《3.1 铁及其化合物》同步练习及答案解析

《3.1铁及其化合物》同步练习第1课时铁的单质、氧化物、氢氧化物(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)32.常温下,将铁片放入下列溶液中,不发生反应的是()A.稀硫酸 B.氯水C.氢氧化钠溶液 D.硫酸铜溶液【补偿训练】某铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比为21∶8,该氧化物的化学式可能是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O53.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4二、非选择题(本题包括1小题,共15分)4.应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。请回答该实验中的问题。(1)实验前必须对整套装置进行气密性的检查,操作方法是

______。(2)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是

_________;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是

________________。(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是___________________。(4)干燥管中盛装的物质可以是___________,作用是____________

__。(5)如果要在A处玻璃管口处点燃该气体,则必须对该气体进行________,这一操作的目的是__

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__。【方法规律】框图推断题的解题思路一、选择题(本题包括1小题,共5分)5.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+2Fe3+3Fe2+D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【补偿训练】1.已知Fe3+中滴加KSCN溶液会变红色,而Fe2+遇KSCN溶液无明显变化。现有13.6gFe和Fe2O3的混合物,加入150mL足量的稀硫酸,在标准状况下收集到1.12LH2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4,并使铁元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200mL3mol·L-1的NaOHA.2.25mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.0.6mol·L-12.现有一定量FeO、Fe2O3的混合物,在足量H2气流中加热充分反应,冷却后称得剩余固体质量比原混合物减少0.8g;将等质量的原混合物与盐酸反应,欲使之完全溶解,则需1mol·L-1A.0.05LC.0.2L 3.聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z](铁元素化合价为+3)是一种高效的混凝剂,常用于净水,它的组成可以通过以下实验测定:①称取一定质量的聚合硫酸铁配成100.00mL的溶液。②准确量取25.00mL溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体6.99g。③准确量取25.00mL溶液,加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重,得到红棕色固体1.92gA.6∶8∶5 B.4∶2∶5C.1∶1∶2 D.6∶3∶5二、非选择题(本题包括1小题,共15分)6.铁是日常生活中最常见的金属。某班同学在学习铁的知识时,有下列问题:问题1:铁为何称为黑色金属?问题2:CuO在高温下可分解为Cu2O和O2,Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗?(1)对于问题1,同学们上网查寻,有两种解释:A.因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物,所以叫黑色金属。B.因为铁的粉末为黑色,铁的氧化物也均为黑色,所以叫黑色金属。①你认为哪种说法正确?②若有一黑色粉末,你如何鉴别是铁粉,还是Fe3O4粉末?③若有一黑色粉末,为Fe和Fe3O4的混合物,你如何证明其中有Fe3O4?(2)对于问题2,同学们准备实验探究,他们设想了两种方法:A:将Fe2O3高温灼烧,看灼烧前后颜色是否变化。B:将Fe2O3高温灼烧,看灼烧前后质量是否变化。①方法A中,如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色,说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗?说明理由。②方法B中,如果发生了预期的反应,固体高温灼烧前后质量比应为10∶9,但是,实验结果为固体灼烧前后质量比为30∶29,则高温灼烧后生成物是什么?铁的单质、氧化物、氢氧化物参考答案一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3【解析】选C。根据磁谱仪所用物质具有磁性确定为Fe3O4。2.常温下,将铁片放入下列溶液中,不发生反应的是()A.稀硫酸 B.氯水C.氢氧化钠溶液 D.硫酸铜溶液【解析】选C。铁与稀硫酸反应:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;氯水呈酸性、强氧化性,可以和铁反应;铁与硫酸铜发生置换反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;铁与氢氧化钠溶液不发生反应,C项符合题意。【补偿训练】某铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比为21∶8,该氧化物的化学式可能是()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O5【解析】选C。根据n=mM,n(Fe)∶n(O)=2156∶816=3∶4,则化学式为Fe33.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4【解析】选B。铁与稀硫酸反应生成FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)4.应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下Fe与水蒸气反应的实验。请回答该实验中的问题。(1)实验前必须对整套装置进行气密性的检查,操作方法是

_________。(2)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是

___________;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是

____________________。(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是____________________。(4)干燥管中盛装的物质可以是___________,作用是______________

__。(5)如果要在A处玻璃管口处点燃该气体,则必须对该气体进行________,这一操作的目的是__

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__。【解析】(1)中学阶段检查装置气密性常用方法有两种:一种是利用热胀冷缩原理,另一种是利用气压原理。气压原理一般只有涉及液体时才能用得到,这里显然是利用热胀冷缩原理。利用热胀冷缩原理时要注意步骤一定要完整,既要证明“热胀”,也要证明“冷缩”。(2)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气反应的实验持续不断地提供水蒸气;给液体加热时应放入碎瓷片防止暴沸。(3)点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响,在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应,应该先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯。(4)干燥管中盛装的物质可以是碱石灰,作用是除去反应产生的氢气中的水蒸气。(5)可燃性气体在点燃之前必须验纯,防止因气体不纯而引起爆炸。答案:(1)将干燥管末端的导管浸入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,如果能观察到浸入水中的玻璃导管口有气泡冒出,停止加热后,玻璃导管内有水柱上升,且较长时间不回落,则表明该套装置的气密性良好。(2)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气反应的实验持续不断地提供水蒸气防止暴沸(3)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯(4)碱石灰除去产物H2中的水蒸气(5)验纯防止H2不纯而发生爆炸【方法规律】框图推断题的解题思路一、选择题(本题包括1小题,共5分)5.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+2Fe3+3Fe2+D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(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,故A错,B正确。⑤的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,④的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故C、D错。【补偿训练】1.已知Fe3+中滴加KSCN溶液会变红色,而Fe2+遇KSCN溶液无明显变化。现有13.6gFe和Fe2O3的混合物,加入150mL足量的稀硫酸,在标准状况下收集到1.12LH2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4,并使铁元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200mL3mol·L-1的NaOHA.2.25mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.0.6mol·L-1【解析】选B。Fe和Fe2O3的混合物与稀硫酸反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的硫酸,并且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3mol·L-1的NaOH溶液200mL,说明反应后的溶液溶质只有Na2SO4,根据硫酸根守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠离子守恒,则n(Na2SO4)=12n(NaOH),则有:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=12n(NaOH)=12×3mol·L-1×0.2L=0.3mol,故该硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)=0.32.现有一定量FeO、Fe2O3的混合物,在足量H2气流中加热充分反应,冷却后称得剩余固体质量比原混合物减少0.8g;将等质量的原混合物与盐酸反应,欲使之完全溶解,则需1mol·L-1A.0.05LC.0.2L 【解析】选B。剩余固体比原混合物减少的质量即为原混合物中氧原子的质量,则n(O)=0.8g16g·mol-1=0.05mol。原混合物与盐酸反应,生成氯化物和水,则n(Cl-)=2n(O)=0.05mol×2=0.1mol,则n(HCl)=0.1mol,3.聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z](铁元素化合价为+3)是一种高效的混凝剂,常用于净水,它的组成可以通过以下实验测定:①称取一定质量的聚合硫酸铁配成100.00mL的溶液。②准确量取25.00mL溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体6.99g。③准确量取25.00mL溶液,加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重,得到红棕色固体1.92gA.6∶8∶5 B.4∶2∶5C.1∶1∶2 D.6∶3∶5【解析】选B。由题意可知:25.00mL溶液中硫酸根离子物质的量n(SO46.99g233g·mol-1=0.03mol;25.00mL溶液中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,充分反应后得到氢氧化铁沉淀,再将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧得到氧化铁,称重得固体1.92g,说明氧化铁质量是1.92g,则铁离子物质的量二、非选择题(本题包括1小题,共15分)6.铁是日常生活中最常见的金属。某班同学在学习铁的知识时,有下列问题:问题1:铁为何称为黑色金属?问题2:CuO在高温下可分解为Cu2O和O2,Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗?(1)对于问题1,同学们上网查寻,有两种解释:A.因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物,所以叫黑色金属。B.因为铁的粉末为黑色,铁的氧化物也均为黑色,所以叫黑色金属。①你认为哪种说法正确?②若有一黑色粉末,你如何鉴别是铁粉,还是Fe3O4粉末?③若有一黑色粉末,为Fe和Fe3O4的混合物,你如何证明其中有Fe3O4?(2)对于问题2,同学们准备实验探究,他们设想了两种方法:A:将Fe2O3高温灼烧,看灼烧前后颜色是否变化。B:将Fe2O3高温灼烧,看灼烧前后质量是否变化。①方法A中,如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色,说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗?说明理由。②方法B中,如果发生了预期的反应,固体高温灼烧前后质量比应为10∶9,但是,实验结果为固体灼烧前后质量比为30∶29,则高温灼烧后生成物是什么?【解析】(1)①铁的氧化物中Fe2O3为红棕色,B的说法是错误的。②可以利用Fe、Fe3O4与稀盐酸或稀硫酸反应现象的不同来鉴别两种物质。③检验Fe和Fe3O4的混合物中Fe3O4的存在,实质是检验混合物中O的存在,可以用干燥的氢气或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应,然后检验产物中是否有水或二氧化碳产生。(2)①方法A中,如果高温灼烧后颜色由红棕色变为黑色,说明Fe2O3确实发生了变化。但不能说明生成的一定为FeO,因为若生成Fe3O4,颜色也由红棕色变为黑色。②方法B中,如果发生了预期的反应,固体高温灼烧后由Fe2O3变为FeO,质量比应为10∶9。若固体灼烧前后质量比为30∶29,则高温灼烧后的生成物是Fe3O4。答案:(1)①A②取黑色粉末少许于试管中,加适量稀盐酸或稀硫酸,有气泡产生的原黑色粉末为铁粉,若无气泡产生,则原粉末为Fe3O4(其他合理答案亦可)③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应,用无水硫酸铜检测有水产生或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应,用澄清石灰水检测有二氧化碳产生(其他合理答案亦可)(2)①不能也可能为Fe3O4②Fe3O4【方法规律】检查装置气密性的四种方法检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等,观察气泡或液面变化。(1)微热法:如图a。用酒精灯微热或用手焐热容器,导管口产生气泡,停止加热或松开手后导管内形成一段水柱,证明装置不漏气。(2)液差法:如图b、c。连接好仪器,b中夹紧弹簧夹,从长颈漏斗中注入适量水,使b中长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的液面,静置,若液面位置保持不变,证明装置不漏气。c中,从乙管加入适量水,使乙管液面高于甲管液面,静置,若液面位置保持不变,证明装置不漏气。(3)滴液法:如图d。向分液漏斗中注入适量水,关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,如果滴入少量水后很快停止流下,则装置气密性良好。(4)抽气(吹气)法:如图e、f。e中关闭分液漏斗的活塞,轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞,一段时间后,活塞能回到原来的位置,表明装置的气密性良好。f中打开弹簧夹,向导管口吹气,如果长颈漏斗中的液面上升,且停止吹气后,夹上弹簧夹,长颈漏斗液面保持稳定,则表明装置的气密性良好。课堂检测·素养达标1.红珊瑚栖息于200～2000米深的海域,产于台湾海峡、中国南海,在中国,珊瑚是吉祥富有的象征,一直被用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物,呈红色是因为在海底长期积淀某种元素,该元素是()A.NaB.FeC.ZnD.Cu2.下列变化中,加入铁粉不可能实现的是()A.Ag+Ag B.Fe3+Fe2+C.H+H2 D.Fe(OH)2Fe(OH)33.下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是()A.反应中有氢气产生B.此反应需在高温条件下才能发生C.生成的铁的化合物中铁全部呈+3价D.该反应中水作氧化剂【补偿训练】有关铁的氧化物的说法中,不正确的是()A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料B.Fe3O4是黑色晶体,其中13的铁显+2价,23的铁显C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O34.(新思维·新考向)已知Fe3O4是一种复杂的化合物,其化学式可改写为FeO·Fe2O3。对于Fe与水蒸气反应后的黑色物质,有三个学习小组提出了三种不同的猜想,以下是小组同学进行的实验猜想与探究,请你根据小组的思路与提示完成相关空白。实验之前查阅资料得知Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时,溶液变成红色,而Fe2+遇KSCN溶液无明显变化。【猜想】甲组:黑色物质是FeO乙组:黑色物质是Fe3O4丙组:________________________________;【实验探究】(1)丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误:取生成的黑色物质少许于烧杯中,加稀盐酸使其完全溶解,再加________溶液以检验Fe3+,观察到溶液有无出现________现象即可判断。(2)乙组认为可通过定量测定来确定生成的黑色物质的组成,以验证该组猜想正确。取生成的黑色物质2.32g溶解于适量稀盐酸后,加入新制氯水,加入氯水后反应的离子方程式为再加入足量NaOH溶液后,过滤、洗涤、烘干、灼烧、称量,若称得固体质量为________,即可判断乙组同学猜想正确。课堂检测·素养达标参考答案1.红珊瑚栖息于200～2000米深的海域,产于台湾海峡、中国南海,在中国,珊瑚是吉祥富有的象征,一直被用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物,呈红色是因为在海底长期积淀某种元素,该元素是()A.Na B.FeC.Zn D.Cu【解析】选B。红珊瑚呈红色是因为铁元素被氧化后生成了Fe2O3。2.下列变化中,加入铁粉不可能实现的是()A.Ag+Ag B.Fe3+Fe2+C.H+H2 D.Fe(OH)2Fe(OH)3【解析】选D。铁粉具有还原性,而Fe(OH)2Fe(OH)3中,Fe(OH)2被氧化。3.下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是()A.反应中有氢气产生B.此反应需在高温条件下才能发生C.生成的铁的化合物中铁全部呈+3价D.该反应中水作氧化剂【解析】选C。Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4,Fe的化合价为+2、+3。【补偿训练】有关铁的氧化物的说法中,不正确的是()A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料B.Fe3O4是黑色晶体,其中13的铁显+2价,23的铁显C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3【解析】选D。FeO不稳定,在空气里受热迅速被氧化成Fe3O4。4.(新思维·新考向)已知Fe3O4是一种复杂的化合物,其化学式可改写为FeO·Fe2O3。对于Fe与水蒸气反应后的黑色物质,有三个学习小组提出了三种不同的猜想,以下是小组同学进行的实验猜想与探究,请你根据小组的思路与提示完成相关空白。实验之前查阅资料得知Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时,溶液变成红色,而Fe2+遇KSCN溶液无明显变化。【猜想】甲组:黑色物质是FeO乙组:黑色物质是Fe3O4丙组:________________________________;【实验探究】(1)丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误:取生成的黑色物质少许于烧杯中,加稀盐酸使其完全溶解,再加________溶液以检验Fe3+,观察到溶液有无出现________现象即可判断。(2)乙组认为可通过定量测定来确定生成的黑色物质的组成,以验证该组猜想正确。取生成的黑色物质2.32g溶解于适量稀盐酸后,加入新制氯水,加入氯水后反应的离子方程式为再加入足量NaOH溶液后,过滤、洗涤、烘干、灼烧、称量,若称得固体质量为________,即可判断乙组同学猜想正确。【解析】Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4,其中Fe2O3是红棕色固体,FeO、Fe3O4是黑色物质;黑色物质若为纯净物,可能为FeO,也可能为Fe3O4,若是混合物,则为FeO和Fe3O4的混合物。(1)Fe3+遇SCN-,溶液变为红色,所以向溶液中加入KSCN溶液,若观察到溶液无红色现象出现,即可判断无Fe3+,即原黑色物质为FeO。(2)金属氧化物溶于盐酸后,向该溶液中通入Cl2,由于氯气有氧化性,会与溶液中的Fe2+发生氧化还原反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,发生沉淀反应:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓,将沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,发生分解反应:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。若乙组同学猜想正确,则2.32g全为Fe3O4,其物质的量为n(Fe3O4)=2.32g232g·mol-1=0.01mol,根据铁元素守恒,可得n(Fe2O3)=(0.01mol×3)÷2=0.015mol,称得固体质量为m(Fe2O3答案:黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物(1)KSCN红色(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-2.4g第2课时铁盐和亚铁盐(30分钟50分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)1.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)32.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【补偿训练】将1.12g铁粉加入25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,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∶5二、非选择题(本题包括1小题,共20分)3.同学们用如下实验探究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,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是__。(4)丙同学取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

__。非选择题(本题包括1小题,共20分)4.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,用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。(计算结果保留两位有效数字)铁盐和亚铁盐参考答案一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)1.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)3【解析】选D。A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘单质变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3;C项中铁与盐酸反应生成Fe2+。2.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【解析】选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。【补偿训练】将1.12g铁粉加入25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,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∶5【解析】选C。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Fe2+0.06mol,故A错误、C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2,故D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)3.同学们用如下实验探究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,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是__。(4)丙同学取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,能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,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,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,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++Cl22Fe3++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++2H2O【易错警示】警惕Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性设置实验情境考查Fe2+的还原性,Fe3+的氧化性及其检验方法,是一种常见的题型。需要注意的是:(1)Fe2+的还原性大于Br-的,但比I-的弱。亚铁盐在溶液中遇到强氧化剂(如氯气、硝酸、酸性高锰酸钾溶液、溴水、双氧水等)时,一般能被氧化成铁盐。(2)Fe3+具有较强的氧化性,可跟Fe、Cu及SO2、H2S、HI等还原性物质反应,还原产物为Fe2+。非选择题(本题包括1小题,共20分)4.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,用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。(计算结果保留两位有效数字)【解析】(1)浓硫酸具有吸水性,能作氯气的干燥剂,碱石灰具有碱性而吸收氯气,饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解。装置的排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理。(2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟,冷却易生成固体,导气管口较细,易堵塞,所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。(3)Fe3+用KSCN溶液检验,Fe3+和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色,所以试剂X为KSCN溶液;固体和氯气反应时可能没有完全反应,剩余的Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁,固体中成分可能为Fe和FeCl3,A选项正确。(4)Fe2+不稳定易被氧化,所以植物油的作用是隔绝空气,防止Fe2+被氧化;Fe2+被氯气氧化生成Fe3+,从而增大了Fe3+的浓度,Fe3+、SCN-反应生成Fe(SCN)3,从而增大了络合物浓度,溶液颜色加深,离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2C1-。(5)FeCl2和FeCl3的混合物的样品中FeCl2物质的量为x,FeCl3的物质的量为y,则(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1,得到x∶y=9∶1,则样品中氯化铁的物质的量分数=19+1×100%=10%答案:(1)ghde(2)防止堵塞(3)KSCN(或NH4SCN)A(4)隔绝空气,防止Fe2+被氧化2Fe2++Cl22Fe3++2C1-(5)0.10或10%课堂检测·素养达标1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是()A.Fe2+的水溶液为浅绿色B.Fe3+的水溶液为黄色C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀2.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的办法是()A.加入氢氧化钠溶液 B.通入氯气C.加入铜粉 D.加入铁粉【补偿训练】向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+3.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+4.(新思维·新考向)下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据:根据上表的数据,回答下列问题:(1)该儿童________元素含量偏低。(2)报告单中“μmol·L-1”是________(填“质量”“体积”或“浓度”)(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+。在这个过程中体现维生素C的________(填“氧化性”或“还原性”)。(4)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分,将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是______________。课堂检测·素养达标参考答案1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是()A.Fe2+的水溶液为浅绿色B.Fe3+的水溶液为黄色C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀【解析】选D。Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色物质,不是红色沉淀。2.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的办法是()A.加入氢氧化钠溶液 B.通入氯气C.加入铜粉 D.加入铁粉【解析】选D。要实现Fe3+Fe2+的转化,需要加入还原剂,且不引入新的杂质离子,最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤,发生的化学反应为2FeCl3+Fe3FeCl2。【补偿训练】向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+【解析】选C。混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2+,一定没有Fe3+,可能有Cu2+。3.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+【解析】选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+Cu2FeCl2+CuCl2,该反应不是置换反应,分析可知氧化性:Fe3+>Cu2+。综上分析可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+。4.下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据:根据上表的数据,回答下列问题:(1)该儿童________元素含量偏低。(2)报告单中“μmol·L-1”是________(填“质量”“体积”或“浓度”)(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+。在这个过程中体现维生素C的________(填“氧化性”或“还原性”)。(4)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分,将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是______________。【解析】(1)从检测结果与参考范围看,该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)μmol·L-1为浓度的单位。(3)Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生还原反应,故维生素C体现还原性。(4)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触,起到防止Fe2+被氧化的作用。答案:(1)铁(2)浓度(3)还原性(4)防止Fe2+被氧化

课堂检测·素养达标1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是()A.Fe2+的水溶液为浅绿色B.Fe3+的水溶液为黄色C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀【解析】选D。Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色物质,不是红色沉淀。2.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的办法是()A.加入氢氧化钠溶液 B.通入氯气C.加入铜粉 D.加入铁粉【解析】选D。要实现Fe3+Fe2+的转化,需要加入还原剂,且不引入新的杂质离子,最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤,发生的化学反应为2FeCl3+Fe3FeCl2。【补偿训练】向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+【解析】选C。混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2+,一定没有Fe3+,可能有Cu2+。3.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()