中考题原创磁性材料四氧化三铁.docx

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中考题原创磁性材料四氧化三铁

中考题原创：

磁性材料四氧化三铁

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．下列物质中，属于纯净物的是

A．洁净的空气B．纯净的食盐水C．pH=7的溶液D．四氧化三铁

2．四氧化三铁是一种常用的磁性材料。

下列有关性质中属于化学性质的是（　　）

A．四氧化三铁是黑色固体B．四氧化三铁能溶于稀盐酸

C．四氧化三铁具有磁性D．四氧化三铁不溶于水

3．四氧化三铁（Fe3O4）中铁元素的化合价有＋2和＋3价，其化学式可改写为FeO·Fe2O3，四氧化三铅（Pb3O4）中铅的化合价为＋2和＋4价，其化学式可改写为（　　）

A．2PbO·PbO2B．PbO·Pb2O3C．Pb2O·PbO3D．PbO·PbO2

4．纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧，如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。

下列说法不正确的是（　　）

A．纳米铁粉燃烧的化学方程式为3Fe+2O2

Fe3O4

B．水可防止生成物溅落炸裂瓶底

C．激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低

D．气球先膨胀后又变小

5．纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物。

对比铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧的事实，某同学得出的下列结论不正确的是

A．纳米铁粉在空气中自燃的产物不是四氧化三铁

B．相同的反应物在不同条件下生成物可能不同

C．有些物质燃烧时温度不需要达到着火点

D．反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一

6．食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。

下列分析不正确的是（　　）

A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用

B．还原铁被氧化的产物的主要成分是四氧化三铁

C．氯化钠能影响还原铁被氧化的速率

D．食品“双吸剂”可用于测定空气中氧气的体积分数

7．实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。

关于该实验，下列说法错误的是（）

A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成

B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁

C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成

D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置

二、填空题

8．我国研究团队设计了一种高效稳定的Na-Fe3O4多功用复合催化剂，具有特殊的性质和功能，纳米四氧化三铁具有类似人工模拟酶的催化性能。

（1）在高温条件下用普通铁粉和水蒸气反应，得到粉末状的四氧化三铁和氢气。

该反应的基本类型为___。

（2）四氧化三铁可近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的化合物，它不溶于水，能与酸反应生成两种盐。

请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式___。

9．用化学方程式解释下列现象：

（1）铁与水蒸气在加热条件下生成四氧化三铁和氢气。

反应的化学方程式为_____。

（2）为适应火车提速，沪宁线原有的短轨已全部连接为超长轨，技术人员用铝粉和氧化铁粉末在高温下使之反应，产生铁和氧化铝，生成红热的铁水来填充缝隙，该反应的化学方程式是：

2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe，该反应属于_____。

（3）将一根银白色的铁丝伸入到了一种蓝色的液体中，片刻后取出，铁丝表面覆盖了一层红色的物质，该反应的化学方程式为_____。

三、科学探究题

10．常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。

小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。

（2）探究生成的气体是什么？

用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。

说明生成的气体是______________。

（3）探究试管中剩余固体成分是什么？

（查阅资料）

常见铁的氧化物

FeO

Fe2O3

Fe3O4

颜色、状态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

能否被磁铁吸引

否

否

能

（初步验证）试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。

（猜想与假设）猜想一：

剩余固体是Fe与Fe3O4；猜想二：

剩余固体是_____________。

（实验探究）

实验操作

实验现象及结论

______________________________

_______________________________

（实验结论）铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。

（反思与交流）该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是_______________________________。

四、实验题

11．一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁（黑色）、铁。

实验一：

某化学兴趣小组的同学设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。

他们称取10.0g赤铁矿，当赤钛矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量，质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）。

（1）实验过程中可观察到的现象是_____；

（2）实验结束时继续通入一氧化碳的目的是_____；

（3）该赤铁矿中Fe2O3的质量分数为______；

实验二：

在钢铁厂的实验室，同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线，如图2所示：

（4）根据图象分析写出P点时固体成分的化学式_____；

（5）固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为_____。

五、计算题

12．高温下一氧化碳与氧化铁反应最终生成铁和二氧化碳。

（1）根据化学方程式计算，16g氧化铁完全反应最多生成铁的质量。

（2）实验过程中，当16g氧化铁全部变为黑色粉末时停止加热，反应生成6.6g二氧化碳，测得黑色粉末中有2.8g铁，还有一种铁的氧化物（铁的氧化物中，氧化亚铁和四氧化三铁是黑色）。

计算确定黑色粉末中的氧化物是氧化亚铁还是四氧化三铁。

参考答案

1．D

【分析】

纯净物是由一种物质组成的，混合物是由多种物质组成的，二者的本质区别时是否有一种物质组成。

【详解】

A．洁净的空气是不含其他杂质，但有多种物质组成，属于混合物；

B．纯净的食盐水属于溶液，是由多种物质组成的，属于混合物；

C．pH=7的溶液由多种物质组成，属于混合物；

D．四氧化三铁是由一种物质组成的，属于纯净物；

故选D。

2．B

【详解】

A.四氧化三铁是黑色固体，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故错误；

B.四氧化三铁能溶于稀盐酸，是因为四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，属于化学性质，故正确；

C.四氧化三铁具有磁性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故错误；

D.四氧化三铁不溶于水，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故错误；

故选：

B。

3．A

【详解】

Pb在化合物里显+2价和+4价，根据化合价代数和为零的原则，Pb的+2价和+4价两种氧化物形式为PbO和PbO2，则Pb3O4的氧化物的表示形式可以写成2PbO•PbO2。

故选：

A。

【点睛】

本题难度不是很大，考查的同学们新信息获取、处理及灵活运用所学知识进行分析问题、解决问题的能力。

4．C

【详解】

A、铁丝和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，化学方程式为3Fe＋2O2

Fe3O4，错误；B、锥形瓶底放水的原因是防止溅落的熔化物炸裂瓶底，错误；C、物质的着火点是一定的，不会降低，正确；D、纳米铁粉燃烧放出大量的热，锥形瓶内的压强增大，气球膨胀，装置冷却后由于消耗氧气，气球又变小，错误。

故选C。

5．C

【解析】

A、纳米铁粉在空气中自燃生成一种红色氧化物，四氧化三铁是黑色的固体，纳米铁粉在空气中自燃的产物不是四氧化三铁，正确；B、纳米铁粉在空气中能自燃生成氧化铁，铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁。

相同的反应物在不同条件下生成物可能不同，正确；C、物质燃烧时温度需要达到着火点，错误；D、根据“纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物。

对比铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧的事实”可知，反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一，正确。

故选C。

6．B

【分析】

生石灰和水反应生成氢氧化钙。

【详解】

A、“双吸剂”中的生石灰和水反应生成氢氧化钙，有吸水作用，故A正确；

B、还原铁被氧化的产物的主要成分是氧化铁，故B不正确；

C、氯化钠能加快铁被氧化，影响还原铁被氧化的速率，故C正确；

D、食品“双吸剂”能吸收氧气，不和空气中气体成分反应，生成固体，可用于测定空气中氧气的体积分数，故D正确。

故选B。

【点睛】

铁和水和氧气生成氧化铁。

7．C

【详解】

A、一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成，选项A正确；

B、根据题意可知该反应也可能生成四氧化三铁或氧化亚铁，它们也是黑色的，所以玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，产物不一定是铁，选项B正确；

C、反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，只能说明氧化铁被还原了，氧化铁中的氧被一氧化碳夺去了一部分，不能证明一定有铁生成，也可能生成的是四氧化三铁或氧化亚铁，选项C错误；

D、尾气中可能有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以一定要进行尾气处理，选项D正确。

故选C。

8．置换反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

【详解】

（1）在高温条件下铁粉和水蒸气反应得到四氧化三铁和氢气，化学方程式为：

3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2，单质和化合物生成另外一种单质和另外一种化合物的反应属于置换反应，故填：

置换反应；

（2）氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，四氧化三铁可近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的“混合物”，故其和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式为：

Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，故填：

Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O。

9．3Fe＋4H2O（气）

Fe3O4＋4H2置换反应Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu

【详解】

（1）铁与水蒸气在加热条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：

3Fe＋4H2O（气）

Fe3O4＋4H2。

故填：

3Fe＋4H2O（气）

Fe3O4＋4H2；

（2）2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应．故填：

置换反应；

（3）银白色的铁丝伸入到了一种蓝色的液体中，片刻后取出，铁丝表面覆盖了一层红色的物质，可能是将铁丝伸入到蓝色的硫酸铜溶液中，铁丝表面覆盖了一层红色的物质铜，反应的化学方程式为：

Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。

故填：

Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu。

10．提供水蒸气H2Fe3O4取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想二正确。

若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想一正确

Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引

【分析】

铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氧化铁是红棕色粉末且不能被磁铁吸引。

【详解】

（1）根据图和“高温下，铁与水蒸气能反应”，可知试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气。

（2）用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。

说明生成的气体具有可燃性、密度小于空气，再根据反应物为“铁与水蒸气”，则是H2。

[猜想与假设]

能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，则猜想一Fe与Fe3O4；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe3O4；

[实验探究]

验证猜想一与猜想二，关键是否含有Fe。

根据铁与稀盐酸反应产生气体，进行设计实验：

实验操作

实验现象及结论

取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸

若固体全部溶解，没有气泡冒出，则猜想二正确。

若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想一正确。

[实验结论]

根据“高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体”和猜想，则铁和水蒸气反应的化学方程式为

。

[反思与交流]

该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引。

【点睛】

11．红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊防止生成的铁被空气中的氧气氧化80%Fe3Fe2O3+CO

2Fe3O4＋CO2

【详解】

（1）一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以图中玻璃管处实验现象是红色粉末变为黑色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，试管处实验现象是澄清石灰水变浑浊．故填：

红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊；

（2）实验结束后继续通入一氧化碳到玻璃管冷却，目的是防止生成的铁被空气中的氧气氧化；故填：

防止生成的铁被空气中的氧气氧化；

（3）设该赤铁矿中Fe2O3的质量为x

x=8g

该赤铁矿中Fe2O3的质量分数为

×100%=80%；故填：

80%；

（4）氧化铁中氧元素质量为

，铁元素质量=48-14.4g=33.6g，，根据图象曲线可知，加热到800℃时三种氧化物反应完全，此时固体为Fe。

故填：

Fe；

（5）固体质量由48.0g变为46.4g时，对应温度为400-500℃，此时Fe2O3与CO反应，失去氧元素的质量为48g-46.4=1.6g，氧化铁中氧元素质量为

，铁元素质量=48-14.4g=33.6g，残余固体中氧元素质量=14.4g-1.6g=12.8g，铁、氧原子个数比=

=3：

4，所以此时还原产物为Fe3O4。

对应方程式为3Fe2O3+CO

2Fe3O4＋CO2。

故填：

3Fe2O3+CO

2Fe3O4＋CO2。

12．

（1）11.2g；

（2）氧化亚铁

【详解】

（1）16g氧化铁完全反应最多生成铁的质量为x，

解得：

x=11.2g

答：

16g氧化铁完全反应最多生成铁的质量为11.2g。

（2）16g氧化铁中铁元素的质量为16g×

=11.2g，

氧元素的质量为16g-11.2g=4.8g，

根据题意，反应生成的铁的氧化物中铁元素的质量为11.2g-2.8g=8.4g，反应过程中一氧化碳转化为二氧化碳时，二氧化碳中氧元素质量的一半为氧化铁中消耗的氧元素的质量为6.6g×

=2.4g，

所以反应生成的铁的氧化物中氧元素的质量为4.8g-2.4g=2.4g，

所以铁的氧化物中铁原子与氧原子的数目比为

=1：

1，

所以铁的氧化物是氧化亚铁。

故填：

氧化亚铁。