化学必修 第一册第一节 铁及其化合物一课一练

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第三章  铁  金属材料

第一节  铁及其化合物

课时1  铁及其氧化物、氢氧化物

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。

3．在一定条件下，下列物质能将铁元素从0价转变为+3价的是

A．氯气 B．硫酸铜溶液 C．盐酸 D．氢氧化钠

【答案】A

【详解】

A．氯气具有强氧化性，与Fe反应生成FeCl3，能够将铁元素从0价转变为+3价，故A选；

B．Fe与硫酸铜反应生成FeSO4和Cu，将铁元素从0价转变为+2价，故B不选；

C．Fe与盐酸反应生成FeCl2，将铁元素从0价转变为+2价，故C不选；

D．Fe与氢氧化钠不反应，不能将铁元素从0价转变为+3价，故D不选；

故选A。

4．铁片放入下列某溶液中，铁片溶解而且溶液质量增加，也无气体产生，此溶液是

A．稀H2SO4 B．AgNO3 C．Fe2(SO4)3 D．CuSO4

【答案】C

【详解】

A．铁片放入稀H2SO4，铁片溶解，溶液质量增加，放出氢气，故A不符合题意；

B．铁片放入AgNO3，铁片溶解，生成银单质，根据溶解56g铁生成216g银可以推断，溶液质量减小，故B不符合题意；

C．铁片放入Fe2(SO4)3，铁片溶解，反应生成硫酸亚铁，溶液质量增加，且无气体生成，故C符合题意；

D．铁片放入CuSO4，铁片溶解，生成铜单质，根据溶解56g铁生成64g铜可以推断，溶液质量减小，故D不符合题意。

综上所述，答案为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．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．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。

7．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。

8．铁及其化合物应用广泛，下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是

A．自然界中的铁单质主要来自陨石

B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3)

C．氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质

D．配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化变质

【答案】B

【详解】

A．自然界中的铁单质主要来自陨石中的陨铁，A正确；

B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为四氧化三铁，化学式为Fe3O4，B错误；

C．氢氧化亚铁是一种白色难溶物质，Fe元素化合价为+2价，具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化产生红褐色的Fe(OH)3，C正确；

D．由于溶液中含有的Fe2+具有强的还原性，容易被溶解在溶液的氧气氧化产生Fe3+，加入Fe粉能够使Fe3+变为Fe2+，故配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉，D正确；

故合理选项是B。

9．许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原性铁粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的还原性铁粉往往会变成红棕色(主要成分是Fe2O3)。下列说法正确的是

A．还原性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应

B．富脂食品长时间放置易被还原

C．还原性铁粉溶入稀盐酸中得到的溶液可以腐蚀铜制线路板

D．如果在包装盒内放入Fe2(SO4)3，也可起到与铁粉同样的作用

【答案】A

【详解】

A．还原Fe粉与食品包装袋中的O2反应产生红棕色的Fe2O3，在反应过程中Fe元素化合价升高，失去电子，被氧化，因此铁粉发生了氧化反应，A正确；

B．富脂食品长时间放置易被包装袋中的残留的氧气氧化，而不是被还原，B错误；

C．还原性铁粉溶入稀盐酸中，二者反应产生FeCl2，FeCl2的氧化性比较弱，不能与Cu反应，因此得到的溶液不能作铜制线路板的腐蚀液，C错误；

D．Fe2(SO4)3只有氧化性，不具有还原性，因此若包装盒内放入在Fe2(SO4)3，不能起到与铁粉同样的作用，D错误；

故合理选项是A。

10．在加热条件下铁粉可与水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32g，则参加反应的铁粉的物质的量是（    ）

A．0.5mol B．1mol C．1.5mol D．0.2mol

【答案】C

【详解】

根据可知，固体增加的质量为氧元素的质量，。

11．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。

12．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是

A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸

B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气

C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内

D．产生Fe（OH）2沉淀后，不能震荡试管

【答案】C

【解析】【分析】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，由于Fe（OH）2有强还原性，极易被氧化，故在制取的过程中的关键是要防氧化，据此分析。

【详解】A.FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe（OH）2的生成在无氧的环境里，故A正确；

B.在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；

C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气，故C错误；

D.产生Fe（OH）2沉淀后，若震荡试管，会增大沉淀与空气的接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。

【点睛】Fe（OH）2固体、FeCl2溶液和Fe（OH）2胶体制备均需要保持无氧的环境，所用到的试剂需要现配现用，在制备过程中常加入隔氧剂（苯、汽油、植物油等比水轻的有机溶剂）隔绝氧气。

13．下表是有关反应的离子方程式及对离子方程式的评价，其中评价正确的是

【答案】A

【详解】

A．铁粉与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，A正确；

B．氧化铁与稀盐酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，所给方程式不符合客观事实，该评价不合理，B错误；

C．铁粉与稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，评价不合理，C错误；

D．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，评价不合理，D错误；

答案为A。

14．（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。

15．两种金属混合粉末15g，与足量的盐酸反应时生成11.2L H2（标况下），符合上述情况的金属混合物是（   ）

A．Mg、Fe B．Zn、Ag C．Fe、Zn D．Mg、Al

【答案】A

【解析】

11.2L氢气的物质的量为：n==0.5mol，假设金属都为+2价，则金属混合物的平均摩尔质量为：=30g/mol，A．Mg的相对原子质量为24，Fe的相对原子质量为56，平均摩尔质量可能为30g/mol，选项A正确；B．Zn的相对分子质量为65，Ag与盐酸不反应，生成0.5mol氢气所以Zn的质量为0.5mol×65g/mol=32.5g，大于15g，不符合题意，故B错误；C．Zn的相对分子质量为65，Fe的相对原子质量为56，平均摩尔质量大于30g/mol，选项C错误；D．Mg的相对原子质量为24，当Al的化合价为+2价时，可看成其相对原子质量为：×2=18g/mol，镁和铝的摩尔质量都小于30g/mol，故D错误；答案选A。

点睛：本题考查混合物的计算，题目难度中等，本题利用平均值法计算，注意化合价与相对原子质量的关系，明确平均摩尔质量法在计算金属与酸的反应中的应用。假设金属都为+2价，根据摩尔质量的表达式M=计算金属混合物的平衡摩尔质量，利用平均值法对各选项进行判断，注意金属铝转化成+2价时的摩尔质量为：×2=18g/mol。

16．相同质量相同形状的铁和锌，分别与等质量，等浓度的稀盐酸反应，产生氢气的量与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．乙表示锌与盐酸的反应

B．锌可能与盐酸恰好完全反应，而铁有剩余

C．两个反应消耗金属的质量相等

D．所得溶液的质量相等

【答案】B

【解析】【分析】根据方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2可知65gZn完全反应可以消耗36.5gHCl，产生2g氢气；根据方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2可知56gFe完全反应可以消耗36.5gHCl，产生2g氢气。

【详解】A．锌比铁活泼，反应速率更快，所以甲表示锌与盐酸的反应，乙表示铁与盐酸的反应，故A错误；

B．据图可知最终产生的氢气的质量相等，则消耗的盐酸的质量相等，则消耗的锌的质量多，铁的质量少，根据“等质量的锌和铁”可知铁有剩余，故B正确；

C．根据B选项分析可知消耗的锌的质量多，铁的质量少，故C错误；

D．生成的氢气质量是相等的，则参加反应的盐酸的质量也是相等的，无剩余，铁消耗得少、锌消耗得多，所得溶液的质量不相等，故D错误；

综上所述答案为B。

17．某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。

(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应，方法如图。该方法能观察到白色的Fe(OH)2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：___(用化学方程式表示)。

(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)：

①实验i、ii、iii的目的是___。

②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是___。

③由绿矾晶体(FeSO4•7H2O)固体配制250mL0.10mol•L-1FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、___。以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是___。

A．容量瓶中原有少量蒸馏水

B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中

C．定容时俯视刻度线

D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线

(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是___。

【答案】4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3    探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响    沉淀持续时间t：v>iv>ii    胶头滴管    BD    有红褐色沉淀生成，有气体放出   

【详解】

(1)FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(2) ①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是：探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响；

②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是：沉淀持续时间t：v>iv>ii；

③配制一定物质的量浓度溶液配制的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、胶头滴管；

A．定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中原有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选；

B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选；

C．定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据可知溶液浓度偏高，C不选；

D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选；

故选：BD；

(3) Na2O2和水反应生成NaOH和O2，NaOH再和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2中，由于Na2O2过量，则Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，观察到的现象是有红褐色沉淀生成，有气体放出。