2019年高中化学第三章金属及其化合物3.2.3铁的重要化合物练习新人教版必修1.docx

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1、第3课时铁的重要化合物基础巩固1指南针是我国的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是()A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe答案C2随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是()A.无水硫酸铜B.硫酸亚铁C.食盐D.生石灰解析防止食品氧化变质,则所选物质应具有较强还原性,使氧气氧化它,而不氧化食物,选项中只有硫酸亚铁具有较强还原性。答案B3下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeC

2、l3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀解析Fe3O4为具有磁性的黑色晶体,A项错误;Fe与H2O(g)在高温下反应方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,Fe3+与KSCN反应生成物Fe(SCN)3不是沉淀,B、D项错误;向含FeCl3的FeCl2溶液中加入铁粉时,因发生反应2FeCl3+Fe3FeCl2可将FeCl3除去。答案C4要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2,可行的方法是()A.滴入KSCN溶液B.通入氯气C.加入适量铜粉并过滤D.加入适量铁粉并过滤解析KSCN溶液只能检验Fe3+的存在,A错误;通入氯气能将FeCl2氧化为Fe

3、Cl3,B正确;加入铜粉发生Cu+2Fe3+2Fe2+Cu2+,引入新杂质Cu2+,C错误;加入铁粉发生Fe+2Fe3+3Fe2+,过滤除去剩余铁粉,得到纯净FeCl2溶液,D错误。答案B5把铁放入下列溶液中,铁溶解而溶液质量减小的是()A.FeCl3B.稀硫酸C.NaOHD.CuSO4解析将Fe放入FeCl3溶液中时,因发生反应2FeCl3+Fe3FeCl2而使Fe溶解,但溶液质量增大;将Fe放入稀硫酸中,发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2,Fe溶解,溶液质量增大;将Fe放入NaOH溶液,不发生反应,Fe不溶解;将Fe放入CuSO4溶液,发生反应CuSO4+FeCu+FeSO4,Fe被

4、溶解,置换出Cu,溶液质量减小。答案D6下列叙述正确的是()A.向某溶液中加入KSCN溶液后无明显现象,证明溶液中不含有Fe3+B.FeCl2无法直接通过化合反应而得到C.向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+D.因为在金属活动性顺序中Cu排在Fe后面,故把铜粉加入FeCl3溶液中不发生反应解析FeCl2可由化合反应Fe+2FeCl33FeCl2而得到;判断溶液中含有Fe2+的正确方法是先加入KSCN溶液,溶液不变色(无Fe3+),再通入Cl2后变为红色,从而证明有Fe2+;Fe3+具有较强氧化性,可与Cu发生反应:Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+。答案A7

5、已知下述三个实验均能发生化学反应: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下列判断正确的是()A.实验中铁钉只作还原剂B.实验中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+Fe2+Cu2+解析实验中铁钉作还原剂,氧化性Cu2+Fe2+;实验中Fe2+只表现还原性;实验中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+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。答案A8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。金属钠在纯氧中燃烧

6、FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间FeCl3溶液中滴入KSCN溶液无水硫酸铜放入医用酒精中解析钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2,FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3,FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3,CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。答案9将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有的离子是;铜单质(填“一定”或“可能”)存在。(2)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有的单

7、质是,Fe2+(填“一定”或“可能”)存在。解析本题涉及的反应有:Fe+2FeCl33FeCl2Fe+CuCl2Cu+FeCl2Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述反应。(2)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中一定没有Fe、Cu,一定有Fe2+。答案(1)Fe3+、Cu2+一定(2)Fe、Cu一定10电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是,证明Fe3+存在的现象是。(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:。(3)某工程师为

8、了从使用过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:A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。,。B.请写出相关反应的化学方程式。,。解析从腐蚀铜的废液中回收铜。答案(1)KSCN溶液溶液变成红色(2)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2(3)A.FeFeCl2Fe和CuHClFeCl2Cl2B.CuCl2+FeFeCl2+Cu2FeCl3+Fe3FeCl2Fe+2HClFeCl2+H22FeCl2+Cl22FeCl3能力提升1(2017广东学业水平测试)铁是目前世界上用量最大的金属材料,有关铁及其化合物的说法正确的是()A.磁铁矿的成分是Fe2O3B.Fe

9、2+遇KSCN溶液显红色C.Fe可被冷的浓硝酸钝化D.Fe2+可被还原剂还原为Fe3+答案C2向200 mL 0.1 molL-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.1.44 gB.1.6 gC.2.82 gD.4.36 g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)2Fe(OH)3Fe2O3,根据反应前后铁元素守恒可得所得固体的质量为1.6 g。答案B3将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL-1的氯化铁溶液中

10、,充分反应后,其结果是()A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色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61D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为25解析n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol;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12。答案C4下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()解析C项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成

11、灰绿色,最后变成红褐色。答案C5将8 g Fe2O3投入150 mL某浓度的稀硫酸中,再投入7 g铁粉收集到1.68 L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4 molL-1的NaOH溶液150 mL。则原稀硫酸中H2SO4的物质的量浓度为()A.1.5 molL-1B.0.5 molL-1C.2 molL-1D.1.2 molL-1解析采用终态分析法,铁元素完全沉淀时,溶液中只含有Na2SO4,则有n(Na+)=2n(SO42-),即4 molL-10.15 L=20.15 Lc(H2SO4),解得c(H2SO4)=2 mol

12、L-1。答案C6除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质),将选用的试剂和分离方法填在题后的横线上,并写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。(1)Fe2O3Fe(OH)3;(2)Fe2O3(Al2O3);(3)FeCl3(FeCl2);(4)FeCl2(FeCl3);(5)FeCl2(CuCl2);(6)Fe(Al)。解析(1)根据Fe(OH)3的不稳定性,采用加热的方法,杂质可转化为提纯物;(2)Al2O3能溶于NaOH溶液中,反应后过滤分离;(3)通入Cl2(或加入氯水)使杂质转化为被提纯物;(4)加入铁粉,将杂质转化为被提纯物;(5)加入铁粉,置换出铜,过滤加以分离;(6)

13、Al可以溶于NaOH溶液,反应后过滤。答案(1)加热;2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(2)加入过量的NaOH溶液,过滤;Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O(3)通入足量的Cl2;2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(4)加入足量铁粉,过滤;2Fe3+Fe3Fe2+(5)加入足量铁粉,过滤;Fe+Cu2+Fe2+Cu(6)加入过量的NaOH溶液,过滤;2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H27某研究性学习小组在用CO还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X,有人认为X不一定只是Fe,因为温度不同、受热不匀时生成的Fe3O4也能被磁铁吸引。为了探究X的组成,进行如下实验:

14、.定性检验(1)将固体X溶于盐酸,加入适量的KSCN溶液,若未变为红色,(填“能”或“不能”)表明固体中不含有四氧化三铁,简述理由。(2)某同学采用还原法检验X中是否含有四氧化三铁。按下图装置连接好仪器,检查装置的气密性。B洗气瓶中试剂名称是。打开开关K,点燃C处的酒精灯之前需要排尽装置内的空气,原因是;如何检验装置里空气是否排尽?简述操作方法:。若加热一段时间后,装置D中白色粉末变为蓝色,得出的结论是。.定量测定方法1:沉淀法。按如下流程图转化、称量、计算。(1)操作Z的名称是、转移固体。(2)上述操作中需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有、。(3)写出溶液Y中滴加氯水时发生反应的离子方

15、程式:。(4)通过以上数据,测出黑色粉末X中各成分的物质的量为。方法2:还原法。用足量氢气按上述装置还原W g X,停止加热继续通入氢气直至固体粉末冷却,称得固体粉末质量为m g。(1)停止加热后,继续通入氢气的目的是。(2)根据W与m的大小关系,判断X成分:若W=m,则X为纯铁粉,若X为纯四氧化三铁,则m=;若21W29mW,则X组成为。解析.(1)固体X溶于足量的盐酸,发生的相关反应可能有:Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O,Fe+2FeCl33FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2。在溶液中加入KSCN溶液,未变红色,有两种可能:一种情况是X只含铁粉,无四氧化三铁

16、;另一种情况是四氧化三铁和铁粉共存,铁粉将+3价铁还原成+2价铁。(2)利用氢气还原X,检验产物是否生成水,进而确认X组成,通入的氢气必须纯净,不能带水蒸气,B洗气瓶里装浓硫酸,用于干燥氢气。实验前排尽装置里空气有两个目的:避免氢气与空气混合,受热发生爆炸;避免空气对检验X组成的干扰,氧气与氢气反应生成水。收集气体,验纯,确认装置里空气是否排尽。如果白色硫酸铜粉末变成蓝色,说明X含有四氧化三铁。.方法1:滴加氯水,氯水中氯气氧化亚铁离子生成铁离子。最终红棕色固体是氧化铁,根据铁元素守恒知,氧化铁中铁的质量等于X中铁元素的质量:n(Fe)=3.20 g160 gmol-12=0.04 mol,m

17、(Fe)=0.04 mol56 gmol-1=2.24 g,X中氧元素质量为2.88 g-2.24 g=0.64 g,n(O)=0.64 g16 gmol-1=0.04 mol,氧来源于四氧化三铁,所以n(Fe3O4)=0.01 mol,综上所述,2.88 g X中含有0.01 mol Fe和0.01 mol Fe3O4。方法2:若X是纯四氧化三铁,则Fe3O44O,m=21W29。答案.(1)不能因为四氧化三铁溶于盐酸生成的Fe3+还能被铁单质还原为Fe2+(2)浓硫酸避免氢气与氧气混合受热发生爆炸;排尽空气中氧气防止氧气与氢气反应生成水收集一小试管气体,检验其纯度,若排出的气体纯净,则装置

18、里空气已排尽X中含四氧化三铁.方法1:(1)过滤洗涤(2)烧杯漏斗(3)2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(4)0.01 mol Fe,0.01 mol Fe3O4方法2:(1)避免赤热铁粉被空气中氧气氧化成铁的氧化物(2)21W29铁和四氧化三铁的混合物8为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题:(1)你认为此方案是否合理(填“合理”或“不合理”),若不合理,要检验Fe2+应如何操作(若填“合理”,则此空可不答)。(2)现向一支装有F

19、eCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象是 ,有关的化学方程式为,。(3)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示)。解析本题主要考查Fe3+与Fe2+的相互转化及检验。(1)若先向溶液中通入Cl2,再滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,说明通入Cl2的溶液中含Fe3+,不能证明原未知液是FeCl2,若为FeCl3或FeCl2与FeCl3混合溶液,现象与上述实验完全相同,故应先加KSCN溶液。(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液,会反应生成白色Fe(OH)2沉淀,因Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,故生成物颜色会迅速加深,变为灰绿色,最终变为红褐色Fe(OH)3。答案(1)不合理先加KSCN溶液,无明显现象,再通入氯气,溶液变成红色,则原溶液含有Fe2+(2)出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色FeCl2+2NaOHFe(OH)2+2NaCl4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)2Fe3+Fe3Fe2+9