人教版高中化学必修第一册 第三章 铁 金属材料 作业15 铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物【原卷+答案】

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分层作业15铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物

A级必备知识基础练

题组1.铁的存在与铁单质的性质

1.中国传统文化博大精深,明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载;“煤则各处有之，臭者烧熔而

闭之，成石，再凿而入炉，曰礁，可五日不绝火，煎矿煮石，殊为省刀。”下列说法中正确的是（）

A.《物理小识》中记载的是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁

B.在炼铁的过程中铁元素被氧化

C.铁能在氧气中剧烈燃烧,也能在水蒸气中燃烧

D.铁的氧化物都呈黑色

2.（2024・上海徐汇区检测）铁是一种化学元素，化学符号为Fe,它是地壳中含量较多的元素，由于其良好

的机械性能和较低的成本,铁合金（如钢、不锈钢和合金钢）到目前为止仍是最常见的工业金属。铁在

一定条件下发生下列反应，所得产物错误的是（）

ClS

A.Fe一2^FeClsB.Fe一*FeS

HO（g）

2>

C.Fe-------*Fe（OH）3D.Fe-Fe3O4

3.某学习小组进行了如图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是（）

还原

铁粉0

A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰

B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁

C.丙同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应

D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色

题组2.铁的氧化物

4.（2024•浙江温州检测）铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有PcO、FC2O3和PcO4而且在

•定条件下它们之间是可以柱互转化的，例如，在1400C以.1：的温度下加热Fe?O3时,FezC）3会部分失

去氧生成FeQh下列有关说法正确的是（）

A.FeO、FezO.j和FesCh均为黑色固体

B.热稳定性:Fe2（”>Fe3O4

C.Fe.Q4常写成FeOFezCh,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe.Qa是一种混合物

D.FeOsFe?O3和Fes。」均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应

5.（2024.湖南长沙高一检测）在加热条件下裂解水制氢气的过程如图所示。下列说法不正确的是

（）

△

A.反应I的化学方程式是Fe3O4+CO—3FeO+CO2

B.反应II中FcO表现还原性

催”I

C.总反应的化学方程式是C+2H20（g）八CO2+2H2

D.铁的氧化物是裂解水的催化剂

题组3.铁的氢氧化物的性质及制备

6.（2024.河南洛阳高一检测）向下列物质中滴加NaOH溶液先产生白色絮状沉淀，然后迅速变成灰绿

色，一段时间后变成红褐色的是（）

A.FcChB.Na2SO4

C.FeSO4D.KC1

7.下列关于Fe（OH）2的制备方法最成功的是（）

A.向FeCb溶液中逐滴加入NaOH溶液

B.向FeS04溶液中逐滴加入氨水

C.先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeS04溶液液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe（OH”白色沉

淀

D.取适量新配制的FeSO4溶液置于试管中，再加入一层植物油（密度小于水，且不溶于水），然后将装有

NaOH溶液的长滴管插入FeSOj溶液液面下,再挤出NaOH溶液

8.下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（）

A.①②B.①③

C.②③D.①②③

B级关键能力提升练

9.（2024•山东聊城高一检测）下列有关铁和铁的化合物的叙述不正确的是（）

A.铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在

B.FezQ?是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料

C.Fe（OH）2在空气中容易被氧化，制备的关键是隔绝氧气

D.FcO和FC2O3都是碱性氧化物

10.下列有关铁及其化合物反应的离子方程式正确的是（）

A.将Fe3。4加入足量稀硫酸中:Fe3O4+8H-Fe2++2Fe3++4Hq

B.将氧化铁加入稀盐酸中:Fe2O3+6H++2Cr^=2Fe2++02T+3H2O

2+

C.铁粉与稀硫酸反应:2Fe+6H+^~2Fe+3H2|

D.向氢氧化铁中加入足品稀盐酸:H'+OFT^~=H2O

11.（2024.辽宁锦州高一检测）物质A~D的转化关系如图所示（部分生成物未标出），下列判断不正确的

是（）

CuSO4溶液单气体B高温

D溶液红棕色粉末

③质①

氯气△A水蒸气高温

固体C气体B

④

A.反应①和②是置换反应

B.反应②中消耗3molA时转移8molc-

C.红棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料

D.FeCh溶液中含有C杂质可以加入适量Zn除杂

12.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是（)

①④

C

A⑥

⑤

红褐色固体

A.A为Fe,B为Fe2O3

B.C-E发生氧化反应

C.④的离子方程式:Fe2++OH--Fe（OH）21

D.⑥的化学方程式:4Fe（OH）2+O2+2H2O_4Fe（OH）3

C级学科素养拔高练

13.某小组同学为了获取在Fe（OH”制备过程中沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示

装置进行了如下实验（夹持装置已略去，气密性已检验）。

图I

【实验步骤】

①向瓶中加入饱和FeSO4溶液按图1所示连接装置；

②打开磁力搅拌器，立即加入10%的NaOH溶液；

③采集瓶内空气中02含量（质量百分数）和溶液中02含量（DO）的数据。

实验现象:生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。

【实验数据】

【解释与结论】

(1)搅拌的目的是。

(2)生成白色沉淀的离子方程式是o

(3)红褐色沉淀是(写化学式)。

(4)通过上述实验，可得到“在Fe(0H)2制备过程中沉淀颜色的改变与氧气有关”的结论，其实验证据

是。

参考答案

分层作业15铁的单质、铁的氧化物与氢氧化物

1.A解析由《物理小识》中记载可知，该冶炼铁的过程是以焦炭作为还原剂来炼铁,A正确;在

炼铁的过程中铁由化合态转化为游离态，铁元素被还原,B错误;铁在水蒸气中的反应不是燃烧,C

错误;Fe2O3是一种红棕色粉末,D错误。

2.C解析Pc和C12反应，由亍Ch为强氧化剂，所以Pc直接被氧化为十3价，得到FcCb,故A正

确;Fc和S反应,S的氧化性不强，只能生成FeS,故B正确;F?和H?O(g)在高温下反应生成Fe3O4,

故C错误;Fe在02中燃烧生成FeaCh,故D正确。

3.C解析在高温下铁与水蒸气反应生成氮气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体可点燃，且

产生淡蓝色火焰,A正确;试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁,B正确;铁与液态水不反应,

但能与水蒸气在高温下反应,C错误;用盐酸溶解固体生成物可得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶

液,溶液有颜色,D正确。

4.D解析FeO为黑、色粉末,FezCh是红棕色粉末,Fe3C)4是黑色晶体,A项错误;在I400℃以上的

温度下加热FezCh时,Fe2()3会部分失去氧生成FesO.可知热稳定性:FezChvFe.Qa.B项错误;在

FesOj里，铁元素存在+2价和-3价两种价态，可表示为FeOFezCh,但不能说是FeO与FezCh组成

的混合物,Fe-Q4属于纯净物。C项错误;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，反应过程中没有

元素化合价的变化，产物都是盐和水，属于复分解反应,D项正确。

5.C解析分析图示过程可知，反应I的化学方程式为Fe3O4+CO—3FeO+CO2,^A正确;反应

II为3FeO+H2O(g)-Fe3O4+H2,FeO中铁元素的化合价升高，表现还原性，故B正确;反应III为

催化剂

C+CO222co，反应I+H+口得总反应为C+H20(g)F=CO+比,故C错误;铁的氧化物四氧化

催化剂

三铁参与反应，但总反应为C+H?O(g)△—CO+Hz,所以铁的氧化物是裂解水的催化剂，故D正

确。

6.C解析只有FcSCU和NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，然后迅速变成灰绿色,一段时

2+

间后变成红褐色，反应的方程式为Fe+2OH-=Fe(OH)2^4Fe(OH)2+O2+2H2O_4Fe(OH)3o

7.D解析向FcCb溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成的rc(OII)2易被氧化，故A不符合题意;向

FeSCh溶液中逐滴加入氮水，生成的Fe(0H)2易被氧化，故B不符合题意;长滴管插到FeSCh溶液

液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀，由于没有与空气隔绝,时间稍长白色

Fe(OH)2沉淀就会被空气中的Ch氧化，故C不符合题意;加入一层植物油，可隔绝空气，然后加入

NaOH溶液，在植物油下方可以生成Fe(0H)2沉淀，且能防止Fc(0H)2沉淀被氧化，故D符合题

意。

8.B解析因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH”白色况淀，就

要排除装置中的空气。①中是先用生成的也将装置中的空气排尽，并使生成的Fc(0H)2处在H2

的保护中，③中液面上方加苯阻止了空气进入;②中由于能凄触到空气中的0岂故不能较长时间

观察到白色沉淀。

9.A解析铁虽然化学性质匕较活泼，能与许多物质发生化学反应,但是自然界中的陨石中还存

在单质铁,A错误;铁红为Fe2O3,B正确;Fe(0H)2在空气中容易被氧气氧化,制备的关键是隔绝氧

气,C正确;FeO和FezCh都是碱性氧化物，都能与酸发生反应，分别生成亚铁盐和铁盐，故D正确。

+

10.A解析四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水,离子方程式为FC3O4+8H—

2+3++3+

Fe+2Fe+4H2O,A正确;氧化铁与稀盐酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H===2Fe+3H2O,B错

2+

误;铁粉与稀硫酸反应的离子方程式为rc+2ir——rc+n2t，c措误;向负氧化铁中加入足量稀盐

+3+

酸，氢氧化铁难溶于水，应写化学式，反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H—Fe+3H2O,D错误。

U.D解析红棕色粉末是Fez。%其与气体B在高温下反应产生单质A,则A是Fe,气体B是具

有还原性的H2或CO,单质A与水蒸气在高温下反应产生气体B,则B是H2;Fe与。2在加热时

反应产生固体C是FeCh,Fc与CuSCh溶液反应产生FeSCh溶液，故D是FcSO4o根据上述分析

可知:A是Fe,B是H2,C是FeCb,D是FeSO4o反应①是Fe2Ch+3H2——2Fe+3Hq,反应的基本类

型是置换反应;反应②是3Fc+4Hq(g)巴一FC3O4+4%,反应的基本类型也属于置换反应,A