高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物同步练习题

高一化学必修一第三章铁金属材料第一节铁及其化合物

课时1铁及其氧化物、氢氧化物练习题

学校:___________姓名：___________班级：___________

一、单选题

1．下列叙述正确的是

A．纯铁为灰黑色

B．铁锈的主要成分Fe3O4，不能保护内层金属

C．铁在干燥的空气里不易被氧化

D．在加热条件下铁与氯气反应生成FeCl2和FeCl3

2．下列关于铁与水反应的描述错误的是

A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3

B．红热的铁能与水蒸气反应，产生的气体可在空气中燃烧

C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应

D．常温下，Fe与H2O不反应，但能与空气中的O2、H2O共同作用发生反应

3．指南针是我国的四大发明之一，制造指南针的磁性物质是(　　)

A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe

4．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能

A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等

B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料

C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu

D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3

5．实验室制取氢氧化铁的一组试剂是（      ）

A．氯化铁溶液和烧碱溶液 B．氧化铁和烧碱溶液

C．氧化铁和水 D．铁和水蒸气

6．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

7．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是

A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸

B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，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到试管内

D．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管

8．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

9．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

10．在CuO和Fe的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微热，充分反应后，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，推测下列结论正确的是（    ）

A．不溶物中一定含有Cu，可能含有Fe

B．不溶物中一定含有Cu、Fe

C．不溶物中一定含有Fe

D．滤液中一定含有Fe2+，但不一定含有Cu2+

11．用一定量的铁与足量的CuO制单质铜，有人设计了以下两种方案：

①

②

若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量    

A．一样多 B．①多 C．②多 D．无法判断

12．将质量为m g的铁片放入CuSO4溶液中，充分反应后取出干燥，铁片的质量变为n g，则被氧化的铁的质量是（    ）

A．8(n-m) g B．8(m-n) g C．7(m-n) g D．7(n-m) g

13．下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为+3价的是

A．氯化铁溶液 B．硫酸铜溶液 C．氯气 D．稀盐酸

二、实验题

14．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：

15．某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置如图所示。

（1）在试管B中加入NaOH溶液，加热煮沸1~2min立即加入2mL液体石蜡，该操作的目的是___________________________________________________________________________________________。

（2）在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：______________________。

（3）连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是___________________________，产生该现象的原因是___________________________。试管B中的现象为___________________________。

（4）若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应的化学方程式为____________________________。

三、填空题

16．书写下列化学反应的化学方程式或离子方程式：

(1)向Na2CO3溶液通入足量的CO2的离子方程式：_____________

(2)小苏打治疗胃酸过多的离子方程式：________________

(3)稀硫酸除铁锈的离子方程式：_________________

(4)氢气在氯气中燃烧的化学方程式：_______________

(5)碳酸氢钠固体受热分解的化学方程式：______________

(6)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：___________

17．铁的性质

(1)铁的物理性质

铁有_______和_______。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。

(2)铁原子的结构

在一定条件下，铁作为还原剂，遇强氧化剂失去3个电子生成_______价铁的化合物，遇到弱氧化剂失去2个电子生成_______价铁的化合物。

(3)铁与非金属单质

①铁在氧气中点燃：_______。

②铁在Cl2中燃烧：_______。

(4)铁与酸反应

铁与稀H2SO4反应(离子方程式)：_______。

(5)铁与盐溶液反应

铁与CuSO4溶液反应(离子方程式)：_______。

(6)铁与水蒸气反应：_______。

参考答案：

1．C

【详解】A. 纯铁为银白色，铁粉为黑色，A错误；

B. 铁锈的主要成分是，而非，B错误；

C. 铁在干燥的空气里不易被氧化，在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，C正确；

D. 氯气具有强氧化性，把变价金属氧化到最高价，铁与氯气反应只能生成，D错误；

答案选C。

2．A

【详解】A. 铁与水蒸气反应的化学方程式为，生成黑色的，A错误；

B. 反应产生的可在空气中燃烧，B正确；

C. 反应中铁和氢元素化合价变化，该反应为氧化还原反应，C正确；

D. 常温下，铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀而被缓慢氧化，D正确。答案选A。

3．C

【详解】A. FeO没有磁性，故A错误；B. Fe2O3没有磁性，故B错误；C. Fe3O4有磁性，可以用来制造指南针，故C正确；D. Fe没有磁性，故D错误；故选C。

4．D

【详解】黏土中含有Fe元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，Fe元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，故D项正确。

5．A

【详解】A. 氯化铁溶液和烧碱溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，A正确；

B. 氧化铁和烧碱溶液不反应，B错误；

C. 氧化铁不溶于水，也不和水反应，C错误；

D. 铁和水蒸气常温下不反应，高温时生成四氧化三铁，D错误；

答案为A。

6．B

【详解】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。

7．C

【分析】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，由于Fe（OH）2有强还原性，极易被氧化，故在制取的过程中的关键是要防氧化，据此分析。

【详解】A.FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe（OH）2的生成在无氧的环境里，故A正确；

B.在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；

C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气，故C错误；

D.产生Fe（OH）2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气的接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。

【点睛】Fe（OH）2固体、FeCl2溶液和Fe（OH）2胶体制备均需要保持无氧的环境，所用到的试剂需要现配现用，在制备过程中常加入隔氧剂（苯、汽油、植物油等比水轻的有机溶剂）隔绝氧气。

8．C

【详解】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。

9．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

10．A

【详解】和分别与稀硫酸反应生成和，若有剩余，则会与反应生成不溶物；根据“滤出不溶物，并向溶液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化”，说明滤液中不存在，故的反应情况有两种：一种是铁反应完全，不溶物中没有，只有；一种是铁过量，不溶物中含有和。综上所述，不溶物中一定含有，可能含，A项正确，

故选：A。

11．C

【详解】两方案中所发生的化学方程式为：①； ；

②；；

方案①中氢气还原氧化铜实验，开始时需先通入一部分氢气，排除装置中的空气，实验结束时还要通一会氢气，以防止生成的铜被氧化，如果不考虑先通后停，相同质量的铁生成铜的质量是相同的，但是由于部分氢气被浪费，从而导致铁的质量被多消耗一部分，所以导致方案①对应的铜减少．故方案②生成的铜多，故答案选C。

【点睛】制备物质的不同途径中，方案不同，产物不同；生成产物的量的多少由反应物决定，参加反应的物质要根据实验过程实际用量进行确定。

12．D

【详解】铁与反应后铁片上会附着铜，故铁片的质量会增加，设被氧化的铁的质量为xg，用差量法列式：，得，答案选D。

13．C

【详解】A．氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，铁元素变为+2价，故A不选；

B．铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，铁元素变为+2价，故B不选；

C．氯气具有强氧化性，把变价金属氧化为最高价，铁与氯气加热反应生成氯化铁，铁元素变为+3价，故C可选；

D．铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁元素变为+2价，故D不选；

故选C。

14．     提供反应需要的水蒸气                    3

【详解】（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。

15．     除去溶解在溶液中的，并防止再进入溶液     保证溶液中不存在     溶液经导管进入试管     生成的使试管、内产生了压强差     产生白色沉淀    

【详解】（1）在B试管中加入NaOH溶液后加热煮沸1－2min并立即加入2mL液体石蜡，这样操作目的是：除去溶解在溶液中的，并防止再进入溶液；

（2）在具支试管A中加入稀硫酸溶液和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：保证溶液中不存在；      

（3）连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是：A试管中溶液经导管压入B试管；产生该现象的原因是：因为产生的产生了压力；试管B中的现象为：亚铁离子与氢氧根离子生成白色沉淀；

（4）若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应生成红褐色沉淀，反应的化学方程式为：。

16．     + H2O+CO2=2     H++=H2O+CO2↑     Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O     H2+Cl22HCl     2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑     2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

【详解】(1)碳酸钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应离子方程式为+ H2O+CO2=2；

(2)小苏打为碳酸氢钠，能与胃酸中盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水，反应离子方程式为H++=H2O+CO2↑；

(3)铁锈主要成分是Fe2O3，用稀硫酸除铁锈时，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、水，反应离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

(4)氢气在氯气中安静燃烧生成氯化氢气体，反应化学方程式为H2+Cl22HCl；

(5) 碳酸氢钠受热易发生分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，反应化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

(6)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠、氧气，化学反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。

17．(1)     延展性     导热性

(2)     +3     +2

(3)     3Fe＋2O2Fe3O4     2Fe＋3Cl22FeCl3

(4)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑

(5)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋

(6)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2

【解析】略