高中化学复习知识点铁与水蒸气的反应.docx

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高中化学复习知识点铁与水蒸气的反应

高中化学复习知识点：

铁与水蒸气的反应

一、单选题

1．铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，有关该反应的说法正确的是（）

A．该反应属于复分解反应

B．网罩的作用是集中火焰，提高温度

C．湿棉花的作用是给试管降温，防止炸裂

D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

2．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是

A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气

B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O

Fe2O3+3H2↑

C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰

D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度

3．已知一定条件下A、B、C、D之间的转化关系如右图所示。

下列说法正确的是

A．若A为Fe，D为氢气，则B一定为酸

B．若A、D为化合物，B为水，则C一定是气体单质

C．若A、B、C、D均为化合物，该反应一定属于复分解反应

D．若A、B、C、D均为10电子微粒（分子或离子），且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则D常温下一定呈液态

4．关于铁及其化合物下列说法正确的是

A．铁是地壳含量最高的金属元素

B．四氧化三铁是一种红棕色难溶于水的固体

C．铁与灼热水蒸气反应生成氧化铁和氢气

D．铁在氯气蒸汽中燃烧可生成FeCl3

5．生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是（）

①使用明矾可软化硬水；②硫酸钡难溶于水和酸，可做X光透视肠胃的药剂；③铁制品在干燥的空气中容易生锈；④医疗中消毒用的酒精是75%的酒精；⑤燃料油和植物油都是同一种物质；⑥福尔马林是混合物，可用来制作生物标本。

A．①②③B．②③⑥C．①③⑤D．②④⑥

6．化学实验中，有时会用到棉花，下列仪器中棉花的用途明显不同的是：

A．

B．

C．

D．

7．用如图装置（夹持、加热装置已略）进行实验，有②中现象，不能证实①中反应发生的是（）

①中实验

②中现象

Ⅰ

铁粉与水蒸气加热

肥皂水冒泡

Ⅱ

加热NH4Cl和Ca（OH）2混合物

酚酞溶液变红

Ⅲ

NaHCO3

澄清石灰水变浑浊

A．只有ⅠB．只有Ⅱ

C．只有ⅢD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均能证实①中反应发生

8．下列说法正确的是

A．铁跟盐酸反应，生成氯化铁和氢气

B．四氧化三铁可以看成氧化铁和氧化亚铁组成的混合物

C．铁与灼热水蒸气反应生成氧化铁和氢气

D．铁在硫蒸气中加热后可生成FeS

9．下列实验中能得到Fe2O3的是（　　）

A．铁丝在纯氧中燃烧B．红热的铁和水蒸气反应

C．将Fe2（SO4）3溶液蒸干后灼烧D．加热氢氧化铁固体

10．下列关于铁及其化合物的说法正确的是（）

A．硫酸铁溶液不具有净水作用

B．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称磁性氧化铁

C．铁粉与水蒸气在加热条件下的反应产物为Fe2O3和H2

D．去除FeCl2溶液中的FeCl3，杂质.可以向溶液中加入过量铁粉.然后过滤

二、综合题

11．I．实验室配制90mL1mol·L－1的NaOH溶液：

（1）用托盘天平称量NaOH的质量为________g。

（2）配制该溶液时需用的主要仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、_______________等。

（3）误差分析：

下列情况使配制结果偏大的是________。

A．溶解后未冷却即转移、定容

B．定容时仰视容量瓶刻度线

C．用胶头滴管向容量瓶中加水时溶液凹面高于容量瓶刻度，此时立即用滴管将瓶内液体吸出，使溶液凹液面与刻度相切

D．托盘天平砝码生锈

E.容量瓶内残有少量蒸馏水

Ⅱ.某同学学习了铁及其化合物的性质，欲设计实验研究铁及其化合物的部分性质。

（1）该同学根据下图装置做相关实验，请回答下列问题：

①硬质试管中发生反应的化学方程式为_______________。

②该同学将硬质试管冷却后的少量固体物质溶于稀盐酸得溶液A，向溶液A中滴加KSCN溶液，若溶液未变红色，原因是：

________________（用离子方程式表示）。

③该同学向溶液A中滴入一定量的氯水，用该所得溶液腐蚀刻铜板制电路板的主要反应离子方程式___________。

（2）该同学用如下图所示装置制取Fe（OH）2，实验时使用铁屑、6mol/L硫酸，其他试剂任选。

回答下列问题：

向仪器D中需要放入硫酸，装置B中盛有一定量的NaOH溶液，A中盛有铁屑，实验开始时应先将活塞E打开，待装置中空气排尽后，将活塞E关闭，一段时间后能够长时间观察到装置B中的白色沉淀原因是_____；待A中停止反应后，观察到装置B的白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，写出B中出现该现象的反应方程式______。

12．中学常见的A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如下图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。

（1）若B是水，C是一种有磁性的黑色化合物，则反应①的化学方程式为_______。

（2）若B为一种淡黄色固体，绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界中D和E的循环，反应①的离子方程式是______________________________________。

在反应③中，若生成1mo1D，则转移电子数目为______________。

（3）若反应①、②、③均为水溶液中的置换反应，A、D、E为卤素单质，则A、D、E的氧化性由强到弱的顺序为_________________，其中A的化学式是___________。

参考答案

1．B

【解析】

【分析】

铁粉与水蒸气反应的原理为：

3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2，生成的气体用吹肥皂泡的方法进行检验。

【详解】

A.由反应原理可知该反应属于置换反应，故A错误；

B.由反应原理知该反应在高温条件下进行，所以用网罩集中火焰，提高温度，故B正确；

C.该反应用到水蒸气，所以湿棉花的作用是提供水蒸气，故C错误；

D.由反应原理知铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，故D错误；

综上所述，正确答案为B。

2．B

【解析】

【详解】

A.装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；

B.Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O（g） 

Fe3O4+4H2，B错误；

C.氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C正确；

D.氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确；

故合理选项是B。

3．D

【解析】

【详解】

A.若A、D为化合物，B为水，铁与水蒸气高温条件下能生成氢气，故A错误；

B.若A、D为化合物，B为水，则C不一定是气体单质，如3NO2+H2O=2HNO3+NO，故B错误；

C.若A、B、C、D均为化合物，该反应不一定属于复分解反应，如3NO2+H2O=2HNO3+NO，故C错误；

D.C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则C是氨气，若A、B、C、D均为10电子微粒，且生成氨气，该反应为:

NH4++OH-=NH3+H2O，水在常温下呈液态，故D正确；

答案选D。

4．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．地壳中含量最高的金属是铝，铁是地壳含量第二的金属元素，故A错误；

B．四氧化三铁是一种黑色晶体，红棕色难溶于水的固体是三氧化二铁，故B错误；

C．铁与灼热水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C错误；

D．铁在氯气蒸汽中燃烧，生成红棕色的烟，然后可产物为FeCl3，故D正确；

答案选D。

【点睛】

铁是目前应用最广泛的金属，但不是地壳中含量最高的金属，为易错点。

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

①明矾用来吸附水中悬浮杂质而起到净水效果，不能软化硬水，①错误；

②硫酸钡难溶于水和酸，可做X光透视肠胃的药剂，即钡餐，②正确；

③铁和水蒸气，氧气反应生成铁锈，故铁制品在潮湿的空气中容易生锈，③错误；

④75%的酒精可以用来医疗上消毒杀菌，④正确；

⑤燃料油是矿物油，是多种烃的混合物，含C、H两种元素，植物油是油脂，含C、H、O三种元素，⑤错误；

⑥福尔马林是甲醛的水溶液，可用来制作生物标本，⑥正确。

②④⑥正确，答案选D。

6．B

【解析】

【详解】

A．棉花中的碱液可与二氧化硫反应；

B．试管口中棉花可防止固体粉末进入导管；

C．湿棉花提供水蒸气；

D．过氧化钠与水反应放出氧气和热量促使棉花燃烧；

从棉花在装置中作用来看，A、C、D中棉花用来承载反应物，只有B中棉花防堵塞作用；故答案选B。

7．A

【解析】

【详解】

I中加热过程中的热空气、铁和水蒸气反应生成的氢气都能使肥皂水冒泡，所以肥皂水冒泡该反应不一定发生，不能证实①中反应发生；

Ⅱ中2NH4Cl+Ca（OH）2

2NH3↑+CaCl2+2H2O、NH3+H2O⇌NH3．H2O⇌NH4++OH-，氨水溶液呈碱性，所以能使酚酞试液变红色，故正确；

Ⅲ中2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，如果②中澄清石灰水变浑浊，则①中一定发生反应，故正确；

故选：

A。

8．D

【解析】

【详解】

A.铁跟盐酸反应，生成氯化亚铁和氢气，故A错误；

B.四氧化三铁是有固定组成的化合物，是纯净物，故B错误；

C.铁与灼热水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C错误；

D.S的氧化性较弱，与铁、铜反应生成低价化合物，铁在硫蒸气中加热后可生成FeS，故D正确；

故选D。

9．D

【解析】

【详解】

A.铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，A错误；

B.红热的铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；

C.灼烧并蒸干Fe2（SO4）3溶液得到Fe2（SO4）3固体，C错误；

D.难溶性的碱受热分解，得相应的氧化物，加热氢氧化铁固体得到氧化铁，D正确；

答案选D。

10．D

【解析】

【详解】

A．硫酸铁溶液中铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，所以可以起净水作用，故A错误；

B．Fe3O4是一种黑色粉末，俗称磁性氧化铁，故B错误；

C．铁粉与水蒸气在高温加热条件下的反应生成Fe3O4和H2，故C错误；

D．向溶液中加入过量铁粉，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，然后过滤得到氯化亚铁溶液，可以除FeCl2溶液中的FeCl3杂质，故D正确；

故答案为D。

11．4.0100mL容量瓶AD3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+Fe与盐酸反应生成了氢气，隔绝了空气4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

I．

（1）实验室没有90mL的容量瓶，配制90mL1mol·L－1的NaOH溶液应选用100mL容量瓶；

（2）用托盘天平称量4.0gNaOH后，配制该溶液的实验步骤为溶解、转移、洗涤、定容、振荡、装瓶，需用的主要仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶；

（3）依据溶质的物质的量和溶液的体积是否变化分析判断；

Ⅱ.

（1）①硬质试管中还原铁粉高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；

②若还原铁粉过量，将硬质试管冷却后的少量固体物质溶于稀盐酸后，四氧化三铁溶于盐酸生成氯化铁和氯化亚铁，还原铁粉与反应生成的氯化铁恰好反应生成氯化亚铁，向溶液中滴加KSCN溶液，溶液不会变红色；

③向氯化亚铁溶液中滴入一定量的氯水，氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；

（3）实验开始时应先将活塞E打开，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化；关闭活塞E，在气体压强的作用下，A中含有硫酸亚铁溶液被压人B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应，生成Fe（OH）2白色沉淀；氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀，所以待A中停止反应后，空气中氧气将Fe（OH）2氧化，观察到白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色。

【详解】

I．

（1）实验室没有90mL的容量瓶，配制90mL1mol·L－1的NaOH溶液应选用100mL容量瓶，氢氧化钠的物质的量为1mol•L－1×0.1L=0.1mol，NaOH的质量为0.1mol×40g/mol=4.0g,则用托盘天平称量NaOH的质量为4.0g，故答案为：

4.0；

（2）用托盘天平称量4.0gNaOH后，配制该溶液的实验步骤为溶解、转移、洗涤、定容、振荡、装瓶，需用的主要仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶，故答案为：

100mL容量瓶；

（3）A、溶解后未冷却即转移、定容，溶液体积会偏小，导致所配溶液浓度偏大，故正确；

B、定容时仰视容量瓶刻度线，导致溶液体积偏大，所配溶液浓度偏小，故错误；

C、用胶头滴管向容量瓶中加水时溶液凹面高于容量瓶刻度，此时立即用滴管将瓶内液体吸出，使溶液凹液面与刻度相切，会导致溶质的物质的量偏小，所配溶液浓度偏小，故错误；

D、托盘天平砝码生锈，会导致所测氢氧化钠的质量偏大，所配溶液浓度偏大，故正确；

E、由稀释定律可知，容量瓶内残有少量蒸馏水，对氢氧化钠的物质的量没有影响，对所配溶液浓度无影响，故错误；

AD正确，故答案为：

AD；

Ⅱ.

（1）①硬质试管中还原铁粉高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2，故答案为：

3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2；

②若还原铁粉过量，将硬质试管冷却后的少量固体物质溶于稀盐酸后，四氧化三铁溶于盐酸生成氯化铁和氯化亚铁，还原铁粉与反应生成的氯化铁恰好反应生成氯化亚铁，向溶液中滴加KSCN溶液，溶液不会变红色，还原铁粉与反应生成的氯化铁恰好反应生成氯化亚铁的离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，故答案为：

Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；

③向氯化亚铁溶液中滴入一定量的氯水，氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，则氯化铁溶液腐蚀刻铜板制电路板的主要反应离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故答案为：

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；

（3）实验开始时应先将活塞E打开，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化；关闭活塞E，在气体压强的作用下，A中含有硫酸亚铁溶液被压人B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应，生成Fe（OH）2白色沉淀；氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀，所以待A中停止反应后，空气中氧气将Fe（OH）2氧化，观察到白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色，反应方程式为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：

Fe与盐酸反应生成了氢气，隔绝了空气；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

【点睛】

实验开始时应先将活塞E打开，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化；关闭活塞E，在气体压强的作用下，A中含有硫酸亚铁溶液被压人B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应，生成Fe（OH）2白色沉淀是实验设计的关键，也是解答的难点和易错点。

12．3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H22Na2O2+2H2O＝4Na++4OH-+O2↑1.204×1024E＞A＞DBr2

【解析】

【分析】

（1）若B是水，C是一种有磁性的黑色化合物，则C为Fe3O4，Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2；

（2）绿色植物的光合作用和呼吸作用能实现自然界中D和E的循环，则D和E分别是CO2和O2的一种，B是淡黄色固体，由反应③可知E和B反应生成D，可以推断B是Na2O2、E是CO2、D是O2、F为Na2CO3，结合转化关系可推知，A为H2O，C为NaOH，据此写出反应①的离子方程式以及反应③转移电子数目；

（3）根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性比较A、D、E的氧化性强弱，再根据在水溶液中，氟气不能进行卤素单质的置换，A、D、E只能是Cl2、Br2、I2中的一种，再结合氧化性：

Cl2＞Br2＞I2，判断A的化学式。

【详解】

（1）若B是水，C是一种有磁性的黑色化合物，则C为Fe3O4，Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，则反应①的化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2；

（2）绿色植物的光合作用和呼吸作用能实现自然界中D和E的循环，则D和E分别是CO2和O2的一种，B是淡黄色固体，由反应③可知E和B反应生成D，可以推断B是Na2O2、E是CO2、D是O2、F为Na2CO3，结合转化关系可推知，A为H2O，C为NaOH，则反应①的离子方程式为：

2Na2O2+2H2O＝4Na++4OH-+O2↑，反应③为2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，生成1molO2转移的电子数目为1mol×2×[0-（-1）]×NAmol-1=2NA=1.204×1024；

（3）反应①、②、③均为水溶液中的置换反应，A、D、E为卤素单质，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，结合框图转化关系可知，氧化性应有E＞A＞D，在水溶液中，氟气不能进行卤素单质的置换，且氧化性：

Cl2＞Br2＞I2，则A的化学式是Br2。

【点睛】

氟气氧化性很强，在水溶液中，能与水反应生成氧气，发生反应2F2+2H2O＝4HF+O2，因此在水溶液中，氟气不能进行卤素单质的置换。