3.1 铁及其化合物 同步练习题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．下列物质的存放方法合理的是 A．氢氟酸存放在带有橡胶塞的棕色玻璃瓶中 B．氢氧化钠溶液保存在磨口玻璃试剂瓶中 C．氯化铁溶液存放在铜制容器中 D．浓硫酸常温下用铁槽车储存运输 2．下列物质对于的名称错误的是 A．Na2CO3-碳酸钠 B．CuSO4-硫酸铜 C．Na2SO3-硫酸钠 D．FeCl2-氯化亚铁 3．茶叶中铁元素的检验可经过以下四步完成：灼烧灰化→6mol•L⁻¹硝酸溶解→过滤→检测滤液中的铁元素。下列说法正确的是 A．“灼烧灰化”选用的玻璃仪器有①②③ B．④用于配制6mol•L⁻¹硝酸时需洗净并烘干 C．“过滤”时需沿②向⑤中转移液体并小心搅拌 D．检测铁元素时，⑥悬垂于⑦的上方滴加KSCN溶液 4．下列有关氯及其化合物的叙述错误的是 A．将通入烧碱溶液可制取漂白液 B．均可通过化合反应制得 C．利用丁达尔效应可区分胶体和溶液 D．向溶液中滴加氯水，溶液颜色变成黄色，说明氯水中含有 5．下列说法正确的是 A．四氧化三铁俗称铁红，常用作红色颜料 B．金属钠着火，可以选择泡沫灭火器灭火 C．新制的氯水保存在棕色瓶中，且放到低温处、暗处 D．金属保存在装有煤油的广口瓶中 6．是一种黑色晶体，俗称磁性氧化铁的物质是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．FeS 7．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．室温下，0.2mol·L-1的Na2SO4 溶液中含Na+ 数目为0.4NA B．高温下，0.3mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H2 分子数目为0.4NA C．标准状况下， NA个HI 分子所占的体积约为22.4L D．2.3g的金属钠与足量的O2 反应，转移的电子数目为0.1 NA 8．打印机使用的墨粉中含有一种有磁性的铁的化合物，这种铁的化合物是 A． B． C． D． 二、填空题 9．磁性四氧化三铁是一种多功能磁性材料，在各个领域都有着十分广泛的应用。化学共沉淀法制备磁性四氧化三铁具有工艺简单，操作方便和反应时间短的优点。具体操作：准确称取一定质量的和于烧瓶中，加入超声除气的蒸馏水，在一定温度下超声溶解后，向烧瓶中快速滴加溶液，控制反应终止的为，盖上反口胶塞，组装好装置如图所示，气球中充入，在一定温度下进行超声反应，一段时间后，转移至恒温水浴锅，在一定温度下晶化至反应完成。 (1)气球中充入的作用是 。 (2)利用恒温水浴锅，在一定温度下剧烈搅拌进行晶化的原因是 。 (3)磁性四氧化三铁颗粒用蒸馏水洗涤至中性后，再用乙醇洗涤2遍，用乙醇洗涤的优点是 。 10．长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 FeSO4溶液部分变质 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 ①将上述方案补充完整。 ②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是 。(写离子反应方程式) (2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3 ①请在( )内填写所需试剂或条件 、 、 ，在内填写含铁物质的化学式 、 (以离子形式存在的可写离子符号)。 ②若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为 。 (3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明理由 。 11．请回答下列问题。 (1)化工生产中常用到“三酸两碱”，“三酸”指盐酸、硝酸和硫酸，“两碱”指烧碱和纯碱。从物质的分类角度看，不恰当的一种物质是 ；请写出硫酸的电离方程式： 。 (2)用聚光手电筒照射Fe(OH)3胶体时，在垂直于光线的方向可以看到 ，该现象称为“丁达尔效应”。 (3)FeCl2溶液可用铁和稀盐酸反应得到，其离子方程式为 。 12．绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。 (1)98% 1.84g/cm3的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm3，50%的硫酸物质的量浓度为 (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为 (填>、<、=)40%。 (2)将111.2g绿矾（FeSO4∙7H2O，式量为278）在高温下加热，充分反应后生成Fe2O3固体和SO2、SO3、水的混合气体，则生成Fe2O3的质量为 g；SO2为 mol。实验室可用以下方法制备摩尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，式量为392]。 (3)将4.88g铁屑(含Fe2O3)与25mL 3mol/L H2SO4充分反应后，得到FeSO4和H2SO4的混合溶液，稀释溶液至100mL，测得其pH=1。铁屑中Fe2O3的质量分数是 （保留两位小数）。 (4)向上述100mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体，待晶体完全溶解后蒸发掉部分水，冷却至t℃，析出摩尔盐晶体12.360g，剩余溶液的质量为82.560g。t℃时，计算(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度。 （保留两位小数）。 13．化学反应多姿多彩，其中的颜色多种多样，试根据图中框图，按要求填写下列问题 （1）A的名称是 ，B的化学式是 。 （2） 反应①的化学方程式 ； 反应②的离子方程式 ； B和氯气的化学方程式 。 14．某班同学用如下实验探究、性质。回答下列问题： (1)分别取一定量硫酸铁、硫酸亚铁固体，均配制成100mL0.1mol/L的溶液。在配制溶液时需加入少量铁屑，其目的是 。 (2)甲组同学取2mL溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明可将氧化。溶液与氯水反应的离子方程式为 。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mL溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 。 (4)丁组同学为了探究与Cu的反应，做了如图所示实验： ①与Cu反应的离子方程式为 。 ②为了探究白色沉淀产生的原因，同学们查阅资料得知： ⅰ.CuSCN是难溶于水的白色固体；ⅱ.SCN的化学性质与相似；ⅲ. 填写实验方案： 实验方案 现象 步骤1：取4mL0.2mol/L的溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。 无明显现象 步骤2：取4mL_______mol/L的溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。 产生白色沉淀 步骤2中的溶液的浓度是 mol/L，与反应的离子方程式为 。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．氢氟酸能腐蚀玻璃，不能存放在玻璃瓶中，选项A错误； B．碱性物质不可以装在磨口玻璃塞的无色玻璃瓶中，选项B错误； C．氯化铁与铜反应而使铜腐蚀，故氯化铁溶液不能存放在铜制容器中，选项C错误； D．常温下，浓硫酸可以使铁钝化，所以可以用铁槽车储存运输，选项D正确。 答案选D。 2．C 解析：A．碳酸钠属于盐，化学式为Na2CO3，故A正确； B．硫酸铜属于盐，化学式为CuSO4，故B正确； C．硫酸钠属于盐，化学式为Na2SO4，而亚硫酸钠也属于盐，化学式为Na2SO3，故C错误； D．氯化亚铁属于盐，铁元素为+2价，化学式为FeCl2，故D正确； 故选C。 3．D 解析：A．将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热进行，不能在①烧杯中进行灼烧，用到的仪器有②和③，缺少必要的坩埚，需要时还可用到三脚架或铁架台等，故A错误； B．④容量瓶用于配制溶液时，洗干净即可，不要求烘干，故B错误； C．“过滤”时需沿②玻璃棒向⑤漏斗中转移液体，待液体自然流下进行过滤，不能进行搅拌，以防戳破滤纸导致过滤失败，故C错误； D．经过硝酸溶解后，滤液中的铁元素主要以Fe3+形式存在，检验滤液中的Fe3+，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，滴加KSCN溶液检验，使用胶头滴管时，需垂直悬在仪器上方进行滴加，故D正确； 故选：D。 4．D 解析：A．氯气和NaOH溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠，用于制漂白液，A正确； B．铝在氯气中燃烧生成氯化铝，铁与FeCl3反应生成FeCl2，铜与氯气反应生成CuCl2，B正确； C．胶体具有丁达尔效应，溶液不具有，C正确； D．氯水是混合物，其成分中的氯气和HClO均能和FeCl2溶液反应生成FeCl3，D错误； 故选D。 5．C 解析：A．氧化铁俗称铁红，常用作红色颜料，A错误； B．钠能水反应生成可燃性气体氢气，金属钠着火，不可以选择泡沫灭火器灭火，B错误； C．氯水在次氯酸不稳定，见光易分解，故新制的氯水保存在棕色瓶中，且放到低温处、暗处，C正确； D．金属作为最轻的金属，密度比所有的油和液态烃都小，故应存放于固体石蜡或白凡士林中，D错误； 故选C。 6．B 解析：A．名为三氧化二铁，俗称赤铁矿、铁红，故A不选； B．名为四氧化三铁，俗称磁性氧化铁，故B选； C．FeO为氧化亚铁，俗称方铁矿，故C不选； D．FeS为硫化亚铁，没有俗称，故D不选； 故选B。 7．A 解析：A．只有溶液浓度缺少溶液体积，不能计算微粒数目，A错误； B．高温下Fe与水蒸气发生反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，每3 mol Fe反应产生4 mol H2，则0.3 mol Fe反应产生H2的物质的量为0.4mol，故反应产生H2的数目是0.4NA，B正确； C．标准状况下 NA个HI 分子为1mol，所占的体积约为22.4L，C正确； D．2.3 gNa的物质的量是0.1 mol，由于Na是+1价金属，所以0.1 mol Na与足量的O2反应，转移电子的物质的量是0.1 mol，则转移的电子数目为0.1NA，D正确； 故选A。 8．C 解析：铁的氧化物中具有磁性，被称为磁性氧化铁，故C正确； 故选：C。 二、填空题 9．(1)作保护气，防止被氧化 (2)有利于析出均匀的颗粒小的晶体，防止生成大晶体 (3)乙醇易溶于水，且易挥发 解析：（1）由于易被氧化为，所以气球中充入作保护气，防止被氧化； （2）在一定温度下剧烈搅拌进行晶化的原因是有利于析出均匀的颗粒小的晶体，防止生成大晶体； （3）由于乙醇易溶于水，且易挥发，磁性四氧化三铁颗粒用蒸馏水洗涤至中性后，再用乙醇洗涤2遍，可快速得到纯净干燥的晶体。 10．(1)溶液变红 紫色褪去 2Fe3++Fe=3Fe2+ (2) H2O2 NaOH 加热 Fe3+ Fe(OH)3 0.2mol/L (3)不能，维生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成 解析：（1）①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+；步骤2中，取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，酸性KMnO4溶液紫色褪色，说明溶液中含有Fe2+； ②若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+； （2）①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3，首先需要将亚铁离子氧化成铁离子，为了不引入新的杂质，可用H2O2作氧化剂，得到Fe2(SO4)3溶液，然后向溶液中加入过量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3沉淀，过滤后加热使氢氧化铁分解即可得到Fe2O3，故答案依次为H2O2、NaOH、加热、Fe3+、Fe(OH)3； ②n(Fe2O3)==0.01mol，则变质前，100mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)=0.02mol，故c(FeSO4)==0.2mol/L； （3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。 11．(1) 纯碱 (2)一条光亮的通路 (3) 解析：（1）纯碱是，不是碱，是盐，故把它分为碱一类是不恰当的；硫酸为强电解质，在水溶液中完全电离，电离方程式为：。 （2）当一条光束通过胶体时，发生了散射作用，在垂直于光线的方向可以看到一条光亮的通路，这种现象叫丁达尔效应。 （3）铁和稀盐酸生成和，反应的离子方程式为：。 12．14 mol/L > 32 0.2 0.66(或66%) 22.35g 【分析】(1)根据c=计算出密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度；假设密度相同，混合后质量分数为40%，由于硫酸的质量分数越大，溶液中含有的硫酸的质量越大，所以混合后硫酸的质量分数大于40%； (2)发生 ，结合n=及反应计算； (3)先根据溶液的pH计算剩余硫酸的物质的量，再根据方程式计算氧化铁的质量，根据质量分数公式计算氧化铁的质量分数； (4)根据原子守恒计算生成硫酸亚铁的物质的量及莫尔盐的物质的量，根据析出的晶体计算溶液中莫尔盐的质量，再根据，计算其溶解度。 解析：(1)密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为c=mol/L≈7.14mol/L；假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同，则混合后硫酸的质量分数为40%，由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸，所以混合后溶液中硫酸的质量偏大，硫酸的质量分数大于40%； (2)n(FeSO4∙7H2O)==0.4mol，由可知，生成Fe2O3的质量为0.4mol××160g/mol=32g，SO2为0.4mol×=0.2mol； (3)根据题意知，稀释溶液至100mL，测得其pH=1，溶液中还有酸剩余，剩余的n(H2SO4)=0.1mol/L××0.1L=0.005mol，则参加反应的n(H2SO4)=0.025L×3mol/L-0.005mol=0.07mol。设铁的物质的量是m，氧化铁的质量是n，发生反应的方程式Fe+Fe2O3+3H2SO4=3FeSO4+3H2O，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知，56m+160n=4.88，m−n+3n=0.07，解得n=0.02mol，m=0.03mol，所以铁屑中Fe2O3的质量分数是×100%=0.66(或66%)； (4)根据以上结合原子守恒知，n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3)=(0.03+0.04)mol=0.07mol，根据莫尔盐的化学式知，n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]= n(FeSO4)=0.07mol，溶液中莫尔盐的质量为0.07mol×392g/mol-12.360g=15.08g，设莫尔盐的溶解度为x，则=，解得x=22.35g。 13． 氧化铁 Fe Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+ 2Fe+3Cl22FeCl3 解析：试题分析：红棕色粉末A为氧化铁，在高温下被一氧化碳还原，生成黑色粉末B为铁，与蓝色溶液反应生成红色固体C为铜，铁与盐酸反应生成浅绿色溶液为氯化亚铁。 （1）根据上述分析，A是氧化铁，B是铁，故答案为氧化铁；Fe； （2）反应①的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，故答案为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2； 反应②的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+，故答案为Fe+Cu2+=Cu+ Fe2+； B和氯气的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3，故答案为2Fe+3Cl22FeCl3。 考点：考查了无机推断的相关知识。 14．(1)防止被氧化 (2) (3)隔绝空气(防止将氧化) (4) 0.1 解析：（1）铁有还原性，加入少量铁屑防止被氧气氧化成，答案为：防止被氧化； （2）可将氧化成，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为： ；答案为：； （3）煤油与水不反应，且煤油的密度比水小，煤油在上层，可以隔离空气，故煤油的作用是：隔绝空气(防止将氧化)；答案为：隔绝空气(防止将氧化)； （4）将Cu氧化成二价铜离子，被还原为二价铁离子，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为： ； 由上述反应可知生成的Cu2+的物质的量为Fe2+的一半，故所得溶液中CuSO4的浓度是FeSO4的一半，故步骤2中的溶液的浓度是0.1mol/L； 根据已知，ⅰ.CuSCN是难溶于水的白色固体；ⅱ. 的化学性质与相似；ⅲ.，将方程式中，用取代，用取代，则与反应的离子方程式为：；答案为：；0.2；。 学科网（北京）股份有限公司 $$