新教材2023_2024学年高中化学第3章物质的性质与转化分层作业15铁铁的氧化物和铁的氢氧化物鲁科版必修第一册

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铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物A级　必备知识基础练1.下列说法不正确的是(　　)A.Fe在过量O2中燃烧生成Fe2O3B.Fe与少量的Cl2发生反应生成FeCl3C.Fe在潮湿的环境中易生锈D.Fe在氧气中燃烧需要在集气瓶中放上少量沙子,以免炸裂集气瓶2.[2023山西怀仁高一期中]下列有关铁性质的离子方程式书写正确的是(　　)A.铁与AgNO3溶液反应:Fe+Ag+══Ag+Fe2+B.Fe与氯气反应:2Fe+3Cl22Fe3++6Cl-C.Fe与硫酸铜溶液反应:2Fe+3Cu2+══2Fe3++3CuD.Fe与稀硫酸反应:Fe+2H+══Fe2++H2↑3.下列说法不正确的是(　　)A.铁的氧化物均为黑色固体,均难溶于水B.Fe(OH)2在空气中易变质,生成红褐色Fe(OH)3C.铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的Fe3O4D.氢氧化亚铁为白色沉淀4.关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是(　　)A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水C.铁的三种氧化物,在高温条件下都能被CO还原为FeD.四氧化三铁中铁元素有+2价、+3价,它是一种混合物5.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是(　　)A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+6.在钢铁厂的生产中,炽热的铁水所注入的模具内不得留有水,否则二者易发生反应,下列有关该反应的叙述正确的是(　　)A.发生的反应是Fe+H2O(g)FeO+H2B.1 mol Fe参加反应,转移2 mol电子C.常温下铁与水会发生反应D.该反应属于置换反应7.如图所示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)A.①②③④ B.①②③C.①②④ D.②③④8.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)A.红热的铁在氧气中能够剧烈燃烧,生成的产物为Fe3O4B.铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HI══FeI3+3H2OD.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H29.把含有氧化铁的铁片投入足量的稀盐酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为(　　)A.1∶1 B.2∶5 C.4∶1 D.3∶110.硫化亚铁(FeS)煅烧得到的烧渣主要成分是FeO、Fe2O3和Fe3O4等,利用该烧渣制备铁红和副产品无氯钾肥(K2SO4)的流程如图1所示:图1(1)FeS中铁元素的化合价为　　　　价;烧渣中具有磁性的氧化物是　　　　(写化学式,下同);铁红的主要成分是　　　　,列举它在工业上的一种用途:　　　　　　　　。(2)写出滤液1中加入铁粉发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。检验加入铁粉过滤后的滤液2中是否含有Fe3+的试剂是　　　　　　。 (3)已知几种物质的溶解度曲线如图2所示。(NH4)2SO4溶液中加入KCl后得到无氯钾肥应进行的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥等,趁热过滤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,过滤操作所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还有　　　　。 图2B级　关键能力提升练11.下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁B.铁与水蒸气在加热条件下反应的产物为FeO和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生红色胶体12.[2023山西吕梁高一期中]某研究小组用如图所示装置模拟工业上生产无水FeCl2的过程。下列说法中正确的是(　　)A.先点燃C处酒精灯,再打开分液漏斗的活塞B.本实验中HCl只体现挥发性C.利用该装置制备FeCl2的原理可表示为Fe+2HClFeCl2+H2D.装置D适合处理该实验的所有尾气13.下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)A.铁是地壳中含量最多的金属元素,因此在日常生活中应用最广B.FeCl2溶液存放时,在溶液中放入少量的铁粉,目的是防止Fe2+被氧化C.隔绝空气的情况下,向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4均为铁的氧化物,并且都是碱性氧化物14.高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3、少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是(已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀)(　　)A.铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌D.氧化时可选用试剂H2O2、NaClO溶液C级　学科情境创新练15.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。已知Fe2+在溶液中会生成少量Fe(OH)2,加酸可抑制这种反应。方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(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　　　　　　　　　　　　　。方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(4)在试管Ⅰ里加入的试剂是　　　　　　　　　　。 (5)在试管Ⅱ里加入的试剂是　　　　　　　　　　。 (6)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 　　　　　　　　　　。 (7)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是 　　　　　　　　　。 答案：1.A　解析 Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,A项错误。2.D　解析 A项电荷不守恒;B项为固体与气体的反应,无离子方程式;C项应生成Fe2+。3.A　解析 FeO是一种黑色粉末,Fe2O3是一种红棕色粉末,Fe3O4是一种有磁性的黑色晶体。4.C　解析 FeO中Fe显+2价,Fe2O3中Fe显+3价,Fe3O4中Fe显+2、+3价,A错误;FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物,B错误;铁的三种氧化物都具有氧化性,在高温下可被CO还原为Fe,C正确;Fe3O4中Fe显+2、+3价,但Fe3O4是纯净物,D错误。5.D　解析 加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,则溶液中一定存在Fe2+,一定不存在Fe3+,由于Mg(OH)2也是白色沉淀,因此无法确定是否存在Mg2+,所以D项正确。6.D　解析 铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A错误;由反应可知,有3molFe参与反应时转移8mol电子,则1molFe参与反应转移电子为mol,B错误;常温下铁与水不发生反应,C错误。7.C　解析 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀;④中上面的苯阻止了空气进入。8.A　解析 铁在氧气中燃烧生成的是Fe3O4而不是Fe2O3,所以A项正确;铁是较活泼的金属,但是它与I2反应的生成物为FeI2,所以B项错误;氢氧化铁与氢碘酸反应可以看作是分为两步进行,第一步是氢氧化铁在酸中溶解生成Fe3+,第二步是Fe3+与I-发生氧化还原反应生成Fe2+和I2,所以C项错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,所以D项错误。9.B　解析 设原混合物中含有Fe的物质的量为x,含有Fe2O3的物质的量为y,根据方程式可知Fe2O3+6HCl══2FeCl3+3H2Oy 2y2FeCl3+Fe══3FeCl22y          y 3yFe+2HCl══FeCl2+H2↑x-y x-y    x-y则[3y+(x-y)]∶(x-y)=3∶1,解得y∶x=2∶5,B项正确。10.答案 (1)+2　Fe3O4　Fe2O3　作颜料(合理即可)(2)2Fe3++Fe══3Fe2+、Fe+2H+══Fe2++H2↑　KSCN溶液(合理即可)(3)防止析出氯化铵　漏斗解析 (1)FeS中铁元素的化合价为+2价;四氧化三铁为黑色氧化物,可被磁铁吸引,具有磁性;铁红的主要成分是Fe2O3,可作颜料,也可用于炼铁等。(2)滤液1的主要成分为硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸,则滤液1中加入铁粉发生的反应有2Fe3++Fe══3Fe2+、Fe+2H+══Fe2++H2↑;检验Fe3+的试剂一般是KSCN溶液。(3)分析溶解度曲线可知,趁热过滤的目的是防止氯化铵析出,以得到无氯钾肥;过滤操作所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。11.C　解析 Fe3O4是一种黑色固体,A错误;铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe3O4和H2,B错误;铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,FeCl3被除去,没有引入新的杂质,C正确;Fe3+与KSCN反应生成的不是胶体,D错误。12.C　解析 先打开分液漏斗的活塞,利用装置A中产生的HCl排尽装置内的空气,再点燃C处酒精灯加热铁粉,A错误;装置A中产生HCl气体是利用了浓盐酸的挥发性,装置C中Fe与HCl反应生成FeCl2和H2,体现HCl的酸性和氧化性,B错误,C正确;HCl极易溶于水,用D装置进行尾气处理易发生倒吸,H2不能用NaOH溶液吸收,D错误。13.B　解析铝是地壳中含量最多的金属元素,A项错误;Fe2+容易被空气中的氧气氧化为Fe3+,加Fe可防止Fe2+被氧化,B项正确;过氧化钠与水反应生成NaOH和O2,O2可将Fe2+氧化成Fe3+,因此向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色的Fe(OH)3沉淀,C项错误;Fe3O4不是碱性氧化物,D项错误。14.C　解析 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;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的沉淀,B项正确;用玻璃棒不断搅拌会破坏氢氧化铁,使一部分氢氧化铁溶解,降低产率,C项错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂,反应原理分别为:2Fe2++H2O2+2H+══2Fe3++2H2O,2Fe2++ClO-+2H+══2Fe3++Cl-+H2O,D项正确。15.答案 方法一:(1)稀硫酸、铁屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二:(4)稀硫酸、铁屑　(5)NaOH溶液　(6)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　(7)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解析 方法一中根据Fe2+易被氧化和题中信息可知,在配制FeSO4溶液时还需加入稀硫酸和铁屑;蒸馏水中若溶有O2,则会加速Fe(OH)2氧化,因此可采用煮沸法除去蒸馏水中溶解的O2。为避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2,可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液方可达到目的。方法二的原理是利用稀硫酸和铁屑产生氢气,先排出装置中的空气。确定空气完全排出后再夹紧止水夹,通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中去,从而使产生的白色Fe(OH)2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。