2022-2023 廣東 人教版 高中化學(xué) 必修第一冊(cè) 十九 鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物 練習(xí)（教師版）

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1、 十九　鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物 基礎(chǔ)必會(huì) 一、選擇題(本題包括4小題，每小題5分，共20分) 1．(2021·山東合格考)下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．隕鐵中存在游離態(tài)的鐵 B．鐵能與水蒸氣反應(yīng)，生成氧化鐵和氫氣 C．鐵的氧化物都不溶于水，也不與水反應(yīng) D．氫氧化亞鐵在空氣中易被氧化成氫氧化鐵 解析:選B。隕鐵含有單質(zhì)鐵，鐵元素為游離態(tài)，故A正確；鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，故B錯(cuò)誤；鐵的氧化物都不溶于水，也不與水反應(yīng)，故C正確；氫氧化亞鐵在空氣中會(huì)和空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氧化鐵，故D正確。 易錯(cuò)提醒:鐵

2、與水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物為Fe3O4，不是Fe2O3。 2．(2022·珠海高一檢測(cè))指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，制造指南針的磁性物質(zhì)是(　　) A．FeO　　B．Fe2O3　　C．Fe3O4　　D．Fe 解析:選C。根據(jù)題意，制造指南針的物質(zhì)具有磁性，選項(xiàng)中具有磁性的物質(zhì)是Fe3O4。 3. (2022·深圳高一檢測(cè))向下列物質(zhì)中滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色絮狀沉淀，并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的是(　　) A．FeCl3　B．Na2SO4　C．FeSO4　D．KCl 解析:選C。只有FeSO4和NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)的方程

3、式為Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 補(bǔ)償訓(xùn)練: 下列關(guān)于Fe(OH)2的制備方法最成功的是(　　) A．向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液 B．向FeSO4溶液中逐滴加入氨水 C．先將裝有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀 D．取適量新配制的FeSO4溶液于試管中，再加入一層植物油(密度小于水，且不溶于水)，然后將裝有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液 解析:選D。向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成的Fe(O

4、H)2易被氧化，不容易制備成功，故A不符合題意；向FeSO4溶液中逐滴加入氨水，生成的Fe(OH)2易被氧化，不容易制備成功，故B不符合題意；長(zhǎng)滴管插到FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀，防止Fe(OH)2被氧化，但沒有與空氣隔絕，時(shí)間稍長(zhǎng)白色Fe(OH)2沉淀會(huì)被空氣中的O2氧化，故C不符合題意；加入一層植物油，可隔絕空氣，然后加入NaOH溶液，在植物油下方可以生成Fe(OH)2沉淀，且防止Fe(OH)2沉淀被氧化，故D符合題意。 4．(2022·廣州白云區(qū)高一檢測(cè)) 還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)

5、生成FeO B．濕棉花的主要作用是冷卻試管，防止炸裂 C．肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的H2 D．用鐵絲網(wǎng)罩住酒精燈的火焰是防止風(fēng)把火焰吹滅 解析:選C。還原鐵粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4和H2，A錯(cuò)誤；濕棉花的主要作用是在加熱條件下產(chǎn)生水蒸氣，B錯(cuò)誤；H2可以使肥皂液形成肥皂泡，點(diǎn)燃?xì)馀?，可以檢驗(yàn)H2，因此肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的H2，C正確；用鐵絲網(wǎng)罩住酒精燈的作用是集中火焰，提高火焰溫度，D錯(cuò)誤。 補(bǔ)償訓(xùn)練: 某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流內(nèi)容不合理的是(　　) A．甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃，且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰 B．乙同學(xué)認(rèn)為

6、試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵 C．丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原鐵粉放入試管中，加適量的水，加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng) D．丁同學(xué)認(rèn)為用鹽酸溶解固體生成物所得溶液有顏色 解析:選C。在高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵。甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃，且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，甲同學(xué)觀點(diǎn)正確；試管a中生成的黑色固體為四氧化三鐵，乙同學(xué)觀點(diǎn)正確；鐵與水加熱條件下不反應(yīng)，鐵與水蒸氣在高溫下才反應(yīng)，丙同學(xué)觀點(diǎn)錯(cuò)誤；用鹽酸溶解固體生成物得到氯化亞鐵和氯化鐵的混合溶液，溶液有顏色，丁同學(xué)觀點(diǎn)正確。 二、非選擇題(本題包括1小題，共10分) 5. (2022·中山高一檢測(cè))某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所

7、示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答下列問題： (1)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)止水夾e是打開的，錐形瓶A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____ _______________________________________________， 試劑瓶B中可以觀察到的現(xiàn)象是__________________________________。 (2)數(shù)分鐘后關(guān)閉止水夾e，則試劑瓶B中可以觀察到的現(xiàn)象是__________ ____________________________________________________________， B中反應(yīng)的離子方程式是_______________________

8、_________________。 (3)如果開啟活塞f放掉約液體，此時(shí)試劑瓶B中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是______ _________________________________________________________________， B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________。 解析:(1)鐵和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，F(xiàn)e＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，止水夾e是打開的，產(chǎn)生的氣體會(huì)沿著e處導(dǎo)管進(jìn)入B中；(2)關(guān)閉止水夾e后，A中氣壓增大，會(huì)將生成的硫酸亞鐵以及剩余的硫酸壓入B中和氫氧化鈉混合發(fā)生反應(yīng)：OH

9、－＋H＋===H2O，F(xiàn)e2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，立即產(chǎn)生白色沉淀；(3)氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被氧氣氧化為氫氧化鐵，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。 答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　導(dǎo)管口有氣泡冒出　(2)A中溶液進(jìn)入B中，立即產(chǎn)生白色沉淀　OH－＋H＋===H2O、Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 　(3)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 補(bǔ)償訓(xùn)練: 用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 方法一：用FeS

10、O4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 (1)制備FeSO4溶液用氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)是否可以？____________(填“是”或“否”)。 (2)除去蒸餾水中溶解的O2，常采用______________的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_______________ ___________________________________。 方法二：在如圖所示裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。 (1)在試管Ⅰ中加入的試劑是___

11、______________________________________。 (2)在試管Ⅱ中加入的試劑是_________________________________________。 (3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是___________________________________________。 (4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是_____________ _________________________________________________________

12、。 解析:方法一的原理：＋2價(jià)的鐵有還原性，其化合物無(wú)論是在空氣中還是在水溶液中，都易被氧化為＋3價(jià)鐵的化合物。因此，無(wú)論是制取、保存還是使用＋2價(jià)鐵的化合物時(shí)，都要采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐梗?價(jià)鐵被氧化。在一般的實(shí)驗(yàn)條件下，下列措施都可較好地防止＋2價(jià)鐵被氧化：①加Fe還原Fe3＋(2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋)；②用除去氧氣的水(如經(jīng)過(guò)充分煮沸后的水)配制Fe2＋的溶液；③加保護(hù)劑(如苯、汽油、氫氣、二氧化碳?xì)怏w等)保護(hù)＋2價(jià)鐵； 方法二的原理：向試管Ⅰ中加鐵屑和稀硫酸，向試管Ⅱ中加NaOH溶液，這樣鐵屑和稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO4溶液，借用生成的氫氣將兩支試管內(nèi)的空氣都排出去，使氫氣

13、充滿試管Ⅰ和試管Ⅱ(起保護(hù)氣的作用)。為保證氫氣完全將試管內(nèi)空氣排出，應(yīng)收集試管Ⅱ出口處的氣體，檢驗(yàn)氫氣的純度。當(dāng)確定氫氣充滿兩支試管以后，關(guān)閉止水夾，試管Ⅰ內(nèi)壓強(qiáng)增大，F(xiàn)eSO4溶液順著導(dǎo)管進(jìn)入試管Ⅱ的NaOH溶液中，NaOH與FeSO4發(fā)生反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀。由于有氫氣的保護(hù)作用，F(xiàn)e(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地存在。 答案：方法一：(1)否　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2 方法二：(1)稀H2SO4、鐵屑　(2)NaOH溶液　(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度，當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾　(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且

14、外界空氣不容易進(jìn)入 能力提升 一、選擇題(本題包括2小題，每小題5分，共10分) 6．醫(yī)用熱敷袋使用時(shí)要輕揉，袋內(nèi)的反應(yīng)可看作是鐵粉、空氣和水相互作用，先產(chǎn)生氫氧化亞鐵，然后轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．這一變化過(guò)程的總反應(yīng)可表示為2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 B．熱敷袋放出的熱量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的 C．熱敷袋中含鐵物質(zhì)變化過(guò)程中，鐵元素的化合價(jià)呈現(xiàn)了0價(jià)、＋2價(jià)、＋3價(jià) D．在未使用時(shí)，熱敷袋中的鐵粉與水要分別密封保存 解析:選A。熱敷袋中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe＋3O2＋6H2O===4Fe(OH)3，由題意可得熱敷袋產(chǎn)生的熱量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)

15、生的，相關(guān)含鐵物質(zhì)鐵粉、氫氧化亞鐵、氫氧化鐵中，鐵元素的化合價(jià)依次為0價(jià)、＋2價(jià)、＋3價(jià)；在未使用時(shí)，鐵粉與水要分別密封保存，以防過(guò)早發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而失效。 7. (2022·珠海高一檢測(cè))下列鐵及其化合物有關(guān)反應(yīng)的離子方程式正確的是(　　) A．將Fe3O4加入足量稀H2SO4中：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O B．將氧化鐵加入稀鹽酸中：Fe2O3＋6H＋＋2Cl－===2Fe2＋＋Cl2↑＋3H2O C．鐵粉與稀硫酸反應(yīng)：2Fe＋6H＋===2Fe2＋＋3H2↑ D．向氫氧化鐵中加入足量稀鹽酸：H＋＋OH－===H2O 解析:選A。四氧化三鐵與稀硫酸反應(yīng)生

16、成硫酸亞鐵、硫酸鐵和水，離子方程式為Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，A正確；氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，所給方程式不符合客觀事實(shí)，B錯(cuò)誤；鐵粉與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，C錯(cuò)誤；向氫氧化鐵中加入足量稀鹽酸，氫氧化鐵難溶于水，應(yīng)寫化學(xué)式，反應(yīng)的離子方程式為Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題(本題包括1小題，共10分) 8．(2022·東莞高一檢測(cè)) 某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。 請(qǐng)回答： (1)儀器1的名稱：

17、______________。裝置5的作用：____________________ ____________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，打開K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置做一處改進(jìn)，使3中溶液能進(jìn)入4中：_______________________________________________________。 (3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因：________________

18、_____。 解析:(1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化，裝置5的作用是通過(guò)液封，防止空氣進(jìn)入裝置4。(2)3中溶液不能進(jìn)入4的原因是生成的氫氣沿著導(dǎo)管通過(guò)2逸出，三頸燒瓶中無(wú)法形成高壓，故需在2、3之間加一個(gè)控制開關(guān)。(3)生成灰綠色沉淀說(shuō)明氫氧化亞鐵被氧氣氧化，分析原因應(yīng)該是裝置4中的空氣未排盡。 答案：(1)分液漏斗　液封，防止空氣進(jìn)入裝置4　(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān) (3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡 9．(2022·揭陽(yáng)高一檢測(cè))某小組同學(xué)為了獲取在Fe(OH)2制備過(guò)程中，沉淀顏色的改變與氧氣有關(guān)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，用圖1所示裝置進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置

19、已略去，氣密性已檢驗(yàn))。 實(shí)驗(yàn)步驟: ①向瓶中加入飽和FeSO4溶液，按圖1所示連接裝置； ②打開磁力攪拌器，立即加入10% NaOH溶液； ③采集瓶?jī)?nèi)空氣中O2含量和溶液中O2含量(DO)的數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：生成白色絮狀沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，一段時(shí)間后部分變?yōu)榧t褐色。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): 解釋與結(jié)論: (1)攪拌的目的是__________________________________________________。 (2)生成白色沉淀的離子方程式是____________________________________。 (3)紅褐色沉淀是_________

20、_________________(寫化學(xué)式)。 (4)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可得到“在Fe(OH)2制備過(guò)程中，沉淀顏色改變與氧氣有關(guān)”的結(jié)論，其實(shí)驗(yàn)證據(jù)是__________________________________________。 解析:(1)攪拌可增大固體和液體的接觸面積，使沉淀與氧氣充分反應(yīng)。(2)生成白色沉淀的離子方程式是Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。(3)紅褐色沉淀為Fe(OH)3。(4)由圖2、圖3可知，溶液以及空氣中的氧氣含量減少，說(shuō)明氧氣參加反應(yīng)。 答案：(1)使沉淀與氧氣充分反應(yīng)　(2)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓　(3)Fe(OH)3　 (4)瓶?jī)?nèi)空氣中、溶液中O2含量均降低，沉淀顏色改變