高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物练习

2022-2023学年高一化学同步学习高效学与练（精准练习）

第三章  铁  金属材料

第一节  铁及其化合物

第1课时  铁的单质

1．（2021·云南省华宁县第一中学高一期中）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．（2021·山西太原市·高一期末）生活中的下列物品，不是由生铁铸造的是

A．杠铃片 B．足球门框 C．一元硬币 D．下水井盖

【答案】C

【详解】

A.杠铃片是由生铁铸造而成， 故A不符合题意；

B.足球门框是由生铁铸造而成，故B不符合题意；

C.一元硬币的材质是钢芯镀镍，不是生铁，故C符合题意；

D.下水井盖是由生铁铸造而成，故D不符合题意。

故答案选C.

3．一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到黑色粉末，部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色。下列说法不正确的是

A．小袋中原来装有氧化铁 B．小袋中原来装有铁粉

C．该黑色粉末不可食用 D．该黑色粉末做抗氧化剂

【答案】A

【详解】

从题中信息“滴入几滴氰水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色”判断，该黑色粉末中含有铁元素。但由于先加入了氯水，故不能确定其一定含Fe3+，A项错误；该黑色粉末为还原铁粉，做抗氧化剂，防止高档茶叶、点心等食品变质，B、C、D项正确；

故答案选A。

4．下列关于铁的叙述错误的是

A．纯净的铁是光亮的银白色金属

B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性

C．铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳的铁有游离态也有化合态

D．纯铁的抗蚀能力相当强，在干燥的空气里不易被氧化

【答案】C

【详解】

A．纯净的铁是光亮的银白色金属，正确；

B．铁是强磁性物质，在磁场作用下被磁化，正确；

C．铝是地壳中含量最多的金属元素，铁第二位，错误；

D．纯铁加上周围的空气又是干燥的，不能形成原电池，因此不会发生电化学腐蚀，故抗蚀能力很强，正确。

5．化学与生活密切相关，下列说法不正确的是

A．用铁锅炒菜比用铝锅好

B．FeCl3浓溶液与沸水反应生成Fe(OH)3胶体，可作净水剂

C．“84消毒液”可用来杀菌消毒的原因是里面含有氯水

D．食品包装袋内常用铁粉作为脱氧剂以延长食品保存时间

【答案】C

【详解】

A．使用铁锅和铝锅，均会有极微量的铁离子或者铝离子最终进入人体，铁元素的累积对人体影响不大，但铝元素累积会造成婴幼儿智力发育迟缓，老年人患老年痴呆症的概率明显上升，描述正确，不符题意；

B．Fe(OH)3胶体表面容易吸附水中的微小颗粒，可以起到净水作用，描述正确，不符题意；

C．“84消毒液”可以杀菌消毒是因为溶液中有次氯酸盐成分，而不是氯水，描述错误，符合题意；

D．还原铁粉可以吸附空气中的氧气与之反应，避免食品被氧气所氧化，且铁粉本身无毒，描述正确，不符题意；

综上，本题选C。

6．（2021·云南昆明市·昆明二十三中高一期中）下列离子方程式书写正确的是

A．盐酸中滴入碳酸钠溶液：CO+ 2H+ =H2O + CO2↑

B．铁粉与稀硫酸反应：2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑

C．盐酸中滴入氢氧化钠溶液：HCl + OH-=H2O + C1-

D．稀硫酸滴入氢氧化钡溶液：SO+ H+ + Ba2+ + OH-=BaSO4↓+ H2O

【答案】A

【详解】

A．HCl与Na2CO3反应，实质是H+与反应，对应离子方程式为：2H++=CO2↑+H2O，A正确；

B．Fe与稀硫酸反应生成Fe2+，对应离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误；

C．HCl属于强酸，书写离子方程式时应拆写为离子形式，正确离子方程式为：H++OH-=H2O，C错误；

D．Ba(OH)2与H2SO4反应时，Ba2+、、BaSO4系数为1，对应H+、OH-、H2O系数应为2，正确离子方程式为：2H++2OH-+Ba2++=BaSO4↓+2H2O，D错误；

故答案选A。

7．（2021·吉林长春市·长春外国语学校高一期末）我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了铁华粉的制法：“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上生衣，铁华成矣。”由此判断铁华粉是指

A．铁粉 B．氢氧化亚铁 C．氢氧化铁 D．醋酸亚铁

【答案】D

【详解】

铁华粉的制法为：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣，由信息可知，Fe与醋酸反应生成铁华粉，铁是活泼金属，能与酸反应亚铁盐，即铁能与醋酸反应生成醋酸亚铁，所以铁华粉是指醋酸亚铁，故答案为D。

8．（2020·江苏苏州市·高一期中）表示下列指定反应的化学方程式正确的是

A．用赤铁矿炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

B．铁与稀盐酸反应：2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑

C．电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑

D．实验室制氧气：H2O2H2↑+O2↑

【答案】A

【详解】

A．赤铁矿的主要成分为Fe2O3，高温条件可以被CO还原成Fe单质，A正确；

B．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁，化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，B错误；

C．电解饱和食盐水时阳极氯离子被氧化生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，C错误；

D．实验室催化分解双氧水制取氧气，化学方程式为2H2O2H2O+O2↑，D错误；

综上所述答案为A。

9．（2021·海原县第一中学高一月考）下列物质不能由两种单质直接化合得到的是

A．FeCl3 B．FeCl2 C．Fe3O4 D．NaCl

【答案】B

【详解】

A．铁和氯气反应生成氯化铁，2Fe+3Cl2 2FeCl3，故A正确；

B．氯气的氧化性较强，能将铁直接转为FeCl3，生成FeCl2不能一步反应，故B错误；

C．金属铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，3Fe+2O2Fe3O4，故C正确；

D．金属钠和氯气反应得到NaCl，2Na+Cl2 2NaCl，故D正确；

故选：B。

10．（2021·朝阳市第一高级中学高一期末）如图转化过程中错误的是

A．① B．② C．③ D．④

【答案】B

【详解】

A．反应①中，Fe与高温水蒸气发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ，A正确；

B．反应②中，Fe与O2在点燃条件下发生反应3Fe+2O2Fe3O4，B错误；

C．反应③中，Fe与稀硫酸发生反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，C正确；

D．反应④中，Fe与Cl2在点燃条件下发生反应3Cl2 +2Fe2FeCl3，D正确；

故选B。

11．（2020·济南市长清第一中学高一月考）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

【答案】C

【详解】

A．Fe与CuCl2反应生成Cu和FeCl2，固体由Fe变为Cu，质量增加，则溶液的质量减轻，A不符合题意；

B．Fe与AgNO3反应生成Fe(NO3)2和Ag，固体由Fe变为Ag，质量增加，则溶液的质量减轻，B不符合题意；

C．Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4，溶质的质量增加，无气体产生，C符合题意；

D．Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和氢气，有气体放出，D不符合题意；

故选C。

12．（2020·广东高一期末）铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：

下列说法错误的是(    )

A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气

B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触

C．肥皂水改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显

D．悬挂的磁铁仅能吸引反应铁粉，不能吸引反应产物

【答案】D

【解析】

A．原装置加热试管提供水蒸气，Fe与水蒸气高温下反应生成氢气，则将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气，故A正确；

B．Fe与冷水不反应，则具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触，故B正确；

C．肥皂水改为吹泡泡水，更易产生泡沫，现象明显，收集H2效果更好，点燃效果更明显，故C正确；

D．铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，则悬挂的磁体不仅能吸引铁粉，也能吸引反应产物四氧化三铁，故D错误；

故选D。

13．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是(　　)

A．1∶1   B．3∶4

C．2∶3   D．4∶3

【答案】B

【解析】设Fe的物质的量为1 mol，则

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

1 mol　　　　　　　1 mol

3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2

 1 mol　　　　 　　　　　 mol

相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成H2体积之比为：1∶＝3∶4，故选B。

14．（2021·沙湾县第一中学高一开学考试）A、B、C、D为中学化学中常见的物质，其转化关系如图(反应条件略)。

(1)若A为金属单质，D为非金属单质。C为淡黄色固体，常用作供氧剂。C的化学式为_______，A与水反应的化学方程式为_______。

(2)若D为强碱，B为白色胶状沉淀且为两性化合物，则B与 D反应生成C的离子方程式为_______。

(3)若A为黄绿色气体，D为生活中常见金属。写出B与D反应的离子方程式_______。

【答案】Na2O2    2Na+2H2O=2NaOH+H2↑    Al(OH)3 + OH-= AlO+ 2H2O       

【详解】

(1)A为金属单质，D为非金属单质，C为淡黄色固体，常用作供氧剂，则C为Na2O2，D为O2，A为Na；A与水反应，即Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；

(2)D为强碱，B为白色胶状沉淀且为两性化合物，则B为Al(OH)3，C中含有，B与 D反应生成C的离子方程式为：Al(OH)3 + OH-= AlO+ 2H2O；

(3)A为黄绿色气体，D为生活中常见金属，则A为Cl2，D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2，B与D反应的离子方程式为。

15．（2021·三亚华侨学校高一开学考试）铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。

(1)反应①的化学方程式为_______。

(2)反应②的化学方程式为_______。

(3)反应③的化学方程式为_______。

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2    Fe+CuSO4=FeSO4+Cu    Fe+2HCl=FeCl2+H2↑   

【分析】

Fe与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4、H2；Fe与CuSO4发生置换反应产生FeSO4、Cu；Fe与HCl反应产生FeCl2、H2；Fe与O2在点燃时反应产生Fe3O4。

【详解】

(1)铁和水蒸气在高温下反应产生Fe3O4和H2，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；

(2)由于金属活动性：Fe＞Cu，铁和硫酸铜在溶液中反应生成硫酸亚铁和铜，反应为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；

(3)在金属活动性顺序表中，Fe位于H元素的前边，能够与盐酸发生置换反应产生氯化亚铁和氢气，反应方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。

16．（2020·贵州蟠龙高中高一月考）某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图(所加试剂均过量)，回答下列问题：

(1)物质X的化学式为：___，操作2的名称：___。

(2)已知Y为稀硫酸，写出C中成分的化学式：___，在A中加入Y的化学方程式为：___。

(3)工业废水中加入X所发生的离子方程式为：___；该反应是否为氧化还原反应___(填“是”或“否”)，如果是氧化还原反应，发生还原反应的离子是：___。

(4)流程中的操作3是：蒸发浓缩、___、过滤、洗涤、烘干。

【答案】Fe    过滤    Cu    Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑    Cu2++Fe=Fe2++Cu    是    Cu2+    冷却结晶   

【分析】

在废水中先加入X(单质铁)，将铜离子还原为单质铜，过滤得到的A为Cu和过量的单质Fe，溶液B为硫酸亚铁。向A中加入稀硫酸，Fe与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁，过滤得到C(单质铜)和B(硫酸亚铁溶液)。将两次得到的硫酸亚铁溶液合并，蒸发浓缩，冷却后析出FeSO4·7H2O晶体，再过滤即可。

【详解】

(1)由分析可知：物质X为Fe，操作2是过滤，故答案为：Fe，过滤。

(2)试剂Y为稀H2SO4，由分析可知A为Cu和过量的单质Fe，发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，过滤得到C(单质铜)，故答案为：Cu；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。

(3)加入X(单质铁)，将铜离子还原为单质铜，反应的离子方程式为：Cu2++Fe=Fe2++Cu，Fe和Cu元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，Cu元素的化合价由+2价降低为0价，所以发生还原反应的离子是Cu2+，故答案为：Cu2++Fe=Fe2++Cu，是，Cu2+。

(4)最后的一系列操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，故答案为：冷却结晶。

【点睛】

对于最后一问，应该注意到这是一种常见的问题，要把这种操作和蒸发进行区分。蒸发溶液一般是要把溶液蒸干得到固体的。而对于带有结晶水或受热易分解的物质，直接将溶液蒸干明显是不合理的，因为可能会失去结晶水或者受热分解，所以要进行蒸发浓缩，剩余少量水，冷却使物质析出。

17．（2020·陕西西安一中高一期末）在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的反应方程式：________________________________________，并指明该氧化还原反应的还原剂是_____________，氧化剂是____________。

（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是______________________。

（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是________________________，烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作是__________________________________。

（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是________________________________________。

（5）干燥管中盛装是的物质是___________________，作用是___________________。

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2    Fe    H2O    在玻璃管口A处接一断乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好    为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气    防止爆沸事故的发生    先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应    碱石灰干燥剂    除去反应产生的H2中的水蒸气   

【解析】

【分析】

铁与水蒸气在加热条件下发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，实验时先加热酒精灯，以提供水蒸气，且排除空气，防止铁与氧气反应，生成氢气可用碱石灰干燥，用点燃的方法检验氢气，注意防止不纯的气体爆炸，以此解答该题。

【详解】

(1)铁与水蒸气发生氧化还原反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，根据化合价升降来判断氧化剂和还原剂，因铁元素的化合价升高，则铁作还原剂，水中氢元素的化合价降低，水作氧化剂；

(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查，检查方法是在玻璃管口A处接一断乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好；

(3)因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气，烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止暴沸；

(4)空气中的氧气会和金属铁反应，为防止氧气干扰，应该先点燃酒精灯，产生水蒸气，并除去装置内空气，后再点燃酒精喷灯，可防止加热铁粉时与空气中氧气反应；

(5)干燥管应只能盛装固体干燥剂，一般为碱石灰，用于干燥氢气。

18．（2021·辽宁大连市·庄河高中高一月考）已知FeCl3的熔点为306 ℃，沸点为315℃，易吸收空气里的水分而潮解，实验室制备FeCl3的装置如图所示。

回答下列问题：

(1)写出A中发生反应的离子方程式为____________

(2)装置B中溶液为____________，C的作用是_____________。

(3)加热时，先点燃装置____（填A或D）的酒精灯，当_________时，再点燃另一装置的酒精灯。

(4)写出装置D制备FeCl3的化学方程式____________。

(5)用粗硬质玻璃管直接连接装置D和E，比用细导管连接的优点是_________。

【答案】MnO2＋4H+＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O    饱和食盐水    除水或者干燥    A    装置E开始出现黄绿色气体    2Fe＋3Cl22FeCl3    防止堵塞   

【分析】

装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，生成的氯气中混有HCl气体，可在装置B中盛放饱和食盐水除去，装置C中盛放浓硫酸进行干燥，之后在D装置中氯气和铁粉反应生成氯化铁，装置E中冷凝得到氯化铁，碱石灰可以防止空气中的水蒸气接触氯化铁使其水解。

【详解】

(1) 装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，离子方程式为MnO2＋4H+＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O；

(2)装置B中盛放饱和氯化钠溶液除去HCl气体，装置C中盛放浓硫酸进行除水干燥；

(3)为防止装置中的水蒸气、氧气和铁粉反应，应先点燃A处酒精灯，利用生成的氯气排尽装置中的空气，装置E开始出现黄绿色气体时说明充满氯气，再点燃D处酒精灯；

(4)氯气和铁粉在加热条件下反应生成氯化铁，化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3；

(5)用粗硬质玻璃管直接连接装置D和E，可以防止氯化铁凝华堵塞导管。