化学必修第一册课时作业 15

课时作业15铁的单质、氧化物和氢氧化物基础性训练1.2021年2月10日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利进入环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。火星外表呈红色，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2．下列有关铁及其化合物的说法错误的是()A．陨铁中存在游离态的铁B．铁能与水蒸气反应，生成氧化铁和氢气C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应D．氢氧化亚铁在空气中易被氧化成氢氧化铁3．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是()A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的CuO和红色的CuD．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红棕色的Fe2O34．在一些点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。若将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现红色。以下结论不正确的是()A．该灰黑色粉末用作抗氧化剂B．该灰黑色粉末不可食用C．小袋中原来装有铁粉D．小袋中原来装有氧化铁5．下列有关说法不正确的是()A．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁元素的化合价为＋2价和＋3价B．FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，均与盐酸反应C．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性D．Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定6．下列铁及其化合物有关反应的离子方程式正确的是()A．将Fe3O4加入足量稀H2SO4中：Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OB．将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3＋6H＋＋2Cl=2Fe2＋＋Cl2↑＋3H2OC．铁粉与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe2＋＋3H2↑D．向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H＋＋OH－=H2O7．在FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，将剩余的固体滤出，发现固体能被磁铁吸引，则反应后溶液中大量存在的阳离子是()A．Fe2＋B．H＋C．Cu2＋和Fe2＋D．Fe3＋和Cu2＋综合性训练8.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至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)3Fe2O3B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3D．Fe(OH)2Fe3O49．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：下列说法错误的是()A．将湿棉花改为浸水的尿不湿片段，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出C．将肥皂水改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下10．如图所示装置，可用以制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是()A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化11．铁的氧化物极为复杂。为测定一种铁的氧化物样品X的化学式，实验过程如下：根据实验结果，该氧化物X的化学式为()A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O712.A～J都是初中化学中的常见物质，其中D、E对维持自然界生命活动至关重要，A、B为黑色固体，C是红色金属单质，H为气体，它们的相互转化关系如下图所示。请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：B__________，I____________。(2)反应①②③④中属于置换反应的是________(填序号)。(3)写出反应④的化学方程式________________________________________________________________________。(4)写出反应⑤的离子方程式________________________________________________________________________。13．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称：____________。装置5的作用：________________________________________________________________________。(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置做一处改进，使3中溶液能进入4中：________________________________________________________________________。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14．已知红热的铁能与水蒸气反应生成氢气。现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题。(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)干燥管C中盛放的药品是______；干燥管的______(填“m”或“n”)端与g导管相连接。(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气？简述实验操作步骤和现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)若收集到标准状况下的H222.4L，则参加反应的铁粉的质量为________g。(6)当固体质量增加32g时，生成H2的质量为________g。重难题型突破练三题型一与金属有关的流程分析题1．由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。下列有关说法不正确的是()A．控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率B．Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OC．滤液中主要存在的阳离子有H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋D．聚合硫酸铁铝溶于水形成的胶体具有吸附作用2．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是________，证明Fe3＋存在的现象是__________________________________。(2)写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：①__________，②__________，③__________，④__________，⑤__________，⑥__________。B．请写出相关反应的化学方程式：________________________，________________________，____________________，__________________。3．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是利用铝土矿制备铝的工艺流程：已知：铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量Fe2O3等杂质。请回答下列问题：(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是________(填化学式)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。写出酸化过程发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0g碳单质，转移1mol电子，则反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。则物质甲是________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。原因是__________________。(若合理，则不用填写)。题型二与金属有关的实验题4．某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如图所示实验：另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1。请回答如下问题：(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图________，写出气体甲的化学式________。(2)X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是____________________________(用化学反应方程式表示)。(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式________________________，并设计实验方案验证该反应的产物________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．某小组设计如下实验探究铁与水蒸气的反应(部分装置已省略)。回答下列问题：(1)写出铁和水蒸气反应的化学方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)A、B、C三个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃C处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________。(3)圆底烧瓶中碎瓷片的作用是防止暴沸，若加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，补加碎瓷片的正确操作是________________________________________________________________________。(4)检验反应后的固体中是否存在Fe3O4，不同小组成员持不同意见：①甲同学认为可以使用化学方法，先用足量盐酸溶解，再分别检验Fe2＋和Fe3＋。a．检测Fe2＋是否存在。请从下列试剂或组合中选择一种：NaOH溶液，新制氯水和KSCN溶液，酸性KMnO4溶液。写出发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。b．检测Fe3＋是否存在。多数同学认为该方法检验是否存在Fe3O4不合理，请写出一条理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②乙同学认为可以利用Fe3O4的物理性质进行快速检验。用铁片接触样品后再移开，若观察到____________________，证明反应后的固体中含有Fe3O4。题型三有关金属的计算题6．有两份质量相同的NaHCO3固体，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为()A．2∶1B．1∶1C．1∶2D．4∶17．现加热5g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A．3.38gB．4.58gC．4.16gD．4.41g8．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，则加入的铝粉质量为()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g9．将5.0g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气在标准状况下的体积为2.24L，则该金属合金可能是()A．Mg­Al合金B．Fe­Al合金C．Fe­Zn合金D．Cu­Zn合金10．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL浓度为1.0mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，有气体放出，所得溶液中加入KSCN溶液后无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是()A．11.2gB．5.6gC．2.8gD．1.4g11.工业废电路板的铜常用FeCl3溶液来溶解处理回收。现将一块电路板浸泡在100mLFeCl3溶液中使铜全部溶解得到浸泡液(电路板上其他物质均不发生反应)，测得电路板质量减少了3.2g，在浸泡液中加足量的Fe粉并使之充分反应，过滤并干燥固体，固体质量比加入的Fe粉质量减少了2.4g。请回答下列问题：(1)浸泡液中的溶质是________(写化学式)。(2)参与反应的铁的质量是________g。(3)假设溶液的体积不变，最后所得溶液中c(Fe2＋)＝________mol·L－1。12．为测定人体血液中Ca2＋的含量，设计了如下方案：(1)生成CaC2O4沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)草酸钙可溶于热的稀硫酸，H2SO4酸化的KMnO4溶液与H2C2O4反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，当血液样品为15.00mL时，与H2C2O4反应消耗0.0010mol·L－1KMnO4溶液的体积为15.00mL，则该血液样品中的Ca2＋的物质的量浓度是________________(写出计算过程)。课时作业15铁的单质、氧化物和氢氧化物1．答案：B2．答案：B3．解析：黏土中含有铁元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成铁的氧化物，铁的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，故D项正确。答案：D4．答案：D5．解析：Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁元素的化合价为＋2价和＋3价，A正确；FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，均与盐酸反应分别生成亚铁盐、铁盐，B正确；Fe（OH）2具有较强的还原性，易被氧化为Fe（OH）3，C错误，D正确。答案：C6．答案：A7．解析：发现固体能被磁铁吸引，说明一定含有铁，则反应后溶液中一定不能存在氢离子、铁离子和铜离子，大量存在的阳离子是亚铁离子，答案选A。答案：A8．解析：铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀Fe（OH）2，在空气中加热Fe（OH）2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。答案：B9．解析：尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头的可增加受热面积，故可提供足够的水蒸气，A项正确；具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B项正确；泡泡水易起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，C项正确；磁铁可以吸引单质铁和Fe3O4，D项错误。答案：D10．解析：氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；结合A项分析可知，装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，故B正确；关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；氢氧化亚铁具有强还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。答案：C11．解析：铁的氧化物X加过量稀硫酸溶解，用过量氯气氧化，再加过量NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤、干燥、灼烧，最后得到氧化铁，则生成的氧化铁的物质的量为n（Fe2O3）＝eq\f(4.00g,160g·mol－1)＝0.025mol，则Fe的物质的量为n（Fe）＝2n（Fe2O3）＝2×0.025mol＝0.05mol，Fe的质量为m（Fe）＝0.05mol×56g·mol－1＝2.8g，则氧化物X中O的质量为m（O）＝3.92g－2.8g＝1.