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

2024—2025学年高中化学人教版必修第一册3.1 铁及其化合物 课时作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．溶液中含有杂质和，为除去杂质，提纯，应该加入下列哪种物质 A．锌粉 B．镁粉 C．铁粉 D．铝粉 2．我国古代建筑红墙碧瓦，庄严巍峨。可用作建筑外墙红色涂料的是 A． B． C． D．FeO 3．有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是(　　) A．加入硝酸酸化，再滴加KSCN溶液后有红色物质生成，则原溶液中一定有Fe3＋存在 B．加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量的CO存在 C．用某溶液做焰色反应实验时火焰为黄色，则该溶液中一定有钠元素，可能有钾元素 D．分别含有Mg2＋、Cu2＋，Fe2＋和Na＋的四种盐溶液，只用NaOH溶液是不能一次鉴别开的 4．下列关于铁的性质的叙述不正确的是 A．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4 B．铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧 C．因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松，不能保护内层的金属，故铁制品需要涂保护层 D．铁与硫酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 5．常温下，Fe与水不发生反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应，如图是模拟该反应的装置，下列说法错误的是 A．实验开始时应先点燃a处酒精灯，再点燃b处酒精灯 B．干燥管中装的可以是碱石灰，用来干燥氢气 C．在反应中生成22.4 L氢气，转移电子数为2NA D．干燥管可用一个装有浓硫酸的洗气瓶代替 6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。 甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋； 乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是 试剂 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 A．A B．B C．C D．D 7．A、B、C是常见的三种单质，A、B、C及其他物质之间的转化关系如图所示，其中B的水溶液呈酸性。若，且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为 A．Fe、、Cu B．Fe、、 C．Cu、、Fe D．Fe、、Mg 8．为了防止食品变质，常在食品袋中放入小袋的铁粉，这是利用铁的 A．还原性 B．氧化性 C．酸性 D．碱性 9．《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。青矾加热时的反应为。下列说法正确的是 A．产物中含有2种酸性氧化物 B．所得赤色物质为 C．反应为分解反应 D．铁元素被还原 10．有KCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别出来，这种试剂是 A．盐酸 B．烧碱溶液 C．氨水 D．KSCN溶液 11．下列反应的离子方程式正确的是 A．铁钉放入硫酸铜溶液中： B．硫酸铜溶液与Ca(OH)2溶液混合： C．钠与水反应： D．氧化铁与稀盐酸混合： 12．下列说法正确的是 A．我国在战国中期时开始使用铁制品 B．自然界中的铁元素只存在于化合物中 C．铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属 D．高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来 13．如图所示A处通入潮湿的Cl2，关闭活塞B时D中干燥的红色布条颜色无变化；打开活塞B时D处干燥的红色布条褪色，则C中的试剂(足量)可能是    ①饱和氯化钠溶液    ②FeCl2溶液  ③NaOH溶液    ④浓硫酸 A．① B．①②③ C．②③ D．②③④ 14．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是    A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．为检验e中是否混有b，可以先加KSCN溶液，再加H2O2，观察是否有血红色出现 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 15．部分被氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92 g，经如下处理： 下列说法正确的是 ①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ ②样品中含氧元素的物质的量为0.03 mol ③溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04 mol ④V=224mL ⑤V=336mL A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．①③⑤ 二、填空题 16．铁元素的存在及使用 (1)存在：人类最早使用的铁，是来自太空的 。铁在自然界中既可以以 形态存在，也可以以 的形态存在，其主要化合价有 价和 价，地壳中铁元素的含量仅次于 、 和 ，居第四位。丹霞地貌的岩层因含 而呈红色。 (2)使用历史：人类最早使用的铁是 ，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用。 (3)现代工业炼铁的原理是用 的方法把铁从铁矿石中提炼出来，如用CO还原Fe2O3，化学方程式为 。 17．向氯化铁溶液中通入硫化氢气体(硫化氢的水溶液称作氢硫酸，是一种弱酸)，发现溶液变浑浊。试写出发生反应的离子方程式 。 18．铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题： (1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C。维生素C的作用是 。 (2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式： 。 (3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为 。 (4)某废料铁泥的主要成分为、、Fe和杂质（杂质不与硫酸反应）。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下： ①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。 ②能检验溶液A中含有的试剂是 （填字母）。 A．铁粉　　　B．酸性溶液　　　C．溶液 ③步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式为 。 19．某小组同学分别探究FeCl2溶液、FeCl3溶液的性质。 I．探究FeCl2溶液的性质。 (1)从物质类别角度判断FeCl2属于 ，因此可以与某些碱反应。 (2)预测FeCl2具有氧化性，因此可以与Zn反应，此时Zn体现 性。 (3)预测FeCl2具有还原性，预测依据是 ，因此可以与酸性KMnO4溶液反应。 (4)进行如下实验操作： 序号 操作 i 滴加NaOH溶液 ii 加入少量锌粉 iii 滴加酸性KMnO4溶液 ①i中的现象是 ，用化学方程式表示产生该现象的原因： 、 。 ②ii中反应的离子方程式是 。 ③iii中的现象是 。 (5)某同学认为iii中现象并不能证明Fe2+具有还原性，他的理由有二：①将酸性高锰酸钾稀释也可能产生该现象、② ， 为证实该反应中Fe2+确实被氧化，需要在反应后的溶液中加入试剂 ，观察到现象 。 II．探究FeCl3溶液的性质。 小组同学进行如下实验操作并观察到对应现象： 操作 现象 溶液由棕黄色变为浅绿色 无明显现象 溶液变为红色， 而后红色褪去 (6)iv中反应的离子方程式是 。 (7)vi 中滴加氯水过程中，氯水反应的离子方程式是 。 III．小组同学探究vi中褪色原因，提出两种假设： a．铁离子被转化，b． SCN被转化。 (8)分别向褪色后的溶液中滴加0.1 mol/L FeCl3溶液和KSCN溶液各1滴，观察到 现象，得出结论：假设b成立。 (9)进一步预测SCN-可能被转化为SO，通过实验验证了该预测，写出实验操作及现象 。 三、计算题 20．向铁和氧化铁的混合物中加入500mL 0.20mol·L－1稀盐酸后恰好完全溶解，得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，并收集到448mL氢气（标准状况下测定）。回答下列问题; （1）反应后溶液中的溶质为 mol。 （2）原混合物中单质铁的质量为 g,氧化铁的质量为 g。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年3月10日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C B C B A A C B 题号 11 12 13 14 15 答案 D D D C B 1．C 【详解】Zn、Mg、Al的金属活动性均强于Fe和Cu，因此Zn、Mg、Al均能置换出Fe和Cu，得不到，A、B、D不正确； Fe与反应生成和Cu，Fe与反应生成，因此加入铁粉可以达到除杂的目的，C正确，故答案为：C。 2．C 【详解】A． 呈白色、遇水呈蓝色，A不符合；     B． 呈白色，B不符合；     C． 是红棕色粉末、不溶于水、空气中性质稳定，常作红色涂料，C符合；     D． FeO呈黑色，D不符合； 答案选C。 3．C 【详解】A．加入氯水，若溶液中有亚铁离子，能够被氯水氧化成铁离子，所以滴加KSCN溶液后有血红色物质生成，原溶液中可能存在亚铁离子，不一定含有铁离子；检验铁离子方法应该先向溶液中加入硫氰化钾溶液，若溶液变成红色，证明有铁离子存在，故A错误； B．能够使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳和二氧化硫，所以原溶液中可能存在碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，所以原溶液中不一定存在碳酸根离子，故B错误； C．钠元素焰色反应的火焰为黄色，可以直接观察到，而钾元素焰色反应为紫色，但能被黄光遮住，观察时需要透过蓝色的钴玻璃观察，所以溶液中可能存在钾离子，故C正确； D．含有Mg2+、Cu2+、Fe2+和Na+的四种盐溶液中分别加入氢氧化钠，镁离子与氢氧化钠生成白色沉淀、铜离子与氢氧化钠生成蓝色沉淀、亚铁离子能够与氢氧化钠生成白色絮状沉淀且迅速变成灰绿色、没有明显现象的为钠离子，所以可以使用氢氧化钠检验四种离子，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．铁在氧气中可燃烧生成氧化物，其主要成分是Fe3O4，A不符合题意； B．铁丝在空气中不燃烧，呈红热状态；在纯氧中可以燃烧，生成黑色固体Fe3O4，B符合题意； C．铁在潮湿的空气中会生锈，其主要成分是Fe2O3，由于非常疏松，不能将内层金属铁与空气隔绝，故需涂保护层，C不符合题意； D．铁的活动性在H之前，硫酸为非氧化性酸，二者反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，D不符合题意； 故选B。 5．C 【详解】A．实验开始时应先点燃a处酒精灯，产生的气体排出硬质玻璃管内的空气，再点燃b处酒精灯，防止加热时发生爆炸，A正确； B．碱石灰不与氢气发生反应，因此可以用碱石灰干燥氢气，B正确； C．没有标准状况，无法计算出氢气的物质的量，C错误； D．浓硫酸不与氢气发生反应，因此干燥管可用一个装有浓硫酸的洗气瓶代替，D正确； 故选C。 6．B 【详解】甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰，所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应，选项中只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋KMnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)；乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰，故答案选B。 7．A 【详解】B单质的水溶液呈酸性，且常温下为气态，结合各选项可知B为Cl2，结合图中转化关系铁和氯气反应生成氯化铁，氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，铜和氯气反应生成氯化铜，氯化铜和铁反应生成氯化亚铁和铜，因此可推出A、C、D、E、F分别为Fe、Cu、、、，故A符合题意。 综上所述，答案为A。 8．A 【详解】铁能和水、氧气反应生成铁锈，防止食品被氧化和吸收水分，铁元素的化合价升高，体现还原性； 故选A。 9．C 【详解】A．产物中只有SO2是酸性氧化物，故A错误；     B．所得赤色物质为Fe2O3，故B错误； C．该反应由一种物质生成多种物质，反应类型为分解反应，故C正确； D．铁元素化合价由+2升高为+3，铁元素被氧化，故D错误； 选C。 10．B 【详解】A．KCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液中分别滴加盐酸，均无明显变化，不能鉴别，故A错误； B．KCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液分别与NaOH混合的现象为：无明显现象、白色沉淀迅速变为灰绿色最后为红褐色、红褐色沉淀、白色沉淀、先生成白色沉淀后消失，现象不同，可鉴别，故B正确； C．氨水不能鉴别MgCl2、AlCl3，故C错误； D．KSCN溶液只能鉴别出FeCl3，故D错误； 故答案为B。 11．D 【详解】A．铁钉放入硫酸铜溶液中，发生金属之间的置换反应产生Cu单质，离子方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，A错误； B．二者反应产生Cu(OH)2沉淀，离子方程式应该为：Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，B错误； C．原子不守恒，电子不守恒，离子方程式应该是：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，C错误； D．反应符合事实，遵循物质的拆分原则，D正确； 故合理选项是D。 12．D 【详解】A. 我国目前发现最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑，A项错误； B. 自然界中的陨铁中的以单质形态存在，B项错误； C. 只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来，C项错误； D. 高炉炼铁是用等还原剂把从铁矿石中还原出来，D项正确； 故选D。 13．D 【分析】A处通入潮湿的氯气，关闭活塞B时D中干燥的红色布条颜色无变化；打开活塞B时D处干燥的红色布条褪色说明C中溶液能够干燥氯气或吸收氯气。 【详解】①氯气不溶于饱和氯化钠溶液，则关闭活塞B时D中干燥的红色布条褪色，故不符合题意； ②氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁，则关闭活塞B时D中干燥的红色布条颜色无变化，故符合题意； ③氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，则关闭活塞B时D中干燥的红色布条颜色无变化，故符合题意； ④浓硫酸为干燥剂，能够吸收水蒸气，则关闭活塞B时D中干燥的红色布条颜色无变化，故符合题意； ②③④符合题意，故选D。 14．C 【分析】a为铁单质，b为亚铁盐，c为，d为，e为铁盐。 【详解】A．根据化合价的变化规律，铁单质和铁盐可以发生反应生成亚铁盐：，A正确； B．b含有，为中间价态，既可被氧化，也可被还原，B正确； C．检验中是否含有，若先加入，溶液变成红色，无法证明的存在，C错误； D．根据化合价的变化规律，可以存在，D正确； 故选C。 15．B 【详解】由题给流程可知，向样品中加入足量稀硫酸，反应得到不含铜离子的滤液、3.2g滤渣、标准状况下VmL气体，由氧化性强弱顺序Fe3+＞Cu2+＞H+可知，氧化铁和氧化铜溶于足量稀硫酸后得到含有铁离子、铜离子和氢离子的混合溶液中铁离子优先反应，由滤液A中不含铜离子，且有气体氢气生成可知，滤液A中含有亚铁离子、氢离子和硫酸根离子，3.2g滤渣为铜；滤液A中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g为氧化铁；3.2g铜和3.2g氧化铁的物质的量分别为=0.05mol、=0.02mol，则样品中含氧元素的物质的量为=0.03mol，由电荷守恒可知，参加反应的硫酸的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，由金属氧化物中氧元素转化为水可知，生成水的氢离子物质的量为0.04mol×2—0.03mol×2=0.02mol，由氢原子个数守恒可知，生成标准状况下氢气的体积为0.02mol××22.4L/mol=2.24L，则②③④正确、①⑤错误，故选B。 16．(1) 陨石 游离态 化合态 +2 +3 氧 硅 铝 Fe2O3 (2)陨铁 (3) 还原 【详解】（1）人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以游离态形态存在，但主要是以+2价和+3价化合态的形式存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。丹霞地貌的岩层因含Fe2O3而呈红色。 （2）人类最早使用的铁是来自太空的陨铁，我国目前发现最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初期秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初期我国已掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用。 （3）工业炼铁的原理是利用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来，其中利用CO还原Fe2O3的化学方程式为。 17． 【详解】H2S有还原性，FeCl3有氧化性，两者反应使溶液变浑浊，推测生成了难溶于水的硫单质，则反应式为，因为H2S为弱酸，写离子反应式时不拆成离子形式，故离子反应式应为。 18．(1)防止Fe2+被氧化 (2)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 (3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (4) 漏斗 玻璃棒 B 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 【分析】某废料铁泥主要成分为Fe2O3、FeO和Fe，加入足量硫酸，充分反应，可生成硫酸硫酸亚铁和氢气，沉淀C为不溶性杂质，滤液A含有硫酸亚铁，加入过氧化氢，可生成铁离子，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀，洗涤、加热可生成Fe2O3，以此解答该题。 【详解】（1）Fe2+易被人体吸收，但易被氧化，同时服用维生素C，可以防止亚铁离子被氧化，这说明维生素C的作用是防止Fe2＋被氧化； （2）氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2； （3）赤铁矿用CO将其还原的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （4）①可用过滤的方法分离固体和液体，使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒； ②亚铁离子具有还原性，检验亚铁离子，可用酸性高锰酸钾溶液，二者可发生氧化还原反应，溶液颜色发生变化，故答案为B； ③步骤Ⅳ中发生氢氧化铁分解得到三氧化二铁，反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。 19．(1)盐 (2)还原 (3)FeCl2 中铁元素为+2价，可以升高 (4) 产生白色沉淀，变为灰绿色，最终为红褐色 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3 Zn+Fe2+= Zn2++ Fe 酸性KMnO4溶液褪色 (5) 因为FeCl2中氯元素为-1价，也可能升高，具有还原性 KSCN溶液 溶液变红色 (6)2Fe3++Fe=3Fe2+ (7)2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl- (8)滴加KSCN的溶液变红 (9)向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，产生白色沉淀 【详解】（1）FeCl2电离出金属离子和酸根离子，属于盐； （2）Zn和氯化亚铁反应生成铁单质和氯化锌，锌的化合价由0价升高为+2价，化合价升高，锌体现还原性； （3）FeCl2 和高锰酸钾反应体现高锰酸钾的氧化性，FeCl2中铁元素为+2价，可以升高； （4）①i中的现象是产生白色沉淀，变为灰绿色，最终为红褐色，二价铁离子和氢氧根形成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁不稳定易被氧化成氢氧化铁，用化学方程式表示产生该现象的原因：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3； ②ii中反应的离子方程式：Zn+Fe2+= Zn2++ Fe；　　　　　　　　　　 ③iii中的现象是酸性KMnO4溶液褪色； （5）某同学认为iii中现象并不能证明Fe2+具有还原性，他的理由有二：①将酸性高锰酸钾稀释也可能产生该现象、②因为FeCl2中氯元素为-1价，也可能升高，具有还原性：2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe2+被氧化生成Fe3+，Fe3+的检验一般需要试剂硫氰化钾，会出现血红色，需要在反应后的溶液中加入试剂KSCN溶液，观察到现象溶液变红色； （6）溶液由棕黄色变为浅绿色，反应中的铁离子被铁还原为亚铁离子，iv中反应的离子方程式是：2Fe3++Fe=3Fe2+ （7）vi溶液变为红色，氯气将亚铁氧化铁离子，vi中滴加氯水过程中，反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl-； （8）根据反应Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，假设b成立，SCN-被转化，则溶液中缺少SCN-，所以滴加KSCN溶液各1滴，溶液变成血红色， （9）SCN-可能被转化为SO，需要对硫酸离子进行检验，向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明被氧化为了硫酸根离子； 20． 0.05 1.68 1.6 【分析】氧化铁为碱性氧化物，先发生Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，Fe3＋氧化性强于H＋，接着发生2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，有气体产生，然后在发生Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋，据此分析。 【详解】氧化铁为碱性氧化物，先发生Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，Fe3＋氧化性强于H＋，接着发生2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，有气体产生，然后在发生Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋， （1）根据上述分析，反应后溶液的溶质为FeCl2，因为得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，即HCl完全反应，利用元素守恒，得出n(FeCl2)===0.05mol； （2）根据铁元素守恒，得出n(Fe)＋2n(Fe2O3)=0.05mol，根据得失电子数目守恒，2n(Fe)=2n(Fe2O3)＋2n(H2) ，2n(Fe)=2n(Fe2O3)＋2×，联立解得n(Fe)=0.03mol，n(Fe2O3)=0.01mol，m(Fe)=0.03mol×56g·mol－1=1.68g，m(Fe2O3)=0.01mol×160g·mol－1=1.60g。 【点睛】氧化铁为碱性氧化物，铁为金属单质，一般认为氧化铁先于盐酸反应，Fe3＋的氧化性强于H＋，根据氧化还原反应的先后规律，铁先于Fe3＋反应，因为有气体产生，即Fe再与H＋发生反应，化学计算题中，往往采用守恒思想进行分析和作答。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$