2019_2020学年新教材高中化学课后作业14铁的单质新人教版必修第一册.docx

课后作业(十四) 基础巩固1下列金属单质中，能从CuSO4溶液中置换出铜的是()A汞 B银 C钠 D铁解析在金属活动性顺序表中，汞和银都排在铜之后，两种金属都不能将金属铜从溶液中置换出来，故A、B错；金属钠与铜的盐溶液反应时，先是和水反应置换出氢气，然后是氢氧化钠和铜盐之间的反应，不会置换出金属铜，故C错；金属铁的活泼性比铜强，可以将金属铜从溶液中置换出来。答案D2下列关于铁与水蒸气反应的叙述不正确的是()A是氧化还原反应B铁是还原剂C需在高温条件下进行D产物是氧化铁和氢气解析据3Fe4H2O(g)Fe3O44H2可知反应产物为Fe3O4而非氧化铁，D项错误。答案D3下列氯化物，不能用单质直接反应制得的是()ACuCl2 BFeCl2 CNaCl DHCl解析本题考查氯气的化学性质，氯气具有强氧化性，和铁化合生成物是氯化铁，B不正确，其余都是可以用单质直接反应制得的，答案为B。答案B4高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是()A焦炭和一氧化碳都是还原剂B采用富氧空气可以得到纯铁C加石灰石的目的主要是为了得到CO2D用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿解析高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。答案A5已知钠、铁都能与水反应，下列叙述不正确的是()A它们反应的难易程度不同B它们反应的产物不完全相同C都需在高温条件下进行D反应类型都是置换反应解析据2Na2H2O=2NaOHH2、3Fe4H2O(g)Fe3O44H2可知，两反应条件不同，难易程度不同，产物不完全相同，均为置换反应，所以C项错误。答案C6铁在一定条件下与Cl2、O2、S反应的产物分别为FeCl3、Fe3O4、FeS，下列有关说法正确的是()A三种非金属单质中，S的氧化性最弱B等量的铁分别与Cl2、O2、S反应，转移的电子数相等C反应生成的三种产物都只具有氧化性D反应生成的三种产物都是易溶于水的固体解析根据反应后铁元素的价态，可知S的氧化性最弱，A项正确；反应产物中铁元素的价态不同，等量的铁分别与Cl2、O2、S反应，转移的电子数不相等，B项错误；Fe3O4和FeS中含有2价的铁元素，也具有一定的还原性，C项错误；Fe3O4和FeS难溶于水，D项错误。答案A7下列有关实验现象的叙述中，不正确的是()A氢气在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰B铁丝在Cl2中燃烧，产生棕褐色的烟C钠在Cl2中燃烧，产生棕黄色的烟D铜丝在Cl2中燃烧，产生棕黄色的烟解析Cl2是一种活泼的非金属单质，能跟金属和非金属反应。A项，H2在Cl2中安静地燃烧，产生苍白色火焰，并有白雾生成；B项，Fe在Cl2中燃烧，产生棕褐色的烟；C项，钠在Cl2中燃烧，产生白烟，故C项错误；D项，铜丝在Cl2中燃烧，产生棕黄色的烟。答案C8下列说法不正确的是()A铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁B铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应C铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气D铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂解析据3Fe2O2Fe3O4、3Fe4H2O(g)Fe3O44H2、Fe2HCl=FeCl2H2可知A、B、D正确，C项错误。答案C能力提升9向50 mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应。下列说法正确的是()A开始时产生的气体为H2BAB段发生的反应为置换反应C参加反应铁粉的总质量m25.6 gD所用混合溶液中c(HNO3)0.5 molL1解析开始时产生的气体为NO，故A错误；AB段发生：Fe2Fe3=3Fe2，为化合反应，故B错误；最终生成Fe2，根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知3n(NO)2n(H2)2n(Fe)，即30.05 mol22n(Fe)，n(Fe)0.1 mol，质量为5.6 g，故C正确；n(NO)0.05 mol，则所用混合溶液中c(HNO3)1 mol/L，故D错误。故选C。答案C10铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是 ()A0.5 mol B1 molC1.5 mol D2 mol解析3Fe4H2O(g)Fe3O44H2m(固体质量增加)3 164x mol 32 gx1.5 mol答案C11若0.1 mol某单质与足量的硫充分反应，生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g，则组成这种单质的元素不可能是()AAg BFe CNa DK解析质量增加了1.6 g，则增加的质量是S的质量，故S的物质的量为0.05 mol,0.1 mol某单质与0.05 mol的S反应，该单质与S的物质的量之比是21，所以该单质与硫充分反应后，组成该单质的元素在生成物中的化合价为1，只有Fe没有1价。答案B12现有四种黑色粉末，分别为MnO2、CuO、炭粉、铁粉，只需加入一种试剂并进行适当的操作就可以将它们区分开，这种试剂是()A氢氧化钠溶液 B浓盐酸C稀硫酸 D稀盐酸解析A项，四种物质均不与氢氧化钠溶液反应，不能区分开，A项错误；B项，MnO2与浓盐酸在加热条件下生成黄绿色气体，CuO与浓盐酸反应得到蓝色溶液，铁粉与浓盐酸反应得到绿色溶液和无色气体，炭粉与浓盐酸不反应，故用浓盐酸可以区分四种物质，B项正确；C项，MnO2、炭粉均不与稀硫酸反应，不能区分，C项错误；D项，MnO2、炭粉均不与稀盐酸反应，不能区分，D项错误。答案B13A、B、C是中学化学中常见的单质，A是金属单质，B、C是气体单质。甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如图所示。据此判断：(1)若金属元素A有可变化合价，则A的化学式为_，甲的化学式为_。(2)写出A乙甲C反应的化学方程式：_。解析金属元素A有可变化合价，一般为铁，有2价和3价，可以作为本题的突破口。金属A与气体单质B点燃可化合生成甲，可推知B为氧气。从而推出甲是Fe3O4，气体单质C将单质A还原出来，且乙为无色液体，可推知C为具有还原性的氢气，甲与C发生的反应为Fe3O44H23Fe4H2O。A与乙发生的反应为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。答案(1)FeFe3O4(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H214在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应可以得到铁的氧化物。该氧化物又可经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图所示的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 molL1盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白：(1)实验进行时，试管A中应加入的试剂是_；烧瓶B的作用是_；烧瓶C的作用是_；在试管D中收集到的是_。(2)实验时，U形管G中应加入的试剂是_；长颈漏斗H中应加入_。(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是_(填该仪器对应的字母)。(4)试管E中发生反应的化学方程式是_。(5)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须_；E管中的反应开始后，在F出口处应_。解析(1)根据题干可推断出试管A应是铁和水蒸气反应的装置，在A中装的应是普通铁粉，反应过程中要生成氢气，所以D是用来收集氢气的，在烧瓶B中产生水蒸气，为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷引起水的倒流，在反应装置和收集装置中间加上广口瓶以保证实验安全。(2)装置用来制取氢气，故H用于添加盐酸，在产生氢气的同时可能会带出部分水蒸气和氯化氢气体，故应在U形管中加入固体干燥剂吸收氯化氢和水蒸气。(3)反应是在高温条件下，所以A和E装置需要加热，反应需要水蒸气，故B也需要加热。(4)依据装置和实验目的分析，试管E中发生反应是氢气还原四氧化三铁的反应，反应方程式是：Fe3O44H23Fe4H2O。(5)氢气是可燃性气体，做氢气的性质实验时必须保证氢气是纯净的，为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须进行气体验纯；E管中的反应开始后，在F出口处应点燃H2，避免排放到空气中遇火爆炸。答案(1)普通铁粉(或铁粉)作为水蒸气发生器防止倒吸(或用作安全瓶)氢气(2)碱石灰(或固体NaOH、无水CaCl2等)6 molL1盐酸(3)ABE(4)Fe3O44H23Fe4H2O(5)检验氢气的纯度点燃氢气15钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义，现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示：炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入，原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题：(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是_。(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，其目的是_。(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应_。(4)高炉气中含有的主要气态污染物是_，若直接排放将污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途_。解析(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量，同时生成CO作为还原剂，还原出铁矿石中的Fe；(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，主要是采用逆流操作，不仅利于矿石