人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第1课时达标测试

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第1课时 铁单质、氧化物和氢氧化物





必备知识基础练


1.常温下，将铁片放入下列溶液中，不发生反应的是( )


A．氯水 B．稀硫酸


C．硫酸铜溶液 D．氢氧化钠溶液


2．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是( )


A．Feeq \(――→,\s\up7(Cl2),\s\d5(加热))FeCl3 B．Feeq \(――→,\s\up7(S),\s\d5(加热))FeS


C．Feeq \(――→,\s\up7(盐酸),\s\d5(常温))FeCl3 D．Feeq \(――→,\s\up7(H2Og),\s\d5(高温))Fe3O4


3．下列说法不正确的是( )


A．Fe在过量O2中燃烧生成Fe2O3


B．Fe与少量的Cl2发生反应生成FeCl3


C．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少量沙子，以免炸裂集气瓶


4．(多选)下列反应中，能置换出铁的是( )


A．Cu和FeSO4(溶液) B．Na和FeSO4(溶液)


C．C和Fe2O3(高温) D．Zn和FeSO4(溶液)


5．下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是( )


A．反应中有氢气产生


B．此反应需在高温条件下才能发生


C．生成的铁的化合物中铁全部呈＋3价


D．该反应中水作氧化剂





6.据相关报道，中国进口铁矿石到港量已达9 097万吨。下列关于铁矿石的说法正确的是( )





A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4


B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同


C．黄铁矿与磁铁矿的主要成分相同


D．磁铁矿粉末溶于盐酸后，溶液中含有三价铁离子


7．某钢铁厂附近居民经常受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。据你估计这一空气污染物中可能含有( )


A．Fe粉尘 B．FeO粉末


C．Fe2O3粉尘 D．Fe3O4粉尘


8．指南针是我国古代四大发明之一，制造指南针的磁性物质是( )


A．Fe3O4 B．Fe2O3


C．FeO D．Fe


9．(多选)有关铁的氧化物的说法中不正确的是( )


A．Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显＋3价，1个显＋2价


B．FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物


C．FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe2O3


D．Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料


10．“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( )


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，分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红棕色的Fe2O3


11.有关铁的化合物的说法中，错误的是( )


A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色


B．Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3


C．Fe3O4可以由化合反应制得


D．Fe(OH)3胶体呈红褐色，能发生丁达尔效应


12．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，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＋存在，一定没有Fe3＋、Mg2＋


B．一定有Fe3＋存在，一定没有Fe2＋、Mg2＋


C．一定有Fe3＋存在，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋


D．一定有Fe2＋存在，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋


13．关于Fe(OH)2的制备能够成功的是( )


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．先将吸有NaOH溶液的长滴管插到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2


D．取新配制的FeSO4溶液适量放入试管中，然后向试管内逐滴加入NaOH溶液


14．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


15．(多选)如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L－1的硫酸，其他试剂任选。下列有关叙述错误的是( )





A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑


B．实验开始时应先将活塞a关闭


C．关闭活塞a，使FeSO4溶液被压入B中，即可生成Fe(OH)2


D．实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，白色沉淀迅速变为红褐色











关键能力综合练


一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。


1．红珊瑚栖息于200～2 000米深的海域，产于台湾海峡、中国南海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。





在中国，珊瑚是吉祥富有的象征，一直被用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是( )


A．Na B．Fe


C．Zn D．Cu


2．市场上销售的食品包装有多种方式，其中一种为真空包装，如香肠、盐水鸭、月饼等食品，抽出包装袋内空气并放入一小包铁粉。那么铁粉主要表现的性质是( )


A．氧化性 B．还原性


C．碱性 D．酸性


3．下列说法不正确的是( )


A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁


B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应


C．铁与盐酸或水蒸气反应，都做还原剂


D．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气


4．下列说法正确的是( )


A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4


B．铁锈的主要成分是Fe2O3


C．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3


D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，故Fe3O4是混合物


5．如图所示能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )





A．①②③④ B．①③④


C．①②④ D．②③④


二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。


6．下列关于铁与水反应的描述不正确的是( )


A．红热的铁能与水蒸气反应，用排水法收集产生的气体并点燃，能听到轻微“噗”声


B．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应


C．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下能发生氧化反应


D．铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的FeO


7．在含有1 ml FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )


A．FeO B．Fe


C．Fe(OH)3 D．Fe2O3


8．(易错题)将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 ml·L－1的盐酸中，下列说法正确的是( )


A．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多


B．铝与盐酸反应产生的气体最多


C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多


D．反应结束时产生的气体一样多


9．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )





A．A为Fe，B为Fe3O4


B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色


C．④的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋


D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3


三、非选择题


10．某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙。





已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒精灯。


对比两装置，回答下列问题：


(1)如何检查乙装置的气密性？________________________________________________________________________


________________________________________________________________________


(2)乙装置中湿沙子的作用是________________。


(3)B处发生反应的化学方程式为________________。


(4)该同学认为欲在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体，装置H必不可少，H的作用是________________。


(5)对比甲、乙两装置的B和K，B的优点是________________。











学科素养升级练


1．我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是( )





A．FeO B．Fe2O3


C．Fe3O4 D．Fe(OH)3


2．类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测的说法中正确的是( )


A．已知Fe与O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu与O2可直接化合生成Cu3O4


B．已知Na与H2O反应生成 NaOH和H2，推测Fe与H2O反应生成Fe(OH)2和H2


C．已知Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应


D．已知Fe能与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应





3．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，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





4．(素养题—科学探究与创新意识)Fe(OH)2由于在空气中易被氧化，制取时很难观察到白色沉淀现象，只能看到灰绿色，采用图中装置使用Fe、H2SO4(稀)、NaOH溶液可在还原性气氛中制取Fe(OH)2白色沉淀，且较长时间内不变色，其中C为弹簧夹。(提示：还原性气氛如氢气环境)


(1)则锥形瓶A中应加入的药品为________。


(2)锥形瓶B中应加入的药品为________。


(3)容器A中的反应开始后，请简单写出完成制备Fe(OH)2的后续操作步骤：________________。


(4)若在反应开始之前先关闭弹簧夹C，则实验现象为：________________；请写出此时B瓶中发生的化学反应的离子方程式：________________________。






























































第一节 铁及其化合物


第1课时 铁单质、氧化物和氢氧化物


必备知识基础练


1．解析：氯水呈酸性、强氧化性，可以和铁反应，A不符合题意；铁与稀硫酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，B不符合题意；铁与硫酸铜发生置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，C不符合题意；铁与氢氧化钠溶液不发生反应，D符合题意。


答案：D


2．解析：Fe与非氧化性酸反应被氧化为＋2价，C符合题意。


答案：C


3．解析：Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，A不正确。


答案：A


4．解析：A项不发生反应；B项钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸亚铁反应产生氢氧化亚铁沉淀；C项反应为3C＋2Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))3CO2＋4Fe；D项反应为Zn＋FeSO4===ZnSO4＋Fe。


答案：CD


5．解析：Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，Fe的化合价为＋2、＋3。


答案：C


6．解析：赤铁矿的主要成分为Fe2O3，A错误；铁矿石有很多种，不一定与铁锈的主要成分(含Fe2O3)相同，B错误；黄铁矿的主要成分为FeS2，磁铁矿的主要成分为Fe3O4，C错误；磁铁矿的主要成分为Fe3O4，溶于盐酸可产生＋3价铁，D正确。


答案：D


7．解析：各选项中只有Fe2O3为红棕色。


答案：C


8．解析：Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁；铁是能被磁化的物质，本身没有磁性。


答案：A


9．解析：Fe3O4是复杂的氧化物，碱性氧化物应有对应的水化物，而Fe3O4没有对应的水化物，B错误；FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4，C错误。


答案：BC


10．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，D正确。


答案：D


11．解析：Fe2O3不能与水反应得到Fe(OH)3，但是能通过化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3得到Fe(OH)3，B错误。


答案：B


12．解析：因为Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化可掩盖其他白色沉淀，故溶液中可能含有Mg2＋，D正确。


答案：D


13．解析：Fe(OH)2的制备可用Fe2＋盐溶液与强碱或弱碱反应制得，但由于Fe(OH)2有很强的还原性，接触空气迅速被氧化生成Fe(OH)3，所以制备中特别注意隔绝 Fe(OH)2与空气的接触。


答案：C


14．解析：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。


答案：B


15．解析：本题实验的原理是利用Fe和稀硫酸反应产生H2，先排净装置中的空气，确定排净空气后再夹紧活塞，通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中，从而产生Fe(OH)2沉淀，且在H2的氛围中Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存较长时间。装置A中应事先放入铁屑，A正确；实验开始时应先将活塞a打开，用于排尽装置内的空气，B错误；关闭活塞a，使FeSO4溶液被压入B中，即可生成Fe(OH)2，C正确；实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，发生反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D错误 。


答案：BD


关键能力综合练


1．解析：红珊瑚呈红色是因为铁元素被氧化后生成了Fe2O3。


答案：B


2．解析：包装袋内放入的铁粉与空气中的氧气反应，防止食品被氧化，起还原剂的作用，表现出还原性。


答案：B


3．解析：铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者共同产物为四氧化三铁，A正确；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价升高，铁做还原剂，B、C正确；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是氯化铁，D不正确。


答案：D


4．解析：赤铁矿、铁锈的主要成分均是Fe2O3，A错误，B正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，C错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。


答案：B


5．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。①、②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中上层的苯阻止了空气进入。


答案：C


6．解析：铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的Fe3O4。


答案：D


7．解析：金属钠投入溶液生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，在空气中灼烧沉淀时，首先Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再分解生成Fe2O3和H2O。


答案：D


8．解析：经计算知金属相对于盐酸都是过量的，所以Al、Fe剩余，而剩余的Na又能与水反应，因而钠与盐酸反应产生的气体最多。


答案：A


9．解析：由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，A、B正确；④的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，C错误；⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，D错误。


答案：AB


10．解析：(1)检查装置的气密性，常用“微热法”，应该先将装置中气体密封起来，本题即先向H中加入水没过导管口，再微热K。


(2)湿沙子受热时，水蒸发产生水蒸气。


(3)Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。


(4)潮湿的氢气很难燃烧，故H的作用是干燥氢气。


(5)装置B中使用石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行。


答案：(1)向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好(其他合理答案也可)


(2)提供水蒸气


(3)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2


(4)干燥氢气


(5)使用石棉绒，增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行


学科素养升级练


1．解析：根据磁谱仪所用物质具有磁性确定为Fe3O4。


答案：C


2．解析：Fe与O2在点燃的条件下反应生成Fe3O4，Cu与O2反应生成CuO，A错误；Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，B错误；Na在常温下能与H2O反应，但是Fe与水在常温下不反应，C错误；Fe是活泼金属，能把金属活动性顺序中位于其后的金属离子从其盐溶液中置换出来，D正确。


答案：D


3．解析：铁与盐酸、水蒸气反应的化学方程式分别是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，则在相同的条件下，等量的铁分别与足量盐酸和水蒸气反应产生氢气的体积比为34。


答案：B


4．解析：(1)根据实验目的，锥形瓶A中用铁和稀硫酸反应制取硫酸亚铁，锥形瓶中加入的药品是铁和稀硫酸。(2)硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，锥形瓶B中盛放的溶液是氢氧化钠溶液。(3)铁和稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，为防止锥形瓶内空气的干扰，应先利用产生的氢气将空气排尽，所以A中反应开始后，要打开弹簧夹C，反应一段时间后，要关闭弹簧夹C，利用氢气产生的压强将硫酸亚铁溶液压入锥形瓶B中，使硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁白色沉淀。(4)若在反应开始之前先关闭弹簧夹C，A中产生氢气的量逐渐增多，导致压强增大，A中液体被压入B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，锥形瓶B有空气，所以生成的氢氧化亚铁被空气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀，所以看到的现象是A中液体被压入到B瓶，B瓶内生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变灰绿，最后变为红褐色，B中发生的离子反应方程式为：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。


答案：(1)铁和稀硫酸


(2)氢氧化钠溶液


(3)打开弹簧夹C；反应一段时间后关闭弹簧夹C


(4)A中液体被压入到B瓶，B瓶内生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变灰绿，最后变为红褐色 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3





知识点一
铁的单质
知识点二
铁的氧化物
知识点三
铁的氢氧化物