人教版高中化學(xué)必修第1冊(cè)講義-鐵單質(zhì)

第20講鐵單質(zhì)

色知識(shí)導(dǎo)航

知識(shí)精講

一、鐵的冶煉

1.冶煉方法：用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來(lái)。

2.高爐煉鐵

Fe2O3+3CO^2Fe+3CO2

其中生成CO的反應(yīng)是

C+024co2

CO2+C42co

二、鐵的物理性質(zhì)及鐵元素的存在

1.鐵的物理性質(zhì)

①鐵是一種有金屬光澤的銀白色金屬，粉末為黑色。

②鐵有良好的導(dǎo)熱性和延展性。

③鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁。

④鐵能被磁鐵吸引。.

2.鐵元素在自然界的存在形態(tài),

①游離態(tài)：隕鐵中的鐵以單質(zhì)形態(tài)存在

②化合態(tài)：以+2價(jià)和+3價(jià)化合物的形態(tài)存在

三、鐵的化學(xué)性質(zhì)

多思考與交流：回顧所學(xué)知識(shí)，鐵可以與哪些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？反應(yīng)前后鐵

的化合價(jià)變化有何異同？

1.鐵與非金屬反應(yīng)

①Fe與3Fe+202^Fe304（劇烈燃燒、火星四射、放出大量的熱、生成黑

色固體）

②Fe與CL：2Fe+3Cl2==2FeCl3（產(chǎn)生棕黃色的煙）

③Fe與S：Fe+S==FeS

+2+

2.Fe與非氧化性酸反應(yīng)：Fe+2H==Fe+H2f>

2+2+

3.與鹽溶液（如硫酸銅）反應(yīng)：Fe+CuS04===FeS04+CuFe+Cu===Fe

+Cu

鐵與氧化性較弱的氧化劑（如硫、鹽酸、硫酸銅等）反應(yīng)，鐵原子失去2個(gè)電子生成+2價(jià)鐵的化合物;

鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑（如氯氣等）反應(yīng)，鐵原子則失去3個(gè)電子生成+3價(jià)鐵的化合物。

4.Fe與水蒸氣反應(yīng)

濕棉花碧二

實(shí)驗(yàn)裝置

操作及現(xiàn)

用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色

象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論紅熱的鐵能與水烝氣反應(yīng)：3Fe+4H20（g）^^Fe3O4+4H2

資料卡片一一人體中的鐵元素

鐵在成人體中的含量為4~5g,是人體必需微量元素中含量最多的一種。人

體內(nèi)的含鐵化合物主要分為兩類，即功能性鐵和儲(chǔ)存鐵。功能性鐵參與氧的運(yùn)輸,

其余的鐵與一些酶結(jié)合，分布于身體各器官。體內(nèi)缺鐵將會(huì)導(dǎo)致人的記憶能力、

免疫能力和對(duì)溫度的適應(yīng)能力等■生理功能下降。如果體內(nèi)的鐵不足以供給生命

活動(dòng)的需要，就會(huì)發(fā)生貧血。

為了滿足生理需要，成人每天鐵的適宜攝入量為15~20mg。動(dòng)物內(nèi)臟、肉類、

魚類、蛋類等動(dòng)物性食物中的鐵容易被吸收。一般蔬菜中鐵的含量較少，吸收率

也低，但我國(guó)膳食中一般食用蔬菜量很大，仍為鐵的重要來(lái)源。我國(guó)已經(jīng)實(shí)施在

某些醬油中加入鐵強(qiáng)化劑的措施，以減少缺鐵性貧血問(wèn)題的發(fā)生。

J對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

。題型一：高爐煉鐵

【例1】（安徽-定遠(yuǎn)縣育才學(xué)校）高爐煉鐵中存在反應(yīng)：3C0+Fe203—3C02+2Feo

下列說(shuō)■法正確的是

A.Fe2（）3是氧化劑B.Fe是氧化產(chǎn)物

C.C02是還原產(chǎn)物D.CO既不是氧化劑又不是還原劑

【答案】A

【分析】

高爐煉鐵中存在反應(yīng)：3C0+Fe203—3C02+2Fe,CO中的C元素化合價(jià)由+2價(jià)升高

到+4價(jià)，則CO僅作還原劑，氧化鐵中鐵元素的化合價(jià)由+3價(jià)變成0價(jià)，F(xiàn)e203

作氧化劑；據(jù)此分析作答。

【詳解】

A.根據(jù)上述分析鐵元素的化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?價(jià)，化合價(jià)降低，因此FezOs作

氧化劑，故A說(shuō)法正確；

B.鐵單質(zhì)是由氧化鐵得電子發(fā)生還原反應(yīng)得到，因此Fe是還原產(chǎn)物，故B說(shuō)法

錯(cuò)誤；

C.CO被氧化成C02,C02是氧化產(chǎn)物，故C說(shuō)法錯(cuò)誤；

D.CO中的C元素化合價(jià)由+2價(jià)升高到+4價(jià)，則CO僅作還原劑，故D說(shuō)法錯(cuò)誤；

答案為A。

【變1】（陜西?榆林十二中）高爐煉鐵過(guò)程中既被氧化又被還原的元素是

A.鐵B.氮C.氧D.碳

【答案】D

【詳解】

溫滬

在高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)有C+O2=CO2,CO2+C=2CO,3C0+Fe203-2Fe+3C02o

在反應(yīng)C+O2&CO2,3C0+Fe2（）332Fe+3c。2中，C元素被氧化；在反應(yīng)CO2+C32co

中C元素既被氧化，也被還原，故在這一系列過(guò)程中，C元素既被氧化又被還原,

故合理選項(xiàng)是D。

題型二：鐵的物理性質(zhì)

【例2】（黑龍江.賓縣第二中學(xué)高一月考）下列關(guān)于鐵的敘述中錯(cuò)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

【詳解】

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(cuò)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Co

小題型三：鐵的化學(xué)性質(zhì)

【變3-1］（全國(guó)-高一課時(shí)練習(xí)）在一定條件下，下列物質(zhì)能將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)

變?yōu)?3■價(jià)的是

A.氯氣B.硫酸銅溶液C.鹽酸D.氫氧化鈉

【答案】A

【詳解】

A.氯氣具有強(qiáng)氧化性，與Fe反應(yīng)生成FeCl3,能夠?qū)㈣F元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)?3價(jià),

故A選;

B.Fe與硫酸銅反應(yīng)生成FeS（h和Cu,將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)?2價(jià)，故B不選;

C.Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCk,將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)?2價(jià)，故C不選；

D.Fe與氫氧化鈉不反應(yīng)，不能將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)?3價(jià)，故D不選；

故選Ao

【變3-3】（全國(guó)-高一課時(shí)練習(xí)）如圖轉(zhuǎn)化過(guò)程中錯(cuò)誤的是

A.①B.②C.③D.@

【答案】B

【詳解】

A.反應(yīng)①中,Fe與高溫水蒸氣發(fā)生反應(yīng)3Fe+4反0（g）=Fe3（）4+4H2,A正確;

B.反應(yīng)②中，F(xiàn)e與在點(diǎn)燃條件下發(fā)生反應(yīng)3Fe+202%Fe3（）4,B錯(cuò)誤；

C.反應(yīng)③中，F(xiàn)e與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe+H2s04=FeS（VH2t,C正確；

占燃

D.反應(yīng)④中，F(xiàn)e與Cb在點(diǎn)燃條件下發(fā)生反應(yīng)3cl2+2Fe=2FeCk,D正確;

故選Bo

【例4】（陜西?蒲城縣教學(xué)研究室高三期中）我國(guó)宋代《開寶本草》中記載了中

藥材鐵華粉的制作方法：“取鋼煨作葉，如笏或團(tuán)，平面磨錯(cuò)令光、凈，以鹽水

灑之，于醋甕中陰處埋之一百日，鐵上衣生，鐵華成矣?！毕铝姓f(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.“取鋼煨作葉，如笏或團(tuán)”說(shuō)明金屬鐵有較好的延展性

B.“平面磨錯(cuò)令光、凈”的目的是除去表面的鐵銹

C.“鐵上衣生”的原因是鐵被氧氣氧化

D.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵

【答案】C

【詳解】

A.把鋼煨作或長(zhǎng)或圓的葉子形狀，說(shuō)明金屬鐵有良好延展性，故A正確；

B.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵，故開始要除去鐵銹，防止三價(jià)鐵影響

產(chǎn)物純度，故B正確；

C.金屬鐵在醋甕中密封保存，隔絕空氣，不能與氧氣反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；

D.隔絕空氣，鐵與醋酸反應(yīng)生成醋酸亞鐵，故D正確；

故C正確。

【變5】(江蘇江蘇-高一月考)在實(shí)驗(yàn)室制備下列物質(zhì)中，理論正確、操作可行、

環(huán)境友好-的是

A.C」^C0T^C02—螭遜—>Na2CO3

B.Fe^^Fe2(S04)3溶液一—>Fe(0H)3溶液

C.Fe^^Fe2O3—_>Fe2(S04)3

D.CaO」jCa(OH)2溶液一^91NaOH溶液

【答案】D

【詳解】

A.碳不完全燃燒可生成一氧化碳，一氧化碳高溫下與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧

化碳，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉；理論上正確，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生、利

用污染環(huán)境的物質(zhì)co,不符合綠色化學(xué)，一氧化碳是有毒的氣體，碳在氧氣中燃

燒生成的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行尾氣處理，且一氧化碳是可燃性氣體，不純時(shí)加熱或

點(diǎn)燃引起爆炸，操作上較為復(fù)雜，故A不符合題意；

B.鐵和稀硫酸不能生成Fe2(S0j溶液，而是生成FeSOq溶液，因此該方案在理論

上就是錯(cuò)誤的，故B不符合題意；

C.鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵而不能生成三氧化二鐵，因此該方案在理論

上就是錯(cuò)誤的，故c不符合題意；

D.氧化鈣與水反應(yīng)可生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)可生成氫氧化鈉；

理論上正確，操作也只需要加入液體較為簡(jiǎn)便利用碳酸鈉獲得氫氧化鈉，經(jīng)濟(jì)上

也合理，符合綠色化學(xué)，故D符合題意；

故選Do

,題型四：鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

【變6-2](江西?貴溪市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一月考)下圖是鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

裝置示意圖。

(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

⑵實(shí)驗(yàn)中，D處排出的氣體幾乎點(diǎn)不著，已知該裝置不漏氣，使用的各種藥品沒(méi)

有質(zhì)量問(wèn)題，你認(rèn)為氣體點(diǎn)不著的可能原因是（說(shuō)出一點(diǎn)即可）：

（3）將46g金屬鈉投入到500nli5mol/L鹽酸溶液中，計(jì)算生成的氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況

下）的體積為：

⑷甲乙兩燒杯中各有100ml3mol/L的HC1和NaOH,向燒杯中分別加入等質(zhì)量的

鋁粉生成氣體體積比為甲：乙=1：2,鋁的質(zhì)量為：

【答案】3Fe+4H2O（g）自FeQj4H?①產(chǎn)生的乩太少，②水蒸氣過(guò)多22.4L5.4g

【詳解】

（1）鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4HQ（g）AFe3CV4H2；

（2）已知反應(yīng)裝置不漏氣，使用的各種藥品沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題；該反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，且

一直通入水蒸氣，故D處排出的氣體幾乎點(diǎn)不著；故答案為：①產(chǎn)生的乩太少,

②水蒸氣過(guò)多；

（3）將46g金屬鈉投入到500ml5mol/L鹽酸溶液中，鈉與氫離子反應(yīng)生成氫氣,

鈉的物質(zhì)的量為2mol,故生成的氫氣為Imol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L；

⑷甲乙兩燒杯中各有100ml3mol/L的HC1和NaOH,其物質(zhì)的量為0.3mol,已

知：2A1+6HC1=2A1C13+3H2T,2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2T,兩份等質(zhì)量的鋁都完全反應(yīng)時(shí)，

生成的氫氣等量，消耗的鹽酸和氫氧化鈉不等量；實(shí)際上鹽酸、氫氧化鈉同為

0.3mol,且已知生成氣體體積比為甲：乙=1：2,則反應(yīng)時(shí)甲中：酸不足，鋁過(guò)

量；乙中：堿過(guò)量，鋁不足；由生成的氫氣的體積比為L(zhǎng)2可知，反應(yīng)的鋁的

量之比為1：2,則甲中與0.3mol鹽酸反應(yīng)的鋁為2.7g,乙中產(chǎn)生的氫氣為0.3moL

與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的鋁的質(zhì)量為5.4g,故加入的鋁的質(zhì)量為5.4go

題型五：鐵的相關(guān)計(jì)算

【變7-2】（山東?招遠(yuǎn)市第二中學(xué)高一月考）將11.5g鈉、28g鐵分別放入1L

濃度為的鹽酸中，下列說(shuō)法正確的是

A.鈉與鹽酸反應(yīng)比鐵劇烈，且產(chǎn)生的氣體多

B.鐵與鹽酸反應(yīng)比鈉劇烈

C.鐵與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體多

D.反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的氣體一樣多

【答案】A

【分析】

金屬活潑性越強(qiáng)，與酸反應(yīng)越劇烈，依據(jù)2Na+2HCl=2NaCl+H2T,

Fe+2HCl=FeCl2+H2f,2Na+2H2O=2NaOH+H2f,計(jì)算產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量。

【詳解】

反應(yīng)的劇烈程度由金屬活潑性決定，由于金屬活動(dòng)性Na>Fe,則鈉與鹽酸反應(yīng)比

鐵劇烈；1L5g鈉、28g鐵物質(zhì)的量都是0.5mol,鹽酸中HC1物質(zhì)的量

n（HCl）=0.4mol/LXlL=0.4mol,依據(jù)方程式：2Na+2HCl=2NaCl+H2t及

2Na+2H20=2Na0H+H2f,可知:0.5molNa參加反應(yīng)生成0.25molH2；依據(jù)方程

式：Fe+2HCl=FeCl2+H2f,可知:0.4molHC1完全反應(yīng)消耗0.2molFe,HC1完全

反應(yīng)，生成乩為0.2mol,綜上所述可知，說(shuō)法正確的是鈉與鹽酸反應(yīng)比鐵劇烈，

產(chǎn)生的氣體多，答案選A。

【變7-4】（全國(guó)-高一專題練習(xí)）250mL2mol/L的稀鹽酸與一定量的鐵?屑充分

反應(yīng)，鐵屑全部溶解，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下L12L的氫氣，則參加反應(yīng)的鐵屑的質(zhì)量

是

A.2.8gB.5.6gC.11.2gD.78.4g

【答案】A

【詳解】

鐵與稀鹽酸反應(yīng)過(guò)程中Fe作還原劑，HC1作氧化劑，F(xiàn)e元素化合價(jià)由0升高至

+2,H元素化合價(jià)由+1降低至0,根據(jù)化合價(jià)升降守恒及原子守恒可列出關(guān)系式

為Fe?21?乩，生成乩的物質(zhì)的量為JWi=0.05mol,稀鹽酸中氫離子的物質(zhì)

22.4L/mol

的量為0.25LX2mol/=0.5mol,則氫離子過(guò)量,則消耗Fe的物質(zhì)的量為0.05mol,

Fe的質(zhì)量為0.05molX56g/mol=2.8g,故答案為Ao

二.提分特訓(xùn)

【題1】（江蘇無(wú)錫-）在工業(yè)煉鐵過(guò)程中，煉鐵高爐內(nèi)部的不同區(qū)域發(fā)生不同,的

反應(yīng)。其中不屬于氧化還原反應(yīng)的是

A

A.c+o2=co2

高溫

B.CO2+C^=2CO

高溫

C.3CO+Fe2O32Fe+3CO

高溫

D.Si02+CaC03CaSi03+C02

【答案】D

【分析】

利用有無(wú)化合價(jià)的變化，有化合價(jià)變化的是氧化還原反應(yīng)，無(wú)化合價(jià)變化的是非

氧化還原逆反應(yīng)，據(jù)此分析；

【詳解】

A.根據(jù)反應(yīng)方程式，C的化合價(jià)由0價(jià)一+4價(jià)，0元素的化合價(jià)由0價(jià)一-2價(jià)，

存在化合價(jià)的變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故A不符合題意；

B.C元素的化合價(jià)由0價(jià)一+2價(jià)，+4價(jià)一+2價(jià)，存在化合價(jià)的變化，該反應(yīng)屬

于氧化還原反應(yīng)，故B不符合題意；

C.該反應(yīng)中C的化合價(jià)由+2價(jià)一+4價(jià)，F(xiàn)e元素的化合價(jià)由+3價(jià)—0價(jià)，存在化

合價(jià)的變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故C不符合題意；

D.該反應(yīng)中不存在化合價(jià)的變化，不屬于氧化還原反應(yīng)，故D符合題意；

答案為D。

【題2】（安徽宿州-高一期中）下列關(guān)于鐵的說(shuō)法正確的是

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.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界-中全部以化合態(tài)存在

【答案】C

【詳解】

A.純鐵為銀白色金屬，冶金工業(yè)上將鐵歸為黑色金屬，故A錯(cuò)誤；

B.硫?yàn)槿跹趸瘎?，則Fe在硫蒸氣中燃燒生成FeS,故B錯(cuò)誤；

C.Fe不易失去電子，且純鐵中的雜質(zhì)相對(duì)較少，則純鐵的抗腐蝕能力相當(dāng)強(qiáng)，

鐵在干燥的空氣里不易被氧化，故C正確；

D.Fe在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，故D錯(cuò)誤；

本題答案C。

【題3】（河南?唐河縣文峰高級(jí)中學(xué)高一月考）下列說(shuō)法中正確的是

①鈉在空氣中燃燒生成白色的氧化鈉

②鈉投入硫酸銅溶液中有紅色的銅析出

③過(guò)氧化鈉可在防毒面具中做供氧劑

④鐵絲在氯氣■中燃燒生成棕色的Fe。

⑤鈉、氫氣在氯氣中燃燒都能產(chǎn)生白煙

A.①②B.②③C.③④D.④⑤

【答案】C

【詳解】

①鈉在空氣中燃燒生成淡黃色的過(guò)氧化鈉，故①錯(cuò)誤；

②鈉投入硫酸銅溶液中，先是鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉和硫酸

銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，故②錯(cuò)誤；

③過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，因此過(guò)氧化鈉可在防毒面具中做

供氧劑，故③正確；

④鐵絲在氯氣中燃燒生成棕色的Fe。，故④正確；

⑤鈉在氯氣中燃燒能產(chǎn)生白煙，氫氣在氯氣中發(fā)出蒼白色火焰，有白霧生成，故

⑤錯(cuò)誤；

因此③④正確；

故答案為C。

【題4】（山東?棗莊八中高一月考）下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是

A.氫氣在氯氣中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口上方有白色煙霧

B.金屬鈉在氯氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，產(chǎn)物溶于水產(chǎn)生無(wú)色氣體

C.鐵絲在氯氣中燃燒，產(chǎn)生紅棕色的煙，產(chǎn)物溶于水得淺綠色溶液

D.銅在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕黃色煙，產(chǎn)物溶于水得藍(lán)綠色溶液

【答案】D

【詳解】

A.氫氣在氯氣中燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，生成氯化氫屬于液體小液滴，所以瓶

口上方有白霧，故A錯(cuò)誤；

B.金屬鈉在氯氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成氯化鈉和水不反應(yīng)，所以溶于水

不會(huì)產(chǎn)生無(wú)色氣體，故B錯(cuò)誤；

C.鐵絲在氯氣中燃燒，產(chǎn)生紅棕色的煙，生成氯化鐵，溶于水得淺黃色溶液，

故C錯(cuò)誤；

D.銅在氯氣中燃燒，產(chǎn)生棕黃色煙，生成氯化銅，溶于水得藍(lán)綠色氯化銅溶液，

故D正確；

故答案：Do

【題5】（湖南?常德市一中高一月考）將18.6g鐵、鋅混合物，加入到200mL

某濃度的稀硫酸中，恰好完全反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成氫氣6.72Lo求：

（1）混合物中鐵的質(zhì)量____________一

⑵原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度o

【答案】5.6gl.5mol/L

【分析】

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成6.721氫氣的物質(zhì)的量為5^。,1』和2口合金與

稀硫酸發(fā)生Fe+H2SO4=FeSO4+H2f,Zn+H2S04=ZnS04+H2f,設(shè)混合物中含有olZn,

則ol,56x+65y=18.6g,解之得:x=0.1,y=0.2,據(jù)此分析解答。

【詳解】

(1)根據(jù)上述分析可知，混合物中含有0.1molFe、0.2molZn,則鐵的質(zhì)量為

0.1mo/x56g/mo/=5.6g,故答案為：5.6g;

(2)根據(jù)H元素守恒可知，n(H2S04)=n(H2)=0.3mol,則c(H2so4)=°；%=L5mol/L,

故答案為：1.5mol/Lo

【題6](四川成都?高一期末)某小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究鐵與水蒸氣反應(yīng)(夾持

裝置省略)。

回答下列問(wèn)題:

(1)寫出鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用雙線橋表明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目

;試管2的作用是。

(2)酒精燈與酒精噴燈點(diǎn)燃順序?yàn)椋碛墒莖

⑶通過(guò)點(diǎn)燃試管3中產(chǎn)生的肥皂泡，來(lái)檢驗(yàn)生成的氣體，肥皂液的作用是

(4)檢驗(yàn)反應(yīng)后的固體是否存在Fe3O4,引起小組成員爭(zhēng)論：

①甲同學(xué)認(rèn)為可以使用化學(xué)方法，先用足量鹽酸溶解，再分別檢驗(yàn)Fe?+和Fe\

大家認(rèn)為該方法不合理，請(qǐng)寫出至少1條理由;?

②乙同學(xué)認(rèn)為可以利用Fe3(h的磁性檢驗(yàn)。由于鐵粉和生成的Fe3(h難以分離鑒別,

乙同學(xué)查閱資料之后，用極細(xì)鋼絲網(wǎng)代替鐵粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)前后分別剪下少

量鋼絲，用鐵片靠近鋼絲，觀察到現(xiàn)象，證明了反應(yīng)后的固體中含

有Fe304o

【分析】

本實(shí)驗(yàn)的目的是用水蒸氣與還原鐵粉反應(yīng)，制取并收集產(chǎn)生的氣體，最后加以檢

驗(yàn)。為保證鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)先通水蒸氣，排盡裝置內(nèi)的空氣后，再讓

鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)發(fā)生；用肥皂液收集生成的氣體，主要是為了便于檢驗(yàn)。

【詳解】

⑴鐵和水蒸氣反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和

數(shù)目時(shí)，箭頭始于反應(yīng)物中的失電子元素或得電子元素，箭頭終止于生成物中的

失去(2+3乂2饗

該變價(jià)元素，數(shù)目為化合價(jià)變化總數(shù)，即為3Fe+4H：O(g)高溫Fe,O」414；試管2

It

得到8xe-

中進(jìn)氣導(dǎo)管和出氣導(dǎo)管都短，可防倒吸，其作用是作安全瓶，防倒吸。答案為:

失去(2+3x2)e-

II

3Fe+4H：O(g)Fe,O,?41“；作安全瓶，防倒吸；

It

得到8xe-

⑵通入水蒸氣的作用，一方面是提供反應(yīng)物，另一方面是排盡裝置內(nèi)的空氣，

所以酒精燈與酒精噴燈點(diǎn)燃順序?yàn)椋合赛c(diǎn)燃酒精燈，待水蒸氣充滿硬質(zhì)玻璃管后,

再點(diǎn)燃酒精噴燈，理由是：防止加熱時(shí)鐵與硬質(zhì)玻璃管中的氧氣（空氣）反應(yīng)。答

案為：先點(diǎn)燃酒精燈，待水蒸氣充滿硬質(zhì)玻璃管后，再點(diǎn)燃酒精噴燈；防止加熱

時(shí)鐵與硬質(zhì)玻璃管中的氧氣（空氣）反應(yīng)；

⑶通過(guò)點(diǎn)燃試管3中產(chǎn)生的肥皂泡，來(lái)檢驗(yàn)生成的氣體，則肥皂液中收集了氫

氣，所以肥皂液的作用是收集和儲(chǔ)存乩，便于安全點(diǎn)燃?xì)錃?。答案為：收集和?chǔ)

存乩，便于安全點(diǎn)燃?xì)錃猓?/p>

【點(diǎn)睛】

在分析實(shí)驗(yàn)后某成分的性質(zhì)時(shí)，一定要考慮到反應(yīng)物很難完全反應(yīng)，剩余反應(yīng)物

與某成分的檢驗(yàn)是否會(huì)產(chǎn)生干擾。

【題7】（甘肅?天水市第一中學(xué)高一開學(xué)考試）A?J都是初中化學(xué)中的常見物質(zhì)，

其中D、E對(duì)維持自然界生命活動(dòng)至關(guān)重要，A、B為-黑色固體，C是紅色金屬單

質(zhì)，H為氣體.它們的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。

足量E澄清石灰水

>J（白色沉淀）

高溫④

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：BDIJ

（2）反應(yīng)①②③④中屬于置換反應(yīng)的是（填序號(hào)）

（3）寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式

（4）寫出反應(yīng)②的離子方程式（澄清石灰水過(guò)量）

（5）寫出反應(yīng)⑤的離子方程式

【答案】

(1)CuOCO2FeSO4CaCO3

(2)①

(3)3C0+Fe203T2Fe+3c。2

2+-

(4)C02+Ca+20H=CaC03I+H20

2+

(5)Fe+2H=Fe+H2f

【分析】

根據(jù)A-J都是初中化學(xué)中的常見物質(zhì)，D、E對(duì)維持自然界生命活動(dòng)至關(guān)重要，所

以D、E可能是水、氧氣或二氧化碳中的一種，C是紅色的金屬單質(zhì)，所以C是銅，

A、B為黑色固體，高溫會(huì)生成銅和D,A在足量的E中可以燃燒，所以A是木炭，

B就是氧化銅，D就是二氧化碳，木炭和氧氣反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳，所以E是氧

氣，二氧化碳和木炭會(huì)生成一氧化碳，所以F是一氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣

反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀，所以J是碳酸鈣，一氧化碳和氧化鐵會(huì)生成鐵和二氧化

碳，G是鐵，鐵和稀硫酸反應(yīng)會(huì)生成硫酸亞鐵和氫氣，H是一種氣體，所以H是

氫氣，I是硫酸亞鐵；據(jù)此解答。

(1)

由上述分析可知,B是氧化銅(CuO),D是二氧化碳(CO2),I是硫酸亞鐵(FeSOj,

J是碳酸鈣(CaCOa);答案為CuO；CO2；FeS04；CaC03o

(2)

反應(yīng)①為C+2CuO曾2CU+CC)2,反應(yīng)②為C02+Ca(0H)2=CaC03I+HQ,反應(yīng)③為CO2+C

T2C0,反應(yīng)④為3C0+Fe203T2Fe+3C02,則反應(yīng)①②③④中屬于置換反應(yīng)的是①；

答案為①。

(3)

反應(yīng)④是一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，其化學(xué)方

程式為3C0+Fe203?2Fe+3C02；答案為3C0+Fe203?2Fe+3C02o

(4)

反應(yīng)②是二氧化碳和澄清石灰水(過(guò)量)發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，其離子方

2+2+-

程式為C02+Ca+20H=CaCO3I+H20;答案為C02+Ca+20H=CaC03I+H20o

(5)

反應(yīng)⑤是鐵與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，其離子方程式為

2++2+

Fe+2H=Fe+H2f；答案為Fe+2H=Fe+H2f。

M提分作業(yè)

【練1】(山西-長(zhǎng)治市第一中學(xué)校)高爐煉鐵的主要反應(yīng)為Fe203+3C0^^2Fe+3C02,

下列對(duì)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是

A.Fe。是氧化劑B.CO中碳元素被還原

C.Fe的化合價(jià)升高D.該反應(yīng)是置換反應(yīng)

【答案】A

【詳解】

A.Fe的化合價(jià)從+3價(jià)降低為0,得電子，被還原，F(xiàn)eQ是氧化劑，故A正確；

B.co中碳元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高為+4價(jià)，被氧化，故B錯(cuò)誤；

C.Fe的化合價(jià)從+3價(jià)降低為0,故C錯(cuò)誤；

D.置換反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，該

反應(yīng)不是置換反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；

故選Ao

【練2】（上海市奉賢區(qū)奉城高級(jí)中學(xué)高二期末）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

【詳解】

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(cuò)誤；

D.鐵能被磁化而具有磁性，D正確。

答案選C。

【練3】（全國(guó)-高一課時(shí)練習(xí)）下列關(guān)于鐵的敘述錯(cuò)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(chǎng)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

【詳解】

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(chǎng)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(cuò)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(huì)發(fā)生電化學(xué)腐

蝕，故抗蝕能力很強(qiáng)，正確。

【練4】（山東?棗莊市第三中學(xué)高一月考）下列物質(zhì)不能由對(duì)應(yīng)的兩種單質(zhì)直

接化合制備的是

A.CuCl2B.Na2OC.Na2O2D.FeCl2

【答案】D

【詳解】

A.銅和氯氣在點(diǎn)燃的條件下生成氯化銅，A項(xiàng)不符合題意；

B.Na??？捎赦c與氧氣直接化合生成，B項(xiàng)不符合題意；

C.Na2。?可由鈉與氧氣直接化合生成，C項(xiàng)不符合題意；

D.鐵與氯氣直接化合生成氯化鐵，不能得到FeCL,D項(xiàng)符合題意；

答案選D。

【練5】（吉林?長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高一期末）我國(guó)宋代的藥物著作《開寶本草》

中記載了鐵華粉的制法：“取鋼煨作葉如笏或團(tuán)，平面磨錯(cuò)令光凈，以鹽水灑之，

于醋甕中陰處埋之一百日，鐵上生衣，鐵華成矣。”由此判斷鐵華粉是指

A.鐵粉B.氫氧化亞鐵C.■氫氧化鐵D.醋酸亞鐵

【答案】D

【詳解】

鐵華粉的制法為：取鋼燧作葉，令表光凈、以鹽水灑之并置于濃醋甕中，陰處埋

之百日，則鐵上生衣，鐵華成矣，由信息可知，F(xiàn)e與醋酸反應(yīng)生成鐵華粉，鐵是

活潑金屬，能與酸反應(yīng)亞鐵鹽，即鐵能與醋酸反應(yīng)生成醋酸亞鐵，所以鐵華粉是

指醋酸亞鐵，故答案為D。

【練6】（陜西?洋縣中學(xué)高一月考）鐵片加入下列溶液中，鐵片溶解，溶液質(zhì)量

增加的是

A.硫酸銅溶液B.氯化鈉溶液C.鹽酸D.硝酸銀溶液

【答案】C

【詳解】

A.把鐵片放入硫酸銅溶液中，鐵能把銅置換出來(lái)，即Fe+CuSOLFeSO’+Cu,由反

應(yīng)時(shí)的質(zhì)量關(guān)系可知，每56份質(zhì)量的鐵可置換出64份質(zhì)量的銅，因此溶液的質(zhì)

量會(huì)減輕，故A不符合題意；

B.由于鈉的活動(dòng)性要比鐵更強(qiáng)，所以把鐵片放入氯化鈉溶液中不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，

鐵片不會(huì)溶解，溶液的質(zhì)量不變，故B不符合題意；

C把鐵片放入鹽酸中,鐵與鹽酸反應(yīng)，生成FeC