高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册微项目 科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题巩固练习

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1．下列物质能用化合反应直接制得的是( )
①FeCl2 ②Fe(OH)3 ③NaHSO3 ④Fe(OH)2
A．②B．②③
C．①②③D．①②③④
【答案】C
【解析】2FeCl3＋Fe===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3，以上反应均为化合反应。Fe(OH)2不能用化合反应直接制得。
2．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．实验①中铁钉只作还原剂
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＋
【答案】A
【解析】实验①中铁钉作还原剂，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。
3．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作的最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4(H＋)溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③B．③②
C．③①D．①②③
【答案】C
【解析】先加入少量KSCN溶液，若无红色，证明无Fe3＋，然后加氯水，若出现红色，说明有Fe2＋存在。
4．有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
【答案】A
【解析】Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。
5．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是( )
A．盐酸B．烧碱溶液
C．氨水D．KSCN溶液
【答案】B
【解析】将过量NaOH溶液分别加入上述几种溶液，无明显现象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2，生成红褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀不溶解的是MgCl2，生成白色沉淀又溶解的是AlCl3，而氨水虽然能区分出NaCl、FeCl2、FeCl3，但不能将MgCl2与AlCl3区分开。
6．下列除杂方案错误的是( )
【答案】D
【解析】先加过量NaOH溶液，铁离子、铝离子均反应，分别生成Fe(OH)3沉淀和NaAlO2溶液，过滤后向沉淀中加盐酸，则生成氯化铁，可除杂，故A正确；Al与Cu2＋发生置换反应，可除去杂质，且不引入新杂质，故B正确；Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，可利用CO2气体除去NaHCO3溶液里混有的Na2CO3，故C正确；Fe可与氯化铁反应，将被提纯物质同时除去，故D错误。
7．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是( )
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入到稀H2SO4中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
【答案】B
【解析】Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(Fe3＋可能剩余)，再加铁，发生反应：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu(可能发生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋)。显然铁没有将溶液中Cu2＋全部还原。残余固体是铜，如果为铁和铜，则c＞a，A错误；残余固体为Cu，加入到稀H2SO4中无气泡产生，C错误；最后得到的溶液中一定没有Fe3＋，D错误。
8．硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血，但存放不当很容易变质，药片中的Fe2＋被氧化生成Fe3＋。若将药片配成溶液，需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水，原因是
_______________________________________________________
__________________________________________________________。
实验室检验Fe3＋，除了可以用碱外，常用的试剂是(填化学式)________，若________________________，则证明有Fe3＋。
【答案】防止水中溶解的氧气氧化Fe2＋ KSCN 溶液变成红色
【解析】硫酸亚铁缓释片溶于水时，药片中的Fe2＋易被水中溶解的O2氧化为Fe3＋，因此将药片配成溶液时，应预先将蒸馏水煮沸，以除去水中溶解的O2；检验Fe3＋，还可以用KSCN溶液，Fe3＋与SCN－发生反应使溶液变红色。
9．A是一种红棕色金属氧化物，B、D是金属单质，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。
(1)写出下列物质的化学式：A________、E________、
J________、G________。
(2)按要求写方程式：
①A＋B→C＋D的化学方程式：___________________________________；
②F→G的化学方程式：________________________________________；
③C→I的离子方程式：________________________________________。
【答案】(1)Fe2O3 FeCl2 Al(OH)3 Fe(OH)3
(2)①2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
【解析】A是红棕色金属氧化物应为Fe2O3，B、D为金属单质，则A＋B→C＋D应是铝热反应，故B为Al、D为Fe、C为Al2O3，且Al2O3为两性氧化物，与HCl、NaOH均反应，G为红褐色沉淀，为Fe(OH)3，则F为Fe(OH)2，其他物质也可推出。
10．实验室有FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液，其中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1。
(1)现加入适量铁粉，请写出溶液中可能发生的离子反应：_____________________________。
根据上述离子反应判断三种金属阳离子的氧化性强弱顺序为__________________________，
当向混合液中加入铁粉时，首先与铁发生反应的离子是________。
(2)加入适量铁粉后，最后溶液中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe2＋的物质的量之比为________。
【答案】 (1)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋ Fe3＋
(2)1∶1
【解析】 (1)把Fe加入FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合液中，发生两个反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，根据这两个反应不难得出Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋的氧化性强弱顺序为Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，根据氧化性强弱顺序可知Fe3＋与Fe优先反应。
(2)Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量之比由3∶2∶1变为1∶2∶4，显然Fe3＋有剩余，Cu2＋不参加反应。若Fe3＋由3 ml变为1 ml，据2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知参加反应的铁为1 ml，所以参加反应的铁粉与原溶液中的Fe2＋的物质的量之比为1∶1。
11．糕点等食品包装中常加入一个装有脱氧剂的小袋，其作用是吸收氧气，使食物因缺氧而不变质，从而长期保存食品。铁脱氧剂就是利用铁易被氧化的性质来吸收氧气的，最终产物是Fe2 O3·3H2O。有关反应的化学方程式如下：
①2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
③2Fe(OH)3===Fe2O3·3H2O
(1)铁脱氧剂使用后最终的颜色为________。
(2)以上反应中，属于氧化还原反应的是________(填编号)。
(3)反应②的还原剂是________(填化学式)。
(4)要检验铁脱氧剂使用后固体中含有＋3价铁元素的化学方法是
_____________________________________________(用文字描述)。
【答案】 (1)红棕色 (2)①② (3)Fe(OH)2 (4)取少量使用后的铁脱氧剂溶解于盐酸中，滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色
【解析】 (1)Fe2O3为红棕色固体。(2)反应①、②都是有单质参加的化合反应，为氧化还原反应。反应③中无元素化合价变化，为非氧化还原反应。(3)Fe(OH)2→Fe(OH)3，铁元素化合价升高，故Fe(OH)2是还原剂。(4)Fe2O3为碱性氧化物，可用盐酸溶解后，用KSCN溶液检验Fe3＋的存在。
12．某工程师为了从含有FeCl3、FeCl2、CuCl2的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
(1)写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，
④________，⑤________，⑥________。
(2)请写出相关反应的化学方程式。
______________________________________________________________；
_____________________________________________________________；
_______________________________________________________________；
______________________________________________________________。
【答案】 (1)①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl
⑤FeCl2 ⑥Cl2
(2)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
【解析】
13．如下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L－1的硫酸，其他试剂任选。
填写下列空白：
(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是____________，A中反应的离子方程式是_______________________________________________
______________________________________________________________。
(2)实验开始时先将止水夹E____________(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是_______________________________________________。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：__________________________________。
(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：
______________________________。
【答案】 (1)铁屑 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)打开 H2
(3)关闭止水夹E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【解析】 实验开始时先打开E，让H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭E，A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B瓶，与NaOH反应。
14.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上做补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加________，该过程的现象为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤②加入过量H2O2的目的是___________________________________________。
(3)步骤③中反应的离子方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。
【答案】 (1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 滴加KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液由浅绿色变为红色
(2)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋
(3)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
[或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)]
(4)洗涤 冷却 (5)0.07a
【解析】 (1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴加KSCN溶液不变红色，再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等，若滤液由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有Fe2＋。
(2)由于H2O2具有氧化性，加入过量H2O2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋。
(3)步骤③的目的是将Fe3＋全部转化为Fe(OH)3，所以步骤③需加入过量的NaOH溶液(或氨水)，反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
(4)步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体Fe2O3，所以步骤④的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。
(5)由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中m(Fe)＝eq \f(2×56,2×56＋3×16)×a g÷10＝0.07a g。
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
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
A
FeCl3(aq)
Al3＋
NaOH溶液、盐酸
B
AlCl3(aq)
Cu2＋
Al粉
C
NaHCO3(aq)
Na2CO3
CO2气体
D
FeCl3(aq)
Cu2＋
Fe粉