铁及其化合物的性质及转化 寒假作业-高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

铁及其化合物的性质及转化题组一铁及其化合物的性质1．下列说法不正确的是()A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂2．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中，正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．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FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀3．下列叙述正确的是()①铁能被磁铁吸引②人体内的血红蛋白中含铁元素③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制Fe(OH)3⑤Fe(OH)2在空气中加热，可得FeOA．①②B．②④C．②③④⑤D．①②⑤4．如图，在铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是()A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替B．将试管底部的湿棉花移到试管口处C．用铁丝网罩住酒精灯火焰D．点燃肥皂泡验证氢气的生成5．纯净铁的物理性质有()①光亮的银白色②黑色③在潮湿空气中易腐蚀④有延展性⑤能导电导热⑥硬而脆⑦能被磁铁吸引，易被磁化⑧密度比铝小A．①③④⑤⑦B．①④⑤⑦C．①③⑤⑦D．全部6．在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是()A．Feeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5())FeCl3B．Feeq\o(→,\s\up7(S),\s\do5())FeSC．Feeq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5())FeCl3D．Feeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5())Fe3O47．下列有关铁及其化合物的叙述正确的是()A．铁在自然界中只能以化合态的形式存在B．纯净的铁为光亮的银白色金属，熔、沸点较高C．铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，均为黑色D．单质铁具有磁性，而铁的氧化物没有该性质8．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加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③9．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧，所得到的固体为()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe(OH)310．生活中许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原铁粉，长时间放置的糕点，包装盒内的还原铁粉往往会变成红棕色(主要成分是Fe2O3)。下列说法中正确的是()A．还原铁粉变成红棕色，发生了氧化反应B．富脂食品常时间放置易被还原C．Fe2O3是还原产物D．如果放入Fe2(SO4)3也可起到与铁粉同样的作用11．现有浓度均为0.1mol·L－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液1L，加入一定量的铁粉(假设反应前后溶液体积不变)，按下列情况填空：(1)充分反应后，若溶液中还有一定量的Cu2＋。①溶液中一定含有的金属离子还有________，该离子在溶液中的物质的量的范围是__________________________。②可能含有的金属或金属离子是_________________________。(2)反应结束后铁粉有剩余。①溶液中一定含有的金属离子是_________________________________，该离子的物质的量为________mol。②一定没有的金属离子是____________。12．根据所学习的铁及其化合物的知识回答下列问题。(1)为了检验某未知溶液是否为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。你认为此方案是否合理？________(选填“合理”或“不合理”)，若不合理，要检验Fe2＋应如何操作？_______________________________________________________(若填“合理”，则此空不答)。(2)现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，有关反应的化学方程式为_____________________________________________。(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)________________________________________________。题组二铁及含铁化合物的转化13．能将溶液中的Fe3＋转化为Fe2＋的是()A．CuB．NH3·H2OC．Cl2D．KSCN14．下列离子的检验方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液变成红色，说明原溶液中不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，立刻得到红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀，一段时间后观察到沉淀颜色逐渐变成红褐色，说明原溶液中只含有Fe2＋，不含Mg2＋15．下列物质中，在一定条件下能将铁元素从＋2价转变为＋3价的是()A．盐酸B．硫酸铜溶液C．硫氰化钾溶液D．新制氯水16．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生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是()A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋17．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A．只有④B．只有③C．③和④均错D．全部错误18．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称____________。装置5的作用________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置做一处改进，使溶液能进入4中________________________________________________________________________。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因_________________________________________。19．A、B、C为三种单质(其中A为固体，B、C为气体)，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所示：填写下列空白：(1)物质A是______，B是______，C是______。(2)F中加入NaOH溶液，并在空气中放置的化学方程式是_______________________。20．某工程师为了从腐蚀废液(含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。①________，②__________，③____________，④________，⑤__________，⑥____________。(2)请写出相关反应的化学方程式。________________________________________________________________________，________________________________________________________________________，________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。21．下列物质之间有如下反应关系：已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答下列有关问题：(1)写出下列物质的化学式：A__________，B__________，D__________，甲__________，乙__________，丙__________。(2)写出A→B反应的离子方程式：_____________________________。22．某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”的化肥的主要成分及相关性质。首先对该化肥的成分进行了如下假设：a．只含有FeSO4b．含有FeSO4和Fe2(SO4)3c．只含有Fe2(SO4)3将化肥固体粉末溶于水中得到溶液(记为X)，进行如下实验：序号操作现象ⅰ取2mL溶液X，加入1mL1mol·L－1NaOH溶液产生红褐色沉淀ⅱ取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液溶液显红色(1)对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀，预期产生该现象的依据是(用化学方程式或离子方程式表达)________________________________、________________________________。(2)由实验ⅱ得出的结论是___________________________________________________。为进一步验证假设，小组同学进行了以下实验：序号操作现象ⅲ取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1mL水溶液显红色ⅳ取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1mL氯水溶液显红色，颜色比ⅲ深(3)实验ⅳ中氯水参加反应的离子方程式是____________________________________。(4)通过以上实验，可得到的结论是_______________________________________。答案和解析1．C铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者产物均为四氧化三铁；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价升高，铁作还原剂；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是氯化铁。2．C赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。3．A①铁能被磁铁吸引；②人体血红蛋白中含铁元素；③铁在纯氧中燃烧得到的是Fe3O4；④Fe(OH)3可通过4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3化合反应制得；⑤Fe(OH)2在空气中加热，得到的是Fe2O3。4．B铁粉易堵塞导管口，铁丝与水蒸气反应的接触面积较大，A正确；若湿棉花移到试管口处，产生的水蒸气不易与铁丝充分反应，B错误；铁丝网罩住酒精灯火焰，可提高温度，C正确；氢气能燃烧，点燃肥皂泡可验证氢气的生成，D正确。5．B6．CCl2是强氧化剂，可将Fe氧化成FeCl3，故A正确；S是弱氧化剂，可将Fe氧化成FeS，故B正确；Fe与HCl反应生成FeCl2，而不是FeCl3，故C错误；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，故D正确。7．B自然界中存在单质铁，A项错误；Fe2O3为红棕色，C项错误；Fe3O4具有磁性，D项错误。8．C加入NH4SCN证明无Fe3＋，再加KMnO4溶液，如有Fe2＋则可被氧化为Fe3＋而使溶液变红色，但KMnO4本身为紫色，使Fe3＋和NH4SCN反应生成的红色物质不易被观察，故B选项错误。9．B因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O。10．A根据题干所述，长时间放置的铁粉变成Fe2O3，铁元素的化合价升高，可知铁粉发生了氧化反应，生成的Fe2O3是氧化产物；也可推出富脂食品易被空气中的氧气氧化，故A项说法正确，B、C项说法错误；Fe2(SO4)3中铁元素已是最高价态，不能再失电子，也就不能再与氧元素结合，D项说法错误。11．(1)①Fe2＋0.1mol＜n(Fe2＋)＜0.35mol②Cu或Fe3＋(2)①Fe2＋0.35②Fe3＋、Cu2＋12．解析：(1)Fe2＋的检验要注意排除Fe3＋的干扰，若先通Cl2再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色，说明溶液中有Fe3＋，但Fe3＋来源于Fe2＋氧化或是原溶液中的Fe3＋无法说明。(2)FeCl2与NaOH发生反应生成的Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3。(3)FeCl2中的Fe2＋易被氧化成Fe3＋，有铁粉可防止Fe3＋生成。答案：(1)不合理先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则原溶液中有Fe2＋(2)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋13．A能将溶液中的Fe3＋转化为Fe2＋的物质具有还原性，Cu是常见的还原剂，氯气常做氧化剂，铁离子和氨水以及硫氰化钾之间发生复分解反应。14．C滴入KSCN溶液，溶液变成红色，说明原溶液中含有Fe3＋，但不能说明原溶液中不含Fe2＋，A项错误；向某溶液中通入Cl2，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，不能说明原溶液中含有Fe2＋，因为如果原溶液中含有Fe3＋，无论其是否含有Fe2＋，都会出现相同的现象，B项错误；加入NaOH溶液，立刻得到红褐色沉淀Fe(OH)3，说明原溶液中含有Fe3＋，C项正确；D项中操作和现象说明原溶液中肯定含有Fe2＋，可能含有Mg2＋，因为若生成Mg(OH)2白色沉淀，会被红褐色沉淀掩盖，D项错误。15．D16．D加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3＋，则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖住Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色沉淀，有可能会存在。17．C①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，故①正确；②铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，故②正确；③硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，故③错误；④氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，该性质不是铁离子的性质，故④错误；⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，故⑤正确。18．解析：(1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，装置5的作用是通过液封，防止空气进入装置4。(2)3中溶液不能进入4的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故需在2、3之间加一个控制开关。(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁被氧气氧化，分析原因应该是装置4中的空气未排尽。答案：(1)分液漏斗液封，防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽19．解析：无机框图题的一般解题思路：快速浏览→整体扫描→产生印象→寻找突破→注意联系→大胆假设→全面分析(正推或逆推)→验证确认。“D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色”，这是一个突破口，可能是铁的化合物，D、F中均含A，说明A元素具有变价，确定是铁。答案：(1)FeCl2H2(2)FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)320．解析：从腐蚀铜