高一化学人教版课时练习第三章第一节第3课时利用“价态二维图”认识铁及其化合物的关系（提升课时）

二十一利用“价态二维图”认识铁及其化合物的关系(提升课时)学考达标共30分一、选择题(本题共2小题，每小题5分，共10分)1．(2021·安庆高一检测)下列反应中有三价铁生成的是()①铁丝在空气中生锈②向FeBr2溶液中通入足量Cl2③将铁片置于CuCl2溶液中④Fe(OH)2暴露在空气中⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4A．①②③④⑤ B．②③④⑤C．①②④⑤⑥ D．全部【解析】选C。O2、Cl2、H2O2(双氧水)均可把Fe或二价铁氧化为三价铁，Fe3O4中既含二价铁，又含三价铁，Cu2＋只能把Fe氧化为Fe2＋。2．(2021·聊城高一检测)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维图。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是()A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3C．由图可预测：高铁酸盐(FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))具有强氧化性，可用于饮用水的消毒D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成Fe2O3【解析】选C。铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fe2O3不溶于水，加水不溶解不可转化为Fe(OH)3，故B错误；高铁酸盐(FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，其中Fe元素化合价由＋3价变为＋6价，则O元素化合价由－2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋10H2O=4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故D错误。二、非选择题(本题共1小题，共20分)3．已知有以下物质相互转化试回答：(1)写出B的化学式____________，C的化学式____________，D的化学式__________。(2)写出由E转变成F的化学方程式______________________________________。(3)把KSCN加到G溶液中的现象是______________________________；向G溶液加入A的有关离子反应方程式_____________________________________。(4)焰色试验是________________(填“物理”或“化学”)变化，经过焰色试验后的铂丝可选择下面________(填字母)试剂清洗。A．硫酸B．盐酸C．氢氧化钠(5)选择合适的方法除杂①Fe2O3[Fe(OH)3]____________；②FeCl3溶液(FeCl2)____________；③FeCl2溶液(FeCl3)____________。【解析】白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F，说明F为氢氧化铁、E为氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，说明G为氯化铁，溶液D和硝酸酸化的硝酸银反应生成白色沉淀H(说明生成了氯化银)和溶液(焰色试验呈紫色，透过蓝色钴玻璃片)，说明含有钾元素和氯元素，说明D为氯化钾，进而说明B为氯化亚铁，C为氢氧化钾，则铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。(1)根据分析得到B的化学式FeCl2，C的化学式KOH，D的化学式KCl。(2)白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F，说明F为氢氧化铁、E为氢氧化亚铁，由E转变成F的化学方程式4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(3)把KSCN加到FeCl3溶液中的现象是溶液变为红色；向FeCl3溶液加入Fe反应生成亚铁离子，其离子反应方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(4)焰色试验是物理变化，经过焰色试验后的铂丝可选择盐酸清洗。(5)①Fe2O3[Fe(OH)3]，Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3；②FeCl3溶液(FeCl2)，向溶液中通入足量氯气，氯化亚铁转化为氯化铁；③FeCl2溶液(FeCl3)，向溶液中加入足量铁粉，氯化铁转化为氯化亚铁。答案：(1)FeCl2KOHKCl(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)溶液变为红色2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(4)物理B(5)①加热②通入足量的Cl2③加入足量铁粉过滤选考提升共20分一、选择题(本题共1小题，共5分)4．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如图：下列叙述不正确的是()A．滤液A中含有Fe2＋和Fe3＋B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去D．步骤⑤中，为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验【解析】选C。铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入铁粉还原铁离子：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，同时除去过量的HCl，过滤出过量的铁，滤液B中的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2浊液，向浊液中加入H2O2溶液氧化，反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成Fe3O4，过滤、洗涤、干燥得产品超顺磁性纳米Fe3O4。滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，A正确；滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入铁粉发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，B正确；步骤④中，为防止多余的H2O2在步骤⑤中继续氧化＋2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余的H2O2，C错误；超顺磁性纳米Fe3O4粒子平均直径为25nm，其分散在水中形成的分散系属于胶体，可以做丁达尔效应实验，D正确。【补偿训练】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：由浅绿色到黄色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)3【解析】选B。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。④的离子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，⑤的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。二、非选择题(本题共1小题，共15分)5．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是_______________________________________________。(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。①若小明计划在0.1mol·L－1FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应和现象是____________________________________(写离子方程式)、溶液由浅绿色变__________色。②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选________________滴入小明所得的混合液中，并通过出现__________色的溶液，证明小明的观点和实验方案都是正确的。③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序：________________________________。【解析】从铁的化合价分析Fe2＋既有氧化性，又有还原性；Fe2＋的还原性可通过和氧化剂如Cl2的反应得到验证，Fe2＋的氧化性可通过和活泼金属反应得到验证；Fe2＋作氧化剂时化合价降低到0价，生成铁单质，Fe2＋作还原剂时化合价升高到＋3价，若除去FeCl2溶液中的FeCl3，可加入铁粉，铁和FeCl3反应生成FeCl2。(1)最低价态只具有还原性，最高价态只具有氧化性，中间价态既具有氧化性又具有还原性，铁的价态一般是0、＋2、＋3，＋2价位于中间，因此Fe2＋有还原性和氧化性；(2)①氯水具有强氧化性，发生2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋显黄色或棕黄色；②检验Fe3＋用KSCN溶液，