第三章铁金属材料 第一节铁及其化合物 第1课时铁及其氧化物 课后训练提升 1.指南针是我国古代四大发明之一，制造指南针的磁性物质是( A.FeO B.Fe2O3 C.Fe304 D.Fe 答案：C 2.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一 定条件下它们之间是可以相互转化的，例如在1400℃以上的温度下加热F2O3 时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是()。 A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B.Fe3O4常写成FeOFe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一 种混合物 C.热稳定性Fe2O3>Fe3O4 D.FeO和Fe2O3均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应 答案D 解析：FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，A项错误。Fe3O4是一种 纯净物，B项错误。在1400℃以上的温度下加热Fe203时，Fe2O3会部分失去氧， 生成F3O4,说明四氧化三铁稳定，C项错误。Fe0和Fe2O3均可与盐酸反应生成 盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，D项正确。 3.下列试剂中，不能实现Fe→FeC2转化的是( A氯气 B稀盐酸 C.氯化铁溶液D.氯化铜溶液 答案：A 解析：Ch具有强氧化性，Fe与Ch反应生成FeCl3,不能实现转化，A项错误。Fe与 盐酸反应生成FeCh和氢气，可以实现转化，B项正确。Fe与FeCl3反应生成 FeCl2,可以实现转化，C项正确。Fe与CuC2发生置换反应生成FeC2和Cu,可以 实现转化，D项正确。 4.还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是 ()
第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第 1 课时 铁及其氧化物 课后· 1.指南针是我国古代四大发明之一,制造指南针的磁性物质是( )。 A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe 答案:C 2.铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有 FeO、Fe2O3 和 Fe3O4,而且在一 定条件下它们之间是可以相互转化的,例如在 1 400 ℃以上的温度下加热 Fe2O3 时,Fe2O3 会部分失去氧,生成 Fe3O4。下列有关说法正确的是( )。 A.FeO、Fe2O3 和 Fe3O4均为黑色固体 B.Fe3O4 常写成 FeO·Fe2O3,其中既有+2 价的 Fe,又有+3 价的 Fe,所以 Fe3O4是一 种混合物 C.热稳定性 Fe2O3>Fe3O4 D.FeO 和 Fe2O3 均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应 答案:D 解析:FeO 和 Fe3O4 均为黑色固体,Fe2O3为红棕色固体,A 项错误。Fe3O4是一种 纯净物,B 项错误。在 1 400 ℃以上的温度下加热 Fe2O3 时,Fe2O3会部分失去氧, 生成 Fe3O4,说明四氧化三铁稳定,C 项错误。FeO 和 Fe2O3均可与盐酸反应生成 盐和水,反应过程中无元素化合价变化,反应类型均为复分解反应,D 项正确。 3.下列试剂中,不能实现“Fe→FeCl2”转化的是( )。 A.氯气 B.稀盐酸 C.氯化铁溶液 D.氯化铜溶液 答案:A 解析:Cl2 具有强氧化性,Fe 与 Cl2 反应生成 FeCl3,不能实现转化,A 项错误。Fe 与 盐酸反应生成 FeCl2 和氢气,可以实现转化,B 项正确。Fe 与 FeCl3 反应生成 FeCl2,可以实现转化,C 项正确。Fe 与 CuCl2 发生置换反应生成 FeCl2 和 Cu,可以 实现转化,D 项正确。 4.还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,下列有关该实验的说法正确的是 ( )
还原铁粉 湿棉花、 然着的 肥皂液 火柴 A.反应生成Fe(OH)3 B.湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 C.肥皂液的主要作用是检验生成的H2 D.铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 答案：C 解析：铁与水蒸气反应生成F3O4,A项错误。湿棉花的作用是提供水蒸气，B项错 误。使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2,反应一段时间后，有肥皂泡吹起 时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明“铁与水蒸气”反应生成了 H2,C项正确。铁粉与水蒸气反应生成的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引，不能 分离出铁，D项错误。 5.FeO、Fe2O3的混合物在足量CO气流中加热充分反应，冷却后剩余固体的质量 比原混合物质量减小0.8g,若将同质量的混合物与盐酸反应，欲使其完全溶解需1 mol-L-!的盐酸的体积为( A.200 mL B.100 mL C.50 mL D.无法计算 答案B 解析：FO、Fe2O3的混合物在CO气流中加热充分反应，生成Fe,冷却后剩余固体 比原混合物质量减小0.8g,则减小的质量为氧元素的质量，将FO、Fe2O3的混合 物与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3,相当于氧化物中的O被Cl代替，则需1 mol-L-I 的益酸的体积C产2-01L,即10mL。 0.8g 6.“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是 黑色的，有的却是红色的，其中的原因可能是()。 A.土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B.黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C.土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的CuO和红色的Cu D.土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色的F3O4或FeO和红 色的Fe2O3 答案D 解析：黏土中含有铁元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，铁元素的氧化物 有3种，FeO与Fe3O4为黑色Fe2O3为红棕色，故D项正确
A.反应生成 Fe(OH)3 B.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂 C.肥皂液的主要作用是检验生成的 H2 D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 答案:C 解析:铁与水蒸气反应生成 Fe3O4,A 项错误。湿棉花的作用是提供水蒸气,B 项错 误。使用肥皂液的作用是检验反应中生成的 H2,反应一段时间后,有肥皂泡吹起 时,用点燃的火柴靠近肥皂泡,当听到爆鸣声时,说明“铁与水蒸气”反应生成了 H2,C 项正确。铁粉与水蒸气反应生成的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引,不能 分离出铁,D 项错误。 5.FeO、Fe2O3 的混合物在足量 CO 气流中加热充分反应,冷却后剩余固体的质量 比原混合物质量减小 0.8 g,若将同质量的混合物与盐酸反应,欲使其完全溶解需 1 mol·L -1 的盐酸的体积为( )。 A.200 mL B.100 mL C.50 mL D.无法计算 答案:B 解析:FeO、Fe2O3 的混合物在 CO 气流中加热充分反应,生成 Fe,冷却后剩余固体 比原混合物质量减小 0.8 g,则减小的质量为氧元素的质量,将 FeO、Fe2O3 的混合 物与盐酸反应生成 FeCl2、FeCl3,相当于氧化物中的 O 被 Cl 代替,则需 1 mol·L -1 的盐酸的体积 V(HCl)= 0.8 g 16 g·mol -1×2 1mol·L -1 =0.1 L,即 100 mL。 6.“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦,有的是 黑色的,有的却是红色的,其中的原因可能是( )。 A.土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B.黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑,红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C.土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的 CuO 和红色的 Cu D.土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的 Fe3O4 或 FeO 和红 色的 Fe2O3 答案:D 解析:黏土中含有铁元素,在烧制砖瓦时,与 O2 反应,生成氧化物,铁元素的氧化物 有 3 种,FeO 与 Fe3O4 为黑色,Fe2O3为红棕色,故 D 项正确
7糕点等食品包装中常加入一个装有脱氧剂的小袋，其作用是吸收氧气，使食物因 缺氧而延缓变质，从而延长保质期。铁脱氧剂就是利用铁易被氧化的性质来吸收 氧气的，最终产物是F2O33H2O。有关反应的化学方程式如下： 12Fe+2H2O+O2Fe(OH)2, ②4Fe(OH)2+2H2O+O一4Fe(OH)3 32Fe(OH)3-Fe2O3.3H2O. (1)铁脱氧剂使用后最终的颜色为 (2)以上反应中，属于氧化还原反应的是 (填序号)。 答案：(1)红棕色(2)①② 解析：(1)F2O3为红棕色固体。(2)反应①②都是有单质参加的化合反应，为氧化还 原反应。反应③中无元素化合价变化，为非氧化还原反应。 8.合成氨工业生产中所用的u-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。 (1)某Fe0和Fe2O3的混合物中，铁、氧原子的物质的量之比为4：5，其中Fe2+与 Fe3+的物质的量之比为 (2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2时，其催化活性最高，此时铁的 氧化物的混合物中铁的质量分数为 (用小数表示，保留2位小 数)。 (3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量C粉，发生反应：2F2O3+C 高温4F0+C02↑。为制得这种活性最高的催化剂，应向480gFe203粉末中加入C 粉的质量为 g 答案(1)1：1(2)0.72(3)6 解析：(1)设混合物中的Fe0、Fe2O3的物质的量分别为x和y,则+=4解得x: x+3y y=2:1,所以混合物中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：1。(2)Fe2+与Fe3+的物质 的量之比为1：2，即FeO和Fe2O3的物质的量之比为1：1，所以此混合物的组成 相当于Fe,0,所以混合物中铁的质量分数为x607卫。(6)i设480gFe0, 粉末中与C粉反应的Fe2O3的物质的量为x,480gFe2O3的物质的量为 4808=3mol,则有： 160gm0r1 2F203+C高44Fe0+C02t 2x 催化剂中Fe0和Fe203的物质的量之比为1：1，所以ml=王解得=1mol,因 2x 此加入C粉的质量为二×1molx12gmol=6g
7.糕点等食品包装中常加入一个装有脱氧剂的小袋,其作用是吸收氧气,使食物因 缺氧而延缓变质,从而延长保质期。铁脱氧剂就是利用铁易被氧化的性质来吸收 氧气的,最终产物是 Fe2O3·3H2O。有关反应的化学方程式如下: ①2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2, ②4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3, ③2Fe(OH)3 Fe2O3·3H2O。 (1)铁脱氧剂使用后最终的颜色为 。 (2)以上反应中,属于氧化还原反应的是 (填序号)。 答案:(1)红棕色 (2)①② 解析:(1)Fe2O3 为红棕色固体。(2)反应①②都是有单质参加的化合反应,为氧化还 原反应。反应③中无元素化合价变化,为非氧化还原反应。 8.合成氨工业生产中所用的 α-Fe 催化剂的主要成分是 FeO、Fe2O3。 (1)某 FeO 和 Fe2O3 的混合物中,铁、氧原子的物质的量之比为 4∶5,其中 Fe2+与 Fe3+的物质的量之比为 。 (2)当催化剂中 Fe2+与 Fe3+的物质的量之比为 1∶2 时,其催化活性最高,此时铁的 氧化物的混合物中铁的质量分数为 (用小数表示,保留 2 位小 数)。 (3)以 Fe2O3 为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量 C 粉,发生反应:2Fe2O3+C 4FeO+CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂,应向 480 g Fe2O3 粉末中加入 C 粉的质量为 g。 答案:(1)1∶1 (2)0.72 (3)6 解析:(1)设混合物中的 FeO、Fe2O3 的物质的量分别为 x 和 y,则 𝑥+2𝑦 𝑥+3𝑦 = 4 5 ,解得 x∶ y=2∶1,所以混合物中 Fe2+与 Fe3+的物质的量之比为 1∶1。(2)Fe2+与 Fe3+的物质 的量之比为 1∶2,即 FeO 和 Fe2O3 的物质的量之比为 1∶1,所以此混合物的组成 相当于 Fe3O4,所以混合物中铁的质量分数为 3×56 3×56+4×16 ≈0.72。(3)设 480 g Fe2O3 粉末中与 C 粉反应的 Fe2O3 的物质的量为 x,480 g Fe2O3 的物质的量为 480 g 160 g· mol -1=3 mol,则有: 2Fe2O3+C 4FeO+CO2↑ x 1 2 x 2x 催化剂中 FeO 和 Fe2O3 的物质的量之比为 1∶1,所以3mol-𝑥 2𝑥 = 1 1 ,解得 x=1 mol,因 此加入 C 粉的质量为1 2 ×1 mol×12 g·mol-1=6 g