化学必修 第一册第1节 铁的多样性习题课件ppt

第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物

必备知识基础练

1.下列说法不正确的是(　　)

A.Fe在过量O2中燃烧生成Fe2O3

B.Fe与少量的Cl2发生反应生成FeCl3

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上少量沙子,以免炸裂集气瓶

2.下列说法不正确的是(　　)

A.铁的氧化物均为黑色固体,均难溶于水

B.Fe(OH)2在空气中易变质,生成红褐色Fe(OH)3

C.铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的Fe3O4

D.氢氧化亚铁为白色沉淀

3.(2022辽宁鞍山高一期末)关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 (　　)

A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同

B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水

C.铁的三种氧化物,在高温条件下都能被CO还原为Fe

D.四氧化三铁中铁元素有+2价、+3价,它是一种混合物

4.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是(　　)

A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+

B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+

C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+

D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+

5.(2022山西太原高一期末)在钢铁厂的生产中,炽热的铁水所注入的模具内不得留有水,否则二者易发生反应,下列有关该反应的叙述正确的是(　　)

A.发生的反应是Fe+H2O(g)FeO+H2

B.1 mol Fe参加反应,转移2 mol电子

C.常温下铁与水会发生反应

D.该反应属于置换反应

6.如图所示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)

A.①②③④ B.①②③

C.①②④ D.②③④

7.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 (　　)

A.红热的铁在氧气中能够剧烈燃烧,生成的产物为Fe3O4

B.铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3

C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O

D.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

8.把含有氧化铁的铁片投入足量的稀盐酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为(　　)

A.1∶1 B.2∶5 C.4∶1 D.3∶1

9.硫化亚铁(FeS)煅烧得到的烧渣主要成分是FeO、Fe2O3和Fe3O4等,利用该烧渣制备铁红和副产品无氯钾肥(K2SO4)的流程如图1所示:

图1

(1)FeS中铁元素的化合价为　　　　价;烧渣中具有磁性的氧化物是　　　　(写化学式,下同);铁红的主要成分是　　　　,列举它在工业上的一种用途:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)写出滤液1中加入铁粉发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。检验加入铁粉过滤后的滤液2中是否含有Fe3+的试剂是　　　　　　。 

(3)已知几种物质的溶解度曲线如图2所示。(NH4)2SO4溶液中加入KCl后得到无氯钾肥应进行的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥等,趁热过滤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,过滤操作所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还有　　　　。 

图2

关键能力提升练

10.下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)

A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁

B.铁与水蒸气在加热条件下反应的产物为Fe2O3和H2

C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤

D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀

11.(2022辽宁辽阳高一期末)在中学化学中经常提到的铁的氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4,在一定条件下它们之间可以相互转化,在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4。下列有关说法错误的是(　　)

A.热稳定性:Fe3O4>Fe2O3

B.Fe2O3俗称铁红,可作油漆的红色颜料

C.Fe3O4为黑色固体,其中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1∶2

D.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中,铁元素与氧元素的质量比可能为7∶3

12.(双选)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3、少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是(已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀)(　　)

A.铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂

B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀

C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌

D.氧化时不能选用试剂H2O2、NaClO溶液

学科情境创新练

13.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。已知Fe2+在溶液中会生成少量

Fe(OH)2,加酸可抑制这种反应。

方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。

(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入　　　　　　　　　　。 

(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用　　　　　　　的方法。 

(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。

(4)在试管Ⅰ里加入的试剂是　　　　　　　　。 

(5)在试管Ⅱ里加入的试剂是　　　　　　　　。 

(6)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(7)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

参考答案

1.A　Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,A项错误。

2.A　FeO是一种黑色粉末,Fe2O3是一种红棕色粉末,Fe3O4是一种有磁性的黑色晶体。

3.C　FeO中Fe显+2价,Fe2O3中Fe显+3价,Fe3O4中Fe显+2、+3价,A错误;FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物,B错误;铁的三种氧化物都具有氧化性,在高温下可被CO还原为Fe,C正确;Fe3O4中Fe显+2、+3价,但Fe3O4是纯净物,D错误。

4.D　加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,则溶液中一定存在Fe2+,一定不存在Fe3+,由于Mg(OH)2也是白色沉淀,因此无法确定是否存在Mg2+,所以D项正确。

5.D　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A错误;由反应可知,有3 mol Fe参与反应时转移8 mol电子,则1 mol Fe参与反应转移电子为 mol,B错误;常温下铁与水不发生反应,C错误。

6.C　因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应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。①②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中上面的苯阻止了空气进入。

7.A　铁在氧气中燃烧生成的是Fe3O4而不是Fe2O3,所以A项正确;铁是较活泼的金属,但是它与I2反应的生成物为FeI2,所以B项错误;氢氧化铁与氢碘酸反应可以看作是分为两步进行,第一步是氢氧化铁在酸中溶解生成Fe3+,第二步是Fe3+与I-发生氧化还原反应生成Fe2+和I2,所以C项错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,所以D项错误。

8.B　设原混合物中含有Fe的物质的量为x,含有Fe2O3的物质的量为y,根据方程式可知

Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O

y 2y

2FeCl3+Fe3FeCl2

2y         y 3y

Fe+2HClFeCl2+H2↑

x-y                 x-y x-y

则[3y+(x-y)]∶(x-y)=3∶1,解得y∶x=2∶5,B项正确。

9.答案 (1)+2　Fe3O4　Fe2O3　作颜料(合理即可)

(2)2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑

KSCN溶液(合理即可)

(3)防止析出氯化铵　漏斗

解析 (1)FeS中铁元素的化合价为+2价;四氧化三铁为黑色氧化物,可被磁铁吸引,具有磁性;铁红的主要成分是Fe2O3,可作颜料,也可用于炼铁等。

(2)滤液1的主要成分为硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸,则滤液1中加入铁粉发生的反应有2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑;检验Fe3+的试剂一般是KSCN溶液。

(3)分析溶解度曲线可知,趁热过滤的目的是防止氯化铵析出,以得到无氯钾肥;过滤操作所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。

10.C　Fe3O4是一种黑色固体,A错误;铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe3O4和H2,B错误;铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,FeCl3被除去,没有引入新的杂质,C正确;Fe3+与KSCN反应生成的不是沉淀,D错误。

11.D　在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4,则热稳定性:Fe3O4>Fe2O3,A正确;Fe2O3的颜色是红棕色,俗称铁红,可作油漆的红色颜料,B正确;Fe3O4为黑色固体,可以写成FeO·Fe2O3,则+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1∶2 ,C正确;在FeO中,铁元素与氧元素的质量比为7∶2,在Fe2O3中,铁元素与氧元素的质量比为7∶3,则FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中,铁元素与氧元素的质量比可能在7∶2和7∶3之间,D错误。

12.CD　铁红的主要成分是氧化铁,为红棕色,可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂,A项正确;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的沉淀,B项正确;用玻璃棒不断搅拌会破坏氢氧化铁,使一部分氢氧化铁溶解,降低产率,C项错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂,反应原理分别为:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,D项错误。

13.答案 方法一:(1)稀硫酸、铁屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2

方法二:(4)稀硫酸、铁屑　(5)NaOH溶液　(6)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度,当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹　(7)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入

解析 方法一中根据Fe2+易被氧化和题中信息可知,在配制FeSO4溶液时还需加入稀硫酸和铁屑;蒸馏水中若溶有O2,则会加速Fe(OH)2氧化,因此可采用煮沸法除去蒸馏水中溶解的O2。为避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2,可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液方可达到目的。

方法二的原理是利用稀硫酸和铁屑产生氢气,先排出装置中的空气。确定空气完全排出后再夹紧止水夹,通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中去,从而使产生的白色Fe(OH)2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。