2020-2021学年高中化学-节末训练6-铁的多样性鲁科版必修1.doc

2020-2021学年高中化学 节末训练6 铁的多样性鲁科版必修1

2020-2021学年高中化学 节末训练6 铁的多样性鲁科版必修1

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- 10 -

节末训练6　铁的多样性
[过易错]
1．下列关于铁的叙述错误的是(　　)
A．纯净的铁是光亮的银白色金属，熔沸点较高
B．铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性
C．铁是地壳中含量最多的金属元素，分布在地壳中的铁有游离态也有化合态
D．纯铁的抗腐蚀能力相当强，在干燥的空气里不易被氧化
解析：地壳中含量最多的金属元素是铝，自然界中游离态的铁主要存在于从天而降的陨铁中。
答案：C
2．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列反应中不涉及铁元素价态变化的是(　　)
A．用还原铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
解析：氢氧化铁受热分解得到氧化铁和水，是非氧化还原反应，铁元素价态不变。其他选项都涉及氧化还原反应，铁元素价态发生变化。
答案：D
3．下列化学反应，生成物中有＋2价铁的是(　　)
①氢氧化铁受热分解　②氯化铁溶液与铁反应　③硝酸银溶液与铁反应　④高铁酸钾(K2FeO4)在溶液中被铁还原
A．①②③　　　　　　 B．②③④
C．①③④ D．①②③④
解析：①2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；③2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋；④K2FeO4含有＋6价铁，它与Fe反应，FeO被还原为Fe2＋，Fe被氧化为Fe2＋。
答案：B
4．下列叙述正确的是(　　)
①铁能被磁铁吸引　②在人体内的血红蛋白中含铁元素　③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3　④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3，所以Fe2O3不是碱性氧化物　⑤Fe(OH)2在空气中加热，可得FeO
A．①②　　　　　　　 B．②④
C．②③④⑤ D．①②⑤

解析：①铁被磁铁所吸引，这是铁的特性。②在人体内的血红蛋白中含有Fe2＋。③Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4。④Fe2O3不溶于水，不与水反应，但它是碱性氧化物。⑤Fe(OH)2在空气中加热，＋2价的Fe具有还原性，加热得到Fe2O3。
答案：A
5．实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的(　　)
A．锌粉 B．铁粉
C．硫酸铁 D．盐酸
解析：实验室配制的FeSO4可被氧化为Fe2(SO4)3，加入铁粉可以把Fe2(SO4)3还原为FeSO4。
答案：B
6．《新修本草》是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”据此推测，“青矾”的主要成分为(　　)
A．FeSO4·7H2O　　 B．CuSO4·5H2O
C．KAl(SO4)2·12H2O D．Fe2(SO4)3·9H2O
解析：FeSO4·7H2O呈绿色，在空气中加热被氧化成红色的Fe2O3，A正确；CuSO4·5H2O俗称蓝矾、胆矾，呈蓝色，且不易被氧化，B错误；明矾为无色晶体，C错误；Fe2(SO4)3·9H2O为灰白色或浅黄色粉末，D错误。
答案：A
7．下列离子方程式正确的是(　　)
A．铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．Fe跟稀盐酸反应2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
解析：A中电荷不守恒，应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；B中违反反应事实，应为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；C中得失电子、电荷均不守恒，应为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：D
8．在硫酸铁溶液中，加入a g铜完全溶解后再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a>c，则下列说法中正确的是(　　)
A．残余固体可能为铁和铜的混合物
B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋
D．残余固体全部是铜
解析：加入的a g铜由于发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋而全部溶解，如果这部分铜在加入b g铁后恰好被全部还原出来，则c应与a相等，现题给条件中知a>c，说明加入的a g铜没有全部被还原，溶液中还有Cu2＋，同时也说明加入的铁不足(否则a g铜将会被全部还原出来)，加入的铁被氧化成Fe2＋；而Fe3＋由于不能与单质铜共存，在溶液中已经不再存在；综上所述，c g残余固体是铜，溶液中还存在Cu2＋、Fe2＋这2种金属阳离子，D项正确。
答案：D
9．下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：Fe3＋与SCN－生成红色Fe(SCN)3，该现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋是否存在，A项错误；通入Cl2后再加入KSCN溶液变为红色，则原溶液是存在Fe2＋还是Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋均含有，都不能确定，B项错误；Fe(OH)3是中学应掌握的唯一红褐色沉淀，C项正确；Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现上述现象，D项错误。
答案：C
10．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是(　　)
A．铁粉完全溶解，溶液中Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1
D．反应后，铁粉仍有剩余
解析：n(Fe)＝＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成0.02 mol×3＝0.06 mol Fe2＋，溶液中剩余0.05 mol－0.02 mol×2＝0.01 mol Fe3＋，故D项叙述不正确。
答案：D
[过疑难]
1．已知某反应中有6种物质：N2O、H2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3、Fe2(SO4)3。
下列说法不正确的是(　　)
A．1 mol氧化剂得到3 mol电子
B．氧化产物为Fe(NO3)3和Fe2(SO4)3
C．参加反应的HNO3中20%做氧化剂
D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
解析：依题意可知，化学方程式为24FeSO4＋30HNO3===8Fe(NO3)3＋8Fe2(SO4)3＋3N2O↑＋15H2O。HNO3转化成N2O,1 mol氧化剂得到4 mol电子，A项错误；铁元素的化合价由＋2价升至＋3价，氧化产物为Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3，B项正确；若参与反应的硝酸有30 mol，则做氧化剂的硝酸为6 mol，C项正确；做氧化剂的HNO3与还原剂FeSO4的物质的量之比为1∶4，D项正确。
答案：A
2．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。下列结论中正确的是(　　)
A．溶液中一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．溶液中一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．溶液中一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．溶液中一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
解析：开始有白色沉淀，一定没有Fe3＋，因Mg(OH)2也是白色故可能有Mg2＋。
答案：D
3．某矿石样品中可能含铁，为确定其成分，进行如下操作(所有操作都在无O2条件下进行)：

下列有关说法正确的是(　　)
A．向溶液乙中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中一定存在
Fe3＋
B．向溶液甲中滴加KSCN溶液，溶液颜色变红，则原矿石样品中一定存在
Fe3＋
C．向溶液乙中滴加少量氢氧化钠溶液，一定出现红褐色沉淀
D．该矿石一定为赤铁矿
解析：A.Cl2能将Fe2＋氧化为Fe3＋，该实验及其现象不能说明原矿石样品中一定存在Fe3＋。B.Fe在盐酸中转化为Fe2＋，Fe3＋在盐酸中不发生变化，该实验及其现象说明原矿石样品中一定存在Fe3＋。C.该矿石可能含铁，则向溶液乙中滴加少量氢氧化钠溶液，不一定出现红褐色沉淀。D.可能含铁的矿石不一定是赤铁矿。
答案：B
4．《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是
(　　)

A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨
B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦
C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦
D．检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩
解析：将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，①、②和⑨都能用到，A不符合；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，用不到⑥，B符合；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，④、⑤和⑦都能用到，C不符合；检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、装KSCN溶液的细口瓶、胶头滴管等，③、⑧和⑩都能用到，D不符合。
答案：B
5．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，混合物中铁元素的质量分数为(　　)
A．81.4% B．77.8%
C．68.6% D．无法计算
解析：用盐酸溶解后，得到的溶液中加KSCN溶液，无血红色出现，说明得到的溶液中溶质是氯化亚铁，即混合物中的铁元素最终全部以氯化亚铁形式存在，HCl的物质的量为1 mol/L×0.1 L＝0.1 mol，根据氯元素守恒，则n(Fe元素)＝n(FeCl2)＝×n(HCl)＝0.05 mol，m(Fe元素)＝0.05 mol×56 g/mol＝2.8 g，根据H元素守恒，生成氢气的物质的量为n(H2)＝＝0.01 mol, Fe与HCl反应生成0.01 mol H2消耗HCl的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，则与氧化物反应的HCl的物质的量为0.1 mol－0.02 mol＝0.08 mol，所以氧化物中含有n(O元素)＝0.08 mol×＝0.04 mol，m(O元素)＝0.04 mol×16 g/mol＝0.64 g，则混合物中铁元素的质量分数为×100%≈81.4%，A项正确。
答案：A
6．某化学学习小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性。请你协助他们完成实验报告。
(1)实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性
(2)实验试剂及仪器：
试剂：氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氯水、KSCN溶液、铁粉、锌片、铜片、稀硫酸
仪器：除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是________。
(3)实验记录(仿照①实验作答，填空)。
序号
实验设计
实验现象
离子方程式
解释与结论
①
在铁粉中滴入稀硫酸
铁粉溶解，溶液由无色变成浅绿色，生成无色无味气体
Fe＋2H＋=== H2↑＋Fe2＋
Fe具有还原性
②
FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，再加氯水
滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成血红色
________
________
③
FeCl2溶液中加入锌片
___
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
________
④
________
________
2Fe3＋＋Cu===
2Fe2＋＋Cu2＋
Fe3＋具有
氧化性
(4)学习小组的同学将从本实验中获得的知识推广到其他类物质的学习，请判断下列物质既有氧化性又有还原性的是________(填序号)。
A．Cl2　　　　　　　 B．Na
C．Mg2＋ D．H2O2
(5)在实验②中，有部分同学在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后，出现了血红色，你认为是什么原因：
_________________________________________________
你对实验员在配制氯化亚铁溶液时，提出的建议是
____________________________________________________________________。
(6)在配制氯化铁溶液时，含有少量Fe2＋，为检验少量Fe2＋的存在，请从下列物质中选择合适的试剂________(填序号)。
A．KSCN溶液 B．稀盐酸
C．KMnO4溶液 D．NaOH溶液
解析：(2)物质的性质实验是取少量试剂进行反应，根据反应现象分析判断性质，故实验是在试管中进行的。
②氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液，再加入氯水，滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成血红色，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，实验证明亚铁离子具有还原性。
③氯化亚铁溶液中加入锌片，锌片溶解，析出铁，溶液从浅绿色变为无色，锌置换出Fe，证明亚铁离子具有氧化性。
④铁离子与硫氰化钾溶液生成血红色溶液，加入铜片后红色褪去，说明铁离子具有氧化性。
(4)物质既有氧化性又有还原性说明元素化合价处于中间价态。A项，Cl2中氯元素化合价可以升高也可以降低，具有还原性和氧化性；B项，Na元素化合价只能升高，具有还原性；C项，Mg2＋中镁元素的化合价只能降低，具有氧化性；D项，H2O2中氧元素化合价可以升高或降低，具有还原性和氧化性。
(5)在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后，出现了血红色，说明亚铁离子被氧化为铁离子，为防止亚铁离子被氧化，需要加入少量铁粉。
(6)KSCN溶液和亚铁离子不反应，故A不符合；稀盐酸不能检验亚铁离子的存在，故B不符合；KMnO4溶液可以氧化亚铁离子，而使本身褪色，故C符合；NaOH溶液和铁离子反应生成红褐色沉淀，和亚铁离子反应生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应现象不易分辨，故D不符合。
答案：(2)试管
(3)②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　Fe2＋具有还原性
③溶液的浅绿色逐渐褪去　Fe2＋具有氧化性
④FeCl3溶液中加入KSCN溶液，再加Cu片　滴入KSCN溶液呈血红色，加入Cu片，血红色消失
(4)AD
(5)氯化亚铁溶液中的Fe2＋被氧化　配制氯化亚铁溶液时要加入少量的铁粉
(6)C
7．已知有以下物质相互转化：

试回答：
(1)B的化学式：________；D的化学式：________。
(2)写出由E转化成F的化学方程式_____________________________________。
(3)常用________(填试剂名称)检测G中的阳离子，其现象为__________________
(4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为_________________________。
解析：根据流程图，推知D溶液为KCl溶液，H为AgCl，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为FeCl3，然后根据图中物质间的转化关系，推知A为Fe，B为FeCl2，C为KOH。
答案：(1)FeCl2　KCl　(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3　(3)KSCN溶液　棕黄色溶液变为红色　
(4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
8．某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案，实验装置如图所示。

(1)在试管B中加入NaOH溶液，加热煮沸1～2 min立即加入2 mL液体石蜡，该操作的目的是__________________________________________。
(2)在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉，试分析铁粉过量的原因：________________________________________________________________________。
(3)连接好导管，同时打开活塞，当铁粉与稀硫酸反应平稳时，关闭活塞，这时试管A中的现象是________________，产生该现象的原因是________________。试管B中的现象为____________________________________________。
(4)若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气，发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
答案：(1)除去溶解在NaOH溶液中的O2，并防止O2再进入溶液　(2)保证溶液中不存在Fe3＋　(3)溶液经导管进入试管B　生成的H2使试管A、B内产生了压强差　产生白色沉淀　(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3