高中化学第一节 铁及其化合物精品一课一练

第三章  铁  金属材料

第一节  铁及其化合物

课时1  铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物

（建议时间：30分钟）

知识点一  铁的单质

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．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是

A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3

【答案】D

【详解】

A．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，但是铜单质不能与稀盐酸反应，故A错误；

B．，但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故B错误；

C．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故C错误；

D．，铝单质与稀盐酸反应生成，故D正确；

故答案为D。

3．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。

4．常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是

A．稀硝酸 B．硫酸铜溶液 C．浓硫酸 D．氯化铁溶液

【答案】C

【详解】

A．铁和稀硝酸可以发生反应，不能用铁制容器盛装稀硝酸，故A不选；

B．铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制容器盛装硫酸铜溶液，故B不选；

C．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象，故铁制容器可以盛放浓硫酸，故C选；

D．铁和氯化铁溶液反应氯化亚铁，不能用铁制容器盛装氯化铁溶液，故D不选；

答案选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．把铁片投入到下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是（    ）

A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液

【答案】C

【解析】A. 铁与硫酸亚铁不反应，铁皮质量不变，故A错误；

B. 根据化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，假设56g铁完全反应，则生成2克氢气，溶液质量增加54克，铁片质量减少56g，但有气体生成，故B错误；

C. 铁与硫酸铁溶液反应，铁片质量减少，没有气体生成，故C正确；

D. 根据化学方程式Fe+2AgNO3═Fe( NO3)2+2Ag，假设56g铁完全反应，则生成216g银，铁片质量增加160g，故D错误；

故选：C。

7．某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。

请回答下列问题：

（1）硬质试管中湿棉花的作用是___________________________________。

（2）铁与水蒸气的反应中，氧化剂是_______________（填化学式，下同），还原剂是_________________。

（3）该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设：

假设1：只有Fe；

假设2：只有_______________（填化学式）；

假设3：既有Fe也有Fe3O4。

（4）为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，假设__________（填“1”“2”或“3”）正确：

【答案】（1）提供反应需要的水蒸气   

（2）       

（3）   

（4）3   

【解析】（1）硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气；

（2）根据化学方程式：可知，在反应中失去电子作还原剂，在反应中得到电子，作氧化剂；

（3）若没有反应，则固体物质为；若部分反应，则固体物质为与的混合物；若全部反应，则固体物质为；

（4）若完全反应，应得到，其质量约为，而实验测得反应后固体物质的质量为，说明部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为和的混合物，假设3正确。

知识点二  铁的氧化物

8．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是（    ）

A． B． C． D．

【答案】C

【解析】叫磁性氧化铁，具有磁性，制指南针的磁石的主要成分是，C答案选C。

9．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。

10．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是

A．磁性氧化铁：氧化铁，为黑色晶体 

B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料

C．生石灰：氧化钙，可作干燥剂 

D．双氧水：过氧化氢，是离子化合物

【答案】C

【详解】

A．磁性氧化铁为四氧化三铁，A错误；

B．铁红为氧化铁，B错误；

C．生石灰即氧化钙，可以吸水作干燥剂，C正确；

D．过氧化氢为只含共价键的共价化合物，D错误；

综上所述答案为C。

11．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。

12．某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是

A．氢氧化铁和硫酸 B．铁和盐酸 C．氧化亚铁和盐酸 D．氧化铁和盐酸

【答案】D

【详解】

A．氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，而不是氯化铁，错误；
B．铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而不是氯化铁，错误；
C．氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，而不是氯化铁，错误；
D．氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，可以制备氯化铁溶液，正确；
故选D。

13．下列说法正确的是

A．铁与酸反应一定生成盐和氢气

B．铁与氯气反应的产物与二者的量有关

C．铁的氧化物属于金属氧化物，也属于碱性氧化物

D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，故其一定是氧化还原反应

【答案】D

【详解】

A．铁与硝酸反应生成硝酸盐和氮的氧化物，故A错误；

B．铁与氯气反应的产物与二者的量无关，只生成氯化铁，故B错误；

C．铁的氧化物属于金属氧化物，但Fe3O4不属于碱性氧化物，故C错误；

D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，有化合价变化，因此其反应一定是氧化还原反应，故D正确。

综上所述，答案为D。

14．铁红(Fe2O3)是一种常见颜料，用废铁屑(主要含铁，还含有少量Fe2O3)制取铁红的工艺如下：

(1)写出废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式：___________。

(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是___________。

(3)“沉淀”所得固体为FeCO3，检验FeCO3“洗涤”是否完全的方法是___________。

(4)“煅烧”时FeCO3与O2反应的物质的量之比为___________。

【答案】Fe2O3＋6H＋＝3H2O＋2Fe3＋    废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋    取最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗涤完全    4∶1   

【分析】

废铁屑中的Fe、Fe2O3与硫酸反应，得到硫酸铁、硫酸亚铁溶液，多余铁与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁溶液，再加入碳酸钠产生FeCO3沉淀，过滤出沉淀、水洗后，在空气中煅烧得到氧化铁。

【详解】

(1)废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式：Fe2O3＋6H＋＝3H2O＋2Fe3＋。

(2)铁和硫酸铁反应得到硫酸亚铁，故“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+，则答案为：废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋。

(3)硫酸亚铁溶液中加碳酸钠产生FeCO3 “沉淀”，检验FeCO3“洗涤”是否完全，只要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子即可，方法是：取最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗涤完全。

(4)空气中“煅烧”时，FeCO3与O2反应生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为，故FeCO3与O2物质的量之比为4:1。

知识点三  铁的氢氧化物

15．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为( )

A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3

【答案】B

【解析】因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O。故答案选B。

16．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。

17．下列反应中不涉及铁元素价态变化的是

A．用铁粉除去溶液中的少许杂质

B．铁在氧气中燃烧

C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色

D．氢氧化铁受热分解

【答案】D

【详解】

A. 铁粉可将还原为，元素价态发生了变化，A项不符合题意；

B. 在氧气中燃烧，生成，元素价态发生了变化，B项不符合题意；

C. 具有还原性，在空气中发生反应，元素价态发生了变化，C项不符合题意；

D. 受热分解：，元素价态没有发生变化，D项符合题意；

故选D。

18．（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。

19．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验药品：铁屑、稀H2SO4溶液和NaOH溶液。

填写下列空白：

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_______。

(2)实验开始时应先将弹簧夹E_______(填打开"或“关闭")，其目的是_______。

(3)反应结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，可观察到的现象为_______，写出有关反应的化学方程式：_______。

【答案】铁屑    打开    让生成的氢气排走装置和溶液中的空气    白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色    4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3   

【详解】

(1)制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，需先制取氢氧化亚铁，需用Fe和稀H2SO4反应制H2，关闭活塞E，导致A装置中压强增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成Fe(OH)2，所以A中应预先加入的试剂是Fe，稀硫酸通过分液漏斗加入，铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。B中盛有一定量的NaOH溶液；

(2)Fe(OH)2具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化，实验开始时应先将活塞E打开，让生成的H2排走装置和溶液中的空气，并且通过出气口排出，使Fe(OH)2不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的；

(3)实验结束后，拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3，因此看到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。