鲁科版高中化学必修第一册课时作业16铁及其化合物的性质含解析 练习

铁及其化合物的性质[学业达标]1．下列有关物质的颜色正确的是(　　)①FeSO4·7H2O：棕黄色　②Fe2O3：红棕色　③Fe(OH)2：白色　④Fe3O4：黑色　⑤CuSO4·5H2O：白色A．①③④B．②③④C．②③⑤D．①②④2．《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”。下列相关叙述不正确的是(　　)A．赤色固体可能是Fe2O3B．“青矾厂气”可能是CO和CO2C．青矾宜密封保存，防止氧化变质D．灼烧青矾过程中发生了电子转移3．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋。进行如下实验操作时最佳顺序为(　　)①加入适量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量KSCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③4．已知硝酸能将Fe2＋氧化为Fe3＋。下列物质反应后一定能使KSCN溶液变红的是(　　)①过量的Fe与Cl2反应　②Fe和过量稀硫酸反应　③FeCl2溶液中通入少量Cl2　④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中　⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸A．只有①B．只有①③⑤C．只有①②③D．全部5．FeCl3溶液常用于蚀刻印刷电路板，反应的化学方程式为aFeCl3＋bCu===cCuCl2＋dX。向含32.5gFeCl3的溶液中慢慢加入一定量的铜粉，反应过程中FeCl3、CuCl2的质量随铜粉的质量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．X为FeCl2B．化学计量数c＝1C．化学方程式中a∶b＝1∶2D．完全反应后，生成X的质量为25.4g6．下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是(　　)A．该溶液中K＋、Fe2＋、SCN－、Br－可以大量共存B．和H2S反应的离子方程式：2Fe3＋＋H2S===FeS＋2H＋C．和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFe7．将11.2g铁粉加入250mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色C．Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶58．向100mL碘化亚铁溶液中缓慢通入标准状况下4.48L氯气，完全反应后，溶液中有一半的Fe2＋未被氧化，则原碘化亚铁溶液的物质的量浓度是(　　)A．1.2mol·L－1B．1.5mol·L－1C．1.6mol·L－1D．2.0mol·L－19．以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：　　　　下列说法不正确的是(　　)A．“酸溶”时加热或搅拌均可加快溶解速度B．滤渣的主要成分是FeC．“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑D．“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气[等级突破]10．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出11.2mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为(　　)A．2.8gB．11.2gC．5.6gD．无法计算11．向200mL0.1mol·L－1的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为(　　)A．1.44gB．4.36gC．2.82gD．1.6g12．(双选)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3、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13．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：探究一：设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(1)硬质玻璃管E中反应的化学方程式为__________________________________。(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是__________。(3)装置E中的现象是________________________。探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸后，将所得溶液分成两份。(4)一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为____________(选填序号，下同)；写出溶液变红色的离子方程式：______________________________，若溶液未变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________________。①一定有Fe3O4　②一定有Fe　③只有Fe3O4　④只有Fe(5)向另一份溶液中用____________________(填仪器名称)加入______________________(填试剂)，观察到________________________(填实验现象)，可以证明溶液中存在Fe2＋。14．健康人体内含铁元素大约2～3g人体内铁元素以亚铁离子和三价铁离子的形式存在，Fe2＋易被吸收，所以给贫血者补充铁元素时，应补充亚铁盐。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：eq \x(药片)eq \o(――→,\s\up7(碾碎后加入试),\s\do5(剂1静置，过滤))eq \x(\a\al(淡黄色,溶液)) eq \o(――→,\s\up7(试剂2))eq \x(\a\al(淡红色,溶液)) eq \o(――→,\s\up7(新制氯水))eq \x(\a\al(红色,溶液)) (1)试剂1的名称是________；试剂2的化学式为______________________。(2)加入新制氯水，溶液中发生的氧化还原反应的离子方程式是______________________________。(3)加入试剂2时溶液为淡红色，说明“速力菲”中的Fe2＋已部分被氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有________性。(4)不仅溶液中Fe2＋易被氧化成Fe3＋，溶液中白色沉淀Fe(OH)2更易被O2氧化，请写出反应的化学方程式：__________________________________，现象为__________________________________。15．某研究小组的同学对市售某种葡萄糖酸亚铁糖浆的成分进行探究。根据名称认为该糖浆中含有Fe2＋，设计方案进行验证。Ⅰ.设计方案如下：(1)方案ⅰ的预期现象是产生白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色。产生白色沉淀的离子方程式是______________________，最终变为红褐色的化学方程式是________________________。(2)方案ⅱ的预期现象是______________________。(3)方案ⅲ的预期现象是____________________，反应中氯水参与反应的离子方程式是____________________________。Ⅱ.进行实验操作，得到的实际现象如下：(4)为探究实验中出现异常现象的原因，该小组同学查看说明书，得知该糖浆的成分如下：结合资料对异常现象产生的原因进行猜想：________________________________；为验证其猜想，在方案ⅲ的基础上继续加入过量的氯水，得到了预期的现象。(5)实验反思：方案ⅱ中预期现象与实验现象相同，并不能证明糖浆中一定含有Fe2＋，理由是____________________________________________。课时作业16　铁及其化合物的性质1．解析：FeSO4·7H2O是浅绿色的，①不正确；Fe2O3是红棕色的，②正确；Fe(OH)2是白色的，③正确；Fe3O4是黑色的，④正确；CuSO4·5H2O是蓝色的，⑤不正确。答案：B2．解析：“青矾”为绿色晶体，即硫酸亚铁晶体，烧之变为赤色，则赤色固体为Fe2O3，故A正确；根据质量守恒定律可知硫酸亚铁晶体高温分解产生的气体为SO2、SO3，不能产生CO、CO2，故B不正确；硫酸亚铁晶体中铁元素的化合价为＋2价，具有还原性，易被O2氧化，所以应密封保存，故C正确；灼烧硫酸亚铁时会生成氧化铁，铁元素的化合价发生变化，发生了电子转移，故D正确。答案：B3．解析：Fe3＋与KSCN反应使溶液显红色，Fe2＋与KSCN不反应，Fe2＋具有还原性，能被强氧化剂氧化为Fe3＋，所以要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，应先加入KSCN溶液，根据溶液不变红判断溶液中不含Fe3＋，然后加入适量氯水，如果溶液变红色，说明溶液中含有Fe2＋，如果溶液不变红色，说明溶液中不含Fe2＋；故选C。答案：C4．解析：过量的Fe与Cl2反应只生成氯化铁，氯化铁能使KSCN溶液变红，故①正确；Fe和过量稀硫酸反应生成硫酸亚铁，不能使KSCN溶液变红，故②错误；FeCl2溶液中通入少量Cl2，反应会生成氯化铁，能使KSCN溶液变红，故③正确；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁，如果铁过量，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，不能使KSCN溶液变红，故④错误；向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸，硝酸根离子在酸性环境下能够将Fe2＋氧化成Fe3＋，能使KSCN溶液变红，故⑤正确；故选B。答案：B5．解析：由图中数据分析可得：aFeCl3＋bCu===cCuCl2＋dX162．5a　64b　　　135c32．5g6.4g13.5g则有：eq \f(162.5a,32.5g)＝eq \f(64b,6.4g)＝eq \f(135c,13.5g)，解得a＝2b＝2c，即a∶b∶c＝2∶1∶1。铜具有还原性，能将Fe3＋还原为Fe2＋，因此X为氯化亚铁，A正确；反应方程式为2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，因此c＝1，B正确；方程式中a∶b＝2∶1，C错误；设完全反应后，生成X的质量为x，则2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2　　　　　135　　25413.5gx则x＝eq \f(254×13.5g,135)＝25.4g，D正确。答案：C6．解析：Fe2(SO4)3溶液中的Fe3＋与SCN－发生显色反应，在溶液中不能大量共存，故A项错误；铁离子能够与H2S发生氧化还原反应，生成亚铁离子和单质硫沉淀，故B项错误；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀，铁离子和硫酸根离子的物质的量的比为2∶3，正确的离子方程式为2Fe3＋＋3SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，故C项错误；1L0.1mol·L－1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1mol，0.1mol硫酸铁中含有0.2mol铁离子，与足量锌反应可以生成0.2mol铁，生成铁的质量为11.2g，故D项正确。答案：D7．解析：铁粉和Fe3＋发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，11.2g铁粉的物质的量是0.2mol，250mL2mol·L－1的氯化铁溶液中含氯化铁的物质的量是0.5mol，所以铁反应完全，剩余0.1molFe3＋，生成0.6molFe2＋。铁没有剩余，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，故A项错误；氯化铁有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，故B项错误；Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为0.6∶0.1＝6∶1，故C项正确；铁被氧化生成的Fe2＋与Fe3＋被还原生成的Fe2＋的物质的量比是1∶2，即氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，故D项错误。答案：C8．解析：还原性强弱：I－>Fe2＋，往100mL碘化亚铁溶液中缓慢通入4.48L(标准状况)氯气，氯气先氧化碘离子，再氧化亚铁离子，已知氯气的物质的量为eq \f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，发生反应：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，I－完全氧化后，溶液中一半的Fe2＋被氧化成Fe3＋，发生反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，设原FeI2溶液的物质的量浓度为amol·L－1，则c(I－)＝2c(FeI2)＝2amol·L－1、c(Fe2＋)＝amol·L－1，根据得失电子守恒：0.2mol×2＝2amol·L－1×0.1L＋0.5amol·L－1×0.1L，解得a＝1.6。答案：C9．解析：“酸溶”时加热或搅拌均可加快溶解速度，所以A项正确，根据分析可知，滤渣的主要成分是Fe，所以B项正确；由图示可知，“沉铁”过程中反应物为FeSO4和NH4HCO3，生成物有CO2和Fe(OH)2，化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑，所以C项正确，“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯气代替空气，制备的铁黄有含氯的化合物，从而导致铁黄的含量较低且有杂质，所以D项错误。答案：D10．解析：盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液中加KSCN溶液无红色出现，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)×0.1L×1mol·L－1＝0.05mol；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(Fe)＝n(FeCl2)＝0.05mol，其质量为0.05mol×56g·mol－1＝2.8g。答案：A11．解析：在实验过程中发生如下反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3，根据反应前后铁元素守恒，从而可得所得固体的质量为1.6g。答案：D12．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]溶液生成蓝色的沉淀，B项正确；用玻璃棒不断搅拌会破坏氢氧化铁，使一部分氢氧化铁溶解，降低产率，C项错误；氧化Fe2＋时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，反应原理分别为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，D项错误。答案：CD13．解析：由圆底烧瓶制取水蒸气，B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，利用C收集氢气，利用D干燥氢气，在E中氢气还原CuO。(1)硬质玻璃管E中反应的化学方程式为H2＋CuOeq \o(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O。(2)碎瓷片有防暴沸作用，可防止产生安全事故。(3)CuO呈黑色，Cu呈红色，氢气还原CuO可得到Cu，且同时生成水，则看到的现象是黑色固体变红，右端管壁有水珠。(4)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈红色，亚铁离子和KSCN不反应，向溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明含有四氧化三铁，可能含有Fe；铁离子和Fe反应生成亚铁离子，不变红色说明固体中含有四氧化三铁和Fe。(5)亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子。答案：(1)H2＋CuOeq \o(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O　(2)防止暴沸　(3)黑色固体变红，右端管壁有水珠　(4)①　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　②　(5)胶头滴管　酸性KMnO4溶液　溶液紫色褪去14．解析：(1)试剂1用于溶解药品，可用盐酸；检验亚铁离子，先加入KSCN溶液，溶液不变红，再加入氯水，溶液变红色，所以试剂2为KSCN溶液。(2)加入新制氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)加入试剂2时溶液为淡红色，说明“速力菲”中的Fe2＋已部分被氧化；一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，维生素C具有还原性，能将Fe3＋还原为Fe2＋。(4) Fe(OH)2更易被O2氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，可观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。答案：(1)盐酸　KSCN　(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3)还原　(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色15．解析：Ⅰ.(1)若糖浆中含有Fe2＋，滴加NaOH溶液后，产生白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色，产生白色沉淀的离子方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，最终变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(2)Fe2＋具有还原性，向含有Fe2＋的糖浆中滴加酸性KMnO4溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色。(3)向含有Fe2＋的糖浆中加入KSCN溶液后无明显现象，加入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，所以溶液变红色，反应中氯水参与反应的离子方程式是Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。Ⅱ.(4)向葡萄糖酸亚铁糖浆中滴加NaOH溶液后，产生灰绿色浑浊，长时间不变红褐色，说明糖浆中含有其他还原性物质，抗氧化；加入过量的氯水，氯水把还原性物质氧化，所以最终溶液变成红色。(5)酸性高锰酸钾溶液褪色说明被还原，葡萄糖酸亚铁糖浆中除了有Fe2＋外还有其他还原剂，因此褪色不一定是高锰酸钾与Fe2＋反应。答案：Ⅰ.(1)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　(2)酸性KMnO4溶液褪色　(3)加入KSCN溶液后无明显现象，加入氯水后溶液变红色　Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋Ⅱ.(4)糖浆中含有其他还原剂　(5)酸性高锰酸钾溶液褪色说明被还原，葡萄糖酸亚铁糖浆中除了有Fe2＋外还有其他还原剂，因此褪色不一定是高锰酸钾与Fe2＋反应方案试剂X预期现象方案ⅰ1mL1mol·L－1NaOH溶液a方案ⅱ1mL1mol·L－1酸性KMnO4溶液b方案ⅲ依次加入5滴KSCN溶液、1mL氯水c方案实际现象是否与预期现象相同方案ⅰ产生灰绿色浑浊，长时间不变红褐色不同方案ⅱ相同方案ⅲ自始至终无明显现象不同