PAGEPAGE7課時素養評價十六鐵的單質、氧化物、氫氧化物(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括3小題,每小題5分,共15分)1.我國科學家參加研制的阿爾法磁譜儀已隨美國發覺號航天飛船升入太空,起先了探究宇宙中是否存在“反物質”的探討工作。依據你所學的學問推想用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是 ()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3【解析】選C。依據磁譜儀所用物質具有磁性確定為Fe3O4。2.(2024·福州高一檢測)常溫下,將鐵片放入下列溶液中,不發生反應的是 ()A.稀硫酸 B.氯水C.氫氧化鈉溶液 D.硫酸銅溶液【解析】選C。鐵與稀硫酸反應:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;氯水呈酸性、強氧化性,可以和鐵反應;鐵與硫酸銅發生置換反應:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;鐵與氫氧化鈉溶液不發生反應,C項符合題意。【補償訓練】(2024·吉林試驗中學高一檢測)某鐵的氧化物中鐵元素和氧元素的質量比為21∶8,該氧化物的化學式可能是 ()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O5【解析】選C。依據n=mM,n(Fe)∶n(O)=2156∶816=3∶4,則化學式為Fe33.鐵屑溶于過量稀硫酸,過濾后向濾液中加入過量氨水,有白色沉淀生成,過濾,在空氣中加熱沉淀至質量不再發生改變為止,得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是 ()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4【解析】選B。鐵與稀硫酸反應生成FeSO4,再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2,在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為+3價,最終所得紅棕色殘渣為Fe2O3。二、非選擇題(本題包括1小題,共15分)4.(2024·蘭州高一檢測)應用下列裝置,在硬質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與水蒸氣反應的試驗。請回答該試驗中的問題。(1)試驗前必需對整套裝置進行氣密性的檢查,操作方法是

_________________。

(2)圓底燒瓶中盛裝的是水,該裝置受熱后的主要作用是

___________;

燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是

____________________。

(3)酒精燈和酒精噴燈點燃的依次是____________________。

(4)干燥管中盛裝的物質可以是___________,作用是______________

__。

(5)假如要在A處玻璃管口處點燃該氣體,則必需對該氣體進行________,這一操作的目的是__

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【解析】(1)中學階段檢查裝置氣密性常用方法有兩種:一種是利用熱脹冷縮原理,另一種是利用氣壓原理。氣壓原理一般只有涉及液體時才能用得到,這里明顯是利用熱脹冷縮原理。利用熱脹冷縮原理時要留意步驟肯定要完整,既要證明“熱脹”,也要證明“冷縮”。(2)圓底燒瓶中盛裝的是水,該裝置受熱后的主要作用是為硬質玻璃管內Fe與水蒸氣反應的試驗持續不斷地供應水蒸氣;給液體加熱時應放入碎瓷片防止暴沸。(3)點燃加熱儀器的依次要考慮試驗的平安性和對試驗結果的影響,在本試驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應,應當先點燃酒精燈,產生水蒸氣后,再點燃酒精噴燈。(4)干燥管中盛裝的物質可以是堿石灰,作用是除去反應產生的氫氣中的水蒸氣。(5)可燃性氣體在點燃之前必需驗純,防止因氣體不純而引起爆炸。答案:(1)將干燥管末端的導管浸入水中,用酒精燈火焰微熱燒瓶底部,假如能視察到浸入水中的玻璃導管口有氣泡冒出,停止加熱后,玻璃導管內有水柱上升,且較長時間不回落,則表明該套裝置的氣密性良好。(2)為硬質玻璃管內Fe與水蒸氣反應的試驗持續不斷地供應水蒸氣防止暴沸(3)先點燃酒精燈,產生水蒸氣后,再點燃酒精噴燈(4)堿石灰除去產物H2中的水蒸氣(5)驗純防止H2不純而發生爆炸【方法規律】框圖推斷題的解題思路一、選擇題(本題包括1小題,共5分)5.已知A為常見的金屬單質,依據如圖所示的關系,下列敘述中正確的是()A.A為Fe,B為FeOB.C→D溶液的顏色改變:淺綠色→棕黃色C.④的離子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+D.⑤的離子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【解析】選B。由“紅褐色固體”可知F是Fe(OH)3,從而得出A為Fe,“黑色晶體”B為Fe3O4,繼而推出C為FeCl2,D為FeCl3,E為Fe(OH)2,故A錯,B正確。⑤的離子方程式為Fe+2Fe3+3Fe2+,④的離子方程式為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故C、D錯。【補償訓練】1.(2024·濟南高一檢測)已知Fe3+中滴加KSCN溶液會變紅色,而Fe2+遇KSCN溶液無明顯改變。現有13.6gFe和Fe2O3的混合物,加入150mL足量的稀硫酸,在標準狀況下收集到1.12LH2,向反應后的溶液中滴加KSCN溶液不變紅。為中和過量的H2SO4,并使鐵元素全部轉化為Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了3mol·L-1的NaOH溶液,則該稀硫酸的物質的量濃度為 ()A.2.25mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.0.6mol·L-1【解析】選B。Fe和Fe2O3的混合物與稀硫酸反應,Fe和Fe2O3均無剩余,且有H2生成,說明反應生成FeSO4,為了中和過量的硫酸,并且使FeSO4完全轉化成Fe(OH)2,共消耗3mol·L-1的NaOH溶液200mL,說明反應后的溶液溶質只有Na2SO4,依據硫酸根守恒,則n(H2SO4)=n(Na2SO4),依據鈉離子守恒,則n(Na2SO4)=12n(NaOH),則有:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=12n(NaOH)=12×3mol·L-1×0.2L=0.3mol,故該硫酸的物質的量濃度為c(H2SO4)=0.32.現有肯定量FeO、Fe2O3的混合物,在足量H2氣流中加熱充分反應,冷卻后稱得剩余固體質量比原混合物削減0.8g;將等質量的原混合物與鹽酸反應,欲使之完全溶解,則需1mol·L-1A.0.05LC.0.2L 【解析】選B。剩余固體比原混合物削減的質量即為原混合物中氧原子的質量,則n(O)=0.8g16g·mol-=2n(O)=0.05mol×2=0.1mol,則n(HCl)=0.1mol,需1mol·L-1鹽酸的體積至少為0.1mol3.(2024·揚州高一檢測)聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z](鐵元素化合價為+3)是一種高效的混凝劑,常用于凈水,它的組成可以通過以下試驗測定:①稱取肯定質量的聚合硫酸鐵配成100.00mL的溶液。②精確量取25.00mL溶液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體6.99g。③精確量取25.00mL溶液,加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥、灼燒至恒重,得到紅棕色固體1.92gA.6∶8∶5 B.4∶2∶5C.1∶1∶2 D.6∶3∶5【解析】選B。由題意可知:25.00mL溶液中硫酸根離子物質的量n(SO46.99g233g·mol-1=0.03mol;25.00mL溶液中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,充分反應后得到氫氧化鐵沉淀,再將沉淀過濾、洗滌、干燥、灼燒得到氧化鐵=0.024mol;由此可得x/z=0.024/0.03=4/5,再依據電荷守恒可得3x=y+2z,共同確定x∶y∶z的值為4∶2∶5。二、非選擇題(本題包括1小題,共15分)6.鐵是日常生活中最常見的金屬。某班同學在學習鐵的學問時,有下列問題:問題1:鐵為何稱為黑色金屬?問題2:CuO在高溫下可分解為Cu2O和O2,Fe2O3在高溫下可分解為FeO和O2嗎?(1)對于問題1,同學們上網查尋,有兩種說明:A.因為在鐵表面上有黑色的鐵的氧化物,所以叫黑色金屬。B.因為鐵的粉末為黑色,鐵的氧化物也均為黑色,所以叫黑色金屬。①你認為哪種說法正確?②若有一黑色粉末,你如何鑒別是鐵粉,還是Fe3O4粉末?③若有一黑色粉末,為Fe和Fe3O4的混合物,你如何證明其中有Fe3O4?(2)對于問題2,同學們打算試驗探究,他們設想了兩種方法:A:將Fe2O3高溫灼燒,看灼燒前后顏色是否改變。B:將Fe2O3高溫灼燒,看灼燒前后質量是否改變。①方法A中,假如高溫灼燒后顏色由紅棕色變為黑色,說明Fe2O3的確發生了改變。能說明生成的肯定為FeO嗎?說明理由。②方法B中,假如發生了預期的反應,固體高溫灼燒前后質量比應為10∶9,但是,試驗結果為固體灼燒前后質量比為30∶29,則高溫灼燒后生成物是什么?【解析】(1)①鐵的氧化物中Fe2O3為紅棕色,B的說法是錯誤的。②可以利用Fe、Fe3O4與稀鹽酸或稀硫酸反應現象的不同來鑒別兩種物質。③檢驗Fe和Fe3O4的混合物中Fe3O4的存在,實質是檢驗混合物中O的存在,可以用干燥的氫氣或用純凈的一氧化碳與黑色粉末加熱反應,然后檢驗產物中是否有水或二氧化碳產生。(2)①方法A中,假如高溫灼燒后顏色由紅棕色變為黑色,說明Fe2O3的確發生了改變。但不能說明生成的肯定為FeO,因為若生成Fe3O4,顏色也由紅棕色變為黑色。②方法B中,假如發生了預期的反應,固體高溫灼燒后由Fe2O3變為FeO,質量比應為10∶9。若固體灼燒前后質量比為30∶29,則高溫灼燒后的生成物是Fe3O4。答案:(1)①A②取黑色粉末少許于試管中,加適量稀鹽酸或稀硫酸,有氣泡產生的原黑色粉末為鐵粉,若無氣泡產生,則原粉末為Fe3O4(其他合理答案亦可)③用干燥的氫氣與黑色粉末加熱反應,用無水硫酸銅檢測有水產生或用純凈的一氧化碳與黑色粉末加熱反應,用澄清石灰水檢測有二氧化碳產生(其他合理答案亦可)(2)①不能也可能為Fe3O4②Fe3O4【方法規律】檢查裝置氣密性的四種方法檢查裝置氣密性的基本思路是使裝置內外壓強不等,視察氣泡或液面改變。(1)微熱法:如圖a。用酒精燈微熱或用手焐熱容器,導管口產生氣泡,停止加熱或松開手后導管內形成一段水柱,證明裝置不漏氣。(2)液差法:如圖b、c。連接好儀器,b中夾緊彈簧夾,從長頸漏斗中注入適量水,使b中長頸漏斗中的液面高于錐形瓶中的液面,靜置,若液面位置保持不變,證明裝置不漏氣。c中,從乙管加入適量水,使乙