高中考试化学特训练习含答案——铁及其重要化合物

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基础巩固
1
.(2020 广东华南师大附中专题训练)下列有关铁的叙述不正确的是( )
A.铁具有良好的延展性、导电性、导热性
B.铁的化学性质非常不活泼
C.在化学反应中,铁能生成+2 价或+3 价的化合物
D.铁是钢的主要成分,钢铁是重要的金属材料
2
.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述正确的是( )
A.保存 FeCl2 溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制 Fe2+水解
B.在 25 ℃时,pH=0 的溶液中,Al3+、NH+、NO- 、Fe2+可以大量共存
4
3
C.制备 AlCl 、FeCl 均可采用将溶液直接蒸干的方法
3
3
D.向硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:2Fe2++H O +2H+
2Fe3++2H2O
2
2
3
.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
Ⅰ
Ⅱ
号
实
验
步
骤
实
验
现
象
序
号
充分振荡,加入 2 mL 蒸馏水
充分振荡,加入 2 mL 蒸馏水
铜粉消失,溶液棕黄色变浅,加入蒸馏水后无明
显现象
铜粉有剩余,溶液棕黄色褪去,加入蒸馏水后生成白
色沉淀
Ⅲ
实
验
步
骤
充分振荡,加入 2 mL 蒸馏水
实
验
现
象
铜粉有剩余,溶液棕黄色褪去,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 Fe3+被还原
B.对比实验Ⅰ、Ⅱ,说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C.实验Ⅱ、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
4
.(2020 河北唐山第一中学冲刺)草酸亚铁晶体(FeC O ·2H O)是一种淡黄色粉末,某课外小组利用下
2
4
2
列装置检验草酸亚铁晶体受热分解的部分产物。

下列说法正确的是( )
A.若③和⑤中分别盛放足量 NaOH 溶液和 CuO,可检验生成的 CO
B.实验时只需要在装置①中反应结束后再通入 N2
C.若将④中的无水 CaCl2 换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气
D.实验结束后,①中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物一定为铁
5
.(2020 安徽肥东高级中学调研)工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度的发挥原材料的价
值。下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程:
废铁屑
溶液 A
Fe O (纳米粒子)
3
4
下列说法不正确的是( )
A.用 Na CO 溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
2
3
B.若生产中不通入 N2,暴露在空气中生产,将不能得到高纯度产品
C.加适量的 H O 是为了将部分 Fe2+氧化为 Fe3+,涉及反应的离子方程式为 H O +2Fe2++2H+
2
2
2
2
2
Fe3++2H2O
D.溶液 A 中 Fe2+和 Fe3+的浓度之比为 1∶2
6
.(2020 河南商丘虞城高中月考)某实验小组对菠菜中的铁元素(主要以难溶的 FeC O 形式存在)进行
2
4
检测。实验操作如下:
Ⅰ
.水煮检验法:
Ⅱ
.灼烧检验法:
(1)CCl4 的作用为 。
(2)操作 i 中起分离作用的仪器名称为 。
(3)溶液 A 中未能检测出 Fe2+的可能原因是 。
(4)取无色溶液 B,先滴加 H O 溶液,再滴加 KSCN 溶液,溶液呈红色。用离子方程式表示 H O 的作
2
2
2
2
用: 。
(5)甲同学取少量无色溶液 B,滴加酸性 KMnO4 溶液并振荡后,溶液紫色消失,因此得出结论:溶液 B 含
有 Fe2+。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨,设计并完成如下实验:用稀硝酸溶解菠菜灰,产生的无
色气体使澄清石灰水变浑浊;向得到的无色溶液中滴加 AgNO 溶液,产生白色沉淀(Ag C O )。甲同
3
2
2
4
学反思自己的方法不严谨,理由是 。
能力提升

7
.(双选)(2020 山东师范大学附中月考)某酸性工业废水中含有一定量的 Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。
利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,设计如下工艺流程,从废水中回收金,并生产一定量的铁红
和氧化铜。
下列说法不正确的是( )
A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应
B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸或稀硫酸
C.标号①处发生的离子反应最多有三个
D.铁红的化学式为 Fe O ,工业上常用作红色颜料
2
3
8
.(双选)将 1.12 g 铁粉加入 25 mL 2 ml·L-1 氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变
B.往溶液中滴入无色 KSCN 溶液,溶液显红色
C.Fe2+和 Fe3+的物质的量之比为 5∶1
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为 1∶2
9
.(2020 吉林长春德惠九校期中)某 100 mL 稀溶液中只含有 Fe3+、Cu2+、H+、NO-3四种离子,向其中
逐渐加入铁粉,溶液中 Fe2+的浓度和加入铁粉的质量的关系如图所示。若整个反应过程中溶液的体
积不发生变化,则下列说法中不正确的是( )
A.原溶液的 c(H+)=4 ml·L-1
B.若 a=3,则原溶液中 c(Cu2+)=1 ml·L-1
C.原溶液中的 c(NO-3)=7 ml·L-1
D.BC 段发生反应的离子方程式为 Cu2++Fe
Fe2++Cu
1
0.(2020 福建南平质量检测)绿矾(FeSO ·7H O)外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味,受热能
4
2
分解,且在空气中易被氧化。
Ⅰ
.医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁[(NH CH COO) Fe]颗粒的制备,有关物质性质如下:
2
2
2
甘氨酸(NH CH COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,难溶于
乙醇
2
2
易溶于水,微溶于乙醇,两性化
合物
易溶于水和乙醇,有强酸性和
还原性
(1)向绿矾溶液中缓慢加入 NH HCO 溶液,边加边搅拌,反应结束后生成沉淀 FeCO 。该反应的离子
4
3
3
方程式为 。

(2)制备(NH CH COO) Fe:往 FeCO 中加入甘氨酸(NH CH COOH)的水溶液,滴入柠檬酸溶液并加
2
2
2
3
2
2
热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的 pH 促进 FeCO3 溶解,另一个作用
是 。
①
②
洗涤操作,选用的最佳洗涤试剂是 (填序号)。
A.热水
B.乙醇
C.柠檬酸
Ⅱ
.绿矾晶体受热分解的化学方程式为 2FeSO ·7H O
Fe O +SO ↑+SO ↑+14H O,实验室用图 1 所
4
2
2
3
2
3
2
示装置验证其分解产物。请回答下列问题:
图 1
(1)加热前通入氮气的目的是 。
(2)实验中观察到装置 B 的现象为 。
(3)C 装置和 D 装置能否调换 (填“能”或“否”)。
(4)样品完全分解后,残留物全部为红棕色固体,检验装置 A 中的残留物含有 Fe O 的方法
2
3
是 。
(5)该装置的缺陷是 。
Ⅲ
.测定绿矾样品中铁元素的含量:
称取 m g 绿矾样品置于锥形瓶中,溶解后加稀硫酸酸化,用 c ml·L-1 酸性 KMnO4 溶液滴定至终点。
+8H+
消耗酸性 KMnO4 溶液的体积如图 2 所示(滴定时发生反应的离子方程式为 5Fe2++MnO-
4
5
Fe3++Mn2++4H2O)。该晶体中铁元素的质量分数为 (用含 m、c 的式子表示)。
图 2
1
1.(2020 天津学业水平等级考适应性测试)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具
有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加 KSCN 溶液后,溶液颜色无明显变化。再向试管中通
入空气,产生的现象是 。
(2)为测定绿矾中结晶水的含量,将带有两端止水夹 K 和 K 的石英玻璃管(设为装置 A)称重,记为 m
1
1
2
g,将样品装入石英玻璃管中,再次对装置 A 进行称重,结果记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。

①
②
仪器 B 的名称是 。
实验操作步骤:a.打开 K 和 K ,缓缓通入 N →b.点燃酒精灯,加热→c.熄灭酒精灯→d. →e.关闭 K
1
1
2
2
和 K2→f.称量 A。d 的操作为 。
③
重复②的操作步骤,直至 A 恒重,记为 m3 g。根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水个数 x=
(列式表示)。若实验时将 a、b 的操作次序颠倒,则使 x (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置 A 接入下图所示的装置中,打开 K 和 K ,缓缓
1
2
通入 N2,并加热。实验后,反应管中残留物质为红色粉末。
已知:装置 C 用于检验和吸收分解得到的气体产物之一——SO3。
①
C、D 中的溶液依次为 、 (填标号)。
a.品红ꢀb.NaOHꢀc.BaCl ꢀd.Ba(NO ) ꢀe.浓硫酸
2
3 2
C、D 中有气泡冒出,同时可观察到的现象分别为 、 。
②
③
写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式: 。
在方框中画出尾气吸收装置并注明所用试剂。
1
2.(2020 山东泰安第四中学期中)纳米材料一直是重要的研究课题,例如纳米级 Fe 粉表面积大,具有
超强的磁性、高效催化性等优良的性质。
.实验室采用气相还原法制备纳米级 Fe 粉,其流程如图所示:
Ⅰ
(1)纳米级 Fe 粉和稀盐酸反应的离子方程式为 。
(2)简述将 FeCl ·nH O 固体加热脱水制得无水 FeCl 的操作过程:
2
2
2
(用简要文字描述)。
(3)生成纳米级 Fe 粉的化学方程式为 。
.查阅资料:在不同温度下,纳米级 Fe 粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于 570 ℃时生成 FeO,
高于 570 ℃时生成 Fe O 。甲同学用图甲所示装置进行纳米级 Fe 粉与水蒸气反应的实验,乙同学用
Ⅱ
3
4
图乙所示的装置进行纳米级 Fe 粉与水蒸气的反应并验证产物。

(4)甲装置中纳米级 Fe 粉与水蒸气反应的化学方程式是 。
(5)乙同学为探究实验结束后试管内固体物质的成分,进行了下列实验:
实验步
实验操作
实验现象
骤
①
②
将反应后得到的黑色粉末 X(假定为均匀的)取出少量放入另一试 黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色;有
管中,加入少量盐酸,微热
少量气泡产生
向实验①得到的溶液中滴加几滴 KSCN 溶液,振荡
溶液没有出现红色
根据以上实验,乙同学认为该条件下反应的固体产物为 FeO。丙同学认为乙同学的结论不正确,他的
理由是 (用简要文字描述)。
(6)丁同学称取 5.60 g 纳米级 Fe 粉,用乙装置反应一段时间后,停止加热。将试管内的固体物质在干
燥器中冷却后,称得质量为 6.88 g,则丁同学实验后的固体物质中氧化物的质量分数为 (结果
保留三位有效数字)。
拓展深化
1
3.(2020 湖南长沙七校检测)碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是一种重要的工业原料,可用于制备补血
剂乳酸亚铁,也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验,寻找利用复分解反应制备
FeCO3 沉淀的最佳方案:
实验 滴管
试管
现象
实
验 0.8 ml·L-1 FeSO4 溶液(pH=4.5)
Ⅰ
1
ml·L-1 Na CO 溶液
立即产生灰绿色沉淀,5 min 后出现明显
的红褐色
2
3
(pH=11.9)
实
验 0.8 ml·L-1 FeSO4 溶液(pH=4.5)
Ⅱ
1
ml·L-1 NaHCO3 溶液
产生白色沉淀及少量无色气泡,2 min 后
出现明显的灰绿色
(pH=8.6)
实
0
.8 ml·L-1 (NH ) Fe(SO ) 溶液
1 ml·L-1 NaHCO3 溶液
(pH=8.6)
产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持
白色
验
Ⅲ
4 2
4 2
(pH=4.0)
(1)实验Ⅰ中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示,请补全反应:
Fe2++ + + H2O Fe(OH)3↓+ HC O-
3
(2)实验Ⅱ中产生 FeCO3 的离子方程式为 。
(3)为了探究实验Ⅲ中 NH4+所起的作用,甲同学设计了实验Ⅳ进行探究:
实
验
现
象
与
实
验
Ⅲ
现
象
相
同
操作
实
验
Ⅳ
向 0.8 ml·L-1 FeSO 溶液中加入 再加入 Na SO 固体配制成混合溶液(已知 Na+
对实验无影响,忽略混合后溶液体积变化)。再取该溶液一滴管,与 2 mL 1 ml·L-1 NaHCO3 溶液混合
4
2
4
实验Ⅳ中加入 Na SO 固体的目的是 。
2
4

对比实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,甲同学得出结论:NH 水解产生 H+,降低溶液的 pH,减少了副产物
+
Fe(OH) 的产
2
4
生。
乙同学认为该实验方案不够严谨,应补充的对比实验操作是 ,再取少许
该溶液与 2 mL 1 ml·L-1 NaHCO3 溶液混合。
(4)小组同学进一步讨论认为,定性实验的现象并不能直接证明实验Ⅲ中 FeCO3 的纯度最高,需要利用
下图所示的装置进行定量测定。分别将实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称重,然
后转移至 A 处的广口瓶中。
为测定 FeCO3 的纯度,除样品总质量外,还需测定的物理量是ꢀ。
(5)实验反思:经测定,实验Ⅲ中的 FeCO3 纯度高于实验Ⅰ和实验Ⅱ。通过以上实验分析,制备 FeCO3
实验成功的关键因素
是 。
课时规范练 7 铁及其重要化合物
1
.B 由金属的通性可知,铁具有良好的延展性、导电性、导热性,故 A 正确;铁是一种比
较活泼的金属,能够跟多种物质发生反应,故 B 错误;在化学反应中,铁能生成+2 价、+3
价的化合物,如氯化亚铁、氯化铁等,故 C 正确;钢铁为铁的合金,且铁是钢的主要成分,钢
铁是重要的金属材料,故 D 正确。
2
.D 保存 FeCl2 溶液常常加一些铁粉,其目的是防止 Fe2+被氧化,A 项不正确;pH=0 的溶
液呈强酸性,Fe2+、NO- 、H+不能大量共存,B 项不正确;制备 AlCl 、FeCl 时,若将其溶液
3
3
3
直接蒸干,会得到 Al(OH) 、Fe(OH) ,C 项不正确。
3
3
3
.C Cu 和 FeCl 溶液反应生成 FeCl 和 CuCl ,若铜过量,溶液棕黄色褪去,加入蒸馏水后
3
2
2
生成白色沉淀,可能是发生反应:CuCl2+Cu 2CuCl↓。实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象为溶液
棕黄色变浅或溶液棕黄色褪去,说明 Fe3+被 Cu 还原,故 A 正确;对比实验Ⅰ、Ⅱ,实验Ⅰ
加入少量铜粉,铜粉消失,溶液棕黄色变浅,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,溶液棕黄色褪去,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,故 B 正确;对比实验Ⅱ、Ⅲ,参加反应的 Fe3+的量相同,则生成的 Cu2+应相同,
但由于实验Ⅱ生成 CuCl,所以加入蒸馏水后 c(Cu2+)不相同,故 C 错误;实验Ⅲ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。
4
.A 根据题意分析可知,利用②、③除去 CO2,④中的无水氯化钙将气体干燥后,如果⑤
中 CuO 固体转变成红色,则反应一定生成 CO,A 正确;实验开始后,装置中的空气对分解
反应及产物的检验都有干扰,所以必须先通入 N2 除去装置中的空气,B 错误;由于从②、

③
溶液中导出的气体会带出水蒸气,因此④中放置无水硫酸铜无法检验分解生成的水蒸
气,C 错误;题给条件下草酸亚铁晶体分解剩余的固体为 FeO,如果没有完全变为黑色,也
有可能是由于晶体没有完全分解,D 错误。
5
.A Na CO 溶液水解显碱性,浸泡废铁屑可以使其表面的油脂水解以除去,但不能除去
2
3
表面的铁锈,故 A 错误;废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁,生成的亚铁离子被过氧化氢部
分氧化生成铁离子,形成亚铁离子和铁离子的混合溶液,若生产中不通入 N2,暴露在空气
中生产,亚铁离子会被空气中的氧气氧化成铁离子,将不能得到高纯度四氧化三铁产品,
其中会混入氧化铁杂质,故 B 正确;根据 B 的分析,加适量的 H O 是为了将部分 Fe2+氧化
2
2
为 Fe3+,涉及反应的离子方程式为 H O +2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O,故 C 正确;最终产品为
2
2
四氧化三铁,其中 Fe2+和 Fe3+的数量之比为 1∶2,因此溶液 A 中 Fe2+和 Fe3+的浓度之比
为 1∶2,故 D 正确。
6
.答案 (1)作萃取剂,萃取有机色素,排除对 Fe2+检验的干扰ꢀ(2)分液漏斗ꢀ(3)FeC O 在
2
4
水中的溶解度小;在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁ꢀ(4)2Fe2++H O +2H+
2
2
2
Fe3++2H Oꢀ(5)酸性条件下,H C O 和 Cl-都可能将 Mn - 还原
O
4
2
2
2
4
解析 (1)有机化合物易溶于 CCl ,CCl 作为萃取剂可萃取有机色素,排除对 Fe2+检验的干
4
4
扰。
(2)操作 i 是分离互不相溶的液体,操作名称是分液,使用的仪器是分液漏斗。
(3)铁元素主要以难溶的 FeC O 形式存在,Fe2+的浓度小,且在加热水煮过程中二价
2
4
铁也会被氧化为 Fe3+,所以溶液 A 中未能检测出 Fe2+。
(4)H O 把 Fe2+氧化为 Fe3+,反应的离子方程式是 2Fe2++H O +2H+ 2Fe3++2H2O。
2
2
2
2
(5)用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液 B 含有 H C O 和 Cl-,酸性条件下,H C O 和 Cl-都
2
2
4
2
2
4
可能将 MnO- 还原,所以滴加酸性 KMnO 溶液并振荡后,溶液紫色消失,不能证明溶液 B
4
4
含有 Fe2+。
7
.BC 标号①处发生的反应为 Fe+2H+ Fe2++H2↑,2Fe3++Fe 3Fe2+,Cu2++Fe
Cu+Fe2+,2Au3++3Fe 2Au+3Fe2+,②处发生的反应是 Fe+2H+ Fe2++H2↑,③处发生的反
应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,则①②③处发生的反应均为氧化还原
反应,故 A 正确;标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开,因此③处加入的相
应物质是稀硝酸,不能是稀硫酸,故 B 错误;标号①处发生的离子反应有 Fe+2H+
Fe2++H2↑,2Fe3++Fe 3Fe2+,Cu2++Fe Cu+Fe2+,2Au3++3Fe 2Au+3Fe2+,故 C 错误;Fe2O3
是红棕色粉末,俗称铁红,工业上常用作红色颜料,故 D 正确。
1
.12 g
8
.BD 1.12 g 铁粉的物质的量为5
=0.02 ml,25 mL 2 ml·L-1 氯化铁溶液中 Fe3+
6 g·ml-1
的物质的量为 0.025 L×2 ml·L-1=0.05 ml;Fe 和 Fe3+发生反应的离子方程式为 Fe+2Fe3+
Fe2+,根据比例关系可得,0.02 ml 铁完全反应,消耗 0.04 ml Fe3+,生成 0.06 ml Fe2+,
3
所以剩余的 Fe3+ 0.01 ml,即溶液中含有 Fe3+的物质的量为 0.01 ml,含有 Fe2+的物质的
量为 0.06 ml,没有铁粉剩余。铁粉没有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变,A 项错误;
溶液中有剩余的 Fe3+,往溶液中滴入无色 KSCN 溶液,溶液显红色,B 项正确;Fe2+和 Fe3+

的物质的量之比为 0.06 ml∶0.01 ml=6∶1,C 项错误;由反应的离子方程式可得,氧化产
物和还原产物的物质的量之比为 1∶2,D 项正确。
9
.C OA 段无 Fe2+生成,应是加入的 5.6 g 铁粉与硝酸发生反应:Fe+4H++N -
O
3
Fe3++NO↑+2H2O,5.6 g 铁的物质的量为 0.1 ml,设溶液中的氢离子的物质的量为 x,则有:
Feꢀ+ꢀ4H++N -
Fe3++NO↑+2H2O
O
3
1
0
4
.1 ml
x
1
4
=
0
.1ml 푥
解得 x=0.4 ml
则溶液中的氢离子的物质的量浓度 c=0
.4ml
=4 ml·L-1,故 A 正确;若 a=3,则说明在
0
.1 L
BC 段生成的 Fe2+的物质的量为 0.1 ml,而 BC 段发生的反应为 Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,设溶
液中的 Cu2+的物质的量为 y,则有:
Fe+Cu2+ Cu+Fe2+
1
1
y
0.1 ml
1
1
=
푦 0.1ml
解得 y=0.1 ml,则溶液中铜离子的物质的量浓度 c=0
.1ml
=1 ml·L-1,故 B 正确;C 点
0
.1 L
溶液中 c(Fe2+)=4 ml·L-1,故此时溶液中的 n(Fe2+)=4 ml·L-1×0.1 L=0.4 ml,而此时溶液中
溶质为 Fe(NO ) ,故 C 点溶液中的 n(NO- )=0.8 ml,而在 OA 段加入 0.1 ml 铁粉反应时,
3
2
3
消耗掉的硝酸根浓度为 0.1 ml,故原溶液中的 n(NO- ) =0.8 ml+0.1 ml=0.9 ml,故原溶
3
总
液中 c(NO- ) = .9ml=9 ml·L-1,故 C 错误;BC 段加入的铁粉和 Cu2+发生反应:Fe+Cu2+
0
3
总
0.1 L
Cu+Fe2+,故 D 正确。
0.答案 Ⅰ.(1)Fe2++2HC -
1
FeCO ↓+CO ↑+H O
O
3
3
2
2
(2)①防止二价铁被氧化ꢀ②B
Ⅱ
.(1)将装置内空气排尽(或隔绝空气或防止 Fe2+被氧化)ꢀ(2)白色粉末变蓝ꢀ(3)否ꢀ
(4)取少许固体粉末置于试管中,加稀硫酸溶解,滴入 1~2 滴 KSCN 溶液,溶液变红色,证明
含有 Fe2O3
(5)没有尾气处理装置ꢀⅢ.2
80푐
푚
%
解析 Ⅰ.(1)向 FeCl 溶液中加入 NH HCO ,可以认为 Fe2+结合 HCO- 电离出来的 CO2
3
-
,H+
2
4
3
3
与 HCO- 结合生成 CO 和水,则该反应的离子方程式为 Fe2++2HCO-
3
2
3
FeCO ↓+CO ↑+H O。
3
2
2

(2)①根据表中信息,柠檬酸除了有酸性还有还原性,可以起到防氧化的作用,因此另
一个作用是防止二价铁被氧化;②甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,为了防止溶解损失,
可以用乙醇洗涤。
Ⅱ
.(1)加热前通氮气,可排除装置中的空气,防止样品加热时被氧化。
(2)因为产物中有水,无水硫酸铜遇到水变蓝色。
(3)SO 溶于水生成 H SO ,如果 C、D 装置调换位置,SO 会溶于品红溶液,不能进入
3
2
4
3
C 中,也就不能检验 SO3。
(4)检验 Fe O ,可以检验 Fe3+,方法为取少许固体粉末置于试管中,加稀硫酸溶解,滴
2
3
入 1~2 滴 KSCN 溶液,溶液变红色,可证明含有 Fe O 。
2
3
(5)品红溶液只能用于检验 SO ,不能吸收 SO ,SO 为有毒气体,需要进行尾气处理,
2
2
2
因此题给装置的缺陷是没有尾气处理装置。
Ⅲ
.根据化学方程式可得关系式 5Fe2+~MnO- ,消耗酸性 KMnO 溶液的体积为 10.80
4
4
mL-0.80 mL=10.00 mL,则 n(KMnO4)=10.00 mL×10-3 L·mL-1×c ml·L-1=0.01c
ml;n(Fe2+)=5n(KMnO4)=0.01c ml×5=0.05c ml;则铁元素的质量为 0.05c ml×56 g·ml-
=2.8c g,则晶体中铁元素的质量分数为2.8푐×100%=
280푐
푚
%。
1
푚
1
1.答案 (1)溶液由浅绿色逐渐变为红色ꢀ(2)①球形干燥管ꢀ②待固体冷却至室温,停止
通 N2ꢀ③76(푚 - 푚 )
2
3
9(푚3
-
푚1)
偏小ꢀ(3)①cꢀaꢀ有白色沉淀产生ꢀ品红溶液褪色ꢀ②2FeSO4 Fe O +SO ↑+SO ↑
2
3
2
3
③
解析 (1)向硫酸亚铁溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液颜色无明显变化,再向试管中通入空
气,Fe2+被氧气氧化成 Fe3+,与 SCN-结合成 Fe(SCN)3,溶液变为红色。
(2)①仪器 B 的名称是球形干燥管;②实验时,为避免亚铁离子被氧化,应先通入氮气,
冷却时注意关闭 K 和 K ,待固体冷却至室温再称量,则步骤 d 的操作为待固体冷却至室
1
2
温,停止通 N ;③重复②的操作步骤,直至 A 恒重,记为 m g,应为 FeSO 和装置的质量,则
2
3
4
푚2- 푚3
푚3- 푚
152
m(FeSO )=m -m ,m(H O)=m -m ,则 n(H O)=
,n(FeSO4)=
1,结晶水的个数 x=
4
3
1
2
2
3
2
1
8
푛(H2푂)
푛(FeSO4)
76(푚 - 푚 )
2
3 ;
实验时 为避免亚铁离子被氧化 应先通入氮气 若实验时将 a、b
,
,
,
=
9(푚 - 푚 )
3
1
操作次序颠倒,会导致硫酸亚铁被氧化,则固体质量偏大,测定结果偏小。
(3)①根据题意,分解得到的气体产物之一是 SO3,实验后反应管中残留物质为红色粉
末,说明生成 Fe O ,则反应中 Fe 元素化合价升高,S 元素化合价应降低,则一定生成 SO ,
2
3
2
由此可知硫酸亚铁高温分解可生成 Fe O 、SO 、SO ,则 C 为氯化钡溶液,用于检验 SO ,
2
3
3
2
3
可观察到产生白色沉淀,D 为品红溶液,可用于检验 SO ,SO 可使品红溶液褪色,据此选择
2
2
C、D 中的溶液;C 中氯化钡溶液吸收了 SO 产生白色沉淀,SO 不与氯化钡反应,逸出后
3
2

与品红溶液反应并使之褪色;②据以上分析可写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程
式:2FeSO4 Fe O +SO ↑+SO ↑;③SO 有毒,需要进行尾气处理,可用氢氧化钠溶液来吸
2
3
2
3
2
收,同时要防倒吸。
1
2.答案 Ⅰ.(1)Fe+2H+ Fe2++H ↑ꢀ(2)在干燥的 HCl 气流中加热ꢀ(3)FeCl +H
2
2
2
Fe+2HCl
Ⅱ
.(4)Fe+H2O(g) FeO+H2ꢀ(5)加入 KSCN 溶液,溶液没有出现红色,也可能是因为
纳米级 Fe 粉过量,剩余的 Fe 粉与生成的 Fe3+反应转化为 Fe2+ꢀ(6)67.4%
解析 Ⅰ.(1)纳米级 Fe 粉和稀盐酸反应生成 FeCl 和 H ,离子方程式为 Fe+2H+
2
2
Fe2++H2↑。
(2)FeCl ·nH O 固体加热脱水时易发生水解,水解方程式为 FeCl +2H O
2
2
2
2
Fe(OH) +2HCl,为防止 FeCl 水解,在加热脱水时,通常通入干燥的 HCl 气体,HCl 能抑制
2
2
FeCl2 的水解,且通入的 HCl 气体可带走水蒸气,利于固体脱水。
(3)根据流程可知,FeCl ·nH O 固体加热脱水得到 FeCl ,然后在 N 的环境中,H 与
2
2
2
2
2
FeCl 在高温条件下反应得到纳米级 Fe 粉,反应的化学方程式为 FeCl +H
Fe+2HCl。
2
2
2
Ⅱ
.(4)根据题给信息,“纳米级 Fe 粉与水蒸气反应,温度低于 570 ℃时生成 FeO”,甲装
置用酒精灯加热,反应温度较低,产物应为 FeO,则反应的化学方程式为 Fe+H2O(g)
FeO+H2。
(5)加入 KSCN 溶液,溶液没有出现红色,说明溶液中没有 Fe3+,可能是因为纳米级 Fe
粉与水蒸气反应的过程中纳米级 Fe 粉过量,向反应后的固体中加入少量盐酸,也可能发
生反应 Fe+2Fe3+ 3Fe2+,所以溶液没有出现红色。
(6)用乙装置反应,反应温度高于 570 ℃,则纳米级 Fe 粉与水蒸气反应的固体产物为
Fe O ,反应后所得固体的质量为 6.88 g,其中氧原子的质量为 6.88 g-5.60 g=1.28 g,则
3
4
1
.28 g
n(O)=1
=0.08 ml,则生成的 Fe O 的物质的量为 0.02 ml,所以固体物质中氧化
6 g·ml-1
3
4
푚(Fe O )
4 ×100%=232 g
·ml-1 × 0.02 ml
6.88 g
物的质量分数为
3
×100%≈67.4%。
6
.88 g
1
3.答案 (1)4ꢀ8ꢀC 2-ꢀ1ꢀO ꢀ10ꢀ4ꢀ8ꢀ(2)Fe2++2HC -
FeCO ↓+CO ↑+H Oꢀ(3)
O
O
3
3
2
3
2
2
硫酸至溶液 pH=4.0ꢀ控制 SO2 浓度和实验Ⅲ一致ꢀ向
-
0.8 ml·L-1 FeSO
溶液中加入
4
4
Na SO 固体至 c(S 2-)=1.6 ml·L-1ꢀ(4)C 中 U 形管的质量变化ꢀ(5)调节溶液的 pH
O
4
2
4
解析 (1)Fe2+被氧气氧化为铁离子,铁离子与碳酸根离子发生水解反应生成 Fe(OH)3,再结
合质量守恒和得失电子守恒可得反应的离子方程式为 4Fe2++8CO2
-
+O +10H O
3
2
2
4
Fe(OH) +8HC - 。
O
3
3
(2)根据实验现象可知,亚铁离子与碳酸氢根离子反应生成 FeCO 和 CO ,则该反应
3
2
的离子方程式为 Fe2++2HCO-
FeCO ↓+CO ↑+H O。
3
3
2
2
(3)探究同一酸性环境下的铵根离子的作用,因此要用硫酸调控溶液的 pH=4.0;为了
保证溶液中的硫酸根离子的浓度和实验Ⅲ一致,向溶液中加入硫酸钠来控制 SO2 浓度
-
;
4
为了增强实验的严谨性,还应向 0.8 ml·L-1 FeSO 溶液中加入 Na SO 固体至 c(SO2
-
)=1.6
4
2
4
4
ml·L-1,同一条件下做对比实验,这样结论更准确。

(4)碳酸亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,二氧化碳中的水蒸气被浓
硫酸吸收后,二氧化碳气体被碱石灰(C)吸收,通过测定 C 中 U 形管的质量变化,可测出反
应产生二氧化碳气体的质量,最后根据反应关系来测定 FeCO3 的纯度。
(5)通过三组实验对比分析可知,溶液的 pH 不同,生成 FeCO3 的量不同,因此制备
FeCO3 实验成功的关键因素是调节溶液 pH。