2024-2025年新教材高中化学课时素养评价十六铁的单质氧化物氢氧化物含解析新人教版必修1

PAGEPAGE7课时素养评价十六铁的单质、氧化物、氢氧化物(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)1.我国科学家参加研制的阿尔法磁谱仪已随美国发觉号航天飞船升入太空,起先了探究宇宙中是否存在“反物质”的探讨工作。依据你所学的学问推想用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是 ()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3【解析】选C。依据磁谱仪所用物质具有磁性确定为Fe3O4。2.(2024·福州高一检测)常温下,将铁片放入下列溶液中,不发生反应的是 ()A.稀硫酸 B.氯水C.氢氧化钠溶液 D.硫酸铜溶液【解析】选C。铁与稀硫酸反应:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;氯水呈酸性、强氧化性,可以和铁反应;铁与硫酸铜发生置换反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;铁与氢氧化钠溶液不发生反应,C项符合题意。【补偿训练】(2024·吉林试验中学高一检测)某铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比为21∶8,该氧化物的化学式可能是 ()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O5【解析】选C。依据n=mM,n(Fe)∶n(O)=2156∶816=3∶4,则化学式为Fe33.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生改变为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是 ()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4【解析】选B。铁与稀硫酸反应生成FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最终所得红棕色残渣为Fe2O3。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)4.(2024·兰州高一检测)应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下Fe与水蒸气反应的试验。请回答该试验中的问题。(1)试验前必需对整套装置进行气密性的检查,操作方法是

_________________。

(2)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是

___________;

烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是

____________________。

(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的依次是____________________。

(4)干燥管中盛装的物质可以是___________,作用是______________

__。

(5)假如要在A处玻璃管口处点燃该气体,则必需对该气体进行________,这一操作的目的是__

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【解析】(1)中学阶段检查装置气密性常用方法有两种:一种是利用热胀冷缩原理,另一种是利用气压原理。气压原理一般只有涉及液体时才能用得到,这里明显是利用热胀冷缩原理。利用热胀冷缩原理时要留意步骤肯定要完整,既要证明“热胀”,也要证明“冷缩”。(2)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气反应的试验持续不断地供应水蒸气;给液体加热时应放入碎瓷片防止暴沸。(3)点燃加热仪器的依次要考虑试验的平安性和对试验结果的影响,在本试验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应,应当先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯。(4)干燥管中盛装的物质可以是碱石灰,作用是除去反应产生的氢气中的水蒸气。(5)可燃性气体在点燃之前必需验纯,防止因气体不纯而引起爆炸。答案:(1)将干燥管末端的导管浸入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,假如能视察到浸入水中的玻璃导管口有气泡冒出,停止加热后,玻璃导管内有水柱上升,且较长时间不回落,则表明该套装置的气密性良好。(2)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气反应的试验持续不断地供应水蒸气防止暴沸(3)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯(4)碱石灰除去产物H2中的水蒸气(5)验纯防止H2不纯而发生爆炸【方法规律】框图推断题的解题思路一、选择题(本题包括1小题,共5分)5.已知A为常见的金属单质,依据如图所示的关系,下列叙述中正确的是()A.A为Fe,B为FeOB.C→D溶液的颜色改变:浅绿色→棕黄色C.④的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【解析】选B。由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,“黑色晶体”B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,故A错,B正确。⑤的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,④的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故C、D错。【补偿训练】1.(2024·济南高一检测)已知Fe3+中滴加KSCN溶液会变红色,而Fe2+遇KSCN溶液无明显改变。现有13.6gFe和Fe2O3的混合物,加入150mL足量的稀硫酸,在标准状况下收集到1.12LH2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4,并使铁元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了3mol·L-1的NaOH溶液,则该稀硫酸的物质的量浓度为 ()A.2.25mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.0.6mol·L-1【解析】选B。Fe和Fe2O3的混合物与稀硫酸反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的硫酸,并且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3mol·L-1的NaOH溶液200mL,说明反应后的溶液溶质只有Na2SO4,依据硫酸根守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),依据钠离子守恒,则n(Na2SO4)=12n(NaOH),则有:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=12n(NaOH)=12×3mol·L-1×0.2L=0.3mol,故该硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)=0.32.现有肯定量FeO、Fe2O3的混合物,在足量H2气流中加热充分反应,冷却后称得剩余固体质量比原混合物削减0.8g;将等质量的原混合物与盐酸反应,欲使之完全溶解,则需1mol·L-1A.0.05LC.0.2L 【解析】选B。剩余固体比原混合物削减的质量即为原混合物中氧原子的质量,则n(O)=0.8g16g·mol-=2n(O)=0.05mol×2=0.1mol,则n(HCl)=0.1mol,需1mol·L-1盐酸的体积至少为0.1mol3.(2024·扬州高一检测)聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z](铁元素化合价为+3)是一种高效的混凝剂,常用于净水,它的组成可以通过以下试验测定:①称取肯定质量的聚合硫酸铁配成100.00mL的溶液。②精确量取25.00mL溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体6.99g。③精确量取25.00mL溶液,加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重,得到红棕色固体1.92gA.6∶8∶5 B.4∶2∶5C.1∶1∶2 D.6∶3∶5【解析】选B。由题意可知:25.00mL溶液中硫酸根离子物质的量n(SO46.99g233g·mol-1=0.03mol;25.00mL溶液中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,充分反应后得到氢氧化铁沉淀,再将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧得到氧化铁=0.024mol;由此可得x/z=0.024/0.03=4/5,再依据电荷守恒可得3x=y+2z,共同确定x∶y∶z的值为4∶2∶5。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)6.铁是日常生活中最常见的金属。某班同学在学习铁的学问时,有下列问题:问题1:铁为何称为黑色金属?问题2:CuO在高温下可分解为Cu2O和O2,Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗?(1)对于问题1,同学们上网查寻,有两种说明:A.因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物,所以叫黑色金属。B.因为铁的粉末为黑色,铁的氧化物也均为黑色,所以叫黑色金属。①你认为哪种说法正确?②若有一黑色粉末,你如何鉴别是铁粉,还是Fe3O4粉末?③若有一黑色粉末,为Fe和Fe3O4的混合物,你如何证明其中有Fe3O4?(2)对于问题2,同学们打算试验探究,他们设想了两种方法:A:将Fe2O3高温灼烧,看灼烧前后颜色是否改变。B:将Fe2O3高温灼烧,看灼烧前后质量是否改变。①方法A中,假如高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色,说明Fe2O3的确发生了改变。能说明生成的肯定为FeO吗?说明理由。②方法B中,假如发生了预期的反应,固体高温灼烧前后质量比应为10∶9,但是,试验结果为固体灼烧前后质量比为30∶29,则高温灼烧后生成物是什么?【解析】(1)①铁的氧化物中Fe2O3为红棕色,B的说法是错误的。②可以利用Fe、Fe3O4与稀盐酸或稀硫酸反应现象的不同来鉴别两种物质。③检验Fe和Fe3O4的混合物中Fe3O4的存在,实质是检验混合物中O的存在,可以用干燥的氢气或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应,然后检验产物中是否有水或二氧化碳产生。(2)①方法A中,假如高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色,说明Fe2O3的确发生了改变。但不能说明生成的肯定为FeO,因为若生成Fe3O4,颜色也由红棕色变为黑色。②方法B中,假如发生了预期的反应,固体高温灼烧后由Fe2O3变为FeO,质量比应为10∶9。若固体灼烧前后质量比为30∶29,则高温灼烧后的生成物是Fe3O4。答案:(1)①A②取黑色粉末少许于试管中,加适量稀盐酸或稀硫酸,有气泡产生的原黑色粉末为铁粉,若无气泡产生,则原粉末为Fe3O4(其他合理答案亦可)③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应,用无水硫酸铜检测有水产生或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应,用澄清石灰水检测有二氧化碳产生(其他合理答案亦可)(2)①不能也可能为Fe3O4②Fe3O4【方法规律】检查装置气密性的四种方法检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等,视察气泡或液面改变。(1)微热法:如图a。用酒精灯微热或用手焐热容器,导管口产生气泡,停止加热或松开手后导管内形成一段水柱,证明装置不漏气。(2)液差法:如图b、c。连接好仪器,b中夹紧弹簧夹,从长颈漏斗中注入适量水,使b中长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的液面,静置,若液面位置保持不变,证明装置不漏气。c中,从乙管加入适量水,使乙