2019_2020学年新教材高中化学课时跟踪检测十六铁单质及其氧化物含解析新人教版必修第一册.doc

课时跟踪检测（十六） 铁单质及其氧化物
A级—学业水平考试达标练
1．铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法正确的是(　　)
A．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
B．常温下铁在浓硫酸中钝化
C．铁在氧气中燃烧生成物为三氧化二铁
D．纯铁(块状)是黑色金属
解析：选B　铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，A错误；在常温下铁遇浓硫酸表面被氧化产生一层致密的氧化物保护膜，故在浓硫酸中钝化，B正确；铁在氧气中燃烧生成物为四氧化三铁，C错误；纯铁(块状)是银白色金属，D错误。
2．互联网上报道，目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血。这里的“铁”是指(　　)
A．铁元素　　　　　　　 B．铁单质
C．四氧化三铁 D．三氧化二铁
解析：选A　由所学知识可知人体中的铁元素是以化合态形式存在的，这里的铁是指铁元素。
3．关于实验室铁和稀盐酸反应的描述正确的是(　　)
A．这是一个置换反应
B．反应的化学方程式是2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑
C．实验现象是出现气泡，溶液由无色变为棕黄色
D．如果把稀盐酸改为浓盐酸会出现钝化现象
解析：选A　铁和稀盐酸反应时有单质铁参加，有单质氢气生成，该反应属于置换反应， A正确；铁和稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，B错误；铁和稀盐酸反应的实验现象是固体溶解，有气泡冒出，溶液由无色变为浅绿色， C错误；铁在浓盐酸中不会出现钝化现象， D错误。
4．高温时铁与水蒸气能发生反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，该反应属于(　　)
A．置换反应 B．分解反应
C．化合反应 D．复分解反应
解析：选A　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2是单质与化合物反应产生新的单质和新的化合物，该反应是置换反应。
5．下列关于铁的氧化物说法不正确的是(　　)
A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈
D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁
解析：选C　铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的，A正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中是Fe2＋、是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，B正确；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，C错误；工业上常使用铁的氧化物做原料用一氧化碳冶炼铁，D正确。
6．关于铁及其化合物的说法错误的是(　　)
A．自然界中只有化合态铁
B．铁有三种氧化物
C．亚铁离子既有氧化性也有还原性
D．氢氧化铁为红褐色沉淀
解析：选A　自然界中铁元素主要以化合态形式存在，游离态的铁元素主要存在于陨石中，A项错误；铁元素的常见化合价为＋2价、＋3价，铁有三种氧化物：FeO、Fe3O4、Fe2O3，B项正确；亚铁离子中铁元素的化合价为＋2价，Fe2＋既能表现氧化性被还原成Fe，又能表现还原性被氧化成Fe3＋，C项正确；Fe(OH)3为红褐色难溶于水的固体，D项正确。
7．在加热条件下，用普通铁粉和水蒸气反应可得到铁的氧化物，该氧化物是(　　)
A．FeO B．Fe3O4
C．Fe2O3 D．CuO
解析：选B　高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
8．下列反应能生成三价铁的是(　　)
A．铁丝在硫蒸气中燃烧
B．铁与硫酸铜溶液反应
C．铁在氯气中燃烧
D．铁与稀硫酸溶液反应
解析：选C　铁丝在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁，生成的是二价铁，故A错误；铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，生成的是二价铁，故B错误；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，生成的是三价铁，故C正确；铁与稀硫酸溶液反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的是二价铁，故D错误。
9．Fe与水蒸气反应实验装置如图所示。

(1)装置A的作用是_________________________________________________________。
(2)B中反应的化学方程式为_______________________________________________。
(3)C的作用是除杂，使用的试剂是_________________________________________。
(4)在D处玻璃管口点燃生成的气体前，必须对该气体进行________。
解析：(1)主体反应中，反应物铁放在装置B的直形玻璃管中，则装置A持续提供水蒸气。(2)加热时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，则B中的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(3)主体反应生成的氢气中混有未反应的水蒸气，则C的作用是干燥氢气，可使用碱石灰或P2O5等。(4)在D处玻璃管口点燃生成的氢气之前，必须检验其纯度。
答案：(1)持续提供水蒸气
(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)碱石灰(或P2O5等)　(4)验纯
10．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也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：
(1)写出化学式：A________；B________；C________。
(2)写出化学方程式。
①A在空气中燃烧_________________________________________________________；
②A与水反应____________________________________________________________。
解析：淡黄色固体是过氧化钠，故A是钠；B能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，故B是镁；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，故C是铁。
答案：(1)Na　Mg　Fe
(2)①2Na＋O2Na2O2
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B级—选考等级考试增分练
1．将11.5 g钠、28 g铁分别放入20 mL 1 mol·L－1的盐酸中，结果正确的是(　　)
A．钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多
B．铁与盐酸反应比钠剧烈
C．铁与盐酸反应产生的气体多
D．反应结束时产生的气体一样多
解析：选A　反应的剧烈程度由金属活泼性决定，即钠比铁剧烈，钠、铁物质的量依次为0.5 mol、0.5 mol，盐酸物质的量均为0.02 mol。可见，铁与盐酸反应时过量，生成H2为0.01 mol。而钠先与酸反应，后与水反应，共生成H2 0.25 mol。
2．在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉俗称“引火铁”。请分别用图中示意的两套装置制取上述铁的氧化物和“引火铁”。(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)

请填写下列空白：
(1)①试管A中应加入的试剂是________。
②需要加热的装置是________，当实验结束时应该先熄灭________处的酒精灯。
③试管D中收集得到的是____________，C的作用是____________。
(2)①G中应加入的试剂是________。
②试管E中发生反应的化学方程式是_________________________________________。
解析：(1)①根据题干信息可知A中发生的反应为铁在高温下和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，试管A是铁与水蒸气反应的装置，故在A中装的应该是铁粉。②反应需要在高温下进行，则A装置需要加热。又因为需要提供水蒸气，所以B装置还需要加热，当实验结束时应该先熄灭A处的酒精灯，在水蒸气的氛围中冷却。③在反应过程中要生成氢气，氢气不溶于水，所以D是用来收集氢气的，为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷，引起水的倒流从而在试管和收集气体的试管中间加上了烧瓶，保证实验安全，即C为安全瓶，起防止倒吸的作用。(2)①装置I是用来制取氢气的装置，由于使用的是稀盐酸来制取氢气，所以在产生氢气的同时可能带出部分水蒸气和氯化氢气体，故在U形管中加入固体来干燥气体，吸收氯化氢和水蒸气，所以G中应加入的试剂是碱石灰。②依据装置和实验目的分析，试管E中发生的反应是氢气还原四氧化三铁的反应，反应的化学方程式是Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。
答案：(1)①铁粉　②AB　 A　③H2　防倒吸
(2)①碱石灰　②Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O
3．铁是人类目前使用最多的金属，可以形成多种氧化物。某实验小组欲利用氢气还原法测定某铁的氧化物(FexOy)的组成，根据实验内容回答下列问题：

(1)按各部分仪器在该实验中的作用分析：装置E中盛放的药品是________，作用是________________________________________________________________________。
(2)实验装置用上面所列仪器组成，按氢气流向的连接顺序是(填入接口字母)a→________________________________________________________________________。
(3)实验前，将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙，这样做的目的是________________________________________________________________________，
若缺少此步骤，会导致x∶y________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)称取烘焙后样品3.04 g，与氢气充分反应后生成水0.9 g，则该样品的组成为________。
解析：(1)(2)根据装置图可判断实验原理是利用氢气还原氧化物来测定其组成。由于盐酸易挥发，生成的氢气中含有氯化氢气体，因此需要除去氯化氢，且进入装置C的氢气必需是干燥的，同时还必须防止空气中的水蒸气和CO2影响实验，因此连接顺序为aihgfde(ed)bc(cb)j，则装置E是用来除去氯化氢的，其中盛放的药品是蒸馏水(或NaOH溶液)。(3)由于样品中可能含有水蒸气，因此实验前，将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙的目的是除去样品中的水蒸气，防止U形管产生额外的增重。若缺少此步骤，生成的水质量增加，即氧原子的个数会增加，从而会导致x∶y偏小。(4)称取烘焙后样品3.04 g，与氢气充分反应后生成水0.9 g，则样品中氧原子的物质的量为＝0.05 mol，质量是0.05 mol×16 g·mol－1＝0.8 g，所以铁的质量是3.04 g－0.8 g＝2.24 g，铁的物质的量是＝0.04 mol，即铁和氧的个数之比是0.04∶0.05＝4∶5，则该样品的组成为Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)。
答案：(1)蒸馏水(或NaOH溶液)　除去H2中混有的HCl
(2)ihgfde(ed)bc(cb)j
(3)除去样品中的水蒸气，防止U形管产生额外的增重　偏小
(4)Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)

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