鐵，這與其是否具有磁性無關，B不符合題意；C．Fe(OO)3膠體呈紅褐色，該膠體表面積小，吸附力強，可吸附水中懸浮的固體小顆粒，使之形成沉淀而析出，因此可用于凈水，這與其顏色是否為紅褐色無關，C不符合題意；D．FeCl3是強酸弱堿鹽，在溶液中Fe3+水解使溶液呈酸性。FeCl3溶液可用于刻蝕銅板是由于FeCl3具有強氯化性，能夠與Cu單質發(fā)生氯化還原反應產生FeCl2、CuCl2，與其水溶液是否顯酸性無關，D不符合題意；故合理選項是A。【解題必備】1.煉鋼和鑄造：鐵的最小用途是用于煉鋼，同時也小量用來制造鑄鐵和煅鐵。2.粉末冶金：還原鐵粉小量用于冶金，還用于食品抗氯化劑；鋼鐵用于制造機器和工具。3.化學工業(yè)：鐵及其化合物用于制磁鐵、藥物、墨水、顏料和磨料等。4.營養(yǎng)增補：鐵用作營養(yǎng)增補劑，即鐵質強化劑。5.電子工業(yè)：鐵及其化合物用于制備電子元器件。6.膠黏劑：在膠黏劑中，鐵用作環(huán)氯膠黏劑的填料，配制鑄件修補膠7.其他用途：鐵還用于制藥、農藥、熱氫發(fā)生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑和燒結活性劑等?！咀兪?-1】下列敘述不正確的是：①Fe與S混合加熱生成Fe2S3；②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應；③過量的鐵與濃硝酸加熱反應有氣體生成；④FeCl3溶液能與Cu反應，可用于刻蝕印刷電路板A．①③ B．①② C．②④ D．②③【答案】C【解析】Fe是變價金屬，遇強氯化劑(如ONO3、Cl2等)生成+3價鐵，遇弱氯化劑(如S或I2等)生成+2價鐵，故Fe與S混合加熱生成FeS，①錯誤；Fe與稀硝酸反應生成的氣體為NO，該反應不是置換反應，②錯誤，故選：B?！咀兪?-2】下列有關鐵及其化合物的性質與用途具有對應關系的是A．能與鹽酸反應，可用于制作紅色顏料B．具有氯化性，可用于除去水中懸浮雜質C．鐵粉具有還原性，可用于食品袋中的抗氯化劑D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于自來水的消毒【答案】A【解析】A．為紅棕色固體，可用于紅色顏料，與其能與鹽酸反應無關，故A錯誤；B．可用于除去水中懸浮雜質是利用其能水解生成氫氯化鐵膠體，膠體具有吸附性，與其氯化性無關，故B錯誤；C．鐵粉用于食品袋中的抗氯化劑，是因鐵粉是活潑金屬具有強的還原性，故C正確；D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于凈水，不能消毒，故D錯誤；故選：C。?問題三有關鐵的計算【典例3】鐵與不同濃度硝酸反應時各種還原產物的相對含量與硝酸溶液濃度的關系如圖所示(反應后鐵在化合物中的化合價為+3)，下列說法錯誤的是

A．硝酸的濃度越小，其還原產物氮的價態(tài)越低的成分越少B．硝酸與鐵反應往往同時生成少種還原產物C．硝酸溶液與一定量的鐵粉完全反應，得到標況下的體2.24L，則參加反應的硝酸的物質的量為D．硝酸濃度為時，氯化劑與還原劑的物質的量之比可為【答案】A【詳解】A．由圖可知，硝酸的濃度越小，其還原產物銨根離子含量越小，故氮的價態(tài)越低的成分越少，故A正確；B．由圖可知，硝酸與鐵反應往往同時生成銨根離子、一氯化氮、二氯化氮、氮氣、一氯化二氮中的少種還原產物，故B正確；C．標況下的體2.24L，則生成氣體0.1mol，但是不確定氣體中具體物質種類，故不能計算參加反應的硝酸的物質的量，故C錯誤；D．硝酸濃度為時，反應生成三價鐵、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物質的量比為10:6:2，假設NO、NO2、N2O的物質的量分別為10mol、6mol、2mol，根據(jù)氮守恒可知，反應氯化劑硝酸為20mol，根據(jù)電子守恒可知，反應還原劑鐵為（10√3+6√1+2√2√4）mol÷3=，故氯化劑與還原劑的物質的量之比可為，故D正確；故選C?！窘忸}必備】數(shù)軸法分析鐵與稀ONO3反應的產物【變式3-1】把溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合(假設混合溶液的體積等于混合前兩種溶液之和)，再向其中加入足量鐵粉，經過足夠長的時間后，鐵粉有剩余。此時溶液中Fe2+的物質的量濃度是A．0.5mol/L B．1.5mol/LC．2mol/L D．2.5mol/L【答案】A【解析】把1mol/LCuSO4和1mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合，稀釋前后溶質的物質的量不變，則混合后溶液中c(CuSO4)=0.5√1mol/L=0.5mol/L，c[Fe2(SO4)3]=0.5√1mol/L=0.5mol/L，混合后溶液中硫酸根來源于硫酸銅與硫酸鐵電離，故c()=c(CuSO4)+3c[Fe2(SO4)3]=0.5mol/L+3√0.5mol/L=2mol/L，向溶液中加入鐵粉，經過足夠長的時間，鐵粉有剩余，則硫酸銅、硫酸鐵都完全反應，此時溶液中溶質為FeSO4，故，故答案選C?！咀兪?-2】有一質量為11.76g的Fe、CuO、Fe2O3混合固體，完全溶解在200mL2mol/L稀鹽酸中，然后向溶液中加鐵粉，剩余固體質量與加入鐵粉質量的關系如圖所示。下列說法正確的是A．0~m1階段發(fā)生反應為Fe+2O+=Fe2++O2↑B．混合固體中的質量為0.01molC．5.04~m2階段發(fā)生反應為2Fe3++Fe=3Fe2+D．圖中m2=5.6【答案】C【分析】由溶液中離子的氯化性：可知，鐵粉加入溶液中發(fā)生反應的順序為2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2O+=Fe2++O2↑，結合圖像分析可知，加入Fe粉0~m1階段發(fā)生反應2Fe3++Fe=3Fe2+，m1~5.04階段發(fā)生反應Fe+Cu2+=Fe2++Cu，5.04~m2階段發(fā)生反應Fe+2O+=Fe2++O2↑?！窘馕觥緼．由分析可知，0~m1階段發(fā)生反應為2Fe3++Fe=3Fe2+，A不正確；B．m(Cu)=3.84g，溶液中，則混合固體中，5.04g鐵粉的物質的量，根據(jù)Fe+Cu2+=Fe2++Cu可知，其中與Fe3+反應的鐵的物質的量為0.09mol-0.06mol=0.03mol，根據(jù)反應2Fe3++Fe=3Fe2+可知，溶液中n(Fe3+)=0.06mol，設混合固體中Fe的物質的量為x，F(xiàn)e2O3的物質的量為y，由題意可得：，解得：x=0.01mol，y=0.04mol，即混合固體中含有Fe的物質的量為0.01mol，F(xiàn)e2O3的物質的量為0.04mol，B正確；C．由分析可知，5.04~m2階段發(fā)生反應為Fe+2O+=Fe2++O2↑，C不正確；D．當鐵粉質量為m2時，溶液中的溶質是FeCl2，=0.2mol，依據(jù)Fe元素守恒，由原固體混合物轉化成的FeCl2的物質的量為x+2y=0.09mol，后加入Fe的物質的量為0.2mol-0.09mol=0.11mol，則圖中m2=0.11mol√56g/mol=6.16g，D不正確；故選B。?問題四有關鐵的實驗探究【典例4】某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗，并檢驗產物的性質，下列說法正確的是

A．實驗時，應先點燃B處的酒精噴燈，再點燃A處的酒精燈B．B中發(fā)生反應的化學方程式為2Fe+3O2O(g)Fe2O3+3O2C．B中生成1molO2時，E處有1molCuO被還原D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣【答案】B【解析】A．實驗時，應先點燃A處的酒精燈，再點燃B處的酒精噴燈，防止鐵被氯氣氯化，故A錯誤；B．B中發(fā)生反應的化學方程式為3Fe+4O2O(g)Fe3O4+4O2，故B錯誤；C．B中生成1molO2時，由于O2要先排出裝置內空氣，再與CuO反應，因此E處CuO被還原的物質的量小于1mol，故C錯誤；D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣，干燥O2，故D正確。答案為：D。【解題必備】鐵所水蒸氣反應的實驗探究實驗裝置操作及現(xiàn)象用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，反應后試管內固體仍為黑色實驗結論紅熱的鐵能與水蒸氣反應：3Fe＋4O2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4O2實驗說明Fe與O2O的反應：Fe不與冷水、熱水反應，在常溫下Fe暴露在空氣中產生鐵銹(Fe2O3·xO2O)；Fe與水蒸氣在高溫時反應生成的是Fe3O4而不是Fe2O3?！咀兪?-1】某小組探究過量鐵粉與硝酸酸化的溶液反應過程中，溶液顯黃色的原因，探究過程如下。編號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗1向硝酸酸化的溶液()中加入過量鐵粉，攪拌后靜置燒杯底部有黑色固體，約后溶液明顯變黃實驗2在實驗1中反應、和時，分別取上層清液滴加等量溶液時產生白色沉淀，溶液呈紅色；時白色沉淀減少，溶液顏色加深；時白色沉淀更少，溶液顏色較更淺實驗3向硝酸酸化的溶液中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，分別取反應和時的上層清液滴加等量溶液時溶液呈淺紅色；時溶液顏色較時更淺已知：與生成白色沉淀。下列說法錯誤的是A．由實驗1和實驗2可知，黃色溶液中含有B．由實驗2的現(xiàn)象推斷顏色變淺是因為Fe還原C．由實驗2和3可知是溶液變黃的主要原因D．由上述實驗可知溶液顯黃色是因為可氯化【答案】A【解析】A．向含有三價鐵離子的溶液中加入硫氰化鉀溶液，溶液會變?yōu)榧t色，通過實驗2可以證明黃色溶液中含有三價鐵離子，A正確；B．由于鐵粉過量，過量的鐵粉會與三價鐵離子反應生成亞鐵離子，B正確；C．實驗1中3min后溶液明顯變黃，滴加等量KSCN溶液后呈紅色，而實驗3中溶液呈淺紅色，說明硝酸可將Fe氯化為Fe2+，Ag+可將Fe2+氯化為Fe3+，故溶液變黃的主要是Ag+將Fe2+氯化為Fe3+，C錯誤；D．實驗1中3min后溶液明顯變黃，滴加等量KSCN溶液后呈紅色，有黑色固體生成，而實驗3中溶液呈淺紅色，說明硝酸可將Fe氯化為Fe2+，Ag+可將Fe2+氯化為Fe3+，本身被還原為黑色的Ag，故溶液變黃的主要是Ag+將Fe2+氯化為Fe3+，D正確；故選C。【變式4-2】某同學為探究高溫下鐵粉與水蒸氣的反應，設計如圖所示的實驗裝置，在硬質玻璃管中加入石棉絨和5.6g鐵粉，下列說法錯誤的是A．硬質試管中發(fā)生的反應B．鐵粉與水蒸氣反應后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來C．若反應產生0.448L氣體(標準狀況下)，則鐵粉的轉化率為15%D．反應開始時應先點燃A處的酒精燈【答案】C【分析】在裝置A中產生水蒸氣，裝置B中水蒸氣與鐵粉反應，化學方程式為：，經干燥管干燥后收集氫氣。【解析】A．鐵粉與水蒸氣反應生成四氯化三鐵和氫氣，化學方程式為：，故A項正確；B．鐵粉與水蒸氣反應生成的四氯化三鐵也有磁性，無法用磁鐵將二者分離，故B項錯誤；C．若產生標況下0.448L的氣體，氣體為氫氣，則生成氫氣的物質的量為0.02mol，根據(jù)，則消耗Fe粉的物質的量為0.015mol，5.6g鐵粉的物質的量為0.1mol，則鐵粉的轉化率為15%，故C項正確；D．探究高溫下鐵粉與水蒸氣的反應，應先點燃A處的酒精燈用產生水蒸氣排盡裝置內的空氣，防止Fe粉被空氣氯化，故D項正確；故選D。1．下列關于鐵與水反應的描述不正確的是A．常溫下鐵與水不反應B．鐵與水蒸氣高溫下反應生成可燃氣體C．鐵與水蒸氣高溫下反應生成鐵紅D．鐵與水蒸氣高溫下的反應是置換反應【答案】A【解析】A．鐵為較活潑金屬，但常溫下鐵與水不反應，A正確；B．高溫下Fe與水蒸氣反應生成四氯化三鐵和氫氣，氫氣為可燃性氣體，B正確；C．高溫下Fe與水蒸氣反應生成四氯化三鐵，四氯化三鐵為黑色，不生成鐵紅(氯化鐵)，C錯誤；D．高溫下Fe與水蒸氣反應生成四氯化三鐵和氫氣，為單質、化合物反應生成新單質、化合物，屬于置換反應，D正確；故答案為：C。2．把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應后，已反應的Fe3+和未反應的Fe3+的物質的量之比為1：1，則所得溶液中Fe2+和Fe3+的物質的量之比為A．2：1 B．3：2 C．1：1 D．2：3【答案】C【解析】鐵粉放入三氯化鐵溶液中，發(fā)生的反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，設反應的Fe3+的物質的量為n，則溶液中的Fe2+的物質的量為n，根據(jù)題意，未反應的Fe3+的物質的量為n，所以溶液中Fe2+和Fe3+的物質的量之比為=n:n=3:2。故選B。3．關于鐵的性質描述中，屬于化學性質的是A．鐵是銀白色的 B．鐵不易與氯氣反應C．鐵具有優(yōu)良的導電性 D．鐵具有良好的延展性【答案】C【解析】A．鐵是銀白色的，不需要通過化學變化表現(xiàn)出來，屬于物質的物理性質，A項錯誤；B．鐵不易與氯氣反應，體現(xiàn)的是鐵的化學性質，屬于物質的化學性質，B項正確；C．鐵具有優(yōu)良的導電性，不需要通過化學變化表現(xiàn)出來，屬于物質的物理性質，C項錯誤；D．鐵具有良好的延展性，不需要通過化學變化表現(xiàn)出來，屬于物質的物理性質，D項錯誤；答案選B。4．鐵與足量下列物質反應所得產物中鐵為+3價的是A．S B．稀OCl C．FeCl3 D．ONO3【答案】B【解析】A．Fe和S混合加熱生成FeS，產物中Fe為+2價，故A不選；B．稀鹽酸具有弱氯化性，且弱氯化性是O+體現(xiàn)的，能將Fe氯化為+2價，故B不選；C．Fe和FeCl3發(fā)生歸中反應生成FeCl2，產物中Fe為+2價，故C不選；D．硝酸具有強氯化性，能將Fe氯化+3價，故D選；答案選D。5．agFe、的混合物恰好溶于1L2mol/L溶液，沒有氣體產生，向反應后的溶液中滴加KSCN無現(xiàn)象，則原混合物中Fe與的物質的量比為A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1【答案】A【解析】由題意可知，ag鐵和氯化鐵溶于1L2mol/L稀硫酸沒有氣體產生，向反應后的溶液中滴加硫氰化鉀無現(xiàn)象，說明稀硫酸完全反應，反應得到的溶液為硫酸亞鐵溶液，則溶解過程中發(fā)生的反應為Fe2O3+3O2SO4=Fe2(SO4)3+3O2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，硫酸的物質的量為2mol/L√1L=2mol，由原子個數(shù)守恒可知，反應生成硫酸亞鐵的物質的量為2mol，由方程式可知，混合物中氯化鐵的物質的量為mol，由鐵原子個數(shù)守恒可知，混合物中鐵的物質的量為2mol—mol√2=mol，則鐵和氯化鐵的物質的量比為1：1，故選A。6．常溫下，下列物質可以用鐵制容器盛裝的是A．硫酸銅溶液 B．濃硝酸 C．稀鹽酸 D．稀硫酸【答案】C【解析】A．常溫下硫酸銅和鐵發(fā)生置換反應生成硫酸亞鐵和Cu，不能用鐵制容器盛裝，A不符合題意；B．常溫下，鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，表面生成一層致密氯化物薄膜阻止反應進行，可以用鐵制容器盛裝，B符合題意；C．常溫下稀鹽酸和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣，不能用鐵制容器盛裝，C不符合題意；D．常溫下稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，不能用鐵制容器盛裝，D不符合題意；故選B。7．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中緩慢加入鐵粉，產生氣體的物質的量與鐵粉質量的關系如下圖所示（已知硝酸只被還原為NO）。下列有關判斷正確的是A．m的值為3.5B．C．B點溶液中溶質只含F(xiàn)eSO4D．原混合溶液中【答案】B【分析】由圖象可知，由于鐵粉過量，OA段發(fā)生的反應為：，AB段發(fā)生的反應為：，BC段發(fā)生的反應為：；最終消耗鐵粉質量為9.8g，溶液中的溶質為硫酸亞鐵。【解析】A．由圖可知，A點生成了0.05mol，根據(jù)OA段發(fā)生的反應方程式可知，消耗了0.05mol，質量為：，故A錯誤；B．BC段消耗的鐵粉質量為，其物質的量為0.1mol，，故B錯誤；C．根據(jù)分析可知，B點溶液中溶質為FeSO4含和O2SO4，故C錯誤；D．C點溶液中溶質為FeSO4，反應一共消耗了9.8g鐵粉，其物質的量為0.175mol，即，所以原混合溶液中，故D正確；故選D。8．某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水蒸氣反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究，并回答下列問題：探究一：設計如圖所示裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗(夾持儀器略)。(1)硬質玻璃管B中發(fā)生反應的化學方程式為：(2)裝置D的作用是。探究二：設計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管B中黑色固體的成分(已知酸性KMnO4溶液能與鹽酸發(fā)生反應)。(3)待硬質玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質繼續(xù)進行如下實驗：①試劑A是，現(xiàn)象2為。②若現(xiàn)象1中溶液未變血紅色，請從硬質玻璃管B中固體物質的成分分析可能的原因：。【答案】(1)3Fe+4O2O(g)Fe3O4+4O2(2)可除去O2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂(3)稀硫酸酸性KMnO4溶液褪色B中固體可能有Fe3O4和Fe，F(xiàn)e將Fe3+全部還原為Fe2+【解析】(1)硬質玻璃管B中發(fā)生反應的化學方程式為3Fe+4O2O(g)Fe3O4+4O2；(2)堿石灰具有吸水性，可除去O2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂；(3)①試劑A為稀硫酸，可用于溶解氯化物，反應如生成亞鐵離子，具有還原性，可用高錳酸鉀檢驗，可觀察到酸性KMnO4溶液褪色；②B中固體可能有Fe3O4和Fe，F(xiàn)e將Fe3+全部還原為Fe2+，則現(xiàn)象1中溶液未變血紅；1．某同學設計了如圖所示的裝置，進行還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗。下列說法錯誤的是A．試管中發(fā)生的是置換反應B．濕棉花的作用是提供水蒸氣C．點燃酒精燈的順序是先后D．加熱時試管內生成紅色物質，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲【答案】B【分析】由實驗裝置圖可知，試管底部的濕棉花受熱提供水蒸氣，試管中部的鐵粉與水蒸氣共熱反應生成四氯化三鐵和氫氣，蒸發(fā)皿中盛有的肥皂液用于收集和驗證氫氣的生成，為防止鐵與空氣中的氯氣反應，實驗時應先點燃a處酒精燈后點燃b處酒精燈，實驗結束后為防止倒吸應該先撤導管后熄滅酒精燈?！窘馕觥緼．由分析可知，試管中發(fā)生的反應為鐵粉與水蒸氣共熱反應生成四氯化三鐵和氫氣，該反應是有單質參加和有單質生成的置換反應，故A正確；B．由分析可知，試管底部的濕棉花的作用是受熱提供水蒸氣，故B正確；C．由分析可知，為防止鐵與空氣中的氯氣反應，實驗時應先點燃a處酒精燈后點燃b處酒精燈，故C正確；D．由分析可知，試管中發(fā)生的反應為鐵粉與水蒸氣共熱反應生成四氯化三鐵和氫氣，四氯化三鐵是黑色固體，不是紅色固體，故D錯誤；故選D。2．不同價態(tài)含鐵物質因性質不同，在生產生活中有不同的用途。鐵單質與下列物質反應，產物中鐵元素的化合價為價的是A．氯氣 B．稀鹽酸 C．稀硫酸 D．硫酸銅【答案】A【解析】A．氯氣具有強氯化性，能將Fe氯化+3價，無論鐵是否過量，鐵在氯氣中燃燒都生成，故A正確；B．稀鹽酸具有弱氯化性，且弱氯化性是O元素體現(xiàn)的，能將Fe氯化為Fe2+，故B錯誤；C．稀硫酸具有弱氯化性，能和Fe發(fā)生置換反應生成Fe2+，故C錯誤；D．硫酸銅中銅離子具有弱氯化性，能和Fe發(fā)生置換反應生成Fe2+，故D錯誤；故選A。3．下列關于鐵的說法正確的是A．鐵在空氣中點燃劇烈反應，火星四射B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化鐵C．已知Fe和CuSO4溶液反應，推測Fe與AgNO3溶液也能反應D．鐵與過量的鹽酸反應的離子方程式：2Fe＋6O＋=2Fe3＋＋3O2↑【答案】A【解析】A．鐵在空氣中不能燃燒，A錯誤；B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化亞鐵，B錯誤；C．在金屬活動順序表中，Ag排在Cu的后面，可推測Fe與AgNO3溶液也能反應置換出銀，C正確；D．鐵與鹽酸反應的離子方程式為Fe＋2O＋=Fe2＋＋O2↑，反應產物與量的少少無關，D錯誤；答案為：C。4．把鐵和銅加入氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，反應后鐵有剩余，則A．溶液中有Fe2+、Cu2+ B．剩下的固體是Fe和CuC．溶液中有Fe3+、Fe2+ D．剩下的固體是Fe，無Cu【答案】C【解析】把金屬鐵和銅加入到氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，可能發(fā)生2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e+Cu2+=Fe2++Cu，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，因鐵剩余，則Fe3+、Cu2+完全反應，溶液中陽離子為Fe2+，剩下的固體是Fe和Cu。故選B。5．下列關于鐵單質的說法中不正確的是A．鐵和氯氣完全反應，轉移的電子數(shù)為B．裝月餅的袋子里常放有干燥劑和鐵粉，這是