2025人教版高中化学必修第一册练习题-第1课时 铁的单质和氧化物、氢氧化物（含解析）

2025人教版高中化学必修第一册

第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

第1课时铁的单质和氧化物、氢氧化物

基础过关练

题组一铁单质的性质

1.（2023浙江余姚中学期中）纳米是长度单位,1nm=109m,当物质的颗粒大小达到纳米级

时，具有特殊的性质。例如“纳米铁''在空气中即可以燃烧。下列关于“纳米铁”的叙述正确

的是（）

A.常温下“纳米铁”比铁片的金属性强

B.常温下“纳米铁”比铁片更易失去电子

C.常温下“纳米铁”的还原性与铁片相同

D.常温卜“纳米铁”比铁片的氧化性强

2.（2024北京清华附中月考）下列有关铁的说法中正确的是（）

A.FeCh可通过化合反应或置换反应制得

+==3+

B.铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe+6H2Fc4-3H2T

C.铁在纯氧中燃烧生成FesO4

D.常温下,Fc与H2O不反应，但在空气中02、H2O的共同作用下反应生成Fe3O4

3.（经典题）（2024四川成都石室中学期中）某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气

反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（）

A.实验时，应先点燃A处的酒精灯,再点燃B处的酒精喷灯

高温

B.装置B中发生反应的化学方程式为2Fe+3H20（g）Fe20s+3H2

C.装置E中的现象是红色粉末变黑

D.因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理

4.（2024河北衡水二中月考）某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，实验装置如

图所示。

还原铁粉

湿沙子

K

回答下列问题：

(1)如何检查装置的气密性?,

(2)装置中湿沙子的作用是o

(3)K中发生反应的化学方程式为。

⑷该同学认为欲在装置的导管口处点燃反应产生的气体，装置H必不可少,H的作用

是o

题组二铁的氧化物

5.(2024天津南开中学期末)下列说法正确的是()

A.在自然界中，不叫能有游寓态的铁存在

B.赤铁矿的主要成分是FeKh,磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红

C.Fe3O4可认为是FeO和地2。3等物质的最组成的混合物

D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、FezCh、FeO都是碱性氧化物

6.(2023河南南阳一中月考)某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡

片：

在空气中把铁灼烧到500℃生成

Fes。/温度再升高可生成FezCh；在更高

的温度(约1400℃)下加热FezCh时，又

可得到Fe3CU。即:

②温度再升高

①500r

FeFesO4③约1400℃

FezCh

下列说法正确的是()

A.FeO、Fe2O3和FesO4均为黑色固体

B.反应②的温度比反应③的温度高

C.FcO的稳定性强于Fe2O3

D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂淇组成可表示为FCOFC2O3

7.（2024河南南阳一中月考）有一块铁的氧化物样品，用100mL5.0mo卜L"盐酸恰好将其完

全溶解，所得溶液中通入0.05molC12,恰好使其中的Fe?+全部转变为Fe3+,则该样品可能的

化学式为（）

A.Fe2O?B.FesOdC.FaChD.FesCh

题组三铁的氢氧化物

2+

8.（2024山东荷泽一中月考）已知:2Fe3++Fe^3Fe0下列实验方案能长时间得到白色

纯净的Fe（OH）2的是（）

A.在FeCb溶液上加一层茶，然后将滴管插入到FeCb溶液液面以下，慢慢滴加NaOH溶液

（溶液中不能有气泡，配制FeCb溶液和NaOH溶液的蒸储水必须加热煮沸）

B.将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水

C.在Fe2（SO4）3溶液中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的NaOH溶液

D.在生成Fe（OH）3的悬浊液中加过量的铁粉

9.（2024河北邢台质检联盟月考）某化学兴趣小组按如图装置进行实

口-橡皮管

验，反应开始时打开弹簧夹，当点燃从a口出来的气体无爆鸣:版窑aa声时关

闭弹簧夹，此时剩余少量的钠，下列说法错误的是（）Na

A.橡皮管能起到平衡气压的作用

B.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，剩余的少量钠能置换出单质铁

C.关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀

D.反应结束后，打开锥形瓶的橡胶塞,能观察到有红褐色沉淀产生

10.（经典题）（2023重庆南开中学月考）某班同学分成A、B两组，并分别设计实验探究能较

长时间观察到白色Fe（OH）?沉淀的制取方法。回答下列问题：

//NaOH溶液

FeSO&溶液

A组实验:用NaOH溶液和FeSCU溶液直接反应（如图）。

⑴FeSCU可由铁粉还原Fe2（SO4）3制得，写出此反应的离子方程

式:。

⑵该方法能观察到白色的Fe（OH）2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化

为o请分析沉淀颜色变化的原因:

（用化学方程式表示）。

B组实验:选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。

（3）实验时，先（填“打开”或“关闭”）止水夹K,然后打开的玻璃塞和活塞,

使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后,（填“打开”或“关闭”）止水夹K,制得白色

Fe（0H）2沉淀，且沉淀能一段时间不变色，原因是o

能力提升练

题组一铁及其化合物性质的综合应用

1.（2024云南昆明期末）龙泉剑是我国第一把铁剑,它的锻造技艺记录于《越绝书》《天工

开物》等典籍中，下列有关说法错误的是（）

A.《越绝书》中记载“洗沙’后得到红棕色铁矿石,该铁矿石主要成分是FezCh

B.《天工开物》中记载将铁矿石、木炭等置于炉内，风箱鼓风，便产生铁水，铁水是还原产物

C.铁剑锻造需要“淬火”，从而提高铁剑的硬度,“淬火”中Fe与H20（g）反应生成Fe（0H）3

D.在剑身上涂油可防止铁剑生锈

2.（经典题）（2024天津四十二中月考）用废铁屑制备磁性胶体粒子，制备过程如下：

废宏NaOH___________

铁Na£O,溶避稀HNSOJ适量［溶液_Feq

屑除表面汕蒋li,O,7通入"（胶体粒子）

A加热----------

下列说法不正确的是（）

A.溶液A中Fe2+»Fe3+的浓度比为2：1

B.通入N?是为了防止空气中的02氧化Fe2+

C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+

D.加稀H2sCh是为了使铁溶解生成FeSO4

3.（2023广东广州三中期末）将稀硫酸和铁粉按一定顺序依次加入一定量的硫酸铜溶液中

充分反应。实验过程中，加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示，下列说法

不正确的是（）

A.先加入的是铁粉，后加入的是稀硫酸

剩余固体的质员/g

加入物质的质员/g

B.b、d点对应的剩余固体种类不同

C./n=6.4

D.向f点对应溶液中加入铁粉有气泡产生

4.（2024湖南长郡中学选科调研）元素的“价一类''二维图是我们学习元素及其化合物相关

知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘

制的二维平面图像。如图为铁元素的“价一类”二维图箭头表示部分物质间的转化关系。

化合价

Fc,O^Fe(OHk^FeCL

'造⑦「④It-

FeOFe(()H)2^*FeCl2

单质氧化物碱捻物质类别

请回答以下问题：

（l）Na2FeO4中Fe的化合价为。

⑵制备氢氧化亚铁时，制得的白色絮状沉淀最终转化为红褐色沉淀,请用化学方程式解释

该现象:O

⑶已知Na2Fe€）4在强碱性溶液中稳定存在,pH越小稳定性越差;则制备Na2FeO"寸需要在

（填“酸性”“碱性”或“中性”）环境中进行。Na2FeO4也可以作净水剂，能与水反应生成具有吸

附性的Fe（OH）3胶体，反应的离子方程式为.

（4）FeO>Fe2O3是合成氨工业生产中所用的a・Fe催化剂的主要成分。某FeO、Fe2（）3混合

物中,铁原子、氧原子的物质的量之比为4：5,其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为。

题组二以铁及其化合物为载体的实验探究

5.（2024湖南浏阳期末）用如图所示装置测定某铁矿石中Fe2O3的含量（杂质不参与反应）,

称取4.00g该铁矿石于硬质玻璃管A中，充分反应后测得干燥管B增重2.64g,C增重0.44

g,下列相关说法中正确的是（）coA,力石岁碱父

B.在硬质玻璃管A发牛的反应中,CO被还原

C.该铁矿石中Fe2O3的质量分数为93.3%

D.若撤去干燥管C,会造成测得的FC2O3的含量偏高

6.（2024山东烟台莱州一中月考）某学习小组探究铁与氯气在不同条件下的反应及产物。

资料:无水FcCb受热易升华。

⑴将铁粉放入氯水中，铁粉溶解,无气泡产生。

①经检验氯水呈酸性，原因是（用化学方程式表示）。

②依据实验现象,判断氯水中与Fe反应的粒子可能为o

⑵湿润的Cb与Fe的反应：

实

装置操作及现象

验

常温时将铁丝伸入集气瓶中，铁丝迅速变黑，反应停止后，加入蒸储水，溶液呈浅

昌I

绿色

年

将红热的铁丝伸入集气瓶中，铁丝剧烈燃烧,产生大量棕褐色的烟，瓶底铺有棕

湿润CI,

II

色粉末

①实验I,经检验产物中有FeCb,推测其形成的可能原因：

a:铁和氯气直接化合生成，其反应为

b:2Fe+3Ch2FeCh,2FeCh+Fe3FeCho

②实验II中反应的化学方程式为

⑶干燥的CE与Fe的反应：

实

装置操作及现象

验

III常温时将铁丝伸入集气瓶中，铁丝慢慢变黑，有大量气体剩余

0

将红热的铁丝伸入集气瓶中，铁丝剧烈燃烧,产生大量棕褐色的烟，瓶底铺有棕

燥（工IV

F色粉末

实验HI中有大量Cb剩余，实验IV中几乎无Ch剩余，可能的原因

是。7.（2023上海奉贤期末）

打印机墨粉中Fe3O4的含量是衡量墨粉质量优劣的重要指标之一，为测定某墨粉中Fe3O4

的含量，同学们在化学实验室中进行了如下实验。

今L第一份

mg墨粉足量稀硫Ppg分为两

酸,过滤的酸也溶液等份

样品第二份

已知:①墨粉中除Fe3CU外淇余成分既不含铁元素也不溶于水、不与酸反应;

②酸性高镒酸钾溶液呈紫红色,Mi?+溶液无色。

⑴列举两个生成磁性氧化铁反应的化学方程

工C•、O

⑵检验Fe2+:

①［实验原理］Fe2++MnO；+H+Fe3++Mn2++在0(配平离子

方程式)。

②［实验操作］取第一份溶液少许，向其中滴加酸性KMnO4溶液，振荡，观察

到，

③［实验结论］溶液中含Fe2+,同时证明Fe2+具有性。

(3)测定Fe3O4的含量:

笫计算

二足量

F%0

份然水4

的含量

①加入足量氯水的目的是___________________________

②加入足量NaOH溶液后观察到的现象是

③沉淀加热时发生反应的化学方程式是

答案与分层梯度式解析

基础过关练

1.C2.C3.A5.B6.D7.C8.A9.B

1.C“纳米铁”和铁片都为铁单质，失电子能力相同，“纳米铁”的还原性与铁片相同,“纳米

铁''之所以能在空气中燃烧是由于纳米材料的颗粒较小，表面积较大，与氧气的接触面积较

大。

2.CFe与Ch加热时发生化合反应生成FeCb,而Fe和盐酸反应生成Fe。z,即不能通过置

+

换反应制得,A错误;Fe和稀硫酸反应生成FeSO4和Fh,其离子方程式为Fe+2H^

2+

Fe+H2t,B错误;Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4,C正确;常温下Fe与H20不反应，但在空气中

02、H2O的共同作用下反应生成铁锈(主要成分是Fe2O3“H2O),D错误。

3.A实验时应先点燃A处酒精灯，赶走装置中的空气，再点燃B处的酒精喷灯,A正确;装

高温

=

置B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)^Fe3O4+4H2,B错误;装置E中H2还原

CuO,观察到的现象是黑色粉末变为红色,C错误;铁与水蒸气反应，炽热的铁水注入模具之

前，模具需干燥，防止产生的H2发生爆炸,D错误。

4.答案⑴向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K,若H中导管口出现气泡停止加

热后导管中出现水柱，证明气密性良好(答案合理即可)(2)提供水蒸气(3)3Fe+4H9(g)

高温

==

Fe3O4+4H2(4)干燥氢气，降低H2中水蒸气的含量

解析(2)题述反应是铁与水蒸气的反应,湿沙子受热时，水蒸发产生水蒸气，即湿沙子的作

高温

=

用是提供水蒸气。(3)K中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)^Fe3O4+4H2o(4)

潮湿的氢气很难点燃，故H的作用是干燥氢气，降低H2中水蒸气的含量。

5.B陨铁中，含有游离态的铁,A错误;赤铁矿俗称铁红,其主要成分是Fe2O3,磁铁犷的主要

成分为Fe3(X又称磁性氧化铁,B正确;FesCh属于纯净物,C错误;FezCh、FcO与酸反应分

别生成一种盐和水,二者都是碱性氧化物，但Fe3O4与酸反应生成两种盐，不属于碱性氧化

物,D错误。

6.DFe2O3为红棕色固体,A项错误;根据信息可知Fe在500°C时与氧气反应生成Fe3O4,

继续升高温度生成FezCh,在更高的温度(约1400℃)下Fe2O3转化为Fe3O4,则反应②的温

度比反应③的温度低,B项错误;FeO不稳定，其稳定性弱于Fe2O.%C项错误;FesO,中Fe为

+2价和+3价，其组成可表示为FeOFe2O3,D项正确。

7.C通入0.05molC12,恰好使Fe2+全部转变为Fe3\则通入。2前溶液中

«(Fe2+)=2n(C12)=2x().()5mol=0.1mol,3H(Fe3+)+2H(Fe2+)=z?(Cr)=().1Lx5.()molLl=0.5mol,

则«(Fe3+)=0.1mol,该铁的氧化物样品中含0.1molFe2\0.1molFe3+,故该样品可能的化学

式为Fe4O5o

8.A配制溶液的蒸储水煮沸，能排出溶解的氧，加一层苯隔绝空气，可制得白色纯净的

Fe(OH)2,A正确;将铁粉与稀硫酸充分反应，再加入过量氨水，实验中缺少防止Fe(OH”被氧

化的措施,B错误;实验未排出溶液中溶解的氧，缺少防止Fc(0H)2被氧化的措施,C错

误;FC(OH)3与铁粉不反应，该方法不能制备FC(OH)2,D错误。

9.B钠与水反应生成H2,连接橡皮管能维持压强平衡,A正确;钠与水反应生成NaOH和

H2,生成的NaOH与FcCh反应生成白色絮状Fe(OH)2沉淀,B错误、C正确;Fe(OH)2不稳

定，会与02、H2O结合生成Fe(OH)3红褐色沉淀,D正确。

10.答案(l)Fe+2Fe3+^=3Fe2+

==

⑵白色沉淀迅速转化为灰绿色，一段时间后变为红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O

4Fe(OH)3

⑶打开分液漏斗关闭稀硫酸与铁粉作用产生的H2排出了装置中的空气

解析⑴铁粉还原Fe2(SCh)3制得FeSCU,该反应的离子方程式为Fe+2Fe3+==3Fe2\

⑵Fe(OH)2沉淀不稳定，容易被氧化，可看到白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，反

==

应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3o(3)题图实验中，应先打开止水夹

K,再打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,使左侧装置中Fe与稀硫酸反应，一段时间后装置中的

空气被排尽，关闭止水夹K,左侧装置中压强增大，可将左侧装置中溶液压入右侧NaOH溶

液中,二者反应生成Fe(0H)2沉淀。

能力提升练

1.C2.A3.B5.D

1.CFe2O3为红棕色固体，红棕色铁矿石的主要成分是Fe2O3,A正确;炼铁过程中铁元素化

合价降低，得到的铁水为还原产物,B正确;Fe与H20(g)高温生成Fe3O4和H2,C错误;剑身

上涂油可隔绝氧气和水,从而防止铁剑生锈,D正确。

2.A

22

Fe3O4中Fe\Fe?+个数比为1：2,溶液A中Fe\Fe?+的浓度比为1：2,A错误;通入N2

是为了隔绝空气,防止空气中的02氧化Fe2+,B正确;加入适量H2O2将部分Fe2+氧化为

Fe3+,C正确;加入稀H2sCM能与Fe反应生成FeSCh和Hz,D正确。

3.B图像分析：

[剩余固体的质;*

根据分析可知，先加入的是铁粉,后加入的是稀硫酸,A正确;b、d点对应的剩余固体均是铁

和铜的混合物,B错误"g为生成的铜的质量,则有：

Fe+CuS04FeS04+Cu

5664

5.6gg

色=天空，解得〃-64C正确;f点时，稀硫酸过量，故向f点对应溶液中加入铁粉会有气泡产

64mg

生,D正确。

4.答案⑴+6(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)碱性4Fe0K+l()H2O=

4Fe(OH)3(胶体)+3。2廿80日(4)2：1

解析(DNazFeO,中Na、O元素分别为+1、-2价，由化合物中各元素正、负化合价代数

和为零，可知Fe元素为+6价。(2)Fe(OH)2在空气中与02、水反应生成红褐色Fe(OH)3,其

==

化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。⑶根据题中信息NazFeCM在强碱性溶

液中稳定存在,pH越小稳定性越差;可判断制备NazFeCM时需在碱性环境中进行。根据

Na2FeO4能作净水齐山能与水反应生成Fe(OH)3胶体，由化合价变化可知，反应中一定有02

生成，结合电荷守恒、得失电子守恒可写出该反应的离子方程式为4Fe0i-+10H2O-

4Fe(OH)3(胶体)+3ChT+8OH-。(4)设FeO、FezCh的物质的量之比为〃：仇则弋=±解得

a+3b5

a'b=2：1。

5.D硬质玻璃管内有空气，先通CO排出装置内的空气，防止干扰实验结果及出现安全事

高温

故,A错误;A中发生反应Fe2O