3.1 铁及其化合物 同步练习 2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修第一册

3.1 铁及其化合物 同步练习题 一、选择题 1．下列不属于铁丝在氧气中燃烧现象的是 A．放出热量 B．产生大量白烟 C．火星四射 D．生成黑色固体 2．将铁粉加入的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 A．铁粉完全溶解，Cl-浓度基本不变 B．往溶液中滴入溶液，无现象 C．和的物质的量之比为5：1 D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1 3．中国文化源远流长，其中的古诗词非常优美，也蕴含着许多化学知识。下列说法不正确的是 A．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”中的越窑瓷器“翠色”来自氧化铁 B．“东风夜放花千树”中的“花千树”就是节日放的焰火，焰火是金属元素在灼烧时呈现的各种艳丽色彩 C．“吹尽狂沙始到金”说明自然界中存在金单质且化学性质很稳定 D．“蜡炬成灰泪始干”中蜡炬成灰一定是发生了氧化还原反应 4．下列物质的俗名与化学式对应正确的是 A．胆矾----CuSO4 B．苏打-----Na2CO3 C．熟石灰-----NaOH D．铁红-----Fe3O4 5．下列化合物中，不能由单质直接化合而得到的是 A． B． C． D． 6．铁是一种化学元素，化学符号为 Fe，它是是地壳中含量第四多的元素，由于其机械性能和低成本，铁合金(如钢、不锈钢和合金钢)是到目前为止仍是最常见的工业金属。铁在一定条件下，跟下列有关物质的反应，所得产物错误的是 A．FeFeCl3 B．FeFeS C．FeFe(OH)3 D．FeFe3O4 7．生活中的下列物品，不是由生铁铸造的是 A．杠铃片 B．足球门框 C．一元硬币 D．下水井盖 8．下列离子方程式书写正确的是 A．向氯化钙溶液中通入： B．向氯化铁溶液中加入铜粉： C．石灰乳与溶液混合： D．向硫酸亚铁溶液中滴加双氧水(稀硫酸酸化)： 二、填空题 9．写出下列反应的化学方程式 (1)钠与水反应 ； (2)Na2O2与CO2反应 ； (3)铁与水蒸气反应 。 10．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2＋。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题： (1)⑥操作方法的名称是 ；操作⑨包括：蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、低温干燥。 (2)加入试剂⑤发生反应的离子方程式为 。 (3)试剂⑦的化学式为 。 (4)某兴趣小组同学欲鉴别④中的金属阳离子，设计如下实验： 甲同学取2.0 mL ④溶液，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀且很快变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀，其中涉及氧化还原反应的化学方程式为 。 乙同学取2.0 mL ④溶液，先加入几滴KSCN溶液，无明显现象，再加入几滴氯水，溶液变红，其中涉及氧化还原反应的离子方程式为 。 11．为了达到如表的实验目的，请选择合适的化学试剂或实验方法，将其标号填入对应的空格中。 序号 实验目的 化学试剂或实验方法 (1) 鉴别O2和CO2气体 (2) 检验FeSO4溶液是否被氧化 (3) 分离MnO2和KNO3的混合物 (4) 除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3 供选择的化学试剂或实验方法： A．加热 B．用带火星的木条 C．取样，滴加KSCN溶液 D．加水溶解、过滤、结晶 12．60.8g铁和氧化铁的混合物恰好能完全溶解在500mL 2mol/L稀硫酸中，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，无明显现象。试求： (1)混合物中铁元素的质量分数是多少？(计算结果保留一位小数) (2)反应过程中是否有氢气产生？若有，计算在标准状况下的体积是多少L，若无，通过计算说明理由。 13．现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。 请根据以上信息回答下列问题： (1)写出下列物质的化学式：A 、丙 ； (2)写出反应①化学方程式： ； (3)写出反应④离子方程式 。 14．铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂，它们的一些性质及制备方法如下所示： I．氯化铁：熔点为306℃，沸点为315℃、易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500~600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。 II．氯化亚铁：熔点为670℃，易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。 实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁，请回答相关问题： (1)装置A中需要的药品为 (填化学式)，实验开始前应进行的操作为 ，分液漏斗的上部空间与烧瓶内部连通，目的是 。 (2)装置B中盛有试剂为 。 (3)导管b口应连接 (从“D、E、F”中任意选填) (4)用此装置制得的无水氯化铁含铁量偏高，是因为其中含有 (填化学式)杂质，若要得到较纯净的无水氯化铁，则应在装置 间加入一个盛有 的洗气瓶。 (5)反应制得的氯化铁可用于制备高效消毒剂高铁酸钠(Na2FeO4)：将氯化铁与浓的次氯酸钠、氢氧化钠溶液混合反应，写出制备高铁酸钠的离子反应方程式为 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，产生黑色固体，不会出现白烟现象，故选B。 2．A 【分析】将即=0.02mol铁粉加入即0.025L×2mol/L=0.05mol的氯化铁溶液中，充分反应2FeCl3+Fe=3FeCl2后，FeCl3过量，参与反应的FeCl3的物质的量为0.04mol，过量的FeCl3为0.05mol-0.04mol=0.01mol，生成的FeCl2的物质的量为0.06mol，据此分析解题： 解析：A. 由分析可知，FeCl3过量，即铁粉完全溶解，反应过程中Cl-为参与反应，则浓度基本不变，选项A正确； B. 由分析可知，FeCl3过量，往反应后的溶液中滴入溶液，可观察到溶液变为血红色，选项B错误； C. 由分析可知，和的物质的量之比为0.06mol：0.01mol=，选项C错误； D. 由反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，氧化产物与还原产物的物质的量之比为，选项D错误； 答案选A。 3．A 解析：A．氧化铁是红色的，越窑瓷器“翠色”不是来自氧化铁，故A错误； B．焰色反应是金属元素在灼烧时火焰所呈现的颜色，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩，故B正确； C．淘金的方法间接说明了黄金在自然界中其本身是不变化的，即黄金很难与自然界中的水、氧气等物质反应，体现了金的化学性质稳定，故C正确； D．蜡炬成灰泪始干，涉及燃烧，燃烧中氧元素的化合价一定降低，一定发生氧化还原反应，故D正确； 故选A。 4．B 解析：A．胆矾为CuSO4·5H2O，A错误； B．苏打为Na2CO3，B正确； C．熟石灰为Ca(OH)2，C错误； D．铁红为Fe2O3，D错误； 故答案为：B。 5．A 解析：A. 氯气具有强氧化性，能把铁氧化成+3价，所以铁和氯气反应生成氯化铁， FeCl2不能由单质直接化合而得到，故A符合题意； B. 常温下钠与氧气反应生成氧化钠，氧化钠能由单质直接化合而得到，故B不符合题意； C. 铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，Fe3O4能由单质直接化合而得到，故C不符合题意； D. 钠和氧气在点燃的条件下生成Na2O2，Na2O2能由单质直接化合而得到，故D不符合题意； 答案选A。 6．C 解析：A．Fe和Cl2反应，由于Cl2为强氧化剂，所以Fe直接被氧化为+3价，得到FeCl3，故A正确； B．Fe和S反应，S的氧化性不强，生成不了三价铁，只能生成FeS，故B正确； C．Fe和H2O(g)高温下反应，生成Fe3O4，故C错误； D．Fe和O2中燃烧生成Fe3O4，故D正确； 故答案选C。 7．C 解析：A.杠铃片是由生铁铸造而成， 故A不符合题意； B.足球门框是由生铁铸造而成，故B不符合题意； C.一元硬币的材质是钢芯镀镍，不是生铁，故C符合题意； D.下水井盖是由生铁铸造而成，故D不符合题意。 故答案选C. 8．D 解析：A．不会与反应，A项错误； B．铁离子与铜粉反应生成亚铁离子，B项错误； C．石灰乳是悬浊液，不能拆，C项错误； D．硫酸亚铁与双氧水发生氧化还原反应，D项正确； 故答案为：D。 二、填空题 9． 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 解析：(1)钠与水反应产生NaOH、H2，反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑； (2)Na2O2与CO2反应产生Na2CO3、O2，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2； (3)铁与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4、H2，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 10．(1) 过滤 冷却结晶 (2)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋ (3)H2SO4 (4) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl- 【分析】②经过操作⑨得到FeSO4·7H2O，可以分析出②是FeSO4溶液，操作⑨就是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。④冷却结晶得到FeSO4·7H2O，说明④中含有FeSO4，根据题目信息，可知③是Cu，故试剂⑤是铁粉，铁粉将铜离子还原生成铜单质，所以操作方法⑥是将FeSO4溶液和Cu分离，所以操作方法⑥是过滤，加入试剂⑦得到④和③，表明①中含有Fe，①中的成分为Cu、Fe，所以试剂⑦是稀硫酸，所以④中的成分是FeSO4、H2SO4，操作⑧是过滤。 解析：（1）结合分析可知，⑥操作是将液体和固体分离，所以方法的名称是过滤；操作⑨是将FeSO4溶液变成FeSO4·7H2O晶体，所以为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。故答案为：过滤；冷却结晶。 （2）试剂⑤是铁粉，铁粉和铜离子发生置换反应，离子方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。 （3）结合分析可知，试剂⑦是将过量的铁粉反应生成FeSO4，所以其化学式为H2SO4。故答案为：H2SO4。 （4）产生白色沉淀且很快变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀，故④中的金属阳离子为Fe2+，生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3，所以涉及的氧化还原反应的化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。乙同学取2.0mL④溶液，先加入几滴KSCN溶液，再加入几滴氯水，氯气将亚铁离子氧化为铁离子，其中涉及的氧化还原反应的离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-。故答案为:4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-。 【点睛】本题考查混合物分离提纯实验方案的设计及化学方程式的书写，为高频考点，题目难度中等，做题时，抓住题目给的信息以及不同价态的铁元素之间的关系，大胆假设，小心求证，题目就不难解出。 11． B C D A 解析：(1)氧气是助燃气体，支持燃烧，二氧化碳不支持燃烧，可以用带火星木条进行检验，将带火星木条，伸入气体中，带火星木条复燃，则说明该气体为氧气，反之为二氧化碳，故答案为B； (2)检验FeSO4溶液是否被氧化，需要检验中溶液是否含有Fe3+，一般用KSCN溶液检验，滴入KSCN溶液，如果溶液变红，说明亚铁离子被氧化，故答案为C； (3)MnO2是难溶于水的固体，KNO3是溶于水的固体，分离这两种物质，采用加水溶解，过滤，得到二氧化锰，然后对滤液结晶，得到硝酸钾，故答案为D； (4)碳酸氢钠热稳定差，受热分解成碳酸钠、二氧化碳和水，除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠，采用加热方法；故答案为A。 12．(1)92.1% (2)15.6L 解析：(1)混合物的总质量m总=60.8g， n(H2SO4)=0.5L2mol/L=1mol，由于产物最终为FeSO4，故n(Fe2+)=n()=n(H2SO4) =1mol，即最终溶质中n(Fe2+)=1mol，故混合物中m(Fe2+)=1mol56g/mol=56g，，故质量分数：； (2)m(O)= m总- m(Fe)= 60.8g-56g=4.8g，故n(O)==0.3mol，故n(Fe2O3)= n(O)=0.1mol，故m(Fe2O3)=0.1mol160g/mol=16g，故混合物中，Fe单质的物质的量n=，H2SO4先和Fe2O3反应3H2SO4+ Fe2O3= Fe2(SO4)3+3H2O，消耗H2SO4的物质的量n1(H2SO4)=3n(Fe2O3)=0.3mol，故还剩0.7mol H2SO4，H2SO4+ Fe= FeSO4+H2↑，故n(H2)= n2(H2SO4)=0.7mol，故有H2生成，在标准状况下体积为0.7mol22.4L/mol=15.6L。 13． Na HCl 2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－ 【分析】金属A焰色反应为黄色，故A为Na，由反应①Na+水→气体甲+C，则甲为H2，C为NaOH，黄绿色气体乙为Cl2，与氢气反应生成丙为HCl，HCl溶于水得物质D为盐酸，氢氧化钠与物质E反应生成红褐色沉淀是Fe(OH)3，故物质E中含有Fe3+，盐酸与金属B反应得到F，F与氯气反应得到E，可知金属B为Fe，物质F为FeCl2，物质E为FeCl3，结合物质的性质解答该题。 解析：(1)由上述分析可知，A为Na，丙为HCl； (2)反应①为钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑； (3)反应④为氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，离子方程式2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。 14．(1) KMnO4和浓盐酸 检查装置气密性 平衡分液漏斗和圆底烧瓶中的气压，便于液体能顺利流下 (2)浓硫酸 (3)F (4) FeCl2 A、B 饱和食盐水 (5) 【分析】工业上采用向500~600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁，则A装置用于制取Cl2，B装置用于干燥Cl2，但此时Cl2中混有HCl，在C装置中Fe与Cl2发生反应生成FeCl3的同时，发生Fe与HCl的反应，所以FeCl3中混有FeCl2杂质，广口瓶内收集FeCl3固体，导管b应连接一个吸收氯气尾气的装置。 解析：（1）装置A在不需加热的情况下制取Cl2，则所需药品为KMnO4和浓盐酸，实验开始前应检查装置是否漏气，所以进行的操作为检查装置气密性，分液漏斗的上部空间与烧瓶内部连通，可保证分液漏斗内气体的压强与圆底烧瓶内气体的压强相等，则目的是：平衡分液漏斗和圆底烧瓶中的气压，便于液体能顺利流下。答案为：KMnO4和浓盐酸；检查装置气密性；平衡分液漏斗和圆底烧瓶中的气压，便于液体能顺利流下； （2）装置B用于干燥氯气，则盛有试剂为浓硫酸。答案为：浓硫酸； （3）因为FeCl3易潮解，且氯气有毒，所以导管b口应连接盛有碱石灰的装置，故选F。答案为：F； （4）没有除去Cl2中混有的HCl，导致产物中混有FeCl2，所以用此装置制得的无水氯化铁含铁量偏高，是因为其中含有FeCl2杂质，若要得到较纯净的无水氯化铁，在干燥氯气前应去除氯气中混有的氯化氢，所以在装置A、B间应加入一个盛有饱和食盐水的洗气瓶。答案为：FeCl2；A、B；饱和食盐水； （5）将氯化铁与浓的次氯酸钠、氢氧化钠溶液混合反应，可制备高铁酸钠，反应的离子反应方程式为。答案为：。 学科网（北京）股份有限公司 $$