高中化学必修作业25　铁的单质、氧化物和氢氧化物

作业25铁的单质、氧化物和氢氧化物[分值:100分](选择题1~10题,每小题6分,共60分)题组一铁的单质1.我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶,如笏或团,平面磨错令光、净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”下列说法错误的是()A.“取钢煅作叶,如笏或团”说明金属铁有较好的延展性B.“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈C.“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化D.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁2.下列各项物质间的转化不能通过反应一步完成的是()A.Fe→Fe3O4 B.Fe→FeCl3C.Fe→FeCl2 D.Fe→Fe(OH)33.(2024·乌鲁木齐高一期末)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()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性铁粉放入试管中,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二铁的氧化物4.(2023·广东惠州高一段考)2023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施——四川省甘孜州新龙红山景区正式开园,丹霞地貌的岩层呈红色是因为含()A.Fe(OH)3 B.Fe3O4C.FeO D.Fe2O35.(2024·黑龙江实验中学高一月考)有关铁的氧化物的说法不正确的是()A.Fe3O4是黑色晶体,该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价,1个显+2价B.FeO、Fe3O4都能与稀H2SO4反应生成盐和水,所以都是碱性氧化物C.FeO不稳定,空气中受热易转化为Fe3O4D.Fe2O3俗称铁红,常用作红色油漆和涂料题组三铁的氢氧化物6.将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热至沉淀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.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;Fe2O3C.Fe(OH)2;Fe(OH)3、Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)37.下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是()A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化为红褐色固体B.Fe(OH)2具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热都能分解D.Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色,能产生丁达尔效应8.将铁片放入下列溶液中,溶液质量减轻的是()A.稀硫酸 B.硫酸铜溶液C.稀盐酸 D.AlCl3溶液9.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是()A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶310.以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备FeOOH(铁黄)的一种工艺流程如下:下列说法不正确的是()A.“酸溶”后溶液中金属阳离子主要是Fe3+B.滤渣的主要成分是FeC.“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑D.“氧化”Fe(OH)2浆液时,可用氯气代替空气11.(10分)铁在一定条件下的反应如图所示。(1)晋代的《抱朴子》中有记载“以曾青涂铁,铁赤色如铜”,成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾,即五水硫酸铜。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中,可以得到金属铜,请写出该反应的化学方程式:。

(2)工业上,向500~600℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3,每生产1kgFeCl3,消耗Cl2的物质的量为(计算结果保留2位小数)。

(3)实现Fe转化为Fe2+,可选用(填化学式)溶液。

(4)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式:

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12.(14分)(2024·江苏盐城高一期末)Fe3O4是一种非常重要的磁性材料,同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法,请回答问题。Ⅰ.方法一:甲同学查阅资料发现,温度高于570℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4;该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验,并检验产物。(1)仪器D的名称是,装置E的作用是,其中的现象为。

(2)装置B中的石棉绒的作用是,B中反应的化学方程式为。

Ⅱ.方法二:乙同学查阅资料发现FeOOH为红棕色沉淀,可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4;该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4悬浊液Fe3O4(3)写出第②步反应的离子方程式:

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(4)第③步中洗涤Fe3O4固体,检验固体已洗净的具体操作是。

13.(16分)(2024·云南昭通一中高一期末)氢氧化亚铁用于制颜料、药物,并用于催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。制备Fe(OH)2时,最初产生的Fe(OH)2不稳定,易被空气中的氧气氧化,最终生成红褐色的Fe(OH)3,因而影响了实验效果。某化学兴趣小组同学设计出以下实验改进装置探究能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。[A组实验]已知:苯是一种密度小于钠的液体,空气不能溶解在苯中,且反应过程中苯不参加反应,装置如图。(1)苯的作用为。将钠块加入试管中,可以观察到的现象为

。

[B组实验]选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验,装置如图。(2)实验时,先(填“打开”或“关闭”,下同)止水夹K,然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,使稀硫酸与铁粉反应,一段时间后,止水夹K,制得白色Fe(OH)2沉淀,且沉淀能持续一段时间不变色。白色沉淀能一段时间不变色的原因是。

[C组实验]经查阅文献,该小组用如图装置设计:将一支三通管分别连接三支50mL的注射器,在相应的连接处加玻璃活塞,实现装置的可控与密闭,以完成“一体三管装置”。按图连接好装置,并检查装置的气密性。向注射器A中加入适量铁粉,并吸入少许蒸馏水;注射器B中吸入煮沸后冷却的稀硫酸,确保排尽空气;注射器C中吸入过量的新制的NaOH溶液。重新连接好装置。打开活塞1和活塞2,关闭活塞3,将注射器B中稀硫酸压入装有铁粉的A中,观察到有气泡产生。(3)待其反应完毕后,

(描述活塞开闭情况),将生成的FeSO4压入注射器C新制的NaOH溶液中,这时就可以看到有白色沉淀生成。接着还可取下注射器A,接上注射针头,在酒精灯上点燃收集到的氢气。(4)对比A、B两组实验装置,C组实验装置改进后的优点除操作简单、现象更加明显、能长时间看到白色Fe(OH)2沉淀的存在外,该装置还可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程,具体操作方法是,该过程发生反应的化学方程式为。

答案精析1.C2.D3.C4.D5.B6.B[铁屑溶于过量的稀盐酸后生成氯化亚铁，加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在空气中易被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成水和红棕色的Fe2O3，故B正确。]7.A[Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，故A错误、B正确；Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。]8.B9.B[根据反应的化学方程式：Fe+2HClFeCl2+H2↑、3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知，1molFe与盐酸反应生成1molH2，1molFe与水蒸气反应生成43molH2，故在相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。]10.D[B项，根据流程图分析可知，滤渣的主要成分是Fe，正确；C项，由图示可知，“沉铁”过程中反应物为FeSO4和NH4HCO3，生成物有CO2和Fe(OH)2，故化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑，正确；D项，“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯气代替空气，制备的FeOOH中会有含氯化合物，导致FeOOH的含量较低且有杂质，错误。]11.(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu(2)9.23mol(3)HCl(或H2SO4、CuSO4等，合理即可)(4)Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O12.(1)球形干燥管检验H2黑色固体变为红色(2)增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应的进行3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(3)2FeOOH+Fe2++2OH-Fe3O4+2H2O(4)取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如无白色沉淀，则洗净13.(1)隔绝空气钠块在苯层与硫酸亚铁溶液分界处上下跳动且产生气泡，最后钠块消失，下层溶液中有白色沉淀生成，且能持续一段时间不变色(2)打开关闭稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气(3)关闭活塞2，打开活塞1、活塞3(4)将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下，吸入空气4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3解析(1)钠的密度小于水大于苯，钠与FeSO4溶液中的水反应产生氢气会推动钠在界面处跳动，且产生气泡，最后钠块消失，下层FeSO4溶液中有白色沉淀Fe(OH)2生成，且能持续一段时间不变色。(2)实验时，先打开止水夹K，铁粉和稀硫酸反应生成氢气将装置内的空气排尽，一段时间后，