1、第三章铁金属材料课时作业15铁的单质时间：45分钟1下列关于金属性质的叙述中正确的是(C)A钠与氧气反应时，产物由氧气的量决定B铝箔在空气中受热可熔化且会剧烈燃烧C金属与非金属单质发生反应时，被氧化的一定是金属D铁丝在空气和纯氧中都不会燃烧解析：钠与氧气反应的产物由反应条件决定，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但因表面有熔点较高的Al2O3，因此不会剧烈燃烧，B错误；金属与非金属单质发生反应时，金属只能失电子，即被氧化，C正确；铁丝在纯氧中可燃烧生成Fe3O4，D错误。2下列反应发生时，会产生棕黄色烟的是(A)A铁在氯气中燃烧 B磷在氧气中燃烧C氢气在氯气中燃烧 D钠在氧气中燃烧解析：铁在氯气
2、中燃烧，产生棕黄色烟，A正确；磷在氧气中燃烧冒白烟，B错误；氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾，C错误；钠在氧气中燃烧，火焰为黄色，D错误。正确选项为A。3下列反应中，通过置换反应得到铁的是(C)A铜浸入氯化铁溶液中B一氧化碳通过炽热的氧化铁C铝与氧化铁混合物加热至高温D铜浸入氯化亚铁溶液中解析：铜浸入氯化铁溶液中生成氯化亚铁和氯化铜，A错误；一氧化碳通过炽热的氧化铁生成CO2和铁，但不是置换反应，B错误；铝与氧化铁混合物加热至高温生成铁和氧化铝，属于置换反应，C正确；铜浸入氯化亚铁溶液中不反应，D错误。答案选C。4把铁片放入下列溶液中，铁片溶解、溶质质量增加，但没有气体放出的是(C
3、)A稀硫酸 BCuSO4溶液CFe2(SO4)3溶液 DAgNO3溶液解析：铁和稀硫酸反应有氢气生成，故A错误；铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故B错误；铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，没有气体生成且溶液质量增加，所以符合题意，故C正确；铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故D错误。故选C。5下列物质不能由两种单质直接化合得到的是(D)AFe3O4 BNa2O2CFeS DFeCl2解析：Fe与氧气在点燃下反应生成四氧化三铁，可由两种单质直接化合得到，故A不选；钠与氧气在点燃或加热下反应生成过氧化钠，可由两种单质直接化合得到，故B
4、不选；铁与单质硫加热反应生成FeS，可由两种单质直接化合得到，故C不选；氯气具有强氧化性，Fe与氯气反应生成氯化铁，FeCl2不能由两种单质直接化合得到，故选D。6同一还原剂与多种氧化剂在一起时，先与氧化性强的粒子反应，待强的反应完后，再与氧化性弱的反应，称为反应先后规律，已知氧化性：Fe3Cu2，在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入铁粉，下列说法中不正确的是(C)A若铁粉有剩余，则不溶物中一定有铜B若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子只有Fe2C若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2，则溶液中一定无Fe3D若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2，则溶液中一定有Fe2，一定无Fe3解析：三价铁离子氧
5、化性强于铜离子，加入铁粉，铁粉先与三价铁离子反应生成二价铁离子，剩余铁粉再与铜离子反应生成二价铁离子，若有铁粉剩余，则三价铁离子、铜离子完全反应，不溶物中一定含有铜，故A正确；若有铁粉剩余，则三价铁离子、铜离子完全反应，则溶液中的金属阳离子只有Fe2，故B正确；若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2，则可能有三种情况，一种为铜离子只反应一部分，则三价铁离子完全反应，一种为铜离子未反应，则三价铁离子恰好反应，一种为铜离子未反应，三价铁离子只反应一部分，溶液中含有三价铁离子，故C错误；若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2，因为三价铁离子先于铁粉反应，所以一定不含三价铁离子，一定含有二价铁离子，故D正确。7(双选
6、)下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是(AD)AZnCl2 BFeCl3CFeCl2 DAlCl3解析：铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，锌与氯气、盐酸反应的产物均为ZnCl2，铝与氯气、盐酸反应的产物均为AlCl3。8能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是(B)AAgNO3溶液 BFeCl3溶液CCuSO4溶液 DFeSO4溶液解析：A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。9下列关于铁与水反应的描述中，不正确的是(A)A铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体
7、点燃时能发出爆鸣声C铁与水蒸气的反应是氧化还原反应D常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应解析：铁与水反应：3Fe4H2OFe3O44H2，产物为Fe3O4，A错误。10由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应，产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是(C)A锌 B铁C铝 D镁解析：分别产生11.2 L H2需要锌32.5 g，铁28 g，镁12 g，铝9 g，根据平均值思想，混合物中两种金属的质量应分别小于和大于10 g，而小于10 g的只有铝，故一定有铝，选C。11将铁粉放入由盐酸、MgCl2溶液、FeC
8、l3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中，充分反应后，铁粉有剩余，则反应后的溶液中含有的大量阳离子是(B)ACu2和Fe2 BFe2和Mg2CFe3和Fe2 DH和Cu2解析：H、Fe3、Cu2均能与铁粉反应，Mg2不与铁粉反应，当铁粉有剩余时，溶液中H、Fe3、Cu2均完全反应，反应后的溶液中大量存在的阳离子是Fe2和Mg2，B正确。12对于反应8Fe22HNO3(浓)=Fe8O1122NO211H2O，下列有关说法正确的是(D)A在反应中硝酸体现氧化性和酸性B还原性：NO2FeCFe8O11中n(Fe2)n(Fe3)31D22.4 g Fe完全反应时，转移1.1 mol电子解析：根据反应方程
9、式可知，HNO3全部生成了NO2，所以硝酸全部体现了氧化性，故A错误；根据氧化还原反应的强弱规律，还原性：还原剂还原产物，在题给的方程式中，Fe为还原剂，NO2为还原产物，所以还原性大小顺序应该是：NO2Fe，故B错误；Fe元素被硝酸氧化可能生成Fe2也可能生成Fe3，所以设Fe8O11的组成为xFeOyFe2O3，则根据Fe原子守恒关系有：(x2y)8；根据O原子守恒关系有：(x3y)11，联立上述两个式子解得：x2、y3，则FeO为2、Fe2O3为3，所以Fe2为2、Fe3为6，则n(Fe2)n(Fe3)2613，所以C错误；22.4 g Fe的物质的量是22.4 g56 g/mol0.4
10、 mol，根据C项分析可知，在1 mol Fe8O11中有2 mol的Fe2和6 mol的Fe3，所以8 mol Fe完全反应转移电子为(2 mol26 mol3)22 mol，则0.4 mol Fe完全反应转移电子应为221.1 mol，故D正确。13在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用如图所示的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 mol/L盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉
11、网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白：(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是普通铁粉(或铁粉)；烧瓶B的作用是作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气)；烧瓶C的作用是防止水倒吸(或用作安全瓶)；在试管D中收集得到的是氢气。(2)实验时U形管G中应加入的试剂是碱石灰(或CaO等碱性干燥剂)；长颈漏斗H中应加入6_mol/L盐酸。(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)ABE。(4)试管E中发生反应的化学方程式是Fe3O44H23Fe4H2O。(5)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须检验氢气的纯度；E管中的反应开始后，在F出口处应点燃氢气。解析：从左图看，用
12、排水法收集的气体应是难溶性气体，可推知是H2，所以左图B是水蒸气发生器，A中发生反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。C是安全瓶，防止停止加热时，水槽中的水倒吸入A中使A试管炸裂。右图是H2和铁的氧化物反应制取“引火铁”的装置，右图是H2发生器，用锌粒和6 mol/L盐酸反应。在E试管加热之前必须检验H2的纯度，若H2中混有空气，当达到爆炸极限时，则会发生爆炸。检验H2纯度时，用试管在F口处收集H2，再进行检验。制得的H2必须干燥，否则还原出来的铁又会跟水蒸气反应，生成铁的氧化物。因此在H2发生装置与还原铁的氧化物之间加一个干燥装置“U形管”，U形管内可盛碱石灰、氧化钙等碱性固体干燥剂，它
13、既可干燥H2，又可除去混在H2中的氯化氢气体。纯净的H2在E管内还原Fe3O4，未参加反应的H2从F口排出，并将它点燃。14应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请完成该问题中的问题：(1)写出该反应的化学方程式：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2；该氧化还原反应的还原剂是Fe，氧化剂是H2O。(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是在玻璃管口C处接一段乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上
14、升，且较长时间水柱不回落，则表明该套装置气密性良好。(3)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是提供持续不断的水蒸气；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸。(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯，为什么？防止先点燃酒精喷灯导致Fe与O2的反应。(5)干燥管中盛装的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的H2中混有的水蒸气。(6)试管中收集的气体是H2。如果要在C处的玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行验纯，这一操作的目的是防止点燃时，氢气中混有空气而爆炸。15某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的
15、组成进行了探究。请回答下列问题：(1)硬质试管中的湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。(2)铁与水蒸气的反应中，氧化剂是H2O(填化学式，下同)，还原剂是Fe。(3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。假设1：只有Fe；假设2：只有Fe3O4；假设3：既有Fe也有Fe3O4。(4)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6 g，反应后固体物质的质量为6.6 g。从上述数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成为Fe和Fe3O4。解析：(1)硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。(2)
16、Fe在反应中失去电子作还原剂，H2O在反应中得到电子作氧化剂。(3)若Fe没有反应，则固体物质为Fe；若Fe部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若Fe全部反应，则固体物质为Fe3O4。(4)若5.6 g Fe完全反应，应得到 mol Fe3O4，其质量约为7.7 g，而实验测得反应后固体物质的质量为6.6 g，说明Fe部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为Fe和Fe3O4的混合物。16以下是有关金属与酸的反应，请填写下列空白：(1)分别取W g钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是。(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是123。(3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是23289。(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝的物质的量之比是632。解析：(1)W g钠、铁、铝的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，由钠、铁、铝分别与足量的盐酸反应的化学方程式：2Na2HCl=2NaClH2、Fe2HCl=FeCl2H2、2Al6HCl=2AlCl33H2，得到关系式：2NaH2，FeH2,2Al3H2，所以W g钠、铁、铝与足量盐酸反应生成氢气的体积比为；同理可得(2)、(3)、(4)的答案。
