人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第一课时学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第一课时学案，共6页。学案主要包含了O2反应的氧化产物为Fe3O4等内容，欢迎下载使用。

第三章 铁 金属材料





第一节 铁及其化合物





课时作业





第一课时 铁的单质





1．下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是( )


A．反应中有氢气产生


B．此反应需在高温下才能发生


C．生成的铁的化合物中铁全部呈＋3价


D．该反应中水作氧化剂


答案 C


解析 铁与水蒸气反应需在高温下进行，生成四氧化三铁和氢气，铁作还原剂，水作氧化剂。





常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。


2．已知钠、铁都能与水反应，下列叙述不正确的是( )


A．它们反应的难易程度不同


B．它们反应的产物不完全相同


C．都需在高温条件下进行


D．反应类型都是置换反应


答案 C


解析 钠、铁都能与水发生置换反应，但二者反应难易程度不同，其产物不完全相同。钠在常温下与冷水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气；铁需在高温下与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气。


3．下列离子方程式书写不正确的是( )


A．铁跟稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑


B．铜片插入硝酸银溶液中：Cu＋Ag＋===Cu2＋＋Ag


C．铁与氯化铜溶液反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu


D．碳酸钙跟稀盐酸反应：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑


答案 B


解析 B项中得失电子不守恒，电荷也不守恒。





铁的还原性


铁是变价金属，与强氧化剂反应生成三价铁，与弱氧化剂反应生成二价铁。


(1)铁与弱氧化剂


如：H＋、Cu2＋、S、I2反应时，被氧化为＋2价。


(2)铁与H2O(g)、O2反应的氧化产物为Fe3O4。


(3)铁与Cl2、Br2等反应时，被氧化为＋3价。


4．将铁屑溶于过量盐酸后，再加下列物质，会有三价铁生成的是( )


A．稀硫酸 B．氯气 C．氯化锌 D．氯化铜


答案 B


解析 Fe溶于盐酸后发生反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，而Fe2＋遇强氧化剂才会生成三价铁。稀硫酸不能把Fe2＋氧化成Fe3＋；氯气能将溶液中的Fe2＋氧化成为Fe3＋；氯化锌、氯化铜溶液中的Zn2＋、Cu2＋有一定的氧化能力，其中Cu2＋可以将金属铁氧化成Fe2＋，但却不能将Fe2＋氧化成Fe3＋，Zn2＋不能氧化Fe2＋。


5．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )


A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3


答案 B


解析 由化学方程式得如下关系：


Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ①


1 ml 1 ml


3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2 ②


3ml 4 ml


①式中3 ml Fe产生3 ml H2，②式中3 ml Fe产生4 ml H2，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，故等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气反应所产生氢气的体积比为3∶4。





6．下列关于铁与水反应的描述中，不正确的是( )


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、CO2共同作用下能与H2O发生反应


答案 A


解析 铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，生成黑色的Fe3O4，A错误；不纯的H2在氧气中点燃时能发出爆鸣声，B正确；该反应为置换反应，属于氧化还原反应，C正确；常温下，铁在潮湿的空气中会被缓慢氧化而生锈，D正确。


7．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是( )


①铁钉表面产生气泡 ②溶液由无色逐渐变为浅绿色 ③铁钉的质量减轻 ④溶液的质量减轻


A．仅②③ B．仅①②④


C．仅①②③ D．①②③④


答案 C


解析 根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，反应过程中铁钉逐渐溶解，铁钉表面产生气泡，溶液变为浅绿色。


8．某学习小组进行了下图所示的实验，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性铁粉放入试管中，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


答案 C


解析 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。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，正确；乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，正确；铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学的观点错误；丁同学认为用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，正确。


9．把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SOeq \\al(2－,4)的物质的量浓度之比为( )


A．1∶4 B．2∶7 C．1∶2 D．3∶8


答案 A


解析 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为n(H2SO4)、n(CuSO4)。


Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Δm(固体质量减少)


1 ml 56 g


n(H2SO4) m1 g


Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Δm(固体质量增加)


1 ml 8 g


n(CuSO4) m2 g


因为剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)，则m1 g＝m2 g，即56×n(H2SO4)＝8×n(CuSO4)，eq \f(nH2SO4,nCuSO4)＝eq \f(8,56)＝eq \f(1,7)，则eq \f(cH＋,cSO\\al(2－,4))＝eq \f(1×2,1＋7)＝eq \f(1,4)。








10．铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。试仿照图中实例在方框内填写物质的化学式并书写化学方程式(要求：所填写的反应物不属于同一类物质，生成物必须填写铁的化合物)。





(1)反应①的化学方程式为______________________________________。


(2)反应②的化学方程式为______________________________________。


(3)反应③的化学方程式为______________________________________。


答案 A．H2O B．Fe3O4 C．HCl D．FeCl2


E．CuSO4 F．FeSO4(答案合理即可)


(1)3Fe ＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2


(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑


(3)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu


解析 金属铁可以与非金属(O2等)、水蒸气、酸(盐酸、硫酸等)以及盐(CuSO4、AgNO3等)发生反应。


11．已知红热的铁能与水蒸气反应生成氢气。现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题。





(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：____________________________。


(2)干燥管C中盛放的药品是________；干燥管的________(填“m”或“n”)端与g导管相连接。


(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。


(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气？简述实验操作步骤和现象： ____________________________________。


(5)若收集到标准状况下的H2 22.4 L，则参加反应的铁粉的质量为________g。


(6)当固体质量增加32 g时，生成H2的质量为________g。


答案 (1)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2


(2)碱石灰(答案合理即可) n


(3)


(4)用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，发出爆鸣声，说明收集到的气体是H2


(5)42 (6)4


解析 (3)考虑到H2的密度比空气小，可采用向下排空气法收集H2。


(4)检验H2可采用“爆鸣”实验。


(5)根据反应方程式3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可得关系式：3Fe～4H2，n(H2)＝eq \f(22.4 L,22.4 L·ml－1)＝1 ml，则n(Fe)＝eq \f(3,4) ml，m(Fe)＝eq \f(3,4) ml×56 g·ml－1＝42 g。


(6)固体质量增加的原因是Fe生成了Fe3O4，增加的质量为氧元素的质量，故生成氢气的质量为m(H2)＝eq \f(32,16)×2 g＝4 g。