3.1.1 铁的单质性质 课时同步练习-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修一

**基本信息** 分层梯度合理（基础40%、中等40%、提升20%），覆盖铁的单质性质全维度，从基础认知到实验探究再到综合应用，适配新授课巩固需求，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|物理性质、简单反应|选择题考纯铁颜色（1）、填空题填铁矿石成分（9），强化基础记忆| |中等|化学性质、实验操作|实验题考铁丝燃烧现象（13）、填空题对比Cl₂与S氧化性（10），培养科学探究能力| |提升|综合应用、定量计算|计算题分析铁与盐酸反应（16）、简答题整合防锈与湿法冶铜（15），发展科学思维与问题解决能力|

高一化学必修第一册 第三章 课时同步练习 高一化学课时同步练习·第三章 铁 金属材料 第1课时 铁的单质性质 满分：100分　建议用时：45分钟 一、选择题（每小题4分，共32分） 1. 关于铁的物理性质，下列说法正确的是（　） A. 纯铁是黑色固体，硬度较小 B. 铁的密度为7.86 g/cm3，属于重金属 C. 铁不能导电，只能导热 D. 铁不能被磁铁吸引 2. 铁丝在氧气中燃烧的实验现象和产物正确的是（　） A. 剧烈燃烧，产生淡蓝色火焰，生成黑色固体 B. 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体Fe3O4 C. 缓慢氧化，生成红棕色粉末Fe2O3 D. 剧烈燃烧，火星四射，生成红棕色固体Fe2O3 3. 下列关于铁与氯气反应的说法正确的是（　） A. 铁在氯气中加热生成FeCl2，因为铁是+2价 B. 铁在氯气中剧烈燃烧，产生棕褐色烟，生成FeCl3 C. 氯气氧化性较弱，只能将铁氧化为+2价 D. 反应产物溶于水后溶液呈浅绿色 4. 铁粉与硫粉混合加热生成FeS，该反应说明（　） A. 硫的氧化性很强，可将铁氧化为+3价 B. 硫的氧化性较弱，只能将铁氧化为+2价 C. 铁在反应中作氧化剂 D. 反应产物为Fe2S3 5. 下列反应中，铁被氧化为Fe2+的是（　） A. 铁在氧气中点燃 B. 铁在氯气中点燃 C. 铁与稀硫酸反应 D. 铁与稀硝酸反应 6. 下列关于铁与酸反应的说法正确的是（　） A. 铁与浓硫酸常温下剧烈反应放出SO2 B. 铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2和H2↑ C. 铁与浓硫酸、浓硝酸常温下发生钝化，表面形成致密氧化膜 D. 铁与稀盐酸反应生成FeCl3和H2↑ 7. 将铁钉放入CuSO4溶液中，一段时间后观察到的现象是（　） A. 铁钉表面析出银白色固体，溶液颜色不变 B. 铁钉表面析出红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 C. 铁钉表面析出红色固体，溶液由浅绿色变为蓝色 D. 铁钉溶解，溶液变为棕黄色 8. 铁粉与水蒸气在高温下反应的产物是（　） A. Fe2O3和H2 B. FeO和H2 C. Fe3O4和H2 D. Fe(OH)3和H2 二、填空题（共24分） 9.（6分） 铁是银白色金属，密度为______g/cm3，熔点为1538 ℃。铁具有良好的______性和延展性，能被______吸引。在自然界中，铁主要以______态存在，常见的铁矿石有赤铁矿（主要成分为______）和磁铁矿（主要成分为______）。 10.（4分） 铁与非金属反应时，产物中铁的化合价取决于非金属的氧化性强弱。铁与氯气反应生成______（填化学式），铁与硫反应生成______（填化学式），这是因为氯气的氧化性______（填"强"或"弱"）于硫。铁在氧气中燃烧的化学方程式为_______________________________。 11.（8分） 分别写出铁与下列酸反应的化学方程式或现象： （1）铁与稀盐酸：_________________________________； （2）铁与稀硫酸：_________________________________； （3）铁与稀硝酸：_________________________________； （4）铁与浓硫酸（常温）：_________________________________（现象及原因）。 从以上反应可知，铁与稀盐酸/稀硫酸反应生成______（填"Fe2+"或"Fe3+"），铁与稀硝酸反应生成______（填"Fe2+"或"Fe3+"），原因是稀硝酸具有强______性。 12.（6分） 高炉炼铁的主要原料有铁矿石、______、______和热空气。炼铁的主要反应原理是______（填化学式）与Fe2O3在高温下反应，化学方程式为_______________________________。该反应中，______作还原剂，______被还原。 三、实验题（共24分） 13.（10分） 某同学进行铁丝在氧气中燃烧的实验。 （1）实验前，集气瓶底部应预先装入少量______或铺一层细沙，目的是_______________________。（2分） （2）铁丝上系一根火柴的作用是_______________________。（2分） （3）观察到的实验现象是：铁丝在氧气中______________，______________，生成一种______色固体。（3分） （4）写出该反应的化学方程式：_______________________________。（1分） （5）该反应中，铁的化合价从______价升高到______价（注：Fe3O4中铁的化合价为+2和+3）。（2分） 14.（14分） 某兴趣小组利用下图装置进行铁粉与水蒸气反应的实验探究。 （1）装置中湿棉花的作用是_______________________。（2分） （2）加热铁粉前，需要先通入一段时间的气体或排尽装置内空气，其目的是_______________________。（2分） （3）实验中观察到硬质玻璃管内铁粉呈______态，导管口处点燃气体产生______色火焰。（2分） （4）写出铁粉与水蒸气反应的化学方程式：_______________________________。（2分） （5）用化学方法检验产生的气体：将该气体通入盛有______（填试剂名称）的试管中，观察到的现象是_______________________。（2分） （6）该反应需要在高温条件下进行，而铁在常温下不与水反应。这说明铁与水蒸气反应所需的______较高，体现了反应条件对化学反应的影响。（1分） （7）该反应中氧化剂是______，还原剂是______，电子转移的物质的量为______ mol。（3分） 四、计算/简答题（共20分） 15.（8分） 铁是人体必需的微量元素，铁锅烹饪被认为是补铁的途径之一。请回答： （1）铁在潮湿空气中容易生锈，其主要成分是______（填化学式）。请简述铁制品防锈的常用方法（至少写出两种）：_______________________。（4分） （2）"曾青得铁则化为铜"是古代湿法冶铜的记载。请写出铁与CuSO4溶液反应的化学方程式，并说明该反应属于哪种基本反应类型。（4分） 16.（12分） 将5.6 g铁粉投入到200 mL 1.0 mol/L的稀盐酸中（反应后溶液体积变化忽略不计），充分反应后，试计算： （1）铁粉的物质的量；盐酸中HCl的物质的量。（4分） （2）通过计算判断哪种反应物过量，并求产生H2的物质的量（标况下体积）。（4分） （3）反应后溶液中FeCl2的物质的量浓度。（4分） 参考答案与详细解析 一、选择题 1.【答案】B 【解析】A项，纯铁为银白色固体，硬度较小但并非黑色，错误；B项，铁的密度为7.86 g/cm3，大于5 g/cm3，属于重金属，正确；C项，铁能导电也能导热，错误；D项，铁能被磁铁吸引（铁磁性），错误。 2.【答案】B 【解析】铁丝在氧气中燃烧时剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体Fe3O4，而非Fe2O3。Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色。A项火焰颜色错误；C项描述的是缓慢氧化而非燃烧；D项产物错误。 3.【答案】B 【解析】氯气是强氧化剂，能将铁氧化为+3价，反应生成FeCl3，观察到剧烈燃烧、产生棕褐色烟。A项产物错误（应为FeCl3）；C项氯气氧化性很强；D项FeCl3溶液呈棕黄色（Fe3+颜色），不是浅绿色（Fe2+颜色）。 4.【答案】B 【解析】硫的氧化性较弱，只能将铁氧化为+2价，生成FeS（黑色固体）。铁在反应中作还原剂（被氧化），硫作氧化剂（被还原）。产物为FeS而非Fe2S3。 5.【答案】C 【解析】A项铁与O2点燃生成Fe3O4，铁为+2/+3混合价态；B项铁与Cl2反应生成FeCl3，铁为+3价；C项铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，铁为+2价，正确；D项铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3，铁为+3价。 6.【答案】C 【解析】A项，铁与浓硫酸常温下发生钝化，不剧烈反应；B项，铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3和NO↑（非H2↑），因HNO3为强氧化性酸；C项正确，铁与浓硫酸/浓硝酸常温钝化，表面形成致密氧化膜；D项，铁与稀盐酸反应生成FeCl2（Fe2+），不是FeCl3。 7.【答案】B 【解析】铁与CuSO4溶液发生置换反应：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu。铁钉表面析出红色固体（铜），溶液由蓝色（Cu2+颜色）逐渐变为浅绿色（Fe2+颜色）。A项颜色描述错误；C项颜色变化方向反了；D项不产生Fe3+。 8.【答案】C 【解析】铁粉与水蒸气在高温下反应：3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2↑，产物为Fe3O4（黑色固体）和H2。A项Fe2O3错误；B项FeO错误；D项Fe(OH)3不可能是高温产物。 二、填空题 9.【答案】 7.86　导电　磁铁　化合　Fe2O3　Fe3O4 【解析】铁的密度为7.86 g/cm3，具有良好的导电性和延展性，能被磁铁吸引。自然界中铁主要以化合态存在，赤铁矿主要成分为Fe2O3，磁铁矿主要成分为Fe3O4。 10.【答案】 FeCl3　FeS　强　3Fe + 2O2 Fe3O4 【解析】氯气氧化性强，将铁氧化为+3价，生成FeCl3；硫氧化性弱，只能将铁氧化为+2价，生成FeS。铁在氧气中点燃生成Fe3O4，方程式为3Fe + 2O2 Fe3O4。 11.【答案】 （1）Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ （2）Fe + H2SO4(稀) = FeSO4 + H2↑ （3）Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O （4）铁与浓硫酸常温下发生钝化，表面形成致密氧化膜，阻止反应继续进行 Fe2+　Fe3+　氧化 【解析】铁与稀盐酸/稀硫酸反应生成Fe2+（H+氧化性较弱）；铁与稀硝酸反应生成Fe3+（HNO3为强氧化性酸，氧化性强）；铁与浓硫酸常温钝化。规律：铁与强氧化性酸（HNO3）反应生成Fe3+，与弱氧化性酸（HCl、稀H2SO4）反应生成Fe2+。 12.【答案】 焦炭　石灰石　CO　Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2　CO　Fe2O3（或铁） 【解析】高炉炼铁原料为铁矿石、焦炭、石灰石和热空气。焦炭先与O2反应生成CO2，CO2再与C反应生成CO作为还原剂。主要反应：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2，CO作还原剂，Fe2O3被还原。 三、实验题 13.【答案】 （1）水（或细沙）；防止生成物熔化溅落炸裂瓶底 （2）引燃铁丝，使铁丝达到着火点 （3）剧烈燃烧；火星四射；黑 （4）3Fe + 2O2 Fe3O4 （5）0；+2和+3 【解析】（1）集气瓶底铺细沙或装少量水，防止高温生成物落下炸裂瓶底。（2）火柴引燃提供初始热量使铁丝达到着火点。（3）铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体Fe3O4。（4）方程式注意条件和产物。（5）铁单质化合价为0，Fe3O4中铁为+2和+3混合价态。 14.【答案】 （1）受热时提供水蒸气 （2）排尽装置内空气，防止铁粉与空气中O2反应影响实验 （3）红热；淡蓝 （4）3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2↑ （5）将气体通入灼热CuO（或收集后点燃）；黑色粉末变红（或火焰呈淡蓝色，罩干冷烧杯内壁有水珠） （6）温度（或反应温度） （7）H2O（水蒸气）；Fe（铁）；8 【解析】（1）湿棉花受热蒸发提供水蒸气。（2）排尽空气防止O2干扰。（3）铁粉在高温下呈红热状态，H2燃烧呈淡蓝色火焰。（4）注意高温条件和产物。（5）检验H2可用点燃法，观察淡蓝色火焰及水珠生成。（6）该反应需高温，说明温度条件要求高。（7）水蒸气中氢元素化合价从+1降为0，被还原，水蒸气为氧化剂；铁被氧化为还原剂。3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2中，Fe3O4中Fe平均化合价为+8/3，3 mol Fe共失去8 mol电子，H元素共得到8 mol电子，故转移电子8 mol。 四、计算/简答题 15.【答案】 （1）Fe2O3·nH2O（或Fe2O3，铁锈主要成分可写氧化铁的水合物）。 铁制品防锈常用方法：①涂油/刷漆，在表面形成保护膜隔绝空气和水分；②镀一层不易生锈的金属（如镀锌、镀铬）；③改变金属内部结构（制成不锈钢）。（任写两种即可） （2）Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu。该反应属于置换反应（也是氧化还原反应）。 【解析】铁锈主要成分为氧化铁的水合物。防锈原理是隔绝空气（O2）和水分。铁与CuSO4溶液反应是典型的置换反应，铁置换出铜，符合"曾青得铁则化为铜"的记载。 16.【答案】 （1）n(Fe) = m/M = 5.6 g ÷ 56 g/mol = 0.1 mol n(HCl) = c·V = 1.0 mol/L × 0.2 L = 0.2 mol （2）由方程式 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 可知，n(Fe):n(HCl) = 1:2 0.1 mol Fe完全反应需要HCl：0.1 × 2 = 0.2 mol 恰好等于实际HCl的量0.2 mol，因此两者恰好完全反应，均不过量。 n(H2) = n(Fe) = 0.1 mol V(H2) = 0.1 mol × 22.4 L/mol = 2.24 L（标况） （3）由方程式可知，n(FeCl2) = n(Fe) = 0.1 mol c(FeCl2) = n/V = 0.1 mol ÷ 0.2 L = 0.5 mol/L 【解析】本题考查物质的量在化学方程式计算中的应用。先分别计算Fe和HCl的物质的量，再根据方程式中化学计量数比1:2判断恰好完全反应，最后根据比例关系求H2的量和FeCl2的浓度。 答案速查表 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B B B C C B C 题号 9 10 11 12 13 14 15 16 答案/分值 6分 4分 8分 6分 10分 14分 8分 12分 知识点考查分布表 题号 题型 分值 考查知识点 1 选择 4 铁的物理性质 2 选择 4 铁与O2反应（产物及现象） 3 选择 4 铁与Cl2反应（强氧化剂→Fe3+） 4 选择 4 铁与S反应（弱氧化剂→Fe2+） 5 选择 4 铁与酸反应（Fe2+/Fe3+判断） 6 选择 4 铁与浓硫酸/稀硝酸反应（钝化/强氧化性） 7 选择 4 铁与盐溶液反应（CuSO4置换） 8 选择 4 铁与水蒸气反应（产物判断） 9 填空 6 铁的物理性质与存在 10 填空 4 铁与非金属反应（氧化性强弱与价态） 11 填空 8 铁与不同酸反应综合（方程式与规律） 12 填空 6 高炉炼铁原理 13 实验 10 铁在氧气中燃烧实验（含图02） 14 实验 14 铁与水蒸气反应实验综合分析（含图01） 15 简答 8 铁的保存与用途（防锈/湿法冶铜） 16 计算 12 铁与盐酸反应的综合计算（物质的量） 难度分布统计 难度 题号 题数 分值 百分比 基础 1、2、3、4、5、9、12、15 8 40 40% 中等 6、7、8、10、13、14 6 40 40% 提升 11、16 2 20 20% 合计 — 16 100 100% 第 页 共 页 学科网（北京）股份有限公司 $