2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物課時(shí)1鐵的單質(zhì)和鐵的氧化物課時(shí)作業(yè)新人教版必修第一冊(cè)

第一節(jié)鐵及其化合物課時(shí)1鐵的單質(zhì)和鐵的氧化物(一)基礎(chǔ)鞏固1.下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是()A.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)形式存在B.鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)均為+3價(jià)C.鐵在常溫下可與水反應(yīng)D.工業(yè)上用CO在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵答案:D2.(2024·云南昆明高一檢測(cè))2024年2月10日,中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器順當(dāng)進(jìn)入環(huán)火軌道,成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星。火星外表是紅色的,這是因?yàn)榛鹦潜砻婧写罅康?)A.氧化銅 B.氧化鐵C.碳酸鈣 D.四氧化三鐵解析:氧化銅是黑色的,A項(xiàng)不符合;氧化鐵是紅色的,B項(xiàng)符合;碳酸鈣是白色的,C項(xiàng)不符合;四氧化三鐵是黑色的,D項(xiàng)不符合。答案:B3.生活中常用來固定房門的“門吸”,它由磁鐵和金屬塊兩部分組成。該金屬塊能被磁鐵所吸引,是因?yàn)樗赡芎幸韵虏牧现械?)A.銀 B.鐵 C.鋁 D.鋅解析:鐵、鈷、鎳等物質(zhì)簡(jiǎn)單被磁鐵吸引,而銀、鋁和鋅都不會(huì)被磁鐵吸引,因此只有鐵符合題意,B項(xiàng)正確。答案:B4.下列有關(guān)鐵、鐵礦石與鐵的氧化物的說法正確的是()A.在自然界中,不行能有游離態(tài)的鐵存在B.赤鐵礦的主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗稱鐵紅;磁鐵礦的主要成分是Fe3O4C.FeO不穩(wěn)定,在空氣中加熱快速被氧化成Fe2O3D.鐵的氧化物能與酸反應(yīng)生成鹽和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是堿性氧化物解析:自然界的隕鐵中含有游離態(tài)的鐵,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2O3俗稱鐵紅,是赤鐵礦的主要成分,Fe3O4俗稱磁性氧化鐵,是磁鐵礦的主要成分,故B項(xiàng)正確;FeO不穩(wěn)定,在空氣中加熱生成Fe3O4,而不是生成Fe2O3,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe3O4與酸反應(yīng)生成兩種鹽和水,不屬于堿性氧化物,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B5.西周晚期我國(guó)已駕馭了冶鐵技術(shù),其部分原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.該反應(yīng)是置換反應(yīng)B.Fe2O3可用作外墻涂料C.Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2D.Fe2O3在常溫下能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3解析:置換反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物,該反應(yīng)不是置換反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;氧化鐵是紅棕色粉末,可用作外墻涂料,故B項(xiàng)正確;氯氣氧化性強(qiáng),Fe在Cl2中燃燒生成FeCl3,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2O3不與水反應(yīng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B6.下列鹽既可以通過金屬與酸反應(yīng)得到,也可以通過金屬與單質(zhì)反應(yīng)得到的是()A.FeCl3 B.FeCl2C.MgCl2 D.CuCl2解析:Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,Fe與HCl反應(yīng)生成FeCl2,A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤。Cu與HCl不發(fā)生反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C7.鐵與水蒸氣反應(yīng)的試驗(yàn)裝置如圖所示,下列做法中不正確的是()A.試管中的鐵粉用繞成團(tuán)的細(xì)鐵絲代替B.將試管底部的濕棉花移到試管口C.用鐵絲網(wǎng)罩住酒精燈火焰D.點(diǎn)燃肥皂泡驗(yàn)證氫氣的生成解析:鐵粉易堵塞導(dǎo)管,而細(xì)鐵絲與水蒸氣的接觸面積也較大,A項(xiàng)正確;濕棉花是為了供應(yīng)水蒸氣,在試管底部溫度高簡(jiǎn)單產(chǎn)生水蒸氣,若將其移至試管口,不能供應(yīng)反應(yīng)所需的水蒸氣,B項(xiàng)不正確;鐵絲網(wǎng)罩住酒精燈火焰,可以起到防風(fēng)作用,有利于集中加熱,C項(xiàng)正確;肥皂泡在該試驗(yàn)中可以起到“收集氫氣”的作用,D項(xiàng)正確。答案:B8.有A、B、C三種常見的金屬單質(zhì),A在空氣中燃燒生成淡黃色固體;B也能在空氣中猛烈燃燒,發(fā)出刺眼的白光;C在肯定條件下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和一種黑色固體,依據(jù)以上信息回答下列問題:(1)寫出化學(xué)式:A.;B.;C.。

(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。①A在空氣中燃燒:

;

②C與水蒸氣反應(yīng):

;

③A與水反應(yīng):

。

解析:淡黃色固體是Na2O2,所以A為Na,在空氣中猛烈燃燒,發(fā)出刺眼白光的是Mg；與水蒸氣反應(yīng)生成H2和黑色固體的是Fe,黑色固體是Fe3O4。答案:(1)NaMgFe(2)①2Na+O2Na2O2②3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2③2Na+2H2O2NaOH+H2↑(二)拓展提高9.合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。(1)某FeO、Fe2O3混合物中,鐵、氧元素的物質(zhì)的量之比為4∶5,其中Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為。

(2)當(dāng)催化劑中Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí),其催化活性最高,此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果用小數(shù)表示,保留兩位小數(shù))。

(3)以Fe2O3為原料制備上述催化劑,可向其中加入適量炭粉,發(fā)生如下反應(yīng):2Fe2O3+C4FeO+CO2↑。為制得這種活性最高的催化劑,應(yīng)向480gFe2O3粉末中加入炭粉的質(zhì)量為g。

解析:(1)設(shè)混合物中的FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量分別為x和y,則有:x+2yx+3y=45,整理得x∶y=2∶1,所以混合物中Fe(2)Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為1∶2,即FeO和Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1,所以此混合物的組成相當(dāng)于Fe3O4,所以混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3×(3)設(shè)480gFe2O3粉末中與炭粉反應(yīng)的Fe2O3的物質(zhì)的量為x,480gFe2O3的物質(zhì)的量為480g160g2Fe2O3+C4FeO+CO2↑2 1 4x 12x 2催化劑中Fe2O3和FeO的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí)活性最高,所以3mol-x2x=11,解得x答案:(1)1∶1(2)0.72(3)6(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新10.某學(xué)院對(duì)“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的試驗(yàn)探討結(jié)果顯示:在80~100℃時(shí)能產(chǎn)生穩(wěn)定水蒸氣的物質(zhì)都可以作為該反應(yīng)的供水劑,鐵與水蒸氣反應(yīng)溫度在500℃左右即可順當(dāng)進(jìn)行。某化學(xué)愛好小組同學(xué)利用該探討結(jié)論,采納西紅柿(或洋蔥)作為供水劑,設(shè)計(jì)了如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn),并對(duì)鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行檢驗(yàn)。回答下列問題:(1)A中鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(2)C中堿石灰的作用是。

(3)D中的試驗(yàn)現(xiàn)象是

。

(4)若用電子天平稱取鐵粉質(zhì)量為0.1527g,測(cè)得生成氫氣的體積為73.50mL(試驗(yàn)室條件下氣體摩爾體積為24.5L·mol-1),則參與反應(yīng)的鐵粉占稱取鐵粉的百分?jǐn)?shù)為(結(jié)果精確到0.1%)。

解析:(1)鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(2)C中堿石灰的作用是干燥氫氣。(3)D中氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅和水,可視察到黑色固體變紅,管壁有水珠。(4)生成的氫氣的物質(zhì)