微考点17 “精研”Fe及氧化物性质-2022~2023学年高一化学易混易错微考点（人教版2019必修第一册） (解析版）

微考点17“精研”Fe及氧化物性质易混易错聚焦一、聚焦Fe的性质1．铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。3．铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。4．Fe与酸的反应：a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。二、聚焦Fe的氧化物1．Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。2．与酸的反应：①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。三、聚焦Fe盐1．Fe(NO3)2溶液酸化后，NO在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。四、聚焦Fe与硝酸反应产物中铁元素价态的判断1．当HNO3过量时：反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。2．当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。3．当＜＜时：铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。4．用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：20学科网（北京）股份有限公司 5．解题时需注意量的范围：产物结论≤Fe(NO3)3HNO3可能有剩余≥Fe(NO3)2Fe可能有剩余在～之间Fe(NO3)3和Fe(NO3)2Fe和HNO3都反应完全五、聚焦铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。六、聚焦铁和强、弱氧化剂反应产物判断1．铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Cu2＋)等反应所得产物中铁元素的价态为＋2价，如Fe＋I2FeI2。2．铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中铁元素的价态为＋3价，如2Fe＋3Br2===2FeBr3。3．铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为＋2、＋3价。易错典例分析易错典例1用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是()ABA．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度20学科网（北京）股份有限公司 【答案】B【解析】装置A是将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。易错典例2下列关于铁的氧化物说法错误的是()A．铁的氧化物在通常状况下都是有色固体B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋C．FeO在空气中加热生成Fe2O3D．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁【答案】C【解析】铁的氧化物在通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色固体，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色固体，故A正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，可看作是由FeO、Fe2O3组成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，B正确；FeO在空气中加热生成Fe3O4，故C错误；工业上常使用铁的氧化物作原料，用一氧化碳冶炼铁，故D正确。举一反三1jYFs下列有关铁的说法正确的是(　　)A．Fe在稀硝酸中发生钝化B．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色D．镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀【答案】B【解析】　常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化反应，A项错误；铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，B项正确；FeCl2溶液中含Fe2＋，NH4SCN可用于检验Fe3＋，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，C项错误；镀锌铁因Zn比Fe活泼，镀层破损时Zn被腐蚀，镀锡铁因Fe比Sn活泼，因而镀层破损时是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀，D项错误。举一反三2jYFs向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344LNO(标准状况)，向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为(　B　)A．0.24mol　　　　　　B．0.21molC．0.16mol　　　　D．0.14mol20学科网（北京）股份有限公司 【答案】B【解析】n(HNO3)＝0.12L×4mol·L－1＝0.48mol，n(NO)＝＝0.06mol，向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明全部生成Fe2＋，溶液中溶质为Fe(NO3)2，根据原子守恒，则原混合物中Fe的物质的量为＝0.21mol，故用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物，最终得到铁的物质的量为0.21mol，故B项正确。举一反三3jYFs铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　)A.FeO·3Fe2O3B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3D.2FeO·Fe2O3【答案】　B【解析】　化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。易混易错剖析1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？【细剖精析】由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同：(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。2．纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？【细剖精析】日常生活中的铁制品中的铁通常含有杂质碳，在潮湿的空气中易发生原电池反应(电化学腐蚀)，生成氧化铁的水合物。3.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？能制取的用化学方程式表示。【细剖精析】FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取，而Fe(OH)2则不能。FeCl2：2FeCl3＋Fe===3FeCl2FeCl3：①2Fe＋3Cl22FeCl3；②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)34．(1)铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与___反应时只生成＋2价铁；与___反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。20学科网（北京）股份有限公司 所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液(2)①铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？②生铁和纯铁相比，熔点、硬度及抗腐蚀能力大小如何？(3)按要求书写下列反应的离子方程式：①FeO与稀HNO3的反应②Fe(OH)3与HI的反应(HI是强酸)【细剖精析】(1)①⑥④⑤⑦⑧②③单质铁与强氧化剂反应生成＋3价铁，如氯气和浓稀硝酸；与弱氧化剂反应生成＋2价铁，如硫单质，盐酸，铜离子，三价铁离子等；与高温水蒸气反应生成Fe3O4，在氧气中燃烧生成Fe3O4。(2)①化学变化。铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。②因生铁是铁碳合金，所以生铁的熔点低，硬度大。生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，故纯铁的抗腐蚀能力强。(3)①3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O②2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2OFeO与硝酸反应时既发生复分解反应又发生氧化还原反应，先发生复分解反应生成硝酸亚铁和水，然后在酸性条件下，硝酸具有强氧化性能把亚铁离子继续氧化生成三价铁离子。氢氧化铁与HI反应也是既发生复分解反应又发生氧化还原反应，氢氧化铁与HI先发生复分解反应，氢氧化铁溶解，生成三价铁离子和水，然后三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应，生成亚铁离子和碘单质。核心知识梳理一、Fe1．物理性质导电导热性良好延展性良好特性能被磁铁吸引颜色状态银白色固体密度7.8g·cm-3物理性质地壳含量居第4位2．从铁原子的结构认识铁的化学性质——还原性（1）铁原子的结构20学科网（北京）股份有限公司 失去2e-失去3e-FeFe3+Fe2+（2）铁单质的化学性质Cl2点燃S△点燃常温O2非金属FeI2△H2O(g)高温非氧化性酸氧化性酸浓硝酸浓硫酸稀硝酸(过量)稀硝酸(少量)盐溶液Fe3+溶液Cu2+溶液铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)3Fe＋2O2Fe3O4Fe＋I2FeI2Fe＋SFeSFe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋常温下钝化，加热分别生成SO2、NO23Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2OFe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2OFe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H22Fe＋3Cl22FeCl33．Fe的制备（1）生铁的冶炼生铁冶炼原料设备造渣反应铁的还原还原剂的生成主要反应铁矿石、焦炭、空气、石灰石。高炉C＋O2CO2，CO2＋C2COFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3(2)铝热反应（氧化铁和铝粉为铝热剂）：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；作用：焊接无缝钢轨。二、铁的氧化物20学科网（北京）股份有限公司 化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价＋2＋3＋2，＋3空气中的稳定性不稳定，空气中加热，生成Fe3O4稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O与CO反应FeO＋COFe＋CO2Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2易错通关对点练一、铁的性质1．下列化合物不能用相应元素的单质直接化合生成的是①CuS       ②FeS       ③Na2S       ④Fe2S3       ⑤Cu2S       ⑥FeCl2       ⑦H2SA．②⑤⑦B．①④⑥C．③④⑦D．④⑥⑦【答案】B【解析】①Cu与S混合加热发生反应产生Cu2S，不能反应产生CuS，①符合题意；②Fe与S混合加热发生反应产生FeS，②不符合题意；③Na与S混合发生反应产生Na2S，③不符合题意；④Fe与S混合加热发生反应产生FeS，不能反应产生Fe2S3，④符合题意；⑤Cu与S混合加热发生反应产生Cu2S，⑤不符合题意；⑥Fe与Cl2在加热时反应产生FeCl3，不能反应产生FeCl2，⑥符合题意；⑦H2与S在高温下反应产生H2S，⑦不符合题意；综上所述可知：能够由相应元素的单质直接化合生成的是①④⑥，合理选项是B。2．把铁片分别放入下列溶液后，铁片溶解而溶液质量增加，但无气体产生，此溶液是A．稀盐酸B．AgNO3溶液C．FeCl3溶液D．Cu(NO3)2溶液【答案】C20学科网（北京）股份有限公司 【解析】A．铁和稀盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液质量增加，但同时有气体生成，A不符合题意；B．铁和AgNO3溶液反应产生Fe(NO3)2、Ag单质，没有气体生成，但反应后溶液质量减轻，B不符合题意；C．Fe与FeCl3溶液反应产生FeCl2，无气体生成，反应后溶液质量增加，C符合题意；D．Fe与Cu(NO3)2溶液反应产生Fe(NO3)2、Cu，无气体生成，但反应后溶液质量将减小，不符合题意；故合理选项是C。3．将0.02mol铁分别投入足量的下列物质中，在一定条件下充分反应，产生氢气最多的是A．2mol/L稀硫酸B．18.4mol/L硫酸C．5mol/L硝酸D．灼热的水蒸气【答案】D【解析】A．铁与稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，0.02molFe与足量稀硫酸反应生成0.02molH2；B．铁与浓硫酸反应不产生氢气；C．铁与硝酸反应不生成氢气；D．铁与灼热的水蒸气反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，0.02molFe与足量灼热的水蒸气反应生成氢气mol>0.02mol；答案选D。4．下列方程式书写正确的是A．碳酸氢钠的电离方程式：NaHCO3=Na++H++COB．氯化铁与碘化钾反应的离子方程式：Fe3++2I-=Fe2++I2C．高温下，铁与水蒸气反应：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2D．用水吸收NO2：3NO2+H2O=2HNO3+NO【答案】D【解析】A．碳酸氢钠是弱酸的酸式盐，在水溶液中电离出钠离子和碳酸氢根离子，电离方程式为NaHCO3=Na++HCO，故A错误；B．氯化铁与碘化钾反应生成氯化亚铁、氯化钾和碘单质，反应的离子方程式：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，故B错误；C．高温下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H220学科网（北京）股份有限公司 ，故C错误；D．用水吸收NO2生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO，故D正确；选D。5．根据下列实验操作和现象，所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A向鸡蛋白溶液中加入饱和溶液，有白色沉淀产生蛋白质发生了变性B将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后再滴加溶液，溶液不呈血红色被氧化为C过量铜与稀硝酸充分反应后，再滴加稀硫酸，铜继续溶解铜可以与稀硫酸反应D甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红甲烷的氯取代物具有酸性A．AB．BC．CD．D【答案】B【解析】A．轻金属盐能使蛋白质发生盐析。向鸡蛋清溶液中加入少量硫酸铵溶液，出现浑浊，是硫酸铵使蛋白质发生盐析，不是变性，A项错误；B．过量的铁粉和稀硝酸反应，生成的硝酸铁被过量的铁还原为Fe2+，滴加KSCN溶液，溶液不呈血红色，B项正确；C．铜和硝酸反应生成硝酸铜，加入稀硫酸，在酸性条件下硝酸根离子能氧化铜，不是铜和稀硫酸反应，C项错误；D．甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体中，只有HCl能使湿润的石蕊试纸变红，不是氯取代物，D项错误；答案选B。二、铁的氧化物性质6．火星被称为“红色的星球”，这是因为它的岩石和土壤中含有丰富的A．FeOB．Fe3O4C．Fe2O3D．Fe【答案】C20学科网（北京）股份有限公司 【解析】A．氧化亚铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，A错误；B．四氧化三铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，B错误；C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称“铁红”，是赤铁矿的主要成分，所以火星岩石和土壤中含有丰富的Fe2O3，C正确；D．铁单质为银白色，与火星被称为“红色的星球”无关，D错误；故答案选C。7．纳米级可用于以太阳能为热源分解水制，过程如图所示。下列说法中，不正确的是A．以太阳能为热源分解水制过程中的催化剂B．整个过程实现了太阳能向化学能的转化C．过程I、II的总反应：D．过程I的反应：【答案】A【解析】A．Fe3O4是以太阳能为热源分解水制H2过程中的催化剂，FeO为反应过程的中间产物，故A错误；B．根据图示，整个过程是太阳能为热源分解水生成H2和氧气，实现了太阳能向化学能的转化，故B正确；C．根据图示，整个过程是太阳能为热源分解水生成H2和氧气，总反应为2H2O=2H2↑+O2↑，故C正确；D．根据图示，过程I是在太阳能作用下四氧化三铁分解为氧化亚铁和氧气，反应方程式是：2Fe3O4=6FeO+O2↑，故D正确；故选：A。8．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，下列叙述中正确的是A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水C．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为Fe20学科网（北京）股份有限公司 D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物【答案】C【解析】A．铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)中Fe元素的化合价分别为+2，+2和+3，+3价，各不相同，A错误；B．碱性氧化物与酸反应会生成相应的盐和水，FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应生成的是亚铁盐、亚铁盐和铁盐、铁盐，Fe3O4不属于碱性氧化物，B错误；C．CO具有还原性，可在高温条件下将铁的三种氧化物还原为Fe，C正确；D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，能写出化学式，所以四氧化三铁为纯净物，不是混合物，D错误；故选C。9．将3.28gFe、Fe2O3混合物投入到50mL1mol/L硫酸溶液中，恰好完全反应，且收集到448mL氢气(标况)，向所得溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，若向所得溶液中加入足量的铝，则置换出的Fe的质量是A．1.12gB．1.4gC．2.1gD．2.8g【答案】D【解析】向所得溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，说明得到的产物是硫酸亚铁，即混合物中的铁元素全部在硫酸亚铁中，硫酸的物质的量为：1mol/L0.05L=0.05mol，根据硫酸根离子守恒，则n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.05mol，若向所得溶液中加入足量的铝置换铁，根据铁元素守恒可知，n(Fe)=n(FeSO4)=0.05mol，故得到铁的质量为0.05mol56g/mol=2.8g，答案选D。易错通关能力练1．下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂B．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的CuD．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料【答案】D【解析】A．铁粉能与O2反应，因此铁粉可用作食品保存的吸氧剂，物质的性质与用途具有对应关系，故A不符合题意；20学科网（北京）股份有限公司 B．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，胶体能吸附杂质，因此聚合硫酸铁可用于净水，物质的性质与用途具有对应关系，故B不符合题意；C．FeCl3具有氧化性，氯化铁和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，因此氯化铁可用于腐蚀印刷电路板上的Cu，物质的性质与用途具有对应关系，故C不符合题意；D．纳米Fe3O4能与酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，纳米Fe3O4可用作铁磁性材料，物质的性质与用途不具有对应关系，故D符合题意。综上所述，答案为D。2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3价C．铁在氯气中燃烧如果铁过量会生成FeCl2D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁【答案】D【解析】A．自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，选项A错误；B．铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁的化合价有＋2价和＋3价两种价态，选项B错误；C．铁与氯气反应无论氯气过量与否都会生成氯化铁，选项C错误；D．金属活动顺序表中铁到铜是用还原法治炼，工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁，选项D正确；答案选D。3．下列关于合金的叙述正确的是A．铝合金硬度比纯铝小B．生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质C．硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳D．不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同【答案】C【解析】A．合金的硬度比其任一组分都大，铝合金硬度比纯铝大，A错误；B．生铁是铁碳合金，钢的含碳量比生铁低，也是铁碳合金，B错误；C．硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳，C正确；D．不锈钢和钢都是铁合金，但其内部结构和组分不同，性质不相同，D错误；故选C。4．铁和下列物质反应，能生成+3价化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；⑤HNO3；⑥氯气；⑦H2O20学科网（北京）股份有限公司 A．①②⑤B．①⑥C．⑤⑥D．①⑤⑥【答案】C【解析】铁和HNO3、氯气等强氧化性物质反应时，能生成+3价化合物。铁和S、HCl、CuCl2等弱氧化性物质反应时，能生成+2价化合物。铁和O2、水蒸气反应时，能生成Fe3O4，故选：C。5．某稀溶液中含有6molKNO3和3molH2SO4向其中加入2mol铁粉，充分反应(已知被还原为NO)，最终溶液体积为1L。下列说法正确的是A．所得溶液中c(NO)=3mol/LB．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：1C．反应后生成NO的体积为33.6LD．所得溶液中的溶质只有Fe(NO3)3和Fe(NO3)2【答案】B【解析】第一步反应：比例关系来看，只有H+完全反应。铁粉剩余2mol-1.5mol=0.5mol，硝酸根离子剩余6mol-1.5mol=4.5mol，n(Fe3+)=1.5mol，V(NO)=n(NO)×Vm=1.5mol×22.4L/mol=33.6L；第二步反应：比例关系来看，铁粉完全反应。铁离子剩余：1.5mol-1mol=0.5mol，生成n(Fe2+)=1.5mol。根据以上分析解题。A．所得溶液中c(NO)＝=4.5mol·L－1，故A错误；B．所得溶液中所得溶液中c(Fe2＋)：c(Fe3＋)＝1.5mol/L:0.5mol/L=3:1，故B正确；C．反应后生成NO的体积为V(NO)=n(NO)×Vm=1.5mol×22.4L/mol=33.6L(标准状况下)，选项中无标准状况，故C错误；D．反应所得溶液中阳离子为铁离子、亚铁离子和钾离子，阴离子为硫酸根离子和硝酸根离子，溶质中含有硫酸钾和硝酸钾，故D错误；故选：B。20学科网（北京）股份有限公司 6．5.6克铁粉与1.6克硫粉均匀混合，在密闭容器中加热，冷却后加入足量盐酸，在标准状况下收集到的气体体积约为A．B．C．D．【答案】A【解析】5.6克铁粉与1.6克硫粉均匀混合，在密闭容器中加热，发生反应Fe+S=FeS，反应后Fe有剩余，冷却后加入足量盐酸，发生反应FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，得关系式Fe→FeS→H2S、Fe→H2，可知1molFe生成1mol气体，在标准状况下收集到的气体体积约为，故选A。7．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。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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3C．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是一种黑色粉末，只能用作还原剂【答案】C【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe2O3不溶于水，加水不溶解，不可实现转化③，故B错误；C．高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，其中Fe元素化合价由+6价变为+3价，则O元素化合价由-2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeO+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；20学科网（北京）股份有限公司 D．FeO是一种黑色粉末，其中Fe元素显+2价既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误；故答案为C8．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是A．Cu2+B．Fe3+C．Fe2+D．H+【答案】C【解析】剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，说明剩余的固体中含Fe，则FeCl3、CuCl2、HCl都被完全消耗，发生的反应为Fe+2FeCl3=3FeCl2、Fe+CuCl2=FeCl2+Cu、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，反应后溶液中存在较多的阳离子是Fe2+；答案选C。9．下列说法错误的是A．浓硫酸在空气中敞口放置一段时间，浓度变小B．铁片投入冷的浓硝酸中，铁片不溶解C．钢片投入浓硝酸中，产生红棕色气体D．石蕊溶液滴入稀硫酸中，溶液变蓝【答案】D【解析】A．浓硫酸具有吸水性，在空气中敞口放置一段时间，吸收空气中的水蒸气，浓度变小，故A正确；B．铁片投入冷的浓硝酸中，铁片钝化，铁片不溶解，故B正确；C．钢片投入浓硝酸中发生反应，硝酸被还原为红棕色二氧化氮气体，故C正确；D．石蕊遇酸变红，石蕊溶液滴入稀硫酸中，溶液变红，故D错误；选D。10．中华传统文化与化学紧密相关，下列有关物质成分的叙述正确的是A．柴窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磬”的瓷器，其主要原料为硅的氧化物B．古书中对“强水”有如下记录：“性最烈，能蚀五金，其水甚强……”，“强水”是由浓硝酸和浓盐酸按体积比为3：1混合而成C．《新修本草》中有关于“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。这里的赤色物质是Fe3O4D．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫【答案】D20学科网（北京）股份有限公司 【解析】A．烧制瓷器原料为黏土，主要成分为硅酸盐，A错误；B．浓HNO3与浓HCl按1：3体积比所得的混合物叫王水，能溶解金和铂，B错误；C．四氧化三铁为黑色固体，不是赤色，C错误；D．液态的金属汞，受热易变成汞蒸气，汞属于重金属，能使蛋白质变性，属于有毒物质，但常温下能和硫反应生成硫化汞，从而防止其变成汞气体，黄芽指呈淡黄色的硫单质，D正确；故答案为：D。11．《神农本草经》记载：“磁石，味辛寒，主周痹风湿，肢节中痛，不可持物，洗洗酸消，除大热烦满及耳聋。”下列说法错误的是A．磁石的主要成分是碱性氧化物B．磁石呈黑色C．磁石不溶于水D．磁石可作药材使用【答案】A【解析】A．磁石的主要成分是Fe3O4，但不是碱性氧化物，碱性氧化物是能和酸作用，只生成一种盐和水的金属氧化物；而四氧化三铁虽可以和酸反应，但同时生成铁盐和亚铁盐两种盐，所以不是碱性氧化物，A错误；B．磁石呈黑色，B正确；C．磁石的主要成分是Fe3O4，难溶于水，C正确；D．根据题意可做药材，D正确；故选A。12．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是A．B．C．D．【答案】B【解析】A．铁在不同条件下可以生成不同的氧化物，Fe2O3不溶于水，不能直接与水反应生成氢氧化铁，A项错误；B．铁的氧化物均能被CO还原为铁，铁与盐酸发生置换反应生成二价铁，B项正确；C．低价硫元素在空气中充分反应，氧化产物均只能生成二氧化硫，C项错误；20学科网（北京）股份有限公司 D．四氧化三铁与盐酸反应会生成氯化亚铁和氯化铁两种产物，且两种产物均要发生水解，应用热的HCl气体烘干制取无水氯化铁，D项错误；故答案选：B。13．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如图：下列叙述错误的是A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑C．步骤④中使用过量的H2O2有利于提高纳米Fe3O4产率D．为验证纳米态的Fe3O4，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验【答案】C【解析】铁泥(主要成分为、FeO和Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸，加入铁粉还原铁离子：，过滤，分离出过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成浊液，向浊液中加入双氧水氧化生成，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成，过滤、洗涤、干燥得产品，据此分析解答。A．铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；B．滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和除去过量的盐酸：2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，B项正确；C．步骤④中，过量的在步骤⑤中会继续氧化+2价的铁，因此步骤④中不能过量，C项错误；D．纳米态的平均直径25nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，D项正确；答案选C。14．某铁的氧化物(FexOy)1.88g溶于足量盐酸，向所得溶液中通入标准状况下168mLCl2，恰好将Fe2+完全氧化。该铁的氧化物的化学式为A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe5O6【答案】D20学科网（北京）股份有限公司 【解析】铁的氧化物(FexOy)1.88g溶于足量盐酸，向所得溶液含氯化亚铁和氯化铁，通入标准状况下168mLCl2，发生，恰好将Fe2+完全氧化，则Cl2的物质的量为，Fe2+的物质的量为0.015mol，则FeO的物质的量为0.015mol，则原氧化物中”FeO”为，原氧化物中”Fe2O3”为1.88g-1.08g=0.80g、，”FeO”与”Fe2O3”物质的量之比为3:1，该铁的氧化物的化学式为3FeO·Fe2O3，D满足；答案选D。15．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出(标准状况)气体，向所得溶液中加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为A．2.8gB．11.2gC．5.6gD．无法计算【答案】A【解析】盐酸恰好使混合物完全溶解，且盐酸没有剩余。向反应后所得溶液中加入KSCN溶液，不变红色，说明得到的溶液中的溶质是氯化亚铁，即混合物中的铁元素最终全部以氯化亚铁形式存在。HCl的物质的量为=0.1mol，根据氯元素守恒，有n(FeCl2)=n(HCl)=0.1mol=0.05mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到铁，根据铁元素守恒，有m(Fe)=n(FeCl2)56=0.05mol56=2.8g，A选项正确；答案选A。16．《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。某博物馆修复出土铁器的过程如下：(1)检测锈蚀产物锈蚀产物的主要成分为、、、FeOCl。铁器在具有、________(填化学式)等环境中易被腐蚀。(2)分析腐蚀原理一般认为，铁器腐蚀经过了如下循环：①Fe转化为；②在自然环境中形成，该物质中铁元素的化合价为________；20学科网（北京）股份有限公司 ③和反应形成致密的保护层；④保护层被氧化为，如此往复。请配平化学方程式：________________________________。(3)研究发现，对铁的腐蚀有严重影响。化学修复过程为脱氯，还原形成保护层，方法如下：将铁器浸没在盛有和的混合溶液的容器中，缓慢加热，使温度保持在。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无。①检测洗涤液中是否含有的方法是________________。②脱氯反应：。离子反应的本质是溶液中某些离子的浓度降低，则溶解度________(填“>”“<”或“=”)。③配平还原形成的离子方程式________________________________________。【答案】   (1) H2O   (2) ②+3    4    1    6    12  (3)  取少量最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生说明洗涤液中无Cl-    >    1    6    1    2    3【解析】(1)铁器在具有O2、H2O(潮湿)等环境中易被腐蚀。(2)②根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，FeO(OH)中铁元素的化合价为+3。④根据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为4Fe3O4+O2+6H2O=12FeO(OH)。(3)①氯离子可以和银离子反应生成难溶于酸的沉淀，所以检测洗涤液中是否含有氯离子的方法是：取少量最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生说明洗涤液中无Cl-。②离子反应的本质是溶液中某些离子的浓度降低，这说明FeO(OH)更难溶，因此FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度。③根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒可知，Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是。20学科网（北京）股份有限公司 20学科网（北京）股份有限公司