课时21-铁的氢氧化物-铁盐、亚铁盐(人教2019必修第一册)(解析版)

课时21铁的氢氧化物铁盐、亚铁盐1．既有氧化性，又有还原性的微粒是()A．FeB．Fe2+C．Fe3+D．Cu2+【答案】B【解析】Fe2+是铁的中间价态微粒，化合价既可以升高也可以降低，因此既有氧化性，又有还原性。2．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是()A．稀硫酸B．浓盐酸C．AgNO3D．Fe2(SO4)3【答案】D【解析】铁片投入稀硫酸、浓盐酸中，生成相应的亚铁盐和H2。Fe与AgNO3溶液发生置换反应，析出的Ag附着到铁片表面，铁片的质量增加。Fe与Fe2(SO4)3溶液发生反应生成FeSO4，铁片质量减轻，溶液的质量增加。3．常温下，下列物质不能与铁粉反应生成FeCl2的是()A．少量氯水 B．氯化铜溶液 C．浓盐酸 D．液氯【答案】D【解析】A项，氯水中有HH，铁可以和稀盐酸反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故A不符合题意；B项，氯化铜溶液会和铁反应Fe+Cl2=FeCl2+,故B不符合题意；C项，浓盐酸会和铁反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故C不符合题意；D项，氯气和铁需要加热条件下才反应而且反应产物是氯化铁，故D符合题意；故选D。4．欲除去FeSO4溶液中少量的Fe2(SO4)3，可选用的物质是()A．氢氧化钠溶液B．铁粉 C．铜粉 D．氯水【解析】B【解析】A项，氢氧化钠与硫酸亚铁和硫酸铁均能反应，分别生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，不能除去硫酸铁，A错误；B项，铁粉可以把硫酸铁还原生成硫酸亚铁，不会引入新的杂质，B正确；C项，铜能够还原硫酸铁，但引入了铜离子产生新的杂质，C错误；D项，氯水可以把亚铁离子氧化，D错误；故选B。5．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是()A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3C．FeCl2 D．Fe(OH)3【答案】C【解析】Fe3O4无法通过复分解反应得到，A不符合题意；硫酸铁可以通过FeSO4与O2化合得到，也可以通过Fe(OH)3与稀H2SO4发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B不符合题意；FeCl2可以由FeCl3和Fe化合得到，也可以由Fe(OH)2和HCl发生复分解反应得到，也可以由Fe和HCl置换得到，C符合题意；Fe(OH)3可以通过Fe(OH)2、O2和水的化合得到，也可以通过FeCl3和NaOH发生复分解反应得到，但无法通过置换得到，D不符合题意。6．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是()A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变【答案】B【解析】A项，先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误；B项，KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，故B正确；C项，溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；D项，溶液中若含有Cu+，也有该现象，故D错误；故选B。7．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是()A．FeFeCl3 B．FeFeSO4C．FeFe3O4 D．FeFeCl2【答案】B【解析】A项，Fe和Cl2在加热条件下发生反应生成FeCl3：2Fe+3Cl22FeCl3，物质间的转化能实现，故A不符合；B项，常温下Fe在浓硫酸中发生钝化不能继续反应，物质间的转化不能实现，故B符合；C项，Fe和H2O(g)在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，物质间的转化能实现，故C不符合；D项，Fe和FeCl3溶液反应生成FeCl2：Fe+2Fe3+=3Fe2+，物质间的转化能实现，故D不符合；故选B。8．在下列各溶液中分别加入铁片，片刻后取出铁片洗净、干燥、称量，使铁片质量增加的溶液是()A．稀H2SO4 B．Zn(NO3)2 C．CuSO4 D．FeCl3【答案】C【解析】A项，铁片和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2，反应片刻后将铁片取出、洗净、干燥、称量，铁片质量减少，A项不符合题意；B项，Zn(NO3)2与铁片不反应，B项不符合题意；C项，铁片和CuSO4反应生成FeSO4和Cu，析出的铜附着在铁片上，根据反应方程式可知，每消耗56g铁同时析出64g铜，故反应片刻后将铁片取出、洗净、干燥、称量，铁片质量增加，C项符合题意；D项，铁片和FeCl3反应生成FeCl2，反应片刻后将铁片取出、洗净、干燥、称量，铁片质量减少，D项不符合题意；故选C。9．将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是()A．生成白色沉淀及气泡 B．生成红褐色沉淀及气泡C．仅有气泡产生 D．无变化【答案】B【解析】将Na2O2投入FeCl2溶液中，Na2O2与溶液中的水发应生成NaOH和O2，有气泡产生，生成的NaOH和O2再和FeCl2反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3，故B选项符合题意。故选B。10．下列铁及其化合物性质与用途具有对应关系的是()A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂 B．Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂 D．FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板【答案】A【解析】A项，Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂，A正确；B项，Fe2O3粉末呈红棕色，可用于染料，B错误；C项，Fe3+水解，生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C错误；D项，FeCl3溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误；故选A。11．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠，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，上述白色沉淀和红棕色残渣分别是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2Fe3O4【答案】B【解析】Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，再加氢氧化钠生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热时被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解后生成Fe2O3，故B项符合题意。12．下列反应的离子方程式正确的是()A．将铜屑加入Fe3+溶液中：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4+8H+＝3Fe3++4H2OC．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2++4H++O2＝2Fe3++2H2OD．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe+6H+＝2Fe3++3H2↑【答案】A【解析】A项，题中离子方程式符合实验事实，原子、电荷均守恒，A项正确；B项，该离子方程式中电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态：＋2、＋3，所以产物中有Fe2＋、Fe3＋，正确的离子方程式为：Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2＋+4H2O，B项错误；C项，该离子方程式中电荷不守恒，得失电子不守恒，正确的离子方程式为：4Fe2++4H++O2＝4Fe3++2H2O，C项错误；D项，离子方程式不符合客观事实，将铁粉加入稀硫酸中反应后只能产生Fe2＋和H2，正确的离子方程式为：Fe+2H+＝Fe2++H2↑，D项错误；故选A。13．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③④⑤ B．①②⑤C．①②③④ D．②④⑤【答案】B【解析】根据题中信息可知要较长时间保存Fe(OH)2沉淀，必须在制取过程中尽可能减少和空气接触，对比5个实验明显可以发现⑤加入有机物隔离空气，②中Fe和稀硫酸反应生成氢气能排出装置中的氧气，所以也能减少与氧气接触，①中导管口插入水中，铁与稀硫酸反应生成氢气可以排出装置中氧气，则能减少与氧气接触；③④生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，导致不能长时间观察到氢氧化亚铁。14．把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe3＋和Fe2＋物质的量浓度之比为2:3，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋物质的量之比为()A．1:1 B．2:3 C．2:1 D．3:2【答案】A【解析】铁粉放入三氯化铁溶液中，发生的反应为：Fe+2Fe3+＝3Fe2+，设已反应的Fe3+的物质的量为n，则Fe+2Fe3+＝3Fe2+23n1.5n所得溶液中Fe3＋和Fe2＋物质的量浓度之比为2:3，所以未反应的Fe3+的物质的量为n，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比=n：n=1：1，故选A。15．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。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=2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋【答案】C【解析】A项，由最终要得到的氯化铁及流程图知b是盐酸，A错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器有差异，B错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，C正确；D项，高锰酸钾能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子，D错误；故选C。18．请完成下列问题。(1)下列物质所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是___________(填字母)。A．Fe B．FeSO4 C．FeCl3 D．Fe2O3(2)工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，这说明NaNO2具有___________性。下列不能实现上述转化的物质是___________(填字母)。A．Cl2B．O2C．FeCl3D．KMnO4(H+)(3)工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有_____性。(4)配平离子方程式：Fe2++MnO4-+H+=Fe3++Mn2++H2O，______________。【答案】(1)B(2)氧化性C(3)还原性(4)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O【解析】(1)A项，Fe元素为0价，为最低价，只有还原性，故A不符合题意；B项，FeSO4中Fe元素的化合价为+2，属于中间价态，所以既有氧化性又有还原性，故B符合题意；C项，FeCl3中Fe元素的化合价为+3，属于最高价态，所以只有氧化性，故C不符合题意；D项，Fe2O3中Fe元素的化合价为+3，属于最高价态，所以只有氧化性，故D不符合题意；故选B(2)NaNO2把人体内的Fe2+氧化为Fe3+，说明NaNO2具有较强氧化性，根据Cl2和水反应生成次氯酸，次氯酸分解放出氧气，说明氧化性：Cl2>HClO>O2；又因为KMnO4(H+)能和浓盐酸反应放出氯气，说明氧化性KMnO4(H+)>Cl2，所以不能实现上述反应的物质为FeCl3，故C符合题意；(3)工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，体现了Fe2+的还原性，工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有还原性(4)还原剂：Fe2+-Fe3+-e-，氧化剂：MnO4--Mn2+-5e-，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。1．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2＋【答案】A【解析】CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，B项错误；NOeq\o\al(－,3)＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。2．为确定Fe2O3和Cu混合物的组成(假设混合均匀)，某兴趣小组称取五份不同质量的样品，分别投入30.0mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是()A．各组样品均发生反应：Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋B．1.76g样品充分反应后，溶液中一定存在Fe2＋和Cu2＋，一定不存在Fe3＋C．该混合物中n(Fe2O3)︰n(Cu)＝1︰3D．稀硫酸的浓度为3.00mol·L－1【答案】D【解析】A项，样品中先发生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，生成的Fe3+与铜反应，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，A项正确；B项，根据图知1.76g样品与稀硫酸反应，此时铜过量，生成Fe2+、Cu2+，没有Fe3+，B项正确；C项，根据c(5.28，1.92)，设为Fe2O3为xmol，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，则反应的铜也为xmol，故5.28=160x+64x+1.92，解得x=0.15mol，n(Cu)=(x+0.03)mol=0.45mol，n(Fe2O3)：n(Cu)=1：3，C项正确；D项，由C项得n(H+)=6x=0.9mol，n(H2SO4)=0.45mol，故c(H2SO4)=0.45mol/0.03L=0.15mol·L-1，D项错误。故选D。3．常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如下所示。关于该反应过程的说法正确的是()Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++MⅡ：M+H++H2O2→H2O+M(以上两个反应均未配平)A．在该反应过程中，M是Fe3+，M′是Fe2+B．当反应Ⅰ有1molO2生成时，转移2mol电子C．在H2O2分解过程中，Fe3+是催化剂，且反应后溶液的pH降低D．H2O2的氧化性比Fe3+强，还原性比Fe2+弱【答案】B【解析】反应Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++M(未配平)中，氧元素从-1价升高到0价、则M′中元素化合价降低；反应Ⅱ：M+H++H2O2→H2O+M′(未配平)中，氧元素从-1价降低到-2价、M中元素化合价升高，则M′是Fe3+，M是Fe2+。A项，据分析，在该反应过程中，M′是Fe3+，M是Fe2+，A错误；B项，反应Ⅰ为4Fe3++2H2O2=4Fe2++2O2↑+4H+，氧元素从-1价升高到0价，每生成2molO2转移4mol电子，则当有1molO2生成时，转移2mol电子，B正确；C项，合并反应ⅠⅡ，即得到2H2O2=2H2O+O2↑，则在H2O2分解过程中，Fe3+是催化剂，随着双氧水消耗、水不断增加，溶液酸性下降、反应后溶液的pH增大，C错误；D项，还原剂的还原性大于还原产物，4Fe3++2H2O2=4Fe2++2O2↑+4H+中H2O2还原性比Fe2+强；氧化剂的氧化性大于氧化产物，反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O中H2O2的氧化性比Fe3+强，D错误；故选B。4．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：___________。(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为___________，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表式)___________。(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为___________，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的区别开来的实验方法是___________。【答案】(1)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O(2)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3)胶体Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应【解析】Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应可知①是盐酸，三氯化铁有氧化性可以和铁单质反应生成氯化亚铁；另外把三氯化铁滴入沸水中可以制得氢氧化铁胶体(1)Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体；胶体与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液这三种分散系，其中Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应。5．小熊同学在学习酸碱盐有关知识时，对一些沉淀物质的颜色产生了兴趣。老师告诉他氢氧化铜是蓝色，氢氧化铁是红褐色，让他探究氢氧化亚铁的颜色。下面请你和他一起探究。(查阅资料)①铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。②氢氧化亚铁在空气中立即被氧气氧化。③硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色。(提出猜想)氢氧化亚铁是浅绿色。(1)(实验过程)在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察现象，请补充完成下表：FeCl3溶液FeSO4溶液滴入NaOH溶液的现象生成红褐色沉淀先生成白色絮状沉淀，慢慢变化，最后变成红褐色沉淀化学方程式___________，基本反应类型属于___________反应FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；_Fe(OH)2＋_O2＋_H2O=___________(完成并配平此方程式)__________(学习交流)氢氧化亚铁是白色而不是浅绿色。(2)小熊联系到CO2与C的化合反应，认为FeCl3溶液可以转化为FeCl2溶液，请模仿写出这个转化的化学方程式：___________。【答案】(1)FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl复分解反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(2)2FeCl3+Fe=3FeCl2【解析】(1)FeCl3溶液和NaOH溶液反应的方程式：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl，此反应属于复分解反应；FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀是氢氧化亚铁沉淀，白色氢氧化亚铁在水中不稳定，容易跟水中的氧气反应生成红棕色的氢氧化铁；由于氢氧化亚铁有少量溶于水中，亚铁离子显绿色，所以溶液呈绿色，同时也会转化成黄色的铁离子，灰色就是白色、红棕、