高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品课后测评
展开高一化学 专题六 铁及其化合物
专题检测卷(A卷)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2020·河南安阳市·安阳一中高一期末)下列关于古籍中的记歌说不正确是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述瓷器青色,来自氧化铁
B.“朝坛雾卷,曙岭烟沉”中的雾是一种胶体,能产生丁达尔效应
C.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,剂钢指铁的合金
D.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”涉及的反应类型是分解反应
【答案】A
【详解】
A.氧化铁为红棕色,而描述的瓷器为青色,A错误;
B.雾是胶体,有丁达尔效应,B正确;
C.钢属于铁的合金,C正确;
D.涉及的反应为碳酸钙分解,D正确;
故选A。
2.(2020·江苏南京师范大学附中高一期中)苹果汁是人们喜爱的饮料,现榨的苹果汁在空气中放置一会儿会由淡绿色(Fe2+)变为黄色(Fe3+)。若榨汁时加人维生素C,可有效防止这种现象发生,这说明维生素C具有
A.还原性 B.碱性 C.氧化性 D.酸性
【答案】A
【详解】
Fe2+转化为Fe3+时Fe元素化合价升高被氧化,而维生素C可以防止这种现象发生,说明维生素C可以防止Fe2+被氧化,则维生素应具有还原性;
故答案为A。
3.(2020·广东华侨中学高一期中)下列化合物既能用金属与氯气化合制备,又能用金属与盐酸反应制备的是
A.MgCl2 B.CuCl2 C.FeCl3 D.FeCl2
【答案】A
【详解】
A.Mg可以和Cl2发生化合反应制取MgCl2,也可以由Mg和HCl反应制取MgCl2,A符合题意;
B.Cu与HCl不反应,无法用金属与盐酸反应制备CuCl2,B不符合题意;
C.Fe与HCl反应生成FeCl2,无法制取FeCl3,C不符合题意;
D.Fe与氯气反应生成FeCl3,无法制取FeCl2,D不符合题意;
综上所述答案为A。
4.(2020·北京北京师范大学附中高一期中)下列转化中,需要加入还原剂才能实现的是
A.Na → NaOH B.HCO→ CO2 C.Fe3+ → Fe2+ D.Cl- → Cl2
【答案】C
【分析】
需要加入还原剂才能实现,说明选项中的物质作氧化剂,在反应中得电子化合价降低,据此分析判断。
【详解】
A.Na → NaOH 中Na元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂才能实现,故A不选;
B.HCO→ CO2中碳、氢、氧元素化合价都不变,需要加入酸才能实现,不需要加入氧化剂,也不需要加入还原剂,故B不选;
C.Fe3+ → Fe2+中Fe元素化合价由+3价变为+2价,被还原,需要还原剂才能实现,故C选;
D.Cl- → Cl2中Cl元素化合价由-1价变为0价,被氧化,需要氧化剂才能实现,故D不选;
故选C。
5.(2021·江苏省镇江中学高一期中)在溶液中能大量共存的离子组是
A.Fe3+、I-、HCO B.Ba2+、OH-、Cl-
C.H+、Fe2+、NO D.NH、NO、OH-
【答案】B
【详解】
A.Fe3+、I-之间能发生氧化还原反应,Fe3+、HCO之间能发生双水解反应,该组离子不能大量共存,故A不选;
B.Ba2+、OH-、Cl-之间不会发生化学反应,该组离子能够大量共存,故B选;
C.H+与NO的组合具有氧化性,能够将Fe2+氧化为Fe3+,该组离子之间不能大量共存,故C不选;
D.NH与OH-之间能够发生复分解反应生成NH3·H2O,该组离子不能大量共存,故D不选;
综上所述,答案为B。
6.(2021·哈尔滨市第十三中学高一期末)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B.加热Fe(OH)3发生转化⑥,Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C.由图可预测:高铁酸盐(FeO42- )具有强氧化性,可用于饮用水的消毒
D.FeO是一种红棕色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4
【答案】C
【详解】
A.铁与高温水蒸气的反应为,得不到,故A错误;
B.受热分解可得到,但是不溶于水,故B错误;
C.从图中可以看出高铁酸盐(FeO42- )中Fe元素处于最高价,只能被还原,具有氧化性,可用作水消毒剂,故C正确;
D.铁的氧化物中只有为红棕色,其余均为黑色,故D错误;
故选C。
7.(2020·浙江余姚中学高一期中)为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,再进行下列实验,其中结论正确的是
A.若滴加KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉变质
B.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明铁粉未变质
C.若依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉全部变质
D.若滴加KSCN溶液,溶液未变红;再滴加氯水,溶液变红,说明铁粉部分变质
【答案】A
【分析】
Fe粉变质生成Fe2+或Fe3+,还原铁粉溶于稀盐酸时,溶液中含有Fe2+或Fe3+或二者都有,实验室采用酸性高锰酸钾溶液检验Fe2+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+具有还原性,能被强氧化剂氧化,据此分析解答。
【详解】
A.若再滴加KSCN溶液,溶液变红,证明含有Fe3+,则说明铁粉部分变质或全部变质,故A正确;
B.若再滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明溶液中无Fe3+,但还原铁粉有可能被氧化为Fe2+,故B错误;
C.氯水具有强氧化性,可以把Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+来源可能是铁与盐酸反应,故不能确定是部分氧化还是全部氧化还是没有被氧化,故C错误;
D.若再滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明不含Fe3+,再滴加氯水,溶液变红,说明含有Fe2+,此现象说明铁粉部分变质或未变质,故D错误;
故选A。
8.(2021·山东师范大学附中高一期中)下列关于铁及其化合物的说法错误的是
A.若FeCl2溶液中混有FeCl3可通过滴加氯水除去
B.可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质
C.实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉
D.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,最终可观察到红褐色沉淀
【答案】A
【详解】
A.氯气与氯化铁不反应,但是氯气能够氧化亚铁离子生成铁离子,所以应该用铁粉除去氯化亚铁中的铁离子,故A错误;
B.KSCN溶液与铁离子反应生成硫氰化铁而呈现血红色,亚铁离子与硫氰化钾溶液不反应,所以可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质,故B正确;
C.亚铁离子不稳定,易被氧化生成铁离子,铁能够还原铁离子为亚铁离子;所以实验室为防止氯化亚铁被氧化,在保存FeCl2溶液时常加入铁粉,故C正确;
D.氢氧化亚铁能够被空气氧化生成红褐色氢氧化铁,所以向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,先生成白色沉淀,立即转化为灰绿色,最终转化为红褐色沉淀,所以最终可观察到红褐色沉淀,故D正确;
故选A。
9.(2020·上海杨浦·复旦附中高一期中)无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。实验室利用反应制取无水FeCl3,实验装置如图所示(加热和夹持装置略去)。下列说法正确的是
A.实验开始时应先加热①处,再通入干燥的Cl2
B.②处冷水的作用是降低FeCl3的溶解度
C.装置③可用盛有浓硫酸的洗气瓶代替
D.实验开始后,可以在①处观察到反应剧烈,产生黄色烟
【答案】C
【详解】
A.实验开始时应先通入干燥的Cl2再加热①处防止高温下Fe和氧气反应,故A错误;
B.E装置中冷水的作用是冷却,使FeCl3冷却沉积,便于收集,故B错误;
C.装置③可用盛有浓H2SO4的洗气瓶代替,故C正确;
D.实验开始后,可以在①处观察到反应剧烈,产生红棕色的烟,故D错误;
故选C。
10.(2021·福建泉州·高一期末)如图所示装置,可用以制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是
A.实验前,应事先煮沸溶液除去溶解氧
B.装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气
C.关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中
D.取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化
【答案】C
【分析】
氢氧化钠溶液中有少量氧气,需要加热煮沸除去氧气;打开止水夹,铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,利用反应产生的氢气排装置内的空气,然后关闭止水夹,试管Ⅰ形成密闭体系,利用反应产生的氢气的压强作用,把硫酸亚铁溶液压入到装置Ⅱ中,产生氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚铁遇到空气后,变为灰绿色,最后变为红褐色。
【详解】
A.氢氧化钠溶液中有少量氧气,氢氧化亚铁易被氧气氧化,所以实验前,应事先煮沸溶液除去溶解氧,故A正确;
B.结合以上分析可知,装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气,故B正确;
C.结合以上分析可知,关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中,故C错误;
D.结合以上分析可知,氢氧化亚铁具有强还原性,能够被氧气氧化,颜色发生变化,所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化,故D正确;
故选C。
11.(2021·云南高一学业考试)下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A.Fe3O4用作红色颜料
B.仅用KSCN溶液即可检验Fe2+
C.Fe(OH)2能在空气中稳定存在
D.FeCl3溶液作为覆铜板“腐蚀液”制作印刷电路板
【答案】D
【详解】
A.Fe3O4为黑色固体,具有铁磁性,而氧化铁为红色固体,可以做红色颜料,故A错误;
B.亚铁离子与硫氰根离子不反应,铁离子与硫氰根离子反应生成血红色溶液,因此检验亚铁离子需要先加硫氰化钾溶液,再滴加氯水,出现血红色溶液,原溶液中含有亚铁离子,故B错误;
C.氢氧化亚铁在空气中不稳定,易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,故C错误;
D.铁离子具有强氧化性,能够把铜氧化为铜离子,因此FeCl3溶液作为覆铜板“腐蚀液”制作印刷电路板,故D正确;
故选D。
12.(2021·北京西城·北师大实验中学高一期中)某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验步骤
充分振荡,加2mL蒸馏水
充分振荡,加2mL蒸馏水
充分振荡,加2mL蒸馏水
实验现象
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及到Fe3+被还原
B.对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液的阴离子种类有关
C.实验Ⅰ、Ⅲ中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
【答案】C
【详解】
A.Cu和FeCl3溶液反应生成FeCl2和CuCl2,若铜过量,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀,可能是发生了反应:CuCl2+Cu=2CuC1↓。实验I、Ⅱ、Ⅲ中的现象为溶液黄色变浅或溶液黄色褪去,说明Fe3+被Cu还原,A项正确。
B.对比实验I、II ,实验I加入少量铜粉,铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象;实验II加入过量铜粉,铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀;说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关,实验Ⅲ加入过量铜粉,在加蒸馏水无白色沉淀生成,说明产生沉淀与溶液中阴离子有关,B项正确。
C.对比实验Ⅰ、Ⅲ参加反应的Fe3+的量相同,若加入铜单质相同,则生成的Cu2+应相同,但由于实验I加入少量铜单质,所以 c(Cu2+ )不相同,C项错误。
D.由对比实验可知生成白色沉淀与溶液中阴离子和铜粉用量有关,实验II溶液为蓝色,含有Cu2+和过量的铜,向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀CuCl,故D正确。
13.(2020·河北石家庄一中高一期末)如图是物质间发生化学反应的颜色变化,下表选项中的物质对应正确的是
选项
M
N
P
Q
A
NaOH
Ba(OH)2
Na2SO4
紫色石蕊溶液
B
Na2O
BaCl2
Na2SO4
KSCN
C
氨水
Ba(NO3)2
Na2SO3
KSCN
D
KOH
AlCl3
Na2SO3
酚酞溶液
【答案】C
【详解】
A.Fe2(SO4)3与Ba(OH)2反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀和白色BaSO4沉淀;Na2SO4和Fe2(SO4)3不反应,Na2SO4和Fe2(SO4)3混合,溶液不能变为浅绿色,故不选A;
B.Na2SO4和Fe2(SO4)3不反应,Na2SO4和Fe2(SO4)3混合,溶液不能变为浅绿色,故不选B;
C.氨水与Fe2(SO4)3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀,Fe2(SO4)3与Ba(NO3)2反应生成白色BaSO4沉淀,Fe2(SO4)3被Na2SO3还原为FeSO4,Fe2(SO4)3遇KSCN溶液呈红色,故选C;
D.AlCl3与Fe2(SO4)3不反应,Fe2(SO4)3溶液呈酸性,酚酞溶液遇Fe2(SO4)3溶液不变色,故不选D;
选C。
14.(2021·浙江镇海中学高一期末)由黄铁矿(主要成分:FeS2和SiO2,SiO2不参与反应)为主要原料得到绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下:
下列说法不正确的是
A.过程1废气中含SO2
B.过程2试剂a为稀硫酸
C.过程3离子方程式为
D.过程4操作b通过蒸发结晶的方法可得到纯净的绿矾
【答案】D
【分析】
由流程可知,在煅烧过程中,FeS2生成Fe2O3和SO2,烧渣的成分为Fe2O3和SiO2,再加入稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁,硫酸铁溶液中通入足量SO2,生成硫酸亚铁,再通过加热浓缩、降温结晶得到FeSO4·7H2O。
【详解】
A.由上述分析可知,在煅烧过程中,FeS2生成Fe2O3和SO2,废气中含SO2,A正确;
B.试剂a为稀硫酸,与Fe2O3反应生成硫酸铁,B正确;
C.硫酸铁溶液中通入足量SO2,氧化还原反应生成硫酸亚铁,反应的离子方程式为:,C正确;
D.由于硫酸亚铁在水中的溶解度随温度的升高而增大,所以从FeSO4溶液得到绿矾应该采用加热浓缩、降温结晶的方法,D错误;
故合理选项是D。
15.(2021·长春市第二十九中学高二期末)K2FeO4是优良的饮用水处理剂,一种制备方法是将Fe2O3、KNO3、KOH混合共熔,反应为Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH == 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O。下列关于该反应的说法不正确的是
A.铁元素被氧化,氮元素被还原 B.氧化性:KNO3 >K2FeO4
C.每生成1 mol K2FeO4,转移6 mol e− D.K2FeO4具有杀菌作用
【答案】C
【分析】
根据反应Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O,元素铁化合价由Fe2O3中+3升高到K2FeO4中+6价,元素氮化合价由KNO3中+5价降低到KNO2中+3价。
【详解】
A. 由分析可知,氮元素化合价降低,被还原,铁元素化合价升高,被氧化,故A正确;
B. 反应中KNO3化合价降低,KNO3为氧化剂,而K2FeO4由化合价升高得到,为氧化产物,氧化性:氧化剂>氧化产物,则氧化性:KNO3>K2FeO4,故B正确;
C. 反应Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O中铁元素由+3价变为+6价,故1molFe2O3转移6mol电子,生成2molK2FeO4,故当生成1molK2FeO4时转移3mol电子,转移电子数为生成K2FeO4的3倍,故C错误;
D. K2FeO4中铁元素为+6价,化合价能降低,有强氧化性,能杀菌消毒,故D正确;
故选C。
16.(2020·江苏省扬州中学高一期中)聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z](铁元素化合价为+3)是一种高效的混凝剂,常用于净水,它的组成可以通过以下实验测定:①称取一定质量的聚合硫酸铁配成100.00 mL的溶液。②准确量取25.00 mL溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体6.99g。③准确量取25.00mL溶液,加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重,得到红棕色固体1.92g。该聚合硫酸铁组成中x∶y∶z的值为
A.6∶8∶5 B.4∶2∶5 C.1∶1∶2 D.6∶3∶5
【答案】B
【详解】
由题意可知:25.00 mL溶液中硫酸根离子物质的量n(SO42-)==0.03mol;25.00mL溶液中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,充分反应后得到氢氧化铁沉淀,再将沉淀过滤、洗涤、灼烧得到氧化铁、称重,得固体1.92g,说明氧化铁质量是1.92g,则铁离子物质的量n(Fe3+)==0.024mol;由此可得x/z=0.024/0.03=4/5,再根据电荷守恒可得3x=y+2z,共同确定x∶y∶z的值为4∶2∶5,答案B正确;
正确答案:B。
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:包括第17题~第21题5个大题,共52分。
17.(10分)(2020·湖南长沙市·明达中学)如图,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热并通入水蒸气,用试管收集产生的经干燥的水蒸气,并靠近火焰点燃。请回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式___________ ,
(2)加热烧瓶的作用是___________,烧瓶底部放了几片碎瓷片,其作用是___________。
(3)玻璃管中石棉绒的作用是___________。
A.石棉绒的作用是催化剂
B.石棉绒的作用是使铁粉受热均匀
C.石棉绒的作用是做铁粉的载体以及防止铁粉被吹入导管引起堵塞
(4)实验开始时应先点燃___________,实验结束时,应先熄灭___________。
【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 产生水蒸气 防止爆沸 C 酒精灯 酒精喷灯
【详解】
(1)在高温条件下Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;
(2)加入左侧烧瓶,烧瓶中的水蒸发为水蒸气,便于后续的反应,烧瓶底部放碎瓷片的目的是防止暴沸;
(3)硬质玻璃管中加入石棉绒的目的是做铁粉的载体,防止铁粉被气体吹入导管中,故答案选C;
(4)实验前应先点燃酒精灯使装置中充满气体,防止装置爆炸,反应结束后应先熄灭酒精喷灯,后熄灭酒精灯,以免空气中的氧气进入装置发生反应生成杂质影响产物。
18.(10分)(2021·宁夏银川一中高一期末)铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识,回答下列问题。
(1)Fe(OH)2很不稳定,露置在空气中容易被氧化,Fe(OH)2被氧化的化学方程为:_______;观察到的现象为:_______;为了获得白色的Fe(OH)2沉淀,可以用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时你觉得还需加入_______。
(3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_______的方法。
(4)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是_______。
(5)图中_______(填序号)能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
【答案】4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 铁粉
加热至沸腾 防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液 ①③
【详解】
(1)氢氧化亚铁不稳定,在空气中容易被氧化成氢氧化铁,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;观察到的现象为:白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;
(2) FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子,加入铁粉可以防止被氧化;故答案为:铁粉;
(3)氢氧化亚铁的制备要隔绝空气,除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热至沸腾的方法;故答案为:加热至沸腾;
(4)长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液;故答案为:防止生成的Fe(OH)2被氧化;
(5)图中①③能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。①中FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子,加入铁粉可以防止被氧化;③中苯层隔绝了氧气;故答案为:①③。
19.(10分)(2020·云南省玉溪第一中学)(1)铁元素是构成人体的必不可少的元素之一,缺铁会影响到人体的健康和发育,最大的影响是缺铁性贫血。此类病人需要服用补铁药品。一个体重50 kg的健康人含铁2 g,这2 g铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。以下为常见的铁元素的几种微粒,其中既有氧化性又有还原性的是________。
A.Fe B.Fe2+ C.Fe3+
(2)亚硝酸钠有毒,有传言说亚硝酸钠是致癌物质,但事实上亚硝酸钠并不是致癌物质,致癌的是亚硝酸钠在一定条件下生成的亚硝胺。工业盐的主要成分是NaNO2,曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,这说明NaNO2具有________性。下列物质不能实现上述转化的是________。
A.Cl2 B.FeCl3 C.KMnO4(H+)
(3)在Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O的反应中,HNO3表现了_____性和_____性,则生成1分子NO转移电子数为________。
【答案】B 氧化 B 氧化 酸 3
【详解】
(1)铁元素的常见价态为0~+3价,则Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性又有还原性,故选B。答案为:B;
(2) NaNO2把Fe2+氧化为Fe3+,所以NaNO2具有氧化性。由反应2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-、+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知,Cl2、KMnO4(H+)都能将Fe2+氧化为Fe3+,但Fe3+不可能将Fe2+氧化,故选B。答案为:B;
(3)在Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O的反应中,HNO3一部分转化为NO,一部分转化为Fe(NO3)3,前者表现了氧化性,后者表现了酸性,则生成1分子NO(由HNO3转化),转移电子数为5-2=3。答案为:氧化;酸;3。
20.(10分)(2021·甘肃兰州一中)铁是人类较早使用的金属之一,完成下列问题。
(1)下列铁的化合物中,可以由单质直接化合得到的是___________(用字母代号填)。
A.Fe(OH)2 B.FeCl3 C.Fe(OH)3 D.Fe3O4
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,与水反应可生成透明的红褐色胶体。
上述反应的离子方程式如下,请将方程式补写完整。
___________+___________H2O=___________Fe(OH)3(胶体)+___________O2↑+___________OH-
(3)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写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式___________。
②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,采用下列步骤:
请写出上述过程中滤渣③中所含成份的化学式___________,物质⑥的化学式___________。
【答案】BD 4 10 4 3 8 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 Fe、Cu Cl2
【分析】
腐蚀废液为FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合物,加入过量铁粉后,Fe3+转化为Fe2+,Cu2+转化为Cu;过滤,所得滤液为FeCl2溶液,滤渣为Fe、Cu的混合物;往滤渣中加入过量盐酸,与Fe反应生成FeCl2和H2,此时滤液为FeCl2、HCl的混合液;合并两份滤液,然后通入Cl2,将Fe2+氧化为Fe3+,从而得到FeCl3溶液。
【详解】
(1)A.Fe(OH)2通常由亚铁盐与碱发生复分解反应制得,A不合题意;
B.FeCl3可由Fe与Cl2在点燃条件下反应制得,B符合题意;
C.Fe(OH)3可由复分解反应制得,也可由Fe(OH)2、O2、H2O化合制得,B不合题意;
D.Fe3O4可由Fe与O2在点燃条件下反应制得,D符合题意;
故选BD。答案为:BD;
(2)①利用得失电子守恒,先配Fe(OH)3(胶体)、O2的化学计量数,进而确定的化学计量数;再利用电荷守恒配OH-的化学计量数,最后利用质量守恒配H2O的化学计量数,从而得出配平的方程式为:4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-。答案为:4;10;4;3;8;
(3)①FeCl3溶液与金属铜反应,生成FeCl2和CuCl2,化学方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;
②由分析知,滤渣③为过量的铁与生成铜的混合物,所含成份的化学式为Fe、Cu,物质⑥为将FeCl2氧化为FeCl3、且不引入新的杂质的试剂氯气,化学式为Cl2。答案为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;Fe、Cu;Cl2。
21.(12分)(2021·黑龙江实验中学)I.下图是某儿童在哈尔滨市医疗机构临床检验结果报告单的部分数据:
分析项目
检测结果
单位
参考范围
1
锌 (Zn)
115.92
µmol∙L−1
66−120
2
铁(Fe)
6.95
mmol∙L−1
7.52−11.82
3
钙 (Ca)
1.78
mmol∙L−1
1.55−2.10
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”)。
II.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
请回答下列问题:
(4)步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色,则该滤液中含有_______(填离子符号)。
(5)步骤②加入过量H2O2的目的是_______。步骤②反应的离子方程式为_______。
(6)步骤④中一系列处理的操作步骤包括:过滤、_______、灼烧、冷却至室温、称量。
(7)假设实验中的损耗忽略不计,则每片补血剂含铁元素的质量为_______g。
【答案】铁 浓度 还原性 Fe3+ 将Fe2+氧化为Fe3+ H2O2+ 2Fe3++2H+= 2Fe3++2H2O 洗涤 0.07m
【分析】
将硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)研细,加入稀硫酸,过滤,向滤液中加入双氧水氧化,再加入NaOH溶液得到红褐色沉淀,过滤、洗涤、灼烧,最终得到氧化铁固体。
【详解】
(1)根据表格中信息得到该儿童铁元素含量偏低;故答案为:铁。
(2)质量单位为g或kg,体积单位为L或mL,因此报告单中“µmol∙L−1”是浓度的单位;故答案为:浓度。
(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+,Fe3+化合价降低,表现氧化性,说明维生素C的体现还原性;故答案为:还原性。
(4)根据Fe3+与SCN-变为红色,步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色,则该滤液中含有Fe3+;故答案为:Fe3+。
(5)步骤②加入过量H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便加入过量NaOH溶液时除尽铁元素,步骤②反应的离子方程式为H2O2+ 2Fe3++2H+= 2Fe3++2H2O;故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;H2O2+ 2Fe3++2H+= 2Fe3++2H2O。
(6)步骤④中一系列处理的操作步骤包括:过滤、洗涤杂质、灼烧至沉淀不变时、冷却至室温、称量;故答案为:洗涤。
(7)根据题意,最后得到氧化铁质量为mg,则每片补血剂含铁元素的质量为;故答案为:。
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