化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物课时作业

3.1.1  铁的单质 铁的氧化物 练习（解析版）

1．下列各物质中，不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是（  ）

A．FeS                  B．Fe3O4 C．FeCl2 D．FeCl3

【答案】C

【详解】

A．铁为变价金属，遇到弱氧化剂被氧化为+2价化合物，Fe+SFeS，故A不选；

B．铁和氧气直接反应生成四氧化三铁，3Fe+2O2Fe3O4，故B不选；

C．氯气是强氧化剂氧化变价金属生成高价化合物，铁和氯气化合反应只能生成氯化铁，2Fe+3Cl2 2FeCl3，不能直接生成氯化亚铁，故C选；

D．铁和氯气化合反应只能生成氯化铁，2Fe+3Cl2 2FeCl3，故D不选；

答案选C。

2．将铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是（    ）

A．AgNO3            B．Cu(NO3)2 C．稀H2SO4 D．FeCl3

【答案】D

【详解】

A．Fe置换出Ag，溶液质量减小，故A错误；
B．Fe置换出Cu，溶液质量减小，故B错误；
C．反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误；
D．反应生成氯化亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确；
答案选D。

3．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是

A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气

B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑

C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰

D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度

【答案】B

【详解】

A.装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；

B.Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，B错误；

C.氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C正确；

D.氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确；

故合理选项是B。

4．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FeO

B．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H2

D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来

【答案】C

【详解】

A. 铁与水蒸气反应生成Fe3O4，A错误；

B. 湿棉花的作用提供水蒸气反应物，B错误；

C. 使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2，反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明“铁与水蒸气”反应生成了H2，C正确；

D. 铁粉与水蒸气反应生成的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引，不能分离出铁，D错误；

答案选C。

5．铁不能与冷、热水反应，但能与水蒸气反应。下列说法不正确的是(　　)

A．组装该实验装置用到的玻璃仪器可仅为1个酒精灯、1支大试管和导气管

B．可通过加热湿棉花产生水蒸气

C．可将产物之一通入肥皂液中用燃烧法检验

D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来

【答案】D

【详解】

先对试管中湿棉花加热，当有水蒸气形成时再把酒精灯移到铁粉位置加热，故一个酒精灯、一支大试管和导气管也能完成实验，A、B正确；铁和水蒸气反应生成氢气，通入肥皂液中，用燃烧法检验氢气的存在，C正确；铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也可以被磁铁吸引，不能分离出铁，D错误；

综上所述，本题选D。

6．下列关于物质用途的说法错误的是

A．液氨可用作制冷剂 B．二氧化硫可作食物和干果的防腐剂

C．Fe3O4可用作红色涂料 D．碳酸氢钠可用作面粉发酵

【答案】C

【详解】

A. 液氨气化需要吸收大量的热，使环境温度降低，可用作制冷剂，故正确；

B. 二氧化硫有毒，但可以作红酒抗氧化剂和干果的防腐剂，故正确；

C. Fe3O4是黑色，氧化铁为红棕色，所以氧化铁可用作红色涂料，四氧化三铁不能用作红色涂料，故错误；

D. 碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体，所以碳酸氢钠可用作面粉发酵，故正确。

故选C。

7．关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是(　　)

A．铁元素化合价不完全相同

B．氧元素的化合价完全相同

C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体

D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体

【答案】C

【详解】

铁的三种氧化物中，氧元素的化合价完全相同，都为－2价；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价。氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体；故本题选C。

8．下列说法正确的是

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3

C．铁锈的主要成分是Fe2O3

D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物

【答案】C

【详解】

A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；

B.Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，故B正确；

C.铁锈的主要成分是Fe2O3，故C正确；

D.Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是化合物，故D错误。

故选C。

9．某校研究性学习小组用一些大部分已经锈蚀(成分为 Fe2O3)的废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O)，实验操作过程如下：

已知：杂质不溶于稀硫酸。

请回答下列问题：

（1）步骤①中，稀硫酸与 Fe2O3反应的离子方程式为______，废铁屑用硫酸处理后，还含有不溶性杂质，为获取澄清的A溶液，需进行的操作名称是_________。   

（2）步骤②中溶液A与铁粉反应的离子方程式为________________。

（3）检验溶液 B 中是否还存在杂质金属阳离子的方法是_______。

【答案】Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O    过滤    2Fe3++Fe===3Fe2+ 、2H++Fe===Fe2+ + H2 ↑    取少量B溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液出现血红色，则溶液中仍存在Fe3+；若溶液不变色，则溶液已不含Fe3+。(其他合理答案也可)   

【解析】

（1）步骤①中，稀硫酸与Fe2O3反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，废铁屑用硫酸处理后，还含有不溶性杂质，为获取澄清的A溶液，需进行的操作名称是过滤；
（2）步骤②溶液A中有生成的Fe3+，还有上一步中剩余的H+，与铁粉反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、2H++Fe=Fe2+ + H2 ↑ ；
（3）检验溶液B中是否还存在Fe3+的方法是取少量B溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液出现血红色，则溶液中中仍存在Fe3+，反之不含。

10．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置，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”。请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的反应方程式：______________；并指明该氧化还原反应的还原剂是 ______，氧化剂是______________。

（2）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是 __________ ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，其作用是___________ 。

（3）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ____________，为什么______________。

（4）试管中收集气体是_________，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 _____________ 。

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2     Fe    H2O    提供水蒸气    防暴沸    先点燃酒精灯，后点燃酒精喷灯    原因是用产生的水蒸气将系统内的空气排尽，否则铁与氧气会发生反应    H2    验纯   

【详解】

（1）Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气，反应的方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，Fe元素的化合价升高，H元素的化合价降低，则Fe为还原剂，水为氧化剂；

（2）装置受热后，水转化为水蒸气，则其作用为为实验提供水蒸气；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，可防止液体剧烈沸腾，则其作用为防止暴沸；

（3）点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，排掉硬质玻璃管内空气，为Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气，即先点燃酒精灯，后点燃酒精喷灯；

（4）由发生的反应及干燥可知，最后只收集到H2，氢气属于可燃性气体，氢气不纯加热易引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度。