高中人教版 (2019)第二节 金属材料第2课时随堂练习题

第三章分层作业15　铁的氢氧化物　铁盐和亚铁盐

A级  必备知识基础练

1.下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是(　　)

A.1 B.2 C.3 D.4

2.[2023河北沧州高一期中]向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,如图进行实验。下列分析错误的是              (　　)

A.操作①为振荡

B.步骤Ⅰ中的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+

C.若步骤Ⅱ溶液变红色,说明Fe2+能用KSCN溶液检验

D.步骤Ⅲ中Fe2+被氧化为Fe3+

3.[2023湖北荆门高一期末]根据下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是(　　)

4.[2023黑龙江哈尔滨高二期中]已知:Fe+Cu2+Cu+Fe2+和2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,则下列判断不正确的是(　　)

A.Fe3+、Cu2+、Fe2+氧化性依次减弱

B.Fe、Fe2+、Cu还原性依次减弱

C.可发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+

D.将铁铜混合粉末放入FeCl3溶液中,铁粉先溶解

5.物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。下列有关说法不正确的是(　　)

A.物质A与不同的氧化剂反应可能得到不同价态的含铁化合物

B.通过化合反应和置换反应都能生成Fe3O4

C.从物质类别来看,物质B属于碱性氧化物,能与水反应生成物质C

D.从元素价态来看,Fe2+既具有氧化性也具有还原性

6.一定条件下,将一定量Fe3O4溶于过量盐酸生成FeCl2和FeCl3,分别取少量反应后的溶液进行以下实验,有关实验描述正确的是(　　)

A.滴加KSCN溶液,若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+

B.加入5.6 g铁粉恰好完全反应,则Fe3O4的质量为23.2 g

C.用溶液在铜片上写字,一段时间后洗去溶液,观察到铜片表面无明显现象

D.先向溶液中通入氯气,再滴加KSCN溶液,若变红色证明溶液中含有Fe2+

7.[2023山东实验中学高一阶段考]探究补铁剂[主要成分:氯化血红素(含+2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂,用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是(　　)

A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象,与KSCN溶液的用量无关

B.实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了

C.实验Ⅲ中溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了

D.实验说明,该补铁剂中+2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化

8.[2023山东聊城高一期末]某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定,实验流程如下:

下列说法不正确的是(　　)

A.步骤①研磨时需要在烧杯中进行

B.步骤②加入氨水的作用是将Fe3+完全沉淀

C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却称重

D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g

9.[2023黑龙江大庆中学高一期末]向10 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉,充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.a点时溶液中金属阳离子有Fe3+、Cu2+和Fe2+

B.b点时溶液中的离子反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+

C.原溶液中n(Fe3+)∶n(Cu2+)=1∶1

D.原溶液中CuSO4的物质的量浓度为1 mol·L-1

B级  关键能力提升练

10.[2023湖北鄂州高一期末]FeCl3溶液蚀刻印刷电路板,发生反应:2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。分别取适量蚀刻后的溶液进行实验,下列实验结论一定正确的是(　　)

A.通入Cl2,再滴入KSCN溶液,溶液变红,说明所得溶液中已不含Fe2+

B.加入铁粉,充分反应,有固体剩余,说明所得溶液中已不含Fe3+

C.滴加足量稀硝酸,充分反应,则所得溶液中n(Fe3+)=2n(Cu2+)

D.滴加足量NaOH溶液,充分反应,则所得沉淀中n[Fe(OH)2]=n[Cu(OH)2]

11.将12.8 g铜粉加到400 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液中,充分反应后,下列说法正确的是(假设溶液总体积不变)(　　)

A.溶液中产生了黑色固体

B.溶液中金属阳离子总物质的量为0.6 mol

C.溶液中F物质的量浓度为2.0 mol·L-1

D.溶液中Fe3+和Fe2+物质的量之比为1∶1

12.[2023河北唐山高一期末]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.Fe与盐酸反应生成FeCl2

B.实验室制Fe(OH)3的胶体是将FeCl3加入浓NaOH溶液中

C.FeCl2既有氧化性,又有还原性

D.一定条件下存在FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→FeCl2的转化关系

13.[2023安徽池州高一期末]铁及其化合物在工农业生产中应用广泛,部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。

回答下列问题:

(1)下列不能通过化合反应得到的是　　(填字母)。 

A.d B.e C.f D.g

(2)c固体的颜色为　　　　,能否由a在氧气中点燃得到?　　　　(填“能”或“否”)。 

(3)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向烧杯中加入几滴g的饱和溶液,继续煮沸即可制得e的胶体。胶体区别于溶液的最本质特征是　　　　　　　　　　,鉴别胶体和溶液的方法是　　　　　　　。 

(4)实验室检验g中铁元素的试剂是　　　　　　　。高温下,a与水蒸气反应的化学方程式为　 　　　　　　　　　　　　　。 

(5)d在空气中久置,现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　。电子工业上可用g的溶液腐蚀电路板上的铜,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

参考答案

分层作业15　铁的氢氧化物　铁盐和亚铁盐

1.B　解析 Fe3O4中Fe元素显+2价、+3价;Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O;Mg比Fe更活泼,Mg可将Fe3+还原生成Fe2+。

2.C　解析 步骤Ⅰ中FeCl3溶液加入铁粉,充分振荡,使其发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,A、B正确;若步骤Ⅱ溶液变红色,可能是Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+,不能用KSCN溶液检验Fe2+,C错误;步骤Ⅲ滴加新制氯水,Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,溶液变成红色,D正确。

3.D　解析 向FeCl3溶液中滴加KI溶液,发生反应:2Fe3++2I-2Fe2++I2,再滴加淀粉溶液,溶液显蓝色,则氧化性:Fe3+>I2,B正确;向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液显红色,再加入少量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,溶液红色褪去,则还原性:Fe>Fe2+,C正确;向FeSO4溶液中通入氯气,再滴加几滴KSCN溶液,溶液显红色,证明Fe2+被氧化为Fe3+,不能判断是否被完全氧化,D错误。

4.B　解析 由Fe+Cu2+Cu+Fe2+和2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+可知,Fe3+、Cu2+、Fe2+氧化性依次减弱,A正确;根据还原剂的还原性大于还原产物,由两个反应可知Fe、Cu、Fe2+还原性依次减弱,B错误;由于氧化性Fe3+>Fe2+,故可发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,C正确;由于还原性Fe>Cu,将铁铜混合粉末放入FeCl3溶液中,铁粉先溶解,D正确。

5.C　解析 A是Fe,与强氧化剂反应生成Fe3+,与弱氧化剂反应生成Fe2+,A正确;Fe与O2通过化合反应生成Fe3O4,与水蒸气在高温下发生置换反应生成Fe3O4,B正确;B是Fe2O3,属于碱性氧化物,但不能与水反应,C错误;Fe2+中Fe元素显+2价,处于中间价态,故Fe2+既具有氧化性也具有还原性,D正确。

6.A　解析 向反应后溶液中滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,证明溶液中含Fe3+,A正确;5.6 g Fe为0.1 mol,与Fe3+发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,由于加入过量盐酸,还发生反应:Fe+2HClFeCl2+H2↑,故Fe3O4的质量小于23.2 g,B错误;FeCl3溶液腐蚀铜片,发生反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,洗去溶液后,铜片表面留下字迹,C错误;向溶液中先通入Cl2,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,不能判断该溶液中是否含Fe2+,D错误。

7.D　解析 取实验Ⅰ所得溶液,再加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变为红色,说明与KSCN溶液的用量无关,A正确。维生素C具有还原性,实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了,B正确。H2O2具有强氧化性,SCN-具有还原性,继续加入H2O2至过量,溶液先变红后褪色,溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了,C正确。没有对照实验,无法说明中性、碱性条件下,该补铁剂中+2价铁能否被H2O2氧化,D错误。

8.A　解析 研磨补血剂要在研钵中进行,A错误;向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入过量氨水生成Fe(OH)3红褐色沉淀,B正确;Fe(OH)3悬浊液过滤、洗涤、灼烧分解得到Fe2O3固体,冷却后称重得到氧化铁的质量,C正确;w g氧化铁中含Fe元素的质量为 g,则每片补血剂中铁元素的质量为 g=0.07w g,D正确。

9.D　解析 Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉,铁首先和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,再和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,加入铁粉的质量为0.56 g时开始有剩余固体,则此时开始发生铁和硫酸铜的反应,加入1.68 g铁粉时出现拐点,此时铁和硫酸铜反应完全,之后反应停止。a点时发生的反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,此时Fe3+没有反应完,Cu2+没有反应,故溶液中金属阳离子有Fe3+、Cu2+和Fe2+,A正确;b点表示加入铁粉后,剩余固体的质量增加,此时发生反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,B正确;根据不同阶段消耗铁粉的量可知原溶液中n(Fe3+)=2n(Fe)=2×=0.02 mol,n(Cu2+)==0.02 mol,则原溶液中n(Fe3+)∶n(Cu2+)=1∶1,C正确;原溶液中CuSO4的物质的量浓度为=2 mol·L-1,D错误。

10.B　解析 检验Fe2+用KMnO4溶液或先加入KSCN溶液后通入氯气,如果先通入Cl2,Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+而干扰Fe2+的检验,无法判断原溶液是否含有Fe2+,A错误;加入Fe粉,有固体剩余,无论固体是Fe还是Cu,都能与Fe3+反应,只要有固体剩余,反应后的溶液中一定不含Fe3+,B正确;稀硝酸具有强氧化性,能氧化Fe2+生成Fe3+,但是原来蚀刻液中可能还含有未反应的Fe3+,无法判断加入足量硝酸后的溶液中n(Fe3+)、n(Cu2+)的关系,C错误;加入足量NaOH溶液,分别生成Fe(OH)2、Cu(OH)2,根据化学方程式2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2知,最终得到的沉淀n[Fe(OH)2]=2n[Cu(OH)2],D错误。

11.D　解析 12.8 g(0.2 mol)铜粉加到400 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液中,n(FeCl3)=0.4 L×2 mol·L-1=0.8 mol,发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,反应消耗0.4 mol Fe3+,同时生成0.4 mol Fe2+和0.2 mol Cu2+,还剩余0.4 mol Fe3+,故溶液中阳离子总物质的量为0.4 mol+0.2 mol+0.4 mol=1.0 mol,A、B错误。反应后溶液中Fe2+的物质的量浓度为=1.0 mol·L-1,C错误。溶液中Fe3+和Fe2+物质的量之比为0.4 mol∶0.4 mol=1∶1,D正确。

12.B　解析 HCl具有弱氧化性,与Fe反应时只能将Fe氧化生成FeCl2,A正确。实验室制Fe(OH)3的胶体是将FeCl3饱和溶液滴加在沸腾的蒸馏水中,继续加热至液体呈红褐色,停止加热。若将FeCl3溶液加入浓NaOH溶液中,产生的是Fe(OH)3红褐色沉淀,B错误。FeCl2中Fe元素化合价为+2价,处于Fe元素的中间价态,故FeCl2既有氧化性,又有还原性,C正确。FeCl2与NaOH反应产生Fe(OH)2,Fe(OH)2具有强还原性,可以被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3与HCl发生复分解反应产生FeCl3,FeCl3与Fe发生氧化还原反应产生FeCl2,故一定条件下存在FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→FeCl2的转化关系,D正确。

13.答案 (1)A

(2)红棕色　否

(3)胶体粒子直径介于1~100 nm之间　丁达尔效应

(4)KSCN溶液　3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

(5)白色固体迅速变成灰绿色,最后变成红褐色　2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+

解析 由题图可知,a为Fe,b为FeO,c为Fe2O3,d是Fe(OH)2,e是Fe(OH)3,f是FeCl2,g是FeCl3。

(1)Fe(OH)2可由可溶性亚铁盐与碱发生复分解反应制得,不能通过化合反应得到,A错误;Fe(OH)2、O2和H2O发生化合反应生成Fe(OH)3,B正确;f是FeCl2,可通过FeCl3与Fe反应得到,C正确;g是FeCl3,如Fe与Cl2化合生成FeCl3,D正确。

(2)c为Fe2O3,是红棕色粉末。Fe在氧气中点燃生成Fe3O4,得不到Fe2O3。

(4)g是FeCl3,检验含有Fe3+所需试剂是KSCN溶液;高温下,铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。

(5)d是Fe(OH)2,在空气中放置,迅速被氧化变成灰绿色,最后变成红褐色固体。电子工业上常用FeCl3溶液腐蚀电路板上的Cu来印刷电路板,离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。