人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第1课时课后练习题

第三章　铁　金属材料

第一节　铁及其化合物

第1课时　铁的单质　铁的氧化物

课后训练·巩固提升会应用

必备知识基础练

1.(2021辽宁1月合格考)人体血液中如果缺乏亚铁离子,就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是(　D　)

A.铁粉具有还原性

B.铁是人体必需的微量元素

C.亚铁盐溶液呈浅绿色

D.Fe+2H+Fe3++H2↑

解析铁粉与胃酸发生反应:Fe+2HClFeCl2+H2↑,离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,铁粉作还原剂,表现还原性,A正确,D错误;铁在人体中属于微量元素,缺铁易造成缺铁性贫血,B正确;含Fe2+的亚铁盐溶液呈浅绿色,C正确。

2.(2021山东6月合格考)下列有关铁及其化合物的说法错误的是(　B　)

A.陨铁中存在游离态的铁

B.铁能与水蒸气反应,生成氧化铁和氢气

C.铁的氧化物都不溶于水,也不与水反应

D.四氧化三铁与稀盐酸反应生成两种盐

解析游离态的铁主要存在陨铁中,A正确;铁能与水蒸气反应,生成四氧化三铁和氢气,B错误;铁的氧化物性质稳定,不溶于水,也不与水反应,C正确;四氧化三铁与稀盐酸反应生成FeCl2、FeCl3两种盐,D正确。

3.(2022广东佛山高一期末)古籍中记载“曾青得铁则化为铜,外化而内不化”,下列说法正确的是(　A　)

A.“外化”时发生了氧化还原反应

B.“化为铜”表明铁转化为铜

C.“内不化”是因为内部的铁活泼性较差

D.反应中溶液由蓝色转化为黄色

解析“曾青得铁则化为铜”,反应的离子方程式为Fe+Cu2+Cu+Fe2+,铁元素、铜元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,A正确;“化为铜”表明铜离子转化为铜,B错误;“内不化”是因为生成的铜覆盖在铁的表面,反应一段时间后,会阻止内部的铁继续反应,C错误;反应中溶液由蓝色转化为浅绿色,D错误。

4.(2022北京顺义区高一期末)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 (　B　)

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+3H2O(g)Fe2O3+3H2

C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰

D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度

解析装置A中酒精灯加热水,不断产生水蒸气,A正确;装置B中铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,B错误;装置C中盛有干燥剂,用于吸收未反应的水蒸气,可以是碱石灰、无水氯化钙等,C正确;装置D用于收集H2,点燃前要先检验H2的纯度,D正确。

5.(2022浙江台州高一期末)关于铁及其化合物的叙述不正确的是(　A　)

A.铁不溶于水,也不与水反应

B.FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物

C.可以用丁达尔效应区别Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液

D.氧化铁是红棕色粉末,可作油漆、涂料的红色染料

解析红热的铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,A错误。

6.(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(　D　)

A.热稳定性:Fe3O4>Fe2O3

B.Fe2O3俗称铁红,可作油墨的红色颜料

C.Fe3O4为黑色晶体,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

解析在超过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,可作油墨的红色颜料,B正确;Fe3O4为黑色晶体,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在7∶2和7∶3之间,D错误。

7.(2022北京东城区高一期末)某同学探究铁与水蒸气的反应,进行了如下实验:

下列说法中不正确的是(　C　)

A.点燃酒精灯的顺序是先a后b

B.湿棉花的作用是提供水蒸气

C.由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应

D.不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来

解析实验时,先点燃a处酒精灯,加热湿棉花产生水蒸气,再点燃b处酒精灯加热还原铁粉,以防止铁粉被装置内空气中O2氧化,A、B正确;加热时a处产生水蒸气,且装置内空气受热膨胀,故由肥皂液冒气泡不能证明铁与水蒸气发生了反应,C错误;铁与水蒸气反应生成Fe3O4,铁粉和Fe3O4都能被磁铁吸引,故不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来,D正确。

关键能力提升练

以下选择题有1~2个选项符合题意。

8.(2022辽宁凌源高一期末)w g铁粉与含有H2SO4的CuSO4稀溶液完全反应后,得到w g铜,则参与反应的H2SO4与CuSO4的物质的量之比为(　A　)

A.1∶7 B.7∶1

C.7∶8 D.8∶7

解析铁粉与含有H2SO4的CuSO4稀溶液发生反应:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4FeSO4+Cu。据题意可知,参与反应的铁粉的质量等于生成铜的质量,设H2SO4与CuSO4的物质的量分别为x、y,则有:56 g·mol-1×(x+y)=64 g·mol-1×y,解得x∶y=1∶7,故参与反应的H2SO4与CuSO4的物质的量之比为1∶7。

9.(2022广东湛江高一期末)用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法正确的是 (　BC　)

A.实验时,先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯

B.装置b发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

C.干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙

D.收集反应产生的气体选用装置d

解析实验时,先点燃酒精灯,用水蒸气排出装置中的空气,再点燃酒精喷灯,A错误;铁粉与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,B正确;固体干燥剂用于除去未反应的水蒸气,故可选用碱石灰或无水氯化钙,C正确;氢气的密度小于空气,要采用向下排空气法收集,故应选用装置c,D错误。

10.(2022四川南充高一期末)在CuO和Fe粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉并无任何变化。根据上述现象,确定下面结论正确的是(　B　)

A.不溶物一定是Cu

B.不溶物一定含有铜,但不一定含有铁

C.不溶物一定是Fe

D.溶液中一定含有Fe2+,但不一定含有Cu2+

解析向CuO和Fe粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,可能发生的反应有:CuO+H2SO4CuSO4+H2O、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4FeSO4+Cu。当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉无任何变化,说明滤液中不含H2SO4和CuSO4,滤液是FeSO4溶液,不溶物一定含有铜,可能含有铁。

11.(2022山东菏泽高一期末)某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验,虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是(　BC　)(提示:Fe+2Fe3+3Fe2+)

A.实验后,装置B中生成红棕色固体

B.虚线框C处应该选择装置乙

C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,可观察到铜丝由黑变红

D.实验后,将装置B中的固体溶于足量稀硫酸,所得溶液中一定含有Fe3+

解析铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4固体,A错误;氢气的密度小于空气的密度,故虚线框C中应选择装置乙,B正确;实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,H2将CuO还原为Cu,观察到铜丝由黑变红,C正确;实验后,将装置B中的固体溶于足量稀硫酸,由于可能发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,故所得溶液中不一定含有Fe3+,D错误。

12.(2022山西怀仁高一期末)铁粉具有平肝镇心、消痈解毒之功效,主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验生成物,实验装置如图。下列说法不正确的是              (　BD　)

A.通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢

B.装置①的作用是用于吸收挥发出的H2SO4

C.装置②③中的药品可分别是无水硫酸铜、无水氯化钙

D.无须加③装置

解析分液漏斗带有活塞,可通过控制滴加稀硫酸的速率来控制反应的快慢,A正确;稀硫酸难挥发出H2SO4,Zn与稀硫酸反应生成H2中混有水蒸气,装置①中盛有浓硫酸,用于干燥氢气,B错误;装置②中盛有无水硫酸铜,用于检验Y中反应生成的H2O(g),装置③中盛有无水氯化钙,防止④中水蒸气进入装置②,影响H2O(g)的检验,故③不能省略,C正确,D错误。

学科素养拔高练

13.(2022江苏淮安高一期末)量取8.0 mL 5.0 mol·L-1硫酸,加蒸馏水稀释至100 mL,取两份稀释后的硫酸各25 mL,分别加入等质量的Zn和Fe,相同条件下充分反应,产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。下列说法正确的是(　C　)

A.稀释后硫酸的物质的量浓度为0.04 mol·L-1

B.加入Fe的质量至少有0.56 g

C.反应过程中铁粉过量

D.金属Zn与硫酸反应转移电子数为0.01NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)

解析8.0 mL 5.0 mol·L-1硫酸稀释到100 mL,据稀释定律可得:8.0 mL×5.0 mol·L-1=100 mL×c(H2SO4),则有c(H2SO4)=0.4 mol·L-1,A错误;25 mL稀释后溶液中含有H2SO4的物质的量为0.4 mol·L-1×25×10-3 L=0.01 mol,题图中反应生成标准状况下224 mL(即0.01 mol)H2,则H2SO4完全反应,反应消耗0.01 mol Zn和0.01 mol Fe,其质量分别为0.65 g和0.56 g,由于加入等质量的Zn和Fe,则加入Fe的质量至少为0.65 g,B错误;反应过程中铁粉过量,锌粉恰好反应或有剩余,C正确;金属Zn与稀硫酸反应生成0.01 mol H2,则转移电子数为0.02NA,D错误。