第4章 第11讲 铁及其氧化物和氢氧化物（word练习）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（双选）

课时测评11　铁及其氧化物和氢氧化物 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 选择题1－12题，每小题3分，共36分。 1.化学让生活更美好。下列说法不正确的是(　　) A.钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物 B.常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C.故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料 D.氧化铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁 答案：D 2.用铁制备较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是(　　) A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化 B.铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 C.使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 D.使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 答案：B 解析：铁在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈，铁锈的主要成分为氧化铁水合物，A错误；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，加水溶解，加入足量NaOH溶液，反应生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤，然后充分加热，氢氧化铁分解生成氧化铁，B正确；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中加热部分被氧化生成氢氧化铁，所以分解产物可能为氧化铁和氧化亚铁的混合物，C错误；铁和稀硝酸反应生成有害气体，污染环境，不属于最佳方案，D错误。 3.(2024·徐州模拟)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B.FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C.铁粉具有还原性，可用作食品袋中的抗氧化剂 D.FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2＋ 答案：C 解析：A项，Fe2O3为红棕色固体，可用于制作红色颜料，与其能与盐酸反应无关，错误；B项，FeCl3可用于除去水中悬浮杂质是因为其能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，错误；C项，铁粉可用作食品袋中的抗氧化剂，是因为铁是活泼金属，具有强的还原性，正确；D项，FeS可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2＋，与FeS的溶解性无关，错误。 4.盖-吕萨克及其密友泰纳，把铁屑和苛性钠(NaOH)混合起来，放在一个密封的弯曲玻璃管内加热生产金属钠。反应原理为3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是(　　) A.用磁铁可以将Fe与Fe3O4分离 B.将生成的气体在空气中冷却可获得钠 C.该反应条件下铁的氧化性比钠强 D.每生成1 mol H2，转移的电子数约为4×6.02×1023 答案：D 解析：Fe与Fe3O4都可被磁铁吸引，所以不能用磁铁将Fe与Fe3O4分离，A错误；钠极易被空气中的氧气氧化，B错误；该反应条件下铁的还原性比钠强，C错误；每生成1 mol H2，同时生成2 mol Na，转移的电子为4 mol，故转移的电子数约为4×6.02×1023，D正确。 5.将铁棒插入95％的浓硫酸中(如图所示)，探究铁与浓硫酸的反应。观察到立即产生大量的细腻气泡聚集在液体表面，犹如白色泡沫，由快变慢直至停止，酸液中出现白色不溶物，静置后分层。下列说法错误的是(　　) A.产生的气体可能是SO2和少量的H2 B.取上层清液滴加少量饱和FeSO4溶液，有白色固体X析出，推测固体X可能是FeSO4 C.反应过程中FeSO4的生成也可能使反应由快变慢 D.取反应后铁棒直接放入盛有KSCN溶液的烧杯中，可检验反应时是否有Fe3＋生成 答案：D 解析：应将反应后的溶液滴入KSCN溶液中，D错误。 6.已知在温度低于570 ℃时，还原铁粉与水蒸气反应的产物是FeO；高于570 ℃时，生成Fe3O4。老师用下图所示实验装置，完成了还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。 甲同学为探究实验后试管内的固体含有哪些物质，进行了下列实验。根据表格中所述实验，下列说法不正确的是(　　) 实验编号 实验操作 实验现象 ① 取少量黑色粉末放入试管中，加入盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生 ② 向试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液没有出现红色 A.试管内的固体一定含有铁粉 B.试管内的固体一定不含有Fe3O4 C.不能确定试管内的固体一定含有FeO D.可通过将试管内固体彻底还原，分析其质量减小的方法来确定是否含有Fe3O4 答案：B 7.将含有氧化铁的铁片投入足量的稀硫酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1。原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为(　　) A.1∶1 B.2∶5 C.4∶1 D.3∶1 答案：B 解析：设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x、y， Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O y y Fe2(SO4)3＋Fe3FeSO4 y y 3y Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑ x－y x－y x－y [3y＋(x－y)]∶(x－y)＝3∶1，解得y∶x＝2∶5，B项正确。 8.已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20％的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。 关于上述装置和实验，下列分析错误的是(　　) A.A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B.A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C.需要加热的仪器只有A、E D.D用于收集氢气 答案：C 解析：根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，持续加热提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D利用排水集气法收集氢气。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气在F处进行收集或其他处理。 9.(2024·连云港高三模拟)实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错误的是(　　) A.配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 D.产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 答案：C 解析：A项，FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2不被氧化，正确；B项，苯浮在FeCl2溶液上面，可隔绝空气，正确；C项，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误；D项，产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，正确。 10.(2024·广东佛山一模)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B.实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C.装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D.用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 答案：D 解析：实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁。FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；烧杯内紫色石蕊溶液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误。 11.(2024·湖南邵阳阶段考试)某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　) A.仪器1中应该盛放稀硫酸 B.本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C.反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 答案：C 解析：用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈烧瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后关闭B，开启A、C；利用生成的氢气将装置2中的压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀。此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；反应一段时间后，在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成氢气排尽装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确。 12.太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑ B.过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C.利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D.该过程的总反应为CO2C＋O2 答案：B 解析：过程Ⅰ为在太阳能、＞2 300 K条件下，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，A正确；过程Ⅱ为6FeO＋CO2 2Fe3O4＋C，每生成23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4，转移0.2 mol电子，B错误；由题图知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化，而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧气，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确；由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程的总反应为CO2C＋O2，D正确。 13.(6分)某同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是　　　　　　　　　　　　　。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2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2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL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)丙组同学取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是　　　　　(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有　　　　　(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为　　　　　　　。 答案：(1)防止Fe2＋被氧化　(2)2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－　(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)　(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 解析：(1)Fe2＋具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)溶液变红，说明有Fe3＋生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该反应为可逆反应。 14.(6分)一定条件下，铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，中间是Fe3O4，与空气接触的一侧则是Fe2O3。回答下列问题： (1)Fe3O4是磁铁矿的主要成分，也是中国古代“四大发明”之一“司南”的指针材料。用Al粉和Fe3O4反应焊接钢轨的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)FeO可以合成补铁剂FeSO4。欲验证FeSO4超过保质期后已变质，可进行的操作是：取定量样品加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中加入　　　　　　　　溶液(填试剂名称)，若液体出现红色，则证明该药物已变质。 (3)某实验小组设计了如图实验步骤，利用部分变质的废弃FeCl2溶液制备Fe2O3。 框图中热空气的作用为　　　　　　　， 写出a→b的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　，写出Fe2O3的一种用途：　　　　　　　。 答案：(1)3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3　(2)硫氰化钾　(3)把氯化亚铁氧化生成氯化铁　Fe3＋＋3NH3·H2OFe(OH)3↓＋3N　制作红色油漆 解析：(1)用Al粉和Fe3O4反应焊接钢轨的化学方程式为3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3；(2)欲验证FeSO4超过保质期后已变质，取定量样品加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中加入硫氰化钾溶液，若液体出现红色，则证明该药物已变质；(3)框图中热空气的作用为把氯化亚铁氧化生成氯化铁，a→b反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2OFe(OH)3↓＋3N，Fe2O3的一种用途是制作红色油漆。 15.(12分)(2024·广东茂名三模)氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题： (一)实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装生石灰的仪器名称是　　　　　　　。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为　　　　　(按气流方向从左到右，填写装置标号)。装置C的作用是　　　　　　　。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。反应结束后，继续通一段时间的N2，目的是　　　　　　　　　　　　　　。 (二)探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料： ①Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致Fe(OH)2沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2＋引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂(均为0.1 mol·L－1) 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴FeSO4溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴FeSO4溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴FeSO4溶液，1滴Fe2(SO4)3溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 (3)依据甲同学的猜测，实验1中无灰绿色沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 (4)实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是　　　　　　　　　　　　　。 (5)根据以上实验探究，若尽可能制得白色Fe(OH)2沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有　　　　　　　　。 答案：(1)三颈烧瓶　ACBD　作安全瓶，防倒吸　(2)Fe2＋＋2NH3＋2H2OFe(OH)2↓＋2N　将装置中的NH3全部排入D中被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气 (3)NaOH溶液过量，反应后溶液中Fe2＋浓度很小，不易被吸附在Fe(OH)2表面　(4)Fe(OH)2沉淀中混有Fe(OH)3，导致Fe(OH)2沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附Fe2＋　(5)保证NaOH溶液过量(或保证FeSO4溶液不足) 解析：装置A为氨气的发生装置，B为制备氢氧化亚铁的装置，C为防倒吸装置，连在AC之间，D为NH3的尾气处理装置，据此回答。(1)装置A中盛装生石灰的仪器名称是三颈烧瓶，制备氢氧化亚铁，根据分析可知，装置的连接顺序为ACBD，装置C的作用是作安全瓶，防倒吸；(2)装置B中发生反应的离子方程式为Fe2＋＋2NH3＋2H2OFe(OH)2↓＋2N，反应结束后，继续通一段时间的N2，目的是将装置中的NH3全部排入D中被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气；(3)实验1中无灰绿色沉淀的原因是NaOH溶液过量，反应后溶液中Fe2＋浓度很小，不易被吸附在Fe(OH)2表面；(4)实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是Fe(OH)2沉淀中混有Fe(OH)3，导致Fe(OH)2沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附Fe2＋；(5)若尽可能制得白色Fe(OH)2沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有保证NaOH溶液过量(或保证FeSO4溶液不足)。 学生用书⬇第68页 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