3.1 铁及其化合物 同步练习题
一、选择题
1．我国古代建筑红墙碧瓦，庄严巍峨。可用作建筑外墙红色涂料的是
A． B． C． D．FeO
2．下列实验装置或对实验的描述不正确的是
A．装置①生成的气体可以用燃着的火柴来检验
B．装置②可以比较和的热稳定性
C．装置③验证与水反应的热量变化
D．装置④可以较长时间看到白色沉淀
3．根据下列实验：①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。②取①中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。下列说法正确的是
A．氧化性：Fe3＋＞ Cu2＋ B．①中所得固体只含铜
C．①中滤液含有Fe2＋和Cu2＋ D．②中会观察到溶液变红
4．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，下列叙述中正确的是
A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为Fe
D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物
5．生活中的下列物品，不是由生铁铸造的是
A．杠铃片 B．足球门框 C．一元硬币 D．下水井盖
6．从实验安全的角度分析，下列做法正确的是
A．金属钠着火时使用干粉灭火器灭火
B．浓硫酸溅到皮肤上，立即用氢氧化钠溶液冲洗，再用水冲洗
C．验证碳酸氢钠固体的热稳定性时，试管口应略向下倾斜
D．检验铁和水蒸气反应的气体产物时直接点燃
7．常温下，下列各组离子在制定溶液中一定能大量共存的是
A．0.1 mol·L-1的NaOH溶液：K+、Na+、、
B．0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液：K+、Ba2+、、Cl-
C．0.1 mol·L-1FeCl3溶液：K+、、I-、SCN-
D．强酸性的溶液：Ca2+、Na+、OH-、
8．下图为铁元素的“价类二维图”，图中字母代表含铁元素的物质，下列说法错误的是
A．X、Y、Z在一定条件下可以相互转化
B．X在高温下与水蒸气反应可生成Z和
C．N在空气中易被氧化为M
D．实验室中保存Q的水溶液时，需要加入适量还原铁粉
二、非选择题
9．铁的氧化物的组成与性质差异明显，在化工生产等领域有着广泛的应用。补全下列表格。
化学式
颜色
铁元素的化合价
与稀硫酸反应的离子方程式
10．向FeCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，观察到有沉淀生成，该反应的离子方程式为 ，该沉淀的颜色是 色，将该沉淀加热分解后得到一种红棕色物质，该物质的化式为 。
11．合成氨工业生产中所用的α Fe催化剂的主要成为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比4∶5，其中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为 。
(2)当催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁的质量分数为 (保留2位小数)。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α 铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水) 。
(4)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为 ，生成实验条件下CO2的体积为 (假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L·mol-1)。
12．是中学化学常用试剂。
(1)以硫酸亚铁为原料制备净水剂(碱式硫酸铁)、铁红、摩尔盐(硫酸亚铁铵)，其简易转化关系如图所示。
①制备净水剂时，若pH过低，产率 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②制备铁红的化学方程式为 。完成“煅烧”操作，不需要下列仪器中的 (填字母)。
A．B． C． D．
③制备摩尔盐时将反应物混合，经过 (填操作步骤)，冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到产品。
(2)分解流程如下：
①M可能是 (填化学式)。
②已知三种气体的部分性质如表所示：
物质
熔点/℃ 16.8 -72.4 -210
沸点/℃ 44.8 -10 -195.8
利用如图装置探究硫酸亚铁分解部分产物，低温俗槽A控制温度为 ℃，试管C收集的物质是 (填化学式)。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A． 呈白色、遇水呈蓝色，A不符合；
B． 呈白色，B不符合；
C． 是红棕色粉末、不溶于水、空气中性质稳定，常作红色涂料，C符合；
D． FeO呈黑色，D不符合；
答案选C。
2．B
解析：A．铁与水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气，氢气在肥皂泡中分散分布，点燃不会发生危险，且氢气点燃火焰呈淡蓝色，因此装置①生成的气体可以用燃着的火柴来检验，故A正确；
B．比较和的热稳定性时，应将置于内部的小试管中，不能直接加热，故B错误；
C．与水反应放热，瓶内气体受热膨胀，图中c处液面低、d处液面高可证明，故C正确；
D．先滴加稀硫酸与铁粉反应生成氢气，排出装置内的空气，再把吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入液面下滴加，氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁，该装置能较长时间看到白色沉淀，故D正确；
答案选B。
3．A
解析：A．在反应2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋中，氧化剂为Fe3＋，氧化产物为Cu2＋，即可知氧化性Fe3＋＞ Cu2＋，故A正确；
B．①中所得固体含有过量的铁和置换出的铜，故B错误；
C．由于加入的铁是过量的，则溶液中不可含有Cu2＋，故C错误；
D．因在①的滤液中只有Fe2＋，没有Fe3＋，则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象，故D错误；
故选A。
4．C
解析：A．铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)中Fe元素的化合价分别为+2，+2和+3，+3价，各不相同，A错误；
B．碱性氧化物与酸反应会生成相应的盐和水，FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应生成的是亚铁盐、亚铁盐和铁盐、铁盐，Fe3O4不属于碱性氧化物，B错误；
C．CO具有还原性，可在高温条件下将铁的三种氧化物还原为Fe，C正确；
D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，能写出化学式，所以四氧化三铁为纯净物，不是混合物，D错误；
故选C。
5．C
解析：A.杠铃片是由生铁铸造而成， 故A不符合题意；
B.足球门框是由生铁铸造而成，故B不符合题意；
C.一元硬币的材质是钢芯镀镍，不是生铁，故C符合题意；
D.下水井盖是由生铁铸造而成，故D不符合题意。
故答案选C.
6．C
解析：A．钠着火时生成过氧化钠，而过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，故用干粉(含碳酸氢钠)灭火器灭火存在安全隐患，故A错误；
B．酸碱中和放出大量的热，且强酸、强碱具有强腐蚀性，则浓硫酸溅到皮肤上时立即用抹布擦拭，再用水冲洗，最后涂上适量的碳酸氢钠溶液，故B错误；
C．用试管加热固体时使试管口向下倾斜，防止固体中水蒸气冷凝回流，炸裂试管，故C正确；
D．铁和水蒸气反应生成氢气，点燃氢气前要检验其纯度，不能直接点燃，故D错误；
故选C。
7．A
解析：A．四种离子相互之间不反应，也不与NaOH溶液反应，能大量共存，A符合题意；
B．碳酸根会和钡离子生成沉淀而不能大量共存，B不符合题意；
C．Fe3+和SCN-反应生成络合物而不能大量共存，Fe3+和I-会发生氧化还原而不能大量共存，C不符合题意；
D．强酸性溶液中OH-不能大量共存，D不符合题意；
综上所述答案为A。
8．B
【分析】由图可知，X为铁、Y为氧化亚铁、Z为氧化铁、M为氢氧化铁、N为氢氧化亚铁、P为铁盐、Q为亚铁盐。
解析：A．铁一定条件与适宜的氧化剂反应能生成氧化亚铁、氧化铁，氧化亚铁、氧化铁与适宜的还原剂反应能生成铁，氧化亚铁与适宜的氧化剂反应能生成氧化铁，氧化铁与适宜的还原剂反应能生成氧化亚铁，则铁、氧化亚铁和氧化铁在一定条件下可以相互转化，故A正确；
B．铁在高温下与水蒸气反应可生成四氧化三铁和氢气，不能生成氧化铁，故B错误；
C．氢氧化亚铁具有还原性，能易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故C正确；
D．亚铁离子具有还原性，能易被空气中的氧气氧化为铁离子，所以实验室中保存亚铁盐的水溶液时，需要加入适量还原铁粉防止亚铁离子被氧化，故D正确；
故选B。
二、非选择题
9． 黑色 红棕色 黑色 +2 +3 +2、+3 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
解析：、、分别为黑色、红棕色、黑色；、、中铁元素价态分别为：+2，+3，+2、+3；、、分别与稀硫酸反应的离子方程式为：FeO+2H+=Fe2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。
10． Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 红褐 Fe2O3
解析：向FeCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，反应生成NaCl和Fe(OH)3沉淀，该反应的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；生成的沉淀是Fe(OH)3，颜色呈红褐色；将Fe(OH)3加热分解生成氧化铁和水，氧化铁是红棕色固体，则该物质的化式为Fe2O3。
11． 1∶1 0.72 2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑ 6 g 12 L
【分析】
（1）由铁、氧的物质的量之比4∶5计算可得；
（2）由催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2计算可得；
（3）由题给信息知，C会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C氧化成CO2；
（4）由题意知，被还原的Fe2O3与未被还原的Fe2O3的物质的量之比为1∶2，480 g Fe2O3中被还原的物质的量为1mol，由此计算可得。
解析：（1）设混合物中FeO、Fe2O3的物质的量分别是a、b，由铁、氧的物质的量之比4∶5可得（a+2b）：（a+3b）=4：5，解得a：b=2：1，则n（Fe2+）∶n（Fe3+）=1∶1，故答案为：1:1；
（2）设Fe2+为1mol，Fe3+为2mol，由题意可知Fe元素的质量为3mol×56g/mol=168g，混合物总质量为1mol×72g/mol+1mol×160g/mol=232g，则Fe元素的质量分数为 =0.72，故答案为：0.72；
（3）由题给信息知，C会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C氧化成CO2，则反应的化学方程式为2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑，故答案为：2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑；
（4）由题意知，被还原的Fe2O3与未被还原的Fe2O3的物质的量之比为1∶2，480 g Fe2O3的物质的量为=3mol，被还原的Fe2O3的物质的量为3mol×=1mol，由方程式可得2Fe2O3~C~CO2，则C的质量为1mol××12g/mol=6g，CO2的体积为1mol××24L/mol=12L，故答案为：6；12。
12．(1) 偏低 C 蒸发浓缩
(2)、 16.8＜T＜44.8
解析：（1）①pH过低，即酸性强，碱式硫酸铁会溶解，产率降低；
②碳酸亚铁在空气中被氧化成氧化铁、放出二氧化碳，化学方程式为；灼烧固体不用蒸发皿；
③制备摩尔盐时将反应物混合，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到产品；
（2）①根据氧化还原反应规律，硫元素的化合价降低，铁元素化合价必升高，高于＋2价的铁的氧化物有三氧化二铁、四氧化三铁；
②低温浴槽A收集沸点较高的产物，分析表格中数据，优先液化，控制温度16.8＜T＜44.8，使变为液体，注意：不能使变固体，固体堵塞导管；试管C收集的物质是
