2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料1-1鐵的單質(zhì)課時作業(yè)含解析新人教版必修第一冊

PAGEPAGE6鐵的單質(zhì)時間：45分鐘eq\a\vs4\al(一、選擇題)1．下列關(guān)于金屬性質(zhì)的敘述中正確的是(C)A．鈉與氧氣反應(yīng)時，產(chǎn)物由氧氣的量確定B．鋁箔在空氣中受熱可熔化且會猛烈燃燒C．金屬與非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時，被氧化的肯定是金屬D．鐵絲在空氣和純氧中都不會燃燒解析：鈉與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物由反應(yīng)條件確定，A錯誤；鋁箔在空氣中受熱可熔化，但因表面有熔點(diǎn)較高的Al2O3，因此不會猛烈燃燒，B錯誤；金屬與非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時，金屬只能失電子，即被氧化，C正確；鐵絲在純氧中可燃燒生成Fe3O4，D錯誤。2．下列反應(yīng)發(fā)生時，會產(chǎn)生棕黃色煙的是(A)A．鐵在氯氣中燃燒 B．磷在氧氣中燃燒C．氫氣在氯氣中燃燒 D．鈉在氧氣中燃燒解析：鐵在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕黃色煙，A正確；磷在氧氣中燃燒冒白煙，B錯誤；氫氣在氯氣中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧，C錯誤；鈉在氧氣中燃燒，火焰為黃色，D錯誤。正確選項(xiàng)為A。3．下列反應(yīng)中，通過置換反應(yīng)得到鐵的是(C)A．銅浸入氯化鐵溶液中B．一氧化碳通過炙熱的氧化鐵C．鋁與氧化鐵混合物加熱至高溫D．銅浸入氯化亞鐵溶液中解析：銅浸入氯化鐵溶液中生成氯化亞鐵和氯化銅，A錯誤；一氧化碳通過炙熱的氧化鐵生成CO2和鐵，但不是置換反應(yīng)，B錯誤；鋁與氧化鐵混合物加熱至高溫生成鐵和氧化鋁，屬于置換反應(yīng)，C正確；銅浸入氯化亞鐵溶液中不反應(yīng)，D錯誤。答案選C。4．把鐵片放入下列溶液中，鐵片溶解、溶質(zhì)質(zhì)量增加，但沒有氣體放出的是(C)A．稀硫酸 B．CuSO4溶液C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液解析：鐵和稀硫酸反應(yīng)有氫氣生成，故A錯誤；鐵和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，析出銅的質(zhì)量大于鐵的質(zhì)量，導(dǎo)致溶液質(zhì)量減小，故B錯誤；鐵和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，沒有氣體生成且溶液質(zhì)量增加，所以符合題意，故C正確；鐵和硝酸銀發(fā)生置換反應(yīng)，析出銀的質(zhì)量大于鐵的質(zhì)量，導(dǎo)致溶液質(zhì)量減小，故D錯誤。故選C。5．下列物質(zhì)不能由兩種單質(zhì)干脆化合得到的是(D)A．Fe3O4 B．Na2O2C．FeS D．FeCl2解析：Fe與氧氣在點(diǎn)燃下反應(yīng)生成四氧化三鐵，可由兩種單質(zhì)干脆化合得到，故A不選；鈉與氧氣在點(diǎn)燃或加熱下反應(yīng)生成過氧化鈉，可由兩種單質(zhì)干脆化合得到，故B不選；鐵與單質(zhì)硫加熱反應(yīng)生成FeS，可由兩種單質(zhì)干脆化合得到，故C不選；氯氣具有強(qiáng)氧化性，F(xiàn)e與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，F(xiàn)eCl2不能由兩種單質(zhì)干脆化合得到，故選D。6．同一還原劑與多種氧化劑在一起時，先與氧化性強(qiáng)的粒子反應(yīng)，待強(qiáng)的反應(yīng)完后，再與氧化性弱的反應(yīng)，稱為反應(yīng)先后規(guī)律，已知氧化性：Fe3＋>Cu2＋，在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入鐵粉，下列說法中不正確的是(C)A．若鐵粉有剩余，則不溶物中肯定有銅B．若鐵粉有剩余，則溶液中的金屬陽離子只有Fe2＋C．若鐵粉無剩余，且溶液中有Cu2＋，則溶液中肯定無Fe3＋D．若鐵粉無剩余，且溶液中無Cu2＋，則溶液中肯定有Fe2＋，肯定無Fe3＋解析：三價鐵離子氧化性強(qiáng)于銅離子，加入鐵粉，鐵粉先與三價鐵離子反應(yīng)生成二價鐵離子，剩余鐵粉再與銅離子反應(yīng)生成二價鐵離子，若有鐵粉剩余，則三價鐵離子、銅離子完全反應(yīng)，不溶物中肯定含有銅，故A正確；若有鐵粉剩余，則三價鐵離子、銅離子完全反應(yīng)，則溶液中的金屬陽離子只有Fe2＋，故B正確；若鐵粉無剩余，且溶液中有Cu2＋，則可能有三種狀況，一種為銅離子只反應(yīng)一部分，則三價鐵離子完全反應(yīng)，一種為銅離子未反應(yīng)，則三價鐵離子恰好反應(yīng)，一種為銅離子未反應(yīng)，三價鐵離子只反應(yīng)一部分，溶液中含有三價鐵離子，故C錯誤；若鐵粉無剩余，且溶液中無Cu2＋，因?yàn)槿齼r鐵離子先于鐵粉反應(yīng)，所以肯定不含三價鐵離子，肯定含有二價鐵離子，故D正確。7．(雙選)下列氯化物既可由金屬和氯氣干脆反應(yīng)制得，也可由金屬和鹽酸反應(yīng)制得的是(AD)A．ZnCl2B．FeCl3C．FeCl2D．AlCl3解析：鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，鋅與氯氣、鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物均為ZnCl2，鋁與氯氣、鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物均為AlCl3。8．能使鐵溶解，但不能生成沉淀的溶液是(B)A．AgNO3溶液B．FeCl3溶液C．CuSO4溶液D．FeSO4溶液解析：A、C項(xiàng)雖能溶解鐵，但同時析出的Ag和Cu會附著在鐵上，D項(xiàng)不能使鐵溶解，符合題意的是B項(xiàng)。9．下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述中，不正確的是(A)A．鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是黑色的Fe2O3B．紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)，放出的氣體點(diǎn)燃時能發(fā)出爆鳴聲C．鐵與水蒸氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D．常溫下，F(xiàn)e與H2O不反應(yīng)，但在空氣中的O2、H2O共同作用下能發(fā)生反應(yīng)解析：鐵與水反應(yīng)：3Fe＋4H2Oeq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4＋4H2，產(chǎn)物為Fe3O4，A錯誤。10．由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10g與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L，則混合物中肯定含有的金屬是(C)A．鋅B．鐵C．鋁D．鎂解析：分別產(chǎn)生11.2LH2須要鋅32.5g，鐵28g，鎂12g，鋁9g，依據(jù)平均值思想，混合物中兩種金屬的質(zhì)量應(yīng)分別小于和大于10g，而小于10g的只有鋁，故肯定有鋁，選C。11．將鐵粉放入由鹽酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液組成的混合液中，充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，則反應(yīng)后的溶液中含有的大量陽離子是(B)A．Cu2＋和Fe2＋ B．Fe2＋和Mg2＋C．Fe3＋和Fe2＋ D．H＋和Cu2＋解析：H＋、Fe3＋、Cu2＋均能與鐵粉反應(yīng)，Mg2＋不與鐵粉反應(yīng)，當(dāng)鐵粉有剩余時，溶液中H＋、Fe3＋、Cu2＋均完全反應(yīng)，反應(yīng)后的溶液中大量存在的陽離子是Fe2＋和Mg2＋，B正確。12．對于反應(yīng)8Fe＋22HNO3(濃)=Fe8O11＋22NO2↑＋11H2O，下列有關(guān)說法正確的是(D)A．在反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)氧化性和酸性B．還原性：NO2>FeC．Fe8O11中n(Fe2＋)n(Fe3＋)＝31D．22.4gFe完全反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移1.1mol電子解析：依據(jù)反應(yīng)方程式可知，HNO3全部生成了NO2，所以硝酸全部體現(xiàn)了氧化性，故A錯誤；依據(jù)氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)弱規(guī)律，還原性：還原劑>還原產(chǎn)物，在題給的方程式中，F(xiàn)e為還原劑，NO2為還原產(chǎn)物，所以還原性大小依次應(yīng)當(dāng)是：NO2<Fe，故B錯誤；Fe元素被硝酸氧化可能生成Fe2＋也可能生成Fe3＋，所以設(shè)Fe8O11的組成為xFeO·yFe2O3，則依據(jù)Fe原子守恒關(guān)系有：(x＋2y)＝8；依據(jù)O原子守恒關(guān)系有：(x＋3y)＝11，聯(lián)立上述兩個式子解得：x＝2、y＝3，則FeO為2、Fe2O3為3，所以Fe2＋為2、Fe3＋為6，則n(Fe2＋)n(Fe3＋)＝26＝13，所以C錯誤；22.4gFe的物質(zhì)的量是22.4g÷56g/mol＝0.4mol，依據(jù)C項(xiàng)分析可知，在1molFe8O11中有2mol的Fe2＋和6mol的Fe3＋，所以8molFe完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為(2mol×2＋6mol×3)＝22mol，則0.4molFe完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子應(yīng)為eq\f(0.4mol,8mol)×22＝1.1mol，故D正確。eq\a\vs4\al(二、填空題)13．在肯定條件下用一般鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用如圖所示的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。試驗(yàn)中必需運(yùn)用一般鐵粉和6mol/L鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：(1)試驗(yàn)進(jìn)行時試管A中應(yīng)加入的試劑是一般鐵粉(或鐵粉)；燒瓶B的作用是作為水蒸氣發(fā)生器(或用來產(chǎn)生水蒸氣)；燒瓶C的作用是防止水倒吸(或用作平安瓶)；在試管D中收集得到的是氫氣。(2)試驗(yàn)時U形管G中應(yīng)加入的試劑是堿石灰(或CaO等堿性干燥劑)；長頸漏斗H中應(yīng)加入6_mol/L鹽酸。(3)兩套裝置中，在試驗(yàn)時須要加熱的儀器是(填該儀器對應(yīng)的字母)ABE。(4)試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe3O4＋4H2eq\o(=,\s\up15(高溫))3Fe＋4H2O。(5)為了平安，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必需檢驗(yàn)氫氣的純度；E管中的反應(yīng)起先后，在F出口處應(yīng)點(diǎn)燃?xì)錃?。解析：從左圖看，用排水法收集的氣體應(yīng)是難溶性氣體，可推知是H2，所以左圖B是水蒸氣發(fā)生器，A中發(fā)生反應(yīng)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(△))Fe3O4＋4H2。C是平安瓶，防止停止加熱時，水槽中的水倒吸入A中使A試管炸裂。右圖是H2和鐵的氧化物反應(yīng)制取“引火鐵”的裝置，右圖Ⅰ是H2發(fā)生器，用鋅粒和6mol/L鹽酸反應(yīng)。在E試管加熱之前必需檢驗(yàn)H2的純度，若H2中混有空氣，當(dāng)達(dá)到爆炸極限時，則會發(fā)生爆炸。檢驗(yàn)H2純度時，用試管在F口處收集H2，再進(jìn)行檢驗(yàn)。制得的H2必需干燥，否則還原出來的鐵又會跟水蒸氣反應(yīng)，生成鐵的氧化物。因此在H2發(fā)生裝置與還原鐵的氧化物之間加一個干燥裝置“U形管”，U形管內(nèi)可盛堿石灰、氧化鈣等堿性固體干燥劑，它既可干燥H2，又可除去混在H2中的氯化氫氣體。純凈的H2在E管內(nèi)還原Fe3O4，未參與反應(yīng)的H2從F口排出，并將它點(diǎn)燃。14．應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)試驗(yàn)”。請完成該問題中的問題：(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4＋4H2；該氧化還原反應(yīng)的還原劑是Fe，氧化劑是H2O。(2)試驗(yàn)前必需對整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，操作方法是在玻璃管口C處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，假如能夠視察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內(nèi)有水柱上升，且較長時間水柱不回落，則表明該套裝置氣密性良好。(3)圓底燒瓶中盛裝的是水，該裝置受熱后的主要作用是供應(yīng)持續(xù)不斷的水蒸氣；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸。(4)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的依次是先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈，為什么？防止先點(diǎn)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O2的反應(yīng)。(5)干燥管中盛裝的物質(zhì)是堿石灰，作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中混有的水蒸氣。(6)試管中收集的氣體是H2。假如要在C處的玻璃管處點(diǎn)燃該氣體，則必需對該氣體進(jìn)行驗(yàn)純，這一操作的目的是防止點(diǎn)燃時，氫氣中混有空氣而爆炸。15．某同學(xué)利用如圖所示試驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的試驗(yàn)，并對反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成進(jìn)行了探究。請回答下列問題：(1)硬質(zhì)試管中的濕棉花的作用是供應(yīng)反應(yīng)須要的水蒸氣。(2)鐵與水蒸氣的反應(yīng)中，氧化劑是H2O(填化學(xué)式，下同)，還原劑是Fe。(3)該同學(xué)對反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成提出了如下假設(shè)。假設(shè)1：只有Fe；假設(shè)2：只有Fe3O4；假設(shè)3：既有Fe也有Fe3O4。(4)為了驗(yàn)證反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成，該同學(xué)進(jìn)行了定量探討：反應(yīng)前固體物質(zhì)的質(zhì)量為5.6g，反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6g。從上述數(shù)據(jù)分析，反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成為Fe和Fe3O4。解析：(1)硬質(zhì)試管中的濕棉花受熱時可產(chǎn)生水蒸氣，故硬質(zhì)試管中濕棉花的作用是供應(yīng)反應(yīng)須要的水蒸氣。(2)Fe在反應(yīng)中失去電子作還原劑，H2O在反應(yīng)中得到電子作氧化劑。(3)若Fe沒有反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe；若Fe部分反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe與Fe3O4的混合物；若Fe全部反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe3O4。(4)若5.6gFe完全反應(yīng)，應(yīng)得到eq\f(1,30)molFe3O4，其質(zhì)量約為7.7g，而試驗(yàn)測得反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6g，說明Fe部分反應(yīng)，故反應(yīng)后的硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)為Fe和Fe3O4的混合物。16．以下是有關(guān)金屬與酸的反應(yīng)，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)分別取Wg鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是eq\f(1,23)eq\f(1,28)eq\f(1,9)。(2)分別取0.1mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是123。(3)若產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的質(zhì)量比是23289。(4)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的物質(zhì)的量之比是632。解析：(1)Wg鈉、鐵、鋁