内容正文:
第16讲 铁单质及其氧化物和氢氧化物
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标,学习有方向
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重点详解详析,难点提升突破
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预习目标
1.了解单质铁的存在、使用历史,掌握铁单质的性质及用途。
2.熟悉铁的三种氧化物的性质。
3.掌握铁的氧化物的性质和转化,学会氢氧化亚铁的制备。
重难点
1.铁单质的化学性质
2.铁与水蒸气的反应探究
3.铁的氧化物和氢氧化物的性质
4.氢氧化亚铁的制备
知识点1:铁的单质
1.铁的存在
铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在,但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位。
地球上的绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界中,只有极少数的金属元素在自然界中以单质的形式存在,如铂、金等极不活泼的金属。这是因为多数金属的化学性质比较活泼,易与其他物质发生化学反应。
2.铁的使用历史
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炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
3.铁单质的物理性质
①纯净的铁是光亮的银白色,有金属光泽的固体,熔沸点高(熔点1535℃,沸点2750℃),密度7.86 g‧cm-3。
②具有延展性、导热性和导电性,但其导电性不如铜和铝。
③铁能被磁体吸引。
块状纯铁是银白色,而铁粉却是黑色的原因
块状纯铁是银白色金属,表面平整,光线照射后镜面反射,能完整反射银白色光;
铁粉颗粒极其细小,表面凹凸、颗粒间隙多,光线照上去会发生大量漫反射、多次散射,光线在颗粒缝隙间反复折射、吸收。绝大部分可见光被吸收,反射到人眼的光极少,肉眼看起来就是黑色。
4.铁单质的化学性质
铁的化学性质比较活泼,铁在化学反应中作为还原剂,因为铁元素有+2价和+3价,所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。
①铁与弱氧化剂反应
铁与氧化性较弱的氧化剂反应,铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物,如
铁与酸反应(如盐酸、稀硫酸)
Fe+2H+===Fe2++H2↑
铁与盐反应
Fe+Cu2+===Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+===3Fe2+。
铁与氧气
常温下,铁与氧气、水反应生成铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)
与S、I2反应
Fe+SFeS、Fe+I2FeI2
②铁与强氧化剂反应
铁与氧化性较强的氧化剂反应,铁原子失去3个电子生成+3价铁的化合物,如
铁与氯气
2Fe+3Cl22FeCl3
铁与Br2
2Fe+3Br2===2FeBr3
铁与稀硝酸
过量
Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
少量
3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
③铁与水蒸气的反应
实验装置
操作及现象
①先点燃湿棉花处的酒精灯,再点燃还原铁粉处的酒精灯;
②用燃着的火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了氢气(肥皂泡起收集氢气的作用)
实验结论
在高温下,铁能与水蒸气反应生成H2,化学方程式为
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
启示
在钢铁的生产中,为防止铁与水发生反应,炽热的铁水或钢水注入模具之前,模具必须进行充分的干燥处理。
①铁只能与水蒸气在高温下反应,产物是Fe3O4和H2,而不是Fe2O3。
②铁与水反应的实质同 Na、Mg一样,都是置换出水电离产生的H+,但不能得到铁的氢氧化物,因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。
知识点2:铁的氧化物
常见的铁的氧化物有三种:氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。性质比较如下表:
物质
氧化亚铁(FeO)
氧化铁(Fe2O3)
四氧化三铁(Fe3O4)
俗称
——
铁红
磁性氧化铁
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
不溶于水
与H+反应的离子方程式
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++4H2O
与CO、C、H2反应
生成单质铁及CO2或H2O
用途
可在化妆品、刺青墨水中用作色素;用于瓷器制作
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
用作磁性材料、颜料、磨料等;磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料
①铁锈的主要成分是氧化铁,而不是四氧化三铁。
②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸(如HCl)时发生非氧化还原反应,但遇氧化性酸(如HNO3)时发生氧化还原反应,+2价的铁均被氧化成+3价。
③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价,又有+3价,且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为1∶2。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时,生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为1∶2。
④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示,但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物,Fe3O4有固定的组成,是一种纯净物。
⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐,故Fe3O4不属于碱性氧化物,而 FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。
知识点3:铁的氢氧化物
1.铁的氢氧化物的制备
铁有两种氢氧化物,它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。
Fe(OH)3
Fe(OH)2
实验操作
实验现象
首先生成白色絮状沉淀,然后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
化学方程式
FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
实验结论
Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得,且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3
①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴,让液体直接滴入试管,注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被氧化,需要把长胶头滴管插入到FeSO4溶液中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,这是胶头滴管使用的特例。
②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快,大概只有几秒,但由灰绿色变成红褐色的过程较慢,有时甚至需要一天的时间。
③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化,在制备Fe(OH)2时,应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配,且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除氧气。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下,再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等液封或向亚铁盐溶液充入保护气(如H2)等。
2.铁的氢氧化物的性质比较
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
稳定性
不稳定,在空气中易被氧化为Fe(OH)3
不稳定,受热易分解
Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
制备原理
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
转化
反应
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
现象
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异:前者是红棕色,后者是红褐色。
②弱碱受热均不稳定,易分解生成金属氧化物与水。
③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应:中和反应、氧化还原反应(Fe2+转化为Fe3+)。
④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中,物质颜色会发生一系列的变化,其中“灰绿色”是典型的中间颜色(回答相关现象时,此颜色必须答出来)。
重难点1:Fe(OH)2的制备实验的改进方案
1.有机溶剂覆盖法
利用油膜将水溶液与空气隔离开,以如图所示装置为例,实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体,如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。
2.还原性气体保护法
利用还原性气体将水溶液与空气隔离开,以表中所示的两种装置为例:
实验装置
操作步骤
先滴加稀硫酸,待烧杯中产生均匀气泡,一段时间后,再滴加NaOH溶液
先打开止水夹a,在试管B的右侧导管处收集氢气并验纯;当氢气纯净后,关闭止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强增大,将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中
命题点1:铁单质的性质
【针对训练1】下列说法不正确的是
A.铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是
B.铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C.铁的化学性质活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
D.铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应
【答案】C
【详解】A.铁与纯氧气反应生成四氧化三铁,在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应,生成产物为Fe3O4和H2,故A正确;
B.铁是人体必需微量元素中含量最多的一种,故B正确;
C.陨铁是单质铁,在自然界中以游离态存在的铁,故C错误;
D.Fe粉在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2,特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,故D正确;
故选:C。
【针对训练2】下列关于铁的叙述中错误的是
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁体吸引
C.铁是地壳中含量最多的金属元素
D.铁具有延展性和导热性,可制作炊具
【答案】C
【详解】A.金属一般都是银白色,铁也是银白色金属,故A正确;
B.磁体可以吸引铁,故B正确;
C.铝元素是地壳中含量最多的金属元素,铁元素是地壳中含量排在第二位的金属元素,故C错误;
D.金属具有延展性,导热性和导电性,铁可以制作炊具,故D正确;
故选C。
【针对训练3】下列关于铁的说法正确的是
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁在硫蒸气中燃烧生成
C.纯铁的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
【答案】C
【详解】A.纯铁为银白色金属,冶金工业上将铁归为黑色金属,故A错误;
B.硫为弱氧化剂,则Fe在硫蒸气中燃烧生成FeS,故B错误;
C.Fe不易失去电子,且纯铁中的杂质相对较少,则纯铁的抗腐蚀能力相当强,铁在干燥的空气里不易被氧化,故C正确;
D.Fe在自然界中既有游离态又有化合态,故D错误;
本题答案C。
命题点2:铁与水蒸气的反应探究
【针对训练4】(25-26高一下·北京·期中)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a;另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解,得溶液b,下列说法正确的是
A.铁与水蒸气反应:2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
B.肥皂液中产生气泡,能证明铁与水蒸气反应生成H2
C.向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀,说明铁粉未反应
D.向溶液b中滴加KSCN溶液,溶液变红,但不能证实固体中含有Fe2O3
【答案】D
【详解】A.铁与水蒸气高温反应的产物是,不是,正确反应为,A错误;
B.加热时装置内空气受热膨胀逸出,也会使肥皂液产生气泡,因此仅产生气泡不能证明反应生成了,需要进一步点燃检验才可确认,B错误;
C.反应产物中本身含有+2价铁,溶于稀硫酸后会产生,加入也会产生蓝色沉淀,因此该现象不能说明铁粉未反应,C错误;
D.稀硝酸具有强氧化性,若原固体中含有Fe单质或(含),溶解时Fe、都会被稀硝酸氧化为,滴加溶液都会变红,因此不能证实原固体中含有,D正确;
故选D。
【针对训练5】(25-26高一上·北京·期中)某同学探究铁与水蒸气的反应,进行了如图实验。下列说法中不正确的是
A.
B.湿棉花的作用是提供水蒸气
C.由肥皂液中冒气泡即证明Fe与发生反应
D.不能用磁铁将剩余铁粉从反应后固体中分离出来
【答案】C
【详解】A.试管中发生的是水蒸气与还原铁粉的氧化还原反应,生成和,化学方程式为,A正确;
B.湿棉花受热,其中的水汽化形成水蒸气,B正确;
C.受热时,试管内的空气受热膨胀,也会使肥皂液冒泡,无法证明Fe和发生反应,C错误;
D.和Fe都能被磁铁吸引,不能用磁铁将二者分离,D正确;
故答案选C。
【针对训练6】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)某同学设计如图装置进行铁与水反应的实验,虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法错误的是
A.装置加热顺序最好是先①后②
B.虚线框处宜选择的装置是乙
C.高温加热装置②中发生的反应为
D.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,可观察到铜丝由黑变红
【答案】C
【详解】A.反应过程中需先在装置①中生成水蒸气,生成的水蒸气先排出装置中的空气,防止氧气与铁反应,再加热铁粉,所以装置加热顺序最好是先①后②,A正确;
B.生成氢气的密度比空气的密度小,所以用向下排空气法收集,应选择装置乙,B正确;
C.高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气,化学方程式为:,C错误;
D.氧化铜与氢气反应生成铜和水,发生的反应方程式为,所以铜丝由黑色变为红色,D正确;
故答案选C。
命题点3:铁的化合物的性质
【针对训练7】有关铁的氧化物的说法中,不正确的是
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体,其中的铁显+2价,的铁显+3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
【答案】D
【详解】A.赤铁矿主要成分是 Fe2O3,Fe2O3是红棕色的固体,可以用作红色油漆和涂料,故A正确;
B.Fe3O4可以是Fe2O3FeO,其中的铁显+2 价,的铁显+3价,故B正确;
C.FeO、 Fe2O3都不溶于水,属于碱性氧化物,都能和盐酸反应生成相应的盐,故C正确;
D.FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁,故D错误;
故选D。
【针对训练8】下列叙述正确的是
①铁能被磁铁吸引
②人体内的血红蛋白中含铁元素
③Fe在纯氧中燃烧可得到
④不可与水反应得到,所以不能通过化合反应制得
⑤在空气中加热,可得到FeO
A.①②⑤ B.①②④ C.②③④⑤ D.①②
【答案】D
【详解】①铁能被磁铁吸引,故正确;
②人体内的血红蛋白中含铁元素,故正确;
③铁在纯氧中燃烧得到的是Fe3O4,故错误;
④Fe(OH)3可通过4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3化合反应制得,故错误;
⑤Fe(OH)2在空气中加热得到的是Fe2O3,故错误;
答案选D。
【针对训练9】关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是
A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,常用作红色颜料
D.四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价,它是一种混合物
【答案】C
【详解】A.FeO中铁的化合价为+2价,Fe2O3中铁元素的化合价为+3价,Fe3O4为复杂的氧化物,其中铁的化合价可以看作是由+2、+3价组成,A项错误;
B.FeO、Fe2O3为碱性氧化物,FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O,Fe2O3与盐酸反应:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Fe3O4不属于碱性氧化物,与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O,B项错误;
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,常用作红色颜料,C项正确;
D.四氧化三铁是复杂的化合物,属于纯净物,D项错误。
故选C。
命题点4:Fe(OH)2的制备及其改进方案
【针对训练10】(25-26高一上·浙江杭州·期中)实验室可用如图装置制备。下列说法正确的是
A.配制溶液的蒸馏水要提前煮沸,是为了除去其中溶解的
B.配制溶液时,为加快溶解速度,可以加热
C.滴加溶液后应振荡试管促进反应进行
D.实验前在溶液上面加一层煤油,则可获得较长时间存在的白色沉淀
【答案】D
【详解】A.配制NaOH溶液的蒸馏水提前煮沸,主要目的是除去水中溶解的,而非。因为会氧化生成的,使其迅速变色,A错误;
B.溶液加热会加速被空气中氧化为,同时促进水解,导致溶液变质,因此配制时不能加热,B错误;
C.滴加NaOH溶液后振荡试管,会使溶液与空气充分接触,加速氧化,导致白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,所以不应该振荡,C错误;
D.在溶液上方加一层煤油,可隔绝空气,防止和生成的被氧化,因此能获得较长时间存在的白色沉淀,D正确;
故答案选D。
【针对训练11】探究性学习小组利用如图所示方案制备Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A.①装置中可能发生反应:4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3
B.②装置中苯的作用是隔绝空气中的氧气
C.③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液
D.④装置开始反应时应关闭止水夹a,一段时间后再打开止水夹a
【答案】D
【详解】A.装置①中NaOH与FeSO4发生复分解反应,生成Fe(OH)2和Na2SO4,而Fe(OH)2很快又被氧气氧化生成Fe(OH)3,反应的离子方程式为4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3,A正确;
B.装置②中,在FeSO4溶液中滴加苯,苯的密度小于水,浮在溶液上层,可起到隔绝空气中的氧气的作用,B正确;
C.装置③中,铁粉可防止Fe2+被氧化为Fe3+,长滴管插入液面下,可防止NaOH在滴落时将空气中的氧气带入FeSO4溶液中,C正确;
D.装置④中,反应开始时先打开止水夹a,当Fe粉与稀硫酸反应一段时间生成较多H2,将体系中的空气排尽,一段时间后再关闭止水夹a,试管A中压强增大,将试管A中的FeSO4溶液压入试管B中,与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀,D错误;
故选D。
【针对训练12】(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期中)利用如图所示装置制取,能较长时间观察到白色沉淀生成,下列分析不正确的是
A.X可以是稀硫酸、稀盐酸
B.实验开始时应先打开止水夹a、b,再向烧瓶中加入X
C.实验中关闭止水夹a反应一段时间后,可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若夹上止水夹b、关闭分液漏斗活塞,则可较长时间存在
【答案】C
【详解】A.Fe与稀H2SO4、稀盐酸均生成Fe2+,最终均能生成白色沉淀,A正确;
B.实验开始时应先打开止水夹a、b,利用生成的氢气将装置中空气排出,B正确;
C.实验中关闭止水夹a反应一段时间后,生成的氢气将硫酸亚铁压入锥形瓶中,与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀,最终可在锥形瓶中观察到白色沉淀,C错误;
D.反应结束后若夹上止水夹b、关闭分液漏斗活塞,氢氧化亚铁与氧气隔绝,则可较长时间存在,D正确;
故答案选C。
一、单选题
1.(25-26高一上·天津南开·期末)甘肃省张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区。丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色,这种物质是
A.FeO B. C. D.
【答案】B
【详解】A.FeO是黑色粉末,A不符合题意;
B.Fe2O3是红棕色粉末,常被称为铁红,丹霞地貌的岩层因含有Fe2O3而呈红色,B符合题意;
C.FeCl3是棕黄色固体,C不符合题意;
D.Fe(OH)3是红褐色固体,不是使丹霞地貌岩层呈红色的物质,D不符合题意;
故选B。
2.Fe2O3是铁的一种常见氧化物,下列有关Fe2O3的说法不正确的是
A.可用其制作颜料 B.能溶于稀盐酸
C.用铁和水蒸气反应制得 D.在一定条件下能与铝发生反应
【答案】C
【详解】A.Fe2O3俗称铁红,呈红棕色,可用其制作红色油漆和颜料,A正确;
B.Fe2O3是碱性氧化物,能溶于稀盐酸,生成氯化铁和水,B正确;
C.铁和水蒸气反应,生成四氧化三铁和氢气,不能生成氧化铁,C不正确;
D.在一定条件下,Fe2O3能与铝发生铝热反应,生成铁、氧化铝,D正确;
故选C。
3.下列反应的化学方程式不正确的是
A.常温时钠与纯氧反应:
B.在空气中加热:
C.在硫酸反应:
D.铁粉与反应:
【答案】A
【详解】A.常温时,金属钠与氧气反应只生成氧化钠;加热或点燃时,钠与氧气反应生成过氧化钠,A错误;
B.在空气中加热会被氧化为,方程式为:,B正确;
C.与硫酸反应时,发生非氧化还原反应,生成相应化合价的硫酸盐,方程式为:,C正确;
D.铁粉与反应时,氯气能将Fe氧化为+3价,方程式为:,D正确;
故答案为:A。
4.(24-25高一下·北京·期中)用下列装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A.制备
B.制备
C.验证铁与水蒸气反应能生成
D.制备胶体
【答案】A
【详解】A.制备需防氧化(易被O2 氧化),装置中,植物油隔绝空气,胶头滴管伸液面下加NaOH,可避免Fe2+ 被氧化,能制备,能达到实验目的,A正确;
B.常温下,浓H2SO4使Fe钝化(表面形成氧化膜,阻止反应),无法制H2(需稀H2SO4或盐酸),不能达到实验目的,B错误;
C.还原铁粉和水蒸气高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,在肥皂液中产生气泡,肥皂液检验需点燃(气泡点燃听爆鸣声),装置未体现,不能达到实验目的,C错误;
D.制备Fe(OH)3胶体时,应将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,若滴入NaOH溶液中,则会生成Fe(OH)3沉淀,不能达到实验目的,D错误;
故选A。
5.下列关于Fe(OH)2的叙述正确的是
A.常温下为灰绿色固体 B.不可以与NaOH溶液反应
C.不可以与稀盐酸反应 D.能在空气中稳定存在
【答案】B
【详解】A.常温下氢氧化亚铁为白色固体,A错误;
B.氢氧化亚铁与NaOH溶液不反应,B正确;
C.氢氧化亚铁是碱,可以与稀盐酸反应,C错误;
D.氢氧化亚铁易被氧化,不能在空气中稳定存在,D错误;
答案选B。
6.(25-26高一上·山西临汾·期末)铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是
A.铁是地壳中含量最多的金属 B.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
C.用铁可以回收硫酸铜废液中的铜 D.炼铁就是把铁矿石变成纯净的氧化铁
【答案】C
【详解】A.铝是地壳中含量最多的金属,故A错误;
B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,故B错误;
C.铁与硫酸铜发生置换反应Fe + CuSO4 =FeSO4 + Cu,因此可用铁回收硫酸铜废液中的铜,故C正确;
D.炼铁是将铁矿石用还原剂还原成铁单质,故D错误;
选C。
7.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)下列关于氢氧化亚铁的叙述正确的是
A.氢氧化亚铁为白色可溶性碱
B.氢氧化亚铁在空气中加热可以制备氧化亚铁
C.氢氧化亚铁在空气中可以稳定存在
D.氢氧化亚铁中铁的化合价为+2价
【答案】D
【详解】A.氢氧化亚铁是一种白色难溶性碱,A错误;
B.氢氧化亚铁在空气中加热时,空气中的氧气会将其氧化生成而非氧化亚铁,B错误;
C.氢氧化亚铁在空气中易被氧气氧化,无法在空气中稳定存在,C错误;
D.铁在氢氧化亚铁中的化合价为+2价,D正确;
故选D。
8.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量溶液,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.
【答案】B
【详解】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,向该溶液中加入溶液时生成氢氧化亚铁;氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生氢氧化铁,氢氧化铁加热时发生分解反应产生红棕色氧化铁,故白色沉淀是氢氧化亚铁,加热得到最后的残渣是氧化铁,故合理选项是B。
9.一种制备Fe3O4并检验产物的装置如图(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A.酒精灯的点燃顺序是丙→甲→乙
B.碎瓷片与玻璃丝的作用完全相同
C.用磁铁靠近B中固体产物,可判断有无Fe3O4生成
D.E中黑色物质变红,F中无水硫酸铜变蓝,说明有H2生成
【答案】D
【详解】A.需要先点燃甲,产生水蒸气排尽装置内空气,防止与空气混合加热爆炸、防止铁粉被氧气氧化,再点燃乙,最后点燃丙,正确顺序为,A错误;
B.A中碎瓷片作用是防止水加热时暴沸;B中玻璃丝作用是支撑固定还原铁粉,防止铁粉被气流带出堵塞导管,二者作用不同,B错误;
C.单质本身也能被磁铁吸引,因此无法仅通过磁铁吸引判断是否生成,C错误;
D.D中碱石灰已经完全除去中混有的水蒸气,E中黑色变红,说明被还原为,F中无水硫酸铜变蓝说明生成了水,即可证明原反应生成了,D正确;
故答案选D。
10.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.高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
D.转化⑦发生反应的类型是化合反应
【答案】D
【详解】A.转化①为,高温下铁与水蒸气反应:,生成,不能实现转化①,A错误;
B.转化②为,具有还原性,在空气中受热会迅速转化为,B错误;
C.转化⑥为,加热发生分解反应:,可实现转化⑥;转化③为,难溶于水,加水溶解无法实现转化③,C错误;
D.转化⑦为,反应为,该反应由多种物质生成一种物质,属于化合反应,D正确;
故选D。
11.下列关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的叙述中正确的是
A.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液即可制得纯净的 Fe(OH)2
B.Fe(OH)2在空气中加热,可得到FeO
C.隔绝空气的条件下,向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色沉淀Fe(OH)3
D.Fe2O3不与水反应生成Fe(OH)3,所以不能通过化合反应得到Fe(OH)3
【答案】C
【详解】A.二价铁具有还原性,易被氧化,在空气中容易被氧化为,A错误;
B.在空气中加热得到、加热分解得到,隔绝空气加热可得到FeO,B错误;
C.是强氧化剂,与水反应生成的同时生成氧气,氧气会将氧化为,最终生成红褐色沉淀,即使隔绝空气,过氧化钠自身释放的氧气也能氧化亚铁离子,C正确;
D.反应为化合反应,能通过化合反应得到Fe(OH)3,D错误;
故选C。
12.—定条件下等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气充分反应,则在相同的条件下产生氢气的体积比是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,,令Fe的物质的量为1mol,相同条件下体积之比等于物质的量之比,则两反应中生成氢气的体积比为; 故选B。
二、非选择题
13.(25-26高一上·河北保定·期末)铁的化学性质(较活泼)
(1)与非金属单质反应
①与反应:化学方程式为___________。
②与反应:化学方程式为___________。
③与S反应:化学方程式为___________。
(2)与盐酸、稀硫酸反应:离子方程式为___________。
(3)与盐溶液反应:与硫酸铜溶液反应的离子方程式为___________。
(4)与水蒸气反应
通常铁与冷水和热水均不反应,但高温下铁可与水蒸气反应。
实验装置
实验现象
用燃着的火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声
实验结论
在高温下,铁能与水蒸气反应生成和___________,反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)①铁与在点燃条件下生成四氧化三铁,化学方程式为
②铁与在加热条件下生成氯化铁,化学方程式为;
③铁与S在加热条件下生成硫化亚铁,化学方程式为;
(2)铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,两个反应的离子方程式均为;
(3)铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜单质,离子方程式为;
(4)通常铁与冷水和热水均不反应,但高温下铁可与水蒸气发生反应,用燃着的火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明该反应有生成。可得到实验结论为在高温条件下,铁能与水蒸气反应生成和,反应的化学方程式为。
14.(24-25高一下·上海·期中)为了进一步探究铁的氢氧化物的性质,某同学设计了装置用来制备并验证其还原性,实验装置如下图所示:
(1)仪器X的名称为________;
(2)制备:实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”),从B上口收集,验纯,纯净后________(填“打开”或“关闭”)止水夹a,将A中溶液压入B中进行反应。
(3)验证还原性:实验完毕,打开b处止水夹,充入一部分空气,此时B瓶中的现象为________,发生的反应方程式为________。
(4)下列各图中制备的,能较长时间维持白色沉淀的是________(填序号)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 打开 关闭
(3) 白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)①②
【分析】A装置为铁粉与稀硫酸反应产生H2和FeSO4,开始时打开a止水夹,将整个装置充满氢气,收集B上口的氢气并验纯,H2纯净后关闭a和b止水夹,A装置内的FeSO4溶液被压入B装置与NaOH溶液反应制备Fe(OH)2,据此解答。
【详解】(1)由仪器构造可知,仪器X的名称为分液漏斗;
(2)由分析可知,制备:实验开始时先将止水夹a打开,从B上口收集,验纯,纯净后关闭止水夹a,将A中溶液压入B中进行反应;
(3)实验完毕,打开b处止水夹,充入一部分空气,氢氧化亚铁会被空气中氧气氧化为氢氧化铁,则此时B瓶中的现象为:白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,发生的反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(4)因为Fe(OH)2在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,因此要较长时间维持白色沉淀,则应排出装置中的空气或隔绝空气。
①中硫酸亚铁溶液和加入的苯分层,苯可以隔绝空气,将NaOH溶液挤入FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,能较长时间维持白色沉淀,①符合题意;
②的原理与题干一样,实验开始时先将止水夹a打开,用氢气将装置中的空气排尽,后关闭止水夹a,将A中溶液压入B中进行反应,使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中,能较长时间维持白色沉淀,②符合题意;
③中NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe(OH)2能被空气中氧气氧化成Fe(OH)3,因此不能较长时间维持白色沉淀,③不符合题意;
故选①②。
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第16讲 铁单质及其氧化物和氢氧化物
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标,学习有方向
知识导图搭框架,轻松学习建逻辑
教材精讲精析,基础全面掌握
重点详解详析,难点提升突破
核心命题精准练,发散思维练方法
常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
1.了解单质铁的存在、使用历史,掌握铁单质的性质及用途。
2.熟悉铁的三种氧化物的性质。
3.掌握铁的氧化物的性质和转化,学会氢氧化亚铁的制备。
重难点
1.铁单质的化学性质
2.铁与水蒸气的反应探究
3.铁的氧化物和氢氧化物的性质
4.氢氧化亚铁的制备
知识点1:铁的单质
1.铁的存在
铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 形态存在,但主要是以 价和 价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第 位。
地球上的绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界中,只有极少数的金属元素在自然界中以 的形式存在,如铂、金等极不活泼的金属。这是因为多数金属的化学性质比较 ,易与其他物质发生化学反应。
2.铁的使用历史
人类最早使用的铁是来自太空的 。我国目前发现最早的人工冶炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
3.铁单质的物理性质
①纯净的铁是光亮的 ,有金属光泽的固体,熔沸点 (熔点1535℃,沸点2750℃),密度7.86 g‧cm-3。
②具有延展性、 性和 性,但其导电性不如铜和铝。
③铁能被 吸引。
块状纯铁是银白色,而铁粉却是黑色的原因
块状纯铁是银白色金属,表面平整,光线照射后镜面反射,能完整反射银白色光;
铁粉颗粒极其细小,表面凹凸、颗粒间隙多,光线照上去会发生大量漫反射、多次散射,光线在颗粒缝隙间反复折射、吸收。绝大部分可见光被吸收,反射到人眼的光极少,肉眼看起来就是黑色。
4.铁单质的化学性质
铁的化学性质比较活泼,铁在化学反应中作为还原剂,因为铁元素有+2价和+3价,所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。
①铁与弱氧化剂反应
铁与氧化性较弱的氧化剂反应,铁原子失去2个电子生成 价铁的化合物,如
铁与酸反应(如盐酸、稀硫酸)
Fe+2H+===
铁与盐反应
Fe+Cu2+=== 、Fe+2Fe3+=== 。
铁与氧气
常温下,铁与氧气、水反应生成铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)
与S、I2反应
Fe+S 、Fe+I2
②铁与强氧化剂反应
铁与氧化性较强的氧化剂反应,铁原子失去3个电子生成 价铁的化合物,如
铁与氯气
2Fe+3Cl2
铁与Br2
2Fe+3Br2===
铁与稀硝酸
过量
Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
少量
3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
③铁与水蒸气的反应
实验装置
操作及现象
①先点燃 的酒精灯,再点燃 的酒精灯;
②用燃着的火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了 (肥皂泡起收集氢气的作用)
实验结论
在高温下,铁能与水蒸气反应生成H2,化学方程式为
。
启示
在钢铁的生产中,为防止铁与水发生反应,炽热的铁水或钢水注入模具之前,模具必须进行充分的 处理。
①铁只能与 在高温下反应,产物是 和H2,而不是 。
②铁与水反应的实质同 Na、Mg一样,都是置换出水电离产生的H+,但不能得到铁的氢氧化物,因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的 和水。
知识点2:铁的氧化物
常见的铁的氧化物有三种:氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。性质比较如下表:
物质
氧化亚铁(FeO)
氧化铁(Fe2O3)
四氧化三铁(Fe3O4)
俗称
——
颜色、状态
色粉末
色粉末
晶体(有磁性)
溶解性
不溶于水
与H+反应的离子方程式
与CO、C、H2反应
生成单质铁及CO2或H2O
用途
可在化妆品、刺青墨水中用作 ;用于瓷器制作
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的 颜料,赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
用作磁性材料、颜料、磨料等;磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料
①铁锈的主要成分是 ,而不是 。
②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸(如HCl)时发生非氧化还原反应,但遇氧化性酸(如HNO3)时发生氧化还原反应,+2价的铁均被氧化成 价。
③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价,又有+3价,且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为 。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时,生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为 。
④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示,但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物,Fe3O4有固定的组成,是一种 物。
⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐,故Fe3O4 碱性氧化物,而 FeO、Fe2O3属于 氧化物。
知识点3:铁的氢氧化物
1.铁的氢氧化物的制备
铁有两种氢氧化物,它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。
Fe(OH)3
Fe(OH)2
实验操作
实验现象
化学方程式
FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4
实验结论
Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得,且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3
①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴,让液体直接滴入试管,注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被 ,需要把长胶头滴管插入到 中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,这是胶头滴管使用的特例。
②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快,大概只有几秒,但由灰绿色变成红褐色的过程较慢,有时甚至需要一天的时间。
③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化,在制备Fe(OH)2时,应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配,且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除 。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下,再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等 或向亚铁盐溶液充入 (如H2)等。
2.铁的氢氧化物的性质比较
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
固体
固体
溶解性
不溶于水
稳定性
不稳定,在空气中易被氧化为Fe(OH)3
不稳定,受热易
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
制备原理
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
转化
反应
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
现象
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异:前者是 色,后者是 色。
②弱碱受热均不稳定,易分解生成 与 。
③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应:中和反应、氧化还原反应(Fe2+转化为Fe3+)。
④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中,物质颜色会发生一系列的变化,其中“灰绿色”是典型的中间颜色(回答相关现象时,此颜色必须答出来)。
重难点1:Fe(OH)2的制备实验的改进方案
1.有机溶剂覆盖法
利用油膜将水溶液与空气隔离开,以如图所示装置为例,实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体,如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。
2.还原性气体保护法
利用还原性气体将水溶液与空气隔离开,以表中所示的两种装置为例:
实验装置
操作步骤
先滴加 ,待烧杯中产生均匀气泡,一段时间后,再滴加
先打开止水夹 ,在试管B的右侧导管处收集氢气并 ;当氢气纯净后, 止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强 ,将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中
命题点1:铁单质的性质
【针对训练1】下列说法不正确的是
A.铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是
B.铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C.铁的化学性质活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
D.铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应
【针对训练2】下列关于铁的叙述中错误的是
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁体吸引
C.铁是地壳中含量最多的金属元素
D.铁具有延展性和导热性,可制作炊具
【针对训练3】下列关于铁的说法正确的是
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁在硫蒸气中燃烧生成
C.纯铁的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
命题点2:铁与水蒸气的反应探究
【针对训练4】(25-26高一下·北京·期中)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a;另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解,得溶液b,下列说法正确的是
A.铁与水蒸气反应:2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
B.肥皂液中产生气泡,能证明铁与水蒸气反应生成H2
C.向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀,说明铁粉未反应
D.向溶液b中滴加KSCN溶液,溶液变红,但不能证实固体中含有Fe2O3
【针对训练5】(25-26高一上·北京·期中)某同学探究铁与水蒸气的反应,进行了如图实验。下列说法中不正确的是
A.
B.湿棉花的作用是提供水蒸气
C.由肥皂液中冒气泡即证明Fe与发生反应
D.不能用磁铁将剩余铁粉从反应后固体中分离出来
【针对训练6】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)某同学设计如图装置进行铁与水反应的实验,虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法错误的是
A.装置加热顺序最好是先①后②
B.虚线框处宜选择的装置是乙
C.高温加热装置②中发生的反应为
D.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,可观察到铜丝由黑变红
命题点3:铁的化合物的性质
【针对训练7】有关铁的氧化物的说法中,不正确的是
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体,其中的铁显+2价,的铁显+3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
【针对训练8】下列叙述正确的是
①铁能被磁铁吸引
②人体内的血红蛋白中含铁元素
③Fe在纯氧中燃烧可得到
④不可与水反应得到,所以不能通过化合反应制得
⑤在空气中加热,可得到FeO
A.①②⑤ B.①②④ C.②③④⑤ D.①②
【针对训练9】关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是
A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,常用作红色颜料
D.四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价,它是一种混合物
命题点4:Fe(OH)2的制备及其改进方案
【针对训练10】(25-26高一上·浙江杭州·期中)实验室可用如图装置制备。下列说法正确的是
A.配制溶液的蒸馏水要提前煮沸,是为了除去其中溶解的
B.配制溶液时,为加快溶解速度,可以加热
C.滴加溶液后应振荡试管促进反应进行
D.实验前在溶液上面加一层煤油,则可获得较长时间存在的白色沉淀
【针对训练11】探究性学习小组利用如图所示方案制备Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A.①装置中可能发生反应:4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3
B.②装置中苯的作用是隔绝空气中的氧气
C.③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液
D.④装置开始反应时应关闭止水夹a,一段时间后再打开止水夹a
【针对训练12】(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期中)利用如图所示装置制取,能较长时间观察到白色沉淀生成,下列分析不正确的是
A.X可以是稀硫酸、稀盐酸
B.实验开始时应先打开止水夹a、b,再向烧瓶中加入X
C.实验中关闭止水夹a反应一段时间后,可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若夹上止水夹b、关闭分液漏斗活塞,则可较长时间存在
一、单选题
1.(25-26高一上·天津南开·期末)甘肃省张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区。丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色,这种物质是
A.FeO B. C. D.
2.Fe2O3是铁的一种常见氧化物,下列有关Fe2O3的说法不正确的是
A.可用其制作颜料 B.能溶于稀盐酸
C.用铁和水蒸气反应制得 D.在一定条件下能与铝发生反应
3.下列反应的化学方程式不正确的是
A.常温时钠与纯氧反应:
B.在空气中加热:
C.在硫酸反应:
D.铁粉与反应:
4.(24-25高一下·北京·期中)用下列装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A.制备
B.制备
C.验证铁与水蒸气反应能生成
D.制备胶体
5.下列关于Fe(OH)2的叙述正确的是
A.常温下为灰绿色固体 B.不可以与NaOH溶液反应
C.不可以与稀盐酸反应 D.能在空气中稳定存在
6.(25-26高一上·山西临汾·期末)铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是
A.铁是地壳中含量最多的金属 B.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
C.用铁可以回收硫酸铜废液中的铜 D.炼铁就是把铁矿石变成纯净的氧化铁
7.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)下列关于氢氧化亚铁的叙述正确的是
A.氢氧化亚铁为白色可溶性碱
B.氢氧化亚铁在空气中加热可以制备氧化亚铁
C.氢氧化亚铁在空气中可以稳定存在
D.氢氧化亚铁中铁的化合价为+2价
8.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量溶液,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.
9.一种制备Fe3O4并检验产物的装置如图(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A.酒精灯的点燃顺序是丙→甲→乙
B.碎瓷片与玻璃丝的作用完全相同
C.用磁铁靠近B中固体产物,可判断有无Fe3O4生成
D.E中黑色物质变红,F中无水硫酸铜变蓝,说明有H2生成
10.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.高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
D.转化⑦发生反应的类型是化合反应
11.下列关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的叙述中正确的是
A.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液即可制得纯净的 Fe(OH)2
B.Fe(OH)2在空气中加热,可得到FeO
C.隔绝空气的条件下,向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色沉淀Fe(OH)3
D.Fe2O3不与水反应生成Fe(OH)3,所以不能通过化合反应得到Fe(OH)3
12.—定条件下等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气充分反应,则在相同的条件下产生氢气的体积比是
A. B. C. D.
二、非选择题
13.(25-26高一上·河北保定·期末)铁的化学性质(较活泼)
(1)与非金属单质反应
①与反应:化学方程式为___________。
②与反应:化学方程式为___________。
③与S反应:化学方程式为___________。
(2)与盐酸、稀硫酸反应:离子方程式为___________。
(3)与盐溶液反应:与硫酸铜溶液反应的离子方程式为___________。
(4)与水蒸气反应
通常铁与冷水和热水均不反应,但高温下铁可与水蒸气反应。
实验装置
实验现象
用燃着的火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声
实验结论
在高温下,铁能与水蒸气反应生成和___________,反应的化学方程式为___________。
14.(24-25高一下·上海·期中)为了进一步探究铁的氢氧化物的性质,某同学设计了装置用来制备并验证其还原性,实验装置如下图所示:
(1)仪器X的名称为________;
(2)制备:实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”),从B上口收集,验纯,纯净后________(填“打开”或“关闭”)止水夹a,将A中溶液压入B中进行反应。
(3)验证还原性:实验完毕,打开b处止水夹,充入一部分空气,此时B瓶中的现象为________,发生的反应方程式为________。
(4)下列各图中制备的,能较长时间维持白色沉淀的是________(填序号)。
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