浙江专用2024-2025学年新教材高中化学课时检测15铁的氢氧化物及其铁盐含解析新人教版必修第一册

PAGE12-铁的氢氧化物及其铁盐(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)1.《开宝本草》是中国古代药物学著作,刘翰、马志等编著于公元973-974年,宋开宝6-7年。书中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶,如笏或团,平面磨错,令光净。以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”中药材铁华粉是指 ()A.铁粉 B.醋酸亚铁C.冰醋酸 D.食盐【解析】选B。依据题意可知,铁华粉为铁与醋酸反应生成,应为醋酸亚铁。【补偿训练】随着人们生活节奏的加快,便利的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是()A.无水硫酸铜B.硫酸亚铁C.食盐 D.生石灰【解析】选B。防止食品氧化变质,可在包装袋中放入还原剂,以上四种物质,只有硫酸亚铁是常见的还原剂。2.下列关于铁及其化合物的说法中正确的是 ()A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁B.铁与水蒸气在加热条件下的反应产物为Fe2O3和H2C.去除FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀【解析】选C。Fe3O4是一种黑色固体,A错;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4,B错;铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,FeCl3被除去,没有引入新的杂质,C对;Fe3+与KSCN反应产生的不是沉淀,D错。【补偿训练】铁有+2价和+3价两种价态,下列有关反应中不涉及铁元素价态改变的是()A.铁与稀硫酸反应B.铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸中可得到两种盐C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中快速变成灰绿色,最终变成红褐色D.氢氧化铁受热分解【解析】选D。A项,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,化合价由0价变为+2价;B项,3Fe+2O2Fe3O4,化合价由0价变为+2价、+3价;C项,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,化合价由+2价变为+3价;D项,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,化合价没有改变。3.(2024·上海高一检测)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入过量的铁粉,充分反应后,最终溶液中的金属阳离子 ()A.只含Fe2+ B.含Cu2+和Fe2+C.含Cu2+和Fe3+ D.只含Fe3+【解析】选A。铁先和FeCl3发生氧化还原反应,再和Cu2+反应,溶液中只含Fe2+,不会再含Cu2+和Fe3+。4.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显改变。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.该溶液中肯定含有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+【解析】选B。溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+<Cl2。能使含Fe3+的溶液变为红色,说明原溶液中肯定含有SCN-。因原溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显改变,说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质。5.(2024·大连高一检测)向肯定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入100mL1mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现,混合物中铁元素的质量()A.5.6gB.2.8【解析】选B。用盐酸溶解后,得到的产物加KSCN溶液,无血红色出现,说明得到的产物是氯化亚铁,即混合物中的铁元素全在氯化亚铁中,盐酸的物质的量为1mol·L-1×0.1L=0.1mol,依据氯元素守恒,则n(Fe)=n(FeCl2)=×n(HCl)=0.05mol,则混合物中Fe元素的质量为m(Fe)=0.05mol×56g·mol-1【补偿训练】将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中,可视察到的现象是 ()A.最终生成白色沉淀B.最终生成红褐色沉淀C.有黄绿色气体产生D.无改变【解析】选B。Na2O2具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,可与Na2O2和水反应生成的OH-生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,Na2O2与水反应产生O2,不放出黄绿色的Cl2。6.(2024·沙坪坝高一检测)新型纳米材料MFe2Ox(3<x<4)中M为+2价金属元素,在反应中化合价不发生改变。常温下,MFe2Ox能将工业废气(SO2)高效还原成无公害的固体单质硫,防止环境污染。其流程为MFe2OxMFe2Oy。则下列推断正确的是 ()A.MFe2Ox作催化剂B.SO2是该反应的还原剂C.x<yD.SO2发生了置换反应【解析】选C。反应中S元素被还原、Fe元素被氧化,则MFe2Ox作还原剂,不是催化剂,故A错误;MFe2Ox能将工业废气还原成无公害的固体单质硫,S元素的化合价降低,SO2是该反应的氧化剂,故B错误;反应中二氧化硫失去O元素,MFe2Ox中含氧量增大,所以x<y,故C正确;两种化合物反应生成一种单质和一种化合物,不属于置换反应,故D错误。7.下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是 ()编号物质颜色性质或用途①Fe2O3红棕色红色油漆、涂料②Fe(OH)2红棕色易被氧化成灰绿色,最终变为红褐色③Fe(OH)3红褐色受热易分解生成红棕色粉末④Fe2+黄色具有较强的氧化性⑤Fe3+浅绿色具有较强的还原性A.①④⑤ B.②③C.①②③④⑤ D.①③【解析】选D。Fe(OH)2为白色;Fe2+具有较强的还原性,为浅绿色,Fe3+具有较强的氧化性,为黄色。【补偿训练】已知下述三个试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推断正确的是 ()A.试验①中铁钉只作还原剂B.试验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C.试验③中发生的是置换反应D.上述试验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+【解析】选A。试验①中铁钉作还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;试验②中Fe2+只表现还原性,试验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,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+,故A正确,B、C、D错误。8.500mL某溶液中含有0.1molFe2+、0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+反应完全后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)()A.0.4mol·L-1 B.0.6mol·L-1C.0.8mol·L-1 D.1.0mol·L-1【解析】选C。由2Fe3++Fe3Fe2+知,0.2molFe3+与0.1mol铁粉反应生成0.3molFe2+,则所得溶液中Fe2+的物质的量为0.3mol+0.1mol=0.4mol,c(Fe2+)==0.8mol·L-1。二、非选择题(本题包括2小题,共22分)9.(10分)已知有以下物质相互转化:A试回答:(1)写出B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)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式;向G溶液中加入A的有关反应离子方程式。

【解析】解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G的溶液,即为Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3,D溶液与AgNO3生成的溶液焰色反应为紫色,说明D溶液中含有K+,同时生成白色沉淀H,H应为AgCl,则D为KCl溶液;结合E为Fe(OH)2,可推断出B为FeCl2,C为KOH。答案:(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)Fe3++3SCN-Fe(SCN)32Fe3++Fe3Fe2+【补偿训练】金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B,同时放出气体C。假如在B溶液中通入氯气,则B转变成棕黄色溶液D,将溶液D分为两份,一份加入几滴硫氰化钾溶液,生成红色物质E,另一份加入A,则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B,在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀,露置在空气中,会渐渐变成红褐色沉淀F。则各物质的化学式分别是A,B,C,D,F。有关反应的离子方程式有:①,②,③,④,⑤,⑥。【解析】A与盐酸反应生成浅绿色溶液说明生成了Fe2+,则A为Fe,B为FeCl2,C为H2;在B中通入Cl2,B转变为棕黄色溶液,说明生成了Fe3+,即D为FeCl3;依次可推知E为Fe(SCN)3,F为Fe(OH)3。答案:FeFeCl2H2FeCl3Fe(OH)3Fe+2H+Fe2++H2↑2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-Fe(SCN)32Fe3++Fe3Fe2+Fe2++2OH-Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)310.(12分)某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原铁粉,运用一段时间后部分铁粉会变质为Fe2O3。将一包运用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡,浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。

(1)溶液中的反应有:Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、。

(2)甲同学用如下方法验证了溶液中Fe2+的存在:取少量上层清液,加入某试剂X,出现白色沉淀,并很快变为灰绿色,将沉淀倾倒在滤纸上,沉淀渐渐变为红褐色。试剂X为。滤纸上沉淀改变的反应方程式为。

(3)乙同学另取少量上层清液,滴加氯水后溶液呈黄色,再滴加KSCN溶液,溶液变红。滴加氯水后溶液变黄的离子方程式为。丙同学认为Fe3+不肯定是由氯水反应得到的,理由是,改进方案是。

【解析】(1)运用过一段时间的脱氧剂含Fe和Fe2O3,用稀盐酸浸泡发生的反应有Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe3Fe2+。(2)白色沉淀很快变为灰绿色,渐渐变为红褐色,是白色的Fe(OH)2被氧化成红褐色的Fe(OH)3,则试剂X为NaOH溶液(或氨水等),沉淀改变的反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)据(1)中反应,上层清液中有Fe2+、可能有Fe3+,滴加氯水溶液呈黄色的离子方程式2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。再滴加KSCN溶液变红,则Fe3+可能是原溶液中的,或由氯水反应生成的。若先滴加KSCN无明显现象,后滴加氯水溶液变红,则Fe3+是氯水氧化Fe2+生成的。答案:(1)2Fe3++Fe3Fe2+(2)NaOH溶液(或氨水等)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-原上层清液中含Fe3+先滴加KSCN无明显现象,后滴加氯水,溶液变红(20分钟30分)1.(6分)(2024·宁波高一检测)依据表中信息推断,下列选项不正确的是()反应①②③反应物FeCl3、CuFeBr2、Cl2(少量)KMnO4和浓盐酸生成物CuCl2……FeCl3、FeBr3MnCl2、Cl2……A.反应①的另一产物不行能是FeB.反应②中若FeBr2与过量Cl2反应有Br2生成,说明还原性:Fe2+>Br-C.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶8D.氧化性由强到弱依次为Mn>Cl2>Fe3+>Cu2+【解析】选C。铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,所以反应①的另一产物不行能是Fe,故A正确;FeBr2、Cl2(少量)反应生成FeCl3、FeBr3,而若FeBr2与过量Cl2反应有Br2生成,说明氯气首先氧化亚铁离子后氧化溴离子,所以还原性:Fe2+>Br-,故B正确;反应2KMnO4+16HCl2MnCl2+8H2O+5Cl2↑+2KCl可知:氧化剂为2molKMnO4,还原剂为10molHCl,所以反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,故C错误;由①可知:氧化性Fe3+>Cu2+,②知:氧化性Cl2>Fe3+,③知:Mn>Cl2,综上所述氧化性强弱的依次为Mn>Cl2>Fe3+>Cu2+,故D正确。2.(6分)(2024·临沂高一检测)下列离子在指定溶液中能大量共存的是()A.1.0mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SB.1.0mol·L-1的FeCl2溶液:N、Na+、K+、ClO-C.使酚酞变红的溶液中:Na+、Cl-、S、Fe3+D.酸性溶液中:N、S、Fe3+、Mg2+【解析】选D。A项中KNO3在酸性条件下能氧化Fe2+;B项中ClO-能氧化Fe2+;C项中Fe3+在碱性条件下易生成沉淀,只能存在于酸性溶液中。3.(9分)(2024·诸暨高一检测)某小组为探究K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)的热分解产物,按下图所示装置进行试验。(1)通入氮气的目的是。

(2)试验中视察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此推断热分解产物中肯定含有、。

(3)为防止倒吸,停止试验时应进行的操作是

。

(4)样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是

。

【解析】(1)通入氮气的目的是隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置;(2)试验中视察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此推断热分解产物中肯定含有CO2、CO;(3)为防止倒吸,停止试验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气,防止FeO被氧化;(4)样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1～2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3。答案:(1)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置(2)CO2CO(3)先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气(4)取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1～2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O34.(9分)已知三氯化铁的熔点为306℃,沸点为315℃(1)装置的连接依次为。

(2)饱和食盐水的作用是。

(3)反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并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,进行如下试验:固体混合物淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液红色褪去①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为。

②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的缘由是。

(4)已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。该小组同学对红色褪去的缘由进行探究。①取褪色后溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液无明显改变;其次份滴加试剂X,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显改变。试验①说明;

试验②的目的是;

得出结论:。

【解析】(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而汲取氯气、饱和食盐水汲取氯化氢且能抑制氯气溶解,装置排列依次为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理,所以装置连接依次为a→g→h→d→e→b→c→f。(3)①F和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色,离子方程式为F+3SCN-Fe(SCN)3。(4)依据①滴加FeCl3溶液无明显改变,说明SCN-发生了反应而不是F发生反应,滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明生成了S;依据②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显改变,说明O2不能氧化SCN-,所以氧化SCN-的为双氧水。答案:(1)aghdebcf(2)除去氯气中的氯化氢气体(3)①F+3SCN-Fe(SCN)3②双氧水将F氧化成F,使Fe(SCN)3增多(4)SCN-发生了反应而不是F发生反应解除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能H2O2将SCN-氧化成S【补偿训练】试验小组探讨二价铁的还原性,设计如下试验。序号试验方案现象Ⅰ现象a:生成白色沉淀,3min后沉淀基本变为红褐色Ⅱ现象b:生成白色沉淀,3min后沉淀颜色几乎不变(1)试验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得,离子方程式是。

(2)试验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是。

(3)关于试验Ⅱ中白色沉淀的组成,小组同学绽开探讨。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成作出如下假设,请补充完整。假设a:依据NaHCO3溶液显性,推想白色沉淀可能为Fe(OH)2;

假设b:白色沉淀可能为。

②探讨白色沉淀组成的试验如下:i.取少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;ii.向所得溶液中滴入KSCN试剂,溶液几乎不变红;iii.向ii溶液中再滴入少量H2O2,溶液马上变为红色。由此说明,白色沉淀中肯定含有离子。

③探讨过程中发觉白色沉淀在空气中久置,最终变为红褐色。则该沉淀比试验Ⅰ中所得的Fe(OH)2(填“难”或“易”)于被