资源描述
铁及其重要化合物
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列关于铁的叙述中正确的是( )
①铁能被磁铁吸引,纯铁易锈蚀
②在人体的血红蛋白中含有铁元素
③铁位于周期表的第4周期ⅧB族
④铁能在氧气中剧烈燃烧,但不能在水蒸气中燃烧
⑤铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3
⑥不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3
A.①③ B.②④ C.②⑤ D.④⑥
答案:B
解析:①纯铁不易锈蚀;③Fe位于Ⅷ族,而不是ⅧB族;⑤当铁过量时可生成Fe(NO3)2;⑥可以通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3:2FeCl3+Fe3FeCl2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
2.(2015山东威海检测)下列反应最终能生成Fe3+的化合物的是( )
①过量Fe与HNO3 ②铁丝在硫蒸气中燃烧 ③向FeBr2溶液中通入Cl2 ④铁与CuCl2溶液反应 ⑤Fe(OH)2露置于空气中
A.①②③ B.①③⑤ C.③④ D.③⑤
答案:D
解析:①过量Fe与HNO3发生反应产生Fe(NO3)2,不能生成Fe3+的化合物,错误;②铁丝在硫蒸气中燃烧产生FeS,不能生成Fe3+的化合物,错误;③由于还原性:Fe2+>Br-,所以向FeBr2溶液中通入Cl2一定会产生Fe3+,正确;④铁与CuCl2溶液发生置换反应产生Fe2+,错误;⑤Fe(OH)2露置于空气中会被氧化产生Fe(OH)3,正确。
3.(2014安徽理综)下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,K+、Fe2+、C6H5OH、Br-可以大量共存
B.和KI溶液反应的离子方程式:Fe3++2I-Fe2++I2
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++S+Ba2++3OH-Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.1 L 0.1 mol·L-1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2 g Fe〚导学号95380206〛
答案:D
解析:Fe3+与会形成络合物,不能大量共存,A项错误;B项,得、失电子不守恒,应为:2Fe3++2I-2Fe2++I2,B项错误;C项参加反应的离子计量关系不匹配,应为2Fe3++3S+3Ba2++6OH-2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,C项错误;因为Zn过量,最终Fe3+全部生成Fe单质可知:0.1 mol·L-1×1 L×2=0.2 mol的Fe3+与足量的Zn反应可得到0.2 mol Fe,即11.2 g,所以D项正确。
4.(2015陕西安康调研)A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是( )
A.物质B是H2 B.物质C是Cl2
C.物质D是FeCl2 D.物质F是FeCl2
答案:D
解析:将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,则D为FeCl3;结合转化关系,根据A为固体单质,B、C为气体单质,则A为Fe,B为Cl2,F为FeCl2;由于B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E,则C为H2,E为HCl。
5.(2014上海化学)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出〚导学号95380207〛
答案:B
解析:如果Fe粉恰好把Fe3+反应完,A、C、D选项错误。
6.某同学欲探究铁及其化合物的性质,他的下列实验方案可行的是( )
A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活泼性
B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体
C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液制备FeSO4·6H2O晶体
D.将Cu粉加入Fe(NO3)3溶液中:验证Fe3+的氧化性强于Cu2+
答案:D
解析:热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中,不能用于探究铁的活泼性,故A项方案不可行;将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故B项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液,一方面氧气可将FeSO4氧化,另一方面会得到不含结晶水的化合物,故C项方案不可行;将Cu粉加入Fe(NO3)3溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D项方案可行。
7.(2016河南检测)根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
①向溶液中通入CO2,②继续通入CO2至过量
①溶液变浑浊,②浑浊不消失
原溶液一定是
Na[Al(OH)4]溶液
B
①向溶液中加入KSCN溶液,②滴入一定量盐酸
①溶液无明显现象,②溶液变为红色
原溶液中可能含有Fe2+、N
C
用洁净铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液一定是钠盐溶液
D
向溶液中加入盐酸
产生的气体使澄清石灰水变浑浊
原溶液中一定含有C
〚导学号95380208〛
答案:B
解析:若向饱和碳酸钠溶液中通入CO2生成碳酸氢钠;碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,会出现溶液变浑浊且不消失的现象,A项错误;酸性条件下,N具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项正确;焰色反应为黄色的溶液不一定是钠盐溶液,还可能是氢氧化钠溶液,C项错误;能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的离子还可能是HC、S、HS等,D项错误。
8.将一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 2 mol·L-1硝酸中,反应完全后生成1.12 L NO(标准状况),再向反应后的溶液中加入1 mol·L-1 NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液的体积最少是( )
A.450 mL B.500 mL
C.400 mL D.不能确定
答案:A
解析:本题涉及的反应较多,且铁最终是以Fe(OH)3还是以Fe(OH)2的形式沉淀难以确定;硝酸是否过量也不能确定,计算较困难。但若从NaOH的角度考虑,加入的NaOH恰好使铁元素完全沉淀,最终的溶液为硝酸钠溶液。不难得出:n(NaOH)=n(N)=n(HNO3)-n(NO)=0.25 L×2 mol·L-1-0.05 mol=0.45 mol,V(NaOH)=0.45 L=450 mL。
9.在含有Fe3+、Fe2+、Al3+、N的稀溶液中加入足量Na2O2固体,充分作用后,再加入过量稀盐酸,完全反应,则离子数目没有明显变化的是( )
A.Fe3+、Al3+ B.Al3+
C.Fe2+、N D.Fe3+
答案:B
解析:溶液中加Na2O2:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Fe2+转变为Fe3+,Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀析出,Al3+转变为[Al(OH)4]-,N转变为NH3,N减少。没有过滤,再加入过量稀盐酸,Fe(OH)3沉淀转变为Fe3+,所以Fe2+减少,Fe3+增多,[Al(OH)4]-再转变为Al3+,几乎不变。
10.(2016云南月考)在一定条件下,按下列物质的量关系进行反应,其对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是( )
A.n(Cl2)∶n(Fe)=5∶4 5Cl2+4Fe2FeCl2+2FeCl3
B.n(Cl2)∶n(FeBr2)=1∶1 Fe2++2Br-+Cl2Fe3++Br2+2Cl-
C.n(Mn)∶n(H2O2)=2∶3 2Mn+3H2O2+6H+2Mn2++4O2↑+6H2O
D.n(Fe)∶n[HNO3(稀)]=1∶3 4Fe+12H++3N3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
答案:D
解析:铁与氯气反应只生成氯化铁,化学方程式:3Cl2+2Fe2FeCl3,A项错误;n(Cl2)∶n(FeBr2)=1∶1,反应的离子方程式:2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++Br2+4Cl-,B项错误;n(Mn)∶n(H2O2)=2∶3,过氧化氢被氧化成氧气,方程式中一定满足:n(H2O2)=n(O2),正确的离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O,C项错误;n(Fe)∶n[HNO3(稀)]=1∶3,反应生成亚铁离子和铁离子,反应的离子方程式为4Fe+12H++3N3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O,D项正确。
二、非选择题(本题共4个小题,共50分)
11.(14分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。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(或过氧化氢、稀硝酸等合理氧化剂) 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·H2OFe(OH)3↓+3N]
(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,再滴加氯水(或过氧化氢、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·H2OFe(OH)3↓+3N]。
(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)=÷10 g=0.07a g。
12.(10分)Ⅰ.(2015天津理综)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是 。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)
。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,则该溶液的pH约为 。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
Cl+ Fe2++ Cl-+
Fe3++
Ⅱ.(2014山东理综)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是
(用离子方程式说明)。
答案:Ⅰ.(1)Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质 2Fe3++Fe3Fe2+
(2)①2 ②1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
Ⅱ.不能 Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+3Fe2+)
解析:Ⅰ.(1)FeCl3在水中可水解:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,Fe(OH)3胶体具有强吸附性,可使水中的悬浮颗粒沉降下来。FeCl3中Fe3+具有较强氧化性,可与Fe反应:2Fe3++Fe3Fe2+。
(2)①运用电荷守恒可得:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-),代入数据可得c(H+)=0.01 mol·L-1,则pH=2。
②运用化合价升降法及电荷守恒可得配平后的离子方程式为Cl+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O。
Ⅱ.混合物中即使含有Fe2O3,Fe2O3溶于酸后生成的Fe3+与反应生成的Fe发生氧化还原反应生成Fe2+,因此不能证明反应后固体是否含Fe2O3。
13.(2015济南检测)(12分)实验室有一包暗红色粉末样品可能是MgCO3、Fe2O3和FeO的混合物。经测定后,结论是不存在FeO。
Ⅰ.某学生想自己设计实验方案,以证明样品中确实没有FeO。除样品外,实验室只提供以下试剂:KMnO4溶液、稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液,请你描述实验操作的步骤、实验现象和结论:
。
Ⅱ.测定混合物中Fe2O3的含量
实验室可用多种方法测定上述样品中Fe2O3的质量分数,某同学准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验,以测定Fe2O3的质量分数。
请回答下列问题:
(1)盛装盐酸的仪器的名称是 ,装置的连接顺序是 → → → (填图中序号字母,各仪器只能选用一次)。
(2)实验过程中需要持续通入空气,其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外,还有一个重要作用是 。
(3)为提高测定的准确度,在B中最应加入的物质是下列各项中的 (填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液
b.蒸馏水
c.浓硫酸
d.NaOH溶液
(4)在进行实验方案评价时,有同学认为不必测定A中沉淀的质量,而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差,就能完成实验要求。实验证明,若用此法测得Fe2O3的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案:Ⅰ.取少量样品于试管中,加入稀硫酸溶解,再加入少量KMnO4溶液,溶液不退色,说明样品中没有FeO
Ⅱ.(1)分液漏斗 B D A C
(2)将D中生成的CO2全部赶入A装置中
(3)d
(4)偏小
解析:Ⅰ.首先要把固体溶解,加入硫酸,Fe2+具有还原性,会和高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液退色。
Ⅱ.(1)通过测量MgCO3与HCl反应生成二氧化碳的量来求MgCO3的质量,为避免空气中的二氧化碳影响实验,先把装置中的空气排净,防止空气进入A装置,应该在后面加上C装置。(2)为了实验的准确性,应该把装置中生成的二氧化碳全部都赶入到A装置中。(3)B装置的作用是吸收空气中的二氧化碳,d正确。(4)因为装置中的水蒸气也会使A增重,所以会使测得的MgCO3的质量分数增大,Fe2O3的质量分数减小。
14.(2014北京理综)(14分)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol·L-1 FeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
Ⅰ
x≥a
电极附近出现黄色,有气泡产生
有Fe3+、有Cl2
Ⅱ
a>x≥b
电极附近出现黄色,无气泡产生
有Fe3+、无Cl2
Ⅲ
b>x>0
无明显变化
无Fe3+、无Cl2
(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是 。
(2)Ⅰ中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应:
。
(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有 性。
(4)Ⅱ中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
Ⅳ
a>x≥c
无明显变化
有Cl2
Ⅴ
c>x≥b
无明显变化
无Cl2
①NaCl溶液的浓度是 mol·L-1。
②Ⅳ中检测Cl2的实验方法:
。
③与Ⅱ对比,得出的结论(写出两点): 、
。
〚导学号95380209〛
答案:(1)溶液变红
(2)2Cl--2e-Cl2↑,Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+
(3)还原
(4)①0.2
②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝
③通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立
通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电
解析:(2)Cl-在阳极放电,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,生成的氯气将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(4)①因为是对比实验,故Cl-浓度应与电解FeCl2溶液的相同,即为0.1 mol·L-1×2=0.2 mol·L-1;③与Ⅱ对比可知,电解氯化亚铁时,电压较大时氯离子放电产生氯气;电压较小时,氯离子不放电,还原性:Fe2+>Cl-。
6
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
