2024-2025学年新教材高中化学课时作业17铁及其化合物之间的转化关系鲁科版必修第一册

课时作业17铁及其化合物之间的转化关系[学业达标]1．下列物质能通过化合反应制取的是()①FeCl2②Fe2(SO4)3③Fe3O4④Fe(OH)2⑤Fe(OH)3⑥FeSA．①②③④⑤⑥ B．①③⑤⑥C．③⑤⑥ D．③④⑤⑥2．下列反应中有三价铁生成的是()①铁丝在空气中生锈②向FeCl2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3．把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀盐酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1，则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为()A．1∶1 B．1∶2C．3∶5 D．2∶54．化合价和物质类别是整理元素及化合物学问的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是()A．工业用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应B．Fe3O4中铁元素为＋4价C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C做还原剂D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立刻变为红褐色5．下列物质的转化在给定条件下能实现的是()A．FeS2eq\o(→,\s\up7(煅烧))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4B．NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(K))Naeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(点燃))Na2O2C．Feeq\o(→,\s\up7(稀硫酸))FeSO4(aq)eq\o(→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(空气中加热))Fe2O3D．Fe2O3eq\o(→,\s\up7(盐酸))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(Cu))Fe6．下列各物质含少量杂质，除去这些杂质应选用的试剂或操作方法不正确的是()选项物质杂质除杂应选用的试剂或操作方法AKNO3溶液KOH加入FeCl3溶液，并过滤BFeSO4溶液CuSO4加入过量铁粉，并过滤CCaCO3粉末CaCl2溶解，过滤DH2CO2依次通过盛NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶7.下图是物质间发生化学反应的颜色变更，下表选项物质对应正确的是()选项MNPQANH3·H2OBa(OH)2铜KSCNBNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2铁粉KSCNDNa2O2MgCl2锌粉KSCN8.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()A．FeCl2溶液(FeCl3)：加入过量铁粉，过滤B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入过量的CO2气体C．Na2CO3固体(NaHCO3)：加热固体至质量不再削减D．NaNO3溶液(Na2SO4)：加入适量的BaCl2溶液9．工业上曾经通过反应3Fe＋4NaOHeq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑生产金属钠。下列有关说法正确的是()A．用磁铁不行以将Fe与Fe3O4分别B．将生成的气体在空气中冷却可获得钠C．每生成22.4LH2，转移的电子数肯定为4×6.02×1023D．该反应中的还原剂为NaOH10．《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的试验用品不能都用到的是()A．将茶叶灼烧灰化，选用①②⑨B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④⑥⑦C．过滤得到滤液，选用④⑤⑦D．检验滤液中的Fe3＋，选用③⑧⑩[等级突破]11．纳米级四氧化三铁是应用广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米级四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：下列说法错误的是()A．纳米级四氧化三铁具有磁性B．其制备反应类型不属于氧化还原反应C．取溶液B加入KSCN溶液，溶液变为红色D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为2∶112．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是()A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋D．能用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否还有Fe2＋13．部分被氧化的Fe－Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共8.0g，经如下处理：下列说法正确的是()A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋B．该样品中Cu、O元素的质量比为10∶1C．V＝448D．溶解样品时消耗H2SO4的物质的量为0.04mol[答题区]题号1234567答案题号8910111213答案14.高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：(1)反应①应在温度较低的状况下进行(因在温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3)。写出反应①的化学方程式：__________________________________。(2)在反应液Ⅰ中加入KOH固体的目的是________。(填编号)A．与反应液Ⅰ中过量的Cl2接着反应，生成更多的KClOB．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于反应进行C.为下一步反应供应碱性的环境D．使KClO3转化为KClO(3)从溶液Ⅱ中分别出K2FeO4后，还会有副产品KNO3、KCl，则反应③中发生的离子方程式为________________________________________________________________________。(4)推断K2FeO4晶体是否洗涤干净，所须要的试剂是________________________________________________________________________。15．铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛，探讨铁及其化合物的应用意义重大。(1)下列物质所含的铁元素只有还原性的是________。A．Fe B．FeCl2C．FeCl3 D．Fe2O3(2)当人体缺铁时，往往须要吃补铁保健品。人体能够汲取的是＋2价的铁，但是＋2价的铁很简单被氧化。①如何检验某固体补铁剂中铁元素是否被氧化，写出操作过程、现象及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②服用维生素C可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。由此可推知，维生素C具有________________(填化学性质)。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子方程式：________Fe(OH)3＋________ClO－＋________=________FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋______Cl－＋________。(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从运用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁晶体，打算采纳下列步骤：回答下列问题：①试剂a是________，操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。②滤液X、Z中都有同一种溶质，它们转化为溶液W的离子方程式为______________________。③写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。16．博物馆修复出土铁器的过程如下：(1)检测锈蚀产物主要成分的化学式Fe3O4Fe2O3·H2OFeO(OH)FeOCl铁器在具有O2、________等的环境中简单被腐蚀。(2)分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。Ⅰ.Fe转化为Fe2＋。Ⅱ.Fe2＋在自然环境中形成FeO(OH)，该物质中铁元素的化合价为________价。Ⅲ.FeO(OH)和Fe2＋反应形成致密的Fe3O4爱护层，Fe2＋的作用是________。a．氧化剂b．还原剂c．既不是氧化剂也不是还原剂Ⅳ.Fe3O4爱护层被氧化为FeO(OH)，如此往复腐蚀。________Fe3O4＋________O2＋________H2O=________FeO(OH)(将反应补充完整)(3)探讨发觉，Cl－对铁的腐蚀会造成严峻影响。化学修复：脱氯、还原，形成Fe3O4爱护层。方法如下：将铁器浸没在盛有0.5mol/LNa2SO3、0.5mol/LNaOH溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无Cl－。①检测洗涤液中Cl－的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②脱氯反应：FeOCl＋OH－=FeO(OH)＋Cl－。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较FeOCl与FeO(OH)溶解度的大小：S(FeOCl)________S[FeO(OH)]。(填“>”“<”或“＝”)③Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是__________________________________。课时作业17铁及其化合物之间的转化关系1．解析：①FeCl2可通过化合反应制得：2FeCl3＋Fe=3FeCl2；②Fe2(SO4)3不能通过化合反应制得；③Fe3O4可通过化合反应制得：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4；④Fe(OH)2不能通过化合反应制得；⑤Fe(OH)3可以通过化合反应制得：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；⑥FeS可通过化合反应制得：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS。答案：B2．解析：①铁丝在空气中生锈生成Fe2O3，Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价；②足量Cl2与FeCl2反应生成FeCl3，FeCl3中铁元素的化合价为＋3价；③将铁片置于CuCl2溶液中生成FeCl2和Cu，FeCl2中铁元素的化合价为＋2价；④Fe(OH)2暴露在空气中会被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3中铁元素的化合价为＋3价；⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水，Fe2＋会被氧化为Fe3＋；⑥Fe3O4中铁元素的化合价为＋2价、＋3价；故选C。答案：C3．解析：设原混合物中含有xmolFe2O3，ymolFe，则Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2Ox2x2FeCl3＋Fe=3FeCl22xx3xFe＋2HCl=FeCl2＋H2↑y－xy－xy－x[3x＋(y－x)]∶(y－x)＝3∶1，则x∶y＝2∶5，故选D。答案：D4．解析：用CO还原Fe2O3，反应物中没有单质，故该反应不是置换反应，A项错误；Fe3O4中部分铁元素显＋3价，部分铁元素显＋2价，B项错误；维生素C将Fe3＋转化为Fe2＋，使Fe3＋发生还原反应，维生素C表现出还原性，做还原剂，C项正确；Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色快速变为灰绿色，最终变为红褐色，D项错误。答案：C5．解析：FeS2煅烧生成SO2，A错误；K不能与NaCl溶液反应制备Na，B错误；氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，D错误。答案：C6．解析：加入氯化铁溶液，生成KCl，引入新杂质，故A错误；铁可置换出铜，可除去杂质，故B正确；碳酸钙不溶于水，可用过滤的方法提纯，故C正确；二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，可除去杂质，干燥后得到纯净的氢气，故D正确。答案：A7．解析：Ba(OH)2与Fe2(SO4)3反应得到的是Fe(OH)3与BaSO4的混合物，沉淀不是白色的，故A错误；FeO不能还原Fe3＋，故B错误；NaOH与Fe2(SO4)3，反应得到的是Fe(OH)3红褐色沉淀，Ba(NO3)2与Fe2(SO4)3反应得到的是BaSO4白色沉淀，铁粉可将Fe3＋还原成Fe2＋，故C正确；MgCl2与Fe2(SO4)3不反应，故D错误。答案：C8．解析：Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，则加铁粉、过滤可除去FeCl2溶液FeCl3杂质，A项正确；通入过量的CO2气体，反应的化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，则通入过量的CO2气体，可除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，B项正确；碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，则可以用加热法除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠，C项正确；加入适量的BaCl2溶液，与Na2SO4反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，引入新的杂质，则不能通过加入适量的BaCl2溶液除去NaNO3溶液中的Na2SO4，D项错误。答案：D9．解析：Fe与Fe3O4都能被磁铁吸引，因此不能用磁铁将Fe与Fe3O4分别，所以A项正确；钠可与空气中的氧气反应，所以B项错误；没有明确气体是在标准状况下测定的，所以C项错误；反应物只有NaOH中的钠元素和氢元素化合价降低，做氧化剂，所以D项错误。答案：A10．解析：将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，和①②⑨都能用到，A不符合；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，用不到⑥，B符合；过滤时须要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，C不符合；检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、装KSCN溶液的细口瓶、胶头滴管等，D不符合。答案：B11．解析：依据题中信息“纳米级四氧化三铁是应用广泛的软磁性材料之一”知，A项正确；因为制备反应中没有元素化合价发生变更，所以不是氧化还原反应，B项正确；溶液B中含有Fe3＋，加入KSCN溶液后，溶液变为红色，C项正确；Fe3O4可写成FeO·Fe2O3，所以n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，D项错误。答案：D12．解析：依据题意分析，试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤操作Ⅱ可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，把两次过滤得到的FeCl2溶液合并，然后向其中通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶、过滤)便可得到氯化铁晶体。由上述分析可知，试剂a是铁、试剂b是盐酸，所以A项错误；蒸发结晶与过滤所运用的仪器不行能相同，所以B项错误；试剂c是氯气，将Fe2＋氧化生成Fe3＋，所以C项正确；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故不能用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否还有Fe2＋，所以D项错误。答案：C13．解析：硫酸过量、滤液A不含Cu2＋，说明3.2g滤渣全是铜；滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液，滤渣充分灼烧生成氧化铁，所以氧化铁的质量为6.4g；与硫酸反应后生成单质铜，Fe3＋与Cu能反应，所以滤液A不行能含有Fe3＋，故A项错误；依据元素守恒，合金样品中铁元素的质量是6.4g×eq\f(112,160)×100%＝4.48g，氧元素的质量是8g－4.48g－3.2g＝0.32g，该样品中Cu、O元素的质量比为10∶1，故B项正确；铁原子的物质的量是0.08mol，则滤液A含有FeSO40.08mol；反应消耗硫酸0.08mol，样品含有氧原子的物质的量是0.02mol，生成水0.02mol，所以依据元素守恒，生成氢气0.08mol－0.02mol＝0.06mol，所以V＝1320mL，故C项错误；溶解样品时消耗H2SO4的物质的量为0.08mol，故D项错误。答案：B14．解析：(1)在温度较低时，氯气与氢氧化钾反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，反应的化学方程式为2KOH＋Cl2=KCl＋KClO＋H2O。(2)由工艺流程可知，反应液Ⅰ中有过量的Cl2，加KOH固体的目的是与过量的Cl2接着反应，生成更多的KClO，同时为下一步反应供应碱性环境，故选AC。(3)依据题意可知，反应③是Fe(NO3)3、KClO和KOH反应生成K2FeO4、KNO3、KCl和H2O，反应中＋3价的铁被氧化成＋6价，＋1价的氯被还原为－1价，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得其反应的离子方程式为3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O。(4)推断K2FeO4晶体是否洗涤干净，可向最终一次洗涤液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸，视察是否有沉淀生成。答案：(1)2KOH＋Cl2=KCl＋KClO＋H2O(2)AC(3)3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O(4)硝酸银溶液、稀硝酸15．解析：(1)铁元素处于最低价态时只有还原性。A项，Fe元素处于最低价态，只有还原性；B项，FeCl2中Fe元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性；C项，FeCl3中Fe元素具有氧化性；D项，Fe2O3中Fe元素具有氧化性。(2)①Fe3＋遇到KSCN溶液时溶液呈红色，所以可以用KSCN溶液检验铁离子是否存在，其检验方法为将补铁剂研细，用水或盐酸溶解，滴入KSCN溶液，若溶液变红色，说明已被氧化。②Fe3＋具有氧化性，能被还原性物质还原成Fe2＋，服用维生素C，可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子，说明维生素C具有还原性。(3)该反应中铁元素的化合价由＋3价上升为＋6价，氯元素化合价由＋1价降低为－1价，溶液呈碱性，依据电荷守恒，反应物中还有OH－；依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得，离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O。(4)FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，向腐蚀废液中加入过量的试剂a，得到滤渣Y和滤液X，加入的a为Fe，滤渣Y为Cu、Fe，滤液X为FeCl2溶液，向滤渣Y中加入的试剂b为稀盐酸，然后过滤得到Cu和滤液Z，滤液Z中含有FeCl2和过量稀盐酸，然后加入试剂c，试剂c应为氯水，将FeCl2氧化为FeCl3，最终将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体。①试剂a是Fe，分别难溶性固体和溶液采纳过滤的方法，所以操作Ⅰ为过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。②滤液X、Z中都有同一