人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物同步练习题

铁的单质、氧化物与氢氧化物

1．下列物质的俗名是磁性氧化铁的是(　　)

A．Fe B．Fe2O3

C．FeO D．Fe3O4

解析：选D　Fe3O4是黑色晶体，俗名磁性氧化铁。

2．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

D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物

解析：选C　赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3属于碱性氧化物，但不能与水反应，B错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。

3．能与Fe反应且无单质生成的是(　　)

A．KCl溶液 B．FeCl3溶液

C．CuSO4溶液 D．AgNO3溶液

解析：选B　A项，KCl溶液与Fe不反应，错误；B项，发生反应Fe＋2Fe3＋===

3Fe2＋，无单质生成，正确；C项，发生反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，有单质生成，错误；D项，发生反应Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag，有单质生成，错误。

4．铁在一定条件下与纯氧气、水蒸气反应的共同产物是(　　)

A．FeO B．Fe2O3

C．Fe3O4 D．Fe(OH)2

解析：选C　铁在纯氧气中剧烈燃烧生成Fe3O4；在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故C正确。

5．不能通过两种单质间化合直接得到的是(　　)

A．FeS B．NaCl

C．H2O D．FeCl2

解析：选D　A项，Fe与弱氧化剂S反应生成FeS，能直接化合得到；B项，钠与强氧化剂氯气可直接化合生成NaCl；C项，氢气与氧气在点燃条件下生成H2O；D项，Fe与强氧化剂氯气可直接化合生成FeCl3，而不是FeCl2。

6．将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是(　　)

A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液

C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸

解析：选C　Fe能从CuCl2、AgNO3溶液中分别置换出Cu和Ag，而使溶液质量减轻；Fe与稀硫酸反应后溶液质量增加，但有气体产生；Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，溶液质量增加，且无气体产生。

7．向下列物质中滴加NaOH溶液产生白色絮状沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的是(　　)

A．FeSO4 B．Na2SO4

C．FeCl3 D．KCl

解析：选A　只有FeSO4和NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

8．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(　　)

A．X可以是稀硫酸或稀盐酸或浓硫酸

B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X

C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀

D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2 可较长时间存在

解析：选D　利用稀硫酸和铁反应生成氢气，生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入到抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成。X不能是浓硫酸，因为铁和浓硫酸发生钝化，故A错误；实验开始时应先打开止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X，让产生的氢气排除装置内的空气，故B错误；反应一段时间后，关闭止水夹a，在抽滤瓶中可观察到白色沉淀，故C错误；反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，由于装置内无氧气，因此Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确。

9．下列关于铁的氧化物说法不正确的是(　　)

A．铁的氧化物通常状况下都是黑色固体

B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋

C．氧化铁可做红色涂料成分

D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁

解析：选A　A项，氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁是黑色的，错误；B项，四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中是Fe2＋、是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3组成的化合物[实质是Fe(FeO2)2，偏铁酸亚铁盐]，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，正确；C项，Fe2O3可作红色油漆、涂料，正确；D项，工业上常使用铁的氧化物做原料，用CO冶炼铁，正确。

10．铁与水蒸气反应的实验装置如图，下列说法正确的是(　　)

A．实验时，试管口应高于试管底

B．加热时试管内生成红棕色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声

C．反应的化学方程式为：

2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2

D．试管中发生置换反应

解析：选D　铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，属于置换反应，实验时应使试管口低于试管底。

11．金属单质A可发生以下反应，试判断：

(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)：

A．________，B.________，C.________，D.________，E.________。

(2)写出反应③④的离子方程式：

③____________________；④__________________。

(3)黑色固体C与盐酸反应的化学方程式为________________________________

________________________________________________________________________。

解析：单质A为Fe，其转化关系如图：

答案：(1)Fe　Fe2O3　Fe3O4　Cu　H2

(2)Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu　

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O

12．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水”反应的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

(1)A装置的作用是______________________________________________________。

B中反应的化学方程式为_______________________________________________。

(2)D的作用是___________________________________________________________。

(3)E中反应的化学方程式为_________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应先进行的操作是________________________________________________________________________。

解析：(1)B中进行的反应是铁与水蒸气的反应，故A为提供水蒸气的装置。

(2)D的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥H2。

(3)E中反应为H2还原氧化铜：H2＋CuOCu＋H2O。

(4)应先点燃A处酒精灯，排除B玻璃管内空气，防止加热时，Fe粉被O2氧化。用H2与CuO反应之前一定要检验H2的纯度。

答案：(1)产生水蒸气

3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2

(2)吸收未反应的水蒸气，干燥H2

(3)H2＋CuOCu＋H2O

(4)A　收集并检验H2的纯度

13．已知由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中，铁与氧的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的物质的量之比为(　　)

A．2∶3∶5 B．1∶1∶3

C．2∶5∶3 D．1∶2∶3

解析：选B　因Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为21∶8，要满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21∶8，则样品中含有任意量的Fe3O4都符合条件，而FeO和Fe2O3中铁、氧元素的质量比应符合Fe3O4中铁、氧元素的质量比，Fe3O4可写成Fe2O3·FeO的形式，即它们的物质的量之比应保持在1∶1，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21∶8。B项符合题意。

14．在中学化学中经常提到的铁的氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4，在一定条件下它们之间可以相互转化，如在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法错误的是(　　)

A．热稳定性：Fe3O4＞Fe2O3

B．Fe2O3俗称铁红，可作油漆的红色颜料

C．Fe3O4为黑色固体，其中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2

D．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中，铁元素与氧元素的质量比可能为7∶3

解析：选D　在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，则热稳定性：Fe3O4＞Fe2O3，故A正确；Fe2O3颜色是红棕色，俗称铁红，可作油漆的红色颜料，故B正确；Fe3O4为黑色固体，可以写成FeO·Fe2O3，则＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2，故C正确；在FeO中，铁元素与氧元素的质量比为7∶2，在Fe2O3中，铁元素与氧元素的质量比为7∶3，在Fe3O4中，铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中，铁元素与氧元素的质量比可能在7∶2和7∶3之间，故D错误。

15．A～H分别表示中学化学中常见的某种物质，它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应物、生成物未列出)。已知：C、D、E、F、G五种物质中均含有同一种元素；A为淡黄色固体化合物；G为红褐色固体。

(1)写出化学式：A.________；C.________；

F．________。

(2)写出下列反应的化学方程式：

②_______________________________________________________________________；

⑥_______________________________________________________________________。

(3)写出下列反应的离子方程式：

③_______________________________________________________________________；

⑤_______________________________________________________________________。

(4)生成24 g B需要转移________mol电子。

解析：由F在空气中放置生成G，且G为红褐色固体，可推知G是Fe(OH)3，则F是Fe(OH)2；而C、D、E、F、G含同一种元素，应联想到是Fe元素，则D含Fe2＋，E含

Fe3＋，由E与H反应生成G[Fe(OH)3]可推知H为强碱；C能转化为Fe2＋和Fe3＋，则C只能是Fe3O4，则B为O2。而A为淡黄色固体化合物，能生成O2和强碱，则A为Na2O2，H是NaOH。

答案：(1)Na2O2　Fe3O4　Fe(OH)2

(2)2O2＋3FeFe3O4

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(3)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　(4)1.5

16．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溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是____________________________。

方法二：在如图所示装置中，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Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管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___________________。

解析：方法一的原理：＋2价的铁有还原性，其化合物无论是在空气中还是在水溶液中，都易被氧化为＋3价铁的化合物。因此，无论是制取、保存还是使用＋2价铁的化合物时，都要采取适当的措施以防止＋2价铁被氧化。在一般的实验条件下，下列措施都可较好地防止＋2价铁被氧化：①加Fe还原Fe3＋(2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋)；②用除去氧气的水(如经过充分煮沸后的水)配制Fe2＋的溶液；③加保护剂(如苯、汽油、氢气、二氧化碳气体等)保护＋2价铁；④让＋2价铁的沉淀生成于溶液的深处。Fe2＋还易发生水解反应，在配制FeSO4溶液时需要加入H2SO4抑制Fe2＋的水解(此内容会在以后学到)。

方法二的原理：向试管Ⅰ中加铁屑和稀硫酸，向试管Ⅱ中加NaOH溶液，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借用生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管Ⅰ和试管Ⅱ(起保护气的作用)。为保证氢气完全将试管内空气排出，应收集试管Ⅱ出口处的气体，检验氢气的纯度。当确定氢气充满两支试管以后，关闭止水夹，试管Ⅰ内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管Ⅱ的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间稳定地存在。

答案：方法一：(1)稀H2SO4、铁屑

(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2

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