第3章 第1节 第1课时 铁的单质 铁的氧化物-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

一、选择题 1．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是(　　) ①铁钉表面产生气泡　②溶液由无色逐渐变为浅绿色　③铁钉的质量减轻　④溶液的质量减轻 A．②③④　　　　　 B．①②④ C．①②③ D．①②③④ 解析：C　[根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，反应过程中铁钉逐渐溶解，铁钉表面产生气泡，溶液变为浅绿色。] 2．下列反应中，铁只能生成＋3价化合物的是(　　) A．少量铁与稀硫酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧 C．过量铁粉在氯气中燃烧 D．Fe投入到CuSO4溶液中 解析：C　[C项，虽然铁粉过量，但因为不是在溶液中进行的反应，只能生成FeCl3。] 3．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↑ 解析：B　[铁在氧气中能燃烧生成Fe3O4，故B项错误。] 4．高炉炼铁生产中下列说法正确的是(　　) A．还原氧化铁的还原剂是焦炭 B．采用富氧空气可以得到纯铁 C．加石灰石的目的主要是为了除去过量碳 D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿 解析：D　[A项中，焦炭发生的反应：C＋O2CO2、CO2＋C2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A项错误；高炉炼铁得到的只是含碳量为2%～4.3%的生铁，不会得到纯铁，B项错误；加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，故C项错误。] 5．下列关于铁与水蒸气反应的描述中不正确的是(　　) A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3 B．红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声 C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应 D．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应 解析：A　[铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，生成黑色的Fe3O4，A项错误；H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声，B项正确；该反应为氧化还原反应，C项正确；常温下，铁在潮湿的空气中被缓慢氧化，D项正确。] 6．用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验，下列做法不正确的是(　　) A．试管中的还原铁粉可用绕成团的干净细铁丝代替 B．可将试管底部的湿棉花移到试管口 C．用铁丝网罩罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡，验证氢气的生成 解析：B　[可用干净细铁丝代替还原铁粉，但实验效果稍差，A项正确；湿棉花放在试管底部是为了提供水蒸气，若将其移到试管口，则不能很好地提供反应所需的水蒸气，B项错误；用铁丝网罩罩住酒精灯火焰，起防风作用，有利于集中加热，C项正确；肥皂液在该实验中起收集氢气的作用，D项正确。] 7．下列说法中正确的是(　　) A．铁在干燥的空气中剧烈燃烧有黑色固体生成 B．铁跟盐酸反应生成氯化铁和氢气 C．铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，其表面出现红色的铁锈 D．烤蓝是在铁制品表面通过化学反应生成致密的氧化膜以防止铁生锈 解析：D　[铁丝在干燥的空气中不能剧烈燃烧，只能在纯氧气中才能剧烈燃烧，铁与盐酸反应生成氯化亚铁(FeCl2)，而不是氯化铁(FeCl3)；铁丝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和红色单质铜，而不是铁锈；刀片、枪筒表面发蓝色光泽的物质就是经过烤蓝加工得到的致密氧化膜，用以防止刀片、枪筒生锈。] 8．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是(　　) A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3 解析：B　[由化学方程式得如下关系： Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 1 mol V L① 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2② 3 mol 4V L ①式中3 mol Fe产生3V L H2，②式中3 mol Fe产生4V L H2，故氢气的体积比为3∶4。] 9．(多选)铁与水蒸气反应的实验装置如图，下列说法正确的是(　　) A．实验时，试管口应高于试管底 B．加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 C．反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 D．试管中发生置换反应 解析：BD　[铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，属于置换反应，实验时应使试管口低于试管底。] 10．铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是(　　) A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．2 mol 解析：C　[根据3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知，固体增加的物质的质量为氧元素的质量，n(Fe)＝n(O)＝×＝1.5 mol。] 二、填空题 11．红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气，请回答下列问题： (1)写出铁与水蒸气反应的化学方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)干燥管C内盛放的药品是______或______。干燥管的______(填“m”或“n”)端与g导管相连接。 (3)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(2)干燥H2可用无水CaCl2、碱石灰等，干燥管的进气端为插导管的一端(即图中的n端)。(3)检验H2通常采用点燃法，若听到“噗”的一声或有爆鸣声，说明收集的是H2。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)无水CaCl2　碱石灰　n (3)试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，若听到“噗”的一声或发出爆鸣声，说明收集的是H2 12．常温下，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气。请设计实验，证明铁粉与水蒸气能够发生反应并且产生了氢气。 (1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 该反应的基本反应类型是________________________________________________________________________。 (2)某兴趣小组同学用如图所示装置进行实验(D可以重复利用)，请你协助该小组同学完成以下实验： ①实验结束后，发现B中铁粉全部转化产生了黑色块状固体，为了证明黑色固体不是铁粉，该兴趣小组同学取黑色固体进行实验，请你帮他们完成下列实验报告： 实验操作 实验现象 实验结论 黑色固体不是铁粉 ②为了除去B中出来的水蒸气，该小组同学在C中首先连接了D作为洗气装置对氢气进行干燥，则D瓶中填装的药品可以是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③为了收集和验证所产生的氢气，该小组同学使用D作为气体的收集装置，则气体应该从　________　(填“a”或“b”)通入。 解析：(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，反应物和生成物都是单质和化合物，符合置换反应的特点，属于置换反应。 (2)①根据铁和四氧化三铁的不同性质鉴定；铁和盐酸反应生成气体，四氧化三铁和酸反应不生成气体，也可以用加入硫酸铜溶液无红色物质析出鉴别；②浓硫酸可干燥氢气，故填浓硫酸；③氢气的密度比空气小，收集到的氢气在集气瓶的上部，故要从短管通入，故填b。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　置换反应　(2)① 实验操作 实验现象 实验结论 取少量黑色固体加入足量的稀盐酸，充分反应 无气泡产生 黑色固体不是铁粉 ②浓硫酸　③b 13．某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。 请回答下列问题： Ⅰ.(1)该反应的化学方程式是　__________　，硬质试管中湿棉花的作用是 　________　。 (2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。 假设1：只有Fe； 假设2：只有　____________　(填化学式)； 假设3：既有Fe也有Fe3O4。 (3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6 g，反应后固体物质的质量为6.6 g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为　________　。 Ⅱ.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： A．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K3[Fe(CN)6]溶液 　________　 (1)将上述方案补充完整 (2)步骤2涉及的离子反应方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若要使变质的FeSO4复原，方法是　__________________________　。(写离子反应方程式) 解析：湿棉花可以提供水蒸气，高温条件下与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，可以看到肥皂水中有气泡产生；若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe3O4，若部分反应则为Fe和Fe3O4，若没有发生反应则只有Fe；长期放置的FeSO4溶液易被氧化生成Fe3＋，利用KSCN溶液可以检验Fe3＋，现象是溶液变为红色；利用K3[Fe(CN)6]溶液可以检验Fe2＋，现象是产生蓝色沉淀。 Ⅰ.(1)高温条件下水蒸气与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；湿棉花是用来提供反应需要的水蒸气； (2)若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe3O4，若部分反应则为Fe和Fe3O4，若没有发生反应则只有Fe，所以假设2为只有Fe3O4； (3)反应前的固体为铁粉，5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol，完全反应可知生成Fe3O4的质量为mol×232 g·mol－1＝7.73 g，而6.6 g大于5.6 g、小于7.73 g，说明铁粉未完全反应，固体为Fe和Fe3O4； Ⅱ.①实验结论为FeSO4部分变质，即溶液中既有Fe3＋、又有Fe2＋，所以步骤1中加入KSCN溶液时可以看到溶液变红；步骤2中滴加K3[Fe(CN)6]溶液时可以看到产生蓝色沉淀； ②步骤2中产生的蓝色沉淀为亚铁离子和铁氰酸根反应生成的铁氰酸亚铁，涉及的离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓； ③若要使FeSO4复原，则需要将Fe3＋还原成Fe2＋，且不引入新的杂质，所以可以加入过量铁粉，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 答案：Ⅰ(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　提供反应需要的水蒸气　(2)Fe3O4　(3)Fe和Fe3O4　Ⅱ(1)溶液变红　产生蓝色沉淀 (2)3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓　(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 学科网（北京）股份有限公司 $$