化学必修 第一册第一节 铁及其化合物当堂检测题

这是一份化学必修 第一册第一节 铁及其化合物当堂检测题，共7页。
一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)
1．(2021·温州高一检测)《本草纲目拾遗》中描述“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销……所刮下之销末，名铁线粉”，“铁线粉”的主要成分是( )
A．Fe B．FeO C．Fe3O4 D．Fe2O3
【解析】选D。“铁线粉”是铁锈，主要成分为Fe2O3。
【补偿训练】
《淮南子·说山训》云：慈石能引铁(慈，旧作磁)。“慈石”的主要成分是( )
A．四氧化三铁 B．氧化铜
C．三氧化二铁 D．铁单质
【解析】选A。四氧化三铁，化学式Fe3O4，俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。“慈石”的主要成分是四氧化三铁，A项正确。
2．铁的氧化物在自然界中有着广泛的应用。有关铁的氧化物的说法中，不正确的是( )
A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B．Fe3O4是黑色晶体，其中 eq \f(1,3) 的铁显＋2价， eq \f(2,3) 的铁显＋3价
C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D．FeO不溶于水，不属于碱性氧化物
【解析】选D。FeO不溶于水，能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物。
3．有关铁及其化合物的说法中，错误的是( )
A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
【解析】选A。陨铁中的铁为单质铁，是游离态的铁元素，故A错误；Fe(OH)2易被氧化，煤油可以隔绝空气，故B正确；铁和氧气化合生成四氧化三铁，氢氧化亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁，故C正确；氢氧化铁胶体呈红褐色、透明，胶体能发生丁达尔效应，故D正确。
4．(2021·南昌高一检测)铁的常见化合物有＋2价和＋3价。据研究，铁与浓HNO3反应可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作是由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
【解析】选B。化合物Fe8O11可以看作是由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则 eq \b\lc\{(\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，故B项正确。
5．下列关于Fe(OH)2的制备方法最成功的是( )
A．向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液
B．向FeSO4溶液中逐滴加入氨水
C．先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀
D．取适量新配制的FeSO4溶液于试管中，再加入一层植物油(密度小于水，且不溶于水)，然后向试管内逐滴加入NaOH溶液
【解析】选D。向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成的Fe(OH)2易被氧化，不容易制备成功，故A不符合题意；向FeSO4溶液中逐滴加入氨水，生成的Fe(OH)2易被氧化，不容易制备成功，故B不符合题意；长滴管插到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀，防止Fe(OH)2被氧化，但没有与空气隔绝，时间稍长白色Fe(OH)2会被空气中的O2氧化，故C不符合题意；加入一层植物油，可隔绝空气，然后向试管内逐滴加入NaOH溶液，在植物油下方可以生成Fe(OH)2，且防止Fe(OH)2被氧化，故D符合题意。
6．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4
【解析】选B。铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
7．(2021·长春高一检测) 用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制取单质铜，有人设计了以下两种方案：
①Fe eq \(――→,\s\up7(H2SO4),\s\d5( )) H2 eq \(――→,\s\up7(CuO),\s\d5( )) Cu，
②CuO eq \(――→,\s\up7(H2SO4)) CuSO4 eq \(――→,\s\up7(Fe),\s\d5( )) Cu。
若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为( )
A．一样多 B．①多
C．②多 D．无法判断
【解析】选C。气体还原金属氧化物时，需先排净空气，且还原得到的金属单质需在还原气氛中冷却。铁的量一定，转移的电子数一定。由于H2还原CuO的实验中开始需消耗H2排净装置中的空气，实验结束后，铜需在H2氛围中冷却，所以能够用于还原CuO的H2的量减少，根据电子守恒原理可知，①制得铜较少。对于方案②来说，铁完全用于置换铜，所以②多。
8．由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为( )
A．1∶2∶1 B．1∶2∶3
C．1∶3∶1 D．1∶1∶3
【解析】选D。由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3∶4，所以Fe3O4物质的量的多少不影响混合物中铁元素与氧元素的质量比。Fe3O4可拆为FeO·Fe2O3，故只要FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1即可。
二、非选择题(本题共2小题，共18分)
9．(8分)铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是Fe2O3，而中间则是Fe3O4。
(1)中国古代“四大发明”之一的“司南”，其主要成分是上述物质中的__________(填化学式)。
(2)Fe2O3的一种用途是____________________________。
(3)FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：FeO→FeSO4→Fe(OH)2→Fe(OH)3。
①FeO→FeSO4时应加入的试剂是________________。
②Fe(OH)2→Fe(OH)3的实验现象是_____________________________。
【解析】(1)中国古代四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁，化学式为Fe3O4；(2)氧化铁是红色固体难溶于水，可以作红色颜料或冶炼铁；(3)①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生反应：FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O；
②Fe(OH)2→Fe(OH)3的实验现象是白色沉淀迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，生成氢氧化铁红褐色沉淀。
答案：(1)Fe3O4 (2)制红色油漆(或冶炼铁)
(3)①稀硫酸 ②白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
10．(10分)某课外活动小组设计了如图所示的实验装置进行实验，回答下列问题：
(1)开始实验时夹子e是打开的，锥形瓶A中发生反应的离子方程式为__________________________________，
试剂瓶B中可以观察到的现象是_____________________________________。
(2)数分钟后夹上夹子e，则试剂瓶B中可以观察到的现象是________________________，B中反应的离子方程式是___________________________________。
(3)如果开启活塞f放掉约 eq \f(2,3) 液体，此时试剂瓶B中可能出现的现象是__________________，B中反应的化学方程式是__________________。
【解析】(1)铁和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，夹子e是打开的，产生气体会沿着e处导管进入B中；(2)A中气压增加，会将生成的硫酸亚铁以及剩余的硫酸压入B中和氢氧化钠混合反应：OH－＋H＋===H2O，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，立即产生白色沉淀；
(3)氢氧化亚铁不稳定，容易被氧气氧化为氢氧化铁，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，看到沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色。
答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 导管口有气泡冒出
(2)A中溶液进入B中，立即产生白色沉淀 OH－＋H＋===H2O、Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
(3)沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【选考提升】 共20分
一、选择题(本题共3小题，每小题4分，共12分)
11．下表是有关反应的离子方程式及对离子方程式的评价，其中评价正确的是( )
【解析】选A。铁粉与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A正确；氧化铁与稀盐酸反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，所给方程式不符合客观事实，评价不合理，B错误；铁粉与稀硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，评价不合理，C错误；向氢氧化铁中加入足量稀盐酸，氢氧化铁难溶于水应写化学式，反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O，评价不合理，D错误。
12．为了防止钢铁零件生锈，常采用化学处理使钢铁零件表面生成一层致密保护层。化学处理过程中其中一步的反应为3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑。下列叙述不正确的是( )
A．上述反应涉及的物质中，Fe的还原性最强
B．上述反应涉及的物质中，NaNO2的氧化性最强
C．上述反应中，铁是还原剂，NaNO2和NaOH是氧化剂
D．NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 的氧化性强于FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) 的氧化性
【解析】选C。反应3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑中，Fe是还原剂，所以该反应涉及的物质中，铁的还原性最强，故A正确；反应中NaNO2是氧化剂，故反应涉及的物质中，NaNO2的氧化性最强，故B正确；该反应中，NaOH中元素化合价不变，既不是氧化剂也不是还原剂，故C错误；该反应中，NaNO2是氧化剂，Na2FeO2是氧化产物，所以NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 的氧化性强于FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) 的氧化性，故D正确。
13．(2021·青岛高一检测)裂解水制氢气的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅰ的化学方程式是Fe3O4＋CO3FeO＋CO2
B．反应 Ⅱ 的化学方程式是3FeO＋H2O(g) Fe3O4＋H2
C．总反应的化学方程式是C＋2H2O(g) CO2＋2H2
D．铁的氧化物是裂解水的催化剂
【解析】选C。反应Ⅰ：反应物为Fe3O4、CO，生成物为FeO、CO2，反应为Fe3O4＋CO3FeO＋CO2，故A正确；反应Ⅱ：反应物为FeO、H2O(g)，生成物为Fe3O4、H2，反应为3FeO＋H2O(g) Fe3O4＋H2，故B正确；反应Ⅲ：反应物为CO2、C，生成物为CO，反应为C＋CO2===2CO，将反应Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ得总反应为C＋H2O(g) CO＋H2，故C错误；铁的氧化物四氧化三铁参与反应，但总反应为C＋H2O(g) CO＋H2，且反应产物没有四氧化三铁和氧化亚铁，所以铁的氧化物是裂解水的催化剂，故D正确。
二、非选择题(本题共1小题，共8分)
14．某小组同学为了获取在Fe(OH)2制备过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。
【进行实验】
实验步骤：(1)Ⅰ向瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置；
(2)打开磁力搅拌器，立即加入10% NaOH溶液；
(3)采集瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。
实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。
实验数据：
【解释与结论】
(1)搅拌的目的是______________________。
(2)生成白色沉淀的离子方程式是_________________________________________________。
(3)红褐色沉淀是________________________。
(4)通过上述实验，可得到“在Fe(OH)2制备过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是________________________。
【解析】(1)搅拌可增大固体和液体的接触面积，使沉淀与氧气充分反应。(2)生成白色沉淀的离子方程式是Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
(3)红褐色沉淀为Fe(OH)3。(4)由图2、图3可知，溶液以及空气中的氧气含量减少，说明氧气参加反应。
答案：(1)使沉淀与氧气充分反应
(2)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
(3)Fe(OH)3
(4)瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色改变
【补偿训练】
某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1)装置5有什么作用？
提示：液封，防止空气进入装置4中。装置5是通过蒸馏水的液封，起到防止空气进入装置4中的作用。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现装置3中溶液不能进入装置4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入装置4中。
提示：在装置2、3之间添加止水夹。打开K2，关闭K1，产生的H2可以从装置2的导管中逸出，故装置3中的压强达不到将液体压入装置4中的程度，应在装置2、3之间加一个止水夹。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因。
提示：装置4中的空气没有排尽。当装置3中生成的FeSO4溶液被压入装置4中，使与NaOH溶液反应生成的Fe(OH)2沉淀被装置4中原有空气中的O2氧化，故析出的沉淀为灰绿色。
选项
离子方程式
评价
A
将铁粉加入CuSO4溶液中：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
正确
B
将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3＋6H＋＋2Cl－===2Fe2＋＋Cl2↑＋3H2O
正确
C
铁粉与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe2＋＋3H2↑
正确
D
向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H＋＋OH－===H2O
正确