3.1.2铁的氧化物、氢氧化物（习题）-【名课堂精选】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第一册）（解析版）

第一节铁及其化合物基础巩固第2课时铁的氧化物、氢氧化物单质1．（2022·全国·高一）火星被称为“红色的星球”，这是因为它的岩石和土壤中含有丰富的A．FeOB．Fe3O4C．Fe2O3D．Fe【答案】C【解析】A．氧化亚铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，A错误；B．四氧化三铁为黑色，与火星被称为“红色的星球”无关，B错误；C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称“铁红”，是赤铁矿的主要成分，所以火星岩石和土壤中含有丰富的Fe2O3，C正确；D．铁单质为银白色，与火星被称为“红色的星球”无关，D错误；故答案选C。2．许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的活性铁粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的活性铁粉往往会变成红棕色。下列说法正确的是A．富脂食品长时间放置易被还原B．红棕色固体的主要成分是C．活性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应D．如果在包装盒内放入氧化钙，也可起到与铁粉同样的作用【答案】C【解析】A．富脂食品长时间放置容易被空气中的氧气氧化，A错误；B．铁粉在空气中被氧化成氧化铁，B错误；C．铁粉变成氧化铁发生了氧化反应，C正确；D．氧化钙是干燥剂，不具有还原性，与铁粉作用不同同，D错误；故选C。3．（2021·全国·高一课时练习）下列说法正确的是A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2OD．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，故Fe3O4是混合物【答案】C【解析】A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；B．Fe2O3为碱性氧化物，不能与水反应，但可以与酸反应生成盐和水，故B错误；C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，故C正确； D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，但是Fe3O4是化合物不是混合物，故D错误；故答案为C。4．（2021·全国·高一课时练习）铁有+2价和+3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是A．铁与稀硫酸反应B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解【答案】D【解析】A.Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，铁元素的化合价由0价升至+2价；涉及铁元素价态变化，A不符合题意。B.Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，铁元素的化合价发生变化；B不符合题意。C.白色氢氧化亚铁固体在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，铁元素的化合价由+2价升至+3价；C不符合题意。D.氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和水，反应前后铁元素的化合价均为+3价；不涉及铁元素价态变化，D符合题意。故选D。5．（2022·上海·高一专题练习）如图是CO还原Fe2O3的实验装置图，下列说法中错误的是A．a装置中现象是管中黑色固体变为红棕色B．CO有毒应加尾气处理装置C．b装置中澄清石灰水变浑浊D．此反应可体现CO的还原性【答案】A【解析】CO与Fe2O3在高温下反应产生CO2、Fe，反应方程式为3CO+Fe2O33CO2+2Fe，然后根据物质的性质及反应现象分析、判断。A．CO还原Fe2O3，生成Fe和CO2，Fe2O3是红棕色固体，单质铁是灰黑色的，因此反应后看到硬质玻璃管中固体由红棕色固体变为灰黑色，A错误；B．CO是有毒气体，应加尾气处理装置，以防止大气污染，B正确；C．该反应产生了CO2，CO2与Ca(OH)2反应产生难溶于水的CaCO3，而使装置b中的澄清石灰水变浑浊，C正确； D．在该反应中C元素化合价由反应前CO中的+2价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高，失去电子被氧化，因此CO作还原剂，表现还原性，D正确；故合理选项是A。6．下列离子方程式中，正确的是A．铁钉放入硫酸铜溶液中：Fe+SO=FeSO4B．氧化铁和稀硫酸反应：Fe2O3+6H+=2Fe2++3H2OC．向Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4溶液至恰好为中性：Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2OD．氢氧化铁与盐酸反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O【答案】D【解析】A.发生置换反应生成Cu单质，离子反应为，A项错误；B.电荷不守恒，离子反应为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，B项错误；C.当溶液显中性时，Ba(OH)2溶液中的OH-恰好反应完全，离子反应为Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O，C项错误；D.该反应符合离子反应的书写规则，D项正确7．如图所示装置，可用以制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧B．装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化【答案】C【解析】氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应产生的氢气排装置内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ形成密闭体系，利用反应产生的氢气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入到装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，变为灰绿色，最后变为红褐色。A．氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；B．结合以上分析可知，装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气，故B正确；C．结合以上分析可知，关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；D．结合以上分析可知，氢氧化亚铁具有强还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ 的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确；故选C。8．下列说法正确的是A．Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3，所以Fe3O4是碱性氧化物B．Na2O2与盐酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物C．FeO、Fe2O3与硫酸反应只生成盐和水，所以都是碱性氧化物D．NaHSO4在水中能电离出氢离子溶液显酸性，所以NaHSO4是酸【答案】C【解析】A．Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3和水，生成两种盐，所以Fe3O4不是碱性氧化物，A错误；B．Na2O2与盐酸反应生成盐和水、O2，所以Na2O2不是碱性氧化物，B错误；C．FeO、Fe2O3与硫酸反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物，C正确；D．NaHSO4能电离出H+，同时产生金属阳离子Na+及酸根离子，所以NaHSO4是盐，D错误；选C。9．（2022·全国·高一）某金属A及其化合物之间有如下的转化关系：(1)请写出A、B、C的化学式：A_______；B_______；C_______。(2)写出E转化为C的化学方程式：_______。(3)写出A转化为D的离子方程式：_______。【答案】(1)    Fe    FeCl3    Fe(OH)3(2)4Fe(OH)2+O2+H2O=4Fe(OH)3↓(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑【解析】金属A与氯气生成B，B与A发生反应，A应为变价金属，B与NaOH反应得到红褐色C，D与NaOH反应得到白色E，且白色E置于空气中得到红褐色C，可推知A为Fe，B为FeCl3，C为Fe(OH)3，D为FeCl2，E为Fe(OH)2，据此进行解答。(1)因为C为红褐色沉淀，即Fe(OH)3，白色沉淀E为Fe(OH)2，D为FeCl2，A为Fe，B为FeCl3；(2)Fe(OH)2被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+H2O4Fe(OH)3↓；(3)铁和盐酸反应生成FeCl2和H2，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑。10．（2021·湖北·南漳县第二中学高一月考）Fe2O3又称铁红，请根据要求完成下列问题。（1）Fe2O3固体(红棕色)属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。将其加入适量盐酸中，反应的离子化学方程式：___________。 （2）用上述所得溶液进行下列实验：取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，反应的离子化学方程式：___________。（3）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至出现___________色，即可制得Fe(OH)3胶体。（4）另取一小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mLFeCl3溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到___________烧杯的液体中产生了丁达尔效应。【答案】（1）纯净物Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（2）Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓（3）红褐（4）乙【解析】（1）Fe2O3固体(红棕色)中只含有一种物质，属于纯净物，将其加入适量盐酸中的反应方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，该反应的离子化学方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：纯净物；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；（2）取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，即FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，该反应的离子化学方程式：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，故答案为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；（3）由课本中制备Fe(OH)3胶体的方法可知，在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至出现红褐色，即可制得Fe(OH)3胶体，故答案为：红褐；（4）胶体能够产生丁达尔效应，而溶液不能，故另取一小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mLFeCl3溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到乙烧杯的液体中产生了丁达尔效应，故答案为：乙。能力提升11．（2022·全国·高一）元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为铁元素的“价-类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂【答案】C【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe2O3不溶于水，加水不溶解，不可实现转化③，故B错误；C．高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，其中Fe元素化合价由+6价变为+3价，则O元素化合价由-2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeO+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；D．FeO是一种黑色粉末，其中Fe元素显+2价既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误；故答案为C12．（2022·江苏南通·高一期中）一种以铁粉、硫酸亚铁溶液为原料制取氧化铁黑的原理如图所示。下列说法正确的是A．转化I、Ⅱ均为置换反应B．图中转化仅涉及Fe、O元素的化合价发生变化C．转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H2O+O2=2Fe3O4+12H+D．转化Ⅱ中所需O2可由通入过量的空气来实现【答案】C【解析】A．转化I为置换反应，而反应Ⅱ中某一单质生成，不是置换反应，A错误；B．I中氢元素化合价降低，B错误；C．根据转化关系图可判断转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H2O+O2＝2Fe3O4+12H+，C正确；D．转化Ⅱ中若通入过量的空气，则氧气将会继续氧化四氧化三铁中的亚铁，属于不能通入过量的空气，D错误；答案选C。13．用CO还原2.40g氧化铁，当固体质量变成2.28g时，测得此固体中只存在2种氧化物。则此固体成分和它们的物质的量之比可能的是A．n(FeO)：n(Fe3O4)=1∶1B．n(Fe2O3)：n(FeO)=2∶1C．n(Fe2O3)：n(FeO)=1∶1D．n(Fe2O3)：n(Fe3O4)=1∶1【答案】A 【解析】固体减少的质量为CO获得的氧原子的质量，根据固体质量差，可知减少氧原子的质量为2.40g-2.28g=0.12g，则减少氧原子的物质的量为，氧化铁的物质的量为，则反应后氧化物中的O的物质的量为，反应中Fe原子的物质的量不变，则反应后氧化物中Fe、O原子数目之比为：，据此分析解答。A．当n(FeO)：n(Fe3O4)=1∶1时，Fe、O原子数目之比为：，故选A；B．当n(Fe2O3)：n(FeO)=2∶1时，Fe、O原子数目之比为：，故B不选；C．当n(Fe2O3)：n(FeO)=1∶1时，Fe、O原子数目之比为：，故C不选；D．当n(Fe2O3)：n(Fe3O4)=1∶1时，Fe、O原子数目之比为：，故D不选。答案选A。14．（2022·上海市七宝中学高一期末节选）易被空气中的氧气氧化，故制备时主要是避免氧气的介入。某学生利用稀硫酸A、铁粉B和某碱溶液C在实验室设计了如图装置制备白色固体。(1)写出易被空气中的氧气氧化的方程式_______。(2)装置Ⅱ盛放的溶液C是_______(a.NaOH       b.)；配置该溶液时，为除去蒸馏水中溶解的常采用的方法是_______。(3)铁粉与稀硫酸制备的离子方程式为_______，的作用有_______(填编号)。a.驱赶装置内的空气b.把物质B压入Ⅱ中c.保护白色不被空气氧化(4)白色沉淀在_____(填“锥形瓶Ⅰ”或“锥形瓶Ⅱ”)内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色粉末是很好的化工_______(填“除酸剂”或“除氧剂”)。【答案】(1)(2)    a    加热煮沸 (3)        abc(4)       锥形瓶Ⅱ    除氧剂【解析】装置Ⅰ中，稀硫酸和铁粉反应，生成氢气和硫酸亚铁，产生的氢气能排除装置中的氧气；反应一段时间后，关闭止水夹，则产生的硫酸亚铁会进入装置Ⅱ中，与碱发生反应，生成，据此分析作答。(1)易被空气中的氧气氧化，生成氢氧化铁，化学方程式为：，故答案为：；(2)硫酸亚铁会进入装置Ⅱ中，与碱发生反应，生成，可知该碱为NaOH；配置该溶液时，为除去蒸馏水中溶解的常采用的方法是加热煮沸，故答案为：a；加热煮沸；(3)稀硫酸和铁粉反应，生成氢气和硫酸亚铁，离子方程式为；产生的氢气能驱赶装置内的空气、关闭止水夹，能把物质B压入Ⅱ中、同时防止空气进入装置Ⅱ，保护白色不被空气氧化，故答案为：；abc；(4)由分析可知，白色沉淀在锥形瓶Ⅱ内生成；易被空气中的氧气氧化，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色粉末是很好的化工除氧剂，故答案为：锥形瓶Ⅱ；除氧剂。