2023新教材高考化学一轮第三章金属及其化合物第8讲铁及其重要化合物课件

第8讲　铁及其重要化合物\n考点一考点二考点三高考真题演练随堂过关训练\n考点一\n必备知识梳理·夯实学科基础1.单质铁(1)原子结构铁位于元素周期表______________，原子结构示意图为________，价电子排布式为________，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量在所有元素中居第4位。(2)物理性质纯铁具有________金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被________吸引的特性，纯铁有很____的抗腐蚀能力。第四周期第Ⅷ族3d64s2银白色磁铁强\n(3)化学性质铁元素性质活泼，有较强的________，主要化合价为____、_____价。还原性＋2＋3\n①与非金属单质的反应(写化学方程式)3Fe＋2O2Fe3O4Fe＋SFeSFe＋I2FeI2\n②与水的反应(写化学方程式)常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：____________________________________________________。③与酸的反应(写离子方程式)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑===Fe3＋＋NO↑＋2H2O===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O钝化\n④与某些盐溶液的反应(写离子方程式)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋\n特别提醒(1)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Fe与盐酸反应生成FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(3)铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。\n2.铁的氧化物(1)物理性质(2)化学性质①FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式：__________________________、________________________________；②FeO与稀硝酸反应的化学方程式：________________________________________________________________；③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：___________________________、____________________________________。④Fe3O4分别与HI、HNO3反应的离子方程式：___________________________________、____________________________________________________。化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—________________颜色状态黑色粉末________黑色晶体铁的价态________________________铁红磁性氧化铁红棕色粉末＋2价＋3价＋2价、＋3价FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2OFeO＋2HI===FeI2＋H2OFe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2OFe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O\n3．铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态________________与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解—2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成______色，最后变成______色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色固体红褐色固体灰绿红褐\n特别提醒(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同()错因：____________________________________________________。(2)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应()错因：____________________________________________________。(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()错因：____________________________________________________。(4)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在()错因：____________________________________________________。(5)根据铁与Cl2、S反应的条件及产物中铁元素的化合价可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱()错因：___________________________________________________。×铁是变价金属，与强氧化剂(如氯气)生成FeCl3，遇弱氧化剂(如盐酸)生成FeCl2×铁与稀硝酸反应生成的气体是NO，该反应不是置换反应×铁与Cl2反应生成FeCl3，与Cl2的量无关。×铁的化学性质较活泼，但在自然界中也可以以游离态形式存在，如陨石中√\n(6)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料。()错因：___________________________________________________。(7)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，可表示为FeO·Fe2O3，因而Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物。()错因：___________________________________________________。(8)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取Fe(OH)3。()错因：___________________________________________________。(9)饱和FeCl3溶液为红褐色，Fe(OH)2为灰绿色。()错因：___________________________________________________。(10)Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为＋3H＋===Fe3＋＋3H2O()错因：___________________________________________________。×氧化铁呈红色，所以可以制作红色染料，不是因为与酸反应×Fe3O4是纯净物。√×饱和FeCl3溶液为黄色，Fe(OH)2为白色。×Fe(OH)3与HI溶液发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O。\n题组强化训练·形成关键能力题组一铁及其重要化合物1．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂解析：FeCl3溶液用作净水剂的原因是Fe3＋能水解生成Fe(OH)3胶体，其可吸附水中的悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用，与氧化性无关。答案：D\n2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是()A．Fe(OH)3Fe2O3B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3D．Fe(OH)2Fe3O4解析：铁与稀硫酸反应生成FeSO4，FeSO4再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。答案：B\n题组二　铁的氧化物的性质与组成确定3．准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，则这种铁的氧化物为()A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．以上都不是解析：4.00gCaCO3沉淀的物质的量为0.04mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04mol，增加的氧元素为0.04mol，质量为0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，铁的氧化物中氧元素的质量为0.64g，铁元素质量为2.88g－0.64g＝2.24g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为∶0.04mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。答案：C\n4．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是()A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物C.热稳定性：Fe2O3>Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应答案：D\n解析：FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明Fe3O4比Fe2O3稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。\n微点拨确定铁的氧化物组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。\n题组三铁与水蒸气反应的实验探究5．为了探究铁单质与水蒸气在高温下的反应，某化学小组设计了如图的实验(夹持装置已略)。下列说法错误的是()A．点燃肥皂泡可观察到深蓝色火焰B．为了使加热效果更好，可使用酒精喷灯C．该反应中水蒸气作氧化剂D．实验结束后，得到黑色固体Fe3O4解析：氢气可吹出肥皂泡，点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰，故A错误；该反应需要在高温条件下进行，酒精喷灯的火焰温度高于酒精灯，为了使加热效果更好，可换为酒精喷灯，故B正确；水蒸气转化为氢气，H的化合价降低，水蒸气作氧化剂，故C正确；实验结束后试管内的固体应为黑色的Fe3O4，可能有Fe剩余，故D正确。答案：A\n6．某班学生在老师的指导下探究铁与水蒸气的反应。(1)按如图所示装好药品、连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是______________。(2)加热一段时间后，B装置中的灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣声。该气体是____________。(3)同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”。玻璃管内的黑色固体中还可能含有“剩余的铁”。【查阅资料】铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色的，而FeO接触到空气会由黑色变为红棕色。提供水蒸气氢气\n【实验探究】①将管中的黑色固体倒出，平铺于白纸上，没有发现红棕色物质，说明生成的固体不可能是________，一会儿之后，黑色固体不变色，则黑色固体中一定没有________。(填物质名称)②取上述黑色固体少许加入足量的CuSO4溶液，发现黑色固体部分溶解，且有___色固体物质出现，说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁。【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应，生成的黑色固体是Fe3O4，该反应的化学方程式为________________________。Fe2O3氧化亚铁红3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2\n解析：(1)A装置在加热的条件下产生水蒸气，故A装置的作用是：提供水蒸气；(2)用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣，说明气泡中的气体是氢气；(3)【实验探究】①由于氧化铁是红棕色的，而倒出玻璃管中黑色固体，平铺于白纸上，没有发现红棕色物质，说明生成的固体不可能是氧化铁；由于FeO接触到空气会由黑色变为红棕色，而一会儿之后，黑色固体不变色，则黑色固体中一定没有氧化亚铁；②铁能置换出CuSO4溶液的铜，四氧化三铁不与CuSO4溶液反应。故取上述黑色固体少许加入足量CuSO4的溶液，发现黑色固体部分溶解，且有红色固体物质出现，说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁；【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应，生成的黑色固体是Fe3O4，该反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O高温Fe3O4＋4H2。\n考点二\n必备知识梳理·夯实学科基础1.亚铁盐(1)Fe2＋的氧化性和还原性含有Fe2＋的溶液呈_____色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以______为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、(H＋)等均表现为____性。Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：________________________________________________。FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：____________________________________。(2)Fe2＋可发生水解反应Fe(OH)2是____碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈___性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量_____抑制Fe2＋的水解，加少量_____防止Fe2＋被氧化。浅绿还原性还原2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O弱酸硫酸铁屑\n2．铁盐(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈_____色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为____性。①Fe3＋与S2－、I－、HS－、等具有较强还原性的离子不能大量共存。②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为______________________________________________________________。③FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为__________________________。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于____性较强的溶液中。①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为______________________________________。②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用______的方法除去溶液中的铁离子。③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于____________中，然后________________。④Fe3＋与________、________、________等水解呈碱性的离子不能大量共存。棕黄氧化2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋酸FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl调节pH较浓的盐酸再稀释至所需浓度\n3．重要的铁盐及应用绿矾(FeSO4·7H2O)用作补血剂及植物补铁剂高铁酸钾(K2FeO4)用作水处理剂或制作高能电池莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]用于冶金、电镀及织物媒染剂赤血盐K3[Fe(CN)6]用于检验Fe2＋\n4.Fe2＋、Fe3＋的相互转化\n完成下列反应的离子方程式：(1)酸性FeCl2溶液长期露置于空气中：_________________________________________________________。(2)向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：_________________________________________________________。(3)FeCl2的酸性溶液与H2O2反应：_________________________________________________________。(4)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：_________________________________________________________。(5)向FeCl3溶液中滴加KI溶液：_________________________________________________________。(6)向FeCl3溶液中逐渐加入Zn粉至过量：_________________________________________________________。4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I22Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋、Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋\n5．Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)Fe2＋的检验①无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋。②产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋。③生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋。\n(2)Fe3＋的检验①溶液变红色，证明含有Fe3＋。②产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。③溶液变紫色，证明有Fe3＋存在。\n(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验①Fe3＋的检验ⅰ.溶液变红色，说明含有Fe3＋。ⅱ.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋。ⅲ.生成蓝色沉淀，说明含有Fe3＋。\n②Fe2＋的检验ⅰ.酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。ⅱ.溴水褪色，说明含有Fe2＋。ⅲ.生成蓝色沉淀，说明含有Fe3＋\n特别提醒Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)金属阳离子只有氧化性，不可能还有还原性()错因：_____________________________________________________。(2)可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3()错因：_____________________________________________________。(3)FeCl3溶液可用于铜制印刷电路板制作，是因为铜可从FeCl3溶液中置换出Fe()错因：_____________________________________________________。(4)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否变质。()错因：_____________________________________________________。×当金属阳离子处于其中间价态时，既有氧化性，又有还原性√×铜的还原性弱于铁，不能将Fe2＋还原为Fe×Fe(NO3)2样品溶于硫酸，发生反应===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，无法确定样品是否变质\n(5)将FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3固体或晶体()错因：_____________________________________________________。(6)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应()错因：_____________________________________________________。(7)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、()错因：_____________________________________________________。(8)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2()错因：_____________________________________________________。(9)能通过化合反应制取FeCl2()错因：_____________________________________________________。×溶液中存在Fe3＋＋3H2O⇌Fe(OH)3＋3H＋，加热蒸干过程中，随着HCl挥发，平衡右移，最终得到Fe(OH)3×Fe3＋与I－会发生氧化还原反应×在溶液呈中性时，Fe3＋转化为Fe(OH)3，不能大量存在×Cl－也能与KMnO4反应，使其褪色√\n[深度思考]混合溶液中除去Fe3＋、Fe2＋的常用方法已知：沉淀的pH(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入__________、__________、__________其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如________)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。(3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。__________________________________________________________________化合物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2pH1.14～3.05.8～8.38.4～10.84.2～6.7MgOMgCO3Mg(OH)2H2O2先通入适量Cl2(或加入H2O2)，再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一]，充分反应后过滤。\n题组强化训练·形成关键能力题组一Fe2＋、Fe3＋的性质及应用1．常温时，研究pH对一定浓度FeSO4的稳定性的影响，根据下图分析不合理的是()A.pH小于1时，亚铁几乎无损耗，可能的原因是4Fe2＋＋O2＋10H2O⇌4Fe(OH)3＋8H＋平衡逆向移动B.pH在3.0～5.5之间，pH的变化对FeSO4稳定性影响不大C．pH大于6.5时，亚铁损耗量突变，可能的原因是生成的Fe(OH)2更易被氧化D．其它条件相同时，FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，FeSO4的稳定性减弱答案：D\n解析：Fe2＋易与O2反应，反应方程式为4Fe2＋＋O2＋10H2O⇌4Fe(OH)3＋8H＋，pH小于1时，c(H＋)较大，反应向左进行，亚铁几乎无损耗，故A正确；由图可知，pH在3.0～5.5之间，亚铁的损耗量几乎不变，说明pH在3.0～5.5之间，pH变化对FeSO4稳定性影响不大，故B正确；pH大于6.5时，c(H＋)较小，亚铁损耗量突变，可能原因是酸性减弱，亚铁转化为Fe(OH)2从而更易被氧化，故C正确；其他条件相同时，FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，c(H＋)增大，FeSO4的稳定性增强或不变，故D错误。\n2．某同学用KSCN溶液和FeCl2溶液探究Fe2＋的还原性时出现异常现象，实验如下：①②③溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为O2)取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为O2)，经检验有丁达尔效应溶液变红且不褪色，滴加盐酸和BaCl2溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应。\n下列说法不正确的是()A．对比①③，可以判定酸性条件下H2O2可以氧化SCN－B．实验②中发生的氧化还原反应有两种C．②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体D．③中发生的氧化还原反应为：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O答案：B\n解析：①氯化亚铁(盐酸酸化的溶液)中滴入KSCN溶液，pH＜1，滴入过氧化氢发生氧化还原反应，生成铁离子，形成血红色溶液，大约10秒左右红色褪去，铁离子做催化剂，过氧化氢分解有气体生成(经检验为O2)，取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀为硫酸钡沉淀，证明SCN－离子被氧化为硫酸根离子，②氯化亚铁(盐酸酸化的溶液)中滴入KSCN溶液，pH＝5，滴入过氧化氢溶液，溶液变红且不褪色，说明亚铁离子被氧化为铁离子，铁离子对过氧化氢起到催化剂作用，有气体生成(经检验为O2)，氧气氧化亚铁离子生成铁离子，经检验有丁达尔效应，说明生成了氢氧化铁胶体，③氯化亚铁(盐酸酸化的溶液)中滴入KSCN溶液，pH＜1，通入足量氧气，溶液变红且不褪色，说明氧气氧化亚铁离子生成铁离子，滴加盐酸和BaCl2溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应，无硫酸钡沉淀生成和氢氧化铁胶体形成，排除了生成的氧气氧化SCN－的可能。对比①③，实验①排除了铁离子反应，而是SCN－离子反应，实验③排除了生成的氧气氧化SCN－的可能，可以判定酸性条件下H2O2可以氧化SCN－，故A正确；实验②中发生的氧化还原反应有亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，过氧化氢分解生成氧气，氧气氧化亚铁离子，不只两种，故B错误；②中检验有丁达尔效应，说明红色溶液中含有Fe(OH)3胶体，故C正确；③中通入足量氧气溶液变红色说明发生的氧化还原反应为：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D正确。\n题组二Fe2＋、Fe3＋的检验3．下列离子的检验方法合理的是()A．向溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C.向溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，逐渐变为红褐色，说明溶液中不含有Mg2＋答案：C\n4．为检验某溶液中是否含有Fe2＋和Fe3＋，某同学进行了下列实验，其中不正确的是()A．取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，不变红，通入少量氯气，溶液变为红色，证明溶液中不含Fe3＋，含有Fe2＋B．取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，不变红；另取少量溶液于另一支试管中，加入NaOH溶液，有白色沉淀生成，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，证明溶液中不含Fe3＋，含有Fe2＋C．取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，溶液变红；另取少量溶液于另一支试管中，加入NaOH溶液，出现红褐色沉淀，证明溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋D．取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，溶液变红；另取少量溶液于另一支试管中，加入少量酸性高锰酸钾溶液，紫红色酸性高锰酸钾溶液褪色，证明溶液中含有Fe3＋和Fe2＋答案：C\n解析：向溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液中不含Fe3＋，通入少量氯气，溶液变红色，说明溶液中含有Fe2＋，故A正确；向溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液中不含Fe3＋，另取少量溶液，加入NaOH溶液，有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，是被氧化生成Fe(OH)3，说明溶液中含有Fe2＋，故B正确；向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有Fe3＋，另取少量溶液，加入NaOH溶液，出现红褐色沉淀，不能确定溶液中是否含有Fe2＋，故C不正确；向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有Fe3＋，另取少量溶液，加入少量酸性高锰酸钾溶液，紫红色酸性高锰酸钾溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋，故D正确。\n考点三\n必备知识梳理·夯实学科基础1.Fe2＋与Fe3＋的氧化还原性强弱顺序氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>I2>Fe2＋还原性：Cl－<Br－<Fe2＋<Cu<I－<S2－2．铁的量对氧化产物的影响\n例：铁与稀HNO3的反应可能为3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，也可能为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，所以Fe与稀HNO3恰好反应，为一范围而不是固定值。可用数轴表示如下：判断产物中铁的价态：一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的物质的量分析判断。\n3．氯化铁溶液与铜、铁反应的分析例：制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为腐蚀液，其反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，现向氯化铁溶液中加入ag铜，完全溶解后，再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a>c，则下列说法正确的是()A．残余固体可能为铁和铜的混合物B．残余固体全部是铜C．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋D．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋\n分析：此题中发生的反应有三个，化学方程式如下：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu，2FeCl3＋Fe===3FeCl2依元素守恒可知步骤一：ag铜完全溶解后，变为ag铜离子，步骤二：若加入的铁足够多的话，可将溶液中的铜离子全部变回金属铜(ag)甚至还会有铁剩余，此时，残余固体(cg)应大于或等于ag，依题意：a>c可知，加入的铁是不足量的，此时溶液中还有部分铜未完全置换出来。结论1：剩余固体为Cu，不可能有Fe剩余，A错误、B正确；\n步骤三：根据化学反应方程式可知，溶液中一定有Fe2＋，由上述推导可知，溶液中还应有Cu2＋剩余，由化学方程式2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，Cu与Fe3＋是不能共存的，剩余固体中有Cu，则溶液中必无Fe3＋。结论2：充分反应后剩余固体为Cu，而溶液中含FeCl2和CuCl2，C、D错误。\n4．含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题主要成分杂质除杂方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)加入氯水或H2O2FeCl2(aq)FeCl3(aq)加过量铁粉后过滤FeCl2(aq)CuCl2(aq)加过量铁粉后过滤\n5.判断离子能否大量共存(1)Fe2＋：与(H＋)、ClO－、(H＋)不能大量共存(因发生氧化还原反应)。(2)Fe3＋：与_____、____、、HS－不能大量共存(因发生氧化还原反应)。(3)Fe2＋、Fe3＋：与、、等不能大量共存(因发生互相促进的水解反应)。6．含Fe2＋、Fe3＋溶液的配制要点(1)配制FeCl3溶液时先将FeCl3固体溶于浓盐酸中(抑制FeCl3水解，防止生成沉淀而导致溶液变浑浊)，再加水稀释至所需浓度。(2)配制FeCl2溶液时，为防止Fe2＋被空气氧化还需加入少量铁粉。S2－I－\n微点拨除去混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的常用方法(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法：向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法：向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。\n题组强化训练·形成关键能力题组一Fe2＋、Fe3＋氧化性、还原性强弱的应用1．向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是()A．OA段产生的是NO，AB段的反应为===3Fe2＋，BC段产生H2B．A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4C．原混合酸中物质的量为0.2molD．原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2mol·L－1答案：B\n解析：分析图像中各阶段所发生的反应：OA段：＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；AB段：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；BC段：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。由此可知A正确；由OA段所发生的反应可知硝酸完全转化为NO，溶液中不存在，故A点溶质应该是Fe2(SO4)3和H2SO4，B错误；由OA段氧化还原反应中得失电子守恒可知)＝n(Fe)＝＝0.2mol，C正确；三个阶段共消耗铁为22.4g，即＝0.4mol，C点溶质为FeSO4，由溶液中的电荷守恒可知＝n(Fe2＋)＝0.4mol，由反应前后物质的量不变可知原混合酸中硫酸的物质的量浓度为2mol·L－1，D正确。\n2．往FeBr2溶液中通入Cl2时，随着参加反应的Cl2物质的量的变化，溶液中某些离子的浓度变化情况如图所示。下列说法不正确的是()A．当n(Cl2)<amol时，发生的离子反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－B．当n(Cl2)＝amol时，离子浓度关系：c(Fe3＋)∶c(Br－)∶c(Cl－)＝1∶2∶2C．当n(Cl2)＝2amol时，离子浓度大小关系：c(Cl－)>c(Br－)D．当Fe2＋被氧化完全时，通入Cl2的物质的量小于原FeBr2的物质的量答案：B\n解析：根据图像可知，将氯气通入溴化亚铁溶液中时，Cl2先氧化Fe2＋：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，然后氧化Br－：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。当n(Cl2)<amol时，发生的反应是Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，故A正确；当通入的氯气为amol恰好将Fe2＋反应完时，生成Fe3＋2amol，Cl－2amol，Br－有4amol，所以c(Fe3＋)∶c(Br－)∶c(Cl－)＝1∶2∶1，故B错误；当通入的氯气为2amol，amol氯气首先与Fe2＋完全反应，生成2amolCl－，剩余的amol氯气会反应掉2amolBr－，生成2amolCl－，此时n(Cl－)＝4amol，n(Br－)＝2amol，所以离子浓度大小关系c(Cl－)>c(Br－)，故C正确；当Fe2＋被氧化完全时，通入Cl2的物质的量为amol，而原FeBr2的物质的量为2amol，故D正确。\n题组二　铁及其重要化合物的制备和性质探究3．某研究小组利用如图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应原理。下列说法错误的是()A．装置B中若产生白色沉淀，说明Fe3＋能将SO2氧化成B．实验室中配制加70%硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒C．三颈烧瓶中通入N2的操作应在滴加浓硫酸之前，目的是排尽装置内的空气D．装置C可能发生倒吸，但是不能完全吸收反应产生的尾气答案：A\n解析：Fe3＋具有氧化性，可将二氧化硫氧化成硫酸根，本身被还原成二价铁，反应的离子方程式是SO2＋2Fe3＋＋Ba2＋＋2H2O===BaSO4↓＋2Fe2＋＋4H＋，在酸性条件下SO2与反应也能生成，出现白色沉淀，装置B中若产生白色沉淀，不能说明Fe3＋能将SO2氧化成，故A错误；配制70%硫酸溶液的操作是浓硫酸加入水中稀释，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒，故B正确；为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应先通入氮气，目的是排尽装置内的空气，故C正确；导气管直接插入溶液可能会引起装置中的压强变化较大，发生倒吸，反应生成的气体可能会有NO，不能被氢氧化钠溶液吸收，故D正确。\n4．乳酸亚铁是一种常用的补血剂，乳酸亚铁易溶于水，可由乳酸和碳酸亚铁反应制得。现以铁屑制备乳酸亚铁。如图所示：(1)加入稀硫酸可能发生反应的离子方程式有___________________________________________________________。(2)写出加入NH4HCO3溶液发生反应的化学方程式：__________________________________________________________。(3)能否用酸性KMnO4溶液检验乳酸亚铁溶液中的Fe2＋________(填“能”或“不能”)，其理由为________________________________。Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O不能乳酸根离子也能被酸性高锰酸钾氧化\n解析：(1)铁屑中含有Fe，可能含有铁锈(Fe2O3)，两者都会与稀硫酸反应。(2)在溶液中存在＋H＋，加入到溶液中，Fe2＋与结合生成FeCO3沉淀，促进的电离平衡正向移动，同时生成的H＋又会与结合生成CO2，所以反应的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O。\n情境创新设计常用的补铁剂铁在成人体中的含量为4～5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。某品牌补铁剂硫酸亚铁片的使用说明书部分内容如下：【成分】本品每片含主要成分硫酸亚铁0.3克(相当于铁60毫克)。【性状】本品为红色糖衣片，除去糖衣后显淡蓝绿色。【适应症】用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿童发育期等)引起的缺铁性贫血。某兴趣小组将硫酸亚铁片进行处理得到下图的红外套、白衬衫、绿身体。\n[问题探究](1)根据上述描述，补铁剂中哪些部分含有铁元素？(2)根据(1)中的推测，请设计实验验证。(3)硫酸亚铁保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质，如何证明硫酸亚铁已被氧化？根据铁的化合物的颜色，可推测“红外套”可能为氧化铁；“绿身体”为硫酸亚铁。“红外套”的检验：取少量“红外套”溶于稀H2SO4，加入KSCN溶液，若溶液变红，则“红外套”为氧化铁；“绿身体”的检验：取少量“绿身体”溶于水，加入KSCN溶液，无明显变化，再加入氯水溶液变红，则“绿身体”为FeSO4。取少量FeSO4样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，加入几滴KSCN溶液，若溶液变红色，则证明样品已被氧化。\n高考真题演练\n1．[2021·广东卷]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化，也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系解析：由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。答案：C\n2．[2021·湖南卷]下列实验设计不能达到实验目的的是()实验目的实验设计A检验溶液中FeSO4是否被氧化取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化B净化实验室制备的Cl2气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶C测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照D工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰，蒸馏答案：C\n解析：向待测液中滴加KSCN溶液，溶液若变成血红色，说明存在Fe3＋，证明FeSO4被氧化，可以达到实验目的，A不符合题意；实验室利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，所得气体中含有HCl，故先将所得气体通入饱和食盐水中，除去HCl，再经过浓硫酸干燥，可得纯净、干燥的氯气，可以达到实验目的，B不符合题意；测定NaOH溶液的pH时，pH试纸不能润湿，否则会稀释待测液，使溶液碱性减弱，测得的pH偏小，不能达到实验目的，C符合题意；工业酒精中含有水，先加入生石灰除去水分，再进行蒸馏，可制备无水乙醇，可以达到实验目的，D不符合题意。\n3.[2020·江苏卷]实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料αFe2O3。其主要实验流程如下：(1)酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。A.适当升高酸浸温度B.适当加快搅拌速度C.适当缩短酸浸时间(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是________________________________________________________。ABH2取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色，如呈血红色则Fe3＋没有还原完全\n(3)沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的离子方程式为___________________________________________________________。②设计以FeSO4溶液、氨水NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：________________[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]。＋H2O或在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀\n解析：本题考查由炼钢污泥制备软磁性材料αFe2O3。考查的化学学科核心素养是科学探究与创新意识。(1)适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度，均可以加快铁泥的溶解，即提高铁元素的浸出率。(2)“酸浸”时，H2SO4过量，加入过量铁粉，除生成Fe2＋外，还会产生H2。Fe3＋与KSCN反应所得溶液呈血红色，当加入KSCN溶液观察不到血红色，则说明Fe3＋已完全被还原为Fe2＋。(3)①Fe2＋与反应生成FeCO3沉淀电离出的H＋与NH3·H2O结合生成，则生成FeCO3沉淀的离子方程式可以写成：＋H2O，或。②用和氨水NH4HCO3混合溶液反应生成FeCO3，若pH大于6.5，则会生成沉淀，故需要控制pH不大于6.5；对生成的用蒸馏水洗涤2～3次；因FeCO3表面会附着有，若用盐酸酸化的BaCl2溶液检验不出，则说明FeCO3已洗涤干净。\n随堂过关训练\n1．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是()A.将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备·6H2O晶体D.将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋解析：由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A项方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，故B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。答案：D\n2．某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是()A.B中收集到的气体是氢气B.烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋C.A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁D.烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体答案：B\n解析：铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。\n3．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法正确的是()A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋解析：氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。答案：D\n4．由硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下：下列说法不正确的是()A.过程1废气中含SO2B.过程2试剂a为稀硫酸C.过程3离子方程式为＋4H＋D.过程4将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾答案：D\n解析：由制备绿矾的流程可知，硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分：Fe2O3和SiO2)溶于硫酸，溶液中含Fe3＋，过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析，过程1废气中含SO2，故A正确；因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2最好用硫酸来溶解烧渣，故B正确；过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁，离子方程式为＋4H＋，故C正确；过程4将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，蒸干时绿矾受热失去结晶水，得不到纯净绿矾，故D错误。\n5．在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组用如图装置进行研究：【查阅资料】Ⅰ.碱石灰能作干燥剂。Ⅱ.氢气的化学性质与一氧化碳相似。Ⅲ.铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引。Ⅳ.Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，Fe3O4＋4H2SO4===FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O\n【推断】(1)观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是________。(2)探究B装置中剩余固体成分是什么？【初步探究】B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe和Fe3O4；猜想二：剩余固体是________。氢气Fe3O4\n【实验探究】【实验结论】铁与水蒸气反应的化学方程式为________________________________________________________，该反应为_________(填基本反应类型)。【含量测定】取B装置中剩余黑色固体5g，与足量的CO反应后，所得固体质量为4.36g，则原剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数为______。实验操作实验现象结论取样，加入________(填试剂名称)________猜想一正确稀盐酸有气泡产生，溶液由无色变成浅黄色3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2置换反应46.4%\n解析：(1)水蒸气与铁的反应中涉及的元素是H、O、Fe，依据质量守恒定律可确定B中生成的气体是氢气。(2)【猜想与假设】结合题给信息与B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，可推出剩余固体可能是四氧化三铁或铁与四氧化三铁的混合物。【实验探究】铁能与盐酸反应生成气体，依据资料中信息可知，检验固体的组成，可向固体中加入稀盐酸，有铁存在，可产生气泡；有四氧化三铁存在，溶液会变为浅黄色。【实验结论】铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，该反应为置换反应。【含量测定】设四氧化三铁质量为x，根据题意有：x×＋(5g－x)＝4.36g，x＝2.32g，则原剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数为×100%＝46.4%。