化学第一节 铁及其化合物学案及答案

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3.1.1铁及其化合物-同步学习必备知识
铁及其化合物(1)

一、铁单质

二、铁的重要化合物


例题1、
1．互联网上报道：目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血。这里的“铁”是指
A．铁元素 B．铁单质 C．四氧化三铁 D．三氧化二铁
例题2、
2．下列物质之间的转化，不能一步实现的是（    ）
A．Na→NaHCO3 B．Fe→FeCl2 C．HCl→Cl2 D．MgO→MgCl2
例题3、
3．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法不正确的是（    ）

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中发生反应的化学方程式是
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
随练1、
4．不能由两种单质直接化合而成的是（    ）
A．FeCl3 B．Na2S C．CuS D．SO2
随练2、
5．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解且溶液质量减小，没有气体生成，此溶液是(　　)
A．FeSO4 B．H2SO4 C．Fe2(SO4)3 D．CuSO4
随练3、
6．下列溶液中加入铁粉，不能发生化学反应的是
A．NaHCO3 B．FeCl3
C．CuSO4 D．NaHSO4
随练4、
7．某实验小组在实验室做关于铁及其化合物的性质验证实验。
(1)实验一：将铁丝在氧气燃烧。
写出反应方程式_______。
(2)实验二：铁与水蒸气反应

实验现象为_______；方程式为_______
(3)实验三：氢氧化亚铁制备
将NaOH溶液滴入FeCl2溶液，写出离子方程式_______，在实验过程中发现生成的白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色，原因是_______(用化学用语表示)
(4)实验四：Fe2＋与Fe3＋转化
给FeCl3溶液加入铁屑，溶液颜色变淡，写出反应过程的离子方程式_______，将FeCl2溶液酸化后振荡，一段时间溶液变为黄色，写出反应过程的离子方程式_______。
(5)磁性氧化铁的制备：(Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH-=Fe3O4＋4H2O)
取一定量的FeCl3溶液分为a、b两份，在a中加入足量铁粉，过滤。将滤液与b溶液混合，调整pH为12，微热即可得磁性氧化铁。在制备中溶液体积比a︰b=_______。

例题1、
8．下列物质的应用中，利用了氧化还原反应的是
A．双氧水作消毒剂 B．生石灰作干燥剂
C．碳酸氢钠作膨松剂 D．氧化铁作红色颜料
例题2、
9．对某溶液中可能存在的离子进行检验，下列方法正确的是
A．滴加溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有
B．滴加溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有
C．滴加溶液生成红褐色沉淀，说明原溶液中有
D．滴加稀溶液生成无色气体，说明原溶液中有
例题3、
10．现有下列4种与生产生活相关的物质
① 碳酸氢钠     ②浓硫酸      ③ 氧化铁       ④次氯酸钠
请回答：
（1）常用作油漆、涂料的红色颜料的是（填序号）____________________
（2）用作治疗胃酸的是（填序号）___________________
（3）84消毒液的主要成分是（填序号）___________________
（4）能做干燥剂的是（填序号）___________________
随练1、
11．下列固体呈淡黄色的是
A．Na2O B．Na2O2 C．Fe2O3 D．Fe(OH)3
随练2、
12．下列实验事实的化学用语正确的是
A．小苏打与氢氧化钠溶液的反应：H+ + OH- == H2O
B．氯气与水反应：Cl2 + H2O == Cl- + ClO- + 2H+
C．氢氧化铁胶体的制备：FeCl3 + 3H2OFe(OH)3↓+ 3HCl
D．氢氧化亚铁在空气中变成红褐色：4Fe(OH)2 + O2 + H2O == 4 Fe(OH)3
随练3、
13．合成气(CO和H2)可用于制备被称为21世纪新型燃料的二甲醚，还可用于冶炼金属，其部分生产过程示意图如下：

(1)二甲醚(CH3OCH3)可由合成气(CO和H2)在一定的条件下制得。反应过程中CO和H2按分子个数比1︰2进行反应，制得二甲醚时，生成的另一种物质是_______。
(2)根据示意图中标示的物质，合成气在冶炼铁的生产过程中发生反应的化学方程式为_______。
随练4、
14．现有下列4种物质：①Fe2O3、②NH4HCO3、③浓H2SO4、④Cl2。其中，受热易分解的是______(填序号，下同)；工业用于制漂粉精的是______；常温下能使铁表面形成致密氧化膜的是______； 常用作红色颜料的是_____。

例题1、
15．实验室用 FeCl2 溶液与烧碱制备 Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化， 下列说法中不正确的是
A．配制 FeCl2 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在 FeCl2 溶液的上面加一层植物油，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试管内
D．产生 Fe(OH)2 沉淀后，不能振荡试管
随练1、
16．下列实验能达到实验目的且符合操作要求的是

A．Ⅰ可用于制备并检验氢气的可燃性
B．Ⅱ可用于除去CO2中的HCl
C．用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D．用Ⅳ中操作制备氢氧化亚铁并观察其颜色
随练2、
17．某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是

A．连接好装置后，需检查装置的气密性
B．小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管
C．铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋
D．实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰

参考答案：
1．A
【分析】根据人体中铁元素的存在形式判断，铁在人体中是以化合态的形式存在的。
【详解】由所学知识可知人体中的铁元素是以化合态形式存在的，这里的铁是指铁元素，而不是其他的，答案选A。
【点睛】本题考查元素的概念，食品、药品、饮料中的某些成分大都是指的元素，它们以化合物的形式存在，常用其质量分数表示含量。
2．A
【详解】A．Na和水反应生成氢氧化钠，再通入过量的CO2生成NaHCO3，故A不符合题意；
B．Fe和HCl反应生成FeCl2，故B符合题意；
C．HCl可以和高锰酸钾反应可以生成Cl2，故C符合题意；
D．MgO和HCl反应生成MgCl2和水，故D符合题意；
故答案：A。
3．B
【详解】A．装置A中液态水在加热的条件下产生水蒸气，故其作用是为实验提供持续不断的水蒸气，选项A正确；
B。Fe与水蒸气在高温下发生反应生成和，反应的化学方程式是
，选项B错误；
C．氢气属于中性气体，可以用碱石灰干燥，选项C正确；
D．氢气在点燃之前应该先检验其纯度，防止发生爆炸，选项D正确。
答案选B。
4．C
【详解】A.氯气的氧化性强，能将变价金属氧化为最高价，即Fe与Cl2化合生成FeCl3，故FeCl3能由两种单质直接化合而成，故A不符合题意；
B.单质钠和硫加热化合生成硫化钠，Na2S能由两种单质直接化合而成，故B不符合题意；
C. 硫的氧化性弱，将变价金属氧化为较低价，即Cu与S化合生成Cu2S，故CuS不能由两种单质直接化合而成，故C符合题意；
D.硫在氧气中燃烧生成的是二氧化硫，S+O2SO2，故SO2能由两种单质直接化合而成，故D不符合题意；
答案选C。
5．D
【详解】A．FeSO4和铁不反应，没有溶液质量变化和气体生成，A不合题意；
B．Fe＋H2SO4=FeSO4+H2↑铁片溶解，溶液质量增加，有氢气放出，B不合题意；
C．Fe＋Fe2(SO4)3=3FeSO4铁片溶解，溶液质量增加，无气体放出，C不合题意；
D．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 铁片溶解，溶液质量减小，无气体放出，D符合题意；
故答案为D。
6．A
【详解】A． 铁粉与NaHCO3不发生化学反应，故A符合；
B． 铁粉与FeCl3溶液反应生成FeCl2，故B不符合；
C． 铁粉与CuSO4溶液反应生成FeSO4、Cu，故C不符合；
D． NaHSO4电离出H＋，相当于一元强酸，与铁粉反应生成氢气，故D不符合；
故选A。
7．(1)3Fe＋2O2Fe3O4
(2) 产生肥皂泡 3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2
(3) Fe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3
(4) Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O
(5)1︰3

【详解】（1）将铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe＋2O2Fe3O4；
（2）铁和水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气，实验现象为产生肥皂泡，反应的化学方程式为：3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2；
（3）将NaOH溶液滴入FeCl2溶液，反应的离子方程式为：Fe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓，在实验过程中发现生成的白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色，原因是氢氧化亚铁被空气中氧气氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3；
（4）给FeCl3溶液加入铁屑，溶液颜色变淡，是铁还原铁离子生成亚铁离子，反应过程的离子方程式Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，将FeCl2溶液酸化后振荡，一段时间溶液变为黄色，是空气中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+，反应过程的离子方程式为：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；
（5）取一定量的FeCl3溶液分为a、b两份，在a中加入足量铁粉，过滤，反应为：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，生成1mol亚铁离子反应需要铁离子物质的量=mol，将滤液与b溶液混合，调整pH为12，微热即可得磁性氧化铁，反应为：Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH-=Fe3O4＋4H2O，则n(Fe2＋)︰n(Fe3＋)=1︰2，在制备中溶液体积比等于其物质的量之比，得到体积比a︰b=︰2=1︰3。
8．A
【详解】A．双氧水作消毒剂利用了过氧化氢的强氧化性使蛋白质变性，故A符合题意；
B．生石灰作干燥剂是利用了生石灰与水反应生成熟石灰，与氧化还原反应无关，故B不符合题意；
C．碳酸氢钠作膨松剂是利用碳酸氢钠和酸反应产生二氧化碳，使物质蓬松，与氧化还原反应无关，故C不符合题意；
D．氧化铁作红色颜料是利用氧化铁的颜色，与氧化还原反应无关，故D不符合题意；
故答案为：A
9．C
【详解】A．加入硝酸银溶液，生成白色沉淀，可能为氯化银或碳酸银、硫酸银等沉淀，不能排除其它离子的干扰，应加入硝酸酸化的硝酸银进行检验，A错误；B．加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，不能排除氯化银的干扰，检验SO42-，应先加入盐酸，如无现象，再加入氯化钡溶液，B错误；C．氢氧化铁为红褐色沉淀，加入氢氧化钠溶液，生成红褐色沉淀，说明原溶液中有Fe3+，C正确；D．向某溶液中滴加稀硫酸，生成无色气体，可能是二氧化碳或是二氧化硫，说明原溶液中有CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-等，D错误，答案选C。
点睛：本题考查离子的检验，注意把握离子的性质的异同，检验时关键是要排除其它离子的干扰，注意实验方案的严密性。
10． ③ ① ④ ②
【详解】（1）氧化铁是红色粉末，常用作油漆、涂料的红色颜料，选③；
（2）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水，能消耗胃酸，所以用碳酸氢钠治疗胃酸，选①；
（3）用氯气和氢氧化钠反应制取84消毒液，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯化钠，所以84消毒液的主要成分是次氯酸钠，选④；
（4）浓硫酸具有吸水性，能做干燥剂的是浓硫酸，选②。
11．B
【详解】A项、Na2O是白色固体，故A错误；
B项、Na2O2是淡黄色固体，故B正确；
C项、Fe2O3是一种红棕色的固体，故C错误；
D项、Fe(OH)3是一种红褐色的沉淀，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】A．小苏打与氢氧化钠溶液的反应：HCO3－+OH－＝CO32－+H2O，A错误；
B．氯气与水反应：Cl2+H2O＝Cl-+HClO+H+，B错误；
C．氢氧化铁胶体的制备：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl，C错误；
D．氢氧化亚铁在空气中变成红褐色：4Fe(OH)2 +O2+H2O＝4Fe(OH)3，D正确，
答案选D。
13．(1)H2O
(2)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O

【解析】（1）
二甲醚(CH3OCH3)可由合成气(CO和H2)在一定的条件下制得，反应过程中CO和H2按分子个数比1︰2进行反应，制得二甲醚时，配平该反应的方程式为2CO+4H2=CH3OCH3+H2O，则生成的另一种物质是H2O。
（2）
根据示意图中标示的物质，合成气与氧化铁反应生成铁单质、二氧化碳、水，则在冶炼铁的生产过程中发生反应的化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O。
14． ② ④ ③ ①
【详解】上述4种物质中：铵盐和碳酸氢盐不稳定，所以受热易分解的是②NH4HCO3；漂粉精的成分是次氯酸钠，可用④氯气和氢氧化钠反应制得。浓H2SO4具有强氧化性，能使铁和铝发生钝化，所以常温下能使铁表面形成致密氧化膜的是③浓H2SO4； 常用作红色颜料的是①Fe2O3。答案：②； ④； ③； ①。
15．C
【详解】A.蒸馏水煮沸可以去除蒸馏水中溶解的氧气，A项正确；
B.加一层植物油，避免溶液与空气的接触，B项正确；
C.胶头滴管的尖嘴不深入试管内，滴入试管中的烧碱溶液会先与空气接触，使氧气进入反应体系，C项错误；
D.不振荡试管可以避免更多的空气进入到反应体系中，D项错误。
答案选C。
【点睛】因为亚铁离子的还原性较强，所以Fe(OH)2暴露在空气中，很容易被氧气氧化生成氢氧化铁，所以制备时最重要的是避免Fe(OH)2与空气中的氧气接触
16．B
【详解】A．氢气不纯加热易发生保证，应验纯后再点燃，A不符合操作要求；
B．HCl与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，图中洗气装置可分离，B能达到实验目的；
C．不能在容量瓶中溶解固体，应在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中定容，C不符合实验操作要求；
D．生成氢氧化亚铁容易被氧化，应隔绝空气，D不能达到实验目的；
故答案选：B。
17．C
【分析】根据装置图可知：连接好装置后，先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气，用氢气作保护气，反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，导管口用水液封，再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应，在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化，据此答题。
【详解】A．有气体生成的实验，连接好装置后，首先要检查装置的气密性，A正确；
B．反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时，说明空气排尽，导管口用水液封，防止空气进入试管，B正确；
C．铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，C错误；
D．Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3，所以在制取氢氧化亚铁时，要做到排除O2干扰，D正确；
故答案选：C。