高一化学人教版课时检测3-1-1铁及其氧化物

课时素养检测十四铁及其氧化物(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)1.2019年8月30日,2019版第五套人民币开始发行,引起社会各界广泛关注。人民币在票面文字、号码等处所采用的磁性油量中含有一种金属氧化物A.FeOB.CuOC.Fe3O4D.Al2O3【解析】选C。Fe3O4具有磁性,答案为C。2.(2020·济南高一检测)实验室在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,充分反应后发现溶液中有Cu2+存在,下列说法错误的是 ()A.容器中肯定无Fe粉存在B.容器中肯定无Cu粉存在C.溶液中Fe2+比Cu2+多D.溶液中可能存在Fe3+【解析】选B。由于铁的还原性比铜的强,因而铁粉先与Fe3+反应,Fe3+的氧化性大于Cu2+,Cu和Fe3+可以发生反应,溶液中有Cu2+存在,说明铁粉反应完全,铜粉也发生了反应,但不能判断铜粉过量或不足,溶液中发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+、Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,则容器中肯定无Fe粉存在,A正确;容器中肯定无Cu粉存在,不能判断,B错误;根据反应方程式可知,溶液中Fe2+比Cu2+多,C正确;溶液中可能存在Fe3+,D正确。3.黑色金属主要指铁及其合金,如钢、生铁、铁合金、铸铁等;黑色金属以外的金属称为有色金属。下列关于铁的说法正确的是 ()A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属B.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3C.纯铁的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化D.铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3【解析】选C。纯铁为银白色,A错;铁在硫蒸气中燃烧生成FeS,B错;3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,D错。4.上海世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大型炼钢厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有 ()A.FeO粉尘 B.P2O5粉尘C.Fe2O3粉尘 D.SiO2粉尘【解析】选C。Fe2O3呈红棕色,故炼钢厂产生的红棕色烟雾是Fe2O3所致。5.下列有关铁元素的叙述中正确的是 ()A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(OH)3B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2OD.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体【解析】选A。铁与单质碘化合生成的是FeI2,选项B不正确;铁离子能把碘离子氧化成单质碘,选项C不正确;D项,得到的是Fe(OH)3沉淀,故不正确。6.下列变化中,加入铁粉不可能实现的是 ()A.Ag+→Ag B.Fe3+→Fe2+C.H+→H2 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3【解析】选D。铁粉具有还原性,而Fe(OH)2→Fe(OH)3中,Fe(OH)2被氧化。7.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量比为21∶8,则这种混合物中FeO、Fe2QUOTEFe3O4的物质的量之比可能是()A.1∶2∶1 B.2∶1∶1C.1∶3∶2 D.1∶1∶3【解析】选D。设混合物中铁元素质量为21g,氧元素质量为8g,则铁元素和氧元素物质的量之比为QUOTE∶QUOTE=3∶4,即混合物中FeO和Fe2O3物质的量之比为1∶1,Fe3O4的物质的量为任意值。【方法规律】设铁的氧化物的化学式为FexOy,若x∶y=1∶1,则铁的氧化物为FeO;若x∶y=2∶3,则铁的氧化物为Fe2O3;若x∶y=3∶4,则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1,Fe3O4为任意值)。8.(2020·冀州高一检测)下列关于钠、铁及其化合物的叙述正确的是()A.铁单质只具有还原性,其阳离子只有氧化性,且可用KSCN溶液检验其阳离子是否存在于某溶液中B.因为铁的活泼性大于Cu,故Cu与FeCl3不反应C.Na2O2、Fe(OH)3、FeCl2均可经化合反应一步得到D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3【解析】选C。Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性,用KSCN溶液只能检验铁离子,不能检验亚铁离子,A错误;Cu可将FeCl3还原为FeCl2,B错误;2Na+O2Na2O2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,Fe+2FeCl33FeCl2,C正确;Fe在足量Cl2中燃烧只生成FeCl3,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共22分)9.(10分)(2020·邯郸高一检测)如图,已知有以下物质相互转化:(1)写出下列物质的化学式:B,D,E,J。

(2)向C溶液中先加入KSCN溶液,再滴加氯水,现象是

。

(3)写出由D转变成C的离子方程式:

。

(4)写出G生成H的化学反应方程式:

。

【解析】根据各物质的转化关系,白色沉淀G在空气中可转化为红褐色沉淀H,可知G为Fe(OH)2,H为Fe(OH)3,C为含Fe2+的溶液,由H→D→C的转化关系可知A为Fe;因F溶液加入AgNO3和稀硝酸后生成白色沉淀J和溶液K,可知J为AgCl,K溶液焰色试验呈紫色,故F为KCl,C为FeCl2,D为FeCl3,B为HCl,X为Cl2,E为KOH。答案:(1)HClFeCl3KOHAgCl(2)开始不变色,加入氯水后显红色(3)Fe+2Fe3+3Fe2+(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)310.(12分)(2019·衡水高一检测)某同学利用如图1所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。(1)图1试管中发生反应的化学方程式为

。

(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分,设计了如下方案:①待试管冷却,取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B;②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体是(只有一个选项符合题意),若溶液未变红,则试管中固体是(只有一个选项符合题意)。

A.一定有Fe3O4,可能有FeB.只有Fe(OH)3C.一定有Fe3O4和FeD.一定有Fe(OH)3,可能有FeE.只有Fe3O4(3)该同学按上述方案进行了实验,溶液未变红色,原因是

(用化学方程式表示)。

(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按如图2所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式

。

【解析】(1)Fe在高温条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。(2)(3)根据Fe与H2O(g)的反应可知,试管中固体的成分可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物,与盐酸发生反应Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O,可能的反应为2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2↑;取溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体一定有Fe3O4,可能含少量Fe;若不变红,则试管中一定有Fe3O4和Fe。(4)FeCl2溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2易被氧化,使沉淀颜色发生变化。答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2)AC(3)2FeCl3+Fe3FeCl2(4)FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【补偿训练】红热的铁能与水蒸气反应,有氢气生成,现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验,并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题:(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式。

(2)干燥管C内盛放的药品是或(填化学式)。干燥管的(填“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气,简述实验操作步骤和现象。

【解析】干燥管只能加固体干燥剂,考虑到H2的密度比空气的小,因此可采用向下排空气法收集,检验H2可采用“爆鸣”实验。答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2)CaCl2CaOn(3)(4)用拇指堵住试管口,试管口向上,靠近酒精灯火焰,松开拇指,能燃烧或发出爆鸣声,说明收集的是H2(20分钟30分)1.(6分)(2020·郑州高一检测)将一定质量的铁粉与氢氧化铁的混合物在氧气中灼烧至质量不再改变为止,发现加热前后混合物的质量无变化,则混合物中铁和氢氧化铁的物质的量之比为 ()A.2∶1B.3∶2C.81∶64D.28∶55【解析】选C。将一定质量的铁粉与氢氧化铁的混合物在氧气中灼烧至质量不再改变为止,最终生成Fe3O4、Fe2O3,加热前后混合物的质量无变化,则Fe3O4中氧元素的质量等于氢氧化铁分解生成水的质量。设混合物中Fe为xmol,Fe(OH)3为ymol;则生成的Fe3O4为QUOTEmol,生成的水为1.5ymol,故QUOTEmol×4×16g·mol1=1.5ymol×18g·mol1,【补偿训练】(2019·廊坊高一检测)中国科学院化学研究所是以基础研究为主,有重点地开展国家急需的、有重大战略目标的高新技术创新研究,并与高新技术应用和转化工作相协调发展的多学科、综合性研究所,是中国最重要的化学研究机构之一。其研制的晶体材料——纳米四氧化三铁,在核磁共振造影及医药上有广泛用途,其生产过程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2OFeOOH纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是 ()A.纳米四氧化三铁具有磁性,可作为药物载体用于治疗疾病B.纳米四氧化三铁可分散在水中,它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等C.在反应①中环丙胺的作用可能是催化剂D.反应②的化学方程式是6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2【解析】选B。四氧化三铁为磁性纳米晶体材料,可作为药物载体用于疾病的治疗,A项正确;纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体,不同于溶液中溶质微粒的直径,B项错误;反应①中环丙胺不参加反应,是催化剂,C项正确;由制备过程可知,反应②的反应物为FeOOH和CO,由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2,D项正确。2.(12分)在一定条件下,用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉,这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用如图所示的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6mol·L1的盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白:(1)进行实验时,试管A中应加入的试剂是;烧瓶B的作用是;

烧瓶C的作用是;在试管D中收集得到的是。

(2)实验时,U形管G中应加入的试剂是;长颈漏斗H中应加入。

(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)。

(4)试管E中发生的反应的化学方程式是。

(5)为了安全,在E管中反应发生前,在F出口处必须;

E管中反应开始后,在F的出口处应。

【解析】题目给出两个看似相同的反应装置,分别完成哪个反应成为解题关键。题干中右图有H2发生装置,左图有H2收集装置,可见铁粉与水蒸气的反应由左边装置完成,实现“引火铁”的制取由右边装置完成,这样,问题就可解决了。答案:(1)普通铁粉(铁粉)作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气)防止倒吸氢气(2)固体NaOH(或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂)6mol·L1的盐酸(3)A、B、E(4)Fe3O4+4H23Fe+4H2O(5)检验氢气的纯度点燃氢气3.(12分)(2020·丰台区高一检测)下图为铁及其化合物的“价类”二维图。(1)填写二维图缺失的类别①和化学式②。

(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3的性质,进行了如下预测:①Cl2②Fe③NaOH④H2SO4⑤AgNO3从物质类别上看,FeCl3属于,可能与发生反应(填序号);

从化合价角度看,Fe3+具有性,可能与发生反应(填序号)。

(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路,其化学原理为如下反应:Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2①用单线桥表示电子转移。②反应中FeCl3作剂,理由是。

③写出该反应的离子方程式

。

【解析】(1)铁单质的化合价为0,二维图缺失的类别①单质;三价铁形成的氢氧化