必修一 3.1 铁及其化合物 课时训练（含解析）

必修一 3.1 铁及其化合物 课时训练（含解析）
一、选择题
1．一定条件下，下列金属中能与水发生置换反应并产生金属氧化物的是
A．钾 B．镁 C．铁 D．铜
2．下列溶液中，常温下可以用铁制容器装运的是（　　）
A．浓硝酸 B．浓盐酸 C．硫酸铜溶液 D．稀硫酸
3．铁在一定条件下与过量的下列物质反应，产物中存在+3价铁元素的是（　　）
A．硫粉 B．硫酸铜 C．浓硫酸 D．浓盐酸
4．要想证明某溶液中是否含Fe3+，下列操作中正确的是
A．加入铁粉 B．滴加KSCN溶液
C．通入Cl2 D．加入铜片
5．向溶液中滴入几滴KSCN溶液，出现的现象为
A．红色沉淀 B．棕黄色溶液 C．红色溶液 D．浅绿色溶液
6．下列离子的检验方法合理的是（　　）
A．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+
B．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+
C．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+
7．指南针是中国古代四大发明之一，制作指南针的磁性物质是（　　）
A．FeO B．Fe2O3 C．FeS D．Fe3O4
8．“慈石能引铁”(慈，旧作磁)。“慈石”的主要成分是（　　）
A． B． C． D．
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．②③④
10．某学生探究小组将 FeCl3溶液腐蚀铜箔制作电路板后的酸性废液“再生”，同时回收铜，实验流程如下：
FeCl3溶液可以腐蚀铜箔，利用了Fe的（　　）
A．氧化性 B．还原性 C．金属性 D．酸性
11．向2 mL0.1mol·L-1的 FeSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液(先加入少量维生素C)制备 Fe(OH)2，开始观察到液面上方出现白色沉淀，一段时间后变为灰绿色，长时间后变为红褐色。下列说法正确的是（　　）
A．维生素 C 属于有机物，具有氧化性
B．FeSO4是弱电解质所以反应缓慢
C．最终形成红褐色的 Fe(OH)3胶体
D．Fe(OH)2具有还原性，会被氧气氧化
二、非选择题
12．从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用。
（1）中国四大发明之一的指南针由天然磁石制成的，其主要成分是____(填字母)。
A．Fe B．FeO C．Fe3O4 D．Fe2O3
（2）将烧至红热的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，可观察到有棕黄色的烟生成，该反应中被还原的物质是　 　(填化学式)。
13．某化学兴趣小组利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，且要对反应后硬质试管中固体物质的组成进行探究。请回答下列问题：
（1）A的作用是　 　 ，B中反应的化学方程式为　 　。
（2）D的作用是　 　。
（3）E中的现象是　 　。
（4）A、B两个装置中应先点燃　 　处的酒精(喷)灯（填“A”或“E”），点燃E处酒精灯之前应进行的操作是　 　。
（5）该小组对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。
假设1：只有Fe；
假设2：只有　 　（填化学式）；
假设3：既有Fe也有Fe3O4。
（6）为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成为　 　。
14．在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，产生的现象是：　 　，　 　。此过程发生反应的化学方程式分别为：　 　；　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A. 钾和水反应生成KOH和氢气，故A不选；
B. 加热条件下，镁和水反应生成氢氧化镁和氢气，故B不选；
C. 加热条件下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C选；
D. 铜和水不反应，故D不选。
故答案为：C。
【分析】钾、镁和水反应都生成碱，铁和水反应生成四氧化三铁，铜和水不反应。
2．【答案】A
【解析】【解答】A、常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，则可用铁罐装运浓硫酸，故A符合题意；
B、铁与浓盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能用铁罐装运，故B不符合题意；
C、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和Cu，则不能用铁罐装运，故C不符合题意；
D、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不能用铁罐装运用，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、浓硫酸、浓硝酸可以使铁、铝钝化；
B、浓盐酸不能使铁钝化，可以和铁反应；
C、铁和铜离子可以发生置换反应；
D、稀硫酸可以和铁反应。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．Fe与S混合加热反应产生FeS，生成物中的Fe元素化合价为+2价，A不符合题意；
B．Fe与CuSO4在溶液中发生置换反应产生FeSO4、Cu，反应后Fe的化合价为+2价，B不符合题意；
C．浓硫酸具有强氧化性，过量的浓硫酸在加热条件下能够将Fe氧化产生Fe2(SO4)3，生成物中Fe元素化合价为+3价，C符合题意；
D．Fe与HCl反应产生FeCl2、H2，反应产物中Fe元素化合价为+2价，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】依据金属铁具有还原性和遇见氧化性不同的物质生成亚铁离子和三价铁离子的性质分析解答。
4．【答案】B
【解析】【解答】检验Fe3+，可以加入硫氰化钾溶液，若溶液变成红色，证明溶液中含有铁离子；
故答案为：B 。
【分析】A. 加入铁粉无法检验Fe3+
B. 滴加KSCN溶液检验Fe3+
C. 通入Cl2无法检验Fe3+
D. 加入铜片无法检验Fe3+。
5．【答案】C
【解析】【解答】氯化铁溶液中滴入几滴KSCN溶液，发生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，溶液显红色，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】铁离子遇KSCN溶液变红色。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．铁离子与碱反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，则加入NaOH溶液得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+，故A符合题意；
B．KSCN溶液与铁离子结合，溶液为血红色，则溶液中含Fe3+，不能确定是否含Fe2+，故B不符合题意；
C．若原溶液中含Fe2+，通入Cl2，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，滴加KSCN溶液后显红色，若原溶液中不含Fe2+，含有Fe3+，通入Cl2，加入KSCN溶液同样可以变血红色，故C不符合题意；
D．氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】离子检验题要特别注意有无干扰离子，C项考查的是 Fe2+ 的检验，应为： 向某溶液中加入KSCN溶液不显血红色，再通入Cl2，变为血红色，说明原溶液中含有Fe2+
7．【答案】D
【解析】【解答】指南针中的磁性物质是四氧化三铁，俗称“磁性氧化铁”，故答案为：D
【分析】铁的氧化物有三种，氧化铁，化学式为Fe2O3，俗称铁红，氧化亚铁，化学式为FeO，四氧化三铁，化学式为Fe3O4，俗称磁性氧化铁。
8．【答案】B
【解析】【解答】四氧化三铁的化学式Fe3O4，俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁，则“慈石”的主要成分是四氧化三铁，
故答案为B。
【分析】根据四氧化三铁的俗名是磁性氧化铁判断。
9．【答案】B
【解析】【解答】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；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；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。
故答案为：B。
【分析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化，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。
10．【答案】A
【解析】【解答】FeCl3溶液腐蚀铜箔的过程中发生反应2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，反应过程中铁元素由+3价变为+2价，化合价降低，发生还原反应，因此Fe3+为氧化剂，体现了氧化性，A符合题意。
故答案为：A
【分析】FeCl3溶液腐蚀铜箔的过程中发生反应2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，结合铁元素化合价的变化，分析其所体现的性质。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．加了维生素C的硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，由白色沉淀最终变为红褐色沉淀的时间长于没加维生素C的反应时间，所以维生素C具有还原性，故A不符合题意；
B．FeSO4在水中能完全电离，是强电解质，之所以反应缓慢，是因为维生素C有还原性，故B不符合题意；
C．最终形成的是红褐色的 Fe(OH)3沉淀，将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并加热至红褐色才能得到Fe(OH)3胶体，故C不符合题意；
D．Fe(OH)2中的Fe的化合价是+2价，具有还原性，会被氧气氧化为Fe(OH)3，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据二价铁与三价铁的转化分析。
12．【答案】（1）C
（2）Cl2
【解析】【解答】(1)天然磁石的主要成分是Fe3O4；
故答案为：C；
(2)铁与氯气反应生成氯化铁，氯气中氯元素的化合价由0价变成-1价，是氧化剂，反应中被还原，故为Cl2。
【分析】(1)利用铁的氧化物的性质和用途分析；
(2)氧化剂元素化合价降低，得到电子被还原。
13．【答案】（1）产生水蒸气；3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
（2）除去未反应的水蒸气，干燥H2
（3）黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
（4）A；收集H2，并检验其纯度
（5）Fe3O4
（6）Fe和Fe3O4
【解析】【解答】（1）装置A对水加热过程中，水转化为水蒸气，进入装置B中，与铁粉反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
（2）装置D中碱石灰是一种常用的干燥剂，可用于除去H2中混有的水蒸气，防止对H2的检验造成干扰。
（3）H2与CuO在加热条件下发生反应：H2＋CuO=Cu＋H2O，CuO为黑色固体，反应生成的Cu为红色，因此实验过程中可观察到黑色固体逐渐变为红色，同时玻璃管内有水珠产生。
（4）由于H2是一种可燃性气体，在加热E中硬质玻璃管前，应先排出装置内的空气，因此需先点燃A处的酒精灯，利用水蒸气排出装置内的空气，待E处硬质玻璃管内出来纯净的H2后，再点燃E处的酒精灯。
（5）若铁与水蒸气不发生反应，则硬质玻璃管内的固体物质为Fe；若铁与水蒸气完全反应，则硬质玻璃管内的固体物质为Fe3O4；若铁与水蒸气部分反应，则硬质玻璃管内的固体物质为Fe和Fe3O4的混合物。
（6）若5.6gFe与水蒸气完全反应，设反应生成Fe3O4的质量为x，则
解得 x=7.7g
由于反应剩余固体物质的质量为6.6g，说明Fe为完全反应，因此反应后硬质玻璃管内固体物质的组成为Fe和Fe3O4。
【分析】（1）装置A用于产生水蒸气，Fe与水蒸气高温条件下反应生成Fe3O4和H2，据此写出反应的化学方程式。
（2）碱石灰的成分为CaO和NaOH，可用作干燥剂。
（3）结合H2还原CuO的反应分析实验现象。
（4）由于H2具有可燃性，因此在加热E处的玻璃管前，应先排出装置内的空气，防止爆炸。据此分析。
（5）结合Fe与水蒸气反应的程度确定硬质玻璃管中的成分。
（6）若5.6g铁完全反应，则根据反应的化学方程式可得，反应生成Fe3O4的质量，结合反应后所得固体的质量判断反应进行的程度，从而得出硬质玻璃管中物质的组成。
14．【答案】先生成白色絮状沉淀后迅速变成灰绿色；最后变成红褐色；FeSO4+2NaOH＝Na2SO4+Fe（OH）2↓；4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3
【解析】【解答】在FeSO4溶液中加入NaOH溶液后，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：FeSO4+2NaOH═Fe（OH）2↓+Na2SO4，生成的白色Fe（OH）2沉淀极易被氧气氧化，先迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，故答案为：先生成白色絮状沉淀后迅速变成灰绿色；最后变成红褐色；FeSO4+2NaOH＝Na2SO4 +Fe（OH）2↓；4Fe（OH）2 +O2+2H2O＝4Fe（OH）3。
【分析】硫酸亚铁与氢氧化钠反应首先生成白色氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁迅速被氧化为生成红褐色氢氧化铁，据此回答即可。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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