第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
题组一 铁的单质
1．我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是( )
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
2．(2022·桂林高一检测)下列各项物质间的转化不能通过反应一步完成的是( )
A．Fe→Fe3O4 B．Fe→FeCl3
C．Fe→FeCl2 D．Fe→Fe(OH)3
3．类比是研究物质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测中正确的是( )
A．Fe和O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu和O2可直接化合生成Cu3O4
B．Na和H2O反应生成NaOH和H2，推测Fe和H2O反应生成Fe(OH)3和H2
C．Fe能与CuSO4溶液发生反应，推测Fe能与AgNO3溶液发生反应
D．Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应
4．(2022·陕西长安一中高一月考)将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是( )
A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液
C．稀盐酸 D．AlCl3溶液
题组二 铁的氧化物
5．(2023·长春检测)下列关于铁的氧化物的说法错误的是( )
A．FeO不稳定，在空气中加热迅速变为Fe2O3
B．Fe2O3俗称铁红，可用作油漆的红色颜料
C．Fe3O4中Fe呈现＋2和＋3两种价态
D．Fe3O4晶体俗称磁性氧化铁，具有磁性
6．建筑用的红砖和青砖，其颜色是由其中含有的不同价态的铁氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的。有人提出以下可能的原因：①青砖中含有Fe2O3；②青砖中含FeO或Fe3O4；③Fe2O3长期遇酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低；④Fe3O4性质更稳定；⑤FeO或Fe3O4更不容易被氧化。你认为以上说法合理的是( )
A．①③⑤ B．②③④
C．③⑤ D．①②③④⑤
题组三 铁的氢氧化物
7．(2022·广东惠州高一期末)将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热至沉淀质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3；Fe2O3
B．Fe(OH)2；Fe2O3
C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4
D．Fe2O3；Fe(OH)3
8．(2022·上海高一检测)下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解
D．Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
9．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④
10．(2022·长沙高一质检)等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )
A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3
11．(2022·内蒙古赤峰二中高一月考)将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：
3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)x＋NO↑＋14H2O，下列判断正确的是( )
A．Fe(NO3)x中的x为2
B．反应中每生成0.2 mol还原产物，就有0.6 mol电子转移
C．HNO3在反应中全部被还原
D．磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化
12．以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备FeOOH(铁黄)的一种工艺流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．“酸溶”后溶液中金属阳离子主要是Fe3＋
B．滤渣的主要成分是Fe
C．“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑
D．“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气
13．金属单质A可发生以下反应。试推断：
(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)：
A____________、B____________、C__________、D____________、E__________。
(2)写出反应③和⑤的离子方程式：
③________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
14．(2022·广东梅州高一检测)某化学兴趣小组利用如图所示装置进行铁粉与水蒸气反应的实验，并检验产物的性质。请回答下列问题：
(1)A装置的作用是________________________________________________________，
D装置的作用是__________________________________________________________。
(2)写出B装置中发生反应的化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A、B、E装置中应先点燃__________________处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________。
(4)铁粉与水蒸气发生了反应，则E处的实验现象是____________________________。
15.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。
(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应能观察到白色的Fe(OH)2沉淀(方法如图)，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：____________________________________
____________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)：
实验 序号 w(FeSO4)/% w(NaOH)/% t/s
i 2.5 15 149
ii 5 15 138
iii 10 15 93
iv 5 25 142
v 5 35 180
①实验i、ii、iii的目的是_______________________________________________。
②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是___________________________________________________________。
③由绿矾晶体(FeSO4·7H2O)配制250 mL 0.10 mol·L－1 FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、_________________________________。
以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是_____________________________________(填字母)。
A．容量瓶中含有少量蒸馏水
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中
C．定容时俯视刻度线
D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线
(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是______________________________。
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
1．C 2.D 3.C 4.B 5.A
6．B [Fe2O3呈红棕色，则红砖中含有Fe2O3，青砖中不含有Fe2O3，①不符合题意；根据青砖颜色可知，青砖中含有FeO或Fe3O4，②符合题意；Fe2O3为碱性氧化物，能与酸反应使砖瓦强度降低，③符合题意；根据题中所述，古代砖瓦能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的，说明Fe3O4性质更稳定，④符合题意；FeO性质不稳定，易被氧化，⑤不符合题意。]
7．B [铁屑溶于过量的稀盐酸后生成氯化亚铁，加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在空气中易被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成水和红棕色的Fe2O3，故B正确。]
8．A 9.A
10．B [根据反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知，1 mol Fe与盐酸反应生成1 mol H2,1 mol Fe与水蒸气反应生成 mol H2，故在相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。]
11．B [由N原子守恒可知，28＝9x＋1，解得x＝3，故A项错误；N元素的化合价由＋5价降低为＋2价，则反应中每生成0.2 mol还原产物，就有0.2 mol×(5－2)＝0.6 mol电子转移，故B项正确；稀HNO3在反应中生成硝酸盐和NO，则HNO3在反应中部分被还原，故C项错误；磁性氧化铁中的Fe元素有＋2价和＋3价，则铁元素部分被氧化，故D项错误。]
12．D [B项，根据流程图分析可知，滤渣的主要成分是Fe，正确；C项，由图示可知，“沉铁”过程中反应物为FeSO4和NH4HCO3，生成物有CO2和Fe(OH)2，故化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑，正确；D项，“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯气代替空气，制备的FeOOH中会有含氯化合物，导致FeOOH的含量较低且有杂质，错误。]
13．(1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2
(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
14．(1)提供水蒸气 除去未反应的水蒸气(或干燥生成的气体)
(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)A 检验氢气纯度
(4)黑色氧化铜粉末变红色
15．(1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)①探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 ②沉淀持续时间：v>iv>ii ③胶头滴管 BD (3)有红褐色沉淀生成，有气体放出
解析 (1) FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(2)①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响。②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是沉淀持续时间： v>iv>ii。③配制一定物质的量浓度溶液的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、胶头滴管。定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中含有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选；洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选；定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据c＝可知溶液浓度偏高，C不选；定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选。
