化学必修 第一册第二节 金属材料第2课时同步练习题

第2课时　铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐

课后·训练提升

合格考过关检验

1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是(　　)。

A.Fe2+的水溶液为浅绿色

B.Fe3+的水溶液为棕黄色

C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性

D.向Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀

答案:D

解析:向Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。

2.下列离子方程式正确的是(　　)。

A.铁与FeCl3溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+

B.Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑

C.FeCl2溶液与Cl2反应:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-

D.Fe(OH)3与盐酸反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O

答案:D

解析:A中电荷不守恒,应为Fe+2Fe3+3Fe2+;B中违反反应事实,应为Fe+2H+Fe2++H2↑;C中电荷不守恒,应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。

3.将铁屑溶于过量盐酸后,采取下列措施,溶液中会有三价铁生成的是(　　)。

A.加入稀硫酸 B.通入氯气

C.加入氯化锌 D.加入氯化铜

答案:B

解析:Fe与盐酸发生反应:Fe+2H+Fe2++H2↑,而Fe2+遇强氧化剂才会转化成三价铁。稀硫酸不能把Fe2+氧化成Fe3+;氯气能将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+;氯化锌、氯化铜溶液中的Zn2+、Cu2+有一定的氧化能力,其中Cu2+可以将单质铁氧化成Fe2+,但却不能将Fe2+氧化成Fe3+,Zn2+不能氧化Fe2+。

4.硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的(　　)。

A.锌粉 B.镁粉 

C.铁粉 D.铝粉

答案:C

解析:铁粉与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,铁粉与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和单质铜,然后过滤即可提纯硫酸亚铁。锌、镁、铝均能与Cu2+、Fe3+反应,且都能将亚铁离子置换成铁,但会分别引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子。

5.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。

甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;

乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。

下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　)。

答案:B

解析:由于Fe3+的干扰,在检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+时应使用KMnO4酸性溶液,只有B项正确。

6.把表面有少量氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中,充分反应后,所得溶液中的金属离子为(　　)。

A.Fe3+和Cu2+ B.Fe2+和Cu2+

C.Fe2+和Fe3+ D.Fe2+

答案:D

解析:本题涉及的物质的性质有:CuO与盐酸的反应,Fe、Fe2O3与盐酸的反应,Fe3+与Fe、Cu的反应,Fe与Cu2+的反应等。表面氧化物较少,溶于盐酸后,生成的Fe3+和Cu2+较少,分别被Fe还原为Fe2+和Cu,Cu与盐酸不反应,Fe与盐酸反应生成Fe2+。

7.下列实验只能制备氢氧化铁沉淀的是(　　)。

A.将氧化铁与水直接加热

B.将水蒸气通过炽热铁粉

C.氧化铁先用盐酸溶解再加烧碱溶液

D.饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中

答案:C

解析:氧化铁不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铁,A项不符合题意;水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气,B项不符合题意;氧化铁先用盐酸溶解生成氯化铁和水,再加烧碱溶液得到氢氧化铁沉淀,C项符合题意;饱和的氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,可制备氢氧化铁胶体,D项不符合题意。

8.有NaCl溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液、MgCl2溶液四种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是(　　)。

A.盐酸 B.烧碱溶液

C.氯水 D.KSCN溶液

答案:B

解析:将过量NaOH溶液分别加入几种溶液,无明显现象的是NaCl溶液,生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2溶液,生成红褐色沉淀的是FeCl3溶液,生成白色沉淀的是MgCl2溶液。

9.将下列四种化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液,没有颜色变化,再加氯水即呈现红色的是(　　)。

A.FeO B.Fe2O3

C.Fe3O4 D.Fe2(SO4)3

答案:A

解析:Fe3O4与盐酸反应,既有FeCl3生成,又有FeCl2生成。

10.下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据:

根据上表的数据,回答下列问题:

(1)该儿童　　　　元素含量偏低。 

(2)报告单中“μmol·L-1”是　　　　(填“质量”“体积”或“浓度”)的单位。 

(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+。在这个过程中体现维生素C的　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。 

(4)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分,将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是　　　　　　　。

答案:(1)铁　(2)浓度　(3)还原性　(4)防止Fe2+被氧化

解析:(1)从检测结果与参考范围看,该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)μmol·L-1为浓度的单位。(3)Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生还原反应,故维生素C体现还原性。(4)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触,起到防止Fe2+被氧化的作用。

11.把等物质的量的铜粉、铁粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应,然后取出部分溶液。

(1)若滴加一滴KSCN溶液,溶液显红色,则溶液中存在的金属离子有　　　　　　　　　　　。 

(2)若滴加一滴KSCN溶液,溶液不显红色,则溶液中一定存在的金属离子有　　　　　　　　　　。 

(3)若加入的金属全部溶解,则溶液中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=　　　　　。 

(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子,欲从中回收Cu和FeCl3,需要用到的试剂有(按反应顺序填写)　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+

(2)Fe2+

(3)1∶5

(4)Fe、稀盐酸、新制氯水

解析:还原性:Fe>Cu,故Fe3+优先与Fe反应,2Fe3++Fe3Fe2+,然后与Cu反应,2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。

(1)若滴加KSCN溶液显红色,说明Fe3+过量,则铜粉、铁粉均已溶解,故溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。

(2)若滴加KSCN溶液,溶液不显红色,则Fe3+已完全反应,溶液中一定存在的离子是Fe2+。

(3)通过反应的离子方程式分析,等物质的量的铜粉、铁粉完全溶解,所产生的n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶5。

(4)为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+Fe2++Cu;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HClFeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl22FeCl3。

等级考素养提升

1.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)。

答案:D

解析:A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘单质变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3;C项中铁与盐酸反应生成Fe2+。

2.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是(　　)。

A.11.2 g B.5.6 g

C.2.8 g D.无法计算

答案:C

解析:依题意,恰好反应后溶液中溶质只存在FeCl2,根据原子守恒,可建立关系:n(Fe)=n(Fe2+)=n(Cl-)=n(HCl)=×0.1L×1mol·L-1=0.05mol,m(Fe)=2.8g。

3.向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混合粉末中加入过量的稀硫酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是(　　)。

A.只有Fe2+和Cu2+

B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+

C.一定有Fe2+,可能有Cu2+

D.只有Fe2+

答案:C

解析:加入过量稀硫酸,仍有红色粉末存在,则该红色粉末是Cu,所以溶液中一定没有Fe3+。由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe2O3与H2SO4反应生成的Fe3+无论是与Fe反应,还是与Cu反应,溶液中一定存在Fe2+,当Fe相对过量时,溶液中不存在Cu2+,当Fe不足时,溶液中有Cu2+,C项正确。

4.在Fe2(SO4)3溶液中加入a g铜,完全溶解后,再加b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且a>c,下列说法正确的是(　　)。

A.残余固体是铜和铁

B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+

C.将残余固体加入稀硫酸中,有气泡产生

D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+

答案:B

解析:因为a>c,说明bg铁完全反应,溶液中含Cu2+、Fe2+,不含Fe3+,B项正确。

5.同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:

(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　　　　　　　　　　　　。 

(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(4)丙同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)防止Fe2+被氧化

(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)

(4)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O

解析:(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。

(2)氯气具有氧化性,能将氯化亚铁氧化为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。

(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响。

(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。

6.某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究:

(1)装置的连接顺序为a→　　　→　　　→　　　→　　　→b→c→f。 

(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接,这样做的优点是　　　　　　　。

(3)反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却后,将收集器及硬质玻璃管中的物质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:

固体产物淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液

试剂X中溶质的化学式为　　　　;固体产物的成分可能为　　　　(填字母)。

A.Fe和FeCl3 　  B.FeCl2和FeCl3

C.Fe、FeCl2和FeCl3  D.Fe和FeCl2

(4)加入少许植物油的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　,加入新制氯水后溶液红色加深的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 

(5)现有一含FeCl2和FeCl3混合物的样品,用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为　　　　。(计算结果保留两位有效数字) 

答案:(1)g　h　d　e　(2)防止堵塞　(3)KSCN(或NH4SCN)　A　(4)隔绝空气,防止Fe2+被氧化　2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　(5)0.10

解析:(1)浓硫酸具有吸水性,能作氯气的干燥剂,碱石灰具有碱性从而能吸收氯气,饱和食盐水能吸收氯化氢而抑制氯气溶解。装置的连接顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气与铁反应→尾气处理。

(2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟,冷却易形成固体,导气管口较细,易堵塞,所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。

(3)Fe3+可用KSCN溶液检验,Fe3+与SCN-反应而使溶液呈红色,所以试剂X可为KSCN溶液;Fe粉与氯气反应时可能没有完全反应,剩余的Fe与稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁,固体中成分可能为Fe和FeCl3,A项正确。

(4)Fe2+不稳定,易被氧化,所以植物油的作用是隔绝空气,防止Fe2+被氧化;Fe2+被氯气氧化生成Fe3+,从而增大了Fe3+的浓度,更多的Fe3+与SCN-反应使溶液颜色加深,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。

(5)FeCl2和FeCl3混合物的样品中FeCl2的物质的量为x,FeCl3的物质的量为y,则(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1,得到x∶y=9∶1,则样品中氯化铁的物质的量分数==0.10。