人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试精品精练

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试精品精练，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(时间：90分钟 满分：100分)


一、选择题(48分，每题3分，共16小题，每小题只有一个正确答案)


1．下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )


A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的


B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加


C．镁在空气中燃烧发出耀眼白光，可用于制作照明弹


D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用


[解析] 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，故B项错。


[答案] B


2．合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )


①合金的硬度一般比它的各成分金属的大


②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低


③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金


④合金比纯金属的导电性更强


⑤合金比纯金属的应用范围更广泛


A．①②③⑤ B．②③④


C．①②④ D．①④⑤


[解析] 合金的硬度一般比它的各成分金属的大，故①正确；一般合金的熔点比它的各成分金属的更低，故②正确；改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金，故③正确；一般情况下，合金的导电性和导热性低于任一组分金属，故④错误；由于合金的许多性能优于纯金属，所以在应用材料中大多使用合金，故⑤正确；综上所述，题目中①②③⑤正确


[答案] A


3．铝制品具有较强的抗腐蚀性，主要是因为( )


A．铝的化学性质稳定


B．铝在常温时与氧气不反应


C．铝具有金属性，也具有非金属性


D．铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜


[解析] 铝是活泼金属，化学性质活泼，故A错误；铝在常温下能和氧气反应，故B错误；铝既能和强酸反应，又能和强碱反应，具有两性，与铝的抗腐蚀性无关，故C错误；铝被氧气氧化生成氧化铝，氧化铝是致密的氧化物，能阻止铝进一步被氧化，故D正确。


[答案] D


4．铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是( )


A．铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应


B．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应


C．不锈钢是铁合金，只含金属元素


D．纯铁的硬度和强度均高于铁合金


[解析] 铁与盐酸反应，铁合金和盐酸也可以反应，选项A错误；铁粉和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，选项B正确；不锈钢是铁的合金，含有非金属碳、硅等非金属，镍等金属，选项C错误；合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，选项D错误。


[答案] B


5．化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中正确的是( )


①铝制餐具不宜蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸性的食物


②发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔


③纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本原料


④Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等


⑤碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂


⑥明矾常作为消毒剂


⑦Fe2O3可作黄色油漆和涂料


A．①②③④ B．①②③⑤⑦


C．①②④⑥⑦ D．①②③④⑤⑥


[解析] ①铝及其氧化铝能与酸、碱发生化学反应，故铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性或咸性的食物，故正确；②碳酸氢钠和酸反应生成二氧化碳，所以发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔，故正确；③纯净的二氧化硅具有良好的折光性，是现代光学及光纤制品的基本原料，故正确；④Na2O2和二氧化碳反应生成氧气，且又有强氧化性，有漂白性，所以Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦秆、羽毛等，故正确；⑤碳酸钠碱性较强，所以不能用来治疗胃酸过多，碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂，故错误；⑥明矾是强酸弱碱盐，能水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所以可作净水剂，不能作消毒剂，故错误。


[答案] A


6．有一铁的氧化物样品，用50 mL 5 ml·L－1盐酸可恰好使其完全溶解。所得溶液可吸收标准状况下0.56 L氯气，使其中的Fe2＋全部转化为Fe3＋。该样品可能的化学式为( )


A．Fe4O5 B．Fe3O4 C．Fe5O7 D．Fe8O11


[解析] n(HCl)＝0.05 L×5 ml·L－1＝0.25 ml，n(Cl2)＝0.56 L÷22.4 L/ml＝0.025 ml，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)＝eq \f(1,2)×n(HCl)＝eq \f(1,2)×0.25 ml＝0.125 ml，反应后溶液成分为FeCl3，n(Cl－)＝0.25 ml＋0.025 ml×2＝0.3 ml，n(Fe)＝0.3 ml×eq \f(1,3)＝0.1 ml，所以n(Fe)∶n(O)＝0.1 ml∶0.125 ml＝4∶5，该样品的化学式为：Fe4O5，故A正确。


[答案] A


7．将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中，可观察到的现象是( )


A．最终生成白色沉淀


B．最终生成红褐色沉淀


C．有黄绿色气体产生


D．无明显变化


[解析] Na2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，可与Na2O2和水反应生成的OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，Na2O2与水反应产生O2，不放出黄绿色的Cl2。A.最终生成白色沉淀，不符合题意；B.最终生成红褐色沉淀，符合题意；C.有黄绿色气体产生，不符合题意；D.无明显变化，不符合题意。


[答案] B


8．下列离子方程式中，正确的是( )


A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑


B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3


C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋


D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓


[解析] A中铁与盐酸反应生成的是Fe2＋，产物写错了，B是化学方程式不是离子方程式，错误；C中电荷没有配平，错误，选D。


[答案] D


9．下列除去杂质(括号内的物质为杂质)的方法中，错误的是( )


A．FeCl3溶液(FeCl2)：通入适量Cl2


B．CO2(HCl)：通过饱和Na2CO3溶液洗气后干燥


C．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量CO2气体


D．CO(CO2)：通过NaOH溶液洗气后干燥


[解析] FeCl2与氯气反应生成氯化铁，则通入适量Cl2，洗气可除杂，故A正确；HCl与Na2CO3反应，CO2与Na2CO3溶液也可以反应生成碳酸氢钠，则不能通过饱和Na2CO3溶液除去CO2中的HCl，故B错误；NaHCO3溶液中的Na2CO3与过量的CO2气体反应生成NaHCO3，则可以通入过量CO2气体除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，故C正确；CO2与NaOH反应，而CO不能，则通过NaOH溶液洗气后干燥可除杂，故D正确。


[答案] B


10．把a g铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量氢氧化钠溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则此合金中铁的质量分数为( )


A．70% B．30% C．52.4% D．22.2%


[解析] 铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，过滤后得到的沉淀为Fe(OH)3，则经洗涤、干燥、灼烧，得到的固体粉末是Fe2O3，其质量等于合金的质量，利用组成可知合金中Al的质量等于Fe2O3中O的质量，则铁在合金中的质量分数等于铁在Fe2O3中的质量分数，为eq \f(56×2,56×2＋16×3)×100%＝70%，A正确。


[答案] A


11．设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是( )


A．标准状况下，4.48 L水中含有水分子的数目为0.2NA


B．1 ml Fe与足量水蒸气反应转移的电子数目为3NA


C．0.2 ml/L CaCl2溶液中含有氯离子的数目为0.4NA


D．32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2NA


[解析] A．标准状况下，水不是气体，所以4.48 L水的物质的量不是0.2 ml，故含有水分子的数目不是0.2NA，故错误；B.1 ml Fe与足量水蒸气反应生成四氧化三铁，转移的电子数目为eq \f(8,3)NA，故错误；C.0.2 ml·L－1 CaCl2溶液没有说明溶液的体积，不能计算其中含有氯离子的数目，故错误；D.32 g O2和O3的混合气体含有的是氧原子，所以氧原子物质的量为eq \f(32,16)＝2 ml，则所含原子数为2NA，故正确。


[答案] B


12．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H2SO4反应


③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中


A．只有① B．①② C．①②③ D．①③


[解析] 虽然铁粉过量，但是固体和气体的反应，因此铁与Cl2发生反应的产物为FeCl3，故①中有＋3价铁生成；Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4，故②中只有＋2价铁生成；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中时，若铁粉很多，则过量的铁粉与生成的FeCl3发生反应生成FeCl2，而使溶液中无Fe3＋，故③中不一定有＋3价铁生成，A正确。


[答案] A


13．将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL 0.1 ml/L的盐酸中充分反应后，盐酸全部消耗，放出标准状况下气体0.224 L。则下列判断中正确的是( )


A．原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)＝2∶1


B．向溶液中滴入KSCN溶液，显血红色


C．无法计算出原混合物的质量


D．此混合物中铁元素的质量分数为68.6%


[解析] 因该混合物中只有铁和盐酸反应放出气体，则该气体一定是氢气。由于氧化性Fe3＋>H＋，所以当产生氢气时，Fe3＋已经全部被还原为Fe2＋，生成氢气的物质的量为：0.224 L÷22.4 L/ml＝0.01 ml，HCl物质的量为0.8 L×0.1 ml/L＝0.08 ml，发生反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，消耗Fe为0.01 ml，消耗HCl为0.01 ml×2＝0.02 ml，故反应Fe＋Fe2O3＋6HCl===3FeCl2＋3H2O，消耗HCl的物质的量为：0.08 ml－0.02 ml＝0.06 ml，由方程式可知该反应中消耗Fe为0.06 ml×eq \f(1,6)＝0.01 ml，Fe2O3的物质的量＝0.06 ml×eq \f(1,6)＝0.01 ml。由以上分析可知，原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)＝(0.01 ml＋0.01 ml)∶0.01 ml＝2∶1，故A正确；反应后得到的是FeCl2溶液，向溶液中滴入无色的KSCN溶液，不显血红色，故B错误；Fe、氧化铁的物质的量已经计算出，根据m＝n×M可以计算混合物的质量，故C错误；根据上述分析可知，原混合物中铁的物质的量是0.02 ml，Fe2O3的物质的量是0.01 ml，则此混合物中铁元素的质量分数为：eq \f(0.02×56＋0.02×56 g,0.02×56＋0.01×160 g)×100%＝82.4%，故D错误。


[答案] A


14．下列关于常见离子的检验方法和结论，其中错误的是( )


A．先加入稀盐酸酸化无明显现象，再加入BaCl2溶液有白色沉淀生成，证明原溶液一定含有SOeq \\al(2－,4)


B．加入氯水后，再加入KSCN溶液变红，证明原溶液一定有Fe2＋


C．加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明原溶液一定有Cl－


D．加入KSCN溶液变为血红色，证明原溶液一定含有Fe3＋


[解析] 向溶液中加入稀盐酸，无明显现象，排除了干扰离子，如碳酸根离子、亚硫酸根离子、银离子等，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)，故A正确；先滴加氯水，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液不含Fe2＋，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe2＋，故B错误；AgCl是不溶于硝酸的白色沉淀，所以稀硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明原溶液一定有Cl－，故C正确；在溶液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，证明原溶液一定有Fe3＋，故D正确。


[答案] B


15．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后固体完全溶解，则下列判断正确的是( )


A．溶液中一定含有Cu2＋和Fe2＋


B．溶液中一定含有Cu2＋和Fe3＋


C．溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋


C．溶液中一定含有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋


[解析] 因氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁粉优先与铁离子反应生成亚铁离子，且无固体存在，说明溶液的铜离子没参加反应，所以溶液中一定存在Cu2＋和Fe2＋，不一定含有Fe3＋。


[答案] A


16．向一定量的Fe、Fe2O3、FeO的混合物中加入200 mL 1 ml·L－1的盐酸，恰好使混合物完全反应溶解，放出4.48 mL(标准状况)气体。所得溶液中，加入KSCN溶液无血红色出现，那么用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到铁的质量为( )


A．11.2 g B．5.6 g C．2.8 g D．无法计算


[解析] 盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)＝eq \f(1,2)n(HCl)＝eq \f(1,2)×0.2×1＝0.1 ml；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(FeCl2)＝n(Fe)＝0.1 ml；质量为0.1×56＝5.6 g；B选项正确。


[答案] B


二、非选择题(52分)


17．(10分)如图是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图，有些反应中的部分物质和条件被略去，A、X、Y是常见金属单质，其中Y既能与强酸反应，又能与强碱反应；B、C、E是常见气体，G的焰色试验呈黄色；I的溶液呈黄色。





请回答下列问题：


(1)写出下列物质的化学式：A________；F________。


(2)写出黄绿色气体C的一种用途：_________________。


(3)实验室检验H中所含的金属阳离子的方法是先加________，无明显现象，再加氯水，溶液变为________色。


(4)写出C与H溶液反应的化学方程式：___________________。


[解析] 金属Y既能与强酸反应，又能与强碱反应，应为Al，金属A与水反应生成的D可与铝反应，且G的焰色试验呈黄色，可知D应含有Na元素，则A为Na，D为NaOH，B为H2，G为NaAlO2；C为黄绿色气体，为Cl2，则F为AlCl3，E为HCl；由E→H→I的转化关系可知金属X为变价金属，又I的溶液呈黄色，则X应为Fe，H为FeCl2，I为FeCl3。(1)由以上分析可知A为Na，F为AlCl3；(2)C为氯气，可用于工业制盐酸或自来水的杀菌消毒等；(3)H为FeCl2，检验亚铁离子的方法是取适量溶液于试管中，先加入KSCN溶液，没有明显现象，再加入氯水，如溶液变为血红色，说明含有亚铁离子；(4)C为氯气，与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，化学方程式为Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。


[答案] (1)Na AlCl3


(2)工业制盐酸或自来水的杀菌消毒


(3)KSCN溶液 血红


(4)Cl2＋2FeCl2===2FeCl3


18．(12分)工业上，向500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。





(1)写出仪器的名称：a________，b________。


(2)A中反应的化学方程式为________________。


C中反应的化学方程式为_____________________。


(3)装置B中加入的试剂是_____________________。


(4)已知：向热铁屑中通入氯化氢气体可以生成无水氯化亚铁。为防止有杂质FeCl2生成，可在装置________和________(填字母)间增加一个盛有________的洗气瓶。


(5)装置D的作用是______________________。为防止水蒸气影响无水氯化铁的制取，请你提出一个对装置D的改进方案：


__________________________________。


(6)反应结束后，取少量装置C中的固体于试管中，加入足量盐酸，固体完全溶解，得到溶液X。证明溶液X中含有FeCl3的试剂是__________________，观察到的现象是______________________。


[解析] (1)由仪器的构造可知a为分液漏斗，b为圆底烧瓶。(2)A装置制取的是氯气，实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取，化学反应方程式：4HCl(浓)＋MnO2eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；C为氯气与铁反应制备氯化铁，反应方程式：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up17(△))2FeCl3。(3)为制备无水氯化铁，B装置应为盛有浓硫酸的干燥氯气的装置。(4)制备的氯气中混有氯化氢气体，所以需在干燥之前除氯化氢，故在A与B间添加盛有饱和食盐水的装置。(5)氯气污染空气，D装置用氢氧化钠除未反应完的氯气；为制备无水氯化铁，防止D中水蒸气进入C装置，可选用碱石灰的干燥管，既能吸收氯气，又能吸水，或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶。(6)检验铁离子用硫氰化钾或苯酚，若有铁离子，硫氰化钾溶液变红色，苯酚溶液变紫色。


[答案] (1)分液漏斗 圆底烧瓶


(2)4HCl(浓)＋MnO2eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O


2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up17(△))2FeCl3


(3)浓硫酸


(4)A B 饱和食盐水


(5)除去过量氯气，防止其污染空气 改为一个盛有碱石灰的干燥管(或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶)


(6)硫氰化钾溶液(或苯酚溶液) 溶液变为红色(或溶液变为紫色)


19．(10分)在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L，溶液中NaOH的浓度为0.050 ml·L－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。


(1)写出该实验中发生反应的化学方程式：


______________________________________________；


______________________________________________；


_______________________________________________。


(2)消耗的Al的物质的量为________。


(3)未被氧化的金属钠的物质的量为________。


(4)Na2O的物质的量为________。


[解析] 该实验中发生的反应可表示为①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，②Na2O＋H2O===2NaOH，③2Al＋2NaOH＋


2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，消耗的Al的物质的量为n(Al)＝eq \f(0.27 g,27 g·ml－1)＝0.010 ml，根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)＝0.010 ml，生成的氢气的物质的量为n(H2)＝0.015 ml，


那么由金属钠生成的氢气的物质的量为


n(H2)＝eq \f(1.12 L,22.4 L·ml－1)－0.015 ml＝0.035 ml，根据反应①可得金属钠的物质的量为


n(Na)＝2×0.035 ml＝0.070 ml，


又因为反应后溶液中NaOH的物质的量为


n(NaOH)＝2.0 L×0.050 ml·L－1＝0.10 ml，所以溶液中Na＋的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na＋)＝0.10 ml＋0.010 ml＝0.110 ml，


n(Na2O)＝eq \f(0.110 ml－0.070 ml,2)＝0.020 ml。


[答案] (1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑


Na2O＋H2O===2NaOH


2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


(2)0.010 ml (3)0.070 ml (4)0.020 ml


20．(12分)常温下，在没有氧气存在时，铁粉与水几乎不反应，但在高温下，铁粉能与水蒸气反应。


(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是


______________________________________________。


(2)停止反应，待装置冷却后，取出反应后的混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤。简述检验所得滤液中含有Fe3＋的操作方法：______________________________________。


(3)经检验上述滤液中不含Fe3＋，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得的产物中不含＋3价的铁，原因是(结合化学方程式说明)______________ ____________________________。


(4)向上述滤液中加入NaOH溶液后，观察到的现象为


_______________________________________________。


沉淀由白色变为红褐色的原因是_________________(用化学方程式表示)。


(5)为了得到白色的Fe(OH)2沉淀，并尽可能较长时间保持白色沉淀，该同学设计了如图所示的装置，请简述实验操作：


___________________________________________。





[解析] (1)在高温下，铁粉能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up17(高温))Fe3O4＋4H2。


(2)检验所得滤液中是否含有Fe3＋，可利用Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色进行检验，具体的操作方法是：取少量滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液颜色。如果溶液变为红色，说明原滤液中含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。


(3)铁与水蒸气反应生成的四氧化三铁可与稀硫酸发生反应：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，若铁粉过量，还可以和铁离子反应生成亚铁离子：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，所以滤液中可能含有铁离子，也可能不含有铁离子。


(4)向上述滤液中加入NaOH溶液后，Fe2＋与OH－反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，接触空气时很快被氧化为Fe(OH)3，现象是生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。


(5)要较长时间观察到氢氧化亚铁的白色沉淀，关键是尽量减少氢氧化亚铁与空气接触，可以利用生成的氢气赶走装置中的空气，实验步骤为：实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的活塞打开，使稀硫酸与铁粉反应，用生成的H2排出装置中的空气；然后关闭K，利用生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可在盛NaOH溶液的试剂瓶中较长时间保存白色Fe(OH)2沉淀。


[答案] (1)3Fe＋4H2O(g) eq \(=====,\s\up17(高温))Fe3O4＋4H2


(2)取少量滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液颜色。如果溶液变为红色，说明原滤液中含有Fe3＋，否则不含Fe3＋


(3)如果反应后的混合物中铁粉过量，可发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，铁粉将溶液中的Fe3＋全部还原为Fe2＋，加入KSCN溶液后不会变为红色


(4)生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3


(5)实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的活塞打开，使稀硫酸与铁粉反应，用生成的H2排出装置中的空气；然后关闭K，利用生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可在盛NaOH溶液的试剂瓶中较长时间保存白色Fe(OH)2沉淀


21．(8分)四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是：


3Fe2＋＋2S2Oeq \\al(2－,3)＋O2＋xOH－===Fe3O4↓＋S4Oeq \\al(2－,6)＋2H2O。请回答下列问题。


(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是________。


(2)反应的化学方程式中x＝________。


(3)每生成1 ml Fe3O4，反应转移的电子为________ml，被Fe2＋还原的O2的物质的量为________ml。


[解析] (1)反应中Fe元素化合价部分升高为＋3价，S元素化合价由＋2价升高到＋2.5价，则还原剂是Fe2＋和S2Oeq \\al(2－,3)；(2)由电荷守恒可以知道，阳离子带的电荷总数等于阴离子带的负电荷总数，关系式为(＋2)×3＋(－2)×2＋x×(－1)＝－2，则x＝4；(3)Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，由反应可以知道，该反应转移4e－，所以每生成1 ml Fe3O4，由O元素的化合价变化可以知道，转移电子为1×2×[0－(－2)]＝4，每生成1 ml Fe3O4，消耗3 ml Fe2＋，其中有2 ml Fe2＋被氧化生成＋3价，则被Fe2＋还原的O2的物质的量为2/[2×(2－0)]＝0.5 ml。


[答案] (1)Fe2＋和S2Oeq \\al(2－,3) (2)4 (3)4 0.5