化学必修 第一册第一节 铁及其化合物第2课时一课一练

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第三章 第一节 第2课时





请同学们认真完成 [练案15]


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．某兴趣小组进行补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：


eq \x(\a\al(补血剂,10片))eq \(――→,\s\up7(研磨),\s\d5(①))eq \(――→,\s\up7(硫酸),\s\d5(过滤))eq \x(滤液)eq \(――→,\s\up7(H2O2),\s\d5(②))eq \(――→,\s\up7(过量氨水))eq \x(\a\al(红褐色,悬浊液))eq \(――→,\s\up7(多步操作),\s\d5(③))eq \x(氧化铁固体w g)


下列说法不正确的是( AB )


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Fe2＋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


解析：步骤①是将补血剂磨成细粉，便于溶解，研磨时需要在研钵中进行，A错误；步骤②中加入过氧化氢是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后用过量氨水将Fe3＋完全沉淀为红褐色氢氧化铁，B错误；步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重，C正确；w g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量为eq \f(w g×\f(112,160),10)＝0.07w g，D正确。


二、非选择题


2．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 ml·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__防止Fe2＋被氧化__。


(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__2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__。


(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__隔绝空气(排除氧气对实验的影响)__。


(4)丙同学取10 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中，加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色，发生反应的离子方程式为__2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2__。


(5)丁同学向盛有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__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，能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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)CCl4层显紫色说明有单质碘生成，这是由于铁离子氧化碘化钾，发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。


(5)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，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。


3．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→__g__→__h__→__d__→__e__→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__防止堵塞__。


(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：


eq \x(\a\al(固体,产物))eq \(――→,\s\up7(过量稀盐酸),\s\d5(少许植物油))eq \x(\a\al(淡黄色,溶液))eq \(――→,\s\up7(试剂X))eq \x(\a\al(淡红色,溶液))eq \(――→,\s\up7(新制氯水))eq \x(深红色溶液)


试剂X中溶质的化学式为__KSCN(或NH4SCN)__；固体产物的成分可能为__A__(填字母)。


A．Fe和FeCl3 B．FeCl2和FeCl3


C．Fe、FeCl2和FeCl3D．Fe和FeCl2


(4)加入少许植物油的作用是__隔绝空气，防止Fe2＋被氧化__，加入新制氯水后溶液红色加深的原因：__2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__(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__0.10或10%__。(计算结果保留两位有效数字)


解析：(1)浓硫酸具有吸水性，能作氯气的干燥剂，碱石灰具有碱性而吸收氯气，饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解。装置的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。(2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟，冷却易生成固体，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＋用KSCN溶液检验，Fe3＋和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色，所以试剂X为KSCN溶液；固体和氯气反应时可能没有完全反应，剩余的Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁，固体中成分可能为Fe和FeCl3，A选项正确。(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，Fe3＋、SCN－反应生成Fe(SCN)3，从而增大了络合物浓度，溶液颜色加深，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(5)FeCl2和FeCl3的混合物的样品中FeCl2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＝eq \f(1,9＋1)×100%＝10%。


4．铁元素的二维价态图





回答如下问题：


(1)铁元素的二维价态图中转化①的化学方程式：


__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__，溶液中发生该转化过程的现象是__白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色沉淀__。


(2)Fe(OH)3受热易分解，写出转化②的化学方程式：__2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O__。


(3)将Fe2＋转化为Fe3＋需要加入__氧化剂__，将Fe3＋转化为Fe2＋需要加入__还原剂__(填“氧化剂”或“还原剂”)。


5．为了提高皮革的耐曲折强度以及耐化学药剂和微生物的作用，常常使用绿矾作为鞣革剂。





绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。


可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。


实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。


(1)如何证明绿矾已经被氧化？


__取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若观察到溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。__


(2)如何证明绿矾已经被完全氧化？


__取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若观察到溶液不褪色，则证明绿矾样品完全被氧化。__


(3)在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？


__加入适量铁粉，Fe3＋与铁反应生成Fe2＋。__


解析：(1)绿矾样品被氧化会生成Fe3＋，有Fe3＋存在即可说明绿矾样品已被氧化，Fe3＋可使硫氰化钾溶液变红色。


(2)Fe2＋能使酸性高锰酸钾溶液褪色，若溶液不褪色，说明溶液中没有Fe2＋，则证明绿矾样品完全被氧化。


(3)为防止Fe3＋的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，加入铁粉后Fe3＋与铁反应生成Fe2＋。