高中人教版 (2019)第二节 金属材料作业课件ppt

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题组1.铁的存在与铁单质的性质1.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,曰礁,可五日不绝火,煎矿煮石,殊为省力。”下列说法中正确的是(　　)A.《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.铁能在氧气中剧烈燃烧,也能在水蒸气中燃烧D.铁的氧化物都呈黑色
解析 由《物理小识》中记载可知,该冶炼铁的过程是以焦炭作为还原剂来炼铁,A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错误;铁在水蒸气中的反应不是燃烧,C错误;Fe2O3是一种红棕色粉末,D错误。
2.(2024·上海徐汇区检测)铁是一种化学元素,化学符号为Fe,它是地壳中含量较多的元素,由于其良好的机械性能和较低的成本,铁合金(如钢、不锈钢和合金钢)到目前为止仍是最常见的工业金属。铁在一定条件下发生下列反应,所得产物错误的是(　　)
解析 Fe和Cl2反应,由于Cl2为强氧化剂,所以Fe直接被氧化为+3价,得到FeCl3,故A正确;Fe和S反应,S的氧化性不强,只能生成FeS,故B正确;Fe和H2O(g)在高温下反应生成Fe3O4,故C错误;Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,故D正确。
3.某学习小组进行了如图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是(　　)
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C.丙同学认为将少量还原铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
解析 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰,A正确;试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁,B正确;铁与液态水不反应,但能与水蒸气在高温下反应,C错误;用盐酸溶解固体生成物可得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,溶液有颜色,D正确。
题组2.铁的氧化物4.(2024·浙江温州检测)铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如,在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4。下列有关说法正确的是(　　)A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B.热稳定性:Fe2O3>Fe3O4C.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应
解析 FeO为黑色粉末,Fe2O3是红棕色粉末,Fe3O4是黑色晶体,A项错误;在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4,可知热稳定性:Fe2O35.(2024·湖南长沙高一检测)在加热条件下裂解水制氢气的过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.反应Ⅰ的化学方程式是Fe3O4+CO 3FeO+CO2B.反应Ⅱ中FeO表现还原性C.总反应的化学方程式是C+2H2O(g) CO2+2H2D.铁的氧化物是裂解水的催化剂
题组3.铁的氢氧化物的性质及制备6.(2024·河南洛阳高一检测)向下列物质中滴加NaOH溶液先产生白色絮状沉淀,然后迅速变成灰绿色,一段时间后变成红褐色的是(　　)A.FeCl3D.KCl
解析 只有FeSO4和NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,一段时间后变成红褐色,反应的方程式为Fe2++2OH- ══ Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O ══ 4Fe(OH)3。
7.下列关于Fe(OH)2的制备方法最成功的是(　　)A.向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液B.向FeSO4溶液中逐滴加入氨水C.先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀D.取适量新配制的FeSO4溶液置于试管中,再加入一层植物油(密度小于水,且不溶于水),然后将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液
解析 向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成的Fe(OH)2易被氧化,故A不符合题意;向FeSO4溶液中逐滴加入氨水,生成的Fe(OH)2易被氧化,故B不符合题意;长滴管插到FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀,由于没有与空气隔绝,时间稍长白色Fe(OH)2沉淀就会被空气中的O2氧化,故C不符合题意;加入一层植物油,可隔绝空气,然后加入NaOH溶液,在植物油下方可以生成Fe(OH)2沉淀,且能防止Fe(OH)2沉淀被氧化,故D符合题意。
8.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)
A.①②B.①③C.②③D.①②③
解析 因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气。①中是先用生成的H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在H2的保护中,③中液面上方加苯阻止了空气进入;②中由于能接触到空气中的O2,故不能较长时间观察到白色沉淀。
9.(2024·山东聊城高一检测)下列有关铁和铁的化合物的叙述不正确的是(　　)A.铁的化学性质比较活泼,它能与许多物质发生化学反应,因此铁在自然界中只能以化合态存在B.Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化,制备的关键是隔绝氧气D.FeO和Fe2O3都是碱性氧化物
解析 铁虽然化学性质比较活泼,能与许多物质发生化学反应,但是自然界中的陨石中还存在单质铁,A错误;铁红为Fe2O3,B正确;Fe(OH)2在空气中容易被氧气氧化,制备的关键是隔绝氧气,C正确;FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,都能与酸发生反应,分别生成亚铁盐和铁盐,故D正确。
10.下列有关铁及其化合物反应的离子方程式正确的是(　　)A.将Fe3O4加入足量稀硫酸中:Fe3O4+8H+ ══ Fe2++2Fe3++4H2OB.将氧化铁加入稀盐酸中:Fe2O3+6H++2Cl- ══ 2Fe2++Cl2↑+3H2OC.铁粉与稀硫酸反应:2Fe+6H+ ══ 2Fe2++3H2↑D.向氢氧化铁中加入足量稀盐酸:H++OH- ══ H2O
解析 四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水,离子方程式为Fe3O4+8H+ ══ Fe2++2Fe3++4H2O,A正确;氧化铁与稀盐酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+ ══ 2Fe3++3H2O,B错误;铁粉与稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+ ══ Fe2++H2↑,C错误;向氢氧化铁中加入足量稀盐酸,氢氧化铁难溶于水,应写化学式,反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+ ══ Fe3++3H2O,D错误。
11.(2024·辽宁锦州高一检测)物质A~D的转化关系如图所示(部分生成物未标出),下列判断不正确的是(　　)
A.反应①和②是置换反应B.反应②中消耗3 ml A时转移8 ml e-C.红棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料D.FeCl2溶液中含有C杂质可以加入适量Zn除杂
解析 红棕色粉末是Fe2O3,其与气体B在高温下反应产生单质A,则A是Fe,气体B是具有还原性的H2或CO,单质A与水蒸气在高温下反应产生气体B,则B是H2;Fe与Cl2在加热时反应产生固体C是FeCl3,Fe与CuSO4溶液反应产生FeSO4溶液,故D是FeSO4。根据上述分析可知:A是Fe,B是H2,C是FeCl3,D是FeSO4。反应①是Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O,反应的基本类型是置换反应;反应②是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,反应的基本类型也属于置换反应,A正确;反应②的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,3 ml Fe反应时转移8 ml e-,B正确;红棕色粉末是Fe2O3,Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,C正确;C是FeCl3,D是FeSO4,在FeCl2溶液中含有杂质FeCl3,可以通过向其中加入足量Fe粉(发生反应:Fe+2FeCl3 ══ 3FeCl2)除去FeCl3,若加入Zn,会导致FeCl2发生反应,同时还引入杂质离子Zn2+,D错误。
12.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系,下列叙述中正确的是(　　)
A.A为Fe,B为Fe2O3B.C→E发生氧化反应C.④的离子方程式:Fe2++OH- ══ Fe(OH)2↓D.⑥的化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O ══ 4Fe(OH)3
解析 由“红褐色固体”可知,F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,“黑色晶体”B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,故A错误;C→E发生复分解反应,故B错误;④的离子方程式为Fe2++2OH- ══ Fe(OH)2↓,故C错误;⑥的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O ══ 4Fe(OH)3,故D正确。
13.某小组同学为了获取在Fe(OH)2制备过程中沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据,用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去,气密性已检验)。
【实验步骤】①向瓶中加入饱和FeSO4溶液,按图1所示连接装置;②打开磁力搅拌器,立即加入10%的NaOH溶液;③采集瓶内空气中O2含量(质量百分数)和溶液中O2含量(DO)的数据。实验现象:生成白色絮状沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后部分变为红褐色。