本发明公开了一种铁钨复合氧化物,包括铁、钨、氧三种元素成分,Fe和W在复合氧化物中高度分散,Fe和W的摩尔比为5.8-12.9 : 1,优选6.8 : 1。本发明铁钨复合氧化物具有全部或部分的立体片花状形貌,所述片花状结构由多片花瓣组成。本发明还公开了该铁钨复合氧化物的制备和应用。本发明制备方法简单易行,采用的前驱物为硫酸盐和钨酸盐等常用金属盐,成本低,易于获得,便于实现工业化生产。所得的片花状结构的铁钨复合氧化物作为脱硝催化剂具有高的催化活性和N2选择性,温度范围宽,抗二氧化硫和水中毒能力强,可用于固定源烟道气、柴油车尾气和贫燃汽油机尾气中氮氧化物的净化或消除。