鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物(習(xí)題精煉)(解析版)(人教2019必修第一冊(cè))

第3章鐵金屬材料3.1.1鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物一、選擇題1．下列關(guān)于鐵及其化合物的描述中，正確的是（）A．鐵的硬度很小 B．鐵可以被磁鐵吸引C．Fe在O2中燃燒生成Fe2O3 D．常溫下，F(xiàn)e與濃硫酸不反應(yīng)【答案】B【解析】A．純鐵的硬度小于鋼，但相對(duì)來講硬度不是很小，故A錯(cuò)誤；B．磁鐵能吸引Fe單質(zhì)，屬于物理性質(zhì)，故B正確；C．Fe在O2中燃燒生成Fe3O4，故C錯(cuò)誤；D．常溫下，濃硫酸和Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，該現(xiàn)象為鈍化，故D錯(cuò)誤；2．下列金屬在冷、濃的硝酸或硫酸中，能形成致密氧化膜的是()A．O2 B．Fe C．Cu D．Na【答案】B【解析】A．O2不是金屬，與硝酸、硫酸不反應(yīng)，A與題意不符；B．Fe在冷、濃的硝酸或硫酸中反應(yīng)在金屬的表面形成致密氧化膜，發(fā)生鈍化，B符合題意；C．Cu在冷、濃的硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能形成致密的氧化膜，C與題意不符；D．Na在冷、濃的硝酸或硫酸中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能形成致密的氧化膜，D與題意不符；3．鐵、稀鹽酸、澄清石灰水、氯化銅溶液是中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)，四種物質(zhì)間的反應(yīng)關(guān)系如圖所示。圖中兩圓相交部分(A、B、C、D)表示物質(zhì)間的反應(yīng)，其中對(duì)應(yīng)的離子方程式書寫正確的是（A．OH?+HCl=H2O+Cl? B．Ca(OH)2+Cu2+=Ca2++Cu(OH)2C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ D．Fe+2H+=Fe3++H2↑【答案】C【解析】A.稀鹽酸和石灰水發(fā)生中和反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為H++OH?=H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.氯化銅和石灰水反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Cu2++2OH?=Cu(OH)2↓，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.鐵與氯化銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，生成氯化亞鐵和銅，反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu，C項(xiàng)正確；D.鐵為活潑金屬，與稀鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤；4．將鐵粉加入到的氯化鐵溶液中充分反應(yīng)，下列說法正確的是（）A．鐵粉有剩余，反應(yīng)后的溶液呈淺綠色B．向反應(yīng)后的溶液中滴入無色溶液，溶液仍呈無色C．反應(yīng)后的溶液中和的物質(zhì)的量之比為D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為【答案】C【解析】A.，，由知，反應(yīng)后剩余，鐵粉全部溶解，反應(yīng)生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．過量，滴入無色溶液，溶液顯紅色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.根據(jù)A項(xiàng)分析可知反應(yīng)后的溶液中和的物質(zhì)的量之比為，C項(xiàng)正確；D.根據(jù)A項(xiàng)中方程式可判斷氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為，D項(xiàng)錯(cuò)誤；5．正在火星上工作的美國(guó)“勇氣號(hào)”“機(jī)遇號(hào)”探測(cè)車的一個(gè)重要任務(wù)就是收集有關(guān)Fe2O3及硫酸鹽的信息，以證明火星上存在或曾經(jīng)存在過H2O。以下敘述正確的是()A．鋁熱劑就是單指Fe2O3和鋁粉的混合物B．檢驗(yàn)紅磚中的紅色物質(zhì)是否是Fe2O3的操作步驟是：樣品→粉碎→加水溶解→過濾→向?yàn)V液中滴加KSCN溶液C．分別還原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物質(zhì)的量之比為3∶2∶3D．明礬屬于硫酸鹽，是混合物【答案】C【解析】A．作為鋁熱劑重要組成的金屬氧化物，鋁熱劑應(yīng)為Al和過渡元素的氧化物所形成的混合物，故A錯(cuò)誤；B．Fe2O3不溶于水，且和水不反應(yīng)，應(yīng)加入鹽酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液，F(xiàn)e2O3的檢驗(yàn)過程：樣品→粉碎→加酸溶解→過濾→向?yàn)V液中滴加KSCN溶液，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)molFe2O3被還原得到6amol電子，則分別消耗H2、Al、CO3amol、2amol、3amol，物質(zhì)的量之比為3：2：3，故C正確；D．明礬為KAl(SO4)2·12H2O，是結(jié)晶水化合物，屬于硫酸鹽，為純凈物，故D錯(cuò)誤；6．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3，F(xiàn)e3O4的混合物中加入150mL4mol/L的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)。若用足量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物，所得到的鐵的物質(zhì)的量為（）A．0.25mol B．0.2lmol C．0.3mol D．035mol【答案】A【解析】混合物與稀硝酸反應(yīng)，恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)，證明混合物中的Fe全部轉(zhuǎn)化為溶液中的溶質(zhì)Fe(NO3)2，根據(jù)N元素守恒可得，n[Fe(NO3)2]＝(0.15L×4mol·L－1－2.24L÷22.4L/mol)×1/2＝0.25mol，則n(Fe)=0.25mol，所以用足量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物，所得到的鐵的物質(zhì)的量也是0.25mol。答案選A。7．有關(guān)鐵的化合物的說法中，錯(cuò)誤的是（）A．FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱迅速被氧化成B．由圖示操作可制取C．、都可以由化合反應(yīng)制得D．膠體呈紅褐色、透明，能發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象【答案】A【解析】A、FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱迅速被氧化成，故A錯(cuò)誤；B、易被氧化，煤油可以隔絕空氣，故B正確；C、鐵和氧氣化合生成四氧化三鐵，氫氧化亞鐵、氧氣、水化合生成氫氧化鐵，故C正確；D、氫氧化鐵膠體呈紅褐色、透明，膠體能發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象，故D正確；8．許多富脂糕點(diǎn)的包裝盒內(nèi)都裝有一小包黑色的還原性鐵粉，長(zhǎng)時(shí)間放置的糕點(diǎn)，其包裝盒內(nèi)的還原性鐵粉往往會(huì)變成紅棕色(主要成分是)。下列說法正確的是A．還原性鐵粉變成紅棕色的過程中鐵粉發(fā)生了氧化反應(yīng)B．富脂食品長(zhǎng)時(shí)間放置易被還原C．變質(zhì)的還原性鐵粉溶入稀鹽酸中得到的溶液可以腐蝕銅制線路板D．如果在包裝盒內(nèi)放入，也可起到與鐵粉同樣的作用【答案】A【解析】A.長(zhǎng)時(shí)間放置的鐵粉變成，鐵元素的化合價(jià)升高，可知鐵粉發(fā)生了氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；B.由題給信息可推知富脂食品易被空氣中的氧氣氧化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.變質(zhì)的還原性鐵粉中同時(shí)含有Fe粉和，當(dāng)過量時(shí)，溶于稀鹽酸會(huì)得到含有和的溶液，此時(shí)可以腐蝕銅制線路板，當(dāng)Fe粉過量時(shí)，得到只含有的溶液，不能腐蝕銅制線路板，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.中鐵元素為+3價(jià)，不能被氧化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案選A。9．下列裝置能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ〢．制取氫氧化亞鐵并觀察顏色 B．制取氨氣C．分離碘和酒精 D．收集少量二氧化氮?dú)怏w【答案】A【解析】A.煤油隔絕空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，則圖中裝置可制取Fe(OH)2并觀察其顏色，所以A選項(xiàng)是正確的；

B.NH4Cl受熱分解生成氨氣和氯化氫，氨氣和氯化氫遇冷又生成NH4Cl，因此得不到氨氣，故B錯(cuò)誤；C.碘易溶于酒精，不分層，不能利用分液漏斗來分離，故C錯(cuò)誤；

D.二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮?dú)怏w，不能用排水法收集二氧化氮，故D錯(cuò)誤。10．下列實(shí)驗(yàn)方案不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?部分夾持裝置已略去)（）A．裝置I：可以用來驗(yàn)證碳和硅的非金屬性強(qiáng)弱B．裝置II：可以用來比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性C．裝置III：可從②進(jìn)氣用排液法收集Cl2，也可從①進(jìn)氣用排氣法收集Cl2D．裝置IV：可制備Fe(OH)2并能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色固體【答案】D【解析】A．元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)，較強(qiáng)酸能和弱酸鹽反應(yīng)生成弱酸，二氧化碳和硅酸鈉溶液反應(yīng)生成難溶性硅酸沉淀，則裝置Ⅰ可以用來驗(yàn)證碳的非金屬性比硅強(qiáng)，故A不符合題意；B．碳酸氫鈉不穩(wěn)定，在小試管中加熱易分解，碳酸鈉較穩(wěn)定，應(yīng)放在溫度高的大試管中，能使澄清石灰水變渾濁的是小試管中分解產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，圖中裝置Ⅱ可比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性，故B不符合題意；C．萬用瓶中若盛放飽和食鹽水，氯氣難溶于飽和食鹽水，可從②進(jìn)氣用排飽和食鹽水法收集Cl2；Cl2的密度大于空氣，也可從①進(jìn)氣，即用向上排空氣法收集Cl2，故C不符合題意；D．氫氧化鈉溶液和硫酸亞鐵溶液反應(yīng)可制得氫氧化亞鐵白色沉淀，由于氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化成紅褐色的氫氧化鐵沉淀；要想觀察到氫氧化亞鐵白色沉淀，需要隔絕空氣；但酒精與水互溶，圖示裝置無法隔離空氣，則不能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色，可以選用苯，故D符合題意；11．下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是（）A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④【答案】B【解析】因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入，能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。答案選B。12．工業(yè)制備高鐵酸鉀的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2+3Cl-+5H2O。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是（）A．中Fe為+3價(jià) B．ClO-發(fā)生還原反應(yīng)C．Fe(OH)3是氧化劑 D．OH-是氧化劑【答案】B【解析】A．中O為-2價(jià)，則Fe為+6價(jià)，A說法錯(cuò)誤；B．反應(yīng)中ClO-變?yōu)镃l-，氯元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，B說法正確；C．Fe(OH)3轉(zhuǎn)化為，鐵元素的化合價(jià)升高，F(xiàn)e(OH)3是還原劑，C說法錯(cuò)誤；D．OH-既不是氧化劑，也不是還原劑，D說法錯(cuò)誤；二、非選擇題13．某學(xué)習(xí)小組為認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)、分散系的性質(zhì)做了如圖所示的綜合實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程回答相關(guān)問題：（1）請(qǐng)寫出Fe2O3與①反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________。（2）物質(zhì)②為________。（3）請(qǐng)寫出FeCl3與鐵粉反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________。（4）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最終生成Fe(OH)3濁液，該過程的現(xiàn)象為_____________________________________________________________________________，此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為(用化學(xué)方程式表達(dá))___________________________________________。（5）將FeCl3飽和溶液滴入沸水中，并繼續(xù)煮沸至紅褐色，制得分散系③為________，它與FeCl3溶液、Fe(OH)3濁液的本質(zhì)區(qū)別是________?！敬鸢浮浚?）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O（2）NaOH溶液(其他合理答案也可)（3）Fe＋2FeCl3===3FeCl2（4）生成的白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3（5）Fe(OH)3膠體分散質(zhì)粒子大小不同【解析】（1）Fe2O3是堿性氧化物，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3，離子方程式為Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；

（2）FeCl3與NaOH反應(yīng)生成Fe(OH)3；

（3）鐵粉可以和三價(jià)鐵之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Fe+2FeCl3═3FeCl2；

（4）FeCl2溶液中滴加NaOH生成白色的Fe(OH)2，迅速變成灰綠色，最終被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3；（5）向沸水中逐滴滴加飽和FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，可以獲得氫氧化鐵膠體，該膠體與溶液、濁液的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)粒子大小不同。14．已知A是一種常見金屬，F(xiàn)是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題。（1）寫出A、C、F、G的化學(xué)式：A_______；C______；F_____；G_____。（2）保存C溶液時(shí)要加固體A的原因是(用離子方程式解釋)______。（3）寫出C→D的離子方程式_________。（4）寫出E→F的化學(xué)方程式：________?！敬鸢浮浚?）FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3（2）2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋（3）2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-（4）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【解析】（1）由上述分析可知，A為Fe，C為FeCl2，F(xiàn)為Fe(OH)3，G為Fe2O3；故答案為：Fe，F(xiàn)eCl2，F(xiàn)e(OH)3，F(xiàn)e2O3；（2）FeCl2易被空氣中氧氣氧化，保存FeCl2溶液時(shí)加固體Fe，防止Fe2+被氧氣氧化，離子方程式為：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故答案為：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；（3）氯化亞鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，C→D的反應(yīng)離子方程式為：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-，故答案為：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-；（4）氫氧化亞鐵與氧氣和水反應(yīng)生成氫氧化鐵，E→F的反應(yīng)化學(xué)方程式為：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，故題答案為：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。15．硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)?。某課外小組測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量，并檢驗(yàn)該補(bǔ)血?jiǎng)┦欠褡冑|(zhì)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：請(qǐng)回答下列問題：（1）向操作①的濾液中滴加KSCN

溶液后變?yōu)榧t色，則該濾液中含有______（填離子符號(hào)）。（2）操作②中反應(yīng)的離子方程式：____________