人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第1课时精练

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第三章 第一节 第1课时





请同学们认真完成 [练案14]


一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)


1．铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的共同产物是( C )


A．FeO B．Fe2O3


C．Fe3O4D．Fe(OH)2


解析：铁在氧气中点燃生成Fe3O4，与H2O(g)在高温下反应也生成Fe3O4。


2．下列有关说法不正确的是( C )


A．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3


B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均与盐酸反应


C．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性


D．Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定


解析：Fe(OH)2具有较强的还原性，易被氧化。


二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


3．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( C )





A．FeOB．Fe2O3


C．Fe3O4D．Fe(OH)3


解析：铁的化合物中只有Fe3O4具有磁性。


4．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( B )


A．Fe(OH)3 Fe2O3B．Fe(OH)2 Fe2O3


C．Fe(OH)2 Fe(OH)3D．Fe(OH)2 Fe3O4


解析：铁与稀硫酸反应生成FeSO4，FeSO4与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2在O2、H2O作用下生成Fe(OH)3,2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O，Fe2O3为红棕色固体。


5．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( AB )





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


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，故AB正确。⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C、D错。


三、非选择题


6．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与水蒸气反应的实验。





请回答该实验中的问题。


(1)实验前必须对整套装置进行气密性的检查，操作方法是__将干燥管末端的导管A浸入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能观察到浸入水中的玻璃导管口有气泡冒出，停止加热后，玻璃导管内有水柱上升，且较长时间不回落，则表明该套装置的气密性良好__。


(2)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是__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__；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是__防止暴沸__。


(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是__先点燃酒精灯，硬质玻璃管中充满水蒸气后，再点燃酒精喷灯__。


(4)干燥管中盛装的物质可以是__碱石灰__，作用是__除去产物H2中的水蒸气__。


(5)如果要在A处玻璃管口点燃该气体，则必须对该气体进行__验纯__，这一操作的目的是__防止H2不纯而发生爆炸__。


解析：(1)中学阶段检查装置气密性常用方法有两种：一种是利用热胀冷缩原理，另一种是利用气压原理。气压原理一般只有涉及液体时才能用得到，这里显然是利用热胀冷缩原理。利用热胀冷缩原理时要注意步骤一定要完整，既要证明“热胀”，也要证明“冷缩”，故操作方法为：将干燥管末端的导管A浸入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能观察到浸入水中的玻璃导管口有气泡冒出，停止加热后，玻璃导管内有水柱上升，且较长时间不回落，则表明该套装置的气密性良好。


(2)因为反应物为水蒸气与铁，所以圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气；烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放置碎瓷片的目的是防止暴沸事故发生。


(3)点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，即酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯，硬质玻璃管内充满水蒸气后，再点燃酒精喷灯。


(4)干燥管中盛装的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的氢气中的水蒸气。


(5)氢气的爆炸极限是4.0%～75.6%，就是说当氢气的含量在上述范围内的话就会引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度，目的是防止H2不纯而发生爆炸。


7．铁是日常生活中最常见的金属。


某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：


问题1：铁为何称为黑色金属？


问题2：CuO在高温下可分解为Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？


(1)对于问题1，同学们上网查询，有两种解释：


A．因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属。


B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属。


①你认为哪种说法正确？


__A__


②若有一黑色粉末，你如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉末？


__取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，有气泡产生原黑色粉末为铁粉，若无气泡产生，则原粉末为Fe3O4(其他合理答案亦可)__


③若有一黑色粉末，为Fe和Fe3O4的混合物，你如何证明其中有Fe3O4?


__用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测有水产生或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测有二氧化碳产生(其他合理答案亦可)__


(2)对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：


A．将Fe2O3高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化。


B．将Fe2O3高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化。


①方法A中，如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色，说明Fe2O3确定发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？说明理由。


__不能。也可能为Fe3O4__


②方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为10∶9，但是，实验结果为固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后生成物是什么？


__Fe3O4__


解析：(1)①铁的氧化物中Fe2O3为红棕色，B的说法是错误的。②可以利用Fe、Fe3O4与稀盐酸或稀硫酸反应现象的不同来鉴别两种物质。③检验Fe和Fe3O4的混合物中Fe3O4的存在，实质是检验混合物中O的存在，可以用干燥的氢气或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，然后检验产物中是否有水或二氧化碳产生。(2)①方法A中，如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色，说明Fe2O3确实发生了变化。但不能说明生成的一定为FeO，因为若生成Fe3O4，颜色也由红棕色变为黑色。②方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧后由Fe2O3变为FeO，质量比应为10∶9。若固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后的生成物是Fe3O4。