高中化学第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物精练

这是一份高中化学第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物精练，共7页。试卷主要包含了有关铁的氧化物的说法正确的是，02ml,n=0等内容，欢迎下载使用。

第三章铁 金属材料


第一节 铁及其化合物


课后篇素养形成


夯实基础轻松达标


1.有关铁的氧化物的说法正确的是( )


A.Fe3O4是黑色固体,有磁性


B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸


C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2


D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同


答案A


解析Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。


2.某溶液中,滴加KSCN溶液时无明显现象发生,再滴入少量氯水,溶液立即显红色。则原溶液中一定含有的是( )


A.Fe2+B.Fe3+C.K+D.N


答案A


解析某溶液中加入KSCN溶液无明显现象,再滴加氯水,溶液立即变为红色,说明原溶液含有亚铁离子,加入氯水发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,生成的铁离子和SCN-生成红色溶液。


3.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )


①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中


A.②③①④B.③②①④


C.③①②④D.①②③④


答案B


解析①钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2;②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置一段时间生成红褐色Fe(OH)3;③FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3;④CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。


4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )


①过量的Fe与Cl2反应


②Fe与过量稀硫酸反应


③FeCl2溶液中通入少量Cl2


④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中


A.只有①B.只有①③


C.只有①②③D.①②③④


答案B


解析①中Cl2氧化性强,它能将铁由0价氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是过量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。


5.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是( )





A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰


B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁


C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应


D.丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气


答案C


解析铁与水蒸气在高温条件下可反应,与液态水加热也不反应。


6.(2020浙江温州“十校联合体”期末联考)下列物质中,不能由金属跟非金属单质直接化合得到的是( )


A.Na2O2B.NaClC.FeCl2D.Fe3O4


答案C


解析过氧化钠可由钠和氧气在加热条件下直接化合得到;氯化钠可由钠和氯气在加热条件下直接化合得到;氯化亚铁无法由金属跟非金属单质直接化合得到,铁和氯气在加热条件下会生成氯化铁;四氧化三铁可由铁和氧气在点燃条件下直接化合得到。


7.(2019福建四地六市联考)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计如下实验方案,其中符合实验要求而且完全正确的是( )





答案A


解析A项,在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水,氯化亚铁溶液为浅绿色,+2价的铁被氯水氧化,生成+3价的铁,溶液变成棕黄色,所以正确;B项,锌具有还原性,氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性,能氧化锌,同时析出黑色固体铁,实验现象描述不全、且实验结论应为Fe2+具有的,所以错误;C项,离子方程式左右电荷不守恒,正确应为2Fe3++Fe3Fe2+,所以错误;D项,实验现象中,溶液的颜色不正确,反应前氯化铁溶液为棕黄色,反应后氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铜溶液为蓝绿色,所以错误。


8.(2020山东临沂第一中学高一检测)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下:





(1)步骤(Ⅰ)中分离操作名称是 。


(2)沉淀B中主要含有 ,气体D是 。


(3)写出步骤(Ⅲ)中生成FeCl3的化学方程式 。


(4)步骤(Ⅲ)中,将氯气换成H2O2也能达到同样的目的,写出H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式: 。


答案(1)过滤 (2)Cu、Fe H2


(3)2FeCl2+Cl22FeCl3


(4)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O


解析从腐蚀废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,由流程可知,先加入过量的Fe与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜,进行过滤分离,则滤液A为FeCl2溶液,沉淀B中含Fe、Cu,加过量盐酸,铁溶解,产生氯化亚铁和氢气,过滤得到金属Cu,滤液C中含FeCl2、HCl,为不引入杂质,合并后通入足量Cl2,将FeCl2全部转化为FeCl3。


(1)步骤(Ⅰ)中分离溶液和沉淀的操作名称是过滤。


(2)铁与氯化铜发生置换反应生成氯化亚铁和铜,反应中铁过量,则由流程分析可知,沉淀B中含过量的铁和产生的铜。沉淀B中加入盐酸,铁与盐酸反应产生氢气,因此气体D是氢气。


(3)氯气具有强氧化性,通入的足量Cl2把氯化亚铁全部转化为FeCl3,发生反应的化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3。


(4)双氧水也具有氧化性,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。


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1.(双选)下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是( )


A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3


B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声


C.铁与水蒸气的反应不是氧化还原反应


D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应


答案AC


解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A项错误;不纯的H2在空气中点燃时能发出爆鸣声,B项正确;该反应为氧化还原反应,C项错误;常温下,铁在潮湿的空气中易被腐蚀,D项正确。


2.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )


A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变


B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色


C.Fe2+与Fe3+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


答案C


解析n(Fe)=0.02ml,n(FeCl3)=0.05ml,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01ml,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+0.06ml;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。


3.(双选)(2020云南文山州广南一中高一期中)在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,下列判断正确的是( )


A.加入KSCN溶液可能变红色


B.溶液中一定含有Fe2+


C.溶液中一定不含Cu2+


D.剩余固体中不一定含有Fe


答案BD


解析①当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;②当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部或部分与Fe反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+。由于金属有剩余,溶液中一定不存在Fe3+,所以加入KSCN溶液一定不变红色,故A错误;溶液中一定存在Fe2+,故B正确;溶液中可能有Cu2+,故C错误;根据以上分析可知如果铁不足,剩余的固体中没有铁,故D正确。


4.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是( )


A.2∶3B.3∶2C.1∶2D.1∶1


答案A


解析设参加反应的Fe3+和未参加反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。


2FeCl3+Fe3FeCl2


23


xx


由题意x=y,所以x∶y=2∶3。


5.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( )





答案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,不干扰现象观察。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。现象:溶液紫色变浅(或褪色)。乙组:在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。


6.(双选)(2019湖南益阳4月模拟)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,还含有少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是(已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀)( )





A.铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂


B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀


C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌


D.氧化时不能选用试剂H2O2、NaClO溶液


答案CD


解析铁红的主要成分是氧化铁,为红棕色,可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂,A项正确;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,B项正确;洗涤滤渣时不能用玻璃棒不断搅拌,否则易导致滤纸破损,C项错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液,反应原理分别为:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,D项错误。


7.将铁粉投入盛有Cu2+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是 ;若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是 ;若溶液中不含有Cu2+,则溶液中一定不含有的金属离子还有 。


答案Fe3+、Cu2+ Fe2+ Fe3+


解析溶液中两种离子的氧化性由强到弱的顺序是Fe3+>Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为①Fe+2Fe3+3Fe2+,②Fe+Cu2+Fe2++Cu。当Fe剩余时,溶液中Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应①,是否发生反应②不确定,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应①②已进行完全,则Fe3+不会存在。


8.(2019黑龙江鹤岗一中月考)一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后,将所得固体完全溶于稀盐酸,制得溶液A。


(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是 。


(2)推测A中可能含有的金属阳离子:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③ 。甲同学为探究溶液的组成,实验如下:





(3)乙同学继续探究溶液A的组成。


查阅资料:16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O


实验过程:另取少量溶液A于试管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振荡,KMnO4溶液紫红色褪去。


实验结论: (填写字母序号)。


a.可能有Fe2+


b.可能无Fe2+


c.一定有Fe2+


根据你选择的实验结论,简述理由: 。


答案(1)2Fe+3Cl22FeCl3


(2)含有Fe3+和Fe2+





(3)a 因为还原性Fe2+>Cl-,逐滴加入的酸性KMnO4溶液,先将Fe2+氧化,而使溶液紫红色褪去,故可能含有Fe2+(或b 加入的酸性KMnO4溶液,将Cl-氧化,而使溶液紫红色褪去)


解析(1)铁在氯气中燃烧生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。


(2)将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸,假如铁粉剩余,Fe可与稀盐酸反应生成Fe2+,且在所得溶液中铁粉可以把Fe3+还原为Fe2+,所以在溶液中可能含有的金属阳离子为①只有Fe3+;②只有Fe2+;③含有Fe3+和Fe2+。在溶液中检验Fe3+常使用KSCN溶液,因假设②不成立,说明溶液中至少含有Fe3+,所以加入KSCN溶液后溶液变为红色。


(3)向溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液时,酸性高锰酸钾可以氧化Fe2+,也可以氧化Cl-,故不能确定溶液中是否含有Fe2+。


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★(2019山东济南历城二中月考)实验室用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备补血剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe],有关物质性质如下:





实验过程:


Ⅰ.配制含0.10 ml FeSO4的绿矾溶液。


Ⅱ.制备FeCO3:向配制好的绿矾溶液中,缓慢加入200 mL 1.1 ml·L-1 NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤沉淀。


Ⅲ.制备(H2NCH2COO)2Fe:实验装置如下图(夹持和加热仪器已省略),将实验Ⅱ得到的沉淀和含0.20 ml甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中反应产生的气体将C中空气排净,接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。





回答下列问题:


(1)实验Ⅰ中:实验室配制绿矾溶液时,为防止FeSO4被氧化变质,应加入的试剂为 (写化学式)。


(2)实验Ⅱ中:生成沉淀的离子方程式为 。


(3)实验Ⅲ中:


①检查装置A的气密性的方法是 。


②装置A中所盛放的药品是 (填序号)。


a.Na2CO3和稀硫酸


b.CaCO3和稀硫酸


c.CaCO3和稀盐酸


③确认C中空气排尽的实验现象是 。


④加入柠檬酸溶液一方面可促进FeCO3溶解,另一个作用是 。


⑤洗涤实验Ⅲ中得到的沉淀,所选用的最佳洗涤试剂是 (填序号)。


a.热水


b.乙醇


c.柠檬酸溶液


⑥若产品的质量为17.34 g,则产率为 。


答案(1)Fe (2)Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O


(3)①关闭弹簧夹,从长颈漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于具支试管中的水面,停止加水一段时间后,若长颈漏斗与具支试管中的液面差保持不变,说明装置不漏气 ②c ③D中澄清石灰水变浑浊 ④防止Fe2+被氧化 ⑤b ⑥85%


解析(1)Fe2+具有较强的还原性,在制备碳酸亚铁的过程中,为了防止Fe2+被氧化,需加入少量铁粉。


(2)绿矾的水溶液与NH4HCO3溶液反应的离子方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O。


(3)①检查装置A气密性的方法是:关闭弹簧夹,从长颈漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于具支试管中的水面,停止加水一段时间后,若长颈漏斗与具支试管中液面的高度差保持不变,说明装置不漏气。


②装置A为固液不加热型制气装置,且具有随开随用、随关随停的特点,所以药品应选择块状不溶于水的CaCO3和盐酸,C项正确。


③当C中充满CO2后,CO2开始进入D中,使D中的澄清石灰水变浑浊,这时说明C中空气已经排尽。


④由题中信息可知,柠檬酸具有强还原性,可防止Fe2+被氧化。


⑤因甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,因此应选择乙醇作为洗涤剂,所以B项正确。


⑥含0.10mlFeSO4的绿矾溶液中Fe2+的物质的量为0.10ml,因NH4HCO3溶液过量,故生成的FeCO3的物质的量为0.10ml,所以理论上生成(NH2CH2COO)2Fe的物质的量为0.10ml,质量为20.4g,则产率为×100%=85%。实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
Fe2+具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2++ZnFe+Zn2+
Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色
Fe3++Fe2Fe2+
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
蓝色溶液变成棕黄色溶液
2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
试剂


选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
氢氧化钠溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
实验步骤
实验现象
实验结论及反应


离子方程式
取少量溶液A于试管中,加入KSCN溶液

假设②不成立,假设①或③成立;反应的离子方程式是
实验现象
实验结论及反应离子方程式
溶液呈红色
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
甘氨酸


(H2NCH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物
易溶于水和乙醇,有酸性和还原性
易溶于水,难溶于乙醇