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文档简介
1、.高考化学铁及其化合物考点例析及高分冲刺强化训练I、考点例析【基本考点自查及例析】考点聚焦1知道铁及其化合物的物理性质。2了解铁及其化合物的化学性质3了解Fe3+的氧化性,认识Fe3+ +和Fe2+之间的相互转化4学会Fe3+ -的检验方法5了解Fe(OH)3的制备方法及其受热分解。知识梳理一、 铁元素的原子结构与自然界的存在铁元素位于周期表周期族,其电子排布式为 ,原子结构示意图为 :在自然界中主要以 形式存在,如磁铁矿(主要成分为 )、赤铁矿(主要成分为 )。二、 铁的性质1、物理性质:银白色光泽、密度大,熔沸点高,延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。思考:纯铁抗蚀能力特别强,而我们常
2、见的铁并非如此,为什么?2、化学性质铁是 的金属,通常显+2、+3价思考:比较Fe3+与Fe2+的电子排布式,谁稳定?(1)与非金属单质反应与O2反应: 与Cl2反应: 与S反应: (2)与水反应与水蒸汽反应 常温下,铁与水不起反应,但潮湿的空气里,铁易被腐蚀,形成铁锈。反应方程式为: 、 (3)与酸反应非氧化性酸(如稀硫酸、盐酸)现象: 反应离子方程式: 氧化性酸:常温下,铁遇浓硫酸、浓硝酸会 。(a) 与过量稀HNO3反应 (b) 过量的Fe与稀 HNO3反应 (c) 与浓HNO3共热 (4)与盐溶液反应与CuSO4反应: 与FeCl3反应: 思考:铁与其他物质反应时,何时生成+2价铁的化
3、合物?何时生成+3价铁的化合物?三、 铁的化合物1、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4名称(俗名)色、态溶解性都难溶于水金属价态与HCl反应与HNO3反应与HI反应与还原剂(高温)H2COAl稳定性用途2、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2 Fe(OH)3 名称物理性质色、态水溶性酸碱性与酸反应盐酸硝酸稳定性实验室制备思考: 如何避免制取Fe(OH)2时Fe2+被氧化变质?如何制备氢氧化铁胶体?3、Fe2+、Fe3+的性质及检验(1)Fe2+ 的性质水溶液是 色与KSCN溶液 ,再滴 则变红与反应 现象: 反应方程式: 、 既有 又有 ,但主要体现 。Fe2+ 可被强氧化剂(如 )可将F
4、e2+氧化成Fe3+。(2)Fe3 +的性质水溶液是 色与KSCN溶液 ,反应方程式 与反应 现象: 反应方程式: 只有 性,Fe3+可被还原剂(如 )可将Fe3+还原成Fe2+。Fe3+有较强水解能力。水解方程式为: 思考:能用加热蒸发FeCl3溶液得获得FeCl3固体吗?Fe2(SO4)3呢?Fe3+与 、能共存吗?(3)Fe2+、Fe3+的检验检验Fe2+的方法:(a)KSCN法:先滴加KSCN溶液,若溶液不显血红色,再滴加氯水,若溶液显血红色。说明原溶液中有Fe2+。(b)碱液法:现象 检验Fe3+的方法(a)KSCN法: 现象 (b)碱液法: 现象 (c)苯酚法: 现象 试题枚举【例
5、1】在铁和铜的混合物中,加入不足量的稀硝酸,反应后剩余金属m1g;再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后 ,剩余金属m2g,则m1和 m2之间的关系是( )Am1一定大于m2 B.m1 可能等于m2C.m1一定等于m2 C.m1 可能大于m2 解析: m1g金属中的金属有两种情况(1)只有铜(2)铜、铁都有,加入稀硫酸后,若认为稀硫酸只和铁反应,则会选择B、C。其实加入稀硫酸后,原溶液中的NO3-和稀硫酸中的H+共存,相当于有稀硝酸,则铜、铁都可继续反应。答案:A 【变式】将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是A硫酸 B氯水 C硝酸锌 D氯化铜答案:C【例2】 一定量的Fe和
6、Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L硝酸溶液中,反应完全后,生成1.12 L NO(标况),再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液体积最少是( )A、450 ml B、500 ml C、400 ml D、不能确定解析: 本题涉及到的反应较多,况且铁最终是以Fe (OH)3还是 Fe (OH)2形式沉淀,难以确定;硝酸是否过量也不能确定,看来计算很困难。但若从NaOH考虑,加入的NaOH恰好使铁元素沉淀,溶液为硝酸钠溶液。不难得出: n(NaoH)=n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO)= 0.25L2 mol/L0.5 m
7、ol=0.45mol V(NaoH)=0.45L=450 ml答案: A【变式】 在由Fe、FeO、和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448mL气体(标准状况),此时溶液中无Fe3+离子,则下列判断正确的是( )A混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为1:1:3B反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量浓度之比为1:2C混合物里,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多D混合物里,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多【例3】下列离子方程式书写正确的是( )A向溴化亚铁溶液中通入过量
8、氯气:Fe2+2Br-+2Cl2=Fe3+ + Br2+ 4Cl B三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3+3NH3H2O = Fe(OH)3+3NH4+C硫化亚铁与盐酸反应 +2H+=H2SD过量铁粉与稀HNO3反应:Fe+4H+NO3= Fe3+NO+2H2O解析: Cl2与FeBr2溶液反应,由于还原性Fe2Br,Cl2应先氧化Fe2,待Fe2被氧化完全后再氧化Br。当Cl2少量时,离子方程式为:Cl2 +2Fe2 =2Fe3 +2 Cl,当过量时:离子方程式为:3 Cl2 +2Fe2+4Br= 2Fe3 +6Cl+2Br2, 所以A错。铁与稀HNO3反应,当Fe少量时,离子方程式为: Fe
9、+4H+NO3= Fe3+NO+2H2O;当Fe过量时,离子方程式为: 3Fe+8H+2NO3= 3Fe2+2NO+4H2O,所以D错。C项FeS为难溶物,不能拆开写成离子形式。答案: B【变式】下列各组离子一定能大量共存的是A在含大量Fe3+的溶液中 NH4+、Na+、SCN B在强碱性溶液中 Na+、K+、 C在c(H+)=1013molL1的溶液中 NH4+、Al3+、 、D在pH=1的溶液中 K+、Fe2+、答案:B【例4】在铁和氧化铁的混合物15g中加入150mL稀H2SO4放出氢气1.68L(标准状况)。当反应停止后,铁和氧化铁均无剩余,且溶液中无Fe3+存在。为了中和过量H2SO
10、4,并 使Fe2+完全转化为Fe(OH)2沉淀,共耗用3 mol/L NaOH,溶液200mL。求:混合物中铁和氧化铁各多少克?稀H2SO4的物质的量浓度为多少? 解析:(1)解:设铁和氧化铁的物质的量分别为x和y,则x56g/mol+y160 g/mol15g由得失电子守恒得,x2y2+1.68L/22.4L/mol2解得:x0.25mol, y0.05mol.即m(Fe)0.25mol56g/mol7g, m(Fe2O3)0.05mo l160g/mol8g(2)在铁和氧化铁的混合物中加入稀H2SO4反应停止后,溶液中的溶质主要是H2SO4 和FeSO4。由电荷守恒知:硫酸中的硫酸根离子最
11、后完全和钠离子结合在一起。n(H2SO4)1/23 mol/L0.2L0.3molc(H2SO4)0.3 mol/0.15L2 mol/L【考点荐入及例析】一. 重点、难点1、了解过渡金属铁、铜在周期表中的位置。2、掌握铁和铜及其重要化合物的主要性质、相互转化及其应用。3、掌握铁的氢氧化物的性质和制备。4、掌握“铁三角”的相互转化关系。5、掌握Fe2、Fe3的除杂、鉴别、分离。6、掌握含Fe2、Fe3的混合物的有关计算。二. 考点分析人类用铁已有好几千年的历史,铁元素在地壳中含量虽次于Al,居第四位,但在已发现的八十多种金属中用量最多、应用最广泛的还是铁。铁是人体键康和植物生长所必需的元素之一
12、。(一)铁1、铁的位置和结构(1)位置:铁位于第四周期第VIII族,是过渡金属元素的代表,铁元素是一种变价元素,通常显示2价、3价,其化合物及其水溶液往往带有颜色。(2)原子结构:铁原子最外层有2个电子,次外层有14个电子(未达到饱和结构)。当Fe与弱氧化剂(如I2、S、Fe3,Cu2、H等)反应时,只失去最外层上的2个电子,形成Fe2;当Fe与强氧化剂(如Cl2、Br2、硝酸等)反应时,还能进一步失去次外层上的一个电子,形成Fe3。(3)存在:铁元素在自然界中的存在形式有游离态和化合态,游离态只有从太空中掉下的陨石中才能发现。2、铁合金(1)生铁:一般地说,含碳量在2%4.3%的铁的合金叫做
13、生铁。生铁里除含碳外,还含有硅、锰以及少量的硫、磷等,它可铸不可锻。根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。(2)钢:一般地说,含碳量在0.03%2%的铁的合金叫做钢。钢坚硬有韧性、弹性,可以锻打、压延,也可以铸造。钢的分类方法很多,如果按化学成分分类,钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢就是普通的钢。合金钢也叫特种钢,是在碳素钢中适当地加入一种或几种,如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。【总结比较】生铁与钢的比较铁的合金生铁钢含碳量2%4.3%0.03%2%其它杂质含硅、锰、硫、磷较多含硅、锰少量,硫和磷几乎没有机械性能硬而脆、
14、无韧性硬而韧、有弹性机械加工可铸不可锻可铸、可锻、可压延3、铁的物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。4、铁的化学性质铁在金属活动性顺序表中排在氢的前面,是较活泼的金属元素。(1)与非金属的反应与氧气反应:在常温干燥的空气中不易与氧气反应,在纯氧中剧烈反应生成四氧化三铁,在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀。3Fe2O2Fe3O4与卤素单质反应:与氯气、溴单质反应生成三价铁,与碘单质反应生成二价铁。2Fe3Cl22FeCl32Fe3Br22FeBr3FeI2FeI2(2)与酸反应与非氧化性酸反应生成亚铁离子
15、和氢气。Fe2HClFeCl2H2遇冷的浓硫酸和浓硝酸产生钝化现象。与氧化性酸反应不产生氢气,且铁被氧化为三价铁离子。(3)与水的反应:常温下铁与水不反应,在高温时可发生反应生成四氧化三铁。3Fe4H2OFe3O44H2(4)与某些盐溶液的反应:FeCu2Fe2Cu Fe2Fe33Fe2(二)铁的氧化物(三)铁的氢氧化物的比较Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色,难溶于水的固体红褐色,难溶于水的固体化学性质(1)与非氧化性强酸反应Fe(OH)22HFe22H2O(2)与氧化性酸反应3Fe(OH)210HNO33Fe(NO3)3NO8H2O(3)空气中放置被氧化4Fe(OH)22H2OO24
16、Fe(OH)3(1)与酸反应Fe(OH)33HFe33H2O(2)受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制备(1)煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气(2)煮沸NaOH溶液,赶走溶解的氧气(3)配制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉(4)用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe22OHFe(OH)2将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中Fe33OHFe(OH)3(1)氢氧化亚铁的制备:Fe(OH)2和Fe(OH)3从溶液中析出的现象不同,前者是白色絮状沉淀,后者是红褐色沉淀。由于Fe(OH)2极不稳定,易被氧化成Fe(OH)3,反应现象是:白色灰绿色红褐色。因Fe(OH)2在空气中易氧
17、化,4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟,在实验室制取Fe(OH)2时,一定要用新制的Fe2盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液,且滴管末端插入试管内的液面下,再滴加NaOH溶液,也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以减少Fe(OH)2与O2接触。关于Fe(OH)2制备的方法很多,核心问题有两点,一是溶液中的溶解氧必须除去,二是反应过程必须与O2隔绝。(2)氢氧化铁胶体的制备向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得,FeCl3不宜过多,浓度不宜过大,加热时间不宜过长,否则容易产生沉淀。(四)Fe2和Fe3之间相互转化二价铁盐在水溶液中
18、呈浅绿色,二价铁盐既有氧化性又有还原性,以还原性为主。亚铁盐溶液在保存时,应在溶液中放少量铁粉以防其被氧化,同时滴加少量的相应酸以防其水解。Fe3在无水时呈淡紫色,在水溶液中以Fe (H2O)63形式存在而呈黄色,在结晶水合物中如FeCl36H2O,也以Fe (H2O)63形式存在而使晶体呈棕褐色。从Fe、Fe2和Fe3的结构可知:Fe只有还原性,Fe3通常只有氧化性,Fe2既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化。1、Fe2Fe3(1)2Fe2Cl22Fe32Cl(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)。(2)4Fe
19、2O24H4Fe32H2O(亚铁盐溶液在空气中容易变质,如绿矾露置于空气中则是:12FeSO43O24Fe2(SO4)32Fe2O3)(3)3Fe2NO34H3Fe32H2ONO(4)5Fe2MnO48H5Fe34H2OMn22、Fe3Fe2(1)2Fe3S22Fe2S(如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊,滤去沉淀则滤液为浅绿色;如加入过量的Na2S溶液,则又有黑色沉淀生成(FeS),向Fe3溶液中通入H2S气体的离子方程式为:2Fe3H2S2Fe22HS)(2)2Fe3SO32H2O2Fe2SO422H(3)2Fe3Fe3Fe2(在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防
20、止Fe2被氧化为Fe3)(4)2Fe3Cu2Fe2Cu2(电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应)(5)2Fe32I2Fe2I23、Fe2和Fe3的检验(1)Fe2的检验:方法一:滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变血红色。方法二:滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。(2)Fe3的检验:方法一:滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液,溶液立即变为血红色。方法二:滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。【典型例题】例1. 实验室配制和保存FeSO4溶液,应采取的正确措施是 ()把蒸馏水煮沸,以赶走水中溶解的O2 溶解时加入少量稀H2SO4
21、加入少量还原铁粉,并充分振荡 加入少量盐酸A. B. C. D. 分析:FeSO4易被空气中的氧气氧化,配制用的水尽可能赶走O2,加入Fe粉使被氧化成的Fe3还原为Fe2,加少量稀H2SO4抑制FeSO4水解。若加入盐酸则会引进Cl杂质。答案A。例2. 制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为:2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后下列结果不可能出现的是( )A. 烧杯中有铜无铁B. 烧杯中有铁无铜 C. 烧杯中铁、铜都没有D. 烧杯中铁、铜都有分析:把Fe、Cu加入到FeCl3溶液里,因Fe的还原性大于Cu,首先发生Fe
22、和FeCl3的反应:Fe2FeCl33FeCl2,把Fe完全氧化后,若FeCl3还有剩余,则发生的是Cu与FeCl3的反应:Cu2FeCl32FeCl2CuCl2,因此不能出现有Fe无Cu的现象。由于没有告诉Fe、Cu、FeCl3各自的物质的量,其他A、C、D选项中的现象都有可能出现。答案B。例3. 证明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A. 先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色B. 先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色C. 滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后呈红褐色D. 只需滴加KSCN溶液分析:先加KSCN溶液若不变红,则可证明无Fe3;再滴加氯水
23、立即呈红色,则可证明原溶液中有Fe2。Fe2遇SCN无明显变化,滴加氯水后,Fe2被氧化生成Fe3,Fe3与SCN结合使溶液变红了,故B是正确的实验方法。答案B。例4. 冶炼金属一般有下列四种方法:焦炭法;水煤气(或氢气,或一氧化碳)法;活泼金属置换法;电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(I)火烧孔雀石炼铜;(II)湿法炼铜;现代有(III)铝热法炼铬;(IV)从光卤石中炼镁,对它们的冶炼方法的分析不正确的是 ()A. (I)用B. (II)用 C. (III)用D. (IV)用分析:本题考查金属的冶炼方法。对于(I)(II)(III)(IV)发生的反应分别是:(I)孔雀石的主要成分是碱
24、式碳酸铜。Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2O C2CuO2CuCO2,符合:(II)FeCuSO4FeSO4Cu,符合:(III)2AlCr2O3 Al2O32Cr,符合:(IV)光卤石的主要成分MgCl2KCl6H2O。先从光卤石中提取MgCl2,再电解MgCl2:MgCl2(熔解) MgCl2,符合:。答案B。例5. 将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中Fe3和Fe2的物质的量浓度相等,则已反应的Fe3和未反应的Fe3的物质的量之比是A. 23B. 32C. 12D. 11分析:Fe和FeCl2溶液发生反应的离子方程式为:Fe2Fe33Fe2。在同一溶液中和Fe2的物质
25、的量浓度相同,即物质的量相同。设已反应的Fe3为a mol,则生成的Fe2为mol,故未反应的Fe3也是 mol。所以有a23。答案A例6. 中学化学中几种常见物质的转化关系如下:将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题:(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围: 。(2)A、B、H的化学式:A 、B 、H 。(3)H2O2分子的电子式: 。写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式: 。(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象: 。(5)在C溶液中加入与C等物质的量的,恰好使C转化为F,写出该反应的离子方程式: 。分析:本题为推断题,侧重考查对铁及化合物、过氧化钠等知识的
26、掌握,以及电子式、离子方程式的书写,氧化还原和胶体的知识等,属学科内综合题。本题的突破口是将D溶液滴入沸水中得到的F为分散质的红褐色胶体,可推知F为氢氧化铁胶体,则D为硫酸铁、C为硫酸亚铁、A为铁、B为硫化铁、E为硫酸铵。然后回答有关问题。答案:(1)(2)Fe FeS (稀)(3) (4)取少量E于试管中,用胶头滴管滴入溶液,加热试管,可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝。(或其他合理答案)(5)例7. 聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3必须先还原为Fe2
27、。实验步骤如下:(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有 。a. 容量瓶b. 烧杯 c. 烧瓶(2)步骤II取样分析溶液中的Fe2 、Fe3 的含量,目的是 。a. 控制溶液中Fe2与Fe3的含量比 b. 确定下一步还原所需铁的量c. 确定氧化Fe2所需NaClO3的量 d. 确保铁的氧化物酸溶完全(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下:6FeSO4NaClO33H2SO43Fe2(SO4)3NaCl3H2O若改用HNO3氧化,则反应方程式如下:6FeSO42HNO33H2SO43Fe2(SO4)3NO4H2O已知1mol HNO3价格为0.16元、1mol NaC
28、lO3价格为0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊,利是 ,弊是 。聚合硫酸铁溶液中SO42与Fe3 物质的量之比不是32。根据下列供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42与Fe3物质的量之比。(4)测定时所需的试剂 。a. NaOH b. FeSO4 c. BaCl2 d. NaClO3(5)需要测定_和_的质量(填写化合物的化学式)_ _。(6)选出测定过程中所需的基本操作(按操作先后顺序列出)。a. 萃取、分液b. 过滤、洗涤c. 蒸发、结晶d. 冷却、称量 e. 烘干或灼烧分析:本题是新工艺新材料题型,这部分题目的共同特点是起点高、落点低,实质都是对双
29、基知识的考查,但又体现理论与实践相结合、并用理论指导实践的意识。(1)考查了浓溶液稀释所需的主要仪器。(2)是化工生产和实验时常常进行的一项操作取样分析,目的是为下一步操作提供可靠的理论保障和数据。(3)工业生产要考虑原料的廉价问题,同时还要考虑到环境问题。用硝酸虽然成本较低但产生的有害气体会污染环境。(4)和(5)是常见离子Fe3和SO42的定量检测。(6)对基本实验操作进行考查。答案:(1)b (2)a c (3)利:原料成本较低弊:产生的气体对大气有污染 (4)a c (5)Fe2O3、BaSO4 (6)b e、d例8. 某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产
30、物进一步制取FeCl36H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)(1)装置B中发生反应的化学方程式是 。(2)装置E中的现象是 。(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。简述检验滤液中Fe3的操作方法: (4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl36H2O晶体,设计流程如下:滤液溶液晶体步骤I中通入Cl2的作用是 。步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl36H2O晶体的主要操作包括: 。该流程中需保持盐酸过量,主要原因是(结合离子方程式简要说明) 。分析:本题源于教材铁和水蒸气的反应,但又高于教材,不仅要掌握铁和水蒸气反应原理,还有氢气还原氧化铜的反应、
31、三价铁的检验以及三氯化铁的水解等有关知识,重点考查了利用所学知识解决实际问题的能力。(1)因A中产生的水蒸气通过灼热的铁粉时生成四氧化三铁和氢气,即可写出反应的化学方程式;(2)由B中生成的氢气通过干燥进入E,与氧化铜发生反应生成红色的铜和水蒸气,现象为黑色固体变红,右端管壁有水珠生成;(3)由于B中生成四氧化三铁,与盐酸反应生成二、三价铁,可用硫氰化钾进行检验;(4)由于(3)中含有二价铁,通入氯气可将其氧化,生成的三氯化铁容易水解,浓缩结晶时应加盐酸抑制其水解。答案:(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)黑色固体变红,右端管壁有水珠(3)取少量滤液,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液
32、是否变红色(4)将Fe2氧化成Fe3;加热浓缩。冷却结晶,过滤。,过量盐酸抑制水解【高考真题演练】1(07海南卷)下列有关生铁炼钢的叙述错误的是( )A.添加必要的元素,改善钢材的组织结构和性能B.适当降低生铁中的含碳量,除去大部分硫、磷等杂质C.加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧D.除去生铁中的非金属元素2(07广东)下列说法正确的是( )A.所有不锈钢都只含有金属元素B.我国流通的硬币材质是金属单质C.广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁3(07重庆卷)用过量的H2SO4、NaOH、NH3H2O、NaCl等溶液,按图所示步骤分开五种离子,则
33、溶液、是( )A.NaCl NaOH NH3H2O H2SO4B.H2SO4 NaOH NH3H2O NaClC.H2SO4 NH3H2O NaOH NaCl D.NaCl NH3H2O NaOH H2SO44(05上海卷)某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)A0.4mol/L B0.6mol/LC0.8mol/L D1.0mol/L加热通电5(05上海卷)下列金属冶炼的反应原理,错误的是加热高温A2NaCl(熔融) 2NaCl2 BMgOH2 MgH2OCFe3O44
34、CO 3Fe4CO2 D2HgO 2HgO26(05江苏卷)下列除去杂质的实验方法正确的是A除去CO中少量O2:通过灼热的Cu网后收集气体B除去K2CO3固体中少量NaHCO3:置于坩埚中加热C除去苯中溶有的少量苯酚:加入适量浓溴水反应后过滤D除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2:加入稍过量双氧水后放置 7(05天津卷)下列除杂质的方法不可行的是A用过量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+B将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2C用新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中的少量水D用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO38(06上海卷)下列物质能通过化合反应直接制得的是 FeCl2 H
35、2SO4 NH4NO3 HCl A只有 B只有 C. 只有 D.全部9(03广东卷)下列有关纯铁的描述正确的是A熔点比生铁的低B与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D在冷的浓硫酸中可钝化10(05春季卷)下列各组试剂在溶液中反应,当两种试剂的量发生改变时,不能用同一离子方程式表示的是A氯化镁、氢氧化钠 B硫酸钠、氢氧化钡C氯化铝、氨水 D溴化亚铁、氯水11(08北京卷)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样进行下列实验(部分产物略去):(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,
36、说明样品中不含有的物质是(填化学式)_。(2)Z为一种或两种气体: 若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应中能同时生成两种气体的化学方程式是_。 若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量的水,则Z中两种气体的化学式是_。(3)向Y中通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)_。(4)取Y中的溶液,调节pH约为7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_。(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应,若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中物
37、质用化学式表示)_。12(08江苏卷)根据下列框图回答问题(答题时,方程式中的M、E用所对应的元素符号表示):写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式: 。某同学取X的溶液,酸化后加入KI、淀粉溶液,变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式: 、 。写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式: 。由E制备的E(C2H5)2的结构如右图,其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为:。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中,正确的结构有 种峰,错误的结构有 种峰。13(07广东卷) (11分)已知某混合金属粉末,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的
38、量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1 mol/L硫酸、2 mol/L硝酸、2 mol/L NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下实验探究过程:(1)提出假设:假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有_元素;假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有_元素;假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素;(2)设计实验方案基于假设3,设计出实验方案(不需要作答)。(3)实验过程根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论14(07广东卷) 二氧化锰是制造锌锰干电
39、池的基本材料。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.00.422.577(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_。(2)滤渣A的主要成分是_。(
40、3)加入MnS的目的是除去_杂质。(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为_。(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有_(写两种)。15(07江苏卷)钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿吨,居世界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算:(1)将6.62 g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80 g Fe2O3。现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,
41、计算每生产1.00 t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨? (保留两位小数)(2)取某钢样粉末28.12 g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224 mL(标准状况)。计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100 mL相同浓度的H2SO4溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:实验序号IIIIII加入钢样粉末的质量/g2.8125.6248.436生成气体的体积/L(标准状况)1.1202.2402.800计算硫酸溶液的物质的量浓度。若在实验II中继续加入m g钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少? (用含m的代数
42、式表示)16(07山东卷)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应_,负极反应_。(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10 molL1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤_。氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的药品:Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、C
43、uO、Cu(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式_、_。劣质不锈钢腐蚀的实验现象_。17(04全国卷)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中,得溶液C;将中得到的单质B和溶液C反应,放出 l.12 L(标况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。请填空:(1)中引发铝热反应的实验操
44、作是 ,产物中的单质B是 。(2)中所发生的各反应的化学方程式是 。(3)中所发生的各反应的离子方程式是 。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L,则该溶液中c(Mg2+)为 , c(Fe2+)为 。参考答案1. D 2. D 3. D 4. C 5. B 6. D 7. A 8. A 9. D 10. D11(1)Al (2)C+2H2SO4(浓)CO2 +2SO2 +2H2ONO CO2 (3)Cu2+ Fe3+ H+ (4)2Fe2+3H2O2+4I+=2Fe(OH)3+2I2(5)CuO、C;CuO、C、Fe2O312Cu + H2O2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O4F
45、e2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O 2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ + I210KOH + 3Cl2 + 2Fe(OH)3 = 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O1 3 从表中可知,实验III中的H2SO4完全反应,所以有:n(H2SO4) = n(H2),即:c(H2SO4)0.1 L =,得c(H2SO4) = 1.25 molL1。H2SO4共0.125 mol,设再加入钢样的质量为m时酸反应完,则有:n(Fe)总= (5.624 g + m)= n(H2SO4) = 0.125 mol,得m = 1.406 g。a若加入的钢样粉末过量(m1.406 g),H2SO4
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