新人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料高效作业14第1课时铁和铁的氧化物含解析 练习

第1课时　铁和铁的氧化物

(见学生用书P115)

[A级　新教材落实与巩固]

1．废旧计算机的某些部件含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)等金属，经物理方法初步处理后，与足量稀盐酸充分反应，然后过滤。则剩余的固体中不含有的金属是(　B　)

A．Cu、AgB．Fe、Zn

C．Pt、CuD．Ag、Au

【解析】铁、锌能与稀盐酸反应，而铜、银、铂、金均不能与稀盐酸反应，故剩余的固体中不含有铁、锌。

2．下列关于铁与水反应的描述中，不正确的是(　A　)

A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3

B．红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声

C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应

D．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应

【解析】铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，生成黑色的Fe3O4，A错误；H2在空气中点燃时能发出爆鸣声，B正确；该反应为氧化还原反应，C正确；常温下，铁在潮湿的空气中被缓慢氧化，D正确。

3．下列关于铁的叙述正确的是(　D　)

①铁能被磁铁吸引，且纯铁易锈蚀　②人体的血红蛋白中含有铁元素　③铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧

A．①B．③

C．①②D．②③

【解析】①中纯铁不易被锈蚀；②血红蛋白中含铁元素；③铁在水蒸气中的反应不是燃烧。

4．中国传统文化博大精深，明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载：“煤则各处有之，臭者烧熔而闭之，成石，再凿而入炉，日礁，可五日不绝火，煎矿煮石，殊为省力。”下列说法中正确的是(　A　)

A．《物理小识》中记载的是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁

B．在炼铁的过程中铁元素被氧化

C．现代工业可以采取电解法冶炼铁

D．铁的氧化物都呈黑色

【解析】由《物理小识》中记载可知是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁，A选项正确；在炼铁的过程中铁由化合态转化为游离态，铁元素被还原，B选项错误；铁是中等活泼金属，不能采用电解法冶炼，C选项错误；Fe2O3是一种红棕色粉末，D选项错误。

5．下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　D　)

A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在

B．磁铁矿的主要成分是Fe2O3

C．铁是地壳中含量最多的金属元素，因此在日常生活中应用最广

D．用铁锅炒菜可以使食物中增加微量铁元素

【解析】自然界中，游离态的铁存在于陨铁中，A项错误；磁铁矿的主要成分是Fe3O4，B项错误；地壳中含量最多的金属元素为铝元素，C项错误。

6．下列方案得不到Fe3O4的是(　D　)

A．将FeO放在空气里高温加热

B．将铁丝放在氧气里燃烧

C．将铁丝放在水蒸气里高温加热

D．将铁丝放在潮湿的空气里缓慢生锈

【解析】铁锈的主要成分为Fe2O3。

7．据古代文献记载：“慈石治肾家诸病，而通耳明目。”“慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁。”“慈石”的主要成分是(　D　)

A．铁B．氧化铜

C．氧化铁D．四氧化三铁

【解析】由“色轻紫”“可吸连针铁”可知，“慈石”是四氧化三铁(Fe3O4)，D项正确。

8．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是(　A　)

A．磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体

B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料

C．小苏打：碳酸钠，受热稳定、易溶于水

D．苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸过多

【解析】磁性氧化铁即四氧化三铁，为黑色晶体，A项正确；氧化铁为红棕色固体，俗称铁红，常用作油漆中的红色颜料，B项错误；碳酸钠俗名苏打，碳酸氢钠是小苏打，可以用于治疗胃酸过多，C、D项错误。

9．下列反应只能生成铁的＋3价化合物的是(　C　)

A．少量铁与稀硫酸反应

B．铁丝在氧气中燃烧

C．少量FeCl2溶液中通入过量氯气

D．Fe投入CuSO4溶液中

【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO4，A不符合题意；铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，B不符合题意；少量FeCl2溶液中通入过量氯气生成FeCl3，C符合题意；Fe投入CuSO4溶液中生成FeSO4，D不符合题意。

10．下列关于铁及其化合物的说法中，不正确的是(　C　)

A．金属铁可以被磁铁吸引

B．铁元素有可变化合价

C．铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2

D．铁在潮湿的空气中会生成铁锈

【解析】C项，铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3，错误。

11．某物质由铁和氧两种元素组成，实验测得铁元素与氧元素的质量比为21∶8。关于该物质的下列说法中不正确的是(　C　)

A．铁元素与氧元素的物质的量比为3∶4

B．该物质可能为四氧化三铁

C．该物质一定为四氧化三铁

D．该物质可能为混合物

【解析】由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3∶4，该物质可能为Fe3O4；若FeO与Fe2O3以物质的量比为1∶1混合，混合物中铁元素与氧元素的物质的量比也为3∶4，该物质可能为混合物，C错误。

12．下列说法中正确的是(　D　)

A．铁在干燥的空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4

B．铁在化学反应中可能做还原剂，也可能做氧化剂

C．铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，取出，表面出现红色的铁锈

D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3

【解析】由于空气中的氧气含量较少，所以铁丝在干燥的空气中不能剧烈燃烧，只有在纯氧中才能剧烈燃烧，A项错误；铁作为金属单质，在化学反应中化合价只能升高，做还原剂，B项错误；铁丝跟硫酸铜反应置换出铜，铁丝表面的红色物质是铜，不是铁锈，C项错误；D项正确。

13．下列离子方程式书写正确的是(　B　)

A．Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑

B．Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

C．Na＋2H2O===Na＋＋OH－＋H2↑

D．Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－

【解析】铁与非氧化性酸反应生成亚铁离子和氢气，反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A项错误；Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O符合离子方程式书写原则，B项正确；钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，C项错误；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸为弱酸，应用化学式表示，D项错误。

14．铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，回答下列问题。

(1)下列含铁物质既有氧化性又有还原性的是__C__(填字母)。

A．FeB．FeCl3

C．FeSO4D．Fe2O3

(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是__1～100__nm。

(3)中国古代四大发明之一指南针是由天然磁石制成的，天然磁石的主要成分是__Fe3O4__(填化学式)。

(4)我国早在春秋战国时期就开始生产和使用铁器，写出工业上用赤铁矿为原料炼铁的化学方程式：__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。

【解析】(1)Fe只有还原性，FeCl3、Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价，只具有氧化性，FeSO4中铁元素的化合价为＋2价，既有氧化性又有还原性，故C正确。(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色时，得到氢氧化铁胶体，胶体的粒子直径为1～100nm。(3)四氧化三铁具有磁性，天然磁石的主要成分是Fe3O4。(4)工业上用赤铁矿为原料炼铁的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。

[B级　素养养成与评价]

15．一定条件下，下列选项所示物质间转化均能一步实现的是(　B　)

A．Cl2→HCl→NaClO

B．Na→Na2O2→Na2CO3

C．Cu→CuO→Cu(OH)2

D．Fe→Fe(OH)3→FeCl3

【解析】HCl→NaClO不能一步实现，A不符合题意；Na与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2与CO2反应生成Na2CO3，均可一步实现，B符合题意；CuO→Cu(OH)2不能一步实现，C不符合题意；Fe→Fe(OH)3不能一步实现，D不符合题意。

16．现有A、B、C、D四种物质，它们是Fe、稀盐酸、NaOH溶液、AgNO3溶液四种物质中的一种，它们的反应关系及反应类型如图所示，则物质B为(　B　)

A．FeB．稀盐酸

C．NaOH溶液D．AgNO3溶液

【解析】A和B发生中和反应，则A、B为稀盐酸、NaOH溶液中的一种，B与C发生置换反应，B与D发生复分解反应，Fe与稀盐酸发生置换反应生成FeCl2和H2，则A为NaOH溶液，B为稀盐酸，C为Fe，D为AgNO3溶液。

17．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60.0g沉淀，则该氧化物是(　B　)

A．FeOB．Fe2O3

C．CuOD．Cu2O

【解析】n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.6mol，则该氧化物中n(O)＝0.6mol，m(O)＝0.6mol×16g·mol－1＝9.6g。金属的质量为32g－9.6g＝22.4g，假设为Fe元素，n(Fe)∶n(O)＝∶0.6mol＝2∶3；假设为Cu元素，n(Cu)∶n(O)＝∶0.6mol＝7∶12，故B项正确。

18．医用热敷袋使用时要轻揉，袋内的反应可看作是铁粉、空气和水相互作用，先产生氢氧化亚铁，后转化为氢氧化铁。下列说法错误的是(　A　)

A．这一变化过程的总反应可表示为2Fe＋O2＋H2O===2Fe(OH)3

B．热敷袋放出的热量是由化学反应产生的

C．热敷袋中含铁物质变化过程中，铁元素的化合价呈现了0价、＋2价、＋3价

D．在未使用时，热敷袋中的铁粉与水要分别密封保存

【解析】热敷袋中反应的化学方程式为4Fe＋3O2＋6H2O===4Fe(OH)3，该反应为放热反应，相关含铁物质铁粉、氢氧化亚铁、氢氧化铁中，铁元素的化合价依次为0价、＋2价、＋3价；在未使用时，铁粉与水要分别密封保存，以防过早发生化学反应而失效。

19．我国古代就有湿法炼铜的记载“曾青得铁则化为铜”，反应为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。有关该反应的说法正确的是(　C　)

A．Fe被还原

B．CuSO4发生氧化反应

C．生成1molCu，转移电子数为2NA

D．还原剂与还原产物质量比为8∶7

【解析】氧化还原反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4中，铁元素的化合价升高，铜元素的化合价降低，根据“升失氧还氧，降得还氧还”的原理进行判断。Fe发生氧化反应，被氧化，A错误；CuSO4发生还原反应，B错误；反应过程中生成1molCu转移2mol电子，故生成1molCu，转移电子数为2NA，C正确；还原剂为Fe，还原产物为Cu，化学方程式中它们的化学计量数之比为1∶1，故质量比为56∶64＝7∶8，D错误。

20．常温下，Fe与水不反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。如图所示装置(夹持和固定装置省略)，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答下列问题。

(1)写出该反应的化学方程式：__3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__。

(2)实验前必须对整套装置进行__气密性检查__。

(3)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是__为反应提供水蒸气__；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是__防止暴沸__。

(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是__先点燃酒精灯，产生水蒸气一段时间后再点燃酒精喷灯__。

【解析】(1)铁与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(2)有气体参与的实验，连接好装置，实验前应对装置进行气密性检查。(3)圆底烧瓶中的水在该实验中提供水蒸气，为防止暴沸应在圆底烧瓶中加入碎瓷片。(4)实验时，应先点燃酒精灯，用水蒸气排净装置中的空气，再点燃酒精喷灯。(5)还原铁粉与水蒸气反应生成氢气，在点燃氢气之前应检验纯度，防止发生危险。