高中化学必修一 专题3.1.2 铁的氧化物和氢氧化物备作业））解析版）

第三章  铁 金属材料

第一节 铁及其化合物

第2课时 铁的氧化物和氢氧化物

一、单选题

1．以下物质俗名与化学式对应正确的是(    )

A．食盐—NaCl B．铁红—FeSO4 C．明矾CuSO4·5H2O    D．烧碱Ca(OH)2

【答案】A

【解析】A. 食盐的化学式为NaCl，A正确；B. 铁红是氧化铁，化学式为Fe2O3，FeSO4是硫酸亚铁，B错误；C. 明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，CuSO4·5H2O俗称胆矾，C错误；D. 烧碱的化学式为NaOH，Ca(OH)2俗称熟石灰，D错误；答案选A。

2．（2019·河北路南唐山一中高一月考）下列物质的用途错误的是

A．镁铝合金：制作门窗 B．过氧化钠：供氧剂

C．四氧化三铁：红色油漆 D．硫酸亚铁：食品抗氧化剂

【答案】C

【解析】A．镁铝合金硬度大，密度小，适合做门框，故A正确；B．过氧化钠与水反应生成氧气，即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，适合作供氧剂，故B正确；C．四氧化三铁为黑色物质，三氧化二铁为红棕色物质，可以制造红色油漆，故C错误；D．硫酸亚铁中亚铁离子具有还原性，可以作为食品抗氧化剂，故D正确；答案为C。

3．（2020·营口市第二高级中学高一期末）取少量FeCl3溶液，滴入NaOH溶液，观察到的现象是(　　)

A．产生白色沉淀 B．产生红褐色沉淀

C．形成红褐色溶液 D．形成无色溶液

【答案】B

【解析】取少量FeCl3溶液，滴入NaOH溶液，两者发生复分解反应的化学方程式为FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl，FeCl3溶液呈黄色，Fe(OH)3是红褐色沉淀，故选B。

4．（2020·福建三元三明一中高一期中改编）下列有关 Al、Fe、Cu 的说法，正确的是

A．三者的氧化物均为碱性氧化物

B．三者的单质久置在空气中均只生成氧化物

C．Fe 与 Al2O3 能发生置换反应

D．三者分别浸入冷、浓硫酸中均无明显现象

【答案】D

【解析】A．铝对应的氧化物Al2O3是两性氧化物，故A错误；B．Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C．铁的活泼性弱于铝，故Fe 与 Al2O3不能发生置换反应，故C错误；
D．铝、铁常温下在浓硫酸中发生钝化，反应生成致密氧化物薄膜阻止反应进行，是浓硫酸的强氧化性，而铜的活泼性弱，与浓硫酸反应但现象不明显，故D正确；答案选D。

5．向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液后，沉淀颜色变化顺序为

A．红褐色、灰绿色、白色 B．白色、红褐色、黑色

C．白色、灰绿色、红褐色 D．蓝色、灰绿色、绿色

【答案】C

【解析】向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液，发生如下反应：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl、

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。Fe(OH)2为白色，Fe(OH)3为红褐色。选项C. 白色、灰绿色、红褐色是Fe(OH)2→部分氧化→Fe(OH)3，故答案为C。

6．下列实验中能得到Fe2O3的是（    ）

①铁丝在氧气中燃烧  ②煅烧硫铁矿   ③加热氢氧化铁   ④铁与高温水蒸气反应

A．①④ B．①③ C．②④ D．②③

【答案】D

【解析】①铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4；②煅烧硫铁矿生成Fe2O3和二氧化硫；③加热氢氧化铁生成Fe2O3和水；④铁与高温水蒸气反应生成Fe3O4和氢气；能得到Fe2O3的是②③，选D。

7．（2020·江苏省白蒲高级中学高一期末）下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是

A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④

【答案】B

【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。答案选B。

8．（2019·昆明市官渡区第一中学高二开学考试）裂解水制氢气的过程如下图所示。下列说法不正确的是

A．反应Ⅰ的化学方程式是Fe3O4＋CO3FeO＋CO2

B．反应Ⅱ的化学方程式是3FeO＋H2O（g）Fe3O4＋H2

C．总反应的化学方程式是C＋2H2O（g）CO2＋2H2

D．铁的氧化物是裂解水的催化剂

【答案】C

【解析】A．反应Ⅰ：反应物为Fe3O4、CO，生成物为FeO、CO2，反应为：Fe3O4+CO3FeO+CO2，故A正确；B．反应Ⅱ：反应物为FeO、H2O，生成物为Fe3O4、H2，反应为：3FeO+H2O（g）Fe3O4+H2，故B正确；C．反应Ⅲ：反应物为CO2、C，生成物为CO，反应为：C+CO2=2CO，将反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得总反应为C＋H2O（g）CO+H2，故C错误；D．铁的氧化物四氧化三铁参与反应，但总反应为C＋H2O（g）CO+H2，反应产物没有四氧化三铁，所以铁的氧化物是裂解水的催化剂，故D正确；故选C。

9．（2019·天津和平耀华中学高一月考）按下图装置持续通入X 气体，并在管口点燃，实验结果使澄清石灰水变浑浊，则 X、Y 可以是

A．H2 、Fe2O3 B．CO、Na2CO3

C．CO、Na2O2 D．H2 、NaHCO3

【答案】D

【解析】A．氢气能燃烧，氢气与氧化铁反应生成水，澄清石灰水不变浑浊，A错误；B．Na2CO3受热不分解，澄清石灰水不变浑浊，，B错误；C．在此条件下，CO不与Na2O2反应，澄清石灰水不变浑浊，C错误；D．NaHCO3受热分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气能燃烧，故D正确；答案选D。

10．（2020·兴城第三高级中学高一期中）现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下Wg合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，已知沉淀成分为氢氧化铁，把沉淀在空气中充分灼烧，最后得到Wg红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为（    ）

A．20% B．30% C．70% D．80%

【答案】B

【解析】由铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，过滤，沉淀为氢氧化铁，经灼烧，得到的固体粉末是氧化铁，氧化铁质量等于合金的质量，利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的质量，则合金中Al的质量分数=氧化铁中氧的质量分数=×100%=30%。答案选B。

11．下列说法正确的是(   )

①赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3为红棕色粉末；

②Na2O和Na2O2投入到水中都能生成NaOH；

③质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与相同浓度盐酸完全反应时，产生CO2的物质的量相等；

④取ag Na2CO3和NaHCO3混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg，能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数；

⑤制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁；

⑥NaHCO3固体可以做干粉灭火剂，金属钠起火可以用它来灭火；

⑦NaHCO3粉末中混有Na2CO3，可配制成溶液通入过量的CO2，再低温结晶得到提纯；

⑧Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂

A．②③④⑥ B．①②⑦⑧ C．②⑤⑦⑧ D．①③④⑥

【答案】B

【解析】①赤铁矿的主要成分为Fe2O3，Fe2O3是红棕色粉末状晶体，故①正确；②Na2O是碱性氧化物，和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠是过氧化物，和水反应生成氢氧化钠和氧气，所以Na2O 和Na2O2投入水中都能生成NaOH，故②正确；③根据反应的方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O可知，106g碳酸钠完全反应生成1mol二氧化碳，84g碳酸氢钠完全反应生成1mol二氧化碳，所以等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下NaHCO3产生的CO2多，故③错误；④取ag Na2CO3和NaHCO3混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体主要为含有少量水蒸气的二氧化碳，用碱石灰吸收，增重bg，bg为水蒸气和二氧化碳的总质量，因此不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数，故④错误；⑤制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁(FeSO4)溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，生成的氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化生成红褐色的4Fe(OH)3，即4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故⑤错误；⑥NaHCO3不稳定，加热易分解，钠着火时生成过氧化钠，过氧化钠可与二氧化碳反应生成氧气，不能用干粉灭火剂灭火，故⑥错误；⑦Na2CO3可与过量的CO2反应生成NaHCO3，可用于除杂，再低温结晶得到提纯，故⑦正确；⑧Na2O2与水的反应中只有O元素化合价发生变化，由-1价分别变化为0、-2价，因此Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，故⑧正确；正确的有①②⑦⑧，故选B。

12．用下列装置不能达到实验目的的是(     )

A．用甲图装置可证明ρ(煤油)< ρ(钠) < ρ(水)    B．用乙图装置制备Fe(OH)2

C．用丙图装置制取金属锰                          D．用丁图装置制取氯气

【答案】D

【解析】由图可知，钠在水与煤油液面中间，则可知钠的密度比水的小，比煤油的大，故A正确；B．由图可知，利用Fe和稀硫酸制FeSO4的同时除去液面上方空气，防止制备时氢氧化亚铁被氧化，故B正确；C．由图可知，Al与二氧化锰发生铝热反应生成Mn，故C正确；D．MnO2和浓盐酸混合加热可制氯气，不能用稀盐酸代替，故D错误；故选D。

13．（2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一期末）某铁的“氧化物”样品,用5 mol·L-1盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+,该样品可能的化学式是(　　)

A．Fe5O7 B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5

【答案】A

【解析】氧化物与HCl反应生成氯化物与水，HCl中的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O.由H原子、O原子守恒可知n(O)=n(H2O)=n(HCl)=×0.14L×5mol/L=0.35mol，所得溶液再通入氯气使其中Fe2+全部转化为Fe3+，最后溶液成分为FeCl3，根据氯原子是可知n(FeCl3)=[n(HCl)+2n(Cl2)]=×(0.14L×5mol/L+2×)=0.25mol，所以氧化物中n(Fe):n(O)=0.25mol:0.35mol=5:7，该氧化物的化学式为Fe5O7，故答案为A。

14．下列实验方案合理的是(　　)

【答案】C

【解析】A. 用碳酸钠和稀盐酸制取少量CO2，但是，由于碳酸钠可溶于水，故不能做到可随开随制、随关随停，A实验方案不合理； B. 配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，不能将浓硫酸直接在容量瓶中稀释，B实验方案不合理； C. 该实验中用苯隔绝了空气，这样硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成的Fe(OH)2可以保持其白色并防止被氧气氧化，因此，可制得Fe(OH)2,并观察其颜色 ，C实验方案合理； D. 碱石灰可以干燥NH3、水可以吸收多余的尾气，氨气密度小于空气，不能用向上排空气法收集NH3，D 实验方案不合理。综上所述，实验方案合理的是C，本题选C。

二、填空题

15．（2020·湖南开福长沙市第七中学高一开学考试）小熊同学在学习酸碱盐有关知识时，对一些沉淀物质的颜色产生了兴趣。老师告诉他氢氧化铜是蓝色，氢氧化铁是红褐色，让他探究氢氧化亚铁的颜色。下面请你和他一起探究。

（查阅资料）

(1)铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。

(2)氢氧化亚铁在空气中立即被氧气氧化。

(3)硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色。

（提出猜想）氢氧化亚铁是浅绿色。

（实验过程）在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察现象，请补充完成下表：

（学习交流）

(1)氢氧化亚铁是白色而不是浅绿色。

(2)小熊联系到CO2与C的化合反应，认为FeCl3溶液可以转化为FeCl2溶液，请模仿写出这个转化的化学方程式：_______。

【答案】FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl    复分解反应    4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3    2FeCl3+Fe=3FeCl2   

【解析】

(1) FeCl3溶液和NaOH溶液反应的方程式：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl，此反应属于复分解反应；

(2) FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀是氢氧化亚铁沉淀，白色氢氧化亚铁在水中不稳定，容易跟水中的氧气反应生成红棕色的氢氧化铁；由于氢氧化亚铁有少量溶于水中，亚铁离子显绿色，所以溶液呈绿色，同时也会转化成黄色的铁离子，灰色就是白色、红棕、绿色、黄色的混合色；在加上这种转化是有时间过程的，所以随着各种离子含量变化，颜色变化就由此而来了；最后变成红褐色沉淀是氢氧化铁沉淀，根据质量守恒定律完成并配平反应的方程式，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(3)根据CO2与C的反应，要让FeCl3溶液可以转化为FeCl2溶液，小熊的理由是：单质铁也可以将FeCl3还原成FeCl2，化学方程式是2FeCl3+Fe=3FeCl2。

16．（2019·山西迎泽太原五中高一期末节选）铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是，而中间则是。

(1)中国古代“四大发明”之一的“司南”，其主要成分是上述物质中的__________。

(2)的一种用途是____________。

(3)FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：。

①时应加入的试剂是____________。

②的实验现象是___________________________。

【答案】    制红色油漆    稀硫酸     白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色       

【解析】(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁，化学式为；

(2)氧化铁是红色固体难溶于水，可以作红色颜料或冶炼铁；

(3)①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO+H2SO4=FeSO4+H2O；

②的实验现象是白色迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，生成氢氧化铁红褐色沉淀。