3.1 铁及其化合物 同步练习题
一、选择题
1．分类法是学习化学的方法之一、对下列物质的分类正确的是
A．铁红属于单质 B．次氯酸属于强酸
C．纯碱属于碱 D．氯化钾属于盐
2．铁元素是重要的金属元素，含有铁元素的物质，在人类的生产生活中有着重要的应用。Fe2O3(s) +3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH＜0 是炼铁工业中的主反应。在血液中，O2 的输送与血红蛋白中的Fe2+有关。下列关于铁及其化合物的性质与用途，不具有对应关系的是
A．Fe 具有还原性，可用作食品抗氧化剂
B．Fe2O3 属于碱性氧化物，可用作粉刷墙壁的红色涂料
C．Fe3O4 具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂
D．Fe(OH)3 胶体具有吸附性，可用作自来水厂的净水剂
3．为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行以下，其结论正确的选项是
A．假设再滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉变质
B．假设再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉未变质
C．假设再依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质
D．假设再滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质
4．化学反应通常受到外界因素的影响。在下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物的是
A．铁在硫蒸气中燃烧 B．硫酸与锌粉反应
C．二氧化硫与氨水反应 D．硝酸与铜反应
5．我国在春秋初年已掌握了冶铁技术。下列关于铁及其化合物的说法中不正确的是
A．铁具有良好的导热性、导电性和延展性
B．FeO是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色染料
C．加热条件下，Fe与Cl2发生反应生成氯化铁
D．FeO和Fe2O3都是碱性氧化物
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．下列说法错误的是
A．预测Na的性质可运用分类的方法
B．用鼻子闻Cl2的气味运用的是观察法
C．FeCl2、FeCl3、均可由化合反应直接制备
D．用经Cl2消过毒的自来水配制KHCO3溶液时不会引起药品变质
8．下列实验操作或装置正确的是
A．图甲装置可用于完成过滤操作
B．图乙可用于比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
C．图丙可实现制备Fe(OH)2并观察其颜色
D．图丁表示为配制一定物质的量浓度NaOH溶液时称量溶质的操作
二、非选择题
9．按要求书写对应的方程式：
(1)加热小苏打制备纯碱的化学方程式：
(2)呼吸面具中过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：
(3)过氧化氢酸性溶液氧化氯化亚铁的离子方程式：
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．纳米材料一直是人们研究的重要课题，例如纳米级Fe粉表面积大，具有超强的磁性，高效催化性等优良的性质。
Ⅰ.实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示：
(1)纳米级Fe和稀盐酸反应的离子方程式为 。
(2)将FeCl2·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2应在 (填仪器名称)中进行。
(3)生成纳米级Fe的化学方程式为 。
Ⅱ.查阅资料：在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4。甲同学进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。
(4)纳米级Fe粉与水蒸气在500℃条件下反应的化学方程式是 。
(5)为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
实验步骤 实验操作 实验现象
Ⅰ 将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)，取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生
Ⅱ 实验Ⅰ得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液没有出现红色
根据以上实验，甲同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。乙同学认为甲同学的结论不正确，他的理由是 (用简要文字叙述)。
(6)丙同学称取5.60gFe粉，在600℃与水蒸气反应，停止后将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g，则丙同学实验后的固体物质中氧化物的质量分数约为 (结果保留三位有效数字)。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．铁红是氧化铁的俗称、属于氧化物、不属于单质，A错误；
B． 次氯酸属于弱酸、酸性比碳酸弱，B错误；
C．由金属离子和酸根离子构成的化合物是盐；纯碱是碳酸钠的俗称、由钠离子和碳酸根离子构成、属于盐，C错误；
D．由金属离子和酸根离子构成的化合物是盐，氯化钾由钾离子和氯离子构成、属于盐，D正确；
答案选D。
2．B
解析：A．Fe 具有还原性可以和空气中氧气反应，可用作食品抗氧化剂，A正确；
B．Fe2O3固体颜色为红色，可用作粉刷墙壁的红色涂料，B错误；
C．Fe3O4 具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂，C正确；
D．Fe(OH)3 胶体具有吸附性可加速水中悬浮颗粒物的沉降，可用作自来水厂的净水剂，D正确。
故选B。
3．D
解析：A．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明溶液中不含铁离子，含有亚铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，故A错误；
B．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中无铁离子，但还原铁粉有可能被氧化为亚铁离子，故B错误；
C．氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，故不能确定是部分氧化还是全部氧化还是没有被氧化，故C错误；
D．若滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有铁离子，可以确定还原铁粉被氧化变质，故D正确；
故选D。
4．A
解析：A．铁在硫蒸气中燃烧只能生成硫化亚铁，选项A符合；
B．浓硫酸与锌反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气，选项B不符合；
C．二氧化硫与少量氨水反应生成亚硫酸氢铵，二氧化硫与过量氨水反应生成亚硫酸铵，选项C不符合；
D．浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，选项D不符合；
答案选A。
5．B
解析：A．铁具有良好的导热性、导电性和延展性，故A正确；
B．Fe2O3是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，故B错误；
C．加热条件下，Fe与Cl2发生反应生成氯化铁，故C正确；
D．FeO和Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸发生反应，分别生成亚铁盐和铁盐，故D正确；
故选B。
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．D
解析：A．钠属于金属，预测Na的性质可运用分类的方法：钠具有活泼金属的性质，A正确；
B．用眼睛看，鼻子闻，耳朵听，用手触摸等都属于观察法，则用鼻子闻Cl2的气味运用的是观察法，B正确；
C．通过反应、、 可知，FeCl2、FeCl3、均可由化合反应直接制备，C正确；
D．氯气与水反应：，用经Cl2消过毒的自来水配制KHCO3溶液时，盐酸能与碳酸氢钠反应，会引起药品变质，D不正确；
答案选D。
8．C
解析：A．过滤时需要用玻璃棒引流，不能直接倾倒，图甲装置中过滤时没有用玻璃棒引流，故A错误；
B．用套管实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性时，应让碳酸钠直接受热，若间接受热的碳酸氢钠分解，而直接受热的碳酸钠未分解，则稳定性碳酸钠大于碳酸氢钠。故B错误；
C．因为氢氧化亚铁极易被氧化，故制取氢氧化亚铁时应隔绝空气进行，故C正确；
D．称量NaOH时，应将NaOH固体放入小烧杯中，以防止NaOH受潮附在纸上或仪器上，故D错误；
故选C。
二、非选择题
9．(1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)H2O2+2Fe2＋+2H＋=2Fe3＋+2H2O
解析：（1）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，因此加热小苏打制备纯碱的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
（2）呼吸面具中过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
（3）过氧化氢酸性溶液氧化氯化亚铁生成铁离子，被还原为水，反应的离子方程式为H2O2+2Fe2＋+2H＋=2Fe3＋+2H2O。
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)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2)坩埚
(3)FeCl2+H2Fe+2HCl
(4)Fe+H2O(g)FeO+H2
(5)加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+
(6)67.4%
解析：（1）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑。
（2）给固体加热脱水应在坩埚中进行，因此将FeCl2·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2应在坩埚中进行。
（3）由流程图可知，氯化亚铁与氢气发生氧化还原反应生成铁和氯化氢，化学方程式为：FeCl2+H2Fe+2HCl。
（4）由题意可知，纳米级Fe粉与水蒸气在500℃条件下反应生成FeO和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2O(g)FeO+H2。
（5）加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，说明溶液中没有铁离子，可能是因为纳米级铁粉与水蒸气反应的过程中铁过量，加入少量的盐酸，也可能发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，所以看不到血红色，因此，答案为：加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+。
（6）称取5.60gFe粉，在600℃与水蒸气反应，则铁粉与水蒸气反应的固体产物为四氧化三铁，反应后所得固体质量为6.88g，其中氧原子质量为m(O)=6.88g-5.60g=1.28g，则n(O)==0.08mol。由关系式：Fe3O4~4O，可得n(Fe3O4)=0.02mol，所以固体物质中氧化物的质量分数==≈67.4%
