3.1 铁及其化合物-2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.1 铁及其化合物 一、单选题： 1.下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是(    ) A. B. C. D. 2.关于铁及其化合物，下列说法正确的是(    ) A. 灼热的与反应生成 B. 不能被任何还原剂还原 C. 向溶液中滴加溶液可检验溶液中是否含有 D. 向溶液中滴加溶液可得到纯净的沉淀 3.新修本草是我国古代中药著作，记载药物种，其中“青矾”条目下写到：“本来绿色，新出窟未见风者，正如玻璃烧之赤色”，据此推测“青矾”的主要成分为(    ) A. B. C. D. 4.铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是      A. 赤铁矿的主要成分是 B. 铁与水蒸气在高温下的反应产物为和 C. 除去溶液中的杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤 D. 与产生红色沉淀 5.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(    ) A. B. C. D. 6.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(    ) 选项 操作、现象 解释 A. 新制露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明易被氧化成 B. 把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成 C. 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D. 向淀粉溶液中加入溶液，溶液变蓝 能与淀粉发生显色反应 A. B. C. D. 7.将铁粉加入到的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 (    ) A. 铁粉剩余，溶液呈浅绿色，基本不变 B. 向溶液中滴入无色溶液，仍无色 C. 溶液中与物质的量之比为 D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为 8.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(    ) A. 铁与水蒸气在高温下的反应产物为和 B. 赤铁矿的主要成分是 C. 与溶液产生红色沉淀 D. 除去溶液中的杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 9.取一定质量铁和氧化铁的混合物加入盐酸中，两者恰好完全反应，产生标准状况下气体，且反应后溶液中滴加溶液无明显现象。原混合物中铁和氧化铁的物质的量比是(    ) A. ： B. ： C. ： D. ： 10.如图为铁及其化合物的“价一类”二维图。利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。下列分析结果不正确的是(    ) A. 二维图缺失的类别应填“单质”，化学式应填“” B. 从物质类别分析，属于碱性氧化物，可以与稀反应 C. 从化合价角度分析，具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 从物质转化角度分析，和都可以通过一步反应直接转化成 11.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具．如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(    ) A. 铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化 B. 在空气中受热，转化为 C. 由图可预测：高铁酸盐具有氧化性 D. 加热发生转化，加水溶解可实现转化 12.向和组成的混合物中加入适量的稀硫酸，各物质均恰好完全反应，测得所得溶液中不含，且生成的与的物质的量之比为，那么反应开始时的物质的量之比为(    ) A. B. C. D. 13.用如图所示装置进行与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是(    ) A. 装置的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B. 装置中反应的化学方程式是 C. 装置中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D. 点燃处的气体前必须检验气体的纯度 14.将铁、氧化铁的混合物粉末放入盐酸中，恰好完全反应，产生 标准状况，无固体残留。反应后的溶液中加入，无血红色，下列有关说法正确的是(    ) A. 混合物中单质铁的质量为 B. 整个反应过程中发生的氧化还原反应有个 C. 将反应后的溶液加水稀释到，则 D. 混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 15.下列说法正确的是(    ) A. 在溶液中加，溶液显红色，证明原溶液中有，无 B. 铁粉作食品袋内的脱氧剂，铁粉起还原作用 C. 溶液可用于铜质印刷线路板制作，原因是能从含有的溶液中置换出铜 D. 的溶液中：、、、能大量共存 二、填空题： 16.在一定量的稀中慢慢加入铁粉，得到的的物质的量纵坐标与所加铁粉的物质的量横坐标的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。 、、 段铁元素以__________形式存在。 段铁元素以__________形式存在。 段铁元素以__________形式存在。 17.现有、、、和等多种重要化合物。 常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是___________；写化学式，下同 常用于焙制糕点，也可用作抗酸药的是__________； 属于两性氧化物的是__________；   属于红棕色固体是__________。 只用试管和胶头滴管就可以鉴别的下列各组溶液是_______填序号 溶液和溶液    溶液和溶液  溶液和盐酸    溶液和氨水 18.某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究： 装置的连接顺序为________________________． 硬质玻璃管中可观察到的现象是______． 硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，原因是______． 反应一段时间、熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中物质快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油反应过程中不振荡，充分反应后，进行如下实验： 试剂的化学式为______；有同学分析淡黄色溶液中含有，你认为______填“合理”或“不合理”；固体产物的成分可能为______填相应的字母； A.和B.和3 C.、和D.和 加入少许植物油的作用是______，用离子方程式表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因：______． 某小组同学实验时在加入新制氯水后，并未得到深红色溶液，请帮助他们分析原因：______ 请设计实验对你所分析的原因进行验证，简要写出实验方案．______。 19.某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取晶体。 装置中发生反应的化学方程式是_________________________。 装置中的现象是_________________________________________。 停止反应，待管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中的操作方法：____________________。 该小组学生利用上述滤液制取晶体，设计流程如下 步骤 Ⅰ中加入新制氯水的作用是__________________________________。步骤二采取的操作应该是________________  、__________________、__________________ 20.铁在一定条件下的反应如图所示。请回答下列问题： 晋代的抱朴子中有记载“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾，即五水硫酸铜。将铁放在胆矾溶液古人称为胆水中，可以得到金属铜，请写出该反应的化学方程式：____________。 工业上，向的铁屑中通入生产，每生产，消耗的物质的量为____计算结果保留位小数。 酸性条件下，利用过氧化氢可以实现转化为，离子方程式是______________。 高温下，粉与水蒸气反应的化学方程式为_______________。 请写出溶于稀盐酸的离子方程式：_____________。 实验室新制备的氢氧化亚铁不稳定，在空气中转化为氢氧化铁的现象是______________ ，这个过程中发生的化学反应方程式是____。 答案和解析 1.【答案】  【解析】【分析】 本题考查铁的化学性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、反应类型为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。 【解答】 A.能通过铁与氧气的化合反应得到，也能通过铁与水蒸气在高温条件下的置换反应得到，但无法通过复分解反应得到，故A错误； B.能通过铁和氯气的化合反应得到，也能通过氢氧化铁和盐酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，故B错误； C.可以由和的化合反应得到，也可以由和的置换反应得到，也可以由和的复分解反应得到，故C正确； D.可以通过和氧气、水的化合反应得到，也可以通过氯化铁与氢氧化钠的复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，故D错误。 故选C。 2.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了物质性质、物质变化、反应现象，主要是铁及其化合物性质的分析应用，掌握基础是解题关键，题目难度不大。 【解答】 A.灼热的与反应生成，故A错误； B.能被氢气、一氧化碳等还原剂还原生成铁，故B错误； C.向溶液中滴加溶液，铁离子结合生成络合物，溶液变为血红色，可检验溶液中是否含有，故C正确； D.向溶液中滴加溶液生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色氢氧化铁，不能得到纯净的沉淀，故D错误； 故选：。 3.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了物质性质、物质颜色的掌握，掌握基础是解题关键，主要是亚铁盐和铁盐转化的颜色变化，信息理解是关键，题目较简单。 【解答】 “青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃烧之赤色”，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的超细粉末为红色， 为蓝色晶体， 为是白色晶体， 为是无色晶体， 为为黄色晶体， 所以判断“青矾”的主要成分为。 4.【答案】  【解析】【分析】 本题考查铁及其化合物，难度不大，解题关键是掌握铁及其化合物的相关性质。 【解答】 A.赤铁矿的主要成分是，故A错误； B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为和，故B错误； C.除去溶液中的杂质可以向溶液中加入过量铁粉，与铁反应转化为，然后过滤除去过量的铁粉，故C正确； D.遇溶液变为红色，但没有沉淀产生形成的是络合物，一般可以用此方法检验的存在，故D错误。 故选：。 5.【答案】  【解析】【分析】 本题主要考查铁及其化合物的转化、性质和物质的颜色，弄清物质颜色是关键。 【解答】 铁屑溶于过量稀硫酸，生成硫酸亚铁和氢气，过滤后向滤液中加入过量氨水，得到白色沉淀为，在空气中加热被氧化，并且脱水，最后得到红棕色的，故B正确。 故选B。 6.【答案】  【解析】【分析】 考查学生对各种化学实验的掌握，现象对应结论是否正确，试题有利于提高学生的分析、理解能力以及综合应用能力，难度中等。 【解答】 A.新制露置于空气中，易被氧化成红褐色，故A正确； B.铁在潮湿的空气中被空气中的氧氧化成三氧化二铁，即生成红棕色的铁锈，故B错误； C.向稀硝酸中加入少量铁粉，生成气体，故C错误； D.和发生反应生成使淀粉变蓝，故D错误。 故选A。 7.【答案】  【解析】【分析】 本题考查氧化还原反应的相关概念及计算，注意基础知识的积累与应用，题目难度不大。 【解答】 铁的物质的量为：，氯化铁的物质的量为：，由可知，过量，铁粉全部溶解，溶液中的物质的量为，物质的量为：，则溶液中与物质的量之比为，因过量，向溶液中滴入无色溶液，溶液显红色，氧化生成的和还原生成的的物质的量之比为，所以答案C正确， 故选C。 8.【答案】  【解析】【分析】 本题考查铁及其化合物的性质，为高考常见题型，把握物质的性质、发生的反应和现象为解答的关键，侧重分析及应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，难度较小。 【解答】A.铁与水蒸气在高温下的反应产物为和，故A错误； B.赤铁矿的主要成分是，故B错误； C.与结合生成络离子，溶液为红色，不是红色沉淀，故C错误； D.与反应生成，所以除去溶液中的杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤，故D正确。 故选D。 9.【答案】  【解析】【分析】 本题考查有关混合物反应计算、化学方程式的计算，关键明确发生的反应，判断反应后溶液中溶质，注意守恒思想在计算中的运用，试题培养了学生分析计算能力、灵活运用知识的能力。 【解答】 一定质量铁和氧化铁的混合物与盐酸恰好完全反应，且反应后溶液中滴加溶液无明显现象，说明溶液中溶质是，由氯离子守恒有：，反应生成的气体是，，由原子守恒有：，由电子转移守恒有：，联立解得：、，故：：：， 故选C。 10.【答案】  【解析】【分析】 本题考查常见铁及其化合物的性质与转化，为高频考点，明确常见元素及其化合物性质即可解答，试题有利于提高学生的分析能力及综合应用能力，题目难度不大。 【解答】 A.铁单质的化合价为，二维图缺失的类别应填“单质”；三价铁形成的氢氧化物是氢氧化铁，则应填“”，故A正确； B.从物质类别分析，属于碱性氧化物，可以与稀反应生成氯化铁和水，故B正确； C.从化合价角度分析，具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确； D.氧化铁是碱性氧化物，不溶于水不能一步反应生成氢氧化铁，可以和氢氧化钠溶液通过一步反应直接转化成氢氧化铁，故D错误。 11.【答案】  【解析】解：高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化，故A错误； B.在空气中受热，被氧化，转化为氧化铁，故B错误； C.高铁酸盐中为价，具有氧化性，故C正确； D.氢氧化铁不溶于水，加水溶解不能实现转化，加热发生转化，故D错误； 本题考查铁及其化合物的性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、相互转化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。 12.【答案】  【解析】【分析】 本题主要考查氧化还原反应的相关计算，注意结合铁及其化合物的性质进行分析解答。 【解答】 和与稀作用，固体恰好溶解，所得溶液中不含，且生成的与的物质的量之比为：； 设生成氢气的物质的量为，则亚铁离子物质的量为 依据反应：； 则有                                   ；                ；                             所以反应物中、、的物质的量之比：：：：，； 故选B 13.【答案】  【解析】【分析】 本题考查学生金属铁和水蒸气反应的相关知识，注意知识的归纳和梳理是关键，难度不大。 【解答】 A.装置是液态水在加热的条件下产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，故A正确； B.与水蒸气反应产物是四氧化三铁和氢气，中反应的化学方程式是，故B错误； C.氢气属于中性气体，可以用碱石灰作干燥剂，故C正确； D.氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，故D正确。 14.【答案】  【解析】【分析】 本题考查铁及其化合物的相关计算，解答这类问题的关键是守恒思想的应用，试题难度一般。 【解答】 根据题目信息可知发生的反应有：，，，因此可知与盐酸反应产生氢气的铁的质量为，式联立可知剩余的铁和氧化铁的物质的量之比满足，故可得氧化铁的质量为，，铁单质的总量为，。 A.根据上述分析可知混合物中单质铁的质量为，故A错误； B.整个过程中只有两个氧化还原反应，故B错误； C.根据氯原子守恒可知氯化亚铁的物质的量为，因此将反应后的溶液加水稀释到，则，故C正确； D.混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为，故D错误。 故选C。 15.【答案】  【解析】解：在溶液中加，溶液显红色，证明原溶液中有，但不能确定溶液中是否含有，故A错误； B.铁粉作食品袋内的脱氧剂，反应中铁的化合价升高，发生氧化反应，本身作还原剂，起还原作用，故B正确； C.溶液可用于铜质印刷线路板制作，原因是能与铜单质反应生成氯化亚铁和氯化铜，故C错误； D.、具有还原性，具有氧化性，因此不能大量共存，故D错误； 故选：。 本题考查了物质的检验、元素化合物的性质，题目难度不大，把握物质的性质、性质与用途的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意常见离子的检验方法，题目难度不大。 16.【答案】   【解析】【分析】 本题考查了混合物的定性分析，明确图象中每段发生的化学反应是解答本题的关键，难度中等。 【解答】 在一定量的稀中缓慢加入铁粉，开始发生的反应为：， 则在段铁元素以形式存在，故答案为：； 继续加，部分铁离子与反应生成亚铁离子，发生反应：，则溶液中存在、，故答案为：； 当过量时，全部反应，溶液中只存在，则段铁元素以、形式存在，故答案为：。 17.【答案】； ； ； ； 。  【解析】【分析】 本题考查金属及金属化合物的性质和用途、物质的鉴别等知识，难度不大。掌握过氧化钠、碳酸氢钠、三氧化二铁、氧化铝以及其他物质的性质是解答关键。注意“互滴法”物质的鉴别。 【解答】 常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源； 常用于焙制糕点，也可用作抗酸药； 属于两性氧化物； 为红棕色固体； 向溶液中滴加溶液，生成白色沉淀，继续滴加，沉淀增多，当溶液过量后，继续滴加沉淀逐渐减少，至完全消失；向溶液中滴加溶液，开始无沉淀生成，后产生沉淀，继续滴加，沉淀不消失，可利用试管和胶头滴管互相滴加鉴别； 溶液和溶液，相互滴加时，都产生白色沉淀，现象一样，不能鉴别； 溶液中滴加盐酸时，开始产生白色沉淀，沉淀量逐渐增加，后沉淀逐渐溶解而消失；盐酸中滴加溶液，开始无沉淀，后生成白色沉淀，且沉淀不消失，可鉴别； 溶液和氨水，相互滴加时，都生成白色沉淀，氢氧化铝不溶于氨水，不可鉴别。 18.【答案】；；；； 有棕褐色烟生成；防止堵塞； ；合理；； 隔绝空气，防止被氧化；、； 新制氯水将氧化；取少许褪色后的溶液于试管中，再滴加几滴溶液，若溶液变红，则原因分析成立  【解析】解：浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取洗气干燥氯气和铁的反应尾气处理，所以装置连接顺序为，故答案为：；；；； 在氯气中燃烧生成棕褐色烟，所以看到的现象是有棕褐色烟生成；棕褐色烟冷却易生成固体，导气管口较细，易堵塞，所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接， 故答案为：有棕褐色烟生成；防止堵塞或其他合理描述都可； 用溶液检验，和反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，所以试剂为溶液；固体和氯气反应时可能没有完全反应，导致和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁，和稀盐酸反应生成，所以分析合理，固体中成分为和， 故答案为：；合理；； 不稳定，易被空气中氧气氧化，所以植物油的作用是隔绝空气防止被氧化；被氯气氧化生成，从而增大浓度，、反应生成，从而增大络合物浓度，溶液颜色加深，涉及的离子方程式为、， 故答案为：隔绝空气，防止被氧化； 、； 和反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，氯水具有强氧化性，能氧化还原性物质，如果和混合溶液中加入氯水后未得到深红色溶液，说明溶液中硫氰化铁浓度未变大，则可能原因是新制氯水将氧化； 其检验方法是：取少许褪色后的溶液于试管中，再滴加几滴溶液，若溶液变红，则原因分析成立。 本题以氯气和铁的反应为载体考查物质成分测定、性质实验方案设计，为高考高频点，侧重考查元素化合物性质、离子检验等知识点，明确实验原理是解本题关键，难点是实验方案设计的实施，易错点是装置排列顺序，注意结合实验目的分析，题目难度中等。 19.【答案】 黑色固体变为红色，管壁有水珠 取少量滤液，滴入几滴溶液，观察溶液是否变红色，如果变红色说明含有铁离子，否则没有铁离子； 将滤液中含有的氧化成；加热浓缩；冷却结晶；过滤  【解析】【分析】 本题考查铁及其化合物的性质实验探究，明确铁及其化合物的性质是解答这类问题的关键，试题难度一般。 【解答】 与水蒸气反应生成和，反应的化学方程式是  ，故答案为：  ；  反应产生的氢气经干燥后与氧化铜在加热的条件下发生置换反应生成铜水，所以装置中的现象是黑色固体变红，故答案为：固体有黑色变为红色，管壁有水珠； 铁离子能与溶液反应使溶液显血红色，所以检验铁离子的方法是取少量滤液，滴入几滴溶液，观察溶液是否变红色，如果变红色说明含有铁离子，否则没有铁离子。故答案为：取少量滤液，滴入几滴溶液，观察溶液是否变红色，如果变红色说明含有铁离子，否则没有铁离子； 滤液中溶质是氯化铁和氯化亚铁，通入氯气的目的是把氯化亚铁氧化为氯化铁，从氯化铁溶液中得到氯化铁晶体，应采用降温结晶的方法，步骤为加热浓缩、冷却结晶、过滤；故答案为：将滤液中含有的氧化成  ；加热浓缩、冷却结晶、过滤。 20.【答案】 白色固体迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；  【解析】【分析】 本题考查铁以及化合物的性质，难度不大，注意基础知识的积累。 【解答】 铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为。 由元素守恒可知，。 过氧化氢将转化为，离子方程式是。 铁粉在高温条件下与水蒸气反应生成和，故反应的化学方程式为。 溶于稀盐酸生成、，反应的离子方程式为。 氢氧化亚铁不稳定，在空气中转化为氢氧化铁的现象是白色固体迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，发生反应的化学方程式为。 第16页，共16页 学科网（北京）股份有限公司 $$