高中化學(xué)同步必修第一冊：鐵及其氧化物（精講）（解析版）

3.1.1鐵及其化合物（精講）

思維導(dǎo)圖

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候■白色校教℃校好

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物理

鐵能裱嗜鐵吸引，在磁場作用下，鐵自身能產(chǎn)生磁化

tl質(zhì)

鐵是較活城金屬.化學(xué)反應(yīng)可々威+八+'曲種價杰的化合物，目Fe”比Fd?科定

'州，?卜xww，Kfas,而一町有余位京*,等1（*■*=

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化學(xué)方程式，*+W3科心+一

鐵

單

戰(zhàn)

1

鐵的氧化物

氧化物

FeOFezOjFesO4

性質(zhì)比較

俗稱—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

鐵的價態(tài)+2+3+2、+3

水溶性不溶于水

不穩(wěn)定6FeO+O2

穩(wěn)定性穩(wěn)定穩(wěn)定

=^=2Fe3O4

+2+

FeO+2HCl=FeCl2+H2OFeO+2H=Fe+H2O

+3+

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe2O3+6H=2Fe+3H2O

與非氧化性酸

+2+3+

Fe3O4+8HCl=FeC12+2FeCl3+4H2OFe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O

①3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NOT+5H2O

+3+

3FeO+10H+NO3==3Fe+NO]+5H2O

與氧化性酸②Fe2(h+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O

+3+

Fe2O3+6H=2Fe+3H2O

③3Fe3t>4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NOt+14H2O

+3+

3Fe3O4+28H+NO3==9Fe+NOf+14H2O

@FeO+2HI=FeI2+H2O

+2+

FeO+2H=Fe+H2O

與還原性酸⑤Fe2(h+6HI==2FeI2+12+3H2O

+2+

Fe2O3+6H+2F=2Fe+12+3H2O

@Fe3O4+8HI=3FeI2+12+4H2O

+

Fe3O4+8H+2r=3FeI2+l2+4H2O

2

常見考點

I考點一單或伙

I考點二鐵與水蒸氣反應(yīng)I

考點三鐵與酸或鹽反應(yīng)

（鐵及其氧化物＞II

I考點四鐵的氧化物I

I考點五工業(yè)煉鐵

考點一單質(zhì)鐵

【例1】（2021?河北?模擬預(yù)測）下列關(guān)于鐵的說法正確的是

A.純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬

B.鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2s3

C.純鐵的抗腐蝕能力非常強，鐵在干燥的空氣里不易被氧化

D.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在

【答案】C

【解析】A.純鐵為銀白色金屬，冶金工業(yè)上將鐵歸為黑色金屬，故A錯誤；

B.硫為弱氧化劑，則Fe在硫蒸氣中燃燒生成FeS,故B錯誤；

C.Fe不易失去電子，且純鐵中的雜質(zhì)相對較少，則純鐵的抗腐蝕能力相當(dāng)強，鐵在干燥的空氣里不易被氧

化，故C正確；

D.Fe在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，故D錯誤；

本題答案Co

【一隅三反】

1.我國宋代《開寶本草》中記載了中藥材鐵華粉的制作方法：“取鋼帽作葉，如笏或團，平面磨錯令光、

凈，以鹽水灑之，于醋甕中陰處埋之一百日，鐵上衣生，鐵華成矣。”下列說法錯誤的是

A.“取鋼煨作葉，如笏或團”說明金屬鐵有較好的延展性

3

B.“平面磨錯令光、凈”的目的是除去表面的鐵銹

C.“鐵上衣生”的原因是鐵被氧氣氧化

D.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵

【答案】C

【解析】A.把鋼煨作或長或圓的葉子形狀，說明金屬鐵有良好延展性，故A正確；

B.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵，故開始要除去鐵銹，防止三價鐵影響產(chǎn)物純度，故B正確；

C.金屬鐵在醋甕中密封保存，隔絕空氣，不能與氧氣反應(yīng)，故C錯誤；

D.隔絕空氣，鐵與醋酸反應(yīng)生成醋酸亞鐵，故D正確；

故C正確。

2.鐵的下列性質(zhì)中不屬于純鐵的物理性質(zhì)是

A.質(zhì)軟B.銀白色C.能導(dǎo)電D.易生銹

【答案】D

【解析】物理性質(zhì)通常包括：顏色、狀態(tài)、氣味、密度、硬度、熔沸點、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、溶解性等，所

以鐵質(zhì)軟、銀白色、能導(dǎo)電，均為物理性質(zhì)，而易生銹是指易被氧化，為化學(xué)性質(zhì)；

綜上所述答案為D。

3.（2022?北京市八一中學(xué)高一階段練習(xí)）下列關(guān)于金屬鐵的描述不正確的是

A.純鐵是銀白色金屬B.能與水蒸氣反應(yīng)生成氧化鐵

C.能盛放冷的濃硫酸D.能與氯化鐵溶液反應(yīng)

【答案】B

【解析】A.純鐵是銀白色、具有金屬光澤的金屬，A正確；

B.高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，B不正確；

C.鐵在冷的濃硫酸中發(fā)生鈍化，故能盛放冷的濃硫酸，C正確；

D.鐵能與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵，D正確；

答案選B。

考點二鐵與水蒸氣的反應(yīng)

【例2】（2022?上海市復(fù)旦中學(xué)高一期中）在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)

生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以

完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗”。

4

硬質(zhì)玻璃管干燥管A

請回答該實驗中的問題。

(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：；

并指明該反應(yīng)的還原劑是一，被還原的是一o

(2)圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是

燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是。

(3)酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是,原因是o

(4)干燥管中盛裝是的物質(zhì)是，作用是。

(5)試管中收集氣體是,如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體

進行,方法是。這一操作的目的是o

一—高溫

【答案】(1)3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2FeH2O

(2)為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止暴沸事故的發(fā)生

(3)先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點燃酒精噴燈防止先點燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與Ch的反應(yīng)

(4)堿石灰除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中的水蒸氣

(5)H2驗純用試管收集一試管氣體，靠近火焰，如果發(fā)出的聲音是尖銳的爆鳴聲，則證明產(chǎn)生的氫

氣不純，如果是“噗”的聲音，則證明是純凈的氫氣防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸

【解析】根據(jù)題意和實驗裝置圖，先在酒精燈加熱作用下使圓底燒瓶中的水產(chǎn)生水蒸氣，在硬質(zhì)玻璃管中

高滬

與鐵粉在高溫下發(fā)生反應(yīng)：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2,硬質(zhì)玻璃管中產(chǎn)生黑色晶體，用裝有堿石灰的干燥

管對生成的氣體干燥，收集產(chǎn)生的氣體并檢驗，證明在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，在高溫下，F(xiàn)e與水蒸

氣可發(fā)生反應(yīng)。

溫

(1)根據(jù)分析可知，在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生的反應(yīng)方程式為：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2；在反應(yīng)中

Fe的化合價升高，H的化合價降低，則還原劑是Fe,氧化劑是H2O,被還原的是H2O。

(2)圓底燒瓶中盛裝水，為后續(xù)操作提供反應(yīng)物，該裝置受熱后的主要作用是為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的

反應(yīng)實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣；為防止加熱過程中燒瓶內(nèi)的液體產(chǎn)生劇烈振蕩，燒瓶底部放置了幾片碎

5

瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸事故的發(fā)生。

(3)酒精燈和酒精噴燈點燃前，應(yīng)防止Fe與空氣中的02反應(yīng)，所以點燃順序是先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣

后，再點燃酒精噴燈，防止先點燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與02的反應(yīng)。

(4)生成的H2中混有水蒸氣，為了得到干燥的氫氣，干燥管中盛裝的物質(zhì)是堿石灰，作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的

涇中的水蒸氣。

(5)可燃性氣體點燃前，應(yīng)檢驗氣體的純度，若混有空氣，易發(fā)生爆炸，試管中收集氣體是H2,如果要在A

處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行驗純，方法是：用試管收集一試管氣體，靠近火焰，如果發(fā)

出的聲音是尖銳的爆鳴聲，則證明產(chǎn)生的氫氣不純，如果是“噗”的聲音，則證明是純凈的氫氣，這一操作的

目的是防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸。

【一隅三反】

1.(2022?黑龍江?哈師大附中高一期末)用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗，下列有關(guān)說法正確

的是

B.反應(yīng)中H2O作氧化劑，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2

C.干燥管中加入的固體干燥劑可以是無水氯化鈣

D.收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體選用裝置②

【答案】C

【解析】A.實驗時，應(yīng)先用水蒸氣排出裝置中的空氣，即先點燃酒精燈再點燃酒精噴燈，A錯誤;

B.鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，B錯誤；

C.氫氣是中性氣體，可以用堿石灰干燥，C正確；

D.收集的是氫氣，密度比空氣小，應(yīng)用向下排氣法，選用裝置c,D錯誤；

故選C。

2.裝置甲、乙、丙都是鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置，下列說法不正確的是

6

A.選用丙裝置，實驗結(jié)束時先移去酒精燈，再將導(dǎo)氣管拿出水面

B.甲裝置中氯化鈣的作用是除去氫氣中混有的水蒸氣

C.用乙裝置實驗時，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡，點燃肥皂泡發(fā)出爆鳴聲

D.三個裝置相比較，乙裝置簡單、操作簡便、節(jié)約原料、安全性好

【答案】A

【解析】A.選用丙裝置，實驗結(jié)束時先將導(dǎo)氣管拿出水面，再移去酒精燈，以防發(fā)生倒吸，錯誤；

B.從硬質(zhì)玻璃管導(dǎo)出的氣體有生成的氫氣和未反應(yīng)的剩余的水蒸氣，氯化鈣的作用是除去氫氣中混有的水

蒸氣，正確；

C.用乙裝置實驗時，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡，肥皂泡里是氫氣，所以點燃肥皂泡發(fā)出爆鳴聲，正確；

D.和甲、丙裝置相比較，乙裝置簡單、操作簡便、節(jié)約原料、安全性好，正確；

故選Ao

3.(2022?陜西?西北農(nóng)林科技大學(xué)附中高一期末)在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸

氣可發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，

就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗”。

請回答下列問題：

(1)寫出該反應(yīng)的反應(yīng)方程式：，并指出該氧化還原反應(yīng)的還原劑是,氧化劑是=

(2)實驗前必須對整套裝置進行操作的是o

(3)圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用

是O

(4)酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是,為什么？o

7

(5)干燥管中盛裝的物質(zhì)是,作用是o

(6)試管中收集氣體是,如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行,這

一操作的目的是。

高溫

【答案】(1)3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2FeH20

(2)檢查裝置氣密性

(3)為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止暴沸事故的發(fā)生

(4)先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點燃酒精噴燈防止先點燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與Ch的反應(yīng)

(5)堿石灰除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中的水蒸氣

(6)H2驗純防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸

高溫

【解析】⑴高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣，該反應(yīng)的反應(yīng)方程式：3Fe+4H2O(g)—

Fe3C)4+4H2,在反應(yīng)中Fe的化合價升高,H的化合價降低，則還原劑是Fe,氧化劑是H2O。答案為：3Fe+4H2(Mg)

高溫

^=Fe3O4+4H2；Fe；H2O；

(2)實驗前必須檢查整套裝置是否漏氣，所以應(yīng)進行的操作是檢查裝置氣密性。答案為：檢查裝置氣密性；

(3)圓底燒瓶中盛裝水，為后續(xù)操作提供反應(yīng)物，該裝置受熱后的主要作用是為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的

反應(yīng)實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣；為防止加熱過程中燒瓶內(nèi)的液體產(chǎn)生劇烈振蕩，燒瓶底部放置了幾片碎

瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸事故的發(fā)生。答案為：為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗提供持續(xù)不

斷的水蒸氣；防止暴沸事故的發(fā)生；

(4)酒精燈和酒精噴燈點燃前，應(yīng)防止Fe與空氣中的02反應(yīng)，所以點燃順序是先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣

后，再點燃酒精噴燈，防止先點燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與02的反應(yīng)。答案為：先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸

氣后，再點燃酒精噴燈；防止先點燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與02的反應(yīng)；

(5)生成的H2中混有水蒸氣，為了得到干燥的氫氣，干燥管中盛裝的物質(zhì)是堿石灰，作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的

H2中的水蒸氣。答案為：堿石灰；除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中的水蒸氣；

(6)可燃性氣體點燃前，應(yīng)檢驗氣體的純度，若混有空氣，易發(fā)生爆炸。試管中收集氣體是H2,如果要在A

處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行驗純，這一操作的目的是防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆

炸。答案為：H2;驗純；防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸。

考點三鐵與酸或鹽反應(yīng)

【例3-1](2022?新疆?烏市一中高一期末)下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價鐵生成的是

8

①過量的Fe與C12反應(yīng)②Fe與過量稀硫酸反應(yīng)③FeCb溶液中通入少量Cl2

@Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中⑤向Fe(NCh)2溶液中加入過量稀硫酸

A.只有①B.只有①③⑤C.只有①③④⑤D.全部

【答案】B

【解析】①Fe與CL反應(yīng)生成FeCb,與二者相對量的多少無關(guān)，①符合題意；

②Fe與過量稀硫酸反應(yīng)生成FeSCU和H2,②不符合題意；

③FeCL溶液中通入少量C12,反應(yīng)生成FeCb,③符合題意；

@Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中，F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCb,FeCh能夠與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeCh,若Fe

不足量，則溶液中含有FeCb,若Fe足量，則溶液中完全是FeCL,故反應(yīng)后溶液中不一定含有+3價鐵，④

不符合題意；

⑤向Fe(NO3)2溶液中加入過量稀硫酸，相當(dāng)于有硝酸，亞鐵離子與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子，⑤

符合題意；

綜上所述，①③⑤一定有+3價鐵生成，答案選B。

【例3-2](2022?遼寧?高一期中)某稀溶液中含有6molKNO3和3molH2SO4向其中加入2mol鐵粉，充分反

應(yīng)(已知被還原為NO),最終溶液體積為1L。下列說法正確的是

A.所得溶液中c(NO：)=3mol/L

B.所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：1

C.反應(yīng)后生成NO的體積為33.6L

D.所得溶液中的溶質(zhì)只有Fe(NO3)3和Fe(NO3)2

【答案】B

【解析】第一步反應(yīng):比例關(guān)系來看，只有H+完全反應(yīng)。

3+

Fe+4IT+NO；=Fe+NOT+2H2O

141112

2mol6mol6mol1.5mol1.5mol

鐵粉剩余2mol-1,5mol=0.5mol,硝酸根離子剩余6mol-1.5mol=4.5mol,n(Fe3+)=1.5mol,

V(NO)=n(NO)xVm=1.5molx22.4L/mol=33.6L；

第二步反應(yīng)：比例關(guān)系來看，鐵粉完全反應(yīng)。

Fe+2Fe3+=3Fe2+

123

0.5molImol1.5mol

9

2+

鐵離子剩余：1.5mol-1mol=0.5mol,生成n(Fe)=1.5molo

根據(jù)以上分析解題。

A.所得溶液中c(NO；)=E2=4.5moLLF,故A錯誤；

B.所得溶液中所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1.5mol/L:0.5mol/L=3:l,故B正確；

C.反應(yīng)后生成NO的體積為V(NO)=n(NO)xVm=L5molx22.4L/mol=33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),選項中無標(biāo)準(zhǔn)狀況，

故C錯誤；

D.反應(yīng)所得溶液中陽離子為鐵離子、亞鐵離子和鉀離子，陰離子為硫酸根離子和硝酸根離子，溶質(zhì)中含有

硫酸鉀和硝酸鉀，故D錯誤；故選：B。

【一隅三反】

1.一定條件下單質(zhì)鐵與下列物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)物中鐵元素呈+3價的是

A.稀鹽酸B.氯氣C.硫酸銅溶液D.稀硫酸

【答案】B

【解析】A.稀鹽酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H元素體現(xiàn)的，能將Fe氧化為+2價，故A錯誤；

B.氯氣具有強氧化性，能將Fe氧化+3價，無論鐵是否過量，鐵在氯氣中燃燒都生成氯化鐵，故B正確;

C.硫酸銅中銅離子具有弱氧化性，能和Fe發(fā)生置換反應(yīng)生成+2價Fe,故C錯誤；

D.稀硫酸具有弱氧化性，能和Fe發(fā)生置換反應(yīng)生成+2價，故D錯誤；

故選：Bo

2.(2022.上海市復(fù)旦中學(xué)高一期中)將0.02mol鐵分別投入足量的下列物質(zhì)中，在一定條件下充分反應(yīng)，

產(chǎn)生氫氣最多的是

A.2moi/L稀硫酸B.18.4mol/L硫酸C.5moi/L硝酸D.灼熱的水蒸氣

【答案】D

【解析】A.鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H2t，0.02molFe與足量稀硫酸反應(yīng)生成

0.02molH2;

B.鐵與濃硫酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣；

C.鐵與硝酸反應(yīng)不生成氫氣；

高滬

D.鐵與灼熱的水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,0.02molFe與足量灼熱的水蒸氣反

應(yīng)生成氫氣mol>0.02mol；

3

答案選D。

3.(2022.上海市洋涇中學(xué)高一期中)常溫下，將鐵片放入下列溶液中，能明顯觀察到有氣體產(chǎn)生的是

10

A.濃硫酸B.濃鹽酸C.濃硝酸D.硫酸銅溶液

【答案】B

【解析】A.常溫下，鐵在濃硫酸中會鈍化，不能明顯觀察到有氣體產(chǎn)生，故A不符合題意；

B.常溫下，鐵片與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，能明顯觀察到有氣體產(chǎn)生，故B符合題意；

C.常溫下，鐵在濃硝酸中會鈍化，不能明顯觀察到有氣體產(chǎn)生，故C不符合題意；

D.鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，不會有氣體產(chǎn)生，故D不符合題意；

答案選B。

4.（2022?浙江?舟山中學(xué)高一期中）向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中緩慢加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的體積

隨鐵粉質(zhì)量的變化如圖所示

/（氣體）/L

°小丁寸技彼加（鐵粉）/g

已知：①硝酸只被還原為NO氣體；

3++

②酸性條件下，氧化性：NO3>Fe>H

下列說法不正確的是

A.OA段產(chǎn)生的氣體是NO,BC段產(chǎn)生的氣體是H2

B.B點溶液中的溶質(zhì)為FeSCU和H2SO4

C.原混合溶液中SO：的物質(zhì)的量為0.4mol

D.原混合溶液中NOj的物質(zhì)的量濃度為2mol/L

【答案】D

【解析】OA段發(fā)生反應(yīng)Fe+4H++NO]=Fe3++NO+2H2。，AB段發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe?+；BC段發(fā)生

反應(yīng)Fe+2H+=Fe2++H?T。

+3+

A.OAFe+4H+NO-=Fe+NO+2H2O,OA段產(chǎn)生的氣體是NO；BC段發(fā)生反應(yīng)

+2+

Fe+2H=Fe+H2T,BC段產(chǎn)生的氣體是H2,故A正確；

B.BC段發(fā)生反應(yīng)Fe+2H+=Fe2++H2T,說明溶液中不含F(xiàn)e3+、NO；,BC段反應(yīng)放出氫氣，說明B點溶

11

液中含有硫酸，所以B點溶液中的溶質(zhì)為FeSCU和H2so4,故B正確；

224。

C.C點溶液中的溶質(zhì)為FeSCU,根據(jù)鐵守恒，F(xiàn)eSCU的物質(zhì)的量為=7A7=S4mol,根據(jù)S守恒，原混合

56g/mol

溶液中S0：的物質(zhì)的量為0.4mol,故C正確；

112?

D.Fe+4H++NO；=Fe3++NO+2HO,消耗鐵的物質(zhì)的量為“；1=0.2mol,所以原混合溶液

256g/mol

中NO3的物質(zhì)的量為0.2mol,NO；的濃度為華粵=1mol/L,故D錯誤；

0.2L

選D。

考點四鐵的氧化物

【例4-1】將一定質(zhì)量的Fe、FeO、FezCh的混合物加入200mLimol/L稀硝酸中，有氣泡生成且混合物完全

溶解，向所得溶液中加入KSCN溶液，振蕩，無血紅色出現(xiàn)，則混合物中鐵元素的質(zhì)量可能為

A.11.2gB.9.6gC.5.6gD.2.8g

【答案】D

【解析】分析題目可以得出，反應(yīng)后的溶液中只含F(xiàn)e（NC>3）2，由于反應(yīng)中有NO生成，根據(jù)氮原子守恒可

以得到，n（HNO3）=1mol/Lx0.2L=0.2mol,混合物中鐵元素的物質(zhì)的量小于0」mol,質(zhì)量小于5.6g,D項正

確。

【例4-2]（2022?山西省長治市第二中學(xué)校高一期末）由硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe3O4、FezCh、FeO和SiO2）

制備綠磯（FeSO4?7H2O）的流程如圖，已知：FeSz難溶于水。下列說法錯誤的是

A.步驟①酸溶燒渣最好選用硫酸

3+2++

B.步驟②涉及的離子反應(yīng)為FeS2+14Fe+8H2O=15Fe+2SO;-+16H

C.步驟③須控制條件防止氧化

D.將溶液b加熱到有較多固體析出，再用余熱將液體蒸干得純凈綠研

【答案】D

【解析】硫鐵礦燒渣（主要成分為FesO"Fe2O3,FeO和SiCh）加硫酸進行酸溶后，生成溶液a中含亞鐵

離子與鐵離子，二氧化硅不溶于硫酸，以濾渣形式存在，再向濾液a加FeS2進行還原，將Fe3+還原為Fe2+

后將過量的FeS2過濾以后得到溶液b,可隔絕氧氣，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作

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得到綠磯，以此解答該題。

A.因為要制備綠研(FeSO4-7H2O),晶體中所含陰離子為硫酸根離子，所以酸溶時要選用硫酸，A正確；

B.步驟②加入FeS2目的是為了將Fe3+還原為Fe2+,涉及的離子反應(yīng)為

3+2+2+

FeS2+14Fe+8H2O=15Fe+2SO4-+16H,B正確；

C.因為亞鐵離子易被氧化，所以步驟③須控制條件防止氧化，C正確；

D.將溶液b加熱到有較多固體析出時，蒸發(fā)結(jié)晶即可，若再用余熱將液體蒸干，綠帆可能會失去結(jié)晶水,

從而不能得到純凈的綠磯，D錯誤；故答案選：Do

【一隅三反】

1.向一定量Fe和Fe2O3的混合物中加入500mL一定濃度的稀硝酸恰好使混合物溶解，同時可得到標(biāo)準(zhǔn)狀

況下2.24LNO氣體。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的H2在加熱條件下還

原相同質(zhì)量的混合物，得到11.2g鐵單質(zhì)。則原稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為

A.Imol/LB.1.5mol/LC.2mol/LD.無法計算

【答案】A

【解析】向一定量Fe和Fe2O3的混合物中加入500mL一定濃度的稀硝酸恰好使混合物溶解，同時可得到標(biāo)

準(zhǔn)狀況下2.24LNO氣體。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，說明產(chǎn)物是Fe(NC)3)2。用足

量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的Fe和Fe2O3的混合物，得到11.2g鐵單質(zhì)，則Fe和Fe2O3的混合物中

Fe元素的物質(zhì)的量為0.2mol；則反應(yīng)后的溶液中含有0.2molFe(NC)3)2,根據(jù)氮元素守恒，500mL一定濃度

224L

的稀硝酸中含HNO的物質(zhì)的量為0.2molx2+---—-=0.5mol；原稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為

322.4L/mol

0.5mol、生人

---------=lmol1//TL,選A。

0.5L

2.(2022.上海市七寶中學(xué)高一期末)某鐵的氧化物(FexO)1.04g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀

況下H2mle1恰好將IV+完全氧化。x值為

A.0.714B.0.750C.0.800D.0.875

【答案】D

2

【解析】FexO中Fe的平均化合價為+4,被氧化為Fe3+,根據(jù)電子守恒可知，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cb轉(zhuǎn)移的

x

電子數(shù)相等.標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLeb轉(zhuǎn)移電子數(shù)為萼MJx2=0.01mol,則有：

22.4L/mol

—-x(3--)xx=0.01mol,解得x=0.875,故選D。

(56x+16)g/molx

3.(2022?江蘇南京?高一期末)由硫鐵礦燒渣(主要含F(xiàn)e2O3>AI2O3、SiCh)制取綠磯(FeSCUIHzO)的流程如下：

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稀硫酸過量鐵粉NaOH溶液

硫鐵礦

燒渣

濾渣濾渣

下列有關(guān)說法不正確的是

A.“酸溶”時適當(dāng)提高稀硫酸濃度，可提高鐵元素的浸出效率

B.“還原”時主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+

C.“檢驗”時可用KSCN溶液檢驗“還原”步驟是否進行完全

D.“系列操作”必須使用的儀器有玻璃棒、酒精燈、生煙等

【答案】D

【解析】硫鐵礦燒渣（主要含F(xiàn)ezCh、AI2O3、SiCh）中加入稀硫酸酸溶，F(xiàn)e2O3>AI2O3溶解得到Fe3+、AF+的

酸性溶液，SiCh不反應(yīng)，過濾，濾渣為SiO2；濾液中加入過量鐵粉還原，離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+；

然后用KSCN溶液檢驗“還原”步驟是否進行完全；加入NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH除鋁，過濾，濾渣為氫氧化

鋁，濾液中含有FeSO4；經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到FeSO#7H2O,據(jù)此分析作答。

A.“酸溶”時適當(dāng)提高稀硫酸濃度，可加快反應(yīng)速率，從而提高鐵元素的浸出效率，A項正確；

B.“還原”時加入的過量鐵粉與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+,

B項正確；

C.Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)生成硫氟化鐵，溶液變紅，所以“檢驗”時可用KSCN溶液檢驗是否存在Fe3+,若

溶液不變紅，說明“還原”步驟進行完全，C項正確；

D.濾液中含有FeSCU,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到FeSO#7H2O,貝U“系列操作”必須使

用的儀器有玻璃棒、酒精燈、蒸發(fā)皿等，不需要堵煙，D項錯誤；

答案選D。

考點五工業(yè)煉鐵

【例5】（鐵是地殼中含量非常豐富的元素，金屬鐵是在高爐中冶煉的，在冶金工業(yè)中，常用焦炭來冶煉鐵。

（1）寫出焦炭在高爐中所參加的兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式：o

（2）寫出赤鐵礦被CO還原成鐵的化學(xué)方程式：o

（3）實驗室中可用CO還原FeQs，在加熱FqOs前應(yīng)先，否則可能發(fā)生________現(xiàn)象；未反應(yīng)

完的CO（填“能”或“不能”）排放到大氣中，應(yīng)做處理。

【答案】(1)c+o2-CO2

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(2)C+CO2^2CO

(3)3C0+Fe2O3-2Fe+3CO2驗純爆炸不能點燃

點燃

【解析】（1）在冶煉鐵的過程中，為提高C的利用率，先發(fā)生反應(yīng)C+02=^C。？，再發(fā)生反應(yīng)

高溫

。

c+co228

（2）赤鐵礦的主要成分為三氧化二鐵，故赤鐵礦被CO還原成鐵的化學(xué)方程式為:

高溫

3CO+Fe2O32Fe+3cO?。

（3）一氧化碳屬于可燃性氣體，加熱FezOs之前應(yīng)先檢驗CO的純度，否則可能發(fā)生爆炸；由于CO有毒

故未反應(yīng)完的CO應(yīng)點燃，以防污染環(huán)境。

【一隅三反】

1.（2021?山東省青島第一中學(xué)高一開學(xué)考試）小明對實驗室煉鐵的原理進行了以下整理，你認(rèn)為錯誤的一

項是

課題3金屬資源的利用和保護

一、鐵的冶煉c

原理：Fe2O3+3CO2Fe+3c。2

A.a處B.b處C.c處D.d處

【答案】B

【解析】A.赤鐵礦主要成分是FezCh,物質(zhì)成分化學(xué)式書寫合理，A正確；

B.C元素化合價由反應(yīng)前CO中的+2價變?yōu)榉磻?yīng)后CO2中的+4價，化合價升高，失去電子被氧化，發(fā)生

氧化反應(yīng)，B錯誤；

C.該反應(yīng)是在高溫條件下進行，反應(yīng)條件合理，C正確；

D.兩種反應(yīng)物都是化合物，生成物一種是單質(zhì)，一種是化合物，因此反應(yīng)基本類型不是置換反應(yīng)，反應(yīng)類

型判斷合理，D正確；

故合理選項是B。

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高溫

2.(2021?黑龍江?哈爾濱市第六中學(xué)校高一期中)高爐煉鐵中存在反應(yīng)：3CO+Fe2O3—3CO2+2Fe?下列

說法正確的是

A.Fe2O3是氧化劑

B.Fe是氧化產(chǎn)物

C.CO2是還原產(chǎn)物

D.CO既不是氧化劑又不是還原劑

【答案】A

【詳解】A.Fe2Ch中鐵元素的化合價由+3價變成0價，化合價降低，因此Fe2O3作氧化劑，故A正確；

B.鐵單質(zhì)是由FezCh還原得到，因此Fe是還原產(chǎn)物，故B錯誤；

C.CO中的C元素化合價由+2價升高到+4價，化合價升高，因此CO是還原劑，被氧化成CO2,CO2是氧

化產(chǎn)物，故C正確；

D.CO中C元素化合價升高，則CO作還原劑，故D錯誤；

答案A。

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