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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质
一、单选题
1．（2020·安徽宣城高一期末）下列反应的离子方程式书写不正确的是
A．金属钠与水反应：2Na+2HO=2Na++2OH-+H ↑
2 2
B．氯气与水反应：Cl+H O=H++Cl-+HClO
2 2
C．稀盐酸与碳酸钙反应：CaCO +2H+=Ca2+ +CO ↑+H O
3 2 2
D．稀硫酸与铁反应：6H++2Fe=2Fe3++3H ↑
2
【答案】D
【解析】A．金属钠与水反应生成NaOH和H，NaOH属于强碱，在水溶液中完全电离，离子方程式为
2
2Na+2HO=2Na++2OH-+H ↑，故A正确；B．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，HCl溶于水完全电离，
2 2
HClO是弱酸，部分电离，在离子方程式中保留分子式，离子方程式为Cl+H O=H++Cl-+HClO，故B正确；
2 2
C．稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，碳酸钙难溶于水，在离子方程式中保留化学式，离
子方程式为CaCO +2H+=Ca2+ +CO ↑+H O，故C正确；D．稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程
3 2 2
式为Fe+2H+=Fe2++H ↑，故D错误；答案为D。
2
2． Na、Al、Fe是中学化学中重要的金属元素，下列有关说法正确的是（ ）
A．钠在空气中燃烧，产物是NaO
2
B．取用金属钠时，剩余的钠必须放回原瓶
C．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
D．铁丝不论在空气中还是在纯氧气中都不会燃烧
【答案】B
【解析】A．钠在空气中燃烧，产物是NaO，故A错误；B．取用金属钠时，剩余的钠必须放回原瓶，故
2 2
B正确；C．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为有氧化铝薄膜保护，故C错误；D．铁丝在纯氧气中
会燃烧生成四氧化三铁，故D错误；答案选B。
3．下列物质不属于合金的是( )
A．钡餐 B．青铜 C．硬铝 D．生铁
【答案】A
【解析】A．钡餐为硫酸钡，不属于合金，A符合题意；B．青铜是在紫铜中加入锡或铅的合金，B与题意不符；C．硬铝属于铝、铜、锰、硅的合金，C与题意不符；D．生铁成分主要为铁，其次含C、Si、Mn、
S、P等元素的合金，D与题意不符；答案为A。
4．化学与生活密切相关，下列有关说法不正确的是
A．硅胶可用作干燥剂
B．食品包装袋中加入的还原性铁粉可做抗氧化剂
C．过氧化钠可用作供氧剂
D．纤维素是人类重要的营养物质之一
【答案】D
【解析】A．硅胶可用作干燥剂，A正确；B．因为铁易与空气中氧气反应，所以可以用作食品包装袋中的
抗氧化剂，B正确；C．过氧化钠可用作供氧剂，C正确；D．人类的重要营养物质是糖类、油脂、蛋白质、
维生素、无机盐、水，D错误；故选B。
5．铁在一定条件下与下列物质发生的反应，不属于置换反应的是
A．水 B．稀盐酸 C．硫粉 D．硫酸铜
【答案】C
【解析】A. 铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，属于置换反应，选项A不选；
B. 稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，属于置换反应，选项B不选；C. 硫粉与铁在高温条件下反应硫化
亚铁，属于化合反应，不属于置换反应，选项C选；D. 硫酸铜与铁反应生成铜和硫酸亚铁，属于置换反应，
选项D不选。答案选C。
6．不能用单质直接化合而得到的化合物是( )
A．FeCl B．Al O C．CuCl D．NaO
2 2 3 2 2 2
【答案】A
【解析】A．铁具有变价，氯气具有氧化性，铁被氧化生成高价态化合物，发生反应为：2Fe+3Cl
2
2FeCl ，不能直接反应生成FeCl ，A符合题意；B．铝在空气中会和氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，B
3 2
不符合题意；C．铜具有变价，氯气具有氧化性，Cu被氧化成高价态化合物，发生反应为：Cu+Cl
2
CuCl ，C不符合题意；D．钠在空气中点燃生成过氧化钠，D不符合题意；故选A。
2
7．（2020·山西祁县中学高一月考）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2Fe3++ Fe= 3Fe2+，且氧化性：Fe3+＞Cu2+，在溶有Fe （SO ） 和CuSO 的溶液中加入铁粉，下列说法中不正确的是（ ）
2 4 3 4
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Fe2+
C．若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2+，则溶液中一定无Fe3+
D．若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2+，则溶液中一定有Fe2+，一定无Fe3+
【答案】C
【解析】三价铁离子氧化性强于铜离子，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，据以上分析进行解答。A．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，A正确；B．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+，B正确；C．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，C错误；D．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，D正确；答案选C。
8．下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是
A．NaCO→NaOH B．Fe→FeCl
2 3 2
C．NaOH→Fe(OH) D．SiO→HSiO
3 2 2 3
【答案】D
【解析】A．NaCO 和Ba(OH) 反应生成BaCO 和NaOH，能一步实现NaCO→NaOH，故A不符合题意；
2 3 2 3 2 3
B．Fe+2HCl＝FeCl +H ↑，能通过一步反应实现Fe→FeCl ，故B不符合题意；C．FeCl 和NaOH反应生成
2 2 2 3
Fe(OH) ，能通过一步反应实现NaOH→Fe(OH) ，故C不符合题意；D．二氧化硅是酸性氧化物，但不溶于
3 3
水，不能通过一步反应实现SiO→HSiO，故D符合题意；答案选D。
2 2 3
9．（原创）Na、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )
A．三者与氧气反应均生成碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备NaCl晶体可将溶液直接蒸干
D．目前工业上冶炼Cu、Fe、Na时均采用电解法
【答案】C
【解析】A. 钠与氧气点燃生成过氧化钠，不属于碱性氧化物，故A错误；B. 钠在空气中最终可得到碳酸
钠，Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C. 将氯化钠溶液蒸发结晶可
得NaCl晶体，故C正确；D. 冶炼Na用电解法，Fe、Cu用热还原的方法，故D错误；故选：C。
10．纵观古今，化学与生活皆有着密切联系。下列说法错误的是( )A．唐末《真元妙道要略》中有云：“以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之；焰起，烧手面及烬屋舍者”，文中描
述的是黑火药的制作过程。
B．《天工开物》记载：“凡白土曰垩土，为陶家精美器用”。陶是一种传统硅酸盐材料。
C．《梦溪笔谈》中“取精铁锻之百余火……则纯钢也，虽百炼。不耗矣。”百炼钢熔点比纯铁低。
D．《本草图经》在绿矾（FeSO •7H O）项载：“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤……”。因为绿矾能电离出
4 2
H＋，所以有“味酸”。
【答案】D
【解析】A．黑火药是由木炭粉(C)、硫磺(S)和硝石(KNO)按一定比例配制而成的，由题意可知，题中描述
3
的是制备黑火药的过程，故A正确；B．“凡白土曰垩土，为陶家精美器用”中“陶”是一种陶瓷，为传统硅
酸盐材料，故B正确；C．百炼钢为合金钢，是铁的合金，铁合金的熔点比纯铁的熔点低，故C正确；
D．FeSO •7H O电离生成亚铁离子、硫酸根离子，不能电离产生氢离子，故D错误；故选D。
4 2
11．下列关于Na、Fe及其化合物的说法错误的是
A．Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火
B．NaO在空气中久置变为NaCO
2 2 3
C．Fe2+、Na+、Cl-、SO 2-可在酸性溶液中大量共存
4
D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁
【答案】D
【解析】A．过氧化钠和二氧化碳能够反应生成氧气，氧气具有助燃性，所以金属钠着火后不能泡沫灭火
器灭火，故A正确；B．氧化钠与水反应生成NaOH，再与二氧化碳反应生成碳酸钠，所以NaO久置最终
2
变为碳酸钠，故B正确；C．Fe2+、Na+、Cl-、SO 2-可在酸性溶液中大量共存，故C正确；D．铁粉与水蒸
4
气反应生成黑色的四氧化三铁，故D错误；故选D。
12．能将Fe2+转化为Fe3+的试剂是( )
A．铁粉 B．稀硫酸 C．氯气 D．硫酸铜溶液
【答案】C
【解析】A. 铁粉与Fe2+不反应，不能将Fe2+转化为Fe3+，故A不选；B. 稀硫酸与Fe2+不反应，不能将
Fe2+转化为Fe3+，故B不选；C. 氯气具有氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+，故C选；D. 硫酸铜与Fe2+不反应，
不能将Fe2+转化为Fe3+，故D不选；答案选C。
13．下列除去杂质的方法正确的是（ ）
A．除去N 中的少量O：通过灼热的CuO粉末，收集气体
2 2
B．除去CO 中的少量HCl：通入NaCO 溶液，收集气体
2 2 3
C．除去FeCl 溶液中的少量FeCl ：加入足量铁屑，充分反应后，过滤
2 3D．除去KCl溶液中的少量MgCl ：加入适量NaOH溶液，过滤
2
【答案】C
【解析】A、除去N 中少量的O，应通过灼热的Cu网，然后收集气体，故A错误；B、NaCO 溶液可以
2 2 2 3
吸收HCl，同时CO 能与NaCO 发生反应：CO＋NaCO＋HO=2NaHCO ，因此除去CO 中少量的HCl，
2 2 3 2 2 3 2 3 2
应通入饱和的NaHCO 溶液，收集气体，故B错误；C、加入铁屑，发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，可以除去
3
FeCl ，不引入新的杂质，故C正确；D、加入NaOH溶液，引入Na＋，产生新的杂质，故D错误；答案选
3
C。
二、填空题
14．按要求写出下列方程式：
(1)炼铁高炉冶炼金属铁的化学方程式：_____________，_____________，_________________。
(2)铁与水蒸气反应的化学方程式：_____________。
【答案】(1)C+ O CO CO+C 2CO 3CO+Fe O 3CO+2Fe
2 2 2 2 3 2
(2)3Fe + 4H O (g) Fe O + 4H
2 3 4 2
【解析】(1) 炼铁高炉冶炼金属铁，有三步反应，C+ O CO CO+C 2CO 3CO+Fe O
2 2 2 2 3
3CO+2Fe
2
(2)铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe O 和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H O(g) Fe O+4H
3 4 2 3 4 2
15．（2020·山东枣庄高一期末改编）A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图所
示（部分产物和条件已略去），回答下列问题：
（1）若A为能形成温室效应的气体，D为NaOH溶液，则C的化学式为_____________。
（2）若A为黄绿色气体，D为常见金属，则A与D生成B的化学方程式为_____________。
【答案】NaCO 3Cl+2Fe=2FeCl
2 3 2 3
【解析】(1)若Ａ为能形成温室效应的气体，D为NaOH溶液，从流程知，A为二氧化碳，B不可能为碳酸
钠，因为碳酸钠不与氢氧化钠反应，则B为碳酸氢钠，过量二氧化碳和氢氧化钠反应得到碳酸氢钠，碳酸
氢钠和氢氧化钠反应得到碳酸钠，故C为碳酸钠，且二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，故C的化学式为NaCO；
2 3
(2)若Ａ为黄绿色气体即氯气，D为常见金属，则B为该金属的氯化物，B又能与D反应得到C，C则是该
金属的另一种氯化物，可见D是变价金属，满足条件的金属为铁，则B为氯化铁，C为氯化亚铁，则A与
D生成B的化学方程式为3Cl+2Fe=2FeCl 。
2 3.
16．（2020·云南省云天化中学高一期末）某工厂的工业废水中含有大量FeSO 和CuSO ，为了减少污染并
4 4
变废为宝，工厂拟定用以下流程从该废水中回收FeSO 和金属Cu。请根据如图所示流程图，回答相关问题：
4
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和溶液的方法是____。
(2)为了将CuSO 完全转化，步骤①加入的铁粉应____(填“过量”或“少量”)，其对应的化学方程式为____。
4
(3)固体A的成分是铁和____(填名称)。
(4)步骤②加入试剂B的稀溶液，B的化学式为____，该物质在该反应中作____剂(填“氧化”或“还原”)。
【答案】过滤 过量 Fe+CuSO=FeSO+Cu 铜单质 HSO 氧化
4 4 2 4
【解析】工业废水中含有大量FeSO 和CuSO ，工业废水中加入过量铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚
4 4
铁，操作I为过滤，滤液中主要含FeSO ，过滤得到的固体A中含Fe、Cu，加入试剂B为HSO ，操作II
4 2 4
为过滤，得到的滤渣为Cu，滤液主要含FeSO ，与第一次过滤得到的滤液合并，操作III为蒸发、浓缩、
4
结晶、过滤，得到FeSO ‧7HO，据此分析解答。
4 2
(1)实验中通常使用过滤的方法分离固体和溶液，所以操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称为过滤，答案：过滤；
(2)为了保证CuSO 反应彻底，就需要加入过量的Fe粉，Fe与CuSO 溶液发生置换反应，方程式为
4 4
Fe+CuSO=FeSO+Cu，答案：过量；Fe+CuSO=FeSO+Cu；
4 4 4 4
(3)固体A中除了未反应完的Fe，还有就是加入铁粉后置换出的Cu单质，答案：铜单质；
(4)由分析可知，加入试剂B后Fe单质变成了FeSO ，而Cu单质不反应，所以B为稀硫酸；反应过程中，
4
稀硫酸起氧化剂作用将Fe氧化，答案：HSO ；氧化。
2 4
