資源簡介

第三章 鐵　金屬材料
第一節　鐵及其化合物
學習目標 重點難點
1.結合真實情境中的應用實例或實驗探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質及在生產、生活中的應用。 2.了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用的重要價值。 重點 鐵鹽與亞鐵鹽的轉化、Fe3＋的檢驗。
難點 1.制備Fe(OH)2的實驗設計。 2.Fe、Fe2＋、Fe3＋的轉化關系模型建構。
第1課時　鐵的單質、氧化物和氫氧化物
新知探究(一)——鐵的單質、鐵的氧化物
(一)鐵的單質
1．鐵的存在與性質
(1)鐵元素的存在
存在形態 游離態 如隕鐵
化合態 主要以____________價化合物的形態存在于礦石中
地殼中含量 含量僅次于____________，居第四位
(2)鐵的冶煉
①我國在西周晚期已掌握了冶鐵技術。戰國中期以后，鐵制工具在社會生產中發揮了巨大的作用。
②工業煉鐵的原理是用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來，化學方程式：__________________________________________________(以Fe2O3為例)。
2．鐵的物理性質
鐵有________性和________性。鐵能導電，但其導電性不如銅和鋁。鐵還能被________吸引，其熔、沸點較高。
3．鐵的化學性質
根據學過的鐵與一些物質的反應寫出有關的化學方程式，是離子反應的寫出離子方程式。
(1)與某些非金屬單質、酸和鹽溶液反應
①Fe與非金屬單質反應
②Fe與非氧化性酸反應(稀H2SO4)
________________________________________________________________________
③Fe與鹽溶液反應(CuSO4)
________________________________________________________________________
(2)實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應
實驗裝置
操作現象 用火柴點燃肥皂液，聽到________聲，證明生成了________
實驗結論 在高溫下，鐵能與水蒸氣反應，化學方程式為______________________________________
[微點撥]
①鐵的變價
②鐵在潮濕的空氣中生銹(Fe2O3·xH2O)。
③鐵在常溫下與濃H2SO4、濃HNO3發生“鈍化”形成致密的氧化膜。
(二)鐵的氧化物
1．三種氧化物的比較
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗稱 —
顏色和狀態 ____色粉末 ____色粉末 ____色晶體
鐵的價態 ____價 ____價 ＋2價、＋3價
水溶性 不溶 不溶 不溶
穩定性 空氣中受熱生成______ 穩定 穩定
2．三種氧化物與鹽酸反應的離子方程式
FeO：_____________________________________________________
Fe2O3：________________________________________________________
Fe3O4：_____________________________________________________________
[微點撥]
①Fe3O4有磁性，可被磁體吸引。
②Fe3O4可以看作FeO·Fe2O3，＋2價與＋3價鐵的個數比為1∶2，不屬于堿性氧化物。
③FeO、Fe2O3是金屬氧化物，它們都能與酸發生反應，分別生成亞鐵鹽和鐵鹽。
應用化學　
我國科學家參與研制的阿爾法磁譜儀已升入太空，開始了探索宇宙中是否存在“反物質”的研究工作。根據你所學的知識推測用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是FeO、Fe2O3、Fe3O4中的哪一種？為什么？
[題點多維訓練]
題點(一)　鐵的單質
1．下列關于鐵與水反應的描述不正確的是(　 )
A．鐵與水蒸氣反應的產物是黑色的Fe3O4
B．紅熱的鐵能與水蒸氣反應，放出的氣體點燃時不能發出爆鳴聲
C．鐵與水蒸氣的反應是氧化還原反應
D．常溫下，Fe與H2O不反應，但在空氣中的O2、CO2、H2O的共同作用下Fe能與其發生反應
2．(2024·武漢青山區高一期末)“千年珊瑚萬年紅”，一直以來，紅珊瑚都被用來制作珍貴的工藝品。珊瑚由珊瑚蟲堆積而成，在珊瑚鈣化的過程中，可能因吸收了某種金屬元素的氧化物使得珊瑚呈紅色，則該金屬元素可能為(　 )
A．Fe B．Na
C．Mg D．Ca
3．在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經過此反應的逆反應生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉俗稱“引火鐵”。請分別用圖中示意的兩套裝置制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、陶土網、加熱設備等在圖中均已略去)
請填寫下列空白：
(1)①試管A中應加入的試劑是________。
②需要加熱的裝置是________，當實驗結束時應該先熄滅________處的酒精燈。
③試管D中收集得到的是____，C的作用是
________________________________________________________________________。
(2)①G中應加入的試劑是________。
②試管E中發生反應的化學方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
題點(二)　鐵的氧化物
4．鐵的常見化合價有＋2價和＋3價。據研究，鐵在濃硝酸中發生鈍化時，可生成一種化學式為Fe8O11的化合物，它可以表示為FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物。該化合物為(　 )
A．FeO·3Fe2O3　　　 B．FeO·2Fe2O3
C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3
5．“秦磚漢瓦”泛指秦漢時期的青磚與古瓦，是我國傳統建筑文化的一個縮影。它們是由黏土燒制的(黏土中含有鐵元素)。有的是黑色的，有的卻是紅色的，請分析其顏色不同的原因。
新知探究(二)——鐵的氫氧化物
1．Fe(OH)2與Fe(OH)3的制取
在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發生的現象
氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
實驗操作
實驗現象 生成______色沉淀 首先生成______絮狀沉淀，然后迅速變成______色，最后變成______色
化學方程式 FeCl3＋3NaOH===__________________ FeSO4＋2NaOH===____________________ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===________
實驗結論 Fe(OH)3與Fe(OH)2分別可由相對應的可溶性鹽與堿溶液反應制得
2．Fe(OH)2與Fe(OH)3的性質比較
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色態、
溶解性 ____色固體、____溶于水 ____色固體、____溶于水
與酸反應 HCl
HI Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O 2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O
穩定性 在空氣中不穩定，易被氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 不穩定[比Fe(OH)2穩定]，受熱易分解：____________________________
[題點多維訓練]
1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發生變化，得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是(　 )
A．Fe(OH)3　Fe2O3 B．Fe(OH)2　Fe2O3
C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4
2．化合物A、B組成元素相同，且B為白色。C是一種與B含有相同價態該金屬元素的硫酸鹽，向C中加入適量的NaOH溶液，可觀察到生成的沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色沉淀A，加熱A可得紅棕色粉末D。回答下列問題：
(1)寫出各物質的化學式：
A：__________________，B：____________________________________________，
C：__________________，D：____________________________________________。
(2)寫出B轉化為A的化學方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
寫出A受熱分解的化學方程式：_________________________________________
________________________________________________________________________。
新知探究(三)——氫氧化亞鐵制備實驗的改進與創新
導學設計　
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中先產生白色的Fe(OH)2沉淀，然后迅速被氧化成灰綠色，最終變為紅褐色Fe(OH)3。化學興趣小組同學探究產生現象的原因并對裝置進行了相應的改進以能較長時間地觀察到白色沉淀。
[查閱資料] 苯為有機溶劑，密度小于水且與水不互溶。
[原因猜想] ①空氣中含有O2
②水溶液中含有溶解的少量氧氣
[裝置改進] 該小組同學對裝置進行了相應的改進：
[問題探究] (1)請分析改進后的裝置①②③為什么能較長時間觀察到白色沉淀。
裝置 原理
①
②
③
(2)在改進的實驗中，將配制溶液的水煮沸冷卻后再使用，其目的是什么？
[系統融通知能]
1．Fe(OH)2制備的四個措施
(1)Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現用現配。
(2)為了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸餾水和NaOH溶液要煮沸，盡可能除去O2。
(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。
(4)為防止Fe2＋被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機物，以隔絕空氣。
2．常用于制備Fe(OH)2的兩種創新裝置
創新 裝置Ⅰ ①打開止水夾a，使A裝置中的鐵粉與稀硫酸反應一段時間，反應產生的氫氣會將整個裝置中的空氣排出； ②再夾緊止水夾a，A裝置中產生的氫氣逐漸增多，會將A裝置中生成的FeSO4溶液壓入B裝置中，從而產生Fe(OH)2白色沉淀
創新 裝置Ⅱ 先滴加稀硫酸至裝置內空氣排盡充滿H2，再滴加NaOH溶液
[題點多維訓練]
1．實驗室用FeCl2溶液和燒堿制備Fe(OH)2，為了使產物不容易被氧化，下列做法不正確的是(　 )
A．配制FeCl2溶液和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一層植物油以隔絕空氣
C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入試管內
D．產生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管
2．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　 )
A．①②③ B．①②④
C．①②③④ D．②③④
3．(2024·開封高一期末)如圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時顏色的變化。實驗時必須使用鐵屑和6 mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白。
(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的試劑是________，A中反應的離子方程式是________________________。
(2)實驗開始時就先將活塞E________(填“打開”或“關閉”)，C中收集到氣體的主要成分是______。
(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，寫出有關反應的化學方程式：________________________________________________________________________。
第1課時　鐵的單質、氧化物和氫氧化物
新知探究(一)
(一)1.(1)＋2、＋3　氧、硅、鋁　(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2．延展　導熱　磁體　3.(1)①2Fe＋3Cl2△,2FeCl3　3Fe＋2O2點燃,Fe3O4　②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　③Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋　(2)爆鳴　H2　3Fe＋4H2O(g)高溫,Fe3O4＋4H2
(二)1.鐵紅　磁性氧化鐵　黑　紅棕　黑　＋2　＋3　Fe3O4
2．FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
[應用化學]
提示：Fe3O4。制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是一種具有磁性的物質，在鐵的氧化物中，只有Fe3O4是具有磁性的物質，另兩種均不具有磁性。
[題點多維訓練]
1．選B　鐵與水蒸氣反應的產物是黑色的Fe3O4，故A描述正確；紅熱的Fe與水蒸氣反應生成氫氣，氫氣點燃時能發出爆鳴聲，故B描述錯誤；Fe與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應中Fe、H元素的化合價發生變化，屬于氧化還原反應，故C描述正確；常溫下，鐵在潮濕的空氣中易發生腐蝕，故D描述正確。
2．選A　 “某種金屬元素的氧化物使得珊瑚呈紅色”，說明該種金屬氧化物呈紅色，鐵的氧化物Fe2O3是紅棕色，氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣是白色，所以A正確。
3．解析：(1)①根據題干信息可知A中發生的反應為鐵在高溫下和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，試管A是鐵與水蒸氣反應的裝置，故在A中裝的應該是鐵粉。②反應需要在高溫下進行，則A裝置需要加熱。又因為需要提供水蒸氣，所以B裝置也需要加熱，當實驗結束時應該先熄滅A處的酒精燈，在水蒸氣的氛圍中冷卻。③反應過程中生成氫氣，氫氣不溶于水，所以D是用來收集氫氣的，為了防止向試管A中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流，從而在試管A和收集氣體的試管D中間加上了燒瓶，保證實驗安全，即C為安全瓶，起防止倒吸的作用。(2)①裝置Ⅰ是用來制取氫氣的裝置，由于使用的是稀鹽酸來制取氫氣，所以在產生氫氣的同時可能帶出部分水蒸氣和氯化氫氣體，故在U形管中加入固體來吸收氯化氫和水蒸氣，所以G中應加入的試劑是堿石灰。②依據裝置和實驗目的分析，試管E中發生的是氫氣還原四氧化三鐵的反應，反應的化學方程式是Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。
答案：(1)①鐵粉　②A、B　 A　③H2　防倒吸
(2)①堿石灰　②Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O
4．選C　FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為7∶10，故A不符合題意；FeO·2Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為5∶7，故B不符合題意；2FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為8∶11，故C符合題意；2FeO·Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為4∶5，故D不符合題意。
5．磚瓦顯黑色的原因：燒制磚瓦時，黏土中的鐵元素生成黑色的FeO與Fe3O4。
磚瓦顯紅色的原因：燒制磚瓦時，黏土中的鐵元素生成紅棕色的Fe2O3。
新知探究(二)
1．紅褐　白色　灰綠　紅褐　Fe(OH)3↓＋3NaCl　Fe(OH)2↓＋Na2SO4　4Fe(OH)3　2.白　難　紅褐　難　Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O　Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
[題點多維訓練]
1．選B　鐵屑溶于過量的稀硫酸，反應生成硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與足量氨水反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀，在空氣中氫氧化亞鐵容易被空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵，氫氧化鐵為紅褐色沉淀，受熱分解生成紅棕色的三氧化二鐵，故白色沉淀是氫氧化亞鐵，加熱得到最后的殘渣是氧化鐵。
2．(1)Fe(OH)3　Fe(OH)2　FeSO4　Fe2O3　
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
新知探究(三)
[導學設計]
(1)提示：裝置①，苯的密度比水小，且與水不互溶，加入少量苯覆蓋在FeSO4溶液的上面，用于隔絕溶液與空氣接觸，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化；
裝置②，鐵粉與稀硫酸反應生成的H2排除了裝置內的空氣，同時試管內剩余的H2起到保護氣的作用，防止Fe(OH)2與O2接觸被氧化，因此能較長時間觀察到白色沉淀；
裝置③，打開止水夾a，Fe與稀H2SO4反應產生的H2將裝置內的空氣排出，再關閉止水夾a，產生的H2使試管A中氣壓大于外界氣壓，把試管A中的液體(FeSO4溶液)壓入試管B中，反應得到Fe(OH)2白色沉淀，由于空氣已被排出且苯可以隔絕b處進入的空氣，故可以長時間觀察到Fe(OH)2沉淀。
(2)提示：除去水中溶解的氧氣，盡可能創造無氧環境以防止Fe(OH)2被氧化。
[題點多維訓練]
1．選C　向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，要將膠頭滴管的尖嘴深入到FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時接觸空氣溶有氧氣，故C錯誤。
2．選B　因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。③由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。
3．解析：(1)A中應預先加入的試劑是鐵，再滴入酸即可，發生反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；(2)為保證酸順利滴下，一定在實驗開始時就先將活塞E打開，A中反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，最后產生的氫氣被C裝置收集；(3)A中反應發生后，為保證硫酸亞鐵進入B中和氫氧化鈉混合，要借助氫氣產生的壓強，所以需要關閉活塞E，使硫酸亞鐵溶液被壓入B瓶中進行反應；(4)氫氧化亞鐵可以被氧氣氧化為氫氧化鐵，反應的化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
答案：(1)鐵屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)打開　H2
(3)關閉活塞E，使FeSO4溶液壓入B瓶中進行反應
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(共97張PPT)
鐵　金屬材料
第三章
第一節　
鐵及其化合物
學習目標 重點難點 1.結合真實情境中的應用實例或實驗探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質及在生產、生活中的應用。 2.了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用的重要價值。 重點 鐵鹽與亞鐵鹽的轉化、Fe3＋的檢驗。
難點 1.制備Fe(OH)2的實驗設計。
2.Fe、Fe2＋、Fe3＋的轉化關系模型建構。
第1課時 鐵的單質、氧化物和氫氧化物
目錄
新知探究(一)——鐵的單質、鐵的氧化物
新知探究(二)——鐵的氫氧化物
課時跟蹤檢測
新知探究(三)——氫氧化亞鐵制備實驗的改進與創新
鐵的單質、鐵的氧化物
新知探究(一)
(一)鐵的單質
1．鐵的存在與性質
(1)鐵元素的存在
存在形態 游離態 如隕鐵
化合態 主要以 價化合物的形態存在于礦石中
地殼中含量 含量僅次于 ，居第四位 ＋2、＋3
氧、硅、鋁
(2)鐵的冶煉
①我國在西周晚期已掌握了冶鐵技術。戰國中期以后，鐵制工具在社會生產中發揮了巨大的作用。
2．鐵的物理性質
鐵有 性和 性。鐵能導電，但其導電性不如銅和鋁。鐵還能被 吸引，其熔、沸點較高。
3．鐵的化學性質
根據學過的鐵與一些物質的反應寫出有關的化學方程式，是離子反應的寫出離子方程式。
延展
導熱
磁體
(1)與某些非金屬單質、酸和鹽溶液反應
①Fe與非金屬單質反應
②Fe與非氧化性酸反應(稀H2SO4)
。
③Fe與鹽溶液反應(CuSO4)
。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(2)實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應
實驗裝置
操作現象 用火柴點燃肥皂液，聽到 聲，證明生成了___
實驗結論 在高溫下，鐵能與水蒸氣反應，化學方程式為
爆鳴
H2
[微點撥]
①鐵的變價
②鐵在潮濕的空氣中生銹(Fe2O3·xH2O)。
③鐵在常溫下與濃H2SO4、濃HNO3發生“鈍化”形成致密的氧化膜。
(二)鐵的氧化物
1．三種氧化物的比較
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗稱 — _____ ____________
顏色和狀態 色粉末 色粉末 色晶體
鐵的價態 價 價 ＋2價、＋3價
水溶性 不溶 不溶 不溶
穩定性 空氣中受熱生成______ 穩定 穩定
鐵紅
磁性氧化鐵
黑
黑
＋2
＋3
Fe3O4
紅棕
2．三種氧化物與鹽酸反應的離子方程式
FeO： ；
Fe2O3： ；
Fe3O4： 。
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
[微點撥]
①Fe3O4有磁性，可被磁體吸引。
②Fe3O4可以看作FeO·Fe2O3，＋2價與＋3價鐵的個數比為1∶2，不屬于堿性氧化物。
③FeO、Fe2O3是金屬氧化物，它們都能與酸發生反應，分別生成亞鐵鹽和鐵鹽。
應用化學　
我國科學家參與研制的阿爾法磁譜儀已升入太空，開始了探索宇宙中是否存在“反物質”的研究工作。根據你所學的知識推測用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是FeO、Fe2O3、Fe3O4中的哪一種？為什么？
提示：Fe3O4。制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是一種具有磁性的物質，在鐵的氧化物中，只有Fe3O4是具有磁性的物質，另兩種均不具有磁性。
[題點多維訓練]
題點(一)　鐵的單質
1．下列關于鐵與水反應的描述不正確的是(　 )
A．鐵與水蒸氣反應的產物是黑色的Fe3O4
B．紅熱的鐵能與水蒸氣反應，放出的氣體點燃時不能發出爆鳴聲
C．鐵與水蒸氣的反應是氧化還原反應
D．常溫下，Fe與H2O不反應，但在空氣中的O2、CO2、H2O的共同作用下Fe能與其發生反應
√
解析：鐵與水蒸氣反應的產物是黑色的Fe3O4，故A描述正確；紅熱的Fe與水蒸氣反應生成氫氣，氫氣點燃時能發出爆鳴聲，故B描述錯誤；Fe與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應中Fe、H元素的化合價發生變化，屬于氧化還原反應，故C描述正確；常溫下，鐵在潮濕的空氣中易發生腐蝕，故D描述正確。
2．(2024·武漢青山區高一期末)“千年珊瑚萬年紅”，一直以來，紅珊瑚都被用來制作珍貴的工藝品。珊瑚由珊瑚蟲堆積而成，在珊瑚鈣化的過程中，可能因吸收了某種金屬元素的氧化物使得珊瑚呈紅色，則該金屬元素可能為(　 )
A．Fe B．Na
C．Mg D．Ca
√
解析：“某種金屬元素的氧化物使得珊瑚呈紅色”，說明該種金屬氧化物呈紅色，鐵的氧化物Fe2O3是紅棕色，氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣是白色，所以A正確。
3．在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經過此反應的逆反應生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉俗稱“引火鐵”。請分別用圖中示意的兩套裝置制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、陶土網、加熱設備等在圖中均已略去)
請填寫下列空白：
(1)①試管A中應加入的試劑是________。
鐵粉
②需要加熱的裝置是________，當實驗結束時應該先熄滅________處的酒精燈。
解析：②反應需要在高溫下進行，則A裝置需要加熱。又因為需要提供水蒸氣，所以B裝置也需要加熱，當實驗結束時應該先熄滅A處的酒精燈，在水蒸氣的氛圍中冷卻。
A、B
A
③試管D中收集得到的是____，C的作用是________。
解析：③反應過程中生成氫氣，氫氣不溶于水，所以D是用來收集氫氣的，為了防止向試管A中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流，從而在試管A和收集氣體的試管D中間加上了燒瓶，保證實驗安全，即C為安全瓶，起防止倒吸的作用。
H2
防倒吸
(2)①G中應加入的試劑是________。
解析：①裝置Ⅰ是用來制取氫氣的裝置，由于使用的是稀鹽酸來制取氫氣，所以在產生氫氣的同時可能帶出部分水蒸氣和氯化氫氣體，故在U形管中加入固體來吸收氯化氫和水蒸氣，所以G中應加入的試劑是堿石灰。
堿石灰
②試管E中發生反應的化學方程式是____________________________。
題點(二)　鐵的氧化物
4．鐵的常見化合價有＋2價和＋3價。據研究，鐵在濃硝酸中發生鈍化時，可生成一種化學式為Fe8O11的化合物，它可以表示為FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物。該化合物為(　 )
A．FeO·3Fe2O3　　　　 B．FeO·2Fe2O3
C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3
√
解析：FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為7∶10，故A不符合題意；FeO·2Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為5∶7，故B不符合題意；2FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為8∶11，故C符合題意；2FeO·Fe2O3中鐵原子和氧原子的個數比為4∶5，故D不符合題意。
5．“秦磚漢瓦”泛指秦漢時期的青磚與古瓦，是我國傳統建筑文化的一個縮影。它們是由黏土燒制的(黏土中含有鐵元素)。有的是黑色的，有的卻是紅色的，請分析其顏色不同的原因。
答案：磚瓦顯黑色的原因：燒制磚瓦時，黏土中的鐵元素生成黑色的FeO與Fe3O4。
磚瓦顯紅色的原因：燒制磚瓦時，黏土中的鐵元素生成紅棕色的Fe2O3。
鐵的氫氧化物
新知探究(二)
1．Fe(OH)2與Fe(OH)3的制取
在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發生的現象
氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
實驗操作
實驗現象 生成 色沉淀 首先生成 絮狀沉淀，然后迅速變成 色，最后變成 色
紅褐
白色
灰綠
紅褐
化學 方程式 FeCl3＋3NaOH=== ___________________ FeSO4＋2NaOH===
____________________
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===_________
實驗 結論 Fe(OH)3與Fe(OH)2分別可由相對應的可溶性鹽與堿溶液反應制得 Fe(OH)3↓＋3NaCl
Fe(OH)2↓＋Na2SO4
續表
4Fe(OH)3
2.Fe(OH)2與Fe(OH)3的性質比較
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色態、溶解性 色固體、 溶于水 色固體、 溶于水
與酸反應 HCl
HI Fe(OH)2＋2H＋ ===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)2＋2H＋
===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
白
難
紅褐
難
2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===
2Fe2＋＋I2＋6H2O
穩定性 在空氣中不穩定，易被氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 不穩定[比Fe(OH)2穩定]，
受熱易分解：
_________________________
續表
[題點多維訓練]
1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發生變化，得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是(　 )
A．Fe(OH)3　Fe2O3 　 B．Fe(OH)2　Fe2O3
C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 　 D．Fe(OH)2　Fe3O4
√
解析：鐵屑溶于過量的稀硫酸，反應生成硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與足量氨水反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀，在空氣中氫氧化亞鐵容易被空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵，氫氧化鐵為紅褐色沉淀，受熱分解生成紅棕色的三氧化二鐵，故白色沉淀是氫氧化亞鐵，加熱得到最后的殘渣是氧化鐵。
2．化合物A、B組成元素相同，且B為白色。C是一種與B含有相同價態該金屬元素的硫酸鹽，向C中加入適量的NaOH溶液，可觀察到生成的沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色沉淀A，加熱A可得紅棕色粉末D。回答下列問題：
(1)寫出各物質的化學式：
A：__________，B：__________，
C：__________，D：__________。
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
Fe2O3
(2)寫出B轉化為A的化學方程式：______________________________。
寫出A受熱分解的化學方程式：___________________________。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
氫氧化亞鐵制備實驗的改進與創新
新知探究(三)
導學設計　
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中先產生白色的Fe(OH)2沉淀，然后迅速被氧化成灰綠色，最終變為紅褐色Fe(OH)3。化學興趣小組同學探究產生現象的原因并對裝置進行了相應的改進以能較長時間地觀察到白色沉淀。
[查閱資料]　苯為有機溶劑，密度小于水且與水不互溶。
[原因猜想]　①空氣中含有O2
②水溶液中含有溶解的少量氧氣
[裝置改進]　該小組同學對裝置進行了相應的改進：
[問題探究]　(1)請分析改進后的裝置①②③為什么能較長時間觀察到白色沉淀。
裝置 原理
①
②
③
提示：裝置①，苯的密度比水小，且與水不互溶，加入少量苯覆蓋在FeSO4溶液的上面，用于隔絕溶液與空氣接觸，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化；
裝置②，鐵粉與稀硫酸反應生成的H2排除了裝置內的空氣，同時試管內剩余的H2起到保護氣的作用，防止Fe(OH)2與O2接觸被氧化，因此能較長時間觀察到白色沉淀；
裝置③，打開止水夾a，Fe與稀H2SO4反應產生的H2將裝置內的空氣排出，再關閉止水夾a，產生的H2使試管A中氣壓大于外界氣壓，把試管A中的液體(FeSO4溶液)壓入試管B中，反應得到Fe(OH)2白色沉淀，由于空氣已被排出且苯可以隔絕b處進入的空氣，故可以長時間觀察到Fe(OH)2沉淀。
(2)在改進的實驗中，將配制溶液的水煮沸冷卻后再使用，其目的是什么？
提示：除去水中溶解的氧氣，盡可能創造無氧環境以防止Fe(OH)2被氧化。
[系統融通知能]
1．Fe(OH)2制備的四個措施
(1)Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現用現配。
(2)為了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸餾水和NaOH溶液要煮沸，盡可能除去O2。
(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。
(4)為防止Fe2＋被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機物，以隔絕空氣。
2．常用于制備Fe(OH)2的兩種創新裝置
創新 裝置Ⅰ ①打開止水夾a，使A裝置中的鐵粉與稀硫酸反應一段時間，反應產生的氫氣會將整個裝置中的空氣排出；
②再夾緊止水夾a，A裝置中產生的氫氣逐漸增多，會將A裝置中生成的FeSO4溶液壓入B裝置中，從而產生Fe(OH)2白色沉淀
創新 裝置Ⅱ 先滴加稀硫酸至裝置內空氣排盡充滿H2，再滴加NaOH溶液
續表
[題點多維訓練]
1．實驗室用FeCl2溶液和燒堿制備Fe(OH)2，為了使產物不容易被氧化，下列做法不正確的是(　 )
A．配制FeCl2溶液和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一層植物油以隔絕空氣
C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入試管內
D．產生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管
√
解析：向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，要將膠頭滴管的尖嘴深入到FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時接觸空氣溶有氧氣，故C錯誤。
2．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　 )
A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④
√
解析：因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。③由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。
3．(2024·開封高一期末)如圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時顏色的變化。實驗時必須使用鐵屑和6 mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白。
(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的試劑是________，A中反應的離子方程式是________________________。
解析：A中應預先加入的試劑是鐵，再滴入酸即可，發生反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
鐵屑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)實驗開始時就先將活塞E________(填“打開”或“關閉”)，C中收集到氣體的主要成分是______。
解析：為保證酸順利滴下，一定在實驗開始時就先將活塞E打開，A中反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，最后產生的氫氣被C裝置收集；
打開
H2
(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_____________________________
______________。
解析：A中反應發生后，為保證硫酸亞鐵進入B中和氫氧化鈉混合，要借助氫氣產生的壓強，所以需要關閉活塞E，使硫酸亞鐵溶液被壓入B瓶中進行反應；
關閉活塞E，使FeSO4溶液壓入
B瓶中進行反應
(4)拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，寫出有關反應的化學方程式：________________________________。
解析：氫氧化亞鐵可以被氧氣氧化為氫氧化鐵，反應的化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
課時跟蹤檢測
(選擇題第1～9小題，每小題3分，第12小題5分，本檢測滿分80分)
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1．火星外表是紅色的，這是因為火星表面含有大量的(　 )
A．氧化銅 B．氧化鐵
C．碳酸鈣 D．四氧化三鐵
解析：氧化銅是黑色的，氧化鐵是紅色的，碳酸鈣是白色的，四氧化三鐵是黑色的。
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2．(2024·蚌埠期末檢測)下列關于鐵及其化合物的說法正確的是(　 )
A．過量的鐵絲在Cl2中燃燒生成FeCl2
B．FeO不穩定，在空氣里能被氧化成Fe2O3
C．鐵性質活潑，鐵元素在自然界中都以化合態的形式存在
D．向飽和FeCl3溶液中滴加適量NaOH溶液即可得到氫氧化鐵膠體
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解析：Cl2是強氧化劑，能將變價金屬氧化為高價態，故過量的Fe與Cl2反應生成FeCl3，A錯誤；FeO不穩定，在空氣里能被氧氣氧化為氧化鐵，B正確；在自然界中，隕鐵中有游離態的鐵存在，C錯誤；FeCl3溶液和NaOH溶液生成氫氧化鐵沉淀，得不到氫氧化鐵膠體；制取Fe(OH)3紅褐色膠體應該向煮沸的蒸餾水中滴加飽和氯化鐵溶液至溶液變紅褐色，D錯誤。
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3．人類用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年前。下列有關鐵的化合物的說法中，錯誤的是(　 )
A．Fe(OH)2是一種白色固體，不穩定，在空氣中易被氧化轉變為紅褐色
B．Fe2O3不可與水反應得到Fe(OH)3，所以鐵的化合物不能通過化合反應制取Fe(OH)3
C．Fe3O4可以由化合反應制得
D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色，能發生丁達爾效應
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解析：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3為化合反應，可以制取Fe(OH)3，B錯誤。
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4．鐵在一定條件下與下列物質反應，產物中存在＋3價鐵元素的是(　 )
A．氯氣 B．硫酸銅 C．稀硫酸 D．濃鹽酸
解析：鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵，A正確；鐵與硫酸銅溶液發生置換反應生成FeSO4，B錯誤；鐵與硫酸溶液發生置換反應生成FeSO4，C錯誤；鐵與濃鹽酸反應生成FeCl2，D錯誤。
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5．還原鐵粉與水蒸氣反應的裝置如圖所示，下列有關該實驗的說法正確的是(　 )
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6．(2024·烏魯木齊期末)下列關于鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的敘述正確的是(　 )
A．鐵的三種氧化物中鐵元素的化合價完全相同
B．都是堿性氧化物，都能與鹽酸反應生成氯化鐵和水
C．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，常用作紅色顏料
D．四氧化三鐵中鐵元素有＋2價和＋3價，它是一種混合物
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7．甲同學用FeCl2溶液和燒堿溶液制備Fe(OH)2；乙同學用如圖裝置制備Fe(OH)2，為了防止生成的產物被氧化，下列說法不正確的是(　 )
A．配制溶液所用的蒸餾水要煮沸
B．甲同學
可在FeCl2溶液的上面加一層植物油，以隔絕空氣
C．甲同學向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，
膠頭滴管的尖嘴可以伸入試管內液面下
D．乙同學應該先關閉止水夾，一段時間以后再打開止水夾
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解析：為防止水中溶解的O2氧化Fe2＋，應將配制溶液的蒸餾水加熱煮沸，除去溶解的氧氣，A項正確；植物油密度比水小，在液面上加一層植物油能隔絕空氣，B項正確；為防止生成的氫氧化亞鐵被空氣中的氧氣氧化，可將盛有NaOH溶液的膠頭滴管的尖嘴直接伸入試管內液面下再擠出溶液，C項正確；實驗過程中應先打開止水夾，讓產生的H2排盡裝置內的空氣，以防Fe2＋被氧化，D項錯誤。
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8．(2024·北京西城期末檢測)鈉與水反應、鐵與水蒸氣反應的實驗裝置圖如下。
Ⅰ.鈉與水反應 Ⅱ.鐵與水蒸氣反應
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9．31.04 g Fe3O4、Fe2O3、FeO組成的固體混合物，用180 mL 6.0 mol·L－1鹽酸能恰好將之完全溶解。若將此固體混合物用CO完全還原，則生成的鐵的物質的量為(　 )
A．0.2 mol B．0.3 mol
C．0.4 mol D．0.5 mol
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10．(12分)有A、B、C三種常見的金屬單質，A在空氣中燃燒生成淡黃色固體；B也能在空氣中劇烈燃燒，發出耀眼的白光；C在一定條件下與水蒸氣反應生成H2和一種黑色固體。根據以上信息回答下列問題：
(1)寫出化學式。A：_____；B：______；C：_____。
Na
Mg
Fe
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(2)寫出化學方程式。
①C在氧氣中燃燒：_________________________；
②C與水蒸氣反應：_____________________________。
(3)黑色固體與稀鹽酸反應的離子方程式為
___________________________________。
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
(4)Fe與Cl2、稀鹽酸反應的化學方程式分別為
_____________________、_______________________。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
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解析：淡黃色固體是過氧化鈉，故A是鈉；B能在空氣中劇烈燃燒，發出耀眼的白光，故B是鎂；C在一定條件下與水蒸氣反應生成H2和一種黑色固體，故C是鐵。
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11．(16分)某學習小組探究鐵與氯氣在不同條件下的反應及產物。
資料：高于300 ℃時FeCl3升華。
(1)將鐵粉放入氯水中，鐵粉溶解，無氣泡產生。
①經檢驗氯水呈酸性，原因是_______________________(用化學方程式表示)。
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②依據實驗現象，判斷氯水中與Fe反應的微粒可能為__________________。
Cl2、ClO－、HClO
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(2)濕潤的Cl2與Fe的反應：
實驗 裝置 操作及現象
Ⅰ 常溫時將鐵絲伸入A中，鐵絲迅速變黑，反應停止后，加入蒸餾水，溶液呈淺綠色
Ⅱ 將紅熱的鐵絲伸入A中，鐵絲劇烈燃燒，產生大量棕黃色煙，瓶底鋪有棕色粉末
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實驗Ⅰ，經檢驗產物中有FeCl2，推測其形成的可能原因：
a：鐵和氯氣直接化合生成，其反應為________________，b：2Fe＋3Cl2===2FeCl3,2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
解析：可能是鐵和Cl2直接化合生成FeCl2，其反應為Fe＋Cl2===FeCl2。
Fe＋Cl2===FeCl2
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(3)干燥的Cl2與Fe的反應：
實驗 裝置 操作及現象
Ⅲ 常溫時將鐵絲伸入A中，鐵絲慢慢變黑，有大量氣體剩余
Ⅳ 將紅熱的鐵絲伸入A中，鐵絲劇烈燃燒，產生大量棕黃色煙，瓶底鋪有棕色粉末
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實驗Ⅲ中有大量Cl2剩余，實驗Ⅳ中幾乎無Cl2剩余，原因是____________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析：對比實驗Ⅲ和Ⅳ的實驗現象，Ⅲ中鐵與Cl2反應產生的氯化物膜覆蓋在鐵絲表面，使鐵與Cl2不能接觸；Ⅳ中反應溫度高，生成的FeCl3升華，使鐵與Cl2繼續接觸反應。
Ⅲ中鐵與Cl2反應產生的氯化物膜覆蓋在鐵絲表面，使鐵與Cl2不能接觸；Ⅳ中反應溫度高，生成的FeCl3升華，鐵與Cl2繼續接觸反應
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高階思維訓練(選做題)
12．某同學設計如下裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗，虛線框處的裝置用來檢驗生成的氣體。下列說法正確的是(已知：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)(　 )
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A．實驗后，裝置B中生成紅棕色固體
B．虛線框C處應該選擇裝置甲
C．實驗時將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，可觀察到銅絲由黑變紅
D．實驗后，將裝置B中的固體溶于稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋
√
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解析：實驗后，裝置B中生成黑色的四氧化三鐵固體，A錯誤；虛線框C處裝置用于檢驗生成的氫氣，氫氣密度小于空氣，應該選擇裝置乙，B錯誤；實驗時將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，氫氣可與氧化銅反應生成單質銅，則可觀察到銅絲由黑變紅，C正確；實驗后，將裝置B中的固體溶于稀硫酸，所得溶液中可能含有Fe3＋，若鐵粉足量時可能不含有Fe3＋，D錯誤。
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13．(20分)(2024·大連期末)某校化學小組的同學們通過查閱資料設計了一種制備氫氧化亞鐵沉淀的實驗裝置，其實驗原理是先在封閉體系中利用鐵粉和鹽酸得到氯化亞鐵；亞鐵鹽溶液再與氫氧化鈉溶液作用即可制得氫氧化亞鐵。實驗裝置如圖所示。
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回答下列問題：
(1)實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是_______________。儀器a的名稱是________________。
解析：由于氫氧化亞鐵易被氧化，所以需要盡可能避免與氧氣接觸，因此實驗中所用蒸餾水均需煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解氧，儀器a的名稱是分液漏斗；
去除水中溶解氧
分液(或滴液)漏斗
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(2)將過量鐵粉置于c中，按圖連接好裝置。打開_______(填“K1”“K2”或“K3”，下同)，關閉________。裝置b的作用是________________________。
解析：將過量鐵粉置于c中，按圖連接好裝置，打開K1和K2，關閉K3，由于鐵繼續與鹽酸反應生成氫氣，導致c中壓強增大，所以c中淺綠色溶液能流入d裝置，與氫氧化鈉溶液反應，裝置b的作用是形成水封防止空氣進入c中；
K1和K2　
K3
形成水封防止空氣進入c中
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(3)經過一段時間，觀察到c中溶液逐漸變為淺綠色，同時c中有氣體產生，該氣體的作用是_____________。
解析：經過一段時間，觀察到c中溶液逐漸變為淺綠色，同時c中有氣體產生，該氣體的作用是排除c中空氣；
排除c中空氣
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(4)打開和關閉相應的旋塞，使c中淺綠色溶液流入d，其原因是_______________________________；d中觀察到的現象是____________________________________________________，相關的化學方程式為_____________________________________，
________________________________。
c中產生H2使c中壓強大于大氣壓
溶液中產生白色沉淀，迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
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解析：打開和關閉相應的旋塞，使c中淺綠色溶液流入d，其原因是c中產生H2使c中壓強大于大氣壓，d中觀察到的現象是溶液中產生白色沉淀，迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色，相關的化學方程式為FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。課時跟蹤檢測(二十一)　鐵的單質、氧化物和氫氧化物
(選擇題第1～9小題，每小題3分，第12小題5分，本檢測滿分80分)
1．火星外表是紅色的，這是因為火星表面含有大量的(　 )
A．氧化銅 B．氧化鐵
C．碳酸鈣 D．四氧化三鐵
2．(2024·蚌埠期末檢測)下列關于鐵及其化合物的說法正確的是(　 )
A．過量的鐵絲在Cl2中燃燒生成FeCl2
B．FeO不穩定，在空氣里能被氧化成Fe2O3
C．鐵性質活潑，鐵元素在自然界中都以化合態的形式存在
D．向飽和FeCl3溶液中滴加適量NaOH溶液即可得到氫氧化鐵膠體
3．人類用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年前。下列有關鐵的化合物的說法中，錯誤的是(　 )
A．Fe(OH)2是一種白色固體，不穩定，在空氣中易被氧化轉變為紅褐色
B．Fe2O3不可與水反應得到Fe(OH)3，所以鐵的化合物不能通過化合反應制取Fe(OH)3
C．Fe3O4可以由化合反應制得
D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色，能發生丁達爾效應
4．鐵在一定條件下與下列物質反應，產物中存在＋3價鐵元素的是(　 )
A．氯氣 B．硫酸銅
C．稀硫酸 D．濃鹽酸
5．還原鐵粉與水蒸氣反應的裝置如圖所示，下列有關該實驗的說法正確的是(　 )
A．反應生成的Fe3O4為還原產物
B．濕棉花的主要作用是冷卻試管，防止炸裂
C．當反應消耗56 g Fe，轉移電子 mol
D．鐵粉與水蒸氣反應后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來
6．(2024·烏魯木齊期末)下列關于鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的敘述正確的是(　 )
A．鐵的三種氧化物中鐵元素的化合價完全相同
B．都是堿性氧化物，都能與鹽酸反應生成氯化鐵和水
C．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，常用作紅色顏料
D．四氧化三鐵中鐵元素有＋2價和＋3價，它是一種混合物
7．甲同學用FeCl2溶液和燒堿溶液制備Fe(OH)2；乙同學用如圖裝置制備Fe(OH)2，為了防止生成的產物被氧化，下列說法不正確的是(　 )
A．配制溶液所用的蒸餾水要煮沸
B．甲同學可在FeCl2溶液的上面加一層植物油，以隔絕空氣
C．甲同學向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管的尖嘴可以伸入試管內液面下
D．乙同學應該先關閉止水夾，一段時間以后再打開止水夾
8．(2024·北京西城期末檢測)鈉與水反應、鐵與水蒸氣反應的實驗裝置圖如下。
Ⅰ.鈉與水反應 Ⅱ.鐵與水蒸氣反應
下列說法不正確的是(　 )
A．Ⅰ中鈉熔化成小球說明反應放熱和鈉的熔點低
B．Ⅰ中鈉與水反應的離子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
C．Ⅱ中有肥皂泡產生說明有H2生成
D．Ⅱ中鐵與水蒸氣反應的化學方程式：3Fe＋4H2O(g)高溫,Fe3O4＋4H2
9．31.04 g Fe3O4、Fe2O3、FeO組成的固體混合物，用180 mL 6.0 mol·L－1鹽酸能恰好將之完全溶解。若將此固體混合物用CO完全還原，則生成的鐵的物質的量為(　 )
A．0.2 mol B．0.3 mol
C．0.4 mol D．0.5 mol
10.(12分)有A、B、C三種常見的金屬單質，A在空氣中燃燒生成淡黃色固體；B也能在空氣中劇烈燃燒，發出耀眼的白光；C在一定條件下與水蒸氣反應生成H2和一種黑色固體。根據以上信息回答下列問題：
(1)寫出化學式。A：__________；B：____________；C：___________。
(2)寫出化學方程式。
①C在氧氣中燃燒：_______________________________________________________；
②C與水蒸氣反應：_______________________________________________________。
(3)黑色固體與稀鹽酸反應的離子方程式為________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Fe與Cl2、稀鹽酸反應的化學方程式分別為
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
11.(16分)某學習小組探究鐵與氯氣在不同條件下的反應及產物。
資料：高于300 ℃時FeCl3升華。
(1)將鐵粉放入氯水中，鐵粉溶解，無氣泡產生。
①經檢驗氯水呈酸性，原因是____________________________________________
____________________________________________________(用化學方程式表示)。
②依據實驗現象，判斷氯水中與Fe反應的微粒可能為________________________________。
(2)濕潤的Cl2與Fe的反應：
實驗 裝置 操作及現象
Ⅰ 常溫時將鐵絲伸入A中，鐵絲迅速變黑，反應停止后，加入蒸餾水，溶液呈淺綠色
Ⅱ 將紅熱的鐵絲伸入A中，鐵絲劇烈燃燒，產生大量棕黃色煙，瓶底鋪有棕色粉末
實驗Ⅰ，經檢驗產物中有FeCl2，推測其形成的可能原因：
a：鐵和氯氣直接化合生成，其反應為_____________________________________________
________________________________________________________________________，
b：2Fe＋3Cl2===2FeCl3,2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
(3)干燥的Cl2與Fe的反應：
實驗 裝置 操作及現象
Ⅲ 常溫時將鐵絲伸入A中，鐵絲慢慢變黑，有大量氣體剩余
Ⅳ 將紅熱的鐵絲伸入A中，鐵絲劇烈燃燒，產生大量棕黃色煙，瓶底鋪有棕色粉末
實驗Ⅲ中有大量Cl2剩余，實驗Ⅳ中幾乎無Cl2剩余，原因是____________________
________________________________________________________________________。
高階思維訓練(選做題)
12．某同學設計如下裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗，虛線框處的裝置用來檢驗生成的氣體。下列說法正確的是(已知：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)(　 )
A．實驗后，裝置B中生成紅棕色固體
B．虛線框C處應該選擇裝置甲
C．實驗時將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，可觀察到銅絲由黑變紅
D．實驗后，將裝置B中的固體溶于稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋
13.(20分)(2024·大連期末)某校化學小組的同學們通過查閱資料設計了一種制備氫氧化亞鐵沉淀的實驗裝置，其實驗原理是先在封閉體系中利用鐵粉和鹽酸得到氯化亞鐵；亞鐵鹽溶液再與氫氧化鈉溶液作用即可制得氫氧化亞鐵。實驗裝置如圖所示。
回答下列問題：
(1)實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是____________________。儀器a的名稱是____________。
(2)將過量鐵粉置于c中，按圖連接好裝置。打開________________(填“K1”“K2”或“K3”，下同)，關閉________。裝置b的作用是________________________________。
(3)經過一段時間，觀察到c中溶液逐漸變為淺綠色，同時c中有氣體產生，該氣體的作用是__________________________。
(4)打開和關閉相應的旋塞，使c中淺綠色溶液流入d，其原因是_______________________________；d中觀察到的現象是____________________________________________________，相關的化學方程式為__________________________________，_________________________________________。
課時跟蹤檢測(二十一)
1．選B　氧化銅是黑色的，氧化鐵是紅色的，碳酸鈣是白色的，四氧化三鐵是黑色的。
2．選B　Cl2是強氧化劑，能將變價金屬氧化為高價態，故過量的Fe與Cl2反應生成FeCl3，A錯誤；FeO不穩定，在空氣里能被氧氣氧化為氧化鐵，B正確；在自然界中，隕鐵中有游離態的鐵存在，C錯誤；FeCl3溶液和NaOH溶液生成氫氧化鐵沉淀，得不到氫氧化鐵膠體；制取Fe(OH)3紅褐色膠體應該向煮沸的蒸餾水中滴加飽和氯化鐵溶液至溶液變紅褐色，D錯誤。
3．選B　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3為化合反應，可以制取Fe(OH)3，B錯誤。
4．選A　鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵，A正確；鐵與硫酸銅溶液發生置換反應生成FeSO4，B錯誤；鐵與硫酸溶液發生置換反應生成FeSO4，C錯誤；鐵與濃鹽酸反應生成FeCl2，D錯誤。
5．選C　A項，Fe3O4為氧化產物，錯誤；B項，濕棉花的作用是提供水蒸氣，做反應物，錯誤；C項，n(e－)＝×－0mol＝ mol，正確；D項，產物Fe3O4與Fe均可被磁鐵吸引，錯誤。
6．選C　鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)中，鐵元素的化合價分別為＋2價、＋3價、＋2和＋3價或＋價，化合價不同，故A錯誤；FeO、Fe2O3都是堿性氧化物，四氧化三鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水，不是堿性氧化物，故B錯誤；赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，是紅色固體，常用作紅色顏料，故C正確；四氧化三鐵中鐵元素有＋2價和＋3價，它是一種復合化合價形成的純凈物，不是混合物，故D錯誤。
7．選D　為防止水中溶解的O2氧化Fe2＋，應將配制溶液的蒸餾水加熱煮沸，除去溶解的氧氣，A項正確；植物油密度比水小，在液面上加一層植物油能隔絕空氣，B項正確；為防止生成的氫氧化亞鐵被空氣中的氧氣氧化，可將盛有NaOH溶液的膠頭滴管的尖嘴直接伸入試管內液面下再擠出溶液，C項正確；實驗過程中應先打開止水夾，讓產生的H2排盡裝置內的空氣，以防Fe2＋被氧化，D項錯誤。
8．選C　Ⅰ中鈉熔化成小球，能夠說明反應放熱和鈉的熔點低，A正確；Ⅰ中鈉與水反應的化學方程式為2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，故其離子方程式為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，B正確；Ⅱ中試管受熱空氣膨脹，也能產生肥皂泡，故有肥皂泡產生不能說明有H2生成，C錯誤；Ⅱ中鐵與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，故該反應的化學方程式：3Fe＋4H2O(g)高溫,Fe3O4＋4H2，D正確。
9．選C　該固體混合物可被180 mL 6.0 mol·L－1鹽酸完全溶解，混合物中的氧與氯化氫中的氫結合生成水，由O原子、H原子守恒可知n(O)＝n(H2O)＝n(HCl)＝×0.18 L×6.0 mol·L－1＝0.54 mol，故生成Fe的質量＝31.04 g－0.54 mol×16 g·mol－1＝22.4 g，故n(Fe)＝＝0.4 mol。
10．解析：淡黃色固體是過氧化鈉，故A是鈉；B能在空氣中劇烈燃燒，發出耀眼的白光，故B是鎂；C在一定條件下與水蒸氣反應生成H2和一種黑色固體，故C是鐵。
答案：(1)Na　Mg　Fe
(2)①3Fe＋2O2Fe3O4
②3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
(4)2Fe＋3Cl22FeCl3
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
11．解析：(1)①Cl2溶于水，發生反應Cl2＋H2O??HCl＋HClO，故氯水呈酸性。②鐵粉放入氯水中，鐵粉溶解且無氣泡產生，可能是Fe與Cl2反應，也可能是Fe與HClO或ClO－反應生成FeCl3和H2O。(2)可能是鐵和Cl2直接化合生成FeCl2，其反應為Fe＋Cl2===FeCl2。(3)對比實驗Ⅲ和Ⅳ的實驗現象，Ⅲ中鐵與Cl2反應產生的氯化物膜覆蓋在鐵絲表面，使鐵與Cl2不能接觸；Ⅳ中反應溫度高，生成的FeCl3升華，使鐵與Cl2繼續接觸反應。
答案：(1)①Cl2＋H2O??HCl＋HClO
②Cl2、ClO－、HClO　(2)Fe＋Cl2===FeCl2
(3)Ⅲ中鐵與Cl2反應產生的氯化物膜覆蓋在鐵絲表面，使鐵與Cl2不能接觸；Ⅳ中反應溫度高，生成的FeCl3升華，鐵與Cl2繼續接觸反應
12．選C　實驗后，裝置B中生成黑色的四氧化三鐵固體，A錯誤；虛線框C處裝置用于檢驗生成的氫氣，氫氣密度小于空氣，應該選擇裝置乙，B錯誤；實驗時將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，氫氣可與氧化銅反應生成單質銅，則可觀察到銅絲由黑變紅，C正確；實驗后，將裝置B中的固體溶于稀硫酸，所得溶液中可能含有Fe3＋，若鐵粉足量時可能不含有Fe3＋，D錯誤。
13．解析：(1)由于氫氧化亞鐵易被氧化，所以需要盡可能避免與氧氣接觸，因此實驗中所用蒸餾水均需煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解氧，儀器a的名稱是分液漏斗；(2)將過量鐵粉置于c中，按圖連接好裝置，打開K1和K2，關閉K3，由于鐵繼續與鹽酸反應生成氫氣，導致c中壓強增大，所以c中淺綠色溶液能流入d裝置，與氫氧化鈉溶液反應，裝置b的作用是形成水封防止空氣進入c中；(3)經過一段時間，觀察到c中溶液逐漸變為淺綠色，同時c中有氣體產生，該氣體的作用是排除c中空氣；(4)打開和關閉相應的旋塞，使c中淺綠色溶液流入d，其原因是c中產生H2使c中壓強大于大氣壓，d中觀察到的現象是溶液中產生白色沉淀，迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色，相關的化學方程式為FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
答案：(1)去除水中溶解氧　分液(或滴液)漏斗
(2)K1和K2　K3　形成水封防止空氣進入c中
(3)排除c中空氣
(4)c中產生H2使c中壓強大于大氣壓　溶液中產生白色沉淀，迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色　FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

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