高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品随堂练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品随堂练习题，共10页。试卷主要包含了下列离子方程式中，不正确的是，回答下列问题等内容，欢迎下载使用。

第二课时 铁的重要化合物—铁的氧化物和氢氧化物
基础达标
1．火星被称为“红色的星球”，这是因为它的岩石和土壤中含有丰富的（ ）
A．FeO B．Fe3O4
C．Fe2O3 D．Fe
【答案】C
【解析】A．氧化亚铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，A错误；B．四氧化三铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，B错误；C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称“铁红”，是赤铁矿的主要成分，所以火星岩石和土壤中含有丰富的Fe2O3，C正确；D．铁单质为银白色，与火星被称为“红色的星球”无关，D错误；故答案选C。
2．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是（ ）
A．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4
B．Fe2O3、Fe3O4都有磁性
C．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化
D．高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3
【答案】C
【解析】A．氢氧化铁受热分解可制得Fe2O3，A错误；B．Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误；C．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为Fe3O4，C正确；D．高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，D错误； 故选C。
3.铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( )
A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3
C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3
【答案】B
【解析】化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(n＋2m＝8,n＋3m＝11))。解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。
4.下列说法正确的是（ ）
A．Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3，所以Fe3O4是碱性氧化物
B．Na2O2与盐酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物
C．FeO、Fe2O3与硫酸反应只生成盐和水，所以都是碱性氧化物
D．NaHSO4在水中能电离出氢离子溶液显酸性，所以NaHSO4是酸
【答案】C
【解析】A．Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3和水，生成两种盐，所以Fe3O4不是碱性氧化物，A错误；B．Na2O2与盐酸反应生成盐和水、O2，所以Na2O2不是碱性氧化物，B错误；C．FeO、Fe2O3与硫酸反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物，C正确；D．NaHSO4能电离出H+，同时产生金属阳离子Na+及酸根离子SO42-，所以NaHSO4是盐，D错误；选C。
5.用如图所示实验装置进行相关实验探究，其中装置合理的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．碳酸氢钠受热分解产生水，试管口应向下倾斜，A不合理；B．Fe(OH)2容易被氧气氧化为Fe(OH)3，应尽量避免NaOH溶液与空气接触，具体操作为使用长滴管且将长滴管插入硫酸亚铁溶液中，再将NaOH溶液挤出，B不合理；C．稀释浓硫酸应在烧杯中进行，不能在容量瓶中进行，C不合理；D．煤油不溶于水，分层，通过观察钠在水层和煤油层之间上下跳动，证明Na能和水反应，且Na的密度比煤油大，D合理；答案选D。
6.下列有关物质用途的说法中，不正确的是（ ）
A．Cl2用于自来水消毒B．Fe3O4用作红色油漆和涂料
C．NaHCO3用于蒸馒头D．Na2O2用作供氧剂
【答案】B
【解析】A．氯气能与水反应生成具有强氧化性的次氯酸，次氯酸具有杀菌消毒作用，A正确；B．氧化铁为红棕色，用作红色油漆和涂料，B错误；C．NaHCO3水溶液显碱性，当发面发过，有较多的酸性物质时，加入NaHCO3能够与酸反应产生二氧化碳气体，减少了酸性物质，使蒸的馒头蓬松，口感好，C正确； D．过氧化钠与水、二氧化碳反应都生成氧气，故可用作供氧剂，D正确；故合理选项是B。
7．下列离子方程式中，不正确的是（ ）
A．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B．铁与稀盐酸反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑
C．FeCl2溶液与氯水反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
D．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
【答案】A
【解析】A．氯化铁与氨水中的一水合氨反应生成氢氧化铁和氯化铵，一水合氨是弱碱，应保留化学式，反应的离子方程式为3NH3·H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH4+，A错误；B．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，B正确；C．FeCl2溶液与氯水中的氯气反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，C正确；D．Fe(OH)3与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O，D正确；答案选A。
8．用如图装置可以制备沉淀，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验应该先打开C，一段时间后再关闭C
B．实验完成时，在A容器中得到白色沉淀
C．如果将NaOH溶液直接滴入溶液中，最终得到红褐色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
【答案】B
【解析】A．该实验应该先打开C，利用生成的氢气排出装置内的空气，氢气纯净后，再关闭C，故A正确；B．实验完成时，A容器中没有白色沉淀，白色沉淀在B容器中得到，故B错误；C．如果将NaOH溶液直接滴入FeSO4溶液中，有氧气带入，开始生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终得到红褐色沉淀，故C正确；D．本实验利用氢气排出装置内的空气，因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，故D正确。综上所述，答案为B。
9．纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制，过程如图所示。下列说法中，不正确的是（ ）
A．Fe3O4、FeO以太阳能为热源分解水制过程中的催化剂
B．整个过程实现了太阳能向化学能的转化
C．过程I、II的总反应：2H2O=2H2↑+O2↑
D．过程I的反应：2Fe3O4=6FeO+O2↑
【答案】A
【解析】A．Fe3O4是以太阳能为热源分解水制H2过程中的催化剂，FeO为反应过程的中间产物，故A错误；B．根据图示，整个过程是太阳能为热源分解水生成H2和氧气，实现了太阳能向化学能的转化，故B正确；C．根据图示，整个过程是太阳能为热源分解水生成H2和氧气，总反应为2H2O=2H2↑+O2↑，故C正确；D．根据图示，过程I是在太阳能作用下四氧化三铁分解为氧化亚铁和氧气，反应方程式是：2Fe3O4=6FeO+O2↑，故D正确；故选：A。
10．工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工业三废之一，其综合利用是一条变废为宝的重要途径。以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生产工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是 （ ）
A．将矿渣粉碎和提高溶解温度能提高“废渣溶解”速率
B．“氧化”的目的是将＋2价铁氧化为＋3价铁
C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为＋3价
D．该工艺流程中，两次加入氨水都是为了把Fe3＋转化为Fe(OH)3
【答案】D
【解析】A．适当加热、将固体粉碎、不断搅拌等都可以提高“废渣溶解”速率，故A正确；B．“氧化”的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，故B正确；C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中N为−3价，H为+1价，O为−2价，S为+6价，根据物质不显电性，得到Fe的化合价是+3价。故C正确；D．该工艺流程图中，第一次加入氨水得到(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，第二次加入氨水前溶液为含铁离子的溶液，加氨水后发生的反应是将铁离子沉淀，故D错误；故选D。
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11．中华传统文化与化学紧密相关，下列有关物质成分的叙述正确的是（ ）
A．柴窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磬”的瓷器，其主要原料为硅的氧化物
B．古书中对“强水”有如下记录：“性最烈，能蚀五金，其水甚强……”，“强水”是由浓硝酸和浓盐酸按体积比为3：1混合而成
C．《新修本草》中有关于“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。这里的赤色物质是Fe3O4
D．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫
【答案】D
【解析】A．烧制瓷器原料为黏土，主要成分为硅酸盐，A错误；B．浓HNO3与浓HCl按1：3体积比所得的混合物叫王水，能溶解金和铂，B错误；C．四氧化三铁为黑色固体，不是赤色，C错误；D．液态的金属汞，受热易变成汞蒸气，汞属于重金属，能使蛋白质变性，属于有毒物质，但常温下能和硫反应生成硫化汞，从而防止其变成汞气体，黄芽指呈淡黄色的硫单质，D正确；故答案为：D。
12．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如图：
下列叙述错误的是（ ）
A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂
B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑
C．步骤④中使用过量的H2O2有利于提高纳米Fe3O4产率
D．为验证纳米态的Fe3O4，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验
【答案】C
【解析】铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸，加入铁粉还原铁离子：2Fe3++Fe=3Fe2+，过滤，分离出过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2浊液，向浊液中加入双氧水氧化生成Fe(OH)3，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成Fe3O4，过滤、洗涤、干燥得产品Fe3O4，据此分析解答。A．铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；B．滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和除去过量的盐酸：2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，B项正确；C．步骤④中，过量的H2O2在步骤⑤中会继续氧化+2价的铁，因此步骤④中H2O2不能过量，C项错误；D．纳米态Fe3O4的平均直径25nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，D项正确；答案选C。
13．元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为铁元素的“价-类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（ ）
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂
【答案】C
【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe2O3不溶于水，加水不溶解，不可实现转化③，故B错误；C．高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，其中Fe元素化合价由+6价变为+3价，则O元素化合价由-2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；D．FeO是一种黑色粉末，其中Fe元素显+2价既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误；故答案为C
14．回答下列问题
(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是____________。
(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含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溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是____________________________________。
(3)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入_______________________，反应的离子方程式为_____________________________________________。
【答案】(1)①②③⑤
(2) 稀硫酸、铁屑 煮沸 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
(3) 足量铁粉 Fe+2Fe3+=3Fe2+
【解析】若想制得Fe(OH)2，并在较长时间不被氧化成Fe(OH)3，需先排尽装置内的空气，再将不含O2的NaOH与FeSO4溶液接触发生反应。
（1）装置①②③⑤中，除去保证药品自身不溶解O2外，还能有效防止空气中O2的溶入，而装置④中，NaOH溶液在滴入过程中，较长时间与空气接触，会溶入少量氧气，从而导致生成的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，很难看到生成白色沉淀，效果欠佳。故选①②③⑤。答案为：①②③⑤；
（2）①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，为防止Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+，需加入还原剂Fe，为防止Fe2+发生水解，需加入硫酸抑制水解，所以还需加入稀硫酸、铁屑。②气体的溶解度随温度升高而减小，所以除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法。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溶液液面下，再挤出NaOH溶液，从而使得NaOH溶液没有机会与空气接触。这样操作的理由是：避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2。答案为：稀硫酸、铁屑；煮沸；避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2；
（3）除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入还原剂且不引入新的杂质离子，所以应加入足量铁粉，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。答案为：足量铁粉；Fe+2Fe3+=3Fe2+。
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15．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 ml·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( )
A．0.24 ml B．0.21 ml
C．0.16 ml D．0.14 ml
【答案】B
【解析】n(HNO3)＝0.12 L×4 ml·L－1＝0.48 ml，n(NO)＝eq \f(1.344 L,22.4 L·ml－1)＝0.06 ml，向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明全部生成Fe2＋，溶液中溶质为Fe(NO3)2，根据原子守恒，则原混合物中Fe的物质的量为eq \f(0.48 ml－0.06 ml,2)＝0.21 ml，故用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物，最终得到铁的物质的量为0.21 ml，故B项正确。
16.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。
(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应，方法如图。该方法能观察到白色的Fe(OH)2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因(用化学方程式表示)：
__________________________________________________________________。

(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)：
①实验i、ii、iii的目的是______________________________________。
②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是______________________________________________。
③由绿矾晶体(FeSO4•7H2O)固体配制250mL0.10ml•L-1FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、_________________。以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是_________________。
A．容量瓶中原有少量蒸馏水
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中
C．定容时俯视刻度线
D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线
(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是____________________________。
【答案】4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 沉淀持续时间t：v>iv>ii 胶头滴管 BD 有红褐色沉淀生成，有气体放出
【解析】(1)FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
(2) ①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是：探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响；②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是：沉淀持续时间t：v>iv>ii；③配制一定物质的量浓度溶液配制的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、胶头滴管；
A．定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中原有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选；
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选；C．定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据c=n/V可知溶液浓度偏高，C不选；D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选；故选：BD；
(3) Na2O2和水反应生成NaOH和O2，NaOH再和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2中，由于Na2O2过量，则Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，观察到的现象是有红褐色沉淀生成，有气体放出。选项
A
B
C
D
实验目的
加热分解固体NaHCO3
制备Fe(OH)2
稀释浓硫酸
证明Na能和水反应，且Na的密度比煤油大
实验装置
实验
序号
w(FeSO4)/%
w(NaOH)/%
t/s
i
2.5
15
149
ii
5
15
138
iii
10
15
93
iv
5
25
142
v
5
35
180