化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物同步测试题

这是一份化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物同步测试题，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)


1．实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的 ( B )


A．锌粉 B．铁粉 C．硫酸铁 D．盐酸


解析：Fe2＋极易被氧化，所以应加入还原性物质，Zn、Fe都具有此性质，但Zn能将Fe2＋还原成铁单质。


2．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是 ( D )


①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸


⑥NaNO3溶液


A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥


解析：要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加入强氧化性物质，②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性，⑥NOeq \\al(－,3)在酸性条件下才表现强氧化性。


3．下列离子方程式正确的是 ( D )


A．铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋


B．Fe跟稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑


C．FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－


D．Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O


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中得失电子、电荷均不守恒，应为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。


4．把表面有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 ( D )


A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋


C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋


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＋。


5．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是 ( C )


①加足量氯水 ②加足量KMnO4溶液 ③加少量KSCN溶液


A．①② B．③② C．③① D．①②③


解析：本题检验方法的关键是Fe3＋遇SCN－反应显红色，而Fe2＋遇SCN－不显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋可被氧化为Fe3＋，遇SCN－反应显红色。KMnO4溶液本身呈紫色，使Fe3＋与SCN－反应显红色的实验现象不易观察，故C正确。


6．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时是白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。下列结论正确的是 ( D )


A．一定有Fe2＋存在，一定没有Fe3＋、Mg2＋


B．一定有Fe3＋存在，一定没有Fe2＋、Mg2＋


C．一定有Fe3＋存在，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋


D．一定有Fe2＋存在，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋


解析：因为Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化可掩盖其他白色沉淀，故溶液中可能含有Mg2＋，D正确。


7．向CuSO4、Fe2(SO4)3和ZnSO4混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。则下列结论正确的是( C )


A．滤液中一定有Fe2(SO4)3和FeSO4


B．滤液中可能有CuSO4，一定有FeSO4、ZnSO4


C．滤渣中一定有Cu、Fe，一定无Zn


D．滤渣中可能有Cu、Fe和Zn


解析：向含有CuSO4、Fe2(SO4)3、和ZnSO4的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁粉先和Fe2(SO4)3溶液反应生成FeSO4，Fe2(SO4)3反应完后再和CuSO4反应生成铜和FeSO4，铁粉不和ZnSO4反应，充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明金属铁一定有剩余，故滤液中一定含Fe2＋、Zn2＋，不含Cu2＋、Fe3＋。滤液中一定没有Fe2(SO4)3，A错误；滤液中不可能有CuSO4，B错误；滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn，C正确；滤渣中不可能有Zn，D错误。


8．将过量的Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是 ( B )


A．有白色沉淀生成 B．有红褐色沉淀生成


C．溶液由浅绿色变为黄色 D．不可能有无色气体产生


解析：Na2O2能把Fe2＋氧化成Fe3＋，Na2O2又与H2O反应生成NaOH，故可生成红褐色沉淀。


9．向盐酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是 ( B )


A．Fe有还原性 B．FeCl2中Fe2＋具有还原性


C．KMnO4具有还原性 D．盐酸有还原性


解析：溶液褪色是因为Fe2＋具有还原性，KMnO4具有氧化性，KMnO4被Fe2＋还原生成无色的Mn2＋。


10. 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( B )





解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。


11. 已知下述三个实验均能发生化学反应：


下列判断正确的是( A )


A．实验①中铁钉只做还原剂


B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性


C．实验③中发生的是置换反应


D．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋


解析：实验①中铁钉做还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性，实验③中反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，不是置换反应，分析可知：氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。


12. 将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中充分反应，下列说法正确的是( C )


A．铁粉有剩余，反应后的溶液呈浅绿色


B．向反应后的溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液仍呈无色


C．反应后的溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1


D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5


解析：n(Fe)＝0.02 ml，n(FeCl3)＝0.05 ml，由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，反应后Fe3＋剩余0.01 ml，铁粉全部溶解，反应生成0.06 ml Fe2＋，A项错误，C项正确；Fe3＋过量，滴入无色KSCN溶液，溶液显红色，B项错误；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D项错误。


二、非选择题(共52分)


13. (10分)如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 ml·L－1的硫酸溶液，其他试剂任选。填写下列空白：





(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑，A中反应的化学方程式是Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。


(2)实验开始时应先将活塞E打开(填“打开”或“关闭”)，其目的是排除B中的空气。在C中收集到的气体主要为H2。


(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：关闭活塞E，A中压强增大，将FeSO4溶液压入B瓶中进行反应。


(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，看到的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；写出有关反应的化学方程式：


4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。


解析：Fe(OH)2属于难溶碱，制取时可根据；盐＋碱→新盐＋新碱的规律，用可溶性的亚铁盐和可溶性碱反应生成。B中有NaOH溶液，还需要亚铁盐溶液，实验要求必须使用铁屑和6 ml/L的H2SO4，很显然是用于制取FeSO4，然后采用一定的方法使两者混合。由于Fe(OH)2极易被氧化，所以FeSO4和NaOH溶液反应，应在无空气的情况下进行，可以用生成的H2将系统内的空气排净。


14. (10分)某校研究性学习小组用一些大部分已经锈蚀(成分为Fe2O3)的废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O)，实验操作过程如下：





已知：杂质不溶于稀硫酸。


请回答下列问题：


(1)步骤①中，稀硫酸与Fe2O3反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，废铁屑用硫酸处理后，还含有不溶性杂质，为获取澄清的A溶液，需进行的操作名称是过滤。


(2)步骤②中溶液A与铁粉反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑。


(3)检验溶液B中是否还存在杂质金属阳离子的方法是取少量B溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液出现血红色，则溶液中仍存在Fe3＋；若溶液不变色，则溶液已不含Fe3＋(其他合理答案也可)。


解析：(1)步骤①中，稀硫酸与Fe2O3反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，废铁屑用硫酸处理后，还含有不溶性杂质，为获取澄清的A溶液，需进行的操作名称是过滤；


(2)步骤②溶液A中有生成的Fe3＋，还有上一步中剩余的H＋，与铁粉反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑；


(3)检验溶液B中是否还存在Fe3＋的方法是取少量B溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液出现血红色，则溶液中仍存在Fe3＋，反之不含。


15. (10分)已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题：





(1)写出A、C、F、G的化学式：


A．Fe，C.FeCl2，F.Fe(OH)3，G.Fe2O3。


(2)检验D中阳离子的方法为取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋(答案合理即可)。


(3)保存C溶液时要加固体A的原因是防止Fe2＋被O2氧化。


(4)写出下列转化的离子方程式。


①D→C：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。


②C→D：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。


③A→X：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。


解析：根据F是红褐色沉淀可推知F是Fe(OH)3，又知道A是一种常见金属，从而推知A为Fe，点燃时生成B，则B为Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，再结合C、D之间的转化可知C是FeCl2，D是FeCl3，分别与氢氧化钠溶液发生反应，则E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2，其中C、D之间相互转化的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。A→X的离子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。


16. (10分)把等物质的量的Cu、Fe粉末投入一定量的FeCl3溶液中充分反应，然后取出部分溶液(忽略水电离出的离子)。


(1)若滴加一滴KSCN溶液，溶液显红色，则溶液中可能存在的离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－。


(2)若滴加一滴KSCN溶液，溶液不显红色，则溶液中一定存在的离子有Fe2＋、Cl－，可能存在的金属粉末有Fe、Cu(或Cu)。


(3)若加入的金属全部溶解，则溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝1∶5。


(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)Fe、稀盐酸、新制氯水。


解析：还原性：Fe>Cu，故Fe3＋优先与Fe反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后与Cu反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。


(1)若滴加KSCN溶液显红色，说明Fe3＋过量，则Cu、Fe粉末均已溶解，故溶液中的离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－。(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＋、Cl－，金属粉末可能是Fe、Cu的混合物，也可能只有Cu。


(3)通过反应方程式分析，等物质的量的Cu、Fe粉末完全溶解，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＋2HCl===FeCl2＋H2↑；过滤后，得到Cu，再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。


17. (12分)Fe2O3是一种重要的工业原料。


(1)取少量Fe2O3粉末(红棕色)，加入适量盐酸，发生反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。


用上述溶液进行以下实验：


(2)取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，反应的化学方程式为3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl。


(3)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸直至溶液呈红褐色，即可制得Fe(OH)3胶体。电泳实验时，阴(填“阳”或“阴”)极颜色加深。


(4)已知强酸氢碘酸(HI)具有较强的还原性。取上述烧杯中少量Fe(OH)3胶体置于试管中，向试管中滴加一定量的HI稀溶液，边滴边振荡，会出现一系列变化；先出现红褐色沉淀，原因是HI是电解质，使胶体聚沉。随后沉淀溶解，溶液呈黄色，最后溶液颜色加深。若此时向该溶液中加淀粉溶液，溶液变蓝，请写出Fe(OH)3与HI反应的离子方程式：2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===I2＋2Fe2＋＋6H2O。


(5)已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>I2则向FeBr2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2；


向FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为2I－＋Cl2===2Cl－＋I2。


解析：(1)Fe2O3是碱性氧化物，可以与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。


(2)向FeCl3溶液中滴入NaOH溶液发生复分解反应：3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl。


(3)Fe(OH)3胶体的制法：向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液，继续煮沸，直到出现红褐色胶体为止；Fe(OH)3胶体粒子带正电；电泳实验时阴极附近颜色加深。


(4)Fe(OH)3胶体置于试管中，向试管中滴加一定量的稀HI溶液，HI是电解质，会使得胶体聚沉，出现红褐色沉淀。随后沉淀溶解，溶液呈黄色，最后溶液颜色加深，是因为Fe(OH)3胶体与强酸HI发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===I2＋2Fe2＋＋6H2O。


(5)由氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>I2，可知还原性：I－>Fe2＋>Br－>Cl－，则Cl2与FeBr2溶液反应时，优先氧化Fe2＋，过量的Cl2再氧化Br－，则向FeBr2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2。Cl2与FeI2溶液反应时，优先氧化I－，过量的Cl2再氧化Fe2＋，则向FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为2I－＋Cl2===2Cl－＋I2。





①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中