2024新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料1.1第1課時鐵單質(zhì)氧化物和氫氧化物層級練含解析新人教版必修第一冊

PAGE11-第1課時鐵單質(zhì)、氧化物和氫氧化物必備學(xué)問基礎(chǔ)練學(xué)問點一鐵的單質(zhì)1.常溫下，將鐵片放入下列溶液中，不發(fā)生反應(yīng)的是()A．氯水B．稀硫酸C．硫酸銅溶液D．氫氧化鈉溶液2．在給定條件下，下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能實現(xiàn)的是()A．Feeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(加熱))FeCl3B．Feeq\o(→,\s\up7(S),\s\do5(加熱))FeSC．Feeq\o(→,\s\up7(鹽酸),\s\do5(常溫))FeCl3D．Feeq\o(→,\s\up7(H2Og),\s\do5(高溫))Fe3O43．下列說法不正確的是()A．Fe在過量O2中燃燒生成Fe2O3B．Fe與少量的Cl2發(fā)生反應(yīng)生成FeCl3C．Fe在潮濕的環(huán)境中易生銹D．Fe在氧氣中燃燒須要在集氣瓶中放少量沙子，以免炸裂集氣瓶4．(多選)下列反應(yīng)中，能置換出鐵的是()A．Cu和FeSO4(溶液)B．Na和FeSO4(溶液)C．C和Fe2O3(高溫)D．Zn和FeSO4(溶液)5．下列關(guān)于鐵與水蒸氣反應(yīng)的說法中不正確的是()A．反應(yīng)中有氫氣產(chǎn)生B．此反應(yīng)需在高溫條件下才能發(fā)生C．生成的鐵的化合物中鐵全部呈＋3價D．該反應(yīng)中水作氧化劑學(xué)問點二鐵的氧化物6.據(jù)相關(guān)報道，中國進(jìn)口鐵礦石到港量已達(dá)9097萬噸。下列關(guān)于鐵礦石的說法正確的是()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵礦石的主要成分與鐵銹的主要成分相同C．黃鐵礦與磁鐵礦的主要成分相同D．磁鐵礦粉末溶于鹽酸后，溶液中含有三價鐵離子7．某鋼鐵廠旁邊居民常常受到該廠產(chǎn)生的紅棕色煙霧的困擾。據(jù)你估計這一空氣污染物中可能含有()A．Fe粉塵B．FeO粉末C．Fe2O3粉塵D．Fe3O4粉塵8．指南針是我國古代四大獨創(chuàng)之一，制造指南針的磁性物質(zhì)是()A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．Fe9．(多選)有關(guān)鐵的氧化物的說法中不正確的是()A．Fe3O4是黑色晶體，該晶體中每三個鐵原子中有2個顯＋3價，1個顯＋2價B．FeO、Fe3O4、Fe2O3都能與稀H2SO4反應(yīng)生成鹽和水，所以都是堿性氧化物C．FeO不穩(wěn)定，空氣中受熱易轉(zhuǎn)化為Fe2O3D．Fe2O3俗稱鐵紅，常用作紅色油漆和涂料10．“秦磚漢瓦”是我國傳統(tǒng)建筑文化的一個縮影。同是由黏土燒制的磚瓦，有的是黑色的，有的卻是紅色的，你揣測其中的緣由可能是()A．土壤中含有鐵粉、二氧化錳等B．黑磚瓦是煅燒過程中附著了炭黑，紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料C．土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煅燒，分別生成了黑色CuO和紅色CuD．土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煅燒，分別生成了黑色的Fe3O4或FeO和紅棕色的Fe2O3學(xué)問點三鐵的氫氧化物11.有關(guān)鐵的化合物的說法中，錯誤的是()A．Fe(OH)2是一種白色固體，不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色B．Fe2O3不行與水反應(yīng)得到Fe(OH)3，所以不能通過化合反應(yīng)制取Fe(OH)3C．Fe3O4可以由化合反應(yīng)制得D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色，能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)12．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，快速變成灰綠色，最終變成紅褐色。下列結(jié)論正確的是()A．肯定有Fe2＋存在，肯定沒有Fe3＋、Mg2＋B．肯定有Fe3＋存在，肯定沒有Fe2＋、Mg2＋C．肯定有Fe3＋存在，可能有Fe2＋，肯定沒有Mg2＋D．肯定有Fe2＋存在，可能有Mg2＋，肯定沒有Fe3＋13．關(guān)于Fe(OH)2的制備能夠勝利的是()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．先將吸有NaOH溶液的長滴管插到FeSO4液面下，再擠出NaOH溶液可制得Fe(OH)2D．取新配制的FeSO4溶液適量放入試管中，然后向試管內(nèi)逐滴加入NaOH溶液14．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生改變?yōu)橹?，得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是()A．Fe(OH)3Fe2O3B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3D．Fe(OH)2Fe3O415．(多選)如圖所示裝置，可用來制取和視察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色改變。試驗時必需運用鐵屑和6mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．B中盛有肯定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑B．試驗起先時應(yīng)先將活塞a關(guān)閉C．關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液被壓入B中，即可生成Fe(OH)2D．試驗完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，白色沉淀快速變?yōu)榧t褐色關(guān)鍵實力綜合練一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意。1．紅珊瑚棲息于200～2000米深的海疆，產(chǎn)于臺灣海峽、中國南海，它與琥珀、珍寶被統(tǒng)稱為有機寶石。在中國，珊瑚是祥瑞富有的象征，始終被用來制作寶貴的工藝品。紅珊瑚是多數(shù)珊瑚蟲分泌的石灰質(zhì)大量積累形成的干支狀物，呈紅色是因為在海底長期積淀某種元素，該元素是()A．NaB．FeC．ZnD．Cu2．市場上銷售的食品包裝有多種方式，其中一種為真空包裝，如香腸、鹽水鴨、月餅等食品，抽出包裝袋內(nèi)空氣并放入一小包鐵粉。那么鐵粉主要表現(xiàn)的性質(zhì)是()A．氧化性B．還原性C．堿性D．酸性3．下列說法不正確的是()A．鐵與純氧氣和水蒸氣反應(yīng)都能生成四氧化三鐵B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)C．鐵與鹽酸或水蒸氣反應(yīng)，都做還原劑D．鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣4．下列說法正確的是()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵銹的主要成分是Fe2O3C．Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應(yīng)生成Fe(OH)3D．Fe3O4中鐵元素有＋2價和＋3價，故Fe3O4是混合物5．如圖所示能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③④B．①③④C．①②④D．②③④二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。6．下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述不正確的是()A．紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)，用排水法收集產(chǎn)生的氣體并點燃，能聽到稍微“噗”聲B．鐵與水蒸氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)C．常溫下，F(xiàn)e與H2O不反應(yīng)，但在空氣中O2、H2O的共同作用下能發(fā)生氧化反應(yīng)D．鐵與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物是黑色的FeO7．在含有1molFeSO4的溶液中投入一小塊金屬鈉，反應(yīng)完全后，濾出沉淀并洗滌，然后在空氣中灼燒沉淀得到的固體物質(zhì)是()A．FeOB．FeC．Fe(OH)3D．Fe2O38．(易錯題)將11.5g鈉、9g鋁、28g鐵分別投入200mL1mol·L－1的鹽酸中，下列說法正確的是()A．鈉與鹽酸反應(yīng)最猛烈，產(chǎn)生的氣體最多B．鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多C．鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比鈉多D．反應(yīng)結(jié)束時產(chǎn)生的氣體一樣多9．已知A為常見的金屬單質(zhì)，依據(jù)如圖所示的關(guān)系，下列敘述中正確的是()A．A為Fe，B為Fe3O4B．C→D溶液的顏色改變：淺綠色→棕黃色C．④的離子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋D．⑤的離子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3三、非選擇題10．某同學(xué)欲在試驗室中完成Fe與水蒸氣反應(yīng)的試驗，裝置如圖甲、乙。已知B中放入的是鐵粉與石棉絨的混合物，C中放的是干燥劑，E為酒精噴燈，G為帶有鐵絲網(wǎng)罩的酒精燈。對比兩裝置，回答下列問題：(1)如何檢查乙裝置的氣密性？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)乙裝置中濕沙子的作用是________________。(3)B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。(4)該同學(xué)認(rèn)為欲在乙裝置的導(dǎo)管口處點燃反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，裝置H必不行少，H的作用是________________。(5)對比甲、乙兩裝置的B和K，B的優(yōu)點是________________。學(xué)科素養(yǎng)升級練1．我國科學(xué)家參加研制的阿爾法磁譜儀已隨美國發(fā)覺號航天飛船升入太空，起先了探究宇宙中是否存在“反物質(zhì)”的探討工作。依據(jù)你所學(xué)的學(xué)問推想用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe(OH)32．類比是探討物質(zhì)性質(zhì)的常用方法之一，可預(yù)料很多物質(zhì)的性質(zhì)。下列類比推想的說法中正確的是()A．已知Fe與O2能干脆化合生成Fe3O4，推想Cu與O2可干脆化合生成Cu3O4B．已知Na與H2O反應(yīng)生成NaOH和H2，推想Fe與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2和H2C．已知Na在常溫下能與H2O反應(yīng)，推想Fe在常溫下也能與H2O反應(yīng)D．已知Fe能與CuSO4溶液反應(yīng)，推想Fe與AgNO3溶液也能反應(yīng)3．等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在肯定的條件下充分反應(yīng)，則在相同的條件下，產(chǎn)生氫氣的體積比是()A．1:1B．3:4C．2:3D．4:34．(素養(yǎng)題—科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)Fe(OH)2由于在空氣中易被氧化，制取時很難視察到白色沉淀現(xiàn)象，只能看到灰綠色，采納圖中裝置運用Fe、H2SO4(稀)、NaOH溶液可在還原性氣氛中制取Fe(OH)2白色沉淀，且較長時間內(nèi)不變色，其中C為彈簧夾。(提示：還原性氣氛如氫氣環(huán)境)(1)則錐形瓶A中應(yīng)加入的藥品為________。(2)錐形瓶B中應(yīng)加入的藥品為________。(3)容器A中的反應(yīng)起先后，請簡潔寫出完成制備Fe(OH)2的后續(xù)操作步驟：________________。(4)若在反應(yīng)起先之前先關(guān)閉彈簧夾C，則試驗現(xiàn)象為：________________；請寫出此時B瓶中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式：________________________。第一節(jié)鐵及其化合物第1課時鐵單質(zhì)、氧化物和氫氧化物必備學(xué)問基礎(chǔ)練1．解析：氯水呈酸性、強氧化性，可以和鐵反應(yīng)，A不符合題意；鐵與稀硫酸反應(yīng)：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，B不符合題意；鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，C不符合題意；鐵與氫氧化鈉溶液不發(fā)生反應(yīng)，D符合題意。答案：D2．解析：Fe與非氧化性酸反應(yīng)被氧化為＋2價，C符合題意。答案：C3．解析：Fe在O2中燃燒生成Fe3O4，A不正確。答案：A4．解析：A項不發(fā)生反應(yīng)；B項鈉先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸亞鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀；C項反應(yīng)為3C＋2Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))3CO2＋4Fe；D項反應(yīng)為Zn＋FeSO4=ZnSO4＋Fe。答案：CD5．解析：Fe與H2O(g)反應(yīng)生成Fe3O4，F(xiàn)e的化合價為＋2、＋3。答案：C6．解析：赤鐵礦的主要成分為Fe2O3，A錯誤；鐵礦石有很多種，不肯定與鐵銹的主要成分(含F(xiàn)e2O3)相同，B錯誤；黃鐵礦的主要成分為FeS2，磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，C錯誤；磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，溶于鹽酸可產(chǎn)生＋3價鐵，D正確。答案：D7．解析：各選項中只有Fe2O3為紅棕色。答案：C8．解析：Fe3O4具有磁性，俗稱磁性氧化鐵；鐵是能被磁化的物質(zhì)，本身沒有磁性。答案：A9．解析：Fe3O4是困難的氧化物，堿性氧化物應(yīng)有對應(yīng)的水化物，而Fe3O4沒有對應(yīng)的水化物，B錯誤；FeO不穩(wěn)定，空氣中受熱易轉(zhuǎn)化為Fe3O4，C錯誤。答案：BC10．解析：黏土中含有鐵元素，在燒制磚瓦時，與O2反應(yīng)，生成氧化物，鐵元素的氧化物有3種，F(xiàn)eO與Fe3O4為黑色，F(xiàn)e2O3為紅棕色，D正確。答案：D11．解析：Fe2O3不能與水反應(yīng)得到Fe(OH)3，但是能通過化合反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3得到Fe(OH)3，B錯誤。答案：B12．解析：因為Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時的顏色改變可掩蓋其他白色沉淀，故溶液中可能含有Mg2＋，D正確。答案：D13．解析：Fe(OH)2的制備可用Fe2＋鹽溶液與強堿或弱堿反應(yīng)制得，但由于Fe(OH)2有很強的還原性，接觸空氣快速被氧化生成Fe(OH)3，所以制備中特殊留意隔絕Fe(OH)2與空氣的接觸。答案：C14．解析：鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價，最終所得紅棕色殘渣為Fe2O3。答案：B15．解析：本題試驗的原理是利用Fe和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，先排凈裝置中的空氣，確定排凈空氣后再夾緊活塞，通過H2產(chǎn)生的壓強將FeSO4溶液壓入NaOH溶液中，從而產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀，且在H2的氛圍中Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存較長時間。裝置A中應(yīng)事先放入鐵屑，A正確；試驗起先時應(yīng)先將活塞a打開，用于排盡裝置內(nèi)的空氣，B錯誤；關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液被壓入B中，即可生成Fe(OH)2，C正確；試驗完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3，白色沉淀快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，D錯誤。答案：BD關(guān)鍵實力綜合練1．解析：紅珊瑚呈紅色是因為鐵元素被氧化后生成了Fe2O3。答案：B2．解析：包裝袋內(nèi)放入的鐵粉與空氣中的氧氣反應(yīng)，防止食品被氧化，起還原劑的作用，表現(xiàn)出還原性。答案：B3．解析：鐵能在純氧氣中燃燒，也能在高溫下與水蒸氣反應(yīng)，二者共同產(chǎn)物為四氧化三鐵，A正確；鐵與鹽酸和水蒸氣發(fā)生的反應(yīng)都是置換反應(yīng)，在反應(yīng)中鐵的化合價上升，鐵做還原劑，B、C正確；鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，而不是氯化鐵，D不正確。答案：D4．解析：赤鐵礦、鐵銹的主要成分均是Fe2O3，A錯誤，B正確；Fe2O3為堿性氧化物，但不與水反應(yīng)，C錯誤；Fe3O4為化合物，不是混合物，D錯誤。答案：B5．解析：因為Fe(OH)2在空氣中很簡潔被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要解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處在氫氣的愛護(hù)中。③由于空氣中的氧氣能快速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。④中上層的苯阻擋了空氣進(jìn)入。答案：C6．解析：鐵與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物是黑色的Fe3O4。答案：D7．解析：金屬鈉投入溶液生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉與FeSO4溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2，在空氣中灼燒沉淀時，首先Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3再分解生成Fe2O3和H2O。答案：D8．解析：經(jīng)計算知金屬相對于鹽酸都是過量的，所以Al、Fe剩余，而剩余的Na又能與水反應(yīng)，因而鈉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多。答案：A9．解析：由“紅褐色固體”可知F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，“黑色晶體”B為Fe3O4，繼而推出C為FeCl2，D為FeCl3，E為Fe(OH)2，A、B正確；④的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，C錯誤；⑤的離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，D錯誤。答案：AB10．解析：(1)檢查裝置的氣密性，常用“微熱法”，應(yīng)當(dāng)先將裝置中氣體密封起來，本題即先向H中加入水沒過導(dǎo)管口，再微熱K。(2)濕沙子受熱時，水蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣。(3)Fe與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2。(4)潮濕的氫氣很難燃燒，故H的作用是干燥氫氣。(5)裝置B中運用石棉絨可以增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行。答案：(1)向H中加入水沒過導(dǎo)管口，連接好裝置，微熱K，若H中導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管中出現(xiàn)水柱，證明氣密性良好(其他合理答案也可)(2)供應(yīng)水蒸氣(3)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2(4)干燥氫氣(5)運用石棉絨，增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行學(xué)科素養(yǎng)升級練1．解析：依據(jù)磁譜儀所用物質(zhì)具有磁性確定為Fe3O4。答案：C2．解析：Fe與O2在點燃的條件下反應(yīng)生成Fe3O4，Cu與O2反應(yīng)生成CuO，A錯誤；Fe與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，B錯誤；Na在常溫下能與H2O反應(yīng)，