化学必修 第一册第一节 铁及其化合物同步测试题

这是一份化学必修 第一册第一节 铁及其化合物同步测试题，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)
1.《开宝本草》是中国古代药物学著作,刘翰、马志等编著于公元973-974年,宋开宝6-7年。
书中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶,如笏或团,平面磨错,令光净。以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”中药材铁华粉是指( )
A.铁粉 B.醋酸亚铁
C.冰醋酸D.食盐
【解析】选B。根据题意可知,铁华粉为铁与醋酸反应生成,应为醋酸亚铁。
【补偿训练】
随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是( )
A.无水硫酸铜 B.硫酸亚铁
C.食盐 D.生石灰
【解析】选B。防止食品氧化变质,可在包装袋中放入还原剂,以上四种物质,只有硫酸亚铁是常见的还原剂。
2.下列关于铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁
B.铁与水蒸气在加热条件下的反应产物为Fe2O3和H2
C.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
D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀
【解析】选C。Fe3O4是一种黑色固体,A错;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4,B错;铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,FeCl3被除去,没有引入新的杂质,C对;Fe3+与KSCN反应产生的不是沉淀,D错。
【补偿训练】
铁有+2价和+3价两种价态,下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A.铁与稀硫酸反应
B.铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
D.氢氧化铁受热分解
【解析】选D。A项,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,化合价由0价变为+2价;B项,3Fe+2O2Fe3O4,化合价由0价变为+2价、+3价;C项,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,化合价由+2价变为+3价;D项,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,化合价没有变化。
3.(2020·上海高一检测)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入过量的铁粉,充分反应后,最终溶液中的金属阳离子( )
A.只含Fe2+ B.含Cu2+和Fe2+
C.含Cu2+和Fe3+D.只含Fe3+
【解析】选A。铁先和FeCl3发生氧化还原反应,再和Cu2+反应,溶液中只含Fe2+,不会再含Cu2+和Fe3+。
4.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是( )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氧化为Fe3+
【解析】选B。溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+5.(2020·大连高一检测)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入100 mL
1 ml·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现,混合物中铁元素的质量( )
A.5.6 g B.2.8 g C.1.4 g D.2.4 g
【解析】选B。用盐酸溶解后,得到的产物加KSCN溶液,无血红色出现,说明得到的产物是氯化亚铁,即混合物中的铁元素全在氯化亚铁中,盐酸的物质的量为1 ml·L-1×0.1 L=0.1 ml,根据氯元素守恒,则n(Fe)=n(FeCl2)=×n(HCl)=0.05 ml,则混合物中Fe元素的质量为m(Fe)=0.05 ml×56 g·ml-1=2.8 g。
【补偿训练】
将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中,可观察到的现象是( )
A.最终生成白色沉淀
B.最终生成红褐色沉淀
C.有黄绿色气体产生
D.无变化
【解析】选B。Na2O2具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,可与Na2O2和水反应生成的OH-生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,Na2O2与水反应产生O2,不放出黄绿色的Cl2。6.(2020·沙坪坝高一检测)新型纳米材料MFe2Ox(3A.MFe2Ox作催化剂
B.SO2是该反应的还原剂
C.xD.SO2发生了置换反应
【解析】选C。反应中S元素被还原、Fe元素被氧化,则MFe2Ox作还原剂,不是催化剂,故A错误;MFe2Ox能将工业废气还原成无公害的固体单质硫,S元素的化合价降低,SO2是该反应的氧化剂,故B错误;反应中二氧化硫失去O元素,MFe2Ox中含氧量增大,所以x7.下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是( )
A.①④⑤B.②③
C.①②③④⑤ D.①③
【解析】选D。Fe(OH)2为白色;Fe2+具有较强的还原性,为浅绿色,Fe3+具有较强的氧化性,为黄色。
【补偿训练】
已知下述三个实验均能发生化学反应:
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
【解析】选A。实验①中铁钉作还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性,实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知:氧化性:Fe3+>Cu2+,综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。
8.500 mL某溶液中含有0.1 ml Fe2+、0.2 ml Fe3+,加入0.2 ml 铁粉,待Fe3+反应完全后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A.0.4 ml·L-1B.0.6 ml·L-1
C.0.8 ml·L-1D.1.0 ml·L-1
【解析】选C。由2Fe3++Fe3Fe2+知,0.2 ml Fe3+与0.1 ml 铁粉反应生成
0.3 ml Fe2+,则所得溶液中Fe2+的物质的量为0.3 ml+0.1 ml=0.4 ml,
c(Fe2+)==0.8 ml·L-1。
二、非选择题(本题包括2小题,共22分)
9.(10分)已知有以下物质相互转化:
A
试回答:
(1)写出B的化学式 ,D的化学式 。
(2)写出由E转变成F的化学方程式 。
(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式 ;向G溶液中加入A的有关反应离子方程式 。
【解析】解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G的溶液,即为Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3,D溶液与AgNO3生成的溶液焰色反应为紫色,说明D溶液中含有K+,同时生成白色沉淀H,H应为AgCl,则D为KCl溶液;结合E为Fe(OH)2,可判断出B为FeCl2,C为KOH。
答案:(1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(3)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
2Fe3++Fe3Fe2+
【补偿训练】
金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B,同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气,则B转变成棕黄色溶液D,将溶液D分为两份,一份加入几滴硫氰化钾溶液,生成红色物质E,另一份加入A,则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B,在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀,露置在空气中,会逐渐变成红褐色沉淀F。则各物质的化学式分别是
A ,B ,C ,
D ,F 。
有关反应的离子方程式有:
① ,
② ,
③ ,
④ ,
⑤ ,
⑥ 。
【解析】A与盐酸反应生成浅绿色溶液说明生成了Fe2+,则A为Fe,B为FeCl2,C为H2;在B中通入Cl2,B转变为棕黄色溶液,说明生成了Fe3+,即D为FeCl3;依次可推知E为Fe(SCN)3,F为Fe(OH)3。
答案:Fe FeCl2 H2 FeCl3 Fe(OH)3
Fe+2H+Fe2++H2↑
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
2Fe3++Fe3Fe2+
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
10.(12分)某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原铁粉,使用一段时间后部分铁粉会变质为Fe2O3。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡,浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。
(1)溶液中的反应有: Fe+2H+Fe2++H2↑、 Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、 。
(2)甲同学用如下方法验证了溶液中Fe2+的存在:取少量上层清液,加入某试剂X,出现白色沉淀,并很快变为灰绿色,将沉淀倾倒在滤纸上,沉淀逐渐变为红褐色。试剂X为 。滤纸上沉淀变化的反应方程式为 。
(3)乙同学另取少量上层清液,滴加氯水后溶液呈黄色,再滴加KSCN溶液,溶液变红。滴加氯水后溶液变黄的离子方程式为 。丙同学认为Fe3+不一定是由氯水反应得到的,理由是 ,改进方案是 。
【解析】(1)使用过一段时间的脱氧剂含Fe和Fe2O3,用稀盐酸浸泡发生的反应有 Fe+2H+Fe2++H2↑、 Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe3Fe2+。(2)白色沉淀很快变为灰绿色,逐渐变为红褐色,是白色的Fe(OH)2被氧化成红褐色的Fe(OH)3,则试剂X为NaOH溶液(或氨水等),沉淀变化的反应方程式为4Fe(OH)2 +O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)据(1)中反应,上层清液中有Fe2+、可能有Fe3+,滴加氯水溶液呈黄色的离子方程式2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。再滴加KSCN溶液变红,则Fe3+可能是原溶液中的,或由氯水反应生成的。若先滴加KSCN无明显现象,后滴加氯水溶液变红,则Fe3+是氯水氧化Fe2+生成的。
答案:(1)2Fe3++Fe3Fe2+
(2)NaOH溶液(或氨水等)
4Fe(OH)2 +O2+2H2O4Fe(OH)3
(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
原上层清液中含Fe3+
先滴加KSCN无明显现象,后滴加氯水,溶液变红
(20分钟 30分)
1.(6分)(2020·宁波高一检测)根据表中信息判断,下列选项不正确的是( )
A.反应①的另一产物不可能是Fe
B.反应②中若FeBr2与过量Cl2反应有Br2生成,说明还原性:Fe2+>Br-
C.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶8
D.氧化性由强到弱顺序为Mn>Cl2>Fe3+>Cu2+
【解析】 选C。铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,所以反应①的另一产物不可能是Fe,故A正确;FeBr2、Cl2(少量)反应生成FeCl3、FeBr3,而若FeBr2与过量Cl2反应有Br2生成,说明氯气首先氧化亚铁离子后氧化溴离子,所以还原性:Fe2+>Br-,故B正确;反应2KMnO4+16HCl2MnCl2+8H2O+5Cl2↑+2KCl可知:氧化剂为2 ml KMnO4,还原剂为10 ml HCl,所以反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,故C错误;由①可知:氧化性Fe3+>Cu2+,②知:氧化性Cl2>Fe3+,③知:Mn>Cl2,综上所述氧化性强弱的顺序为Mn>Cl2>Fe3+>Cu2+,故D正确。
2.(6分)(2020·临沂高一检测)下列离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.1.0 ml·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、S
B.1.0 ml·L-1的FeCl2溶液:N、Na+、K+、ClO-
C.使酚酞变红的溶液中:Na+、Cl-、S、Fe3+
D.酸性溶液中:N、S、Fe3+、Mg2+
【解析】选D。A项中KNO3在酸性条件下能氧化Fe2+;B项中ClO-能氧化Fe2+;C项中Fe3+在碱性条件下易生成沉淀,只能存在于酸性溶液中。
3.(9分)(2020·诸暨高一检测)某小组为探究K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草
酸合铁酸钾)的热分解产物,按下图所示装置进行实验。
(1)通入氮气的目的是 。
(2)实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有 、 。
(3)为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。
(4)样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是 。
【解析】(1)通入氮气的目的是隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置;(2)实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有CO2、CO;(3)为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气,防止FeO被氧化;(4)样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1～2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3。
答案:(1)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 (2)CO2 CO (3)先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 (4)取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1～2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3
4.(9分)已知三氯化铁的熔点为306 ℃,沸点为315 ℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。
(1)装置的连接顺序为 。
(2)饱和食盐水的作用是 。
(3)反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
固体混合物淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液红色褪去
①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为 。
②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是 。
(4)已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液无明显变化;第二份滴加试剂X,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化。
实验①说明 ;
实验②的目的是 ;
得出结论: 。
【解析】(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢且能抑制氯气溶解,装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理,所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f。(3)①F和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色,离子方程式为F+3SCN-Fe(SCN)3。(4)根据①滴加FeCl3溶液无明显变化,说明SCN-发生了反应而不是F发生反应,滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明生成了S;根据②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化,说明O2不能氧化SCN-,所以氧化SCN-的为双氧水。
答案:(1)aghdebcf (2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)①F+3SCN-Fe(SCN)3
②双氧水将F氧化成F,使Fe(SCN)3增多
(4)SCN-发生了反应而不是F发生反应 排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能 H2O2将SCN-氧化成S
【补偿训练】
实验小组研究二价铁的还原性,设计如下实验。
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得,离子方程式是 。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是 。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成,小组同学展开研究。
① 已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成作出如下假设,请补充完整。
假设a:依据NaHCO3溶液显 性,推测白色沉淀可能为Fe(OH)2;
假设b:白色沉淀可能为 。
② 研究白色沉淀组成的实验如下:
i.取少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;
ii.向所得溶液中滴入KSCN试剂,溶液几乎不变红;
iii.向ii溶液中再滴入少量H2O2,溶液立即变为红色。
由此说明,白色沉淀中一定含有 离子。
③ 研究过程中发现白色沉淀在空气中久置,最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2 (填“难”或“易”)于被空气氧化。
(4)对比实验Ⅰ,研究酸碱性对二价铁还原性的影响,设计实验Ⅲ:
将实验方案补充完整 。
(5)据以上实验,为避免二价铁被空气氧化,可采取的措施是 。
【解析】(1)Fe与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,书写此反应方程式时应注意电荷守恒和质量守恒。反应方程式可表示为 2Fe3++Fe3Fe2+ ;
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色,说明氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应方程式为4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 ;
(3)①碳酸氢钠溶液呈碱性;根据加入的试剂和实验现象可知白色沉淀还有可能为碳酸亚铁FeCO3 ;②i.取少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡,则无色气泡应为二氧化碳,则沉淀中应含有碳酸根;ii.向所得溶液中滴入KSCN试剂,溶液几乎不变红,说明溶液中不含有三价铁离子;iii.向ii溶液中再滴入少量H2O2,溶液立即变为红色,说明原溶液中存在亚铁离子,被H2O2氧化为铁离子;因此可以说明沉淀中一定含有Fe2+和C ;③实验Ⅱ,3 min后白色沉淀无变化,在空气中久置,最终变为红褐色。而实验Ⅰ中的氢氧化亚铁在3 min后完全被氧化,因此实验Ⅱ中沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2难于被空气氧化。
(4)实验Ⅲ的实验目的是研究酸碱性对二价铁还原性的影响,而实验Ⅰ已经研究了碱性条件对二价铁的还原性的影响,因此实验Ⅲ应为研究酸性条件的影响,实验方案应为向硫酸亚铁溶液中滴加H2SO4溶液;
(5)实验Ⅲ的现象显示,在酸性条件下,二价铁离子不易被氧化,因此为避免二价铁被空气氧化,可采取的措施是控制溶液为酸性环境,或使二价铁以碳酸盐的形式沉淀。
答案:(1)2Fe3++Fe=3Fe2+
(2)4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2+和C
③难 (4)滴加H2SO4溶液
(5)控制溶液为酸性环境、使二价铁以碳酸盐的形式沉淀编号
物质
颜色
性质或用途
①
Fe2O3
红棕色
红色油漆、涂料
②
Fe(OH)2
红棕色
易被氧化成灰绿色,最终变为红褐色
③
Fe(OH)3
红褐色
受热易分解生成红棕色粉末
④
Fe2+
黄色
具有较强的氧化性
⑤
Fe3+
浅绿色
具有较强的还原性
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
反应
①
②
③
反应物
FeCl3、Cu
FeBr2、
Cl2(少量)
KMnO4和
浓盐酸
生成物
CuCl2……
FeCl3、FeBr3
MnCl2、Cl2……
序号
实验方案
现象
Ⅰ
现象a:生成白色沉淀,3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ
现象b:生成白色沉淀,3 min后沉淀颜色几乎不变