第三章 第一节 第1课时 铁的单质、氧化物、氢氧化物 测试题2022-2023学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章第一节第1课时铁的单质、氧化物、氢氧化物测试题榆次一中李金虎一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共60分）1．指南针是我国的四大发明之一，制造指南针的磁性物质是()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe2．下列说法不正确的是()A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂3．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A．Fe3O4的颜色为红棕色B．铁丝可在空气中燃烧生成Fe3O4C．FeCl2可通过置换反应或复分解反应制得D．铁的氧化物均为黑色，不溶于水4．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的。你猜测其中的原因可能是()A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色CuD．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O35．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是烧杯中()A．有铁无铜B．有铜无铁C．铁、铜都有D．铁、铜都无6．将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可观察到的现象是()①有气泡产生②生成白色沉淀③生成红褐色沉淀④无变化A．①③ B．①②C．①②③ D．④7．现有A、B、C、D四种物质，它们是Fe、稀盐酸、NaOH溶液、AgNO3溶液四种物质中的一种，它们的反应关系及反应类型如图所示，则物质B为()A．Fe B．稀盐酸C．NaOH溶液 D．AgNO3溶液8．铁有＋2价和＋3价两种价态。下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是()A．铁粉溶于稀硫酸B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解9．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④10．把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显红色，下列情况不能成立的是A．铁不剩余，Cu剩余 B．铁、铜均剩余C．铁剩余，含Cu2+ D．铜剩余，含Fe2+11．有0.4g铁的氧化物，用足量CO在高温下将其还原，把生成的气体全部通入石灰水中，得到0.75g固体沉淀物。这种铁的氧化物是()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．无法确定12．将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L−1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl−基本不变B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，不显红色C．溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶513．已知下列三个实验均能发生化学反应：①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A．实验①中铁钉只做还原剂B．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2+14．有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为()A．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O715．如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验时提供的试剂有铁屑及6.00mol·L－1的硫酸，NaOH溶液，下列说法错误的是()A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑B．实验开始时应先将活塞E关闭C．生成Fe(OH)2的操作为关闭活塞E，使A中溶液压入B中D．取下装置B中的橡胶塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3二、填空题（本题包括3个小题，共40分）16．(12分)A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：根据如图所示变化，按要求回答下列问题：(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________，E________；(2)写出其中几步反应的化学方程式：C→B：_______________________________________________；B→D：_________________________________________________；E→A：_________________________________________________。(3)B中加入NaOH溶液，看到的现象是________________________________。17．(16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，在空气中受撞击受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下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·L－1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)实验进行时，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中收集到的是。(2)实验时，U形管G中应加入的试剂是；分液漏斗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中发生反应的化学方程式是。(5)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须；E管中的反应开始后，在F出口处应。18．(12分)Fe(OH)2由于在空气中易被氧化，制取时很难观察到白色沉淀现象，只能看到灰绿色沉淀。采用如图装置使用Fe、H2SO4(稀)、NaOH溶液可在还原性气氛中制取Fe(OH)2白色沉淀，且较长时间内不变色，其中C为弹簧夹。(提示：还原性气氛如氢气环境)(1)则锥形瓶A中应加入的药品为。(2)锥形瓶B中应加入的药品为。(3)容器A中的反应开始后，请简单写出完成制备Fe(OH)2的后续操作步骤：。(4)若在反应开始之前先关闭弹簧夹C，则实验现象为；请写出此时B瓶中发生的化学反应的离子方程式或化学方程式：。1．答案：C解析：Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁；铁是能被磁化的物质，本身没有磁性。2．答案：C解析：据3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up13(点燃))Fe3O4、3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up13(高温))Fe3O4＋4H2、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑可知A、B、D正确，C项错误。3．答案：C解析：Fe3O4的颜色为黑色；铁丝在空气中不能燃烧；生成FeCl2的反应有：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O等；Fe2O3是红棕色粉末。4．答案：D解析：黏土中含有Fe元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，Fe元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，D项正确。5．答案：A解析：A、向FeCl3溶液中加入Fe和Cu，Fe还原性强于Cu，所以Fe先与FeCl3反应，若Fe反应完全，Cu再与FeCl3反应，所以不会出现有铁无铜的情形，故A错误；B、当Fe反应完全，FeCl3少量，铜会有剩余，则可能出现有铜无铁的情形，故B正确；C、若FeCl3量少，Fe也有可能有剩余，而此时Cu没有发生反应，则烧杯中铁、铜都有，故C正确；D、若FeCl3量多，加入的铁和铜全部参加反应，都不会有剩余，故D正确。故选A。6．答案：A解析：将Na2O2投入FeCl2溶液中，发生下列反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，所以现象为有无色气体产生并有红褐色沉淀生成，观察不到白色沉淀，故选A项。7．答案：B解析：A和B发生中和反应，则A、B为稀盐酸、NaOH溶液中的一种。B与C发生置换反应，B与D发生复分解反应，Fe与稀盐酸发生置换反应生成FeCl2和H2，则A为NaOH溶液，B为稀盐酸，C为Fe，D为AgNO3溶液。8．答案：D解析：A项，Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，铁元素化合价由0价变为＋2价；B项，3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up13(点燃))Fe3O4，铁元素化合价由0价变为＋2价、＋3价；C项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，铁元素化合价由＋2价变为＋3价；D项，2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up13(△))Fe2O3＋3H2O，铁元素化合价没有变化。9．答案：B解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀10．答案：C解析：因还原性：Fe＞Cu，FeCl3溶液中加入铁粉、铜粉时，依次发生反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2，Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。有以下情况：①Fe、Cu均剩余，溶液中只有Fe2+；②只有Cu剩余，溶液中只有Fe2+或含Fe2+、Cu2+；③Fe、Cu均不剩余，Fe3+恰好反应，溶液中有Fe2+、Cu2+；④Fe、Cu均不剩余，Fe3+剩余，溶液中有Fe3+、Fe2+、Cu2+。C项，Fe剩余，则溶液中不可能含有Cu2+。11．答案：B解析：由反应CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O和碳酸钙物质的量7.5×10－3mol，可知反应的CO2的物质的量为7.5×10－3mol，再由CO→CO2，故铁的氧化物中含O的物质的量n(O)＝7.5×10－3mol，m(O)＝7.5×10－3mol×16g·mol－1＝0.12g，n(Fe)＝eq\f(0.4g－0.12g,56g·mol－1)＝0.005mol，所以n(Fe)∶n(O)＝0.005∶0.0075＝2∶3，故为Fe2O3。12．答案：C解析：n(Fe)=0.02mol，n(FeCl3)=0.05mol，由Fe+2Fe3+=3Fe2+知，Fe3+过量0.01mol，铁粉全部溶解，反应生成Fe2+0.06mol；Fe3+过量，滴入无色KSCN溶液，溶液显红色；氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。13．答案：A解析：实验①中铁钉做还原剂，氧化性Cu2+>Fe2+；实验②中Fe2+只表现还原性；实验③中反应为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2不是置换反应。分析可知：氧化性：Fe3+>Cu2+，综上可知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+，故A正确，B、C、D错误。14．答案：D解析：根据2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。15．答案：B解析：制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以A中应预先加入的试剂是铁屑，故A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开活塞E，用氢气排出装置中的空气，B错误；铁和稀硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致A中压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，故D正确。16．答案：(1)FeFeCl3FeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)2FeCl2+Cl2=2FeCl3(合理即可)FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl(合理即可)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3)(3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色解析：(2)解答该题的关键是推断D，因为D为红褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。17．答案：(1)普通铁粉(或铁粉)作为水蒸气发生器防止倒吸(或用作安全瓶)；氢气。(2)碱石灰(或固体NaOH、无水CaCl2等)6mol·L－1盐酸(3)ABE(4)Fe3O4＋4H2eq\o(=,\s\up13(高温))3Fe＋4H2O。(5)检验氢气的纯度点燃氢气解析：(1)根据题干可推断出试管A应是铁和水蒸气反应的装置，在A中装的应是普通铁粉，反应过程中要生成氢气，所以D是用来收集氢气的，在烧瓶B中产生水蒸气，为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷引起水的倒流，在反应装置和收集装置中间加上广口瓶以保证实验安全。(2)装置I用来制取氢气，故H用于添加盐酸，在产生氢气的同时可能会带出部分水蒸气和氯化氢气体，故应在U形管中加入固体干燥剂吸收氯化氢和水蒸气。(3)反应在高温条件下进行，所以A和E装置需要加热，反应需要水蒸气，故B也需要加热。(4)依据装置和实验目的分析，试管E中发生反应是氢气还原四氧化三