1.純鐵的熔點(diǎn)為1535℃,而高爐中煉鐵時(shí),生鐵(含碳量較高的鐵合金)在1200℃左右就熔化了,這是因?yàn)?br>A.鐵的純度越高,熔點(diǎn)越低
B.合金的熔點(diǎn)比各成分金屬的熔點(diǎn)高
C.形成了鐵碳合金,所以熔點(diǎn)降低
D.在高爐中熔化的過程發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
【答案】C
【解析】A.鐵的純度越高,熔點(diǎn)越高,故A不符合題意;
B.合金的熔點(diǎn)比各成分金屬的熔點(diǎn)低,故B不符合題意;
C.形成了鐵碳合金,合金的熔點(diǎn)比各成分金屬的熔點(diǎn)低,因此生鐵熔點(diǎn)較低,故C符合題意;
D.在高爐中熔化的過程未發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成的是混合物,故D不符合題意。
綜上所述,答案為C。
2.(2022·山西太原·高一期末)生活中的下列物品,不是由生鐵鑄造的是
A.杠鈴片B.足球門框C.一元硬幣D.下水井蓋
【答案】C
【解析】A.杠鈴片是由生鐵鑄造而成, 故A不符合題意;
B.足球門框是由生鐵鑄造而成,故B不符合題意;
C.一元硬幣的材質(zhì)是鋼芯鍍鎳,不是生鐵,故C符合題意;
D.下水井蓋是由生鐵鑄造而成,故D不符合題意。
故答案選C.
3.(2022黑龍江·賓縣第二中學(xué)高一階段練習(xí))下列關(guān)于鐵的敘述中錯誤的是
A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬
B.鐵能被磁體吸引
C.鐵是地殼中含量最多的金屬元素
D.鐵具有延展性和導(dǎo)熱性,可制作炊具
【答案】C
【解析】A.金屬一般都是銀白色,鐵也是銀白色金屬,故A正確;
B.磁體可以吸引鐵,故B正確;
C.鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素,鐵元素是地殼中含量排在第二位的金屬元素,故C錯誤;
D.金屬具有延展性,導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,鐵可以制作炊具,故D正確;
故選C。
4.下列關(guān)于鐵的物理性質(zhì),敘述不正確的是 )
A.鐵具有良好的延展性B.鐵是熱和電的良導(dǎo)體
C.鐵是黑色的固體D.鐵能被磁化
【答案】C
【解析】A.鐵具有良好的延展性,可以拉絲、制成薄片等,A正確;
B.鐵是熱和電的良導(dǎo)體,可以作炊具和導(dǎo)線等,B正確;
C.鐵是銀白色有金屬光澤固體,C錯誤;
D.鐵能被磁化而具有磁性,D正確。
答案選C。
5.一些高檔茶葉、點(diǎn)心等食品的包裝盒中有一個小袋,將小袋打開,可以看到黑色粉末,部分已變成棕褐色。將上述粉末溶于稀鹽酸,取上層清液,滴入幾滴氯水,再滴加KSCN溶液,溶液立即變?yōu)榧t色。下列說法不正確的是
A.小袋中原來裝有氧化鐵B.小袋中原來裝有鐵粉
C.該黑色粉末不可食用D.該黑色粉末做抗氧化劑
【答案】A
【解析】從題中信息“滴入幾滴氰水,再滴加KSCN溶液,溶液立即變?yōu)榧t色”判斷,該黑色粉末中含有鐵元素。但由于先加入了氯水,故不能確定其一定含F(xiàn)e3+,A項(xiàng)錯誤;該黑色粉末為還原鐵粉,做抗氧化劑,防止高檔茶葉、點(diǎn)心等食品變質(zhì),B、C、D項(xiàng)正確;
故答案選A。
6.有關(guān)鐵的敘述中不正確的是( )
A.鐵能被磁鐵吸引B.人體的血紅蛋白中含有鐵元素
C.在空氣中能劇烈燃燒D.鐵能與水蒸氣反應(yīng)
【答案】C
【解析】A.鐵能被磁鐵吸引,A項(xiàng)說法正確;
B. 人體的血紅蛋白中含有鐵元素,B項(xiàng)說法正確
C. 鐵在氧氣中能劇烈燃燒,在空氣中不燃燒。故C項(xiàng)錯誤;
D. 鐵能與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,故D說法正確;
故答案為C。
7.下列有關(guān)純鐵的描述正確的是
A.顏色為灰褐色
B.在冷的濃硫酸中可鈍化
C.與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率比生鐵的快
D.在潮濕空氣中比生鐵容易被腐蝕
【答案】B
【解析】A.純鐵為銀白色金屬,故A錯誤;
B.常溫下,純鐵在濃硫酸中會鈍化,故B正確;
C.雜質(zhì)和鐵會形成微小的原電池,鐵更容易失去電子,所以生鐵比純鐵與鹽酸反應(yīng)速率快,故C錯誤;
D.在潮濕空氣中生鐵中含有雜質(zhì)和鐵與表面的電解質(zhì)溶液形成原電池反應(yīng),鐵作負(fù)極,生鐵比純鐵容易被腐蝕,故D錯誤;
答案為B。
8.下列敘述正確的是( )
A.純鐵為灰黑色,所以鐵屬于黑色金屬
B.鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2S3
C.純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng),鐵在干燥的空氣里不易被氧化
D.足量的鐵在氯氣中燃燒生成FeCl2和FeCl3
【答案】C
【解析】A. 在冶金上,把鐵歸為黑色金屬,但純鐵為銀白色,故A不選;
B. 鐵在硫蒸氣中燃燒生成FeS,故B不選;
C. 由于純鐵不易形成原電池,所以純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng),鐵在干燥的空氣里不易被氧化,故C選;
D. 鐵在氯氣中燃燒只生成FeCl3,不會生成FeCl2,故D不選。
故選C。
9.下列關(guān)于鐵的敘述錯誤的是
A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬
B.鐵能被磁鐵吸引,在磁場作用下,鐵自身也能產(chǎn)生磁性
C.鐵是地殼中含量最多的金屬元素,所以分布在地殼的鐵有游離態(tài)也有化合態(tài)
D.純鐵的抗蝕能力相當(dāng)強(qiáng),在干燥的空氣里不易被氧化
【答案】C
【解析】A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬,正確;
B.鐵是強(qiáng)磁性物質(zhì),在磁場作用下被磁化,正確;
C.鋁是地殼中含量最多的金屬元素,鐵第二位,錯誤;
D.純鐵加上周圍的空氣又是干燥的,不能形成原電池,因此不會發(fā)生電化學(xué)腐蝕,故抗蝕能力很強(qiáng),正確。
題組二 鐵與水蒸氣的反應(yīng)
1.裝置甲、乙、丙都是鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,下列說法不正確的是
裝置甲 裝置乙 裝置丙
A.選用丙裝置,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先移去酒精燈,再將導(dǎo)氣管拿出水面
B.甲裝置中氯化鈣的作用是除去氫氣中混有的水蒸氣
C.用乙裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡,點(diǎn)燃肥皂泡發(fā)出爆鳴聲
D.三個裝置相比較,乙裝置簡單、操作簡便、節(jié)約原料、安全性好
【答案】A
【解析】A.選用丙裝置,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先將導(dǎo)氣管拿出水面,再移去酒精燈,以防發(fā)生倒吸,錯誤;
B.從硬質(zhì)玻璃管導(dǎo)出的氣體有生成的氫氣和未反應(yīng)的剩余的水蒸氣,氯化鈣的作用是除去氫氣中混有的水蒸氣,正確;
C.用乙裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡,肥皂泡里是氫氣,所以點(diǎn)燃肥皂泡發(fā)出爆鳴聲,正確;
D.和甲、丙裝置相比較,乙裝置簡單、操作簡便、節(jié)約原料、安全性好,正確;
故選A。
2.在常溫下,F(xiàn)e與水并不反應(yīng),但在高溫下,F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。用如圖裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。請回答下列問題:
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。該反應(yīng)的氧化劑是_______。
(2)實(shí)驗(yàn)前必須對整套裝置進(jìn)行的操作是_______。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),加熱圓底燒瓶的主要作用是_______;燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是_______。
(4)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是_______
(5)干燥管中盛裝的物質(zhì)是_______,作用是_______。
【答案】(1) 3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2 H2O
(2)檢驗(yàn)氣密性
(3) 產(chǎn)生水蒸氣 防止暴沸
(4)先點(diǎn)燃酒精燈,再點(diǎn)燃酒精噴燈
(5) 堿石灰 除去產(chǎn)物H2中的水蒸氣
【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的,是驗(yàn)證還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng),先制取水蒸氣,然后在高溫下與還原鐵粉反應(yīng),通過收集并驗(yàn)證產(chǎn)物中的H2,確定反應(yīng)發(fā)生。
(1)鐵與水蒸氣反應(yīng),生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式:3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2。該反應(yīng)中,H2O中的H元素由+1價(jià)降為0價(jià),所以氧化劑是H2O。答案為:3Fe+4H2O(g) SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2;H2O;
(2)實(shí)驗(yàn)前,需要檢查裝置是否漏氣,所以必須對整套裝置進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)氣密性。答案為:檢驗(yàn)氣密性;
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)所用的水蒸氣,需從圓底燒瓶中產(chǎn)生,所以其主要作用是產(chǎn)生水蒸氣;燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是防止暴沸。答案為:產(chǎn)生水蒸氣;防止暴沸;
(4)先需要排盡裝置內(nèi)的空氣,防止生成的氫氣與空氣混合發(fā)生爆炸,所以酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是先點(diǎn)燃酒精燈,再點(diǎn)燃酒精噴燈。答案為:先點(diǎn)燃酒精燈,再點(diǎn)燃酒精噴燈;
(5)為了收集到干燥的氫氣,便于做爆鳴實(shí)驗(yàn),干燥管中盛裝的物質(zhì)是堿石灰,作用是除去產(chǎn)物H2中的水蒸氣。答案為:堿石灰;除去產(chǎn)物H2中的水蒸氣。
3.在常溫下,F(xiàn)e與水并不發(fā)生反應(yīng),但在高溫下,F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。高溫下Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)使用如圖所示的裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入鐵粉和石棉絨的混合物,通入水蒸氣并加熱。請回答實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題。
(1)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。
(2)圓底燒瓶中裝的是水,該裝置的主要作用是____;燒瓶底部放了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是____。
(3)B裝置的名稱是____,B中盛裝的物質(zhì)堿石灰,作用是____。
(4)酒精燈和酒精噴燈的點(diǎn)燃順序是先點(diǎn)燃____再點(diǎn)燃____,原因是____。
(5)如果要在A處玻璃管口點(diǎn)燃該氣體,則必須對該氣體進(jìn)行____。
【答案】(1)3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2
(2) 為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣 防止暴沸
(3) 干燥管 除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中的水蒸氣
(4) 酒精燈 酒精噴燈 先點(diǎn)燃酒精噴燈會導(dǎo)致鐵與氧氣發(fā)生反應(yīng)
(5)驗(yàn)純
【解析】由實(shí)驗(yàn)裝置可知,加熱圓底燒瓶提供水蒸氣,試管中發(fā)生3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2,經(jīng)裝置B的堿石灰干燥后,裝置A中收集氫氣;
(1)硬質(zhì)玻璃管中鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)方程式為3Fe+4H2O SKIPIF 1 < 0 Fe3O4+4H2;
(2)加熱圓底燒瓶提供水蒸氣,燒瓶里放置碎瓷片,其作用是防止暴沸;
(3)B裝置的名稱是干燥管,硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)生成氫氣,還混有水蒸氣雜質(zhì),B中盛裝的物質(zhì)堿石灰,作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中的水蒸氣;
(4)先用水蒸氣充滿整個裝置以排盡空氣,再與鐵粉發(fā)生反應(yīng),則應(yīng)先點(diǎn)燃酒精燈,再點(diǎn)燃酒精噴燈,原因是先點(diǎn)燃酒精噴燈會導(dǎo)致鐵與氧氣發(fā)生反應(yīng);
(5)點(diǎn)燃A處的氫氣前,應(yīng)先驗(yàn)純,以防出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事故。
題組三 鐵與酸或鹽反應(yīng)
1.下列反應(yīng)的生成物,只存在+3價(jià)鐵元素的是
A.鐵絲在氯氣中燃燒B.鐵粉與鹽酸溶液反應(yīng)
C.鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)D.鐵粉與少量硝酸溶液反應(yīng)
【答案】A
【解析】A.鐵絲在氯氣中燃燒生成氯化鐵,只存在+3價(jià)鐵元素,A符合題意;
B.鐵粉與鹽酸溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵,只存在+2價(jià)鐵元素,B不符合題意;
C.鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵,存在+2和+3價(jià)鐵元素,C不符合題意;
D.鐵粉與少量硝酸溶液反應(yīng)生成硝酸亞鐵,只存在+2價(jià)鐵元素,D不符合題意;
故選A。
2.將鐵片投入下列溶液當(dāng)中,一段時(shí)間后取出,溶液質(zhì)量減輕的是
A.稀鹽酸B.氫氧化鈉
C.硫酸銅D.氯化亞鐵
【答案】C
【解析】A.鐵片和稀鹽酸由反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,溶液質(zhì)量增加,故A不符合題意;
B.鐵和氫氧化鈉不反應(yīng),溶液質(zhì)量不變,故B不符合題意;
C.鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,溶液質(zhì)量減輕,故C符合題意;
D.鐵和氯化亞鐵不反應(yīng),溶液質(zhì)量不變,故D不符合題意;
故選C。
3.將鐵粉加入下列溶液,發(fā)生的反應(yīng)能用 SKIPIF 1 < 0 表示的是
A.稀鹽酸B.稀醋酸C.濃硫酸D.濃硝酸
【答案】A
【解析】A.Fe與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2,反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑,A項(xiàng)符合題意;
B.醋酸屬于弱酸,F(xiàn)e與稀醋酸反應(yīng)的離子方程式為Fe+2CH3COOH=2CH3COO-+Fe2++H2↑,B項(xiàng)不符合題意;
C.常溫下Fe與濃硫酸發(fā)生鈍化,生成致密的氧化膜,不能用Fe+2H+=Fe2++H2↑表示,C項(xiàng)不符合題意;
D.常溫下Fe與濃硝酸發(fā)生鈍化,生成致密的氧化膜,不能用Fe+2H+=Fe2++H2↑表示,D項(xiàng)不符合題意;
答案選A。
4.(2022·天津河北·高一學(xué)業(yè)考試)把鐵片放入下列溶液中,鐵片溶解,溶液質(zhì)量增加,且有氣體放出的是
A.稀鹽酸B.AgNO3溶液C.CuSO4溶液D.Fe2(SO4)3溶液
【答案】A
【解析】A.Fe與HCl反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2、H2,鐵片溶解,溶液質(zhì)量增加,且有氣體放出,A符合題意;
B.Fe與AgNO3溶液發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生Ag、Fe(NO3)2,鐵片溶解,溶液質(zhì)量減輕,沒有氣體放出,B不符合題意;
C.Fe與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4、Cu,鐵片溶解,溶液質(zhì)量減輕,沒有氣體放出,C不符合題意;
D.Fe與Fe2(SO4)3溶液產(chǎn)生FeSO4,鐵片溶解,溶液質(zhì)量增加,沒有氣體放出,D不符合題意;
故合理選項(xiàng)是A。
5.把鐵片分別放入下列溶液后,鐵片溶解而溶液質(zhì)量增加,但無氣體產(chǎn)生,此溶液是
A.稀鹽酸B.AgNO3溶液C.FeCl3溶液D.Cu(NO3)2溶液
【答案】C
【解析】A.鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2,溶液質(zhì)量增加,但同時(shí)有氣體生成,A不符合題意;
B.鐵和AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生Fe(NO3)2、Ag單質(zhì),沒有氣體生成,但反應(yīng)后溶液質(zhì)量減輕,B不符合題意;
C.Fe與FeCl3溶液反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2,無氣體生成,反應(yīng)后溶液質(zhì)量增加,C符合題意;
D.Fe與Cu(NO3)2溶液反應(yīng)產(chǎn)生Fe(NO3)2、Cu,無氣體生成,但反應(yīng)后溶液質(zhì)量將減小,不符合題意;
故合理選項(xiàng)是C。
6.(2022·上海市洋涇中學(xué)高一期中)一定量的鐵粉和硫粉的混合物,在隔絕空氣的情況下加熱充分反應(yīng)后,讓反應(yīng)產(chǎn)物與足量的稀硫酸反應(yīng),在標(biāo)況下放出 2.24 升氣體,關(guān)于加熱前后混合物的組成,下列說法正確的是
A.原混合物含 0.1mlFe
B.原混合物質(zhì)量大于 8.8 克
C.生成物含 0.1mlFeS
D.加熱后的混合物是由 FeS、Fe 組成
【答案】A
【解析】鐵粉和硫粉在隔絕空氣的情況下加熱充分反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SKIPIF 1 < 0 ,若S過量,則與鹽酸反應(yīng)的只有FeS,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SKIPIF 1 < 0 ,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若Fe過量,則與鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)是FeS及剩余的Fe,發(fā)生的反應(yīng)為 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 。
A.Fe與S反應(yīng)不論是誰過量,生成氣體的物質(zhì)的量與原混合物中Fe的物質(zhì)的量相等,已知生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氣體,則原混合物一定含有0.1 ml Fe,故A正確;
B.由A的分析可知,原混合物中一定有0.1 ml Fe,即5.6g鐵粉,當(dāng)5.6 g鐵粉恰好與3.2 g硫粉反應(yīng)生成8.8 g FeS,原混合物的質(zhì)量也為8.8g,若硫粉少量,則硫粉的質(zhì)量小于3.2 g,原混合物的質(zhì)量小于8.8 g,故B錯誤;
C.當(dāng)鐵粉和硫粉恰好完全反應(yīng)時(shí),生成物為0.1mlFeS,當(dāng)硫粉少量時(shí),生成物為FeS和Fe的混合物,F(xiàn)eS的物質(zhì)的量小于0.1ml,故C錯誤;
D.當(dāng)鐵粉和硫粉恰好完全反應(yīng)時(shí),加熱后的物質(zhì)只有FeS,故D錯誤;
答案選A。
7.向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析正確的是
A.OA段、BC段產(chǎn)生的氣體都是NO
B.A點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為 SKIPIF 1 < 0 )和 SKIPIF 1 < 0
C.原混合酸中 SKIPIF 1 < 0 的物質(zhì)的量濃度為 SKIPIF 1 < 0
D.向C點(diǎn)溶液中再加入足量的稀硝酸,仍然能生成NO
【答案】D
【解析】由圖像可知,由于鐵過量,OA段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+NO SKIPIF 1 < 0 +4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+2H+=Fe2++H2↑;最終消耗22.4gFe,溶液中溶質(zhì)為FeSO4,根據(jù)鐵元素守恒可以計(jì)算n(FeSO4),進(jìn)而計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量濃度。
A.由分析可知,OA段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+NO SKIPIF 1 < 0 +4H+=Fe3++NO↑+2H2O,產(chǎn)生的氣體為NO,BC段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+2H+=Fe2++H2↑,產(chǎn)生的氣體為H2,A錯誤;
B.A點(diǎn)時(shí),硝酸根離子被鐵全部還原為NO,因此溶液中不再有硝酸根離子,B錯誤;
C.最終消耗22.4gFe,即0.4mlFe,最后溶液中溶質(zhì)為FeSO4,根據(jù)鐵元素守恒得n(FeSO4)=0.4ml,則n(H2SO4)=0.4ml,原混合酸中H2SO4的物質(zhì)的量濃度為 SKIPIF 1 < 0 =2ml/L,C錯誤;
D.C點(diǎn)溶液中溶質(zhì)為FeSO4,向C點(diǎn)溶液中再加入足量的稀硝酸,硫酸亞鐵和稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鐵、硝酸鐵、一氧化氮和水,D正確;
答案選D。
8.向某溶液中加入鐵粉時(shí),沒有氣體放出,但溶液的總質(zhì)量增加,則此溶液是
A.硫酸亞鐵溶液B.硫酸鋁溶液
C.硫酸鐵溶液D.稀鹽酸
【答案】C
【解析】A.硫酸亞鐵溶液和鐵粉不反應(yīng),溶液總質(zhì)量不變,故A不符合題意;
B.硫酸鋁溶液和鐵粉不反應(yīng),溶液總質(zhì)量不變,故B不符合題意;
C.硫酸鐵溶液和鐵粉發(fā)生反應(yīng) SKIPIF 1 < 0 ,鐵會溶解,溶液總質(zhì)量增加,而且沒有氣體生成,故C符合題意;
D.稀鹽酸會和鐵粉反應(yīng) SKIPIF 1 < 0 ,溶液總質(zhì)量增加,但有氣體生成,故D不符合題意;
故答案為:C
9.(2022·天津市紅橋區(qū)教師發(fā)展中心高一期末)下列物質(zhì)中,在一定條件下能與鐵反應(yīng),且鐵元素化合價(jià)全部變?yōu)?3價(jià)的是
A.SB.H2OC.稀硫酸D.氯氣
【答案】D
【解析】A.S氧化性弱,與Fe反應(yīng)生成FeS,A不符合題意;
B.Fe與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4,其中鐵元素既有+2價(jià),又有+3價(jià),B不符合題意;
C.Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,C不符合題意;
D.Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl3,D符合題意;
故答案選D。
10.(2022·上?!とA東政法大學(xué)附屬中學(xué)高一期中)下列各項(xiàng)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能通過反應(yīng)一步完成的是
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】A.Fe與O2點(diǎn)燃可得到Fe3O4,能一步反應(yīng)完成,A不符合題意;
B.Fe與Cl2點(diǎn)燃可得到FeCl3,能一步反應(yīng)完成,B不符合題意;
C.Fe與HCl反應(yīng)可得到FeCl2,能一步反應(yīng)完成,C不符合題意;
D.Fe不能一步反應(yīng)生成Fe(OH)3,D符合題意;
答案選D。
題組四 鐵的氧化物
1.向一定量的Fe、FeO和 SKIPIF 1 < 0 的混合物中加入 SKIPIF 1 < 0 的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出 SKIPIF 1 < 0 ,往所得溶液中加入KSCN溶液,無血紅色出現(xiàn)。若用足量的氫氣在加熱下還原相同質(zhì)量的原混合物,能得到鐵的物質(zhì)的量為
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】向一定量的Fe、FeO和Fe3O4的混合物中加入120mL 4ml/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,無血紅色出現(xiàn),說明溶液中的溶質(zhì)為硝酸亞鐵,根據(jù)氮元素守恒,硝酸亞鐵中的硝酸根離子的物質(zhì)的量為:0.12L×4ml/L-0.06ml=0.42ml,所以硝酸亞鐵的物質(zhì)的量為:0.42ml÷2=0.21ml,由鐵元素守恒可知,得到鐵的物質(zhì)的量為n(Fe)=0.21ml;
故選C。
2.(2021·湖南·長沙一中高一階段練習(xí))向含有 SKIPIF 1 < 0 溶液中逐漸加入鐵粉至過量,溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有 SKIPIF 1 < 0 ),下列有關(guān)判斷不正確的是
A.a(chǎn)表示 SKIPIF 1 < 0 的關(guān)系曲線
B. SKIPIF 1 < 0
C.P點(diǎn)時(shí), SKIPIF 1 < 0
D.向P點(diǎn)溶液中加入銅粉,最多可溶解4.8g
【答案】C
【解析】向含有 SKIPIF 1 < 0 溶液中逐漸加入鐵粉至過量,依次發(fā)生反應(yīng) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 。
A.依次發(fā)生反應(yīng) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 先增后減,a表示 SKIPIF 1 < 0 的關(guān)系曲線,故A正確;
B.根據(jù)方程式 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 和鐵反應(yīng)生成硝酸鐵,消耗0.25ml鐵,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故B正確;
C.P點(diǎn)時(shí) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)的總方程式可表示為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 參加反應(yīng)生成亞鐵離子的物質(zhì)的量 SKIPIF 1 < 0 ,故C錯誤;
D.P點(diǎn)時(shí) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)中方程式可表示為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 參加反應(yīng)生成鐵離子的物質(zhì)的量 SKIPIF 1 < 0 ,向P點(diǎn)溶液中加入銅粉,發(fā)生反應(yīng) SKIPIF 1 < 0 ,最多可溶解銅的物質(zhì)的量是0.075ml,質(zhì)量是0.075ml ×64g/ml=4.8g,故D正確;選C。
4.(2022·全國高一課時(shí)練習(xí))由FeO、Fe2O3、Fe3O4組成的混合物,測得鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為21∶8,這種混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物質(zhì)的量之比可能是( )
A.1∶2∶1B.1∶2∶3C.1∶3∶1D.1∶1∶3
【答案】D
【解析】由于Fe3O4中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為21:8,則Fe3O4為任意量都可滿足混合物中鐵、氧元素的質(zhì)量之比為21:8;Fe3O4可以寫成FeO?Fe2O3,即FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1:1時(shí),兩種物質(zhì)的混合物中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比也恰好為21:8,因此選項(xiàng)D正確。故答案選D。
5.有FeO、 Fe2O3的混合物若干克,在CO氣流中加熱充分反應(yīng),冷卻后稱剩余固體比原混合物質(zhì)量減輕1.6 g,若將同質(zhì)量的混合物與鹽酸反應(yīng),欲使其完全溶解需1 ml/L 的鹽酸的體積為( )
A.200mLB.100mLC.50mLD.無法計(jì)算
【答案】A
【解析】FeO、Fe2O3的混合物若干克,在CO氣流中加熱充分反應(yīng),生成Fe,冷卻后稱剩余固體比原混合物質(zhì)量減輕1.6g,則減少的質(zhì)量為O元素的質(zhì)量,物質(zhì)的量是0.1ml。將FeO、Fe2O3的混合物與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、FeCl3的混合物,相當(dāng)于其中的O被Cl代替,根據(jù)化合價(jià)守恒,1個O被2個Cl代替,所以需1 ml?L-1的鹽酸的體積V(HCl)=0.2ml÷1ml/L=0.2L,即200mL,答案選A。
6.實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置測定 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 固體混合物中 SKIPIF 1 < 0 的質(zhì)量, SKIPIF 1 < 0 裝置的硬質(zhì)玻璃管中的固體物質(zhì)是 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的混合物。
(1)寫出 SKIPIF 1 < 0 裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。
(2)裝置 SKIPIF 1 < 0 的作用是盛裝的液體是__________,裝置 SKIPIF 1 < 0 中________,所起的作用是_________。
(3)若 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 固體混合物的質(zhì)量為23.2g,反應(yīng)完全后 SKIPIF 1 < 0 形管的質(zhì)量增加7.2g,則混合物中 SKIPIF 1 < 0 的質(zhì)量為__________。
(4) SKIPIF 1 < 0 形管右邊連接干燥管 SKIPIF 1 < 0 的目的是____,若無干燥管 SKIPIF 1 < 0 ,測得 SKIPIF 1 < 0 的質(zhì)量將_______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
(5)若反應(yīng)后得到的殘留固體中還有少量 SKIPIF 1 < 0 ,測得的 SKIPIF 1 < 0 質(zhì)量將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0
除去 SKIPIF 1 < 0 中混有的氯化氫氣體 濃硫酸 干燥 SKIPIF 1 < 0
16g
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入 SKIPIF 1 < 0 形管E中 偏大
偏小
【解析】(1)在加熱條件下,氫氣能還原金屬氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 。
(2)由于生成的氫氣中含有氯化氫和水蒸氣,而這兩種雜質(zhì)都能干擾實(shí)驗(yàn), SKIPIF 1 < 0 中盛有水,用來除去 SKIPIF 1 < 0 中混有的 SKIPIF 1 < 0 氣體;而 SKIPIF 1 < 0 中盛有濃硫酸,用來干燥氫氣。
(3)設(shè) SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 固體的物質(zhì)的量分別是 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 形管增加的質(zhì)量就是反應(yīng)中生成的水的質(zhì)量,因此有 SKIPIF 1 < 0 ,解得; SKIPIF 1 < 0 ,則原混合物中 SKIPIF 1 < 0 的質(zhì)量是 SKIPIF 1 < 0 。
(4)由于空氣中也含有水蒸氣,所以 SKIPIF 1 < 0 裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入 SKIPIF 1 < 0 中。若無干燥管F,空氣中的水蒸氣被E吸收,則所測生成水的質(zhì)量增大,導(dǎo)致氧的含量增大,所以測定結(jié)果偏大。
(5)若反應(yīng)后得到的殘留固體中還有少量 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 形管增加的質(zhì)量偏小,導(dǎo)致氧的含量減小,所以測定結(jié)果偏小。
題組五 工業(yè)煉鐵
1.(2022·山西太原·高一期末)某地區(qū)欲建設(shè)具有一定規(guī)模的工業(yè)開發(fā)區(qū),需要在該地區(qū)建立煉鐵廠、焦化廠、發(fā)電廠、水泥廠等,按下圖中K、L、M、N的順序,相應(yīng)工廠的名稱是
A.發(fā)電廠、焦化廠、煉鐵廠、水泥廠B.煉鐵廠、焦化廠、發(fā)電廠、水泥廠
C.焦化廠、煉鐵廠、發(fā)電廠、水泥廠D.焦化廠、水泥廠、發(fā)電廠、煉鐵廠
【答案】A
【解析】石灰石與黏土可以生產(chǎn)水泥,所以N為水泥廠,赤鐵礦與石灰石生產(chǎn)鐵,所以M為煉鐵廠,
A. 發(fā)電廠、焦化廠、煉鐵廠、水泥廠
B. 煉鐵廠、焦化廠、發(fā)電廠、水泥廠
C. 焦化廠、煉鐵廠、發(fā)電廠、水泥廠
D. 焦化廠、水泥廠、發(fā)電廠、煉鐵廠
根據(jù)排除法選擇A。
故答案為A。
2.(2022·廣東惠州·高一期末)下列我國古代技術(shù)應(yīng)用中,主反應(yīng)不涉及氧化還原反應(yīng)的是
A.古法煉鐵B.糧食釀醋C.煅燒石灰石D.火藥爆炸
【答案】C
【解析】A.古法煉鐵中金屬元素的化合價(jià)降低,為氧化還原反應(yīng),故A不選;
B.糧食釀醋,存在從乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸的過程,為氧化還原反應(yīng),故B不選;
C.煅燒貝殼,是碳酸鈣發(fā)生分解反應(yīng),沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng),故C選;
D.火藥爆炸,屬于劇烈的氧化還原反應(yīng),存在元素的化合價(jià)變化,故D不選。
故選:C。
3.(2021·湖南·邵陽市第二中學(xué)高一期中)已知高爐煉鐵的化學(xué)方程式為 SKIPIF 1 < 0 。下列對該反應(yīng)的敘述正確的是
A. SKIPIF 1 < 0 是氧化劑B. SKIPIF 1 < 0 被氧化C.屬于氧化還原反應(yīng)D.屬于置換反應(yīng)
【答案】C
【解析】由方程式可知,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)降低被還原,氧化鐵是反應(yīng)的氧化劑,碳元素的化合價(jià)升高被氧化,一氧化碳是反應(yīng)的還原劑,反應(yīng)中沒有單質(zhì)參加反應(yīng),不屬于置換反應(yīng),故選C。
4.某課外活動小組擬用下列裝置做煉鐵原理的實(shí)驗(yàn),同時(shí)檢測氧化鐵的純度(假設(shè)礦石中不含其他與CO反應(yīng)的成分),并除去尾氣。CO氣體用H2C2O4CO2↑+CO↑+H2O來制取,與Fe2O3反應(yīng)的CO需純凈、干燥。
(1)若所制氣體從左向右流向時(shí),上述儀器組裝連接的順序是(用a、b…表示) 接 , 接 , 接 , 接 。___________________
(2)裝置乙的作用是___________________;裝置丙的目的是____________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先熄滅戊處的酒精燈,再熄滅甲處的酒精燈,其主要原因是____________________。
(4)實(shí)驗(yàn)前氧化鐵礦粉末為xg,實(shí)驗(yàn)后測得乙、丙質(zhì)量分別增加yg和zg,則氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________。
【答案】(1) a;e;d;f;g;h;i;b
吸收CO2、點(diǎn)燃CO除去尾氣 除去混在CO中的CO2
防止生成的Fe又被氧化
SKIPIF 1 < 0
【解析】該實(shí)驗(yàn)是通過一氧化碳還原氧化鐵,生成二氧化碳,測定二氧化碳的質(zhì)量,從而確定氧化鐵的純度。首先制取一氧化碳(利用草酸在濃硫酸的條件下分解,液液加熱,選用甲裝置),然后純化(分別用氫氧化鈉(丙)除去二氧化碳和濃硫酸除去水),再通過氧化鐵反應(yīng),最后通過氫氧化鈉,氫氧化鈉增加的質(zhì)量即產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量,從而計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量。最后要考慮CO過量,需要通過點(diǎn)燃的方法除去尾氣。
(1)根據(jù)分析,裝置的連接順序?yàn)閍接e,e接d,d接f,f接g,g接h,h接i,i接b;
(2)裝置乙的作用是吸收煉鐵生成的CO2,同時(shí)將未參加反應(yīng)的CO點(diǎn)燃去除;裝置丙的作用是除去在CO生成過程中同時(shí)生成的CO2;
(3)先熄滅戊處的酒精燈后熄滅甲的酒精燈是為了防止鐵的余熱把鐵重新氧化;
(4)設(shè)礦石中Fe2O3的質(zhì)量為m,則:
SKIPIF 1 < 0
m= SKIPIF 1 < 0 y,所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 SKIPIF 1 < 0 。
5.某課外活動小組的同學(xué)們在老師的幫助下,探究用赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)煉鐵的主要反應(yīng)原理。他們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,回答下列問題:
(1)寫出用一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式_________,裝置A中看到的現(xiàn)象是________。
(2)在C處看到的現(xiàn)象是_________,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________,說明反應(yīng)后有________生成。
(3)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,在B處所采取措施的目的是____________,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
(4)在給氧化鐵加熱時(shí),要先通入一氧化碳?xì)怏w后加熱,其目的是_______。
【答案】(1) 3CO+Fe2O3 SKIPIF 1 < 0 2Fe+3CO2 紅棕色粉末變黑
澄清的石灰水變渾濁 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 二氧化碳
既能利用一氧化碳燃燒提供能量又能防止一氧化碳污染空氣 2CO+O2 SKIPIF 1 < 0 2CO2
排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)產(chǎn)生爆炸
【解析】根據(jù)已有的一氧化碳還原氧化鐵的知識進(jìn)行分析解答,一氧化碳能與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,氧化鐵是紅色的,生成的鐵粉是黑色的;生產(chǎn)的二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁;一氧化碳是有毒的氣體,需要進(jìn)行尾氣處理,一氧化碳具有可燃性,可以進(jìn)行燃燒處理,據(jù)此解答.
(1)一氧化碳能與氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,氧化鐵是紅色的粉末,鐵粉是黑色的粉末,故會觀察到紅色粉末變黑,
故答案為:3CO+Fe2O3 SKIPIF 1 < 0 2Fe+3CO2;紅色粉末變黑;
(2)C處的澄清石灰水變渾濁,說明有二氧化碳生成,二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,
故答案為:澄清的石灰水變渾濁;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,二氧化碳;
(3)在B處所采取措施既能利用一氧化碳燃燒提供能量,又能防止一氧化碳污染空氣,一氧化碳能與氧氣點(diǎn)燃生成二氧化碳,
故答案為:既能利用一氧化碳燃燒提供能量又能防止一氧化碳污染空氣;
(4)在給氧化鐵加熱時(shí),要先通入一氧化碳?xì)怏w后加熱,是為了排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)產(chǎn)生爆炸,
故答案為:排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)產(chǎn)生爆炸

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