3.1铁及其化合物同步练习2024-2025高一化学人教版（2019）必修第一册（答案）

3.1铁及其化合物 同步练习4-1 高一化学人教版（2019）必修第一册
一、单选题
1．实现下列物质之间的转化，需加入还原剂才能实现的是
A． B． C． D．
2．关于铁及其化合物的说法正确的是
A．铁与氯气不反应，故可用钢瓶储存液氯
B．铁能与水蒸气反应，钢铁生产中的模具须提前进行干燥处理
C．氢氧化铁是一种红褐色沉淀，常用作红色颜料
D．湿法炼铜过程中，铜离子将铁氧化为三价铁
3．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．强酸性溶液中：、、
B．强碱性溶液中：、、
C．无色透明溶液中：、、
D．含有的溶液中：、、
4．下列物质间的每一个转化都能通过一步反应实现的是
A． B．
C．溶液 D．
5．某口服补铁剂的主要成分为。检验是否变质可用的试剂是
A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液
6．为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，含有的分子数为
B．和的混合物含，则混合物中质子数为
C．铁粉与的充分反应，转移的电子数为
D．的溶液中氯离子数为
7．下列有关铁及其化合物的说法中，正确的是
A．生铁与钢的区别在于生铁中含碳量低
B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价
C．工业上可用铁制容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应
D．工业上可用CO在高温条件下还原含的铁矿石炼铁
8．含铁物质的“价-类”二维图如图。下列叙述错误的是
A．c在湿空气中能转化为d B．a和e的溶液能发生化合反应
C．b在空气中加热会生成黑色固体 D．分别在稀硫酸中加入a、b、c都会生成e
9．工业废水中含有的重铬酸根离子()有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾()作处理剂，反应的离子方程式为。下列说法正确的是
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为
B．用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水
C．酸化试剂可以用盐酸或硫酸
D．不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂
10．除去括号内杂质所用试剂和方法错误的是
A．——饱和碳酸钠溶液 B．溶液()——加入足量的铁粉
C．——饱和食盐水 D．——溶于足量盐酸
11．将铁粉加入的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是
A．铁粉完全溶解，溶液中浓度基本不变
B．往溶液中滴入溶液，溶液不显红色
C．和的物质的量之比为
D．反应后，铁粉没有剩余
12．铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法不正确的是
A．铁与氯气反应生成
B．铁矿石可在高温下加入炭还原得到铁单质
C．铁在氧气中燃烧后的生成物为黑色
D．纯铁是银白色金属
13．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．氯化铁溶液腐蚀铜箔：
B．氢氧化钠溶液吸收氯气：
C．氯化铝溶液与浓氨水混合：
D．氧化铝固体溶解于盐酸溶液：
14．有铁的氧化物样品，用300mL 5mol·L-1的盐酸恰好使其完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下氯气3.36L，使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe5O7 D．Fe4O5
二、填空题
15．从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起到了巨大的作用。
(1)①古代中国四大发明之一指南针由天然磁石制成的，该磁石主要成分是 (填化学式)，写出其与足量稀盐酸反应的离子方程式： 。
②所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 (填字母)。
A． B． C． D． E．
(2)①常利用腐蚀铜的原理制作印刷电路板，该反应的化学方程式为 。
②将饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至液体呈红褐色，写出该过程的化学方程式为 。
(3)为了防止溶液变质，实验室在配制溶液时常向其中加入一些铁粉，其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)为证明某溶液中不含而可能含有，进行如下实验操作时最佳顺序为___________(填字母)。
①加入适量的氯水②加入足量酸性溶液③加入溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
16．铁是人体含量最多的微量元素，这些铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。
(1)以下为常见的铁元素的几种微粒，其中既有氧化性又有还原性的是 。
A．Fe B．Fe2+ C．Fe3+
(2)工业盐的主要成分是NaNO2，以前有许多起因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，这说明NaNO2具有 性。
(3)工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有 性。
(4)在的反应中，失电子的物质是 (填化学式，下同)，还原产物是 ，还原性由强到弱的顺序是 ，请你用单线桥表示该反应的电子转移情况 。
17．如下图装置。
(1)各图中能用于制备Fe(OH)2的装置是 (填序号)。若用②装置制备，简述制备原理与操作为 。
(2)⑤中的苯能否用CCl4替换 ，理由是 。
(3)若用④制备，试管中的现象为 ，有关化学方程式为 。
18．小组同学设计如下图所示装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验并探究可能的生成物。
(1)还原铁粉与水蒸气反应
①湿棉花的作用是 。
②用燃着的火柴接触持续产生的肥皂泡，肥皂泡燃烧，肥皂泡中的气体主要是 。
③试管中发生反应的化学方程式是 。
(2)探究反应后固体产物成分
①加入稀硫酸，固体产物全部溶解并伴有气泡产生，发生反应的离子方程式为 和Fe3O4+8H＋=Fe2＋+2Fe3＋+4H2O。
②滴加KSCN溶液未呈现红色，其可能的原因是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C D C B D D B A
题号 11 12 13 14
答案 B A A D
15．(1) Fe3O4 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O CD
(2)
(3)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4)C
16．(1)B
(2)氧化
(3)还原
(4) Fe NO Fe>NO
17．(1) ①②③⑤ 铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入到氢气保护下的NaOH溶液中
(2) 否 CCl4比FeSO4溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气
(3) 生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
18．(1) 提供水蒸气 H2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4 ＋4H2
(2) Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑ 试管中铁粉过量，过量铁粉将Fe3+还原成Fe2+
1．D
【详解】A．中Fe元素的化合价升高，发生了氧化反应，则需要加入氧化剂才能实现，故A不符合题意；
B．中碳元素化合价升高，被氧化，需要加入氧化剂才能实现，故B不符合题意；
C．在MnO2催化下分解可得氧气，不需要加入还原剂也能实现转化，故C不符合题意；
D．中铁元素化合价降低，被还原，应加入还原剂，故D符合题意；
故选：D。
2．B
【详解】 A．铁与氯气在常温下不反应，因此可以用钢瓶储存液氯 ，铁与氯气在加热条件下可以反应，A错误；
B．铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，钢铁生产中的模具须提前进行干燥处理，以免发生危险，B正确；
C．Fe2O3是红色的，常用作红色颜料，C错误；
D．湿法炼铜过程中发生反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，铜离子将铁氧化为二价铁，D错误；
故选B。
3．C
【详解】A．强酸性溶液中具有强氧化性能和发生氧化还原反应，不能大量共存，A不符合题意；
B．强碱性溶液中会生成氢氧化铁沉淀，不能大量存在，B不符合题意；
C．无色透明溶液中，、、不发生反应，能大量共存，C符合题意；
D．含有的溶液中，会和发生反应，不能大量共存，D不符合题意；
故选C。
4．D
【详解】A．氧化铁被CO还原为铁单质，Fe和盐酸反应生成FeCl2和氢气，A错误；
B．H2O2受热分解为水和氧气，氧气和氢气点燃生成水，B错误；
C．CaCl2溶液和二氧化碳不反应，碳酸钙和盐酸生成氯化钙、二氧化碳和水，C错误；
D．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠和二氧化碳，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，D正确；
故选D。
5．C
【详解】若变质，其被氧化为Fe3+，可用溶液检验，现象是溶液变红，故选C。
6．B
【详解】A．标准状况下，的物质的量为，含有的分子数为1NA，A错误；
B．和中质子数都是28个，含的和混合物总物质的量为1mol，则混合物中质子数为，B正确；
C．铁粉的物质的量为，的的物质的量为0.1mol，充分反应Fe过量HCl不足，0.1molHCl反应转移的电子数为0.1NA，C错误；
D．的溶液的体积未说明，无法确定氯离子数，D错误；
答案选B。
7．D
【详解】A．生铁的含碳量为2%~4.3%；钢的含碳量为0.03%~2%，A错误；
B．铁在氯气中燃烧生成FeCl3，铁的化合价为+3价；铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁的化合价有＋2价和＋3价两种价态，B错误；
C．铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸钝化，形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触，即钝化现象，钝化现象不是不反应，C错误；
D．金属活动顺序表中铁是较活泼金属，可用还原法冶炼，工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁，D正确；
故选D。
8．D
【分析】a是Fe单质，b是 FeO，c是Fe(OH)2，d是Fe(OH)3，e是Fe2(SO4)3；
【详解】A．Fe(OH)2在湿空气中被氧化Fe(OH)3，方程式为：4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，A正确；
B．Fe与Fe2(SO4)3可以发生化合反应生成FeSO4，方程式为：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，B正确；
C．FeO不稳定，在空气中加热会生成黑色固体Fe3O4，C正确；
D．Fe、FeO、Fe(OH)2与稀硫酸反应都生成FeSO4，D错误；
答案选D。
9．B
【详解】A．反应中元素由价升高到价，失去电子，是还原剂，元素由价降低到价，得到电子，是氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为，A项不符合题意；
B．绿矾与重铬酸根离子反应，可以去除毒性，生成的可以形成氢氧化铁胶体，具有净水的作用，B项符合题意；
C．盐酸中的具有还原性，可以与具有氧化性的发生氧化还原反应生成具有毒性的，C项不符合题意；
D．草酸中的C是价，可以作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以用草酸溶液代替绿矾作处理剂，D项不符合题意。
故选B。
10．A
【详解】A．CO2、HCl都可以与Na2CO3发生反应，不能达到除杂净化的目的，应该使用饱和NaHCO3溶液洗气，A错误；
B．FeCl3可以与Fe在溶液中发生反应产生FeCl2，然后过滤除去Fe粉，就得到FeCl2溶液，B正确；
C．饱和食盐水可以溶解HCl杂质，同时可以抑制Cl2在水中的溶解及反应，因此可以达到除杂净化的目的，C正确；
D．Fe是比较活泼金属，能够与稀盐酸反应产生可溶性FeCl2，而Cu是不活泼金属，不能与盐酸反应，然后过滤分离出单质Cu，因此可以达到除杂净化的目的，D正确；
答案是A。
11．B
【分析】铁粉的物质的量，，发生反应：，铁粉完全溶解，生成，溶液中剩余，以此解答。
【详解】A．由分析可知，铁无剩余，由可知，C1-未参与反应，浓度基本不变，A正确；
B．由分析可知，溶液中剩余有Fe3+，往溶液中滴入溶液，溶液显红色，B错误；
C．由分析可知，反应解释的物质的量为0.06mol，的物质的量为0.01mol，和的物质的量之比为，C正确；
D．由分析可知，反应后，铁粉没有剩余，D正确；
故选B。
12．A
【详解】A．铁与氯气反应生成高价态的，故A错误；
B．铁在冶炼时，应在高温下加入炭还原得到，故B正确；
C．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，故C正确；
D．纯铁为银白色金属，故D正确；
故答案选A。
13．A
【详解】A．氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，A正确；
B．氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，离子方程式为，B错误；
C．氯化铝溶液与浓氨水混合的离子方程式为，C错误；
D．氧化铝不能拆，故离子方程式为，D错误；
故选A。
14．D
【详解】300mL 5mol·L-1的盐酸物质的量为n(HCl)=0.3L×5mol/L=1.5mol，标准状况下氯气3.36L物质的量为n(Cl2)=，反应中HCl的H元素与铁的氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)=×n(HCl)=0.75mol，反应后溶液成分为FeCl3，n(Cl-)=1.5mol+0.15mol×2=1.8mol，则n(Fe)=1.8mol×=0.6mol，所以：n(Fe)：n(O)=0.6mol：0.75mol=4：5，该氧化物的化学式为Fe4O5，故选：D。
15．(1) Fe3O4 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O CD
(2)
(3)Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4)C
【详解】（1）①Fe3O4具有磁性，古代中国四大发明之一指南针由天然磁石制成的，该磁石主要成分是Fe3O4，与足量稀盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和H2O，的离子方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；
②一般铁元素的最高化合价为+3，最低化合价为0，故含有+2价铁元素的物质既有氧化性又有还原性，故答案选CD。
（2）①常利用腐蚀铜的原理制作印刷电路板，铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，化学方程式为：；
②将饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至液体呈红褐色得到氢氧化铁胶体，该过程的化学方程式为：。
（3）加入铁粉，可与铁离子生成亚铁离子，防止硫酸亚铁变质，离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+。
（4）先根据铁离子的特征反应，加入硫氰化钾溶液判断溶液中不含铁离子；然后加入氯水，如果含有亚铁离子，亚铁离子被氧化成三价铁离子，溶液变成红色，以此证明亚铁离子的存在，注意高锰酸钾溶液为紫红色，不反应溶液也可以变红，所以不能选用高锰酸钾溶液，答案选C。
16．(1)B
(2)氧化
(3)还原
(4) Fe NO Fe>NO
【详解】（1）同一元素不同价态时，处在最高价时只有氧化性，处于最低价时只有还原性，处于中间化合价时既有氧化性又有还原性；Fe、Fe2+、Fe3+中既有氧化性又有还原性的是Fe2+，故选B；
（2）NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，铁的化合价升高被氧化，这说明NaNO2具有氧化性；
（3）工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，即维生素C能将Fe3+还原为Fe2+，故这说明维生素C具有还原性；
（4）
在的反应中，Fe元素化合价升高，失去电子，作还原剂，HNO3中的部分N元素化合价降低，得到还原产物NO，则还原性顺序为：Fe>NO，N元素化合价由+5价降低到+2价，Fe元素化合价由0价升高到+3价，1个Fe转移3个电子，单线桥如下：。
17．(1) ①②③⑤ 铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入到氢气保护下的NaOH溶液中
(2) 否 CCl4比FeSO4溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气
(3) 生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【详解】（1）装置①稀硫酸与Fe粉反应生成H2，先将装置内的空气排出，再挤入NaOH溶液，可以制备Fe(OH)2，故选；
装置②铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入到氢气保护下的NaOH溶液中，可以制备Fe(OH)2，故选；
装置③煤油起到隔绝空气的作用，Fe为阳极，反应生成Fe2+，C为阴极，电极反应式为： , Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2，可以制备Fe(OH)2，故选；
装置④没有隔绝空气，制备的Fe(OH)2容易被氧化，故不选；
装置⑤苯起到隔绝空气的作用，生成Fe(OH)2不易被氧化，可以制备Fe(OH)2，故选；
答案为①②③⑤；
装置②的原理为铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入到氢气保护下的NaOH溶液中；
（2）⑤中的苯不能用CCl4替换，理由是CCl4比FeSO4溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气；
（3）若用④制备，试管中的现象为生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，原因为没有隔绝空气，制备的Fe(OH)2容易被氧化为Fe(OH)3，相关反应方程式为：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
18．(1) 提供水蒸气 H2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4 ＋4H2
(2) Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑ 试管中铁粉过量，过量铁粉将Fe3+还原成Fe2+
【分析】由实验装置图可知，湿棉花受热产生的水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为，反应生成的氢气通入肥皂液中产生肥皂泡。
【详解】（1）①实验的目的是研究铁与水蒸气的反应根据实验装置分析试管中有铁粉和湿棉花湿棉花上面占有水分水分受热可以转化为水蒸气，所以实验Ⅰ中湿棉花的作用是：提供水蒸气；
②由分析知，肥皂泡中的气体主要是H2，此处逸出的肥皂泡已经脱离反应装置，故不用验纯该气体而直接做实验；
③由分析知，试管中发生反应的化学方程式是；
（2）①由分析知，固体产物含有四氧化三铁和铁粉，加入稀硫酸，发生反应的离子方程式为和和；
②四氧化三铁中的铁有+2价和+3价，三价铁具有氧化性，固体中还含有铁粉，故发生，铁粉过量，过量铁粉将Fe3+还原成Fe2+，滴加KSCN溶液未呈现红色。
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