2024-2025学年新教材高中化学第三章铁金属材料第一节铁及其化合物课时1铁的单质和铁的氧化物课时作业新人教版必修第一册

第一节铁及其化合物课时1铁的单质和铁的氧化物(一)基础巩固1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态形式存在B.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3价C.铁在常温下可与水反应D.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁答案:D2.(2024·云南昆明高一检测)2024年2月10日,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺当进入环火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星。火星外表是红色的,这是因为火星表面含有大量的()A.氧化铜 B.氧化铁C.碳酸钙 D.四氧化三铁解析:氧化铜是黑色的,A项不符合;氧化铁是红色的,B项符合;碳酸钙是白色的,C项不符合;四氧化三铁是黑色的,D项不符合。答案:B3.生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引,是因为它可能含有以下材料中的()A.银 B.铁 C.铝 D.锌解析:铁、钴、镍等物质简单被磁铁吸引,而银、铝和锌都不会被磁铁吸引,因此只有铁符合题意,B项正确。答案:B4.下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是()A.在自然界中,不行能有游离态的铁存在B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红;磁铁矿的主要成分是Fe3O4C.FeO不稳定,在空气中加热快速被氧化成Fe2O3D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物解析:自然界的陨铁中含有游离态的铁,故A项错误;Fe2O3俗称铁红,是赤铁矿的主要成分,Fe3O4俗称磁性氧化铁,是磁铁矿的主要成分,故B项正确;FeO不稳定,在空气中加热生成Fe3O4,而不是生成Fe2O3,故C项错误;Fe3O4与酸反应生成两种盐和水,不属于碱性氧化物,故D项错误。答案:B5.西周晚期我国已驾驭了冶铁技术,其部分原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。下列有关说法正确的是 ()A.该反应是置换反应B.Fe2O3可用作外墙涂料C.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2D.Fe2O3在常温下能与水反应生成Fe(OH)3解析:置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应不是置换反应,故A项错误;氧化铁是红棕色粉末,可用作外墙涂料,故B项正确;氯气氧化性强,Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,故C项错误;Fe2O3不与水反应,故D项错误。答案:B6.下列盐既可以通过金属与酸反应得到,也可以通过金属与单质反应得到的是()A.FeCl3 B.FeCl2C.MgCl2 D.CuCl2解析:Fe与Cl2反应生成FeCl3,Fe与HCl反应生成FeCl2,A、B项均错误。Cu与HCl不发生反应,D项错误。答案:C7.铁与水蒸气反应的试验装置如图所示,下列做法中不正确的是()A.试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替B.将试管底部的湿棉花移到试管口C.用铁丝网罩住酒精灯火焰D.点燃肥皂泡验证氢气的生成解析:铁粉易堵塞导管,而细铁丝与水蒸气的接触面积也较大,A项正确;湿棉花是为了供应水蒸气,在试管底部温度高简单产生水蒸气,若将其移至试管口,不能供应反应所需的水蒸气,B项不正确;铁丝网罩住酒精灯火焰,可以起到防风作用,有利于集中加热,C项正确;肥皂泡在该试验中可以起到“收集氢气”的作用,D项正确。答案:B8.有A、B、C三种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体;B也能在空气中猛烈燃烧,发出刺眼的白光;C在肯定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体,依据以上信息回答下列问题:(1)写出化学式:A.;B.;C.。

(2)写出下列反应的化学方程式。①A在空气中燃烧:

;

②C与水蒸气反应:

;

③A与水反应:

。

解析:淡黄色固体是Na2O2,所以A为Na,在空气中猛烈燃烧,发出刺眼白光的是Mg；与水蒸气反应生成H2和黑色固体的是Fe,黑色固体是Fe3O4。答案:(1)NaMgFe(2)①2Na+O2Na2O2②3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2③2Na+2H2O2NaOH+H2↑(二)拓展提高9.合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧元素的物质的量之比为4∶5,其中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为。

(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化活性最高,此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为(结果用小数表示,保留两位小数)。

(3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量炭粉,发生如下反应:2Fe2O3+C4FeO+CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂,应向480gFe2O3粉末中加入炭粉的质量为g。

解析:(1)设混合物中的FeO、Fe2O3的物质的量分别为x和y,则有:x+2yx+3y=45,整理得x∶y=2∶1,所以混合物中Fe(2)Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2,即FeO和Fe2O3的物质的量之比为1∶1,所以此混合物的组成相当于Fe3O4,所以混合物中铁的质量分数为3×(3)设480gFe2O3粉末中与炭粉反应的Fe2O3的物质的量为x,480gFe2O3的物质的量为480g160g2Fe2O3+C4FeO+CO2↑2 1 4x 12x 2催化剂中Fe2O3和FeO的物质的量之比为1∶1时活性最高,所以3mol-x2x=11,解得x答案:(1)1∶1(2)0.72(3)6(三)挑战创新10.某学院对“铁与水蒸气反应”的试验探讨结果显示:在80~100℃时能产生稳定水蒸气的物质都可以作为该反应的供水剂,铁与水蒸气反应温度在500℃左右即可顺当进行。某化学爱好小组同学利用该探讨结论,采纳西红柿(或洋葱)作为供水剂,设计了如图装置进行试验,并对铁与水蒸气反应的产物进行检验。回答下列问题:(1)A中铁与水蒸气反应的化学方程式是。

(2)C中碱石灰的作用是。

(3)D中的试验现象是

。

(4)若用电子天平称取铁粉质量为0.1527g,测得生成氢气的体积为73.50mL(试验室条件下气体摩尔体积为24.5L·mol-1),则参与反应的铁粉占称取铁粉的百分数为(结果精确到0.1%)。

解析:(1)铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(2)C中碱石灰的作用是干燥氢气。(3)D中氢气与氧化铜反应生成铜和水,可视察到黑色固体变红,管壁有水珠。(4)生成的氢气的物质