人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第1课时一课一练

第三章　第一节　第1课时

基 础 达 标

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是(　D　)

A．①④⑤　　　　 B．②③

C．①②③④⑤ D．①③

解析：Fe2O3为红棕色固体，用于红色油漆、涂料；Fe(OH)2为白色固体，易被氧化成红褐色的Fe(OH)3；红褐色的Fe(OH)3受热分解为红棕色的Fe2O3；Fe2＋为浅绿色，有较强还原性，Fe3＋为黄色，具有较强氧化性，只有①③正确，选D。

2．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：

①FeH2Cu，②CuOCuSO4Cu。

若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为(　C　)

A．一样多 B．①多

C．②多 D．无法判断

3．《新修本草》是我国古代药物学著作之一，其中有关于“青矾”的描述：“其绛矾本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色，故名绛矾矣”。据此推测，“青矾”的主要成分为(　B　)

A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O

C．Na2CO3·10H2O D．Fe2(SO4)3·9H2O

4．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(　B　)

A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3

C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3

5．下列关于Fe(OH)2的制备方法最成功的是(　D　)

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

6．中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途。

其生产过程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2OFeOOH纳米四氧化三铁

下列有关叙述不合理的是(　B　)

A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病

B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等

C．反应①属于非氧化还原反应

D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2

解析：纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，大于溶液中溶质粒子的直径，B项错误；反应①生成FeOOH，化合价未发生改变，所以不是氧化还原反应，C项正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。

二、非选择题

7．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__Fe3O4__(填化学式)。

(2)Fe2O3的一种用途是__制红色油漆(或冶炼铁)__。

(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__稀硫酸__。

②Fe(OH)2→Fe(OH)3的实验现象是__白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色__。

8．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__Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑__，试剂瓶B中可以观察到的现象是__导管口有气泡冒出__。

(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__A中溶液进入B中，立即产生白色沉淀__，B中反应的离子方程式是__OH－＋H＋===H2O、Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓__。

(3)如果开启活塞f放掉约液体，此时试剂瓶B中可能出现的现象是__沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色__，B中反应的化学方程式是__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__。

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。

综 合 提 升

一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)

1．“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是(　D　)

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，红砖瓦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

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

2．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(　A　)

3．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(　AC　)

A．上述反应涉及的物质中，Fe的氧化性最强

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的氧化性强于FeO的氧化性

4．裂解水制氢气的过程如图所示。下列说法不正确的是(　C　)

A．反应Ⅰ的化学方程式是Fe3O4＋CO3FeO＋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：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

5．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)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__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)红褐色沉淀是__Fe(OH)3__。

(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__瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色改变__。

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。