3.1铁的多样性 同步练习 2023-2024学年高一上学期鲁科版（2019）化学必修第一册

3.1铁的多样性 同步练习题 一、选择题 1．下列各组物质反应后，向产物中加入硫氰化钾溶液不会变红色的是 A．铁与硫酸铜溶液反应 B．铁在氯气中点燃 C．敞口露置的溶液 D．将铁锈溶解在稀盐酸中 2．铁元素是重要的金属元素，含有铁元素的物质，在人类的生产生活中有着重要的应用。Fe2O3(s) +3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH＜0 是炼铁工业中的主反应。在血液中，O2 的输送与血红蛋白中的Fe2+有关。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A．Fe2+(aq) Fe B．FeCl3(aq) Fe(OH)3(胶体) C．Fe2O3 FeSO4(aq) D．Fe(OH)3(s) FeO (aq) 3．下列离子方程式正确的是 A．将氯气通入氯化亚铁溶液：Fe2+＋Cl2＝Fe3＋＋2Cl－ B．实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳：CO＋2H＋＝CO2↑＋H2O C．氢氧化钡溶液与稀硫酸混合：Ba2+＋SO＝BaSO4↓ D．氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3＋2OH－＝2AlO＋H2O 4．下列物质中不能由铁跟非金属单质直接结合而成的是 A．四氧化三铁 B．硫化亚铁 C．氯化铁 D．氯化亚铁 5．下列有关铁及其化合物的叙述中正确的是 A．赤铁矿的主要成分为Fe3O4 B．Fe3+与KSCN溶液反应生成血红色沉淀 C．为了除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可向溶液中通入过量Cl2 D．往氯化亚铁溶液中加氢氧化钠，最终可以看见红褐色沉淀 6．常温下，下列物质中不能与水反应的是 A．Na2O B．CaO C．Fe2O3 D．Na2O2 7．下列实验操作和现象与所得出的结论均正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向两支装有Al(OH)3沉淀的试管中分别滴加2mol/L盐酸和2mol/L NaOH溶液，边加边振荡，沉淀均逐渐溶解 Al(OH)3为两性氢氧化物 B 鉴别Na2CO3和NaHCO3固体时，将两份固体配制成等物质的量浓度的溶液，再滴入几滴酚酞溶液，其中一溶液变红且颜色较深 该溶液的溶质是Na2CO3 C 向某溶液中通入氯气，然后滴加KSCN溶液，溶液变红色 该溶液中含有Fe2+ D 向某溶液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解 该溶液中一定含有SO A．A B．B C．C D．D 8．红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 二、填空题 9．向FeCl2的溶液中滴入KSCN溶液，后通入氯气观察到的现象是 反应的化学方程式是 10．是血红蛋白的重要组成成分，人体如果缺铁元素可能出现缺铁性贫血。下面是一种补铁药品说明书中的部分内容：该药品为无水碱式盐，含质量分数为，是薄衣片，与维生素C同服可增加本品吸收。某同学设计实验对其中含铁元素的物质进行了验证，请完成该实验。 (1)向去掉糖衣，研磨好的药品中加稀盐酸，过滤，得到浅绿色溶液，说明药品中有 (填离子符号)存在。 (2)向上述溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液显浅红色，说明溶液中有少量存在。该离子存在的原因可能是 (填字母)。 a．药品中的铁元素以形式存在 b．在制药过程中生成少量 c．本实验过程中有少量被氧化为 (3)将(2)中所得溶液分成2份，分别装在A、B两支试管中。向A试管的溶液中慢慢滴入适量氯水，溶液的红色变深。溶液红色变深的原因是 (用离子方程式表示)。 (4)向B试管的溶液中加入维生素C，片刻后溶液红色褪去，说明维生素C有 性。 11．下列三种金属被发现、使用的先后顺序为铜、铁、铝。 (1)金属大规模被使用的先后顺序跟 有关(填字母) A．地壳中金属元素的含量 B．金属的导电性 C．金属的活动性 (2)目前，世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 (填字母) A．节约金属资源 B．合理开采矿物 C．防止钢铁锈 (3)将生锈的铁制品放入盛有过量稀盐酸的洗槽中，观察到溶液变黄，并有无色气泡逸出。 ①写出其中一个反应的化学方程式： ，其反应类型是 。 ②若要验证铁丝、铜、铝的还原性，你认为他还需要的另外两种溶液是 、 。 12．合理、高效利用金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。 (1)以HgO为原料冶炼Hg，冶炼方法是 。 (2)铝热法是冶炼金属的方法之一，写出铝热法炼铁(Fe2O3)的化学方程式： 。引发铝热反应的实验操作是： 。 (3)某些金属氧化物粉末和铝粉在一定条件下可以发生铝热反应。下列反应速率(υ)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是： (填字母)。 13．将50 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气4.48L (标准状况)，反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物。求： (1)发生的化学反应中有一个属于化合反应，写出其离子方程式 。 (2)混合物中氧化铁是 g。 (3)原稀硫酸的物质的量浓度 mol/L。 14．如下图为铁及其化合物的“价一类”二维图。 (1)填写二维图缺失的类别① 和化学式② 。 (2)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测： ①Cl2②Fe③NaOH④H2SO4⑤AgNO3 i．从物质类别上看，FeCl3属于 ，可能与 发生反应(填序号)。 ii．从化合价角度看，Fe3+具有 性，可能与 发生反应(填序号)。 (3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为 (用离子方程式表示)，在此反应中FeCl3作 剂。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁，加入硫氰化钾溶液不会变红色，A正确； B．铁在氯气中燃烧生成氯化铁，加入硫氰化钾溶液会变红色，B错误； C．硫酸亚铁被空气中的氧气氧化成硫酸铁，加入硫氰化钾溶液会变红色，C错误； D．铁锈与稀盐酸反应生成氯化铁，加入硫氰化钾溶液会变红色，D错误； 答案选A。 2．D 解析：A．Fe 活动性大于铜，亚铁离子和铜不反应，A错误； B．氯化铁和氨水生成氢氧化铁沉淀而不是胶体，B错误； C．氧化铁和硫酸生成硫酸铁和水，C错误； D．氯酸钾具有强氧化性，在碱性条件下可以和氢氧化铁生成高铁酸根离子，D正确。 故选D。 3．D 解析：A．将氯气通入氯化亚铁溶液，离子方程式没有配平，应该为2Fe2+＋Cl2 ＝2Fe3＋＋2Cl－，故A错误； B．实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳，碳酸钙是固体，不能拆：CaCO3＋2H＋＝ Ca2+＋CO2↑＋H2O，故B错误； C．氢氧化钡溶液与稀硫酸混合，还有氢离子与氢氧根反应：Ba2+＋SO＋2OH－＋2H＋＝BaSO4↓＋2H2O，故C错误； D．氧化铝溶于氢氧化钠溶液，反应生成偏铝酸钠和水：Al2O3＋2OH－＝2AlO＋H2O，故D正确。 综上所述，答案为D。 4．D 解析：A. 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，A不选； B. 铁在硫蒸汽中燃烧生成硫化亚铁，B不选； C. 铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C不选； D. 铁在氯气中燃烧生成氯化铁，氯化亚铁不能由铁跟非金属单质直接结合而成，D选。 答案选D。 5．D 解析：A. 赤铁矿主要成分为Fe2O3，故A错误； B. Fe3+与KSCN溶液产生红色的络合物，这种络合物是溶于水的，不是沉淀，故B错误； C. Cl2可以把Fe2+氧化物Fe3+，除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质不能向溶液中通入过量Cl2，应该加入过量的铁粉，故C错误； D. 往氯化亚铁溶液中加氢氧化钠，先生成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁最终被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀，故D正确； 故选D。 6．C 解析：A．Na2O与水反应生成NaOH，A不选； B．CaO与水反应生成Ca(OH)2，B不选； C．Fe2O3不能与水反应，C选； D．Na2O2与水反应生成NaOH和O2，D不选。 答案选C。 7．A 解析：A．Al(OH)3既能与强酸反应又能与强碱反应，所以Al(OH)3为两性氢氧化物，故A正确； B．未知的物质无法配制一定物质的量浓度的溶液，所以无法配制成等物质的量浓度的溶液，故B错误； C．向某溶液中通入氯气，然后滴加KSCN溶液，溶液变红色，该溶液中可能含有Fe3+，故C错误； D．向某溶液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解，该溶液中含有SO或Ag+，故D错误； 选A。 8．B 解析：A．浓硫酸的作用为吸收氢气中混有的水蒸气，防止对后续实验造成干扰，A正确； B．盛有氧化铜的硬质玻璃管中发生反应，黑色的氧化铜被氢气还原为红色的铜，B错误； C．干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝，发生反应,C正确； D．为非氧化还原反应，D正确； 故选B。 二、填空题 9．溶液先无明显变化，后溶液变成血红色溶液 2FeCl2+Cl2→2FeCl3、FeCl3 +3KSCNFe(SCN)3+3KCl 【分析】根据亚铁离子和铁离子的检验方法分析解答。 解析：向FeCl2的溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再通入氯气，氯气能够将亚铁离子氧化，2FeCl2+Cl2→2FeCl3，KSCN溶液遇到氯化铁变红色，FeCl3 +3KSCNFe(SCN)3+3KCl，因此观察到的现象为：溶液先无明显变化，后溶液变成血红色溶液，故答案为：溶液先无明显变化，后溶液变成血红色溶液；2FeCl2+Cl2→2FeCl3、FeCl3 +3KSCNFe(SCN)3+3KCl。 10． bc 、 还原 【分析】补铁药品说明含有亚铁离子，亚铁离子是浅绿色，向溶液中加入KSCN溶液，溶液变为浅红色，说明在制备过程或则实验过程中亚铁离子易被氧化为铁离子，氯水具有氧化性，将亚铁离子氧化为铁离子，溶液颜色变深，用维生素C一起服用，有利于生成的铁离子被还原为亚铁离子。 解析：(1)在溶液中显浅绿色，向去掉糖衣、研磨好的药品中加稀盐酸，过滤，得到浅绿色溶液，说明药品中含有；故答案为：。 (2)依据是血红蛋白的重要组成成分，不能构成血红蛋白，因此药片中不可能以形式存在，故a不符合题意；制药过程或实验中，在空气中氧气的作用下少量可被氧化为，故bc符合题意；综上所述，答案为：bc。 (3)氯水具有氧化性，能够将氧化为，结合形成红色溶液，溶液红色变深，反应的离子方程式为、；故答案为：、。 (4)加入维生素C的试管中溶液红色褪去，维生素C能够将还原，说明维生素C有还原性；故答案为：还原。 【点睛】亚铁离子易被氧化，为了产品更纯，因此在制备补铁药品过程中严格控制氧化等氧化剂进入。 11．C A Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（或Fe+2HCl=FeCl2+H2↑） 复分解反应（或置换反应） 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 【分析】铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应生成了氯化铁和水，氯化铁也能与单质铁反应生成氯化亚铁，过量的盐酸还会和铁反应产生氢气。 解析：(1)地壳里含量最高的金属是铝，但铝开发利用的时间比铜和铁晚，说明金属大规模开发、利用的先后顺序与地壳里金属含量无关，同时与金属的导电性也无关，而是与金属活动性顺序和金属冶炼的难易程度有关，故答案为C； (2)废钢铁得到回收利用，其目的是节约金属资源，答案为A； (3)①铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应生成了氯化铁和水，过量的盐酸还会和铁反应产生氢气，反应分别为复分解反应和置换反应，故为： Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（或Fe+2HCl=FeCl2+H2↑）；复分解反应（或置换反应）； ②可把打磨过的铁丝分别插入硫酸锌溶液、硫酸铜溶液中，铁丝能置换出硫酸铜中的铜却不能置换硫酸锌中的锌，从而得到三种金属的活动性顺序为：锌＞铁＞铜。 12．(1)加热分解法 (2) 加少量，插上条并将其点燃 (3)b 【分析】金属的冶炼方法主要有三种，分别为热分解法、热还原法和电解法，其中汞和银由于金属性较弱，其氧化物不稳定，因此在工业中经常用热分解法进行冶炼；铝热反应是指用金属铝为还原剂还原金属氧化物的反应，该反应只有达到一定的温度才能引发，在这之前是不反应的，但只要反应发生了就会放出大量的热，使反应更加剧烈，反应速率增大极快。 解析：（1）由于的金属性较弱，且氧化汞易分解,因此在工业上采用加热分解的方法以HgO为原料冶炼； （2）铝热法是指用金属铝为还原剂还原金属氧化物的反应，其中以铝为还原剂还原的化学方程式为 ，其中引发铝热反应的实验操作是：加少量，插上条并将其点燃； （3）铝热反应只有达到一定的温度才能引发，在这之前是不反应的，但只要反应发生了就会放出大量的热，使反应更加剧烈，反应速率增大极快，因此反应速率（υ）和温度（T）的关系示意图与铝热反应最接近的应是：b 。 13． Fe+2Fe3+=3Fe2+ 28.736 3.694 【分析】反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，则Fe元素全部转化为亚铁离子存在于溶液中，因此共发生3个反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。 解析：(1)3个反应中Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4属于化合反应，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+； (2)设混合物中Fe的物质的量为xmol，Fe2O3的物质的量为ymol，则①56x+160y=50，放出标准状况氢气4.48L (0.2mol)，则Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑消耗的的Fe为0.2mol，Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4消耗Fe的物质的量为ymol，则②0.2+y=x，联立二式解得x≈0.3796，y≈0.1796，则混合物中氧化铁的质量为0.1796mol×160g/mol=28.736g； (3)结合(2)可知n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.3796mol+0.1796mol×2=0.7388mol，c(H2SO4)==3.694mol/L。 14．(1) 单质 Fe(OH)3 (2)盐 ③⑤ 氧化 ② (3)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 氧化 解析：（1）由图可知，二维图缺失的类别①为单质、②为氢氧化铁，故答案为：单质；Fe(OH)3； （2）i．从物质类别上看，氯化铁属于盐，能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁和氯化钠，与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸铁，故答案为：盐；③⑤； ii．从化合价角度看，最高价态的铁离子具有氧化性，在溶液中能与铁反应生成亚铁离子，故答案为：氧化；②； （3）用氯化铁溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路涉及的反应为氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，反应中铁元素的化合价降低被还原，氯化铁是反应的氧化剂，故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；氧化。 学科网（北京）股份有限公司 $$