高中化学第一节 铁及其化合物精品一课一练

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第三章  铁  金属材料第一节  铁及其化合物课时1  铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物（建议时间：30分钟）知识点一  铁的单质1．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是A．质软 B．银白色 C．能导电 D．易生锈【答案】D【详解】物理性质通常包括：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔沸点、导电性、导热性、溶解性等，所以铁质软、银白色、能导电，均为物理性质，而易生锈是指易被氧化，为化学性质；综上所述答案为D。2．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3【答案】D【详解】A．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，但是铜单质不能与稀盐酸反应，故A错误； B．，但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故B错误；C．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故C错误；D．，铝单质与稀盐酸反应生成，故D正确；故答案为D。3．下列说法不正确的是A．Fe在O2中燃烧生成四氧化三铁B．Fe与Cl2发生反应生成氯化亚铁C．Fe在潮湿的环境中易生锈D．Fe在氧气中燃烧需要在集气瓶中放少量沙子，以免炸裂集气瓶【答案】B【详解】A．Fe在O2中燃烧生成黑色四氧化三铁，故A正确；B．点燃条件下，Fe与Cl2发生反应生成氯化铁，故B错误；C．Fe在潮湿的环境中与氧气、水接触易生锈，故C正确；D．Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，并放出大量的热，需要在集气瓶中放少量沙子，以免生成物熔化后溅落炸裂集气瓶，故D正确；选B。4．常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是A．稀硝酸 B．硫酸铜溶液 C．浓硫酸 D．氯化铁溶液【答案】C【详解】A．铁和稀硝酸可以发生反应，不能用铁制容器盛装稀硝酸，故A不选；B．铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制容器盛装硫酸铜溶液，故B不选；C．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象，故铁制容器可以盛放浓硫酸，故C选；D．铁和氯化铁溶液反应氯化亚铁，不能用铁制容器盛装氯化铁溶液，故D不选；答案选C。5．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是A．反应生成FeOB．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2D．用铁丝网罩住酒精灯的火焰是防止风把火焰吹灭【答案】C【详解】A．还原铁粉与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4和H2，A错误；B．湿棉花的主要作用是在加热条件下产生水蒸气，B错误；C．H2可以使肥皂液形成肥皂泡，因此肥皂液的主要作用是检验生成的H2，C正确；D．铁丝网罩的作用是集中火焰，提高火焰温度，D错误；故合理选项是C。6．把铁片投入到下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是（    ）A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液【答案】C【解析】A. 铁与硫酸亚铁不反应，铁皮质量不变，故A错误；B. 根据化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，假设56g铁完全反应，则生成2克氢气，溶液质量增加54克，铁片质量减少56g，但有气体生成，故B错误；C. 铁与硫酸铁溶液反应，铁片质量减少，没有气体生成，故C正确；D. 根据化学方程式Fe+2AgNO3═Fe( NO3)2+2Ag，假设56g铁完全反应，则生成216g银，铁片质量增加160g，故D错误；故选：C。7．某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题：（1）硬质试管中湿棉花的作用是___________________________________。（2）铁与水蒸气的反应中，氧化剂是_______________（填化学式，下同），还原剂是_________________。（3）该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设：假设1：只有Fe；假设2：只有_______________（填化学式）；假设3：既有Fe也有Fe3O4。（4）为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，假设__________（填“1”“2”或“3”）正确：【答案】（1）提供反应需要的水蒸气    （2）        （3）    （4）3    【解析】（1）硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气；（2）根据化学方程式：可知，在反应中失去电子作还原剂，在反应中得到电子，作氧化剂；（3）若没有反应，则固体物质为；若部分反应，则固体物质为与的混合物；若全部反应，则固体物质为；（4）若完全反应，应得到，其质量约为，而实验测得反应后固体物质的质量为，说明部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为和的混合物，假设3正确。知识点二  铁的氧化物8．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是（    ）A． B． C． D．【答案】C【解析】叫磁性氧化铁，具有磁性，制指南针的磁石的主要成分是，C答案选C。 9．下列化合物中，含铁量最高的是A． B． C．FeO D．FeS【答案】C【详解】将上述化合物FeO、和变成含一个Fe原子的形式，则分别为：FeO、、；硫的相对原子质量为32，氧的相对原子质量为16，则可以将FeS看作；与Fe原子结合的O原子个数越少，Fe的质量分数越大，由此可得：FeO中Fe原子结合的O原子个数最少，因此Fe元素的质量分数最大，故选：C。10．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是A．磁性氧化铁：氧化铁，为黑色晶体 B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料C．生石灰：氧化钙，可作干燥剂 D．双氧水：过氧化氢，是离子化合物【答案】C【详解】A．磁性氧化铁为四氧化三铁，A错误；B．铁红为氧化铁，B错误；C．生石灰即氧化钙，可以吸水作干燥剂，C正确；D．过氧化氢为只含共价键的共价化合物，D错误；综上所述答案为C。11．下列说法正确的是A．赤铁矿的主要成分是B．为碱性氧化物，可与水反应生成C．铁与水蒸气在高温下反应生成和D．是混合物【答案】C【详解】A．赤铁矿的主要成分是，故A错误；B．为碱性氧化物，但它不与水反应，故B错误；C．铁与水蒸气在高温下反应生成和，故C正确；D．有固定的组成，是纯净物，故D错误。综上所述，答案为C。12．某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是A．氢氧化铁和硫酸 B．铁和盐酸 C．氧化亚铁和盐酸 D．氧化铁和盐酸【答案】D【详解】A．氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，而不是氯化铁，错误；
B．铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而不是氯化铁，错误；
C．氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，而不是氯化铁，错误；
D．氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，可以制备氯化铁溶液，正确；
故选D。13．下列说法正确的是A．铁与酸反应一定生成盐和氢气B．铁与氯气反应的产物与二者的量有关C．铁的氧化物属于金属氧化物，也属于碱性氧化物D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，故其一定是氧化还原反应【答案】D【详解】A．铁与硝酸反应生成硝酸盐和氮的氧化物，故A错误；B．铁与氯气反应的产物与二者的量无关，只生成氯化铁，故B错误；C．铁的氧化物属于金属氧化物，但Fe3O4不属于碱性氧化物，故C错误；D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，有化合价变化，因此其反应一定是氧化还原反应，故D正确。综上所述，答案为D。14．铁红(Fe2O3)是一种常见颜料，用废铁屑(主要含铁，还含有少量Fe2O3)制取铁红的工艺如下：(1)写出废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式：___________。(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是___________。(3)“沉淀”所得固体为FeCO3，检验FeCO3“洗涤”是否完全的方法是___________。(4)“煅烧”时FeCO3与O2反应的物质的量之比为___________。【答案】Fe2O3＋6H＋＝3H2O＋2Fe3＋    废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋    取最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗涤完全    4∶1    【分析】废铁屑中的Fe、Fe2O3与硫酸反应，得到硫酸铁、硫酸亚铁溶液，多余铁与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁溶液，再加入碳酸钠产生FeCO3沉淀，过滤出沉淀、水洗后，在空气中煅烧得到氧化铁。【详解】(1)废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式：Fe2O3＋6H＋＝3H2O＋2Fe3＋。(2)铁和硫酸铁反应得到硫酸亚铁，故“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+，则答案为：废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋。(3)硫酸亚铁溶液中加碳酸钠产生FeCO3 “沉淀”，检验FeCO3“洗涤”是否完全，只要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子即可，方法是：取最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗涤完全。(4)空气中“煅烧”时，FeCO3与O2反应生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为，故FeCO3与O2物质的量之比为4:1。知识点三  铁的氢氧化物15．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为( )A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3【答案】B【解析】因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O。故答案选B。16．下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是A．在 FeCl2 溶液上加一层苯，然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下，慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸)B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水C．在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的 NaOH 溶液D．在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉【答案】A【详解】A．溶液配制的蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，加一层苯隔绝空气，可以得到白色纯净的 Fe(OH)2，故A正确； B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水，溶液配制蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，故B错误；C．没有排除溶液中的溶解氧，也没有防止Fe(OH)2被氧化的保护措施，故C错误；D．氢氧化铁固体不与铁粉反应,则该方法无法获得纯净的氢氧化亚铁，故D错误；故答案为A。17．下列反应中不涉及铁元素价态变化的是A．用铁粉除去溶液中的少许杂质B．铁在氧气中燃烧C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解【答案】D【详解】A. 铁粉可将还原为，元素价态发生了变化，A项不符合题意；B. 在氧气中燃烧，生成，元素价态发生了变化，B项不符合题意；C. 具有还原性，在空气中发生反应，元素价态发生了变化，C项不符合题意；D. 受热分解：，元素价态没有发生变化，D项符合题意；故选D。18．（2020·江苏省白蒲高级中学高一期末）下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④【答案】B【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。答案选B。19．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验药品：铁屑、稀H2SO4溶液和NaOH溶液。 填写下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_______。(2)实验开始时应先将弹簧夹E_______(填打开"或“关闭")，其目的是_______。(3)反应结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，可观察到的现象为_______，写出有关反应的化学方程式：_______。【答案】铁屑    打开    让生成的氢气排走装置和溶液中的空气    白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色    4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3    【详解】(1)制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，需先制取氢氧化亚铁，需用Fe和稀H2SO4反应制H2，关闭活塞E，导致A装置中压强增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成Fe(OH)2，所以A中应预先加入的试剂是Fe，稀硫酸通过分液漏斗加入，铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。B中盛有一定量的NaOH溶液；(2)Fe(OH)2具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化，实验开始时应先将活塞E打开，让生成的H2排走装置和溶液中的空气，并且通过出气口排出，使Fe(OH)2不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的；(3)实验结束后，拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3，因此看到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。