高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界微项目 科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题课后作业题

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界微项目 科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题课后作业题，共7页。试卷主要包含了下列离子的检验方法合理的是，下列反应的离子方程式正确的是，下列反应中有三价铁生成的是等内容，欢迎下载使用。
1.下列反应中，铁只能生成高价化合物的是( )
A.少量铁与稀硫酸反应
B.铁丝在氧气中燃烧
C.过量铁粉在氯气中燃烧
D.Fe投入到CuSO4溶液中
【答案】 C
【解析】 C项，虽然铁粉过量，但因为不是在溶液中进行的反应，只能生成FeCl3。
2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是 ( )
A.铁是地壳中含量最多的金属元素，因此在日常生活中应用最广
B.FeCl2溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止Fe2＋被氧化
C.隔绝空气的情况下，FeCl2溶液中加入Na2O2后得到白色沉淀Fe(OH)3
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4均为铁的氧化物，并且都是黑色
【答案】 B
【解析】 地壳中含量最多的金属元素是铝，A错；Fe(OH)3为红褐色，C错；Fe2O3为红棕色，D错。
3.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①③④ B.①②④
C.①②③ D.②③④
【答案】 B
【解析】 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气(或空气)。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
4.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是( )
A.NaOH B.KMnO4(H＋)
C.KSCN D.铁
【答案】 B
【解析】 A项，加入氢氧化钠，因含有铁离子，可生成红褐色沉淀，不能检验是否含有亚铁离子；B项，亚铁离子具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液退色，可检验是否含有亚铁离子；C项，亚铁离子与KSCN不反应，不能检验是否含有亚铁离子；D项，铁与三价铁离子反应，但不能检验是否含有亚铁离子，应选B项。
5.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入硫氰酸钾溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B.向某溶液中通入氯气，然后再加入硫氰酸钾溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C.向某溶液中加入氢氧化钠溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D.向某溶液中加入氢氧化钠溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
【答案】 C
【解析】 滴加硫氰酸钾溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋而不能证明没有Fe2＋，A错误；若原溶液中含Fe2＋，通入氯气，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，滴加硫氰酸钾溶液后显红色，若原溶液中不含Fe2＋而含有Fe3＋，通入氯气，加入硫氰酸钾溶液同样可以变红色，B错误；溶液中加入氢氧化钠溶液得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，C正确；氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，D错误。
6.将KSCN溶液加入到下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是( )
A.加入足量的铁粉后的FeCl3溶液
B.铁丝在足量氯气中燃烧后所得产物的水溶液
C.长期暴露在空气中的绿矾溶液
D.加入新制氯水后的FeCl2溶液
【答案】 A
【解析】 将KSCN加入溶液中，溶液不显红色，说明溶液中无Fe3＋。A项发生的反应为Fe＋2FeCl3===3FeCl2，溶液中无Fe3＋，正确；B项，所得产物溶于水后得到FeCl3溶液，会显红色，错误；C项溶液中的Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，会显红色，错误；D项发生的反应为Cl2＋2FeCl2===2FeCl3，会显红色，错误。
7.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，等反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2＋ B.Fe3＋ C.Fe2＋ D.H＋
【答案】 C
【解析】 反应结束后Fe剩余，则溶液中不可能有Cu2＋、Fe3＋、H＋。
8.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.Fe与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B.Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C.Fe(OH)3与稀H2SO4反应：OH－＋H＋===H2O
D.Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
【答案】 D
【解析】 A项，电荷不守恒，应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；B项，电荷不守恒，应为Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O；C项，Fe(OH)3不应拆分。
9.下列反应中有三价铁生成的是( )
①铁丝在空气中生锈 ②向FeCl2溶液中通入足量Cl2
③将铁片置于CuCl2溶液中 ④Fe(OH)2暴露在空气中
⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水 ⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥ D.全部
【答案】 C
【解析】 O2、Cl2、H2O2(双氧水)均可把Fe或二价铁氧化为三价铁，Fe3O4中既含二价铁，又含三价铁，Cu2＋只能把Fe氧化为Fe2＋。
10.把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的浓度恰好相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2
【答案】 C
【解析】 发生反应的化学方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，设Fe为1 ml，则消耗2 ml Fe3＋生成3 ml Fe2＋，由于反应后溶液中Fe2＋与Fe3＋浓度相等，则物质的量也相等，均为3 ml，故已反应的Fe3＋与未反应的Fe3＋的物质的量之比为2∶3。
11.向一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入1 000 mL 0.1 ml·L－1的盐酸，恰好完全溶解，所得溶液中加KSCN无红色出现，若用足量CO还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为( )
A.11.2 g B.2.8 g
C.5.6 g D.无法计算
【答案】 B
【解析】 加入盐酸反应后的溶液遇KSCN不变红，说明溶质为FeCl2，据质量守恒：n(Fe)＝eq \f(1,2)n(HCl)＝eq \f(1,2)×0.1 ml＝0.05 ml，m(Fe)＝0.05 ml×56 g·ml－1＝2.8 g。
12.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )
①铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
②往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
③Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1
④氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】 B
【解析】 n(Fe)＝eq \f(1.12 g,56 g·ml－1)＝0.02 ml，n(FeCl3)＝cV＝2 ml·L－1×0.025 L＝0.05 ml，由反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，0.02 ml铁粉完全反应需要0.04 ml氯化铁。
①铁完全反应，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，错误；
②氯化铁有剩余，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，正确；
③0.02 ml Fe反应生成Fe2＋为0.06 ml，Fe3＋剩余0.01 ml，其物质的量之比为6∶1，正确；
④氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，错误。
13.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有____________(用离子符号表示，下同)。
(2)若氯化铜有剩余，则容器中可能有_______________________________________________。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有____________，一定还有________。
【答案】 (1)Fe3＋、Cu2＋
(2)Fe2＋、Fe3＋或Fe2＋、Cu
(3)Fe、Cu Fe2＋
【解析】 本题属于物质共存问题。解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有
①Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。
(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋或Fe2＋、Cu。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，一定还有Fe2＋。
14.某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液退色，并结合已学的知识设计了如下实验：将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在另一支试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：
(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后退色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是_____________
___________________________________________________________。
(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不退色，滴入KSCN溶液变红，结论是_____________
___________________________________________________________。
(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后退色，滴入KSCN溶液变红，结论是_____________
___________________________________________________________。
(4)能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)没有被氧化 (2)完全被氧化 (3)部分被氧化 (4)不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；同时KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验
【解析】 加KMnO4溶液只要退色就说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋。
(1)高锰酸钾退色说明含有Fe2＋，KSCN溶液不变红说明无Fe3＋，从而确定药品没有被氧化。
(2)高锰酸钾不退色说明无Fe2＋，KSCN溶液变红说明有Fe3＋，从而确定药品完全被氧化。
(3)高锰酸钾退色说明含有Fe2＋，KSCN溶液变红说明含有Fe3＋，从而确定药品部分被氧化。
(4)KMnO4溶液呈紫红色，Fe(SCN)3是红色，影响观察Fe(SCN)3的红色；同时KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，也影响Fe2＋的检验。
15.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3＋存在的常用试剂是____________，证明Fe3＋存在的现象是________________，配制含Fe2＋的溶液时，常常向溶液中加入少量________，使被氧气氧化形成的Fe3＋还原为Fe2＋。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：_________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，④________，
⑤________，⑥________。
B.请写出相关反应的化学方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)KSCN溶液 溶液变成红色 铁粉
(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(3)A.①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤FeCl2
⑥Cl2
B.CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu、2FeCl3＋Fe===3FeCl2、
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(方程式顺序可不同)
【解析】 (1)检验Fe3＋常用KSCN溶液等，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)。 FeCl2易被氧化，加单质铁可防止被氧化。
(2)FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
(3)从腐蚀铜的废液中回收铜。