考點08鐵及其化合物【核心考點梳理】一、鐵的單質1．鐵的物理性質顏色狀態導電性、導熱性、延展性特性地殼含量銀白色固體良好被磁鐵吸引占第4位2．鐵的化學性質(1)鐵的主要化學性質(2)鐵化學性質的具體表現化學性質化學方程式舉例①Fe與非金屬單質反應eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(2Fe＋3Cl2\o(=,\s\up10(△))2FeCl3,3Fe＋2O2\o(=,\s\up10(點燃))Fe3O4,Fe＋S\o(=,\s\up10(△))FeS))eq\x(\s\up(化合,反應))②Fe與非氧化性酸反應Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑(置換反應)③Fe與鹽溶液反應eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4,Fe＋2AgNO3=FeNO32＋2Ag))eq\x(\s\up(置換,反應))Fe＋2FeCl3=3FeCl2(化合反應)④Fe與氧化性酸反應Fe與足量硝酸溶液反應生成Fe3＋⑤Fe與H2O(g)的高溫反應3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫))Fe3O4＋4H2(置換反應)3．鐵的冶煉①鐵是目前產量最大，使用最廣泛的金屬。春秋初年，我國已掌握冶鐵技術。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。高爐煉鐵是用CO還原鐵礦石(如Fe2O3)，化學方程式為Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋3CO2。【核心歸納】(1)Fe與冷水、熱水不反應，Fe與H2O(g)高溫下反應的產物是Fe3O4，而不是Fe2O3。(2)鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產物是Fe3O4。(3)鐵分別與氯氣和鹽酸反應所得產物中鐵元素的價態不同，Fe與Cl2反應不論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。(4)Fe與Br2反應生成FeBr3，但與I2反應時生成FeI2，通過這一事實可以說明Br2的氧化性比I2強。【典型例題】例1．（2022·江蘇·沛縣教師發展中心高一階段練習）下列說法不正確的是()A．鐵與純氧氣和水蒸氣反應都能生成四氧化三鐵B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應是置換反應C．鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和氫氣D．鐵與鹽酸或水蒸氣反應，都作還原劑【答案】C【解析】據3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up13(點燃))Fe3O4、3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up13(高溫))Fe3O4＋4H2、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑可知A、B、D正確，C項錯誤。例2．（2022·河南·南陽中學高一階段練習）下列有關鐵及其化合物的說法中不正確的是()A．工業上在高溫下用CO還原含Fe2O3的鐵礦石煉鐵B．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4C．工業上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸D．氯化鐵溶液有較強氧化性，故可用作凈水劑【答案】D【解析】常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中發生鈍化現象，阻止反應進行，工業上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸，故C正確；氯化鐵有氧化性，但不是用作凈水劑的原因，凈水是利用鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附懸浮的雜質凈水，故D錯誤。例3．（2022·河南河南·高一階段練習）鐵與水蒸氣反應的實驗裝置如下圖所示，請思考探究下列問題：(1)實驗時，是先加熱濕棉花還是先加熱還原鐵粉。(2)點燃肥皂液時有什么現象。(3)該實驗中濕棉花的作用是。(4)為了加速反應，往往把還原鐵粉分散于石棉絨上，其原因是。(5)寫出該反應的化學方程式，并用雙線橋表示出電子轉移的情況。【答案】(1)先加熱濕棉花，讓水蒸氣充滿裝置(2)有爆鳴聲，也可能燃燒(3)提供水蒸氣(4)增大了水蒸氣與鐵粉的接觸面積。【解析】(1)實驗時，是先加熱濕棉花，讓水蒸氣充滿裝置(2)點燃肥皂液時有爆鳴聲，也可能燃燒(3)該實驗中濕棉花的作用是提供水蒸氣(4)為了加速反應，往往把還原鐵粉分散于石棉絨上，其原因是增大了水蒸氣與鐵粉的接觸面積。二、鐵的重要化合物1．鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱—鐵紅磁性氧化鐵色態黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的價態＋2價＋3價＋2價，＋3價與H＋反應的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O共性高溫時，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質鐵2．鐵的氫氧化物化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解—2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿反應：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關系空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【核心歸納】1．①FeO和Fe3O4與HNO3反應時，除考慮與H＋的反應外，還考慮Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與HI反應時，除考慮與H＋的反應外，還考慮Fe3＋被I－還原為Fe2＋。2．Fe(OH)2制備的三種思維方法(1)有機覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發生反應，如圖1所示。(2)還原性氣體保護法用H2將裝置內的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀，如圖2所示。(3)電解法用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋一層苯(或煤油)，如圖3所示。【典型例題】例1．（2022·河北·唐山市第十一中學高一期中）下列說法正確的是()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應生成Fe(OH)3C．鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2OD．Fe3O4中鐵元素有＋2價和＋3價，Fe3O4是混合物【答案】C【解析】赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，A項錯誤；鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O，C項正確；Fe2O3為堿性氧化物，但不與水反應，B項錯誤；Fe3O4為化合物，不是混合物，D項錯誤。例2．（2022·福建·仙游一中高一期末）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為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2FeO【答案】B【解析】鐵與稀硫酸反應生成FeSO4，再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。例3．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【答案】B【解析】Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，發生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。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。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；③無法避免氧氣與氫氧化亞鐵的反應；④中液面加苯阻止了空氣進入，能較長時間看到白色沉淀，選B。【考點達標針對練】1．（2022·甘肅·岷縣第四中學高一期中）“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【答案】A【解析】抓住題目關鍵信息，“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，根據選項，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選項符合；故答案選A。2．（2022·河南·靈寶市第五高級中學高一階段練習）與用氧化物形式表示復雜硅酸鹽組成相似，復雜金屬氧化物也可以用氧化物形式表示，如四氧化三鐵(Fe3O4)可改寫為FeO?Fe2O3，已知四氧化三鉛(Pb3O4)中鉛的化合價為+2和+4價，其化學式可改寫為A．PbO?Pb2O3 B．2PbO?PbO2 C．Pb2O?PbO3 D．PbO?PbO2【答案】B【解析】已知四氧化三鉛(Pb3O4)中鉛的化合價為+2和+4價，其對應化學式分別為PbO、PbO2，故根據四氧化三鐵的寫法，原子守恒，則Pb3O4化學式可改寫為2PbO?PbO2；故選B。3．（2021·甘肅·高臺縣第一中學高一期中）下列有關Fe的說法中不正確的是A．Fe在潮濕的環境中易生銹B．Fe與少量的Cl2發生反應生成FeCl3C．Fe在過量O2中燃燒反應生成Fe2O3D．Fe在氧氣底部燃燒需要在集氣瓶中放上少量沙子，以免炸裂集氣瓶【答案】C【解析】A．鐵在潮濕的空氣中發生吸氧腐蝕，容易生成鐵銹，正確，A不符合題意；；B．Cl2具有強氧化性，不管Cl2是過量還是少量，Fe與Cl2反應均生成FeCl3，正確，B不符合題意；C．Fe在過量的O2中燃燒生成Fe3O4，而不是Fe2O3，錯誤，C符合題意；D．Fe在氧氣中燃燒生成Fe3O4，同時放出大量的熱，為了防止灼熱的Fe3O4將集氣瓶炸裂，會在集氣瓶的底部放上少量沙子，正確，D不符合題意；答案選C。4．（2022·浙江·杭州四中高一期末）下列有關鐵、鐵礦石與鐵的氧化物的說法正確的是A．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗稱鐵紅B．在自然界中，不可能有游離態的鐵存在C．能通過化合反應制得Fe(OH)3，但不能通過化合反應制得FeCl2D．Fe2O3、FeO都是堿性氧化物，與水反應生成相應的Fe(OH)3和Fe(OH)2【答案】A【解析】A．Fe2O3呈紅棕色，俗稱鐵紅，赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，Fe3O4有磁性，磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，故A正確；B．隕鐵中含有游離態的鐵，故B錯誤；C．鐵和氯化鐵可以化合成氯化亞鐵：Fe+2FeCl3=3FeCl2，故C錯誤；D．Fe2O3、FeO都是堿性氧化物，但它們都不溶于水，不能與水反應生成相應的Fe(OH)3和Fe(OH)2，故D錯誤；故選A。5．（2022·山西·晉中新大陸雙語學校高一階段練習）如圖是鐵與其他物質之間的性質關系(“-”表示相連物質間能發生反應，“→”表示兩種物質間的轉化關系，部分物質和反應條件已略去)，下列有關說法正確的是A．變化①的過程中，固體的質量逐漸減少B．變化②中有銀白色固體析出C．變化③可通過細鐵絲在空氣中燃燒實現D．變化④可能是：【答案】B【分析】由圖可知，反應①為Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，反應②為Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag，反應③為3Fe+2O2Fe3O4，反應④為Fe與非氧化性酸的反應，如Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。【解析】A．根據分析，反應①Fe+CuSO4=FeSO4+Cu中，固體由Fe（相對原子質量為56）變為Cu（相對原子質量為64），固體質量增大，A錯誤；B．根據分析，反應②為Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag，Ag為銀白色固體，B正確；C．鐵絲在空氣中不能燃燒，需在氧氣中燃燒，C錯誤；D．Fe與HCl反應生成FeCl2，D錯誤；故選B。6．（2022·北京四中高一階段練習）下列反應能一步完成的是A．CuO→Cu(OH)2 B．Fe(OH)3→Fe2O3C．SiO2→H2SiO3 D．BaSO4→BaCl2【答案】B【解析】A．氧化銅不能一步轉化為氫氧化銅，A錯誤；B．氫氧化鐵加熱生成氧化鐵和水，B正確；C．二氧化硅不能和水反應，不能一步轉化為硅酸，C錯誤；D．硫酸鋇為難溶于酸的鹽，不能一步轉化為氯化鋇，D錯誤；故選B。7．（2022·山東省單縣第二中學高一期末）部分含鐵物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是A．在水溶液中，a可與e反應生成bB．e只能被還原C．可將e的溶液加入NaOH溶液中制得d(OH)3膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環轉化關系【答案】C【分析】根據含鐵物質的分類與相應化合價關系可知：a是Fe，b是亞鐵鹽，c是Fe(OH)2，d是Fe(OH)3，e是鐵鹽，然后利用物質的性質及轉化分析。【解析】A．在水溶液中Fe與Fe3+會發生反應：Fe+2Fe3+=2Fe2+，A正確；B．e是鐵鹽，是Fe元素的高價態，只能得到電子被還原，B正確；C．向鐵鹽溶液中加入NaOH溶液中，發生復分解反應制得Fe(OH)3沉淀，不是膠體，C錯誤；D．向亞鐵鹽溶液中加入堿，反應制取得到Fe(OH)2，該物質不穩定，容易被空氣中的氧氣氧化產生Fe(OH)3，Fe(OH)3用酸溶解，反應產生鐵鹽，向鐵鹽溶液中加入Fe或Cu具有還原性的物質，反應產生亞鐵鹽，從而可實現b→c→d→e→b的循環轉化關系，D正確；故合理選項是C。8．（2021·廣東·深圳實驗學校高一階段練習）硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質，如下圖。下列說法錯誤的是A．制備堿式硫酸鐵時溫度不宜過高，高溫導致過氧化氫分解B．該溫度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小C．可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被完全氧化D．為防止NH4HCO3分解，生產FeCO3需在較低溫度下進行【答案】C【解析】A．過氧化氫受熱易分解，為了防止高溫導致過氧化氫分解，制備堿式硫酸鐵時溫度不宜過高，故A正確；B．(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能與(NH4)2SO4反應生成(NH4)2Fe(SO4)2，故B正確；C．KSCN溶液遇Fe2+溶液無現象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化則生成Fe3+，KSCN溶液遇Fe3+溶液變紅，KSCN溶液變紅能說明(NH4)2Fe(SO4)2被氧化，但不能證明(NH4)2Fe(SO4)2是否被完全氧化，故C錯誤；D．NH4HCO3不穩定，受熱易分解，所以為防止NH4HCO3分解，生產FeCO3需在較低溫度下進行，故D正確；故答案選C。9．（2022·浙江·高一期末）固體粉末X可能含有Fe、Fe3O4、CuO、MnO2、Na2SO4和Na2SO3中的若干種，為確定該固體粉末的成分，某同學依次進行了以下實驗：①將X加入足量水中，得到不溶物Y和溶液Z；②取少量Y加入足量濃鹽酸，加熱，產生黃綠色氣體，并有少量紅色不溶物；③向Z溶液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加足量稀硝酸沉淀不溶解。分析以上實驗現象，下列結論正確的是A．X中一定不存在Fe3O4 B．Y中不一定存在MnO2C．Z溶液中一定含有Na2SO4 D．不溶物Y中一定含有Fe和CuO【答案】D【分析】由①將X加入足量水中，得到不溶物Y和溶液Z，則不溶物為Fe、Fe3O4、CuO、MnO2中的一種或幾種，Z為Na2SO4和Na2SO3中的一種或幾種；②取少量Y加入足量濃鹽酸，加熱，產生黃綠色氣體，可知氣體為氯氣，一定含MnO2，并有少量紅色不溶物為Cu，則Y中含Fe、CuO；③向Z溶液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加足量稀硝酸沉淀不溶解，白色沉淀為硫酸鋇，因亞硫酸鋇能被硝酸氧化，含Na2SO4和Na2SO3中的一種或兩種，以此來解答。【解析】由上述分析可知：該固體中一定含Fe、CuO、MnO2，含Na2SO4和Na2SO3中的一種或兩種，A．由上述分析可知：不能確定是否含Fe3O4，A不符合題意；B．Y中一定存在MnO2，B不符合題意；C．Z中含Na2SO4和Na2SO3中的一種或兩種，不能確定是否含Na2SO4，C不符合題意；D．由上述分析可知，CuO溶于鹽酸后反應生成CuCl2，Fe與CuCl2發生置換反應生成Cu，Y中一定含有Fe和CuO，D符合題意；故合理選項是D。10．（2022·黑龍江·穆棱市第二中學高一期末）下列有關鐵及其化合物的敘述正確的是A．鐵的氧化物都很穩定B．鐵能和沸水反應生成H2C．高溫下用CO還原鐵的氧化物制鐵D．將飽和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中，可制得Fe(OH)3膠體【答案】C【解析】A．氧化亞鐵具有強的還原性，易被氧化生成氧化鐵，選項A錯誤；B．鐵與沸水不反應，選項B錯誤；C．一氧化碳與鐵的氧化物反應生成二氧化碳和鐵，所以可以用于制備鐵，選項C正確；D．飽和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中生成氫氧化鐵沉淀，得不到氫氧化鐵膠體，選項D錯誤；答案選C。11．（2022·河南省實驗中學高一階段練習）下列物質中，不能通過單質間直接化合制取的是A． B． C．HCl D．【答案】D【解析】A．因為Na和O2化合可生成，所以可以通過單質直接化合制取，選項A不符合；B．因為Fe和O2在點燃條件下化合生成，所以可以通過單質直接化合制取，選項B不符合；C．因為H2和Cl2化合生成HCl，所以HCl可以通過單質直接化合制取，選項C不符合；D．由于Cl2為活潑非金屬單質，具有強氧化性，與單質鐵反應，可以把鐵氧化到最高價，得到FeCl3而不是FeCl2，所以，FeCl2不能通過單質直接化合制取，選項D符合；答案選D。12．（2021·甘肅·高臺縣第一中學高一期中）以下有關鐵的氧化物的敘述中正確的是A．都是煉鐵的原料B．都只有氧化性C．都是不溶于水的黑色固體D．都能與酸反應生成鹽和水，都屬于堿性氧化物【答案】A【解析】A．都能與還原劑CO發生氧化還原反應生成Fe，都是煉鐵原料，故A正確；B．FeO中鐵元素是+2價，四氧化三鐵中的鐵元素有兩個是+3價，一個是+2價，故FeO、四氧化三鐵既有氧化性，又有還原性，故B錯誤；C．常見的鐵的氧化物FeO、Fe3O4都是黑色，但是Fe2O3是紅棕色的物質，俗稱鐵紅，故C錯誤；D．堿性氧化物是能與酸反應生成一種鹽和水，而Fe3O4與酸反應生成Fe2+、Fe3+鹽，不屬于堿性氧化物，故D錯誤；故選：A。13．（2021·甘肅·高臺縣第一中學高一期中）某小組同學利用如圖裝置實驗探究鐵與水的反應，下列敘述錯誤的是A．濕棉花的作用是提供水蒸氣B．點燃肥皂泡，可以檢驗生成的氣體為氫氣C．常溫下鐵與水不反應D．鐵粉與水蒸氣反應，若完全反應，則轉移電子【答案】D【解析】A．濕棉花上含有水分，當加熱時水氣化變為水蒸氣，為與Fe的反應提供反應物，故A正確；B．Fe與水蒸氣在高溫下反應產生的氣體是H2，H2是可燃性氣體，因此可以用火柴點燃肥皂泡，若燃燒，就證明反應產生了H2，故B正確；C．高溫下Fe與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，鐵在常溫下與水不反應，故C正確；D．鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為，氫元素化合價從+1價降低至0價，反應3mol鐵轉移8mol電子，則0.3molFe反應時轉移0.8mol電子，故D錯誤；故選：D。14．（2022·山東師范大學附中高一階段練習）在標準狀況下，將11.2g鐵和9.2g鈉分別與含0.1molH2SO4的溶液反應，則放出H2的體積A．鐵和鈉放出一樣多 B．鐵的多C．鈉的多 D．無法比較【答案】C【解析】n(Fe)==0.2mol，根據Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，Fe完全反應需要0.2molH2SO4，Fe過量，根據硫酸計算，則生成H2為0.1mol，體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L；n(Na)==0.4mol，根據2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑，0.4mol鈉反應需要H2SO4為0.2mol，根據硫酸計算，生成氫氣為0.1mol，消耗鈉0.2mol，剩余鈉0.2mol，過量的Na和水反應，方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，生成氫氣為0.1mol，則共生成H2為0.2mol，體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，則鈉生成氫氣多；故選：C。15．（2022·安徽師范大學附屬中學高一階段練習）下列反應既是離子反應，又是氧化還原反應的是A．二氧化碳通入澄清石灰水中 B．高錳酸鉀受熱分解制氧氣C．鐵在氧氣中燃燒 D．鐵片置于硫酸銅溶液中【答案】D【解析】A．二氧化碳通入澄清石灰水中，生成碳酸鈣和水，發生非氧化還原反應，A不符合題意；B．高錳酸鉀受熱分解制氧氣，屬于氧化還原反應，但不屬于離子反應，B不符合題意；C．鐵在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵，屬于氧化還原反應，但不屬于離子反應，C不符合題意；D．鐵片置于硫酸銅溶液中，發生置換反應，生成硫酸亞鐵和銅，發生氧化還原反應，且在溶液中發生反應，屬于離子反應，D符合題意；故選D。16．（2022·黑龍江·湯原縣高級中學高一期末）下列各圖示中能較長時間看到白色沉淀的是(已知：苯為難溶于水且密度比水小的液體)A．①② B．②④ C．③④ D．①③【答案】AB【解析】①Fe與稀硫酸反應生成的氫氣將裝置內空氣排出，可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，故①選；②Fe與稀硫酸反應生成的氫氣將裝置內空氣排出，且利用氫氣的壓力使硫酸亞鐵與NaOH接觸而反應，可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，故②選；③沒有隔絕空氣，生成的氫氧化亞鐵易被氧化，故③不選；④苯隔絕空氣，可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，故④選；綜上所述AB均符合題意。故選AB。17．現有CuO、FeO、Fe2O3組成的混合物mg，向其中加入100mL1mol·L－1硫酸，恰好完全溶解。若mg該混合物在過量氫氣流中加熱充分反應，則冷卻后剩余固體的質量為()A．(m－0.8)g B．(m－1.2)gC．(m－1.6)g D．無法計算【答案】C【解析】由關系式CuO～CuSO4，FeO～FeSO4，Fe2O3～Fe2(SO4)3可知S的物質的量等于金屬氧化物中O的物質的量，n(S)＝0.1L×1mol·L－1＝0.1mol，所以金屬氧化物中氧元素的質量為0.1mol×16g·mol－1＝1.6g。若將mg原混合物在過量氫氣流中加熱，使其充分反應，冷卻后剩余固體為金屬單質，則金屬質量為氧化物的質量減去氧元素的質量，故冷卻后剩余金屬質量為mg－1.6g＝(m－1.6)g。18．金屬單質A可發生以下反應，試判斷：(1)A、B、C、D、E分別是(寫化學式，B寫主要成分)。A．________、B．________、C．________、D．________、E．________。(2)寫出反應③、④的離子方程式：③___________________________________。④___________________________________。(3)黑色固體C與鹽酸反應的化學方程式為______________________________________________。【答案】(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋CuFe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(3)Fe3O4＋8HCl=2FeCl3＋FeCl2＋4H2O【解析】單質A為Fe，其轉化關系為折19．某同學設計如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請回答：(1)儀器1的名稱______________________。裝置5的作用____________。(2)實驗開始時，關閉K2，打開K1，反應一段時間后，再打開K2，關閉K1，發現3中溶液不能進入4中。請為裝置作一處改進，使溶液能進入4中______________________。(3)裝置改進后，將3中反應后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實驗操作過程分析沒有產生白色沉淀的原因____________________________________________。【答案】(1)滴液漏斗(分液漏斗)液封，防止空氣進入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(3)裝置4【解析】(1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化，故裝置5的作用是通過液封，防止空氣進入裝置4。(2)3中溶液不能進入4中的原因是生成的氫氣沿著導管通過2逸出，三頸燒瓶中無法形成高壓，故只需在2、3之間加一個控制開關。(3)生成灰綠色沉淀說明氫氧化亞鐵被部分氧化，其原因應該是裝置4中的空氣未排盡。20．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。該氧化物又可經過此反應的逆反應生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用下圖所示的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和6mol·L－1鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：(1)實驗進行時，試管A中應加入的試劑是；燒瓶B的作用是；燒瓶C的作用是；在試管D中收集到的是。(2)實驗時，U形管G中應加入的試劑是；分液漏斗H中應加入。(3)兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是(填該儀器對應的字母)。(4)試管E中發生反應的化學方程式是。(5)為了安全，