铁及其化合物练习题及答案

铁及其化合物练习题及答案

【典型例题】

类型一：金属与水（水蒸气）反应的实验探究

例1 如下图所示，在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，用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。

（1）所观察到的现象是________，有关反应的化学方程式是________。

（2）干燥管内可装入的试剂是________，其作用是________。干燥管还可用________（填装置名称）代替。

（3）玻璃管中石棉绒的作用是________。实验开始时应先点燃________，实验结束时，应先熄灭______。

【答案】（1）红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体靠近火焰点火时，能燃烧或发出爆鸣声

3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2

（2）碱石灰（或无水CaCl2、硅胶等）吸收水蒸气，干燥氢气U形管

（3）铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积酒精灯酒精喷灯

【解析】常温下Fe不与H2O发生反应，但在高温下，Fe与H2O (g)反应生成Fe3O4和H2。因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物H2可用点燃的方法验证。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。

举一反三：

【变式1】有人设计了如右图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：①钠的物理性质；②钠与水反应的产物是什么。

（1）当进行适当操作时还需要的仪器有________。

（2）如何进行操作？________。

（3）实验现象是________。

【答案】（1）小试管和酒精灯（2）将大头针向上提，使钠块落入水中，将小试管扣在导管上收集反应产生的气体，用拇指堵住小试管口移近酒精灯，松开拇指点燃小试管中的气体（3）钠浮在水面上很快熔化成闪亮的小球，并逐渐消失，水溶液由无色变成红色，点燃小试管中的气体时，有尖锐的爆鸣声

类型二：铁的氧化物、氢氧化物的性质

例2 有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中，得到0.75 g固体沉淀物。这种铁的氧化物的化学式为（）。

A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe4O5

【答案】B

【解析】可设这种铁的氧化物的化学式为Fe x O y，则发生的反应为Fe x O y+yCO

xFe+yCO2，Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O。从而得到Fe x O y与CaCO3的关系式为：Fe x O y～yCaCO3

56x+16y 100y

0.4 g 0.75 g

解得：x∶y＝2∶3。

所以，这种铁的氧化物的化学式为Fe2O3。

【总结升华】（1）Fe3O4是一种纯净物，而不是由FeO和Fe2O3组成的混合物。其组成也可用盐的形式表示为Fe(FeO2)2。

（2）铁的氧化物都能与铝粉混合发生铝热反应，其通式可以表示为：

2yAl+3Fe x O y yAl2O3+3xFe

此反应可应用于野外焊接钢轨，在定向爆破中熔断钢筋。

举一反三：

【变式1】对于金属的氢氧化物，下列说法正确的是（）。

A．全部由金属氧化物溶于水制得

B．可以用化合反应、复分解反应制得

C．Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3都不溶于过量的强碱

D．金属氢氧化物的热稳定性均较差

【答案】B

类型三：铁盐和亚铁盐的性质

例3 将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应）。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。

（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是：________；铜单质________（填“一定”或“可能”）存在。

（2）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是________，Fe2+________（填“一定”或“可能”）存在。

【答案】（1）Fe3+、Cu2+一定（2）Fe、Cu 一定

【解析】本题属于物质共存问题，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：

①Fe+2FeCl3＝3FeCl2②Fe+CuCl2＝Cu+FeCl2③Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2

（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3+、Cu2+，因为它们能发生上述①②反应，一定有铜单质。

（2）若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中一定没有Fe、Cu，一定有Fe2+。

【总结升华】在氧化还原反应中，氧化剂与不同还原剂反应时，应先与还原性强的反应；同样，还原剂与不同氧化剂反应时，也应先与氧化性强的反应，即遵循“先强后弱”的规律。

举一反三：

【变式1】要证明某溶液中不含Fe3+，而含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（）。

①加入少量氯水②加入少量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液

A．①③B．③②C．③①D．①②③

【答案】C

类型四：Fe(OH)2的制取

例4 用下面方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。

用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。

（2）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是________。

【答案】（1）煮沸（2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2

【解析】

（1）气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。

（2）避免生成的Fe(OH)2被空气（氧气）氧化。

举一反三：

【变式1】根据下述实验装置和操作，回答有关问题。

按右图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。

操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中B管中观察到的现象是________。B管中发生反应的离子方程式是________。

操作2：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是________。B管中发生反应的离子方程式是________。

【答案】A管中有液体被压入B管，在B管中看到产生白色沉淀，又迅速转化为灰绿色，最后转化为红褐色

Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3

A管中有气体进入B管，在B管中看到产生白色沉淀，且在一定时间内不变色

Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓

【典型例题】

类型一：金属与水（水蒸气）反应的实验探究

例1 如下图所示，在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，用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。