新教材高中化学课时作业9-2探究铁及其化合物的转化

课时分层作业(二十)探究铁及其化合物的转化(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．将一小块钠投入盛有5mLFeCl2的试管里，不可能观察到的现象是()A．钠熔成小球并在液面上游动B．有无色无味的气体生成C．溶液底部有银白色物质生成D．溶液中产生的沉淀最终为红褐色C[钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应放热，钠密度小于水，所以钠熔成小球并在液面上游动；氢氧化钠与FeCl2溶液反应最终生成红褐色氢氧化铁沉淀。]2．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，后变为灰绿色，最后呈红褐色D．只需滴加KSCN溶液B[Fe2＋和Fe3＋检验设计是常考的热点。设计的步骤：先加KSCN溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2＋。]3．下列除杂的操作不正确的是()A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤C[FeCl3溶液中加入足量Mg，能除去Fe3＋，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。]4．下列离子方程式正确的是()A．将氨水滴入到FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓B．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OC．向FeCl3溶液中加入铁粉：Fe＋Fe3＋=2Fe2＋D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2=Fe3＋＋2Cl－B[A项在书写离子方程式时，弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；D项只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。]5．已知如下三个实验均能发生化学反应：①②③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①中铁作还原剂B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋A[实验①中铁作还原剂，则氧化性：Cu2＋>Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性；实验③中发生的反应为2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，该反应不是置换反应，分析可知氧化性：Fe3＋>Cu2＋。综上可知氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。]6．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是()A．该溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质D．Fe2＋被氧化为Fe3＋B[溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋<Cl2；能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN－；原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质。]7．将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本不变B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，不显红色C．溶液中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5C[n(Fe)＝0.02mol，n(FeCl3)＝0.05mol，由Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋知，Fe3＋过量0.01mol，铁粉全部溶解，反应生成0.06molFe2＋；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1∶2。]8．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是()A．A为Fe，B为FeOB．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋=2Fe2＋D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3B[由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，④的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。]9．有关铁的化合物的说法中，错误的是()A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色B．由图示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应A[Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能隔绝FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。]10．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长胶头滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入铁屑防止Fe2＋被氧化。(2)可用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的O2。(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下进行。[答案](1)稀硫酸、铁屑(2)加热煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化[素养培优练]11．某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验流程如下：下列说法不正确的是()A．步骤①研磨时需要在研钵中进行B．步骤②加入氨水的作用是将Fe2＋完全沉淀C．步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重D．每片补血剂中铁元素的质量为0.07wgB[步骤①是将补血剂磨成细粉，便于溶解，研磨时需要在研钵中进行，A正确；步骤②中加入过氧化氢是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后用过量氨水将Fe3＋完全沉淀为红褐色氢氧化铁，B错误；步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重，C正确；wg氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量eq\f(wg×\f(112,160),10)g＝0.07wg，D正确。]12．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项操作、现象解释A向KI­淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向盐酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe被氧化为Fe3＋D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3D[A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与盐酸反应生成Fe2＋。]13．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为()A．2∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4C[根据三种离子浓度的变化可知，Cu2＋浓度并没有发生变化，说明没有参加反应，反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；Fe3＋浓度减少了2mol·L－1，说明消耗1mol铁，故参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为1∶3。故选项C正确。]14．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A、________；C、________；F、________；G、________。(2)保存C溶液时要加固体A的原因：______________________________________________________________________________________________。(3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式：①E→F：_____________________________________________________。②C→D：_____________________________________________________。[解析]根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。[答案](1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)防止Fe2＋被O2氧化(3)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3②2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－15．某同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。请回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_______________________________。(2)甲同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再在液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是_____________________________________________________。(4)两同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。取2mL此溶液于试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________。(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。[解析](1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性，能将氯化亚铁氧化为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以将溶液与空气隔离开，排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成，这是由于铁离子氧化碘化钾，发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢把亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。[答案](1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O16．某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究：(1)装置的连接顺序为a→________→________→________→________→b→c→f。(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，这样做的优点是_____________________________________________________。(3)反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：试剂X中溶质的化学式为________；固体产物的成分可能为________(填字母)。A．Fe和FeCl3B．FeCl2和FeCl3C．Fe、FeCl2和FeCl3D．Fe和FeCl2(4)加入少许植物油的作用是______________________________________________________________________________________________________；加入新制氯水后溶液红色加深的原因：______________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(5)现有一含FeCl2和FeCl3混合物的样品，