《鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物》教案[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.結(jié)合生活中的鐵制品應(yīng)用，了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)。2.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的條件，對(duì)比鈉與水的反應(yīng)，加深對(duì)微觀(guān)原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀(guān)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的能力。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。一、鐵的單質(zhì)1．鐵元素的存在及使用(1)存在：鐵在自然界中可以以單質(zhì)形態(tài)(隕鐵)存在，但主要以＋2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形態(tài)存在，地殼中含量居第四位，僅次于氧、硅和鋁。(2)工業(yè)煉鐵的原理(以Fe2O3為例)3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。2．鐵的物理性質(zhì)鐵有延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，鐵還能被磁體吸引。其熔、沸點(diǎn)較高，熔點(diǎn)：1535℃、沸點(diǎn)：2750℃，密度：7.86g·cm－3。3．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)方程式舉例①Fe與非金屬單質(zhì)反應(yīng)②Fe與非氧化性酸反應(yīng)(H2SO4)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑③Fe與鹽溶液反應(yīng)(CuSO4)Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4結(jié)論：Fe在反應(yīng)中作還原劑，遇到較強(qiáng)的氧化劑(如Cl2等)生成＋3價(jià)鐵的化合物，遇到較弱的氧化劑(如稀硫酸等)生成＋2價(jià)鐵的化合物。(2)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置操作現(xiàn)象用火柴點(diǎn)燃肥皂液，聽(tīng)到爆鳴聲，證明生成了H2實(shí)驗(yàn)結(jié)論在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)，化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2提示：濕棉花的作用是受熱時(shí)提供反應(yīng)所需的水蒸氣。(1)由于鐵性質(zhì)比較活潑，所以自然界中沒(méi)有游離態(tài)的鐵單質(zhì)()(2)氯化亞鐵既可由鐵與鹽酸反應(yīng)制取也可由鐵與氯氣化合制取()(3)由于鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2，所以鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe(OH)3和H2()答案(1)×(2)×(3)×利用如圖裝置也可以實(shí)現(xiàn)Fe與水蒸氣的反應(yīng)(1)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃處的酒精燈，其目的是，若點(diǎn)燃順序反了，可能有什么后果？提示b用水蒸氣排裝置內(nèi)的空氣①Fe與O2生成了Fe3O4，無(wú)法與水蒸氣反應(yīng)；②Fe與水蒸氣反應(yīng)生成H2，在高溫下與空氣中的O2反應(yīng)可能發(fā)生爆炸。(2)此裝置如何檢驗(yàn)Fe與水蒸氣反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物？提示用小試管收集一試管氣體，點(diǎn)燃，聽(tīng)到輕微噗聲，證明生成了H2。二、鐵的氧化物和氫氧化物1．鐵的氧化物物質(zhì)氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗稱(chēng)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(有磁性)溶解性不溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2＋3＋2、＋3與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O6H＋＋Fe2O3=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O穩(wěn)定性6FeO＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定與CO、C、H2反應(yīng)生成單質(zhì)鐵及CO2或H2O用途Fe2O3常用作紅色油漆與涂料，赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵和氫氧化亞鐵如下圖所示：①圖甲實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的現(xiàn)象是有紅褐色沉淀生成，反應(yīng)的離子方程式是Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。②圖乙實(shí)驗(yàn)中先觀(guān)察到有白色沉淀生成，在空氣中迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性質(zhì)的比較化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3物質(zhì)類(lèi)別二元弱堿三元弱堿顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性不溶于水不溶于水與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O穩(wěn)定性Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔絕空氣)2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O(1)磁鐵礦的主要成分是Fe3O4()(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3()(3)Fe3O4中鐵的化合價(jià)有＋2和＋3價(jià)，是一種混合物()(4)Fe(OH)3不能利用化合反應(yīng)生成()(5)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制備時(shí)要隔絕空氣()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√提示2FeO·Fe2O32．氫氧化亞鐵制備實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案一：有機(jī)覆蓋層法(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)過(guò)，目的是：。(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯，作用是：。方案二：還原性氣體保護(hù)法在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。思考解答下列問(wèn)題：(3)在試管Ⅰ里加入的試劑是。(4)在試管Ⅱ里加入的試劑是。(5)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是。(6)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是。答案(1)加熱煮沸趕走溶解的氧氣(2)隔絕空氣中的氧氣(3)稀H2SO4、鐵屑(4)NaOH溶液(5)打開(kāi)止水夾a，待Ⅰ中反應(yīng)生成的氫氣排凈裝置中的空氣后，再關(guān)閉止水夾a(6)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿(mǎn)了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入制備Fe(OH)2的關(guān)鍵是隔絕空氣(O2)，可采取的措施有：(1)Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)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(shí)帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)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(jī)物，以隔絕空氣。1．(2020·汕頭調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是()A．我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)中期就開(kāi)始使用鐵制品B．自然界中的鐵元素只存在于化合物中C．鐵能與所有金屬的鹽溶液反應(yīng)生成亞鐵鹽和金屬D．高爐煉鐵是用還原劑將鐵從它的化合物中還原出來(lái)答案D解析我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是春秋初年秦國(guó)的銅柄鐵劍，A項(xiàng)錯(cuò)誤；自然界中的隕鐵中的Fe以單質(zhì)形態(tài)存在，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe只能將金屬活動(dòng)性比它弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；高爐煉鐵是用CO等還原劑把Fe從鐵礦石中還原出來(lái)，D項(xiàng)正確。2．(2019·北京四中期末)用如圖所示裝置進(jìn)行Fe與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．裝置A的作用是為實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣B．裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe＋3H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2C．裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰D．點(diǎn)燃裝置D處的氣體前必須檢驗(yàn)氣體的純度答案B解析裝置A是將液態(tài)H2O轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，與裝置B中的鐵粉在高溫下發(fā)生反應(yīng)，A項(xiàng)正確；鐵粉與H2O(g)在高溫下發(fā)生反應(yīng)，生成Fe3O4和H2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因生成的H2中含有較多的水蒸氣，故需要用堿石灰等不與H2反應(yīng)的干燥劑進(jìn)行干燥，C項(xiàng)正確；不純的H2在點(diǎn)燃時(shí)可能會(huì)發(fā)生爆炸，故在點(diǎn)燃H2前必須檢驗(yàn)其純度，D項(xiàng)正確。3．(2019·江蘇南京月考)下列有關(guān)鐵的化合物的說(shuō)法不正確的是()A．Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的氧化性B．FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均可與鹽酸反應(yīng)C．Fe(OH)3可通過(guò)化合反應(yīng)得到，F(xiàn)e(OH)2則不能D．Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價(jià)為＋2和＋3答案A解析Fe(OH)2中的Fe2＋具有還原性，可被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，故具有堿性氧化物的通性，都能與鹽酸反應(yīng)，B項(xiàng)正確；Fe(OH)2只能通過(guò)復(fù)分解反應(yīng)得到，F(xiàn)e(OH)3可由Fe(OH)2與O2、H2O發(fā)生化合反應(yīng)得到，C項(xiàng)正確；Fe3O4俗稱(chēng)磁性氧化鐵，其組成可表示為FeO·Fe2O3，F(xiàn)e元素的化合價(jià)為＋2、＋3，D項(xiàng)正確。4．(2019·浙江學(xué)考模擬)有人設(shè)計(jì)出一種在隔絕空氣條件下讓鈉與FeSO4溶液反應(yīng)的方法以驗(yàn)證反應(yīng)實(shí)質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，往100mL的大試管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡膠塞，并夾緊彈簧夾(如圖所示)。仔細(xì)觀(guān)察，回答下列問(wèn)題：(1)大試管的下層溶液中出現(xiàn)的現(xiàn)象為。(2)裝置中長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面(填“下降”或“上升”)。(3)寫(xiě)出鈉與FeSO4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：。答案(1)產(chǎn)生白色絮狀沉淀(2)上升(3)2Na＋FeSO4＋2H2O=Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑解析(1)由于金屬Na的密度比H2O的小，但比煤油的大，故Na粒應(yīng)位于兩種液體的交界處，Na與FeSO4溶液接觸的部分與H2O發(fā)生反應(yīng)生成NaOH和H2，NaOH與FeSO4發(fā)生反應(yīng)生成白色絮狀沉淀Fe(OH)2，因隔絕了空氣，制得的白色Fe(OH)2可以保存較長(zhǎng)時(shí)間。(2)由于大試管內(nèi)產(chǎn)生H2，大試管內(nèi)氣壓增大，把大試管內(nèi)的液體壓入長(zhǎng)頸漏斗中，故長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)的液面上升。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4，將兩個(gè)化學(xué)方程式相加得2Na＋FeSO4＋2H2O=Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。A組基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一鐵的單質(zhì)1．(2020·湛江調(diào)研)聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織經(jīng)過(guò)考核和研究，認(rèn)為我國(guó)使用的鐵鍋是有益于人類(lèi)健康的理想炊具，并向全世界推廣。其主要原因是()A．價(jià)格便宜，不易生銹B．鐵鍋含有碳元素C．烹調(diào)的食物中留有人體需要的鐵元素D．傳熱慢，保溫性能好答案C解析價(jià)格是物質(zhì)用途需考慮的因素之一，但不是有益于健康的理由，鐵鍋為鐵合金，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕生銹，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵鍋為鐵的合金，主要成分為鐵，還含有碳等其他元素，使用鐵鍋主要是獲得鐵元素，不是為了獲得碳元素，B項(xiàng)錯(cuò)誤；使用鐵鍋烹調(diào)的食物中留有人體需要的鐵元素，鐵是合成血紅蛋白的主要元素，缺乏會(huì)患貧血，C項(xiàng)正確；鐵合金具有良好的導(dǎo)熱性能，但保溫性能差，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列說(shuō)法不正確的是()A．鐵與純氧氣和水蒸氣反應(yīng)都能生成四氧化三鐵B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)C．鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣D．鐵與鹽酸或水蒸氣反應(yīng)，都做還原劑答案C解析鐵能在純氧氣中燃燒，也能在高溫下與水蒸氣反應(yīng)，二者產(chǎn)物均為四氧化三鐵；鐵與鹽酸和水蒸氣發(fā)生的反應(yīng)都是置換反應(yīng)，在反應(yīng)中鐵的化合價(jià)升高，鐵做還原劑；鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，而不是氯化鐵。【考點(diǎn)】鐵的單質(zhì)【題點(diǎn)】鐵的化學(xué)性質(zhì)3．如圖，在鐵與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，下列做法不正確的是()A．試管中的鐵粉用繞成團(tuán)的細(xì)鐵絲代替B．將試管底部的濕棉花移到試管口處C．用鐵絲網(wǎng)罩住酒精燈火焰D．點(diǎn)燃肥皂泡驗(yàn)證氫氣的生成答案B解析鐵粉易堵塞導(dǎo)管口，鐵絲與水蒸氣反應(yīng)的接觸面積較大，A正確；若濕棉花移到試管口處，產(chǎn)生的水蒸氣不易與鐵絲充分反應(yīng)，B錯(cuò)誤；鐵絲網(wǎng)罩住酒精燈火焰，可提高溫度，C正確；氫氣能燃燒，點(diǎn)燃肥皂泡可驗(yàn)證氫氣的生成，D正確?！究键c(diǎn)】鐵與水蒸氣反應(yīng)【題點(diǎn)】鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究4．將一枚潔凈的鐵釘浸入稀硫酸中，下列敘述正確的是()①鐵釘表面產(chǎn)生氣泡 ②溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\綠色③鐵釘?shù)馁|(zhì)量減輕 ④溶液的質(zhì)量減輕A．②③B．①②④C．①②③D．①②③④答案C解析根據(jù)反應(yīng)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑可知，反應(yīng)過(guò)程中鐵釘逐漸溶解，鐵釘表面產(chǎn)生氣泡，溶液變?yōu)闇\綠色?！究键c(diǎn)】鐵的單質(zhì)【題點(diǎn)】鐵與酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象題組二鐵的氧化物5．指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，制造指南針的磁性物質(zhì)是()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe答案C解析Fe3O4具有磁性，俗稱(chēng)磁性氧化鐵；鐵是能被磁化的物質(zhì)，本身沒(méi)有磁性?！究键c(diǎn)】鐵的氧化物【題點(diǎn)】鐵的氧化物的物理性質(zhì)6．有關(guān)鐵的氧化物的說(shuō)法中，不正確的是()A．赤鐵礦主要成分是Fe2O3，F(xiàn)e2O3是紅棕色的，常用作紅色油漆和涂料B．Fe3O4是黑色晶體，其中eq\f(1,3)的鐵顯＋2價(jià)，eq\f(2,3)的鐵顯＋3價(jià)C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和鹽酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽D．FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱迅速被氧化成Fe2O3答案D解析FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱迅速被氧化成Fe3O4?！究键c(diǎn)】鐵的氧化物【題點(diǎn)】鐵的氧化物的物理、化學(xué)性質(zhì)7．關(guān)于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的下列說(shuō)法中不正確的是()A．鐵元素化合價(jià)不完全相同B．氧元素的化合價(jià)完全相同C．氧化亞鐵俗稱(chēng)鐵紅，為紅棕色固體D．鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物為黑色固體答案C解析鐵的三種氧化物中，氧元素的化合價(jià)完全相同，都為－2價(jià)；鐵元素的化合價(jià)不同，氧化鐵中鐵為＋3價(jià)，氧化亞鐵中鐵為＋2價(jià)，四氧化三鐵中鐵為＋2價(jià)和＋3價(jià)。氧化鐵俗稱(chēng)鐵紅，是一種紅棕色的固體；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一種黑色固體；故本題選C?！究键c(diǎn)】鐵的氧化物【題點(diǎn)】鐵的氧化物中鐵的化合價(jià)、顏色題組三鐵的氫氧化物8．在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述中不正確的是()A．生成物為氫氧化鐵B．該反應(yīng)是化合反應(yīng)C．該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D．氫氧化亞鐵做氧化劑答案D解析氫氧化亞鐵易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，該反應(yīng)既是化合反應(yīng)，又是氧化還原反應(yīng)，氫氧化亞鐵是還原劑，氧氣是氧化劑?！究键c(diǎn)】氫氧化亞鐵易被氧化【題點(diǎn)】氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵9．實(shí)驗(yàn)室制取氫氧化鐵的一組試劑是()A．氯化鐵溶液和燒堿溶液B．氧化鐵和燒堿溶液C．氧化鐵和水D．鐵和水蒸氣答案A解析實(shí)驗(yàn)室常用可溶性鐵鹽溶液(如氯化鐵溶液)與堿溶液(如燒堿溶液)反應(yīng)來(lái)制取氫氧化鐵沉淀?！究键c(diǎn)】氫氧化鐵制備【題點(diǎn)】氫氧化鐵制備10．(2020·甘肅靜寧第一中學(xué)高一檢測(cè))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與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)”。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，操作方法是。(2)圓底燒瓶中盛裝的是水，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(diǎn)燃的順序是。(4)干燥管中盛裝的物質(zhì)可以是，作用是。(5)如果要在A(yíng)處玻璃管口處點(diǎn)燃該氣體，則必須對(duì)該氣體進(jìn)行，這一操作的目的是。答案(1)將干燥管末端的導(dǎo)管A浸入水中，微熱燒瓶底部，如果能觀(guān)察到浸入水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出，停止加熱后，玻璃導(dǎo)管內(nèi)有水柱上升，且較長(zhǎng)時(shí)間不回落，則表明該套裝置的氣密性良好(2)為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)持續(xù)不斷的提供水蒸氣防止暴沸(3)先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈(4)堿石灰(合理即可)除去產(chǎn)物H2中的水蒸氣(5)驗(yàn)純防止H2不純而發(fā)生爆炸解析(3)點(diǎn)燃加熱儀器的順序要考慮實(shí)驗(yàn)的安全性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在本實(shí)驗(yàn)中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強(qiáng)熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈。(4)干燥管中盛裝的物質(zhì)可以是堿石灰，作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣中的水蒸氣。B組綜合強(qiáng)化練1．下列說(shuō)法正確的是()A．Fe比Al活潑B．Fe與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑C．鐵與CuSO4溶液反應(yīng)可置換出銅D．Fe不能與H2O反應(yīng)答案C解析在金屬活動(dòng)性順序中Al排在Fe的前面，故Al比Fe活潑；Fe與鹽酸反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；鐵可置換出銅的鹽溶液中的銅，如：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu；Fe在高溫下可以與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)而生成Fe3O4和H2?！究键c(diǎn)】鐵的金屬活動(dòng)性順序【題點(diǎn)】鐵的金屬活動(dòng)性順序、置換反應(yīng)2．(2020·吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一檢測(cè))某鐵的氧化物中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為21∶8，該氧化物的化學(xué)式可能是()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe4O5答案C解析根據(jù)n＝eq\f(m,M)，n(Fe)∶n(O)＝eq\f(21,56)∶eq\f(8,16)＝3∶4，則化學(xué)式為Fe3O4?！究键c(diǎn)】鐵的氧化物【題點(diǎn)】鐵的氧化物的計(jì)算、化學(xué)式的確定3．有關(guān)鐵的化合物的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．Fe(OH)2是一種黑色固體，不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色B．由圖示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反應(yīng)制得D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)答案A解析Fe(OH)2是一種白色固體，A錯(cuò)誤；煤油能減少FeSO4溶液與氧氣接觸，可以避免試管中部分氧氣對(duì)氫氧化亞鐵的氧化，B正確；鐵在氧氣中燃燒可生成Fe3O4，可通過(guò)化合反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3來(lái)制取Fe(OH)3，C正確；Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)，D正確。4．鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量氨水，有白色沉淀生成，過(guò)濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)?，上述白色沉淀和殘?jiān)謩e是()A．Fe(OH)3；Fe2O3B．Fe(OH)2；Fe2O3C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)3答案B解析鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，當(dāng)加入氨水時(shí)生成白色的氫氧化亞鐵；氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的氫氧化鐵，加熱時(shí)氫氧化鐵分解為紅棕色的氧化鐵。5．(2020·貴州獨(dú)山期末)某學(xué)生以鐵絲和Cl2為原料進(jìn)行下列三個(gè)實(shí)驗(yàn)。從分類(lèi)角度分析，下列說(shuō)法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)①②所涉及的物質(zhì)均為電解質(zhì)B．實(shí)驗(yàn)①③發(fā)生的均為離子反應(yīng)C．實(shí)驗(yàn)②③均未發(fā)生氧化還原反應(yīng)D．實(shí)驗(yàn)①③反應(yīng)制得的物質(zhì)均為純凈物答案C解析實(shí)驗(yàn)①中鐵與氯氣都是單質(zhì)，不是電解質(zhì)，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)①中鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，不是離子間發(fā)生的反應(yīng)，不屬于離子反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)②中氯化鐵溶于水為物理變化，實(shí)驗(yàn)③中氯化鐵水解生成氫氧化鐵膠體，沒(méi)有化合價(jià)變化，不屬于氧化還原反應(yīng)，故C正確；實(shí)驗(yàn)③得到氫氧化鐵膠體，屬于混合物，故D錯(cuò)誤。6．等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定的條件下充分反應(yīng)，則在相同的條件下，產(chǎn)生氫氣的體積比是()A．1∶1B．3∶4C．2∶3D．4∶3答案B解析根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式知：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H21molFe與鹽酸反應(yīng)生成1molH2，與水蒸氣反應(yīng)生成eq\f(4,3)molH2，故相同條件下，產(chǎn)生H2的體積比是3∶4。7．已知紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣?，F(xiàn)用如圖所示裝置進(jìn)行鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并用簡(jiǎn)單的方法收集、檢驗(yàn)生成的氫氣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)寫(xiě)出鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(2)干燥管C中盛放的藥品是；干燥管的(填“m”或“n”)端與g導(dǎo)管相連接。(3)在D處畫(huà)出用試管收集氫氣的裝置圖(所需其他儀器自行選擇)。(4)怎樣用簡(jiǎn)單的方法檢驗(yàn)收集到的氣體是氫氣？簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作步驟和現(xiàn)象：。(5)若收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H222.4L，則參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為g。(6)當(dāng)固體質(zhì)量增加32g時(shí)，生成H2的質(zhì)量為g。答案(1)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2(2)堿石灰(答案合理即可)n(3)(4)用拇指堵住試管口，試管口向上，靠近酒精燈火焰，松開(kāi)拇指，發(fā)出爆鳴聲，說(shuō)明收集到的氣體是H2(5)42(6)4解析(3)考慮到H2的密度比空氣小，可采用向下排空氣法收集H2。(4)檢驗(yàn)H2可采用“爆鳴”實(shí)驗(yàn)。(5)根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2可得關(guān)系式：3Fe～4H2，n(H2)＝eq\f(22.4L,22.4L·mol－1)＝1mol，則n(Fe)＝eq\f(3,4)mol，m(Fe)＝eq\f(3,4)mol×56g·mol－1＝42g。(6)固體質(zhì)量增加的原因是Fe生成了Fe3O4，增加的質(zhì)量為氧元素的質(zhì)量，關(guān)系式為Fe3O4～4O～4H2，故生成氫氣的質(zhì)量為m(H2)＝eq\f(32,16)×2g＝4g?！究键c(diǎn)】鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)【題點(diǎn)】鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究8．《我在故宮修文物》展示了專(zhuān)家精湛的技藝和對(duì)傳統(tǒng)文化的熱愛(ài)與堅(jiān)守，也令人體會(huì)到化學(xué)方法在文物保護(hù)中的巨大作用。某博物館修復(fù)出土鐵器的過(guò)程如下：(1)檢測(cè)銹蝕產(chǎn)物主要成分的化學(xué)式Fe3O4Fe2O3·H2OFeO(OH)FeOCl鐵器在具有O2、等環(huán)境中容易被腐蝕。(2)分析腐蝕原理：一般認(rèn)為，鐵經(jīng)過(guò)了如下腐蝕循環(huán)。①Fe轉(zhuǎn)化為Fe2＋。②FeO(OH)和Fe2＋反應(yīng)形成致密的Fe3O4保護(hù)層，F(xiàn)e2＋的作用是(填字母)。a．氧化劑 b．還原劑c．既不是氧化劑也不是還原劑(3)研究發(fā)現(xiàn)，Cl－對(duì)鐵的腐蝕會(huì)造成嚴(yán)重影響?；瘜W(xué)修復(fù)：脫氯、還原，形成Fe3O4保護(hù)層，方法如下：將鐵器浸沒(méi)在盛有0.5mol·L－1Na2SO3、0.5mol·L－1NaOH溶液的容器中，緩慢加熱至60～90℃。一段時(shí)間后，取出器物，用NaOH溶液洗滌至無(wú)Cl－。①檢測(cè)洗滌液中Cl－的方法是：。②脫氯反應(yīng)：FeOCl＋OH－=FeO(OH)＋Cl－。離子反應(yīng)的本質(zhì)是離子濃度的減小，比較FeOCl與FeO(OH)溶解度的大小：。③Na2SO3還原FeO(OH)形成Fe3O4的離子方程式是：。答案(1)H2O(潮濕)(2)c(3)①取少量洗滌液于試管中，加入稀硝酸和硝酸銀的混合液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生說(shuō)明無(wú)Cl－，反之有Cl－②S(FeOCl)>S[FeO(OH)]③SOeq\o\al(2－,3)＋6FeO(OH)=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3O4＋3H2O解析(1)鐵器在具有O2、H2O(潮濕)等環(huán)境中容易被腐蝕。(2)②根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和為0可知FeO(OH)中鐵元素的化合價(jià)為＋3。反應(yīng)中元素的化合價(jià)均不變化，所以Fe2＋既不是氧化劑也不是還原劑。(3)①氯離子可以利用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)。②離子反應(yīng)的本質(zhì)是離子濃度的減小，這說(shuō)明FeO(OH)更難溶，因此FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度。③1mol四氧化三鐵中含有1mol亞鐵離子，亞硫酸鈉的氧化產(chǎn)物是硫酸鈉，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒以及電荷守恒可知Na2SO3還原FeO(OH)生成Fe3O4的離子方程式是SOeq\o\al(2－,3)＋6FeO(OH)=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3O4＋3H2O。【考點(diǎn)】鐵的氧化物【題點(diǎn)】鐵的氧化物與氧化還原的綜合考查課后篇素養(yǎng)形成合格考達(dá)標(biāo)練1.有關(guān)鐵的氧化物的說(shuō)法正確的是()A.Fe3O4是黑色固體,有磁性B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸C.FeO是堿性氧化物,可與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中鐵的化合價(jià)相同答案A解析Fe2O3能溶于酸,B錯(cuò)誤;FeO是堿性氧化物,但不能與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2,C錯(cuò)誤;FeO中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)、Fe2O3中鐵的化合價(jià)為+3價(jià)、Fe3O4中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià),D錯(cuò)誤。2.我國(guó)科學(xué)家參與研制的阿爾法磁譜儀已隨美國(guó)發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛船升入太空,開(kāi)始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”的研究工作。根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)推測(cè)用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3答案C解析根據(jù)磁譜儀所用物質(zhì)具有磁性確定為Fe3O4。3.下列物質(zhì)的顏色和性質(zhì)或用途對(duì)應(yīng)不正確的是()選項(xiàng)物質(zhì)顏色性質(zhì)或用途AFe2O3紅棕色紅色油漆、涂料BFe(OH)2白色易被氧化成灰綠色,一段時(shí)間后有紅褐色物質(zhì)生成CFe(OH)3紅褐色受熱易分解生成紅棕色粉末DFeO黑色不穩(wěn)定,空氣中加熱生成Fe2O3答案D解析FeO不穩(wěn)定,空氣中加熱生成Fe3O4。4.在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述中不正確的是()A.生成物為氫氧化鐵B.該反應(yīng)是化合反應(yīng)C.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D.氫氧化亞鐵作氧化劑答案D解析白色氫氧化亞鐵沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,生成物是氫氧化鐵,故A正確;題述反應(yīng)符合化合反應(yīng)的特征,該反應(yīng)是化合反應(yīng),故B正確;該反應(yīng)中有元素化合價(jià)變化,是氧化還原反應(yīng),故C正確;在4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3中,氫氧化亞鐵作還原劑,O2作氧化劑,故D錯(cuò)誤。5.某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是()A.甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃,且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B.乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵C.丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中,加適量的水,加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)D.丁同學(xué)認(rèn)為試管中濕棉花的作用是產(chǎn)生水蒸氣答案C解析鐵與水蒸氣在高溫條件下可反應(yīng),與液態(tài)水加熱也不反應(yīng)。6.(2020浙江溫州“十校聯(lián)合體”期末聯(lián)考)下列物質(zhì)中,不能由金屬跟非金屬單質(zhì)直接化合得到的是()A.Na2O2 B.NaCl C.FeCl2 D.Fe3O4答案C解析過(guò)氧化鈉可由鈉和氧氣在加熱條件下直接化合得到;氯化鈉可由鈉和氯氣在加熱條件下直接化合得到;氯化亞鐵無(wú)法由金屬跟非金屬單質(zhì)直接化合得到,鐵和氯氣在加熱條件下會(huì)生成氯化鐵;四氧化三鐵可由鐵和氧氣在點(diǎn)燃條件下直接化合得到。7.(2020浙江臺(tái)州高一檢測(cè))某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)A裝置的作用是,B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)D的作用是。

(3)E中的現(xiàn)象是。

(4)A、B兩個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃處的酒精(噴)燈,點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是。

答案(1)產(chǎn)生水蒸氣3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2)吸收未反應(yīng)的水蒸氣(3)黑色固體變?yōu)榧t色,右端管壁有水珠生成(4)A收集H2,并檢驗(yàn)其純度解析(1)B中進(jìn)行的反應(yīng)是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故A為提供水蒸氣的裝置。(2)D的作用是除去未反應(yīng)的水蒸氣,干燥H2。(3)E中反應(yīng)為H2+CuOCu+H2O,故黑色粉末變紅,同時(shí)硬質(zhì)玻璃管右端會(huì)有水珠生成。(4)應(yīng)先點(diǎn)燃A處,若先點(diǎn)燃B處,B中的Fe會(huì)與空氣中O2反應(yīng)生成Fe2O3;點(diǎn)燃E處酒精燈前要收集H2,檢驗(yàn)純度。等級(jí)考提升練8.(雙選)下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述中,不正確的是()A.鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是黑色的Fe2O3B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng),放出的氣體點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲C.鐵與水蒸氣的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)D.常溫下,Fe與H2O不反應(yīng),但在空氣中的O2、H2O共同作用下能發(fā)生反應(yīng)答案AC解析鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不純的H2在空氣中點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;常溫下,鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕,D項(xiàng)正確。9.鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸,過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量氨水,有白色沉淀生成,過(guò)濾,在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止,得到紅棕色殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4答案B解析鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,再與過(guò)量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2,在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為+3價(jià),最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。10.(2020貴州貴陽(yáng)高一檢測(cè))下列敘述中正確的是()A.氫氧化鐵膠體是一種紅褐色沉淀B.氫氧化亞鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水C.氫氧化亞鐵在空氣中放置可轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵D.氫氧化亞鐵在空氣中加熱可分解生成氧化亞鐵和水答案C解析膠體是較穩(wěn)定的分散系,氫氧化鐵膠體不是沉淀,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氫氧化亞鐵溶于鹽酸生成氯化亞鐵,而不是氯化鐵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在空氣中,氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵,C項(xiàng)正確;在空氣中加熱,氫氧化亞鐵可分解,也會(huì)被氧氣氧化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.“秦磚漢瓦”是我國(guó)傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。同是由黏土燒制的磚瓦,有的是黑色的,有的卻是紅色的,你猜測(cè)其中的原因可能是()A.土壤中含有鐵粉、二氧化錳等B.黑磚瓦是煅燒過(guò)程中附著了炭黑,紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料C.土壤中含有的銅元素經(jīng)過(guò)不同工藝煅燒,分別生成了黑色CuO和紅色CuD.土壤中含有的鐵元素經(jīng)過(guò)不同工藝煅燒,分別生成了黑色Fe3O4或FeO和紅色Fe2O3答案D解析黏土中含有鐵元素,在燒制磚瓦時(shí),與O2反應(yīng),生成氧化物,鐵元素的氧化物有3種,FeO與Fe3O4為黑色,Fe2O3為紅棕色,故D項(xiàng)正確。12.(2020陜西西安高一檢測(cè))下列說(shuō)法正確的是()A.把生鐵放置于潮濕的空氣中,鐵表面有一層紅棕色的斑點(diǎn),是生成了Fe(OH)3B.鐵表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化C.將試管①中鐵粉與水蒸氣加熱,試管②中肥皂水冒泡,說(shuō)明鐵與水蒸氣在加熱條件下發(fā)生了反應(yīng)D.Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱(chēng)鐵紅答案D解析紅棕色斑點(diǎn)是Fe2O3·xH2O,A錯(cuò)誤;鐵表面的氧化層疏松,不能阻止鐵的進(jìn)一步氧化,B錯(cuò)誤;因加熱試管①時(shí),試管①中氣體受熱膨脹,在試管②處也會(huì)有氣泡產(chǎn)生,所以試管②中肥皂水冒泡不能說(shuō)明Fe與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng),C錯(cuò)誤。13.(雙選)中科院化學(xué)所研制的晶體材料——納米四氧化三鐵,在核磁共振造影及醫(yī)藥上有廣泛用途。其生產(chǎn)過(guò)程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2OFeOOH納米四氧化三鐵下列有關(guān)敘述不合理的是()A.納米四氧化三鐵具有磁性,可作為藥物載體用于治療疾病B.納米四氧化三鐵可分散在水中,它與FeCl3溶液的分散質(zhì)粒子直徑大小相等C.反應(yīng)①屬于氧化還原反應(yīng)D.反應(yīng)②的化學(xué)方程式是6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2答案BC解析納米四氧化三鐵為磁性納米晶體材料,可作為藥物載體用于疾病的治療,A項(xiàng)正確;納米四氧化三鐵分散在適當(dāng)?shù)姆稚┲行纬傻姆稚⑾祵儆谀z體,不同于溶液中溶質(zhì)粒子的直徑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①生成FeOOH,化合價(jià)未發(fā)生改變,所以不是氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由制備過(guò)程可知,反應(yīng)②的反應(yīng)物為FeOOH和CO,由一種生成物為Fe3O4和質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)為6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2,D項(xiàng)正確。14.(2020甘肅蘭州高一檢測(cè))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與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。(1)實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性的檢查,操作方法是。

(2)圓底燒瓶中盛裝的是水,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(diǎn)燃的順序是。

(4)干燥管中盛裝的物質(zhì)可以是,作用是。

(5)如果要在A(yíng)處玻璃管口處點(diǎn)燃該氣體,