化学人教版 (2019)第一节 铁及其化合物达标测试

这是一份化学人教版 (2019)第一节 铁及其化合物达标测试，共7页。试卷主要包含了铁的常见氧化物的性质，Fe2与Fe3的比较，铁的氢氧化物的制备等内容，欢迎下载使用。

核心要点
运用对比的方法，从物质类别的角度学习铁及其氧化物、氢氧化物的性质及在生产生活中的应用。
能力构建
一、铁的常见氧化物的性质
二、Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较
三、铁的氢氧化物的制备
深化理解
Fe(OH)2的常用制备方法问题分析
因为Fe(OH)2易被氧化，为了能较长时间观察到Fe(OH)2的颜色，在实验时常采用以下方法：
(1)使用新制的FeSO4，加热煮沸NaOH溶液赶尽空气，并将盛NaOH溶液的胶头滴管插入液面下挤出NaOH溶液。
(2)采用油层覆盖法，以便隔绝空气。在上述实验方法的基础上，将2 mL苯(或汽油)加入盛FeSO4溶液的试管中，苯(或汽油)可以覆盖在FeSO4溶液表面，防止空气进入，可以较长时间地观察白色沉淀的生成。
(3)在试管上面先充满氢气，保持“还原气氛”，可以有充足的时间观察到白色的Fe(OH)2絮状沉淀生成。如图所示。
典型例题
例1 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
【解析】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。
例2 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
【解析】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。
学会了吗
1．下列说法正确的是
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O
D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，故Fe3O4是混合物
【答案】C
【解析】A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；
B．Fe2O3为碱性氧化物，不能与水反应，但可以与酸反应生成盐和水，故B错误；
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，故C正确；
D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，但是Fe3O4是化合物不是混合物，故D错误；
故答案为C。
2．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
【解析】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。
3．（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．①②③B．①②④C．①②③④D．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。
4．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
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。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，除加硫酸防止生成Fe(OH)2外，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溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________。
方法二：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是________。
(3)为了制得白色的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__________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________。
【答案】方法一：(1)铁屑
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OH)3沉淀
方法二：(1)稀H2SO4、铁屑
(2)NaOH溶液
(3)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
(4)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：
(1)硫酸亚铁水解，且易被氧化，所以配制FeSO4溶液时，需加入稀硫酸和铁屑，抑制Fe2+的水解并防止Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+；
(2)气体的溶解度随温度的升高而减小，则可以通过加热煮沸蒸馏水除去其中溶解的O2；
(3)Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，为了防止被空气中的氧气氧化，实验时生成白色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。
方法二：
(1)试管Ⅰ中提供还原性气体氢气和硫酸亚铁溶液，可用硫酸和铁屑反应生生成，即在试管Ⅰ里加入的试剂是稀H2SO4、铁屑；
(2)试管Ⅱ中应为NaOH溶液，与试管Ⅰ中生成的FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2沉淀，即在试管Ⅱ里加入的试剂是NaOH溶液；
(3)打开止水夹，Fe与H2SO4反应生成H2充满整个装置，反应一段时间后关闭止水夹，左侧试管内气压升高，反应生成的硫酸亚铁沿导管进入右侧试管与NaOH反应生成白色沉淀Fe(OH)2，若过早关闭止水夹，使左侧试管中的硫酸压入右侧试管中，将NaOH中和，则得不到Fe(OH)2溶液，因此塞紧塞子后的实验步骤是检验试管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；
(4)由于装置中充满H2，外界空气不易进入，所以沉淀的白色可维持较长时间，即生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色的理由为：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。
铁的氧化物
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁元素价态
+2
+3
+2、+3
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
在水中的溶解性
不溶于水，也不和水反应
与稀酸的反应(生成相应的盐)
FeO+2H+===Fe2+ + H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++ 3H2O
Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++
4H2O
与CO的反应
FexOy + yCOxFe+yCO2
存在
不稳定，在空气中受热易被氧化成Fe3O4
赤铁矿
磁铁矿
用途
红色油漆和涂料、炼铁原料
炼铁、磁性材料
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应(离子方程式)
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
稳定性
不稳定，分解产物很复杂
不稳定，受热易分解：
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应：FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4
可溶性铁盐与碱反应：FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
转
化
方程式
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
现象
白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
实验操作
实验现象
结论(用化学方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生
Fe3++3OH−===Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
Fe2++2OH−===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3