1、第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物一、概念判断(判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”，共5小题，每题1分，共5分)1铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在。()提示：铁在自然界可以像陨铁中的铁那样以单质的形式存在。2铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。()3铁粉与水蒸气反应生成氧化铁和氢气。()提示：铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。4FeO、Fe2O3、Fe3O4都是碱性氧化物。()提示： FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，Fe3O4不是。5Fe2O3俗称铁红，常用作红色颜料。()二、选择题(本题包括8小题，每题2分，共16分)题组1铁的存在1
2、磁铁矿、赤铁矿中铁含量较多，常用于冶炼铁，其中铁元素主要以_价态存在于矿石中()A0 B2 C3 D2和3【解析】选D。铁元素主要以2价和3价化合物的形态存在于矿石中。2铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法不正确的是()A铁与氯气反应生成FeCl2B铁矿石可在高温下加入炭还原得到铁单质C铁在氧气中燃烧后的生成物为黑色D纯铁是银白色金属【解析】选A。铁与氯气反应生成高价态的FeCl3，故A错误；铁在冶炼时，应在高温下加入炭还原得到，故B正确；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，故C正确；纯铁为银白色金属，故D正确。题组2铁的性质3.99式主战坦克和升级版的99G式，是目前中国先进的主战
3、坦克。坦克的主要制造材料是钢铁，下列关于铁的说法中，正确的是()A自然界中的陨铁主要以单质形态存在B.单质铁与稀硫酸在常温下不反应C铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性D与盐酸反应生成氢气和FeCl3【解析】选A。自然界中的铁元素主要以化合态形式存在，但陨铁中的铁元素以游离态形式存在，A正确；常温下，铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2，B错误；Fe2既有还原性，也有氧化性，C错误；铁与盐酸反应生成氢气和FeCl2，D错误。4.位于哈尔滨市南岗区的一个小型特种钢铸造厂因操作人员出现失误，一千多摄氏度高温铁水进入冷水坑而引发爆炸，房顶被爆炸产生的冲击波穿了个大洞。爆炸原因分析可能发生了以下哪个
4、反应()AFe2H2OFe(OH)2H2B2Fe6H2O2Fe(OH)33H2C3Fe4H2OFe3O44H2D2Fe3H2OFe2O33H2【解析】选C。一千多摄氏度的铁水进入冷水坑符合铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，产生的H2遇氧气发生爆炸。题组3铁的氧化物的性质5录音磁带是在醋酸纤维、聚酯纤维等纤维制成的片基上均匀涂上一层磁性材料磁粉制成的。制取该磁粉的主要物质是()AFeOBFe2O3CFe3O4DAl2O3【解析】选C。Fe3O4具有磁性，常用于磁带、银行卡片等。6关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是()A铁的三种氧化物中铁元素的化
5、合价完全相同B都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水C氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁D四氧化三铁中铁元素有2价和3价，它是一种混合物【解析】选C。FeO和Fe2O3中铁元素的价态分别为2、3，都是碱性氧化物，分别能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，Fe3O4不是碱性氧化物，A、B错误；氧化亚铁在空气中加热可生成四氧化三铁，C项正确；Fe3O4不是混合物，因为Fe3O4有固定的组成(Fe2O3FeO)和结构，D错误。题组4铁的氢氧化物7下列变化中不可能通过一步反应完成的是()AFe2O3Fe(OH)3BFeCl2Fe(OH)2CFeFe3O4 DFe(OH)2Fe(OH)3
6、【解析】选A。Fe2O3Fe(OH)3至少需要两步才能完成，如Fe2O3FeCl3Fe(OH)3，A错误；FeCl2和碱反应可生成Fe(OH)2，B正确；Fe在纯氧中燃烧可生成Fe3O4，C正确；Fe(OH)2与O2、H2O反应生成Fe(OH)3，D正确。8下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()A该溶液中K、Fe2、SCN、Br可以大量共存B和NH3H2O反应的离子方程式：2Fe33OH=Fe(OH)3C和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3SOBa23OH=Fe(OH)3BaSO4D1 L 0.1 molL1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe【解析】选D。Fe
7、2(SO4)3溶液中的Fe3与SCN发生反应，在溶液中不能大量共存，A项错误；氨水不能拆写，B项错误；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀，铁离子和硫酸根离子的物质的量之比为23，正确的离子方程式为2Fe33SO3Ba26OH=2Fe(OH)33BaSO4，C项错误；1 L 0.1molL1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1 mol，0.1 mol硫酸铁中含有0.2 mol铁离子，与足量锌反应可以生成0.2 mol铁，生成铁的质量为11.2 g，D项正确。三、非选择题(本题包括1小题，共9分)9为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。(
8、1)高温下，铁粉与水蒸气反应，如图。写出下列仪器的名称。a_，b_，c_。试管中发生的化学反应方程式_，其中_为氧化剂。(2)铁为变价金属，与不同氧化剂反应可生成不同价态，单质铁与_(填下列编号，下同)反应时只生成3价铁；与_反应时只生成2价铁；与_反应时既可以生成2价铁也可以生成3价铁。所选试剂：Cl2O2H2O(g)S盐酸CuSO4溶液稀硫酸【解析】(1)在3Fe4H2O(g)Fe3O44H2中，氢元素化合价降低，水是氧化剂。(2)铁与强氧化剂生成3价，与弱氧化剂生成2价，与O2、H2O(g)反应生成Fe3O4。答案：(1)酒精灯试管蒸发皿3Fe4H2O(g)Fe3O44H2H2O(2)一
9、、选择题(本题包括14小题，每题3分，共42分)1(2021海口高一检测)我国宋代的药物著作开宝本草中记载了有关中药材铁华粉的制法：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉是指()A铁粉B醋酸亚铁C食盐 D氢氧化铁【解析】选B。由信息可知，Fe与醋酸反应生成铁华粉，即中药材铁华粉是指醋酸亚铁。2下列叙述正确的是()A纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属B铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3C纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化D足量的铁在氯气中燃烧生成FeCl2和FeCl3【解析】选C。纯铁为银白色，铁、锰、铬三种金属及它们的合金称
10、为黑色金属，A项错误；由于S的氧化性较弱，故Fe在硫蒸气中燃烧生成的产物为FeS，B项错误；Fe在干燥的空气中不易被氧化，所以纯铁的抗腐蚀能力较强，C项正确；Cl2具有强氧化性，将Fe氧化成3价，产物只有FeCl3，D项错误。3上海世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大型炼钢厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有()AFeO粉尘 BP2O5粉尘CFe2O3粉尘 DSiO2粉尘【解析】选C。Fe2O3呈红棕色，故炼钢厂产生的红棕色烟雾是Fe2O3所致。4将金属Cu投入金属A的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质；金属B投
11、入稀硫酸中，观察到B的表面有气泡产生。下列关于金属A、B、Cu活动性的叙述正确的是()ABCuA BACuBCBACu DABCu【解析】选A。Cu置换A，说明活动性：CuA，B能置换出H2，说明活动性：BCu。故活动性：BCuA。5如图铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是()A试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替B将试管底部的湿棉花移到试管口部C用铁丝网罩住酒精灯火焰D点燃肥皂泡验证氢气的生成【解析】选B。铁粉易堵塞导管口，铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，A正确；若湿棉花移到试管口部，产生的水蒸气不易与铁丝充分反应，B错误；铁丝网罩住酒精灯火焰，可提高温度，C正确；氢气能燃烧，点燃肥皂泡可验
12、证氢气的生成，D正确。6(2021北京顺义区高一检测)某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析，下列说法正确的是()A实验、所涉及的物质均为电解质B实验、发生的均为离子反应C实验、均未发生氧化还原反应D实验、反应制得的物质均为纯净物【解析】选C。实验中铁与氯气都是单质，不是电解质，故A错误；实验铁与氯气反应生成氯化铁，不是离子间发生的反应，不属于离子反应，故B错误；氯化铁溶于水为物理变化，氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故C正确；实验得到氢氧化铁胶体，属于混合物，故D错误。7. (双选)将0.3 mol钠、0.1 mol铁分别加到各自盛有500
13、 mL 0.2 molL1 的稀硫酸的两个烧杯中，下列说法正确的是()A两个烧杯中金属沉在液面下B两个烧杯中都没有金属剩余C两个烧杯中都有金属剩余D两个烧杯中产生氢气的质量不同【解析】选B、D。钠浮在稀硫酸液面上，铁沉在稀硫酸液面下；由钠和铁分别与稀硫酸反应的化学方程式可知，铁与硫酸恰好完全反应，而钠过量，但过量的钠继续与水反应，所以两个烧杯中都没有金属剩余，产生氢气的质量也不相同。8准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为()AFe3O4 BFe2O3CFeO D以上都不是【解析】选C。4.0
14、0 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04 mol，增加的氧元素为0.04 mol，质量为0.04 mol16 gmol10.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64 g，铁元素质量为2.88 g0.64 g2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为0.04 mol11，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。【方法归纳】确定铁的氧化物组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(Fe)n(O)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab23，则铁的氧化物为Fe2O3；若ab34，则铁的氧化物是Fe3O4或Fe
15、O与Fe2O3按物质的量之比为11的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为11，Fe3O4为任意值)。9由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得铁元素与氧元素的质量之比为218，这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是()A121 B. 123C131 D. 113【解析】选D。由铁元素与氧元素的质量之比为218，求得铁元素与氧元素的物质的量之比为34，所以Fe3O4的量多少不影响混合物中铁元素与氧元素的质量比， Fe3O4可以写成FeOFe2O3的形式，因此只要FeO、Fe2O3物质的量之比为11即可。10(202
16、1武汉高一检测)铁的常见化合价有2价和3价。据研究，铁在浓HNO3中可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()AFeO3Fe2O3 B2FeO3Fe2O3CFeO2Fe2O3 D2FeOFe2O3【解析】选B。化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeOmFe2O3，则解得n2，m3，该化合物可以表示为2FeO3Fe2O3。11(双选)铁与水蒸气在高温下发生反应，下列说法正确的是()A产物中有氢氧化铁B铁发生了氧化反应CH2O中的O元素被氧化了D3 mol铁发生反应，转移8 mol电子【解
17、析】选B、D。铁与水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气，产物中无氢氧化铁，故A错误；铁的化合价升高，作还原剂，发生了氧化反应，故B正确；H2O中的O元素化合价未发生改变，未被氧化，故C错误；3个铁原子生成了1个亚铁离子、2个铁离子，失去8个电子，则3 mol铁发生反应，转移8 mol电子，故D正确。12实验室用如图装置来制取Fe(OH)2，关于该实验的说法中正确的是()A组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂B引发B中产生Fe(OH)2的操作是关闭K，继续滴加稀硫酸C从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气D打开B中瓶塞，可看到白色沉淀直接变为红褐色沉淀【解析】选
18、B。组装好仪器后，应先检验装置的气密性，故A错误；关闭K，将生成的硫酸亚铁排到B中生成氢氧化亚铁，故B正确；装置内存在空气，从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体为氢气和空气的混合物，故C错误；打开B中瓶塞，可看到白色沉淀先变为灰绿色，最后变为红褐色，故D错误。13在一些茶叶、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。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【解析】选D。从溶液遇KSCN出现红
19、色看，黑色粉末应该含铁元素。氧化铁为红棕色粉末，D错误；该灰黑色粉末为还原性铁粉，起到吸收包装盒中的氧气，防止茶叶、点心等食品变质的作用，故A、B、C正确。14如图所示的实验，发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液，溶液呈红色，判断下列说法中不正确的是()A.该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质B该条件下H2燃烧的产物中可以含有一定量的H2O2、H2O等C将烧杯中溶液换成KI淀粉溶液也能验证生成物具有还原性D酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子反应为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O【解析】选C。烧杯中酸性KMnO4溶液褪色，
20、说明H2燃烧的产物中可能有还原性物质。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液，溶液呈红色，说明有Fe3生成，进而说明H2燃烧的产物中可能有氧化性物质，由此说明H2燃烧的产物既有还原性又有氧化性。二、非选择题(本题包括2小题，共28分)15(14分)金属单质A可发生以下反应。试推断：(1)写出下列物质的化学式(B写主要成分)：A_、B_、C_、D_、E_。(2)写出反应和的离子方程式：_；_。【解析】推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。如本题中结合B、C的颜色及与CuCl2、稀
21、盐酸反应的性质可推知A为Fe。答案：(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H216(14分)已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应，所得黑色固体产物的成分不同，某化学小组的同学为测定该固体产物的组成成分，称取168 mg纯铁粉，按下列步骤进行实验：按如图所示连接好装置，并检查气密性、装入药品；打开K，加热某装置，一段时间后，再加热另一装置；反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积回答下列问题：(1)实验中先点燃_处的酒精灯，该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之_(填“前”或“后”)。(2)下列实验操作的目的是将铁粉和石棉绒混合均匀
22、_。关闭K_。(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是_。(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，该同学的理由是_。(5)用改进后的正确装置进行实验，收集到气体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况)，则固体产物的组成成分为_(填化学式)。【解析】(1)装置中的空气与Fe会发生反应，影响实验测定，因此要先加热A处的酒精灯，用水蒸气排出装置内的空气，以防止铁粉受热后与空气反应；若加热A后，再把D处安装好收集纯净的H2，反应后装置内会留有H2，必须将装置内的气体全部收集到量筒中，否则所测气体的体积将偏小，故加热A前要先把D处收集装置安装好，即点燃A处酒精灯在将D中
23、的导管伸入量筒中准备收集气体之后进行。(2)Fe是固体物质，为增大水蒸气与铁粉反应的接触面积，可以使用石棉绒，使铁粉附着在石棉绒上。反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积，关闭K的目的是防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响H2体积的测定。(3)铁粉与水蒸气在高温条件反应生成黑色产物，与铁粉的颜色不易区分，只能根据反应产生的H2的难溶性，用不再产生气体，即气体的体积不发生变化作为反应完成的标志。(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，原因是反应是在加热时进行的，产生的氢气在温度高时体积大，当温度降低时体积减小，若导管太短，冷却时，
24、气体不能回流，导致气体体积偏大；但是若导管太长，导管就不易插入量筒中，反应结束时导管也不易从量筒中取出。(5)n(Fe)0.168 g56 gmol10.003 mol，n(H2)0.067 2 L22.4 Lmol10.003 mol，n(Fe)n(O)11，所以根据电子守恒、元素守恒，可得反应方程式为FeH2O(g)=FeOH2，则所得固体产物的化学式为FeO。答案：(1)A后(2)增大水蒸气与铁粉反应的接触面积防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响H2体积的测定(3)气体的体积不再发生变化(4)反应是在加热时进行的，产生的H2在温度高时体积大，当温度降低时体积减小，若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；但若是导管太长，导管就不易插入量筒中，反应结束时导管也不易从量筒中取出(5)FeO【日积月累】(九层之台，起于累土难点知识从基础练起)铁的氧化物都能与酸反应，请写出下列反应的离子方程式：(1)氧化亚铁溶于稀硫酸FeO2H=Fe2H2O。(2)氧化铁溶于盐酸Fe2O36H=2Fe33H2O。(3)四氧化三铁溶于盐酸Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O。(4)氢氧化亚铁转化成氢氧化铁4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。