3.1 铁及其化合物 第2课时（分层作业）化学人教版必修第一册

**基本信息** 高中化学新授课同步练，聚焦铁的氧化物和氢氧化物，以基础巩固为核心，通过三级梯度设计实现从概念记忆到实验探究的能力进阶，融合化学观念与科学探究素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|铁的氧化物性质及用途、氢氧化物基本性质|选择题为主，如丹霞地貌物质判断，强化物质分类与性质对应关系| |提升层|氢氧化物制备操作、物质转化关系|实验操作分析题，如Fe(OH)₂制备防氧化措施，培养科学思维与实验技能| |综合层|氧化还原反应分析、实验方案设计|填空及探究题，如含铁物质制备流程，提升科学探究与综合应用能力|

分层作业 第一节　铁及其化合物 第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物 1．B 2．C 3．D 4．C 5．B 6．B 7．B 8．AD 9．D 10．B 11．（1） 氧化 （2）2 12．（1）灰绿 红褐 （2）A 13．（1）打开 利用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排出装置内的空气，防止后续生成的被氧气氧化 （2）关闭 B （3） 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 14．（1）不是 （2）FeSO4 过滤 （3）反应的环境为纯氧，要求较高不易达到 （4）+3 2:1 （5）太阳能 3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑ 取一定量纳米高性能水溶液，用一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到一条光亮的通路 1．A 2．C 3．D 4．C 5．D 6．C 7．（1）排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化 隔绝空气中的氧气 防止带入氧气 （2）打开止水夹a，待A中反应生成的H2排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a 、 （3）白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 8．（1）C （2） （3） （4）BC （5）C 白 （6） （7） 1．D 2．D 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 第一节　铁及其化合物 第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物 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．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 3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．铁的化学性质活泼，在自然界中均以化合态存在 B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe2O3和H2 C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体 D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4 4．（25-26高一上·云南红河·期中）下列有关铁及其化合物说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物形态存在 B．是一种具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．向溶液中加入溶液，生成的灰绿色沉淀迅速变白，最终生成红褐色物质 D．铁红可用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 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．在实验室中制备Fe(OH)2时，下列操作不能达到目的的是 A．将NaOH溶液煮沸后使用 B．将FeSO4溶液与NaOH溶液在敞口试管中混合 C．用长滴管将NaOH溶液伸入FeSO4溶液液面下滴加 D．在FeSO4溶液液面上加一层苯 7．（2023高一上·广东·学业考试）铁是目前产量最大且使用最广泛的金属。下列含铁物质与其用途不匹配的是 选项 物质 用途 A Fe合金 高铁铁轨 B FeO 涂料中的红色颜料 C 磁性材料 D 营养强化剂 8．下列各组物质中，能通过一步反应实现转化的是 A．Fe(OH)2 → Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 → Fe C．Fe(OH)3 → Fe3O4 D．Fe(OH)2 → FeO 9．（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 10．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． 11．（25-26高一上·内蒙古通辽·期中）铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑，这说明西周晚期我国已掌握了冶铁技术。回答下列问题： （1）高炉炼铁时会发生反应。该反应的氧化剂为_____________(填化学式，下同)，氧化产物为_____________；反应过程中，CO被_____________(填“氧化”或“还原”)。 （2）铁在潮湿的空气中易生锈(铁锈的主要成分视为Fe2O3)，发生反应，反应中若消耗3个分子氧化剂，则生成_____________个Fe2O3；工业上常用稀硫酸除铁锈，发生反应的离子方程式为_____________________________。 12．（25-26高一下·上海·期末）NaOH滴入溶液中，可制得白色沉淀。 （1）一段时间内可观察到沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化为：白色→__________色→__________色。 （2）为确保新制沉淀不变色，某同学设计如图装置，该实验成功的关键是__________。 A．实验过程中隔绝空气(氧气)                B．实验过程空气(氧气)充足 13．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）某同学为了制备沉淀且保持一段时间不变色，尝试用如图所示的装置进行实验。 （1）采用上图装置进行实验时，先________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，目的是________；然后打开分液漏斗的活塞，A装置中发生反应的离子方程式是：________________________。 （2）一段时间后________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，最终在________(选“A”或“B”)装置中会观察到沉淀。 （3）若控制不当，将继续反应生成沉淀。反应的化学方程式为________________________，该过程的现象为________________。 14．某化学小组围绕开展主题学习。 Ⅰ.分类和性质 （1）墨粉中含有(可表示为)， (填“是”或“不是”)碱性氧化物，原因为 (用化学反应方程式说明)。 Ⅱ.制备 方法一： 方法二： （2）方法二中A的化学式是 ，操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为 。 （3）与方法二比较，方法一的不足之处有 (答1点即可)。 （4）氢氧化氧铁(FeOOH)中铁元素的化合价是 ，当A溶液①和A溶液②的质量之比为 时，铁元素全部转化到中。 Ⅲ.应用 （5）纳米高性能(平均直径为)可以实现高效催化分解水，其反应历程如下图所示。 ①该过程中的能量转化形式为 转化为化学能，在加热的条件下反应b的化学方程式为 。 ②纳米高性能均匀分散在水中，具有丁达尔现象，请设计实验方案证明 。 1．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： 2．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 3．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 选项 操作、现象 解释 A 水蒸气与铁粉高温下反应生成黑色固体 反应生成了FeO B 生铁长时间放置于潮湿的空气中，表面出现红棕色的斑点 红棕色的斑点的主要成分是 C 向盐酸中加入少量铁粉，铁粉溶解 Fe被氧化为 D 新制露置于空气中，最终变成了红褐色沉淀 被氧化成 4．（25-26高一上·青海海东·期末）铁及其部分化合物的转化关系如图所示(部分反应条件省略)，其中X、Y、Z表示三种含铁化合物。下列说法正确的是 A．X的化学式为 B．试剂M可以是溶液 C．Y可以与稀盐酸反应生成Z D．性质稳定，不易被空气中的氧化 5．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 6．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米(平均直径25nm)的流程示意图如下：    下列叙述错误的是 A．步骤①中，生成车间要禁止烟火 B．步骤②中，主要反应的离子方程式是 C．步骤④中应该过量 D．步骤⑤中，为验证得到固体是纳米态粒子，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验 7．Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。 方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法 根据以上两种方案，回答下列问题： （1）在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。 ①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是_______。 ②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是_______。 ③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是_______。 （2）方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为_______。相关反应的离子方程式为_______。 （3）将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？_______，写出反应的化学方程式：_______。 8．（25-26高一下·上海·期中）难溶于水，易被氧气等氧化剂氧化，溶解在溶液中的少量氧气也可氧化。完成下列填空： Ⅰ．某实验小组设计的制备氢氧化亚铁装置由以下部分构成。 A．    B． C．        D． （1）选择上图装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为______(按气流方向从左到右)。 A．ABD B．ABCD C．ACBD D．ABC （2）装置A中发生反应的化学方程式为______。装置A中固体可更换成______(填化学式)。 （3）装置B中发生反应的离子方程式为______。 Ⅱ．实验室还可用氢氧化钠溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备氢氧化亚铁沉淀，其装置如图所示： （4）具支锥形瓶A中加入的试剂是______(不定项)。 A．氢氧化钠溶液    B．铁屑    C．稀硫酸 （5）实验开始，打开弹簧夹C和D，一段时间后，关闭弹簧夹______，在B中生成______色絮状沉淀。 （6）如实验结束未关闭弹簧夹，则无法长时间保存氢氧化亚铁，原因是______ (用化学方程式表示)。 （7）配制氢氧化钠溶液、稀硫酸所用去离子水中可先加入少量亚硫酸钠，其目的为______ (用化学方程式表示)。 1．（25-26高一上·江苏泰州·期中）一定条件下，利用太阳能可将热解为碳和，转化过程中需用到缺铁氧化物()。其相关转化如图所示： 下列说法正确的是 A．反应①为置换反应 B．3mol 发生反应②可得 22.4L C．中+2价铁和+3价铁的个数比为 D．上述转化可将太阳能转化为化学能并实现了“碳中和” 2．（25-26高一上·甘肃庆阳·期末）同学们用如图所示的实验装置(夹持装置省略)制备：先关闭K3，打开K1和K2，将装置N中的稀硫酸注入装置M中；一段时间后，调节K1、K2、K3的开关状态，将装置M中生成的溶液注入装置Q中。下列说法错误的是 A．将稀硫酸煮沸后冷却的目的是除去溶液中溶解的 B．“调节K1、K2、K3的开关状态”的操作为打开K1和K3，关闭K2 C．将装置M中生成的溶液注入装置Q中时，可观察到有白色絮状沉淀产生 D．实验结束后将装置Q中注射器的拉杆取下，可观察到白色絮状沉淀直接变为红褐色 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 第一节　铁及其化合物 第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物 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 【解析】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．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 【解析】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。 3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．铁的化学性质活泼，在自然界中均以化合态存在 B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe2O3和H2 C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它们都是黑色的固体 D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4 【答案】D 【解析】A．在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，A项错误； B．高温下，Fe和H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，B项错误； C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO和Fe3O4是黑色固体，C项错误； D．FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4，反应原理为：6FeO+O22Fe3O4，D项正确； 答案选D。 4．（25-26高一上·云南红河·期中）下列有关铁及其化合物说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物形态存在 B．是一种具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．向溶液中加入溶液，生成的灰绿色沉淀迅速变白，最终生成红褐色物质 D．铁红可用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 【答案】C 【解析】A．铁在自然界中可以像陨铁一样以单质形态存在，也可以以化合物的形态存在于矿石中，A正确； B．是一种黑色晶体，具有磁性，俗称磁性氧化铁，B正确； C．向溶液中加入溶液，先生成白色沉淀，在空气中发生反应，白色沉淀逐渐变成灰绿色，最终变成红褐色，C错误； D．铁红的主要成分为，是红棕色固体，可用作油漆、涂料、油墨的红色颜料，D正确； 故选C。 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 【解析】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．在实验室中制备Fe(OH)2时，下列操作不能达到目的的是 A．将NaOH溶液煮沸后使用 B．将FeSO4溶液与NaOH溶液在敞口试管中混合 C．用长滴管将NaOH溶液伸入FeSO4溶液液面下滴加 D．在FeSO4溶液液面上加一层苯 【答案】B 【解析】A．将溶液煮沸可除去溶液中溶解的，避免其氧化生成的，能达到实验目的，A不符合题意； B．敞口试管中混合溶液时，空气中的会迅速将氧化为，无法制得，不能达到实验目的，B符合题意； C．用长滴管将溶液伸入溶液液面下滴加，可避免滴加过程中引入氧化产物，能达到实验目的，C不符合题意； D．苯密度小于水，在溶液液面加一层苯可隔绝空气，防止进入溶液氧化，能达到实验目的，D不符合题意； 故选B。 7．（2023高一上·广东·学业考试）铁是目前产量最大且使用最广泛的金属。下列含铁物质与其用途不匹配的是 选项 物质 用途 A Fe合金 高铁铁轨 B FeO 涂料中的红色颜料 C 磁性材料 D 营养强化剂 【答案】B 【解析】A． 铁合金可作高铁铁轨，A正确； B．涂料中的红色颜料是，B错误； C．有磁性，可作磁性材料，C正确； D．可以补充Fe2+，可作营养强化剂， D正确； 答案选B。 8．下列各组物质中，能通过一步反应实现转化的是 A．Fe(OH)2 → Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 → Fe C．Fe(OH)3 → Fe3O4 D．Fe(OH)2 → FeO 【答案】AD 【解析】A．在氧气和水共存时可发生反应，能一步实现转化，A正确； B．无法直接被还原为单质，需先分解为再经还原剂还原得到，不能一步实现转化，B错误； C．受热分解只能得到，需经还原反应才能得到，不能一步实现转化，C错误； D．在隔绝空气的条件下加热，可分解生成氧化亚铁和水，能一步实现转化，D正确 ； 故选AD。 9．（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 【解析】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。 10．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 【解析】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。 11．（25-26高一上·内蒙古通辽·期中）铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑，这说明西周晚期我国已掌握了冶铁技术。回答下列问题： （1）高炉炼铁时会发生反应。该反应的氧化剂为_____________(填化学式，下同)，氧化产物为_____________；反应过程中，CO被_____________(填“氧化”或“还原”)。 （2）铁在潮湿的空气中易生锈(铁锈的主要成分视为Fe2O3)，发生反应，反应中若消耗3个分子氧化剂，则生成_____________个Fe2O3；工业上常用稀硫酸除铁锈，发生反应的离子方程式为_____________________________。 【答案】（1） 氧化 （2）2 【解析】（1）中铁元素化合价从+3价降低为0价，作氧化剂；CO中碳元素化合价从+2价升高为+4价，CO被氧化，为氧化产物； （2）氧元素化合价降低，O2为氧化剂，3个参与反应时生成2个；铁锈主要成分是碱性氧化物，与稀硫酸电离出的反应生成铁盐和水，离子方程式为：。 12．（25-26高一下·上海·期末）NaOH滴入溶液中，可制得白色沉淀。 （1）一段时间内可观察到沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化为：白色→__________色→__________色。 （2）为确保新制沉淀不变色，某同学设计如图装置，该实验成功的关键是__________。 A．实验过程中隔绝空气(氧气)                B．实验过程空气(氧气)充足 【答案】（1）灰绿 红褐 （2）A 【分析】向溶液中滴加溶液时，发生反应：，生成白色沉淀；具有强还原性，易被空气中的氧化，发生反应：，沉淀颜色会由白色逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色；为防止被氧化，制备时应隔绝空气，据此分析。 【解析】（1）氢氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中极易被氧气氧化生成氢氧化铁，反应的化学方程式为。在此氧化过程中，可以观察到沉淀的颜色由白色迅速变为灰绿色，最终变成红褐色； （2）该实验的关键是隔绝空气（氧气），防止被氧化，A符合题意； 故选A。 13．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）某同学为了制备沉淀且保持一段时间不变色，尝试用如图所示的装置进行实验。 （1）采用上图装置进行实验时，先________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，目的是________；然后打开分液漏斗的活塞，A装置中发生反应的离子方程式是：________________________。 （2）一段时间后________(填“打开”或“关闭”)止水夹K，最终在________(选“A”或“B”)装置中会观察到沉淀。 （3）若控制不当，将继续反应生成沉淀。反应的化学方程式为________________________，该过程的现象为________________。 【答案】（1）打开 利用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排出装置内的空气，防止后续生成的被氧气氧化 （2）关闭 B （3） 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【解析】（1）实验初期打开止水夹K，让A中铁粉和稀硫酸反应生成的可以流经整个装置，排尽A、B内残留的空气，除去体系内的氧气，避免和后续生成的被氧化； A中是铁和稀硫酸的置换反应，对应离子方程式为 （2）装置内空气排尽后关闭止水夹K，A中仍在反应生成氢气，内部压强增大，会将A中生成的溶液压入B的溶液中，在B内的无氧环境（上层植物油也隔绝了外界空气）中反应生成白色沉淀。 （3）若体系混入氧气，会被氧化为，对应反应为氢氧化亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁，方程式为； 该反应的特征现象为白色的沉淀快速变为灰绿色，最终转化为红褐色的。 14．某化学小组围绕开展主题学习。 Ⅰ.分类和性质 （1）墨粉中含有(可表示为)， (填“是”或“不是”)碱性氧化物，原因为 (用化学反应方程式说明)。 Ⅱ.制备 方法一： 方法二： （2）方法二中A的化学式是 ，操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为 。 （3）与方法二比较，方法一的不足之处有 (答1点即可)。 （4）氢氧化氧铁(FeOOH)中铁元素的化合价是 ，当A溶液①和A溶液②的质量之比为 时，铁元素全部转化到中。 Ⅲ.应用 （5）纳米高性能(平均直径为)可以实现高效催化分解水，其反应历程如下图所示。 ①该过程中的能量转化形式为 转化为化学能，在加热的条件下反应b的化学方程式为 。 ②纳米高性能均匀分散在水中，具有丁达尔现象，请设计实验方案证明 。 【答案】（1）不是 （2）FeSO4 过滤 （3）反应的环境为纯氧，要求较高不易达到 （4）+3 2:1 （5）太阳能 3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑ 取一定量纳米高性能水溶液，用一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到一条光亮的通路 【解析】（1）与盐酸反应时生成氯化亚铁和氯化铁两种盐，不是碱性氧化物，化学反应方程式为：； （2）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁，化学式为FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都为固液分离，为过滤操作； （3）方法一的铁丝需要在纯氧的环境下才能燃烧，对反应的环境要求较高不易达到； （4）化合物中元素的化合价代数和为0，FeOOH中H为+1价，O为-2价，设Fe的化合价为x，则x+(-2)+(+1)=0，x=+3，则Fe为+3价；溶液①中的FeSO4反应后转化为+3价Fe，溶液②中的Fe为+2价，Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，其中含有+2价Fe与+3价Fe的比例为1:2，故当A溶液①和A溶液②的质量之比为2:1时，铁元素全部转化到Fe3O4中； （5）①该反应中条件为光照，则过程中将太阳能转化为化学能，反应b为FeO与H2O反应生成Fe3O4与H2，则化学反应方程式为：3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑； ②纳米高性能(平均直径为)，分散系中分散质粒径介于1-100nm的属于胶体，具有丁达尔现象，设计实验方案证明：取一定量纳米高性能水溶液，用一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的通路。 1．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 【解析】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。 2．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 【解析】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。 3．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 选项 操作、现象 解释 A 水蒸气与铁粉高温下反应生成黑色固体 反应生成了FeO B 生铁长时间放置于潮湿的空气中，表面出现红棕色的斑点 红棕色的斑点的主要成分是 C 向盐酸中加入少量铁粉，铁粉溶解 Fe被氧化为 D 新制露置于空气中，最终变成了红褐色沉淀 被氧化成 【答案】D 【解析】A．水蒸气与铁粉高温下反应生成黑色固体为四氧化三铁，故A错误； B．生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点为氧化铁，四氧化三铁为黑色固体，故B错误； C．Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而不是铁离子，故C错误； D．氢氧化亚铁易被空气中氧气氧化为，新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色，故D正确； 故选D。 4．（25-26高一上·青海海东·期末）铁及其部分化合物的转化关系如图所示(部分反应条件省略)，其中X、Y、Z表示三种含铁化合物。下列说法正确的是 A．X的化学式为 B．试剂M可以是溶液 C．Y可以与稀盐酸反应生成Z D．性质稳定，不易被空气中的氧化 【答案】C 【分析】Fe与Cl2反应生成Z，Z为FeCl3，Fe与H2O(g)在高温下反应生成Fe3O4，Fe与试剂M反应生成FeCl2，试剂M应为盐酸（HCl），Fe(OH)2在空气中加热生成Y，Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，而Fe(OH)3加热分解生成Fe2O3，因此Y应为Fe2O3。 【解析】A．由分析可知，X的化学式为Fe3O4，A错误； B．Fe与试剂M反应生成FeCl2，若M为ZnCl2溶液，Fe与ZnCl2不发生反应，因为Fe的活动性弱于Zn。只有当M为盐酸（HCl）时，反应为：，才能生成FeCl2，试剂M应为盐酸，而不是ZnCl2溶液，B错误； C．由分析可知，Y是Fe2O3，Z是FeCl3，Fe2O3与稀盐酸反应为：，可以生成FeCl3（即Z），C正确； D．Fe(OH)2在空气中极易被氧化为Fe(OH)3，反应为：，Fe(OH)2并不稳定，容易被氧化，D错误； 故答案选C。 5．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 【解析】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。 6．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米(平均直径25nm)的流程示意图如下：    下列叙述错误的是 A．步骤①中，生成车间要禁止烟火 B．步骤②中，主要反应的离子方程式是 C．步骤④中应该过量 D．步骤⑤中，为验证得到固体是纳米态粒子，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验 【答案】C 【分析】铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸，加入铁粉还原铁离子：2Fe3++Fe=3Fe2+，过滤，分离出过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2浑浊液，向浑浊液中加入双氧水氧化生成 Fe(OH)3，在与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成Fe3O4，过滤、洗涤、干燥得产品Fe3O4，据此分析解答。 【解析】A．步骤①中铁与盐酸会反应放出氢气，因此生成车间要禁止烟火，故A正确；B．滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和除去过量的盐酸：2Fe3++Fe=3Fe2+，故B正确；C．步骤④中，过量的在步骤⑤中会继续氧化+2价的铁，因此步骤④中不能过量，故C错误；D．纳米态Fe3O4的平均直径25nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，故D正确；故选C。 7．Fe(OH)2是一种白色沉淀，极易被氧化生成Fe(OH)3，为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀，某小组设计如下两套方案。 方案一：覆盖层法 方案二：还原性气体保护法 根据以上两种方案，回答下列问题： （1）在方案一中，为防止Fe(OH)2被氧化，常采用以下措施。 ①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2，目的是_______。 ②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油，目的是_______。 ③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，目的是_______。 （2）方案二要制得Fe(OH)2沉淀，操作方法为_______。相关反应的离子方程式为_______。 （3）将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中，沉淀会发生怎样变化？_______，写出反应的化学方程式：_______。 【答案】（1）排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化 隔绝空气中的氧气 防止带入氧气 （2）打开止水夹a，待A中反应生成的H2排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a 、 （3）白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 【分析】A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹a打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，待仪器中的空气排尽后，然后关闭a，利用生成的氢气使装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色絮状沉淀，据此分析。 【解析】（1）①氧气可溶于水，加热煮沸可以排除溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧化； ②煤油不溶于水、密度小于水，可以隔绝空气防止氧气进入溶液； ③将滴管伸入液面下挤入NaOH，是为了防止滴加操作时带入空气（氧气），都是为了防止被氧化； （2）①打开止水夹a，利用Fe和稀硫酸反应生成的氢气排尽装置内空气后，再关闭止水夹a，A中压强增大，将生成的压入B中与NaOH反应，在氢气的保护氛围中可以得到纯净的； ②相关反应的离子方程式：、； （3）暴露在空气中后，会在空气中被氧气氧化，最终生成红褐色的；化学方程式：。 8．（25-26高一下·上海·期中）难溶于水，易被氧气等氧化剂氧化，溶解在溶液中的少量氧气也可氧化。完成下列填空： Ⅰ．某实验小组设计的制备氢氧化亚铁装置由以下部分构成。 A．    B． C．        D． （1）选择上图装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为______(按气流方向从左到右)。 A．ABD B．ABCD C．ACBD D．ABC （2）装置A中发生反应的化学方程式为______。装置A中固体可更换成______(填化学式)。 （3）装置B中发生反应的离子方程式为______。 Ⅱ．实验室还可用氢氧化钠溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备氢氧化亚铁沉淀，其装置如图所示： （4）具支锥形瓶A中加入的试剂是______(不定项)。 A．氢氧化钠溶液    B．铁屑    C．稀硫酸 （5）实验开始，打开弹簧夹C和D，一段时间后，关闭弹簧夹______，在B中生成______色絮状沉淀。 （6）如实验结束未关闭弹簧夹，则无法长时间保存氢氧化亚铁，原因是______ (用化学方程式表示)。 （7）配制氢氧化钠溶液、稀硫酸所用去离子水中可先加入少量亚硫酸钠，其目的为______ (用化学方程式表示)。 【答案】（1）C （2） （3） （4）BC （5）C 白 （6） （7） 【分析】Ⅰ．根据题意，氨气和硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁，A中生石灰和浓氨水反应制备氨气，为防倒吸，氨气经过安全瓶C后，进入B中与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀，最后用D吸收氨气，防止污染； Ⅱ．结合装置分析可知，A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液；实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，利用铁和稀硫酸反应生成的氢气排净装置中的空气，然后关闭C，利用生成的氢气使装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色絮状沉淀。 【解析】（1）依据分析，连接顺序为ACBD，故选C。 （2）装置A中生石灰和浓氨水反应制备氨气，发生反应的化学方程式为；浓氨水和氢氧化钠混合也能放出氨气，所以装置A中固体可更换成NaOH。 （3）装置B中氨水和硫酸亚铁发生反应生成氢氧化亚铁和硫酸铵，反应的离子方程式为。 （4）具支锥形瓶A中用铁粉和稀硫酸反应制备硫酸亚铁和氢气，所以加入的试剂是铁屑、稀硫酸，故选BC。 （5）实验开始，打开弹簧夹C和D，用A中生成的氢气排出装置内的空气，一段时间后，关闭弹簧夹C，A中铁与稀硫酸反应得到的硫酸亚铁溶液被压入B中，与氢氧化钠溶液反应生成白色絮状沉淀氢氧化亚铁。 （6）如实验结束未关闭弹簧夹，氧气进入B中将氢氧化亚铁氧化为红褐色氢氧化铁，则无法长时间保存氢氧化亚铁，反应的化学方程式为。 （7）亚硫酸钠具有还原性，配制氢氧化钠溶液、稀硫酸所用去离子水中可先加入少量亚硫酸钠，其目的为消耗水中的溶解氧，反应方程式为。 1．（25-26高一上·江苏泰州·期中）一定条件下，利用太阳能可将热解为碳和，转化过程中需用到缺铁氧化物()。其相关转化如图所示： 下列说法正确的是 A．反应①为置换反应 B．3mol 发生反应②可得 22.4L C．中+2价铁和+3价铁的个数比为 D．上述转化可将太阳能转化为化学能并实现了“碳中和” 【答案】D 【解析】A．置换反应的特征是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，反应①反应物为和，均为化合物，不属于置换反应，A错误； B．未给出气体所处的标准状况，无法计算生成的体积，B错误； C．设中个数为，个数为，根据元素守恒和化合价代数和为0可得：、，解得、，二者个数比为，C错误； D．总反应为在太阳能作用下分解为和，缺铁氧化物为催化剂，该过程将太阳能转化为化学能，且消耗了，可实现“碳中和”，D正确； 故答案选D。 2．（25-26高一上·甘肃庆阳·期末）同学们用如图所示的实验装置(夹持装置省略)制备：先关闭K3，打开K1和K2，将装置N中的稀硫酸注入装置M中；一段时间后，调节K1、K2、K3的开关状态，将装置M中生成的溶液注入装置Q中。下列说法错误的是 A．将稀硫酸煮沸后冷却的目的是除去溶液中溶解的 B．“调节K1、K2、K3的开关状态”的操作为打开K1和K3，关闭K2 C．将装置M中生成的溶液注入装置Q中时，可观察到有白色絮状沉淀产生 D．实验结束后将装置Q中注射器的拉杆取下，可观察到白色絮状沉淀直接变为红褐色 【答案】D 【分析】关闭K3，打开K1、K2，将装置N中煮沸除氧后的稀硫酸注入装置M，与M中的铁片反应，铁片与稀硫酸反应：，同时生成的会排出装置内的空气，避免后续生成的被氧化；调节开关：打开K1、K3，关闭K2，装置M内的持续产生，使内部压强增大，将生成的溶液压入装置Q，与其中的NaOH溶液发生反应：，此时装置内无氧气，可观察到白色的絮状沉淀，据此分析： 【解析】A．煮沸稀硫酸可除去溶液中溶解的氧气，防止生成的被氧化，A说法正确； B．打开K1和K3、关闭K2时，装置M中生成的会使内部压强增大，从而将溶液压入装置Q，该操作合理，B说法正确； C．溶液与NaOH溶液反应生成，其为白色絮状沉淀，C说法正确； D．实验结束后取下装置Q注射器的拉杆，空气进入装置，但变为红褐色是逐渐氧化的过程，并非直接变为，D说法错误； 故答案选D。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $