人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)第3章鐵金屬材料分層作業(yè)15鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物與氫氧化物含答案

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分層作業(yè)15鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物與氫氧化物A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練題組1.鐵的存在與鐵單質(zhì)的性質(zhì)1.中國(guó)傳統(tǒng)文化博大精深,明代方以智的《物理小識(shí)》中有關(guān)煉鐵的記載:“煤則各處有之,臭者燒熔而閉之,成石,再鑿而入爐,曰礁,可五日不絕火,煎礦煮石,殊為省力。”下列說法中正確的是()A.《物理小識(shí)》中記載的是以焦炭作為還原劑的方法來煉鐵B.在煉鐵的過程中鐵元素被氧化C.鐵能在氧氣中劇烈燃燒,也能在水蒸氣中燃燒D.鐵的氧化物都呈黑色2.(2024·上海徐匯區(qū)檢測(cè))鐵是一種化學(xué)元素,化學(xué)符號(hào)為Fe,它是地殼中含量較多的元素,由于其良好的機(jī)械性能和較低的成本,鐵合金(如鋼、不銹鋼和合金鋼)到目前為止仍是最常見的工業(yè)金屬。鐵在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng),所得產(chǎn)物錯(cuò)誤的是()A.FeFeCl3 B.FeFeSC.FeFe(OH)3 D.FeFe3O43.某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是()A.甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃,且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B.乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵C.丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原鐵粉放入試管中,加適量的水,加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)D.丁同學(xué)認(rèn)為用鹽酸溶解固體生成物所得溶液有顏色題組2.鐵的氧化物4.(2024·浙江溫州檢測(cè))鐵的氧化物有很多,在中學(xué)化學(xué)中經(jīng)常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定條件下它們之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,例如,在1400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時(shí),Fe2O3會(huì)部分失去氧生成Fe3O4。下列有關(guān)說法正確的是()A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體B.熱穩(wěn)定性:Fe2O3>Fe3O4C.Fe3O4常寫成FeO·Fe2O3,其中既有+2價(jià)的Fe,又有+3價(jià)的Fe,所以Fe3O4是一種混合物D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng),且反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng)5.(2024·湖南長(zhǎng)沙高一檢測(cè))在加熱條件下裂解水制氫氣的過程如圖所示。下列說法不正確的是()A.反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是Fe3O4+CO3FeO+CO2B.反應(yīng)Ⅱ中FeO表現(xiàn)還原性C.總反應(yīng)的化學(xué)方程式是C+2H2O(g)CO2+2H2D.鐵的氧化物是裂解水的催化劑題組3.鐵的氫氧化物的性質(zhì)及制備6.(2024·河南洛陽高一檢測(cè))向下列物質(zhì)中滴加NaOH溶液先產(chǎn)生白色絮狀沉淀,然后迅速變成灰綠色,一段時(shí)間后變成紅褐色的是()A.FeCl3 B.Na2SO4C.FeSO4 D.KCl7.下列關(guān)于Fe(OH)2的制備方法最成功的是()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.先將裝有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀D.取適量新配制的FeSO4溶液置于試管中,再加入一層植物油(密度小于水,且不溶于水),然后將裝有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液8.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.①② B.①③C.②③ D.①②③B級(jí)關(guān)鍵能力提升練9.(2024·山東聊城高一檢測(cè))下列有關(guān)鐵和鐵的化合物的敘述不正確的是()A.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,它能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此鐵在自然界中只能以化合態(tài)存在B.Fe2O3是一種紅棕色粉末,俗稱鐵紅,常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料C.Fe(OH)2在空氣中容易被氧化,制備的關(guān)鍵是隔絕氧氣D.FeO和Fe2O3都是堿性氧化物10.下列有關(guān)鐵及其化合物反應(yīng)的離子方程式正確的是()A.將Fe3O4加入足量稀硫酸中:Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2OB.將氧化鐵加入稀鹽酸中:Fe2O3+6H++2Cl-2Fe2++Cl2↑+3H2OC.鐵粉與稀硫酸反應(yīng):2Fe+6H+2Fe2++3H2↑D.向氫氧化鐵中加入足量稀鹽酸:H++OH-H2O11.(2024·遼寧錦州高一檢測(cè))物質(zhì)A~D的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分生成物未標(biāo)出),下列判斷不正確的是()A.反應(yīng)①和②是置換反應(yīng)B.反應(yīng)②中消耗3molA時(shí)轉(zhuǎn)移8mole-C.紅棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料D.FeCl2溶液中含有C雜質(zhì)可以加入適量Zn除雜12.已知A為常見的金屬單質(zhì),根據(jù)如圖所示的關(guān)系,下列敘述中正確的是()A.A為Fe,B為Fe2O3B.C→E發(fā)生氧化反應(yīng)C.④的離子方程式:Fe2++OH-Fe(OH)2↓D.⑥的化學(xué)方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3C級(jí)學(xué)科素養(yǎng)拔高練13.某小組同學(xué)為了獲取在Fe(OH)2制備過程中沉淀顏色的改變與氧氣有關(guān)的實(shí)驗(yàn)證據(jù),用圖1所示裝置進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已略去,氣密性已檢驗(yàn))。圖1【實(shí)驗(yàn)步驟】①向瓶中加入飽和FeSO4溶液,按圖1所示連接裝置;②打開磁力攪拌器,立即加入10%的NaOH溶液;③采集瓶?jī)?nèi)空氣中O2含量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))和溶液中O2含量(DO)的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:生成白色絮狀沉淀,白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,一段時(shí)間后部分變?yōu)榧t褐色。【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】【解釋與結(jié)論】(1)攪拌的目的是。

(2)生成白色沉淀的離子方程式是。

(3)紅褐色沉淀是(寫化學(xué)式)。

(4)通過上述實(shí)驗(yàn),可得到“在Fe(OH)2制備過程中沉淀顏色的改變與氧氣有關(guān)”的結(jié)論,其實(shí)驗(yàn)證據(jù)是。

參考答案分層作業(yè)15鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物與氫氧化物1.A解析由《物理小識(shí)》中記載可知,該冶煉鐵的過程是以焦炭作為還原劑來煉鐵,A正確;在煉鐵的過程中鐵由化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài),鐵元素被還原,B錯(cuò)誤;鐵在水蒸氣中的反應(yīng)不是燃燒,C錯(cuò)誤;Fe2O3是一種紅棕色粉末,D錯(cuò)誤。2.C解析Fe和Cl2反應(yīng),由于Cl2為強(qiáng)氧化劑,所以Fe直接被氧化為+3價(jià),得到FeCl3,故A正確;Fe和S反應(yīng),S的氧化性不強(qiáng),只能生成FeS,故B正確;Fe和H2O(g)在高溫下反應(yīng)生成Fe3O4,故C錯(cuò)誤;Fe在O2中燃燒生成Fe3O4,故D正確。3.C解析在高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵。試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃,且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,A正確;試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵,B正確;鐵與液態(tài)水不反應(yīng),但能與水蒸氣在高溫下反應(yīng),C錯(cuò)誤;用鹽酸溶解固體生成物可得到氯化亞鐵和氯化鐵的混合溶液,溶液有顏色,D正確。4.D解析FeO為黑色粉末,Fe2O3是紅棕色粉末,Fe3O4是黑色晶體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在1400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時(shí),Fe2O3會(huì)部分失去氧生成Fe3O4,可知熱穩(wěn)定性:Fe2O3<Fe3O4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在Fe3O4里,鐵元素存在+2價(jià)和+3價(jià)兩種價(jià)態(tài),可表示為FeO·Fe2O3,但不能說是FeO與Fe2O3組成的混合物,Fe3O4屬于純凈物。C項(xiàng)錯(cuò)誤;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng),反應(yīng)過程中沒有元素化合價(jià)的變化,產(chǎn)物都是鹽和水,屬于復(fù)分解反應(yīng),D項(xiàng)正確。5.C解析分析圖示過程可知,反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為Fe3O4+CO3FeO+CO2,故A正確;反應(yīng)Ⅱ?yàn)?FeO+H2O(g)Fe3O4+H2,FeO中鐵元素的化合價(jià)升高,表現(xiàn)還原性,故B正確;反應(yīng)Ⅲ為C+CO22CO,反應(yīng)Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得總反應(yīng)為C+H2O(g)CO+H2,故C錯(cuò)誤;鐵的氧化物四氧化三鐵參與反應(yīng),但總反應(yīng)為C+H2O(g)CO+H2,所以鐵的氧化物是裂解水的催化劑,故D正確。6.C解析只有FeSO4和NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀,然后迅速變成灰綠色,一段時(shí)間后變成紅褐色,反應(yīng)的方程式為Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。7.D解析向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成的Fe(OH)2易被氧化,故A不符合題意;向FeSO4溶液中逐滴加入氨水,生成的Fe(OH)2易被氧化,故B不符合題意;長(zhǎng)滴管插到FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀,由于沒有與空氣隔絕,時(shí)間稍長(zhǎng)白色Fe(OH)2沉淀就會(huì)被空氣中的O2氧化,故C不符合題意;加入一層植物油,可隔絕空氣,然后加入NaOH溶液,在植物油下方可以生成Fe(OH)2沉淀,且能防止Fe(OH)2沉淀被氧化,故D符合題意。8.B解析因?yàn)镕e(OH)2在空氣中易被氧化成Fe(OH)3,故要長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除裝置中的空氣。①中是先用生成的H2將裝置中的空氣排盡,并使生成的Fe(OH)2處在H2的保護(hù)中,③中液面上方加苯阻止了空氣進(jìn)入;②中由于能接觸到空氣中的O2,故不能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。9.A解析鐵雖然化學(xué)性質(zhì)比較活潑,能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但是自然界中的隕石中還存在單質(zhì)鐵,A錯(cuò)誤;鐵紅為Fe2O3,B正確;Fe(OH)2在空氣中容易被氧氣氧化,制備的關(guān)鍵是隔絕氧氣,C正確;FeO和Fe2O3都是堿性氧化物,都能與酸發(fā)生反應(yīng),分別生成亞鐵鹽和鐵鹽,故D正確。10.A解析四氧化三鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵和水,離子方程式為Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O,A正確;氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,B錯(cuò)誤;鐵粉與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+Fe2++H2↑,C錯(cuò)誤;向氫氧化鐵中加入足量稀鹽酸,氫氧化鐵難溶于水,應(yīng)寫化學(xué)式,反應(yīng)的離子方程式為Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O,D錯(cuò)誤。11.D解析紅棕色粉末是Fe2O3,其與氣體B在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生單質(zhì)A,則A是Fe,氣體B是具有還原性的H2或CO,單質(zhì)A與水蒸氣在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生氣體B,則B是H2;Fe與Cl2在加熱時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生固體C是FeCl3,Fe與CuSO4溶液反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4溶液,故D是FeSO4。根據(jù)上述分析可知:A是Fe,B是H2,C是FeCl3,D是FeSO4。反應(yīng)①是Fe2O3+3H22Fe+3H2O,反應(yīng)的基本類型是置換反應(yīng);反應(yīng)②是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,反應(yīng)的基本類型也屬于置換反應(yīng),A正確;反應(yīng)②的化學(xué)方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,3molFe反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移8mole-,B正確;紅棕色粉末是Fe2O3,Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料,C正確;C是FeCl3,D是FeSO4,在FeCl2溶液中含有雜質(zhì)FeCl3,可以通過向其中加入足量Fe粉(發(fā)生反應(yīng):Fe+2FeCl33FeCl2)除去FeCl3,若加入Zn,會(huì)導(dǎo)致FeCl2發(fā)生反應(yīng),同時(shí)還引入雜質(zhì)離子Zn2+,D錯(cuò)誤。12.D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,故A錯(cuò)誤;C→E發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),故B錯(cuò)誤;④的離子方程式為Fe2++2OH-Fe(OH)2