2024-2025学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化第1节铁的多样性课时分层作业含解析鲁科版必修第一册

PAGE7-第1节铁的多样性(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀C[赤铁矿的主要成分是红色的Fe2O3；铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2；铁粉可将FeCl3还原成FeCl2；Fe3＋与KSCN反应不会生成沉淀。]2．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入的最佳试剂是()A．NaOH溶液 B．铁片C．KSCN溶液 D．石蕊溶液C[氯化亚铁溶液变质是Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋能与SCN－结合使溶液呈红色，这一反应是Fe3＋的特征反应，所以可用KSCN溶液检验某FeCl2溶液是否变质。]3．下列物质中，在确定条件下能将铁元素从0价转变为＋3价的是()A．氯气 B．盐酸C．硫酸铜溶液 D．稀硫酸A[Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，可将0价铁变成＋3价。]4．下列转化关系不能通过一步反应实现的是()A．Fe→FeCl2 B．Fe2O3→Fe(OH)3C．FeCl3→FeCl2 D．Fe(OH)3→FeCl3B[A项，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑或Fe＋2FeCl3=3FeCl2；B项，Fe2O3不溶于水，故Fe2O3→Fe(OH)3不能通过一步反应完成；C项，2FeCl3＋Fe=3FeCl2；D项，Fe(OH)3＋3HCl=FeCl3＋3H2O。]5．(素养题)《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中确定错误的是()A．绿矾的化学式为FeSO4·7H2OB．绿矾分解过程中没有发生电子的转移C．“色赤”物质可能是Fe2O3D．流出的液体中可能含有硫酸B[绿矾在加热时会溶解在结晶水中，然后发生分解，化学方程式为2FeSO4·7H2O高温,Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，铁的化合价由＋2升高到＋3价，S由＋6降低到＋4，所以绿矾分解是氧化还原反应，有电子转移，三氧化硫溶于水生成硫酸，综上所述B不正确。]6．下列说法不正确的是()A．Fe在过量O2中燃烧反应生成Fe2O3B．Fe与少量的Cl2发生反应生成FeCl3C．Fe在潮湿的环境中易生锈D．Fe在氧气中燃烧须要在集气瓶中放上少量沙子，以免炸裂集气瓶A[Fe在O2中燃烧产生Fe3O4。]7．稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量的NaOH溶液，放置片刻，整个过程中视察到的颜色改变是()A．无色、灰绿色、红褐色B．无色、浅绿色、白色、灰绿色、红褐色C．灰绿色、红褐色、蓝色D．灰绿色、白色、浅绿色、灰绿色、红褐色B[H2SO4、FeSO4、Fe(OH)2和Fe(OH)3依次为无色、浅绿色、白色、红褐色。]8．将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液的质量增加，但无气体产生的是()A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸C[A项：Fe与CuCl2溶液反应，每溶解56gFe，生成64gCu，溶液质量减轻，错误。B项：Fe与AgNO3溶液反应，每溶解56gFe，生成216gAg，溶液质量减轻，错误。C项：Fe与Fe2(SO4)3溶液反应，Fe溶解，溶液质量增加且无气体放出，正确。D项：Fe与稀硫酸反应，每溶解56gFe，生成2gH2，溶液质量增加，但有气体放出，错误。]9．试验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不简单被氧化，下列说法不正确的是()A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管C[FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2的生成在无氧的环境里，故A项正确；在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B项正确；向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶解氧气，故C项错误；产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D项正确。]10．以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是()A．常见的铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是黑色B．铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都有导磁性C．作为炼铁原料之一的赤铁矿的主要成分是Fe2O3D．铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性C[FeO和Fe3O4是黑色的，而赤铁矿的主要成分是红棕色的Fe2O3，A项错误，C项正确；常见的三种铁的氧化物中，只有Fe3O4有导磁性，B项错误；Fe3O4中铁的化合价为＋2价和＋3价，既有氧化性又有还原性，D项错误。]11．某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的学问设计了如下试验：将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入到两支试管中，在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在另一支试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学试验中出现以下现象时应得出的结论：(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)能不能将KMnO4和KSCN滴入同一试管中进行验证，为什么？试进行说明________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以前三问的答案很简单得出，而第(4)问中的缘由可归结为两条，一是KMnO4溶液呈紫色，在溶液中影响视察Fe(SCN)3的红色；二是KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2＋的检验。[答案](1)没有变质(2)完全变质(3)部分变质(4)不能，缘由是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验12.A、B、C均为单质，B与C反应后的产物溶于水得无色酸性溶液。B的水溶液有漂白作用且显酸性，E可作还原剂，其浓溶液用于试验室制B。A、B、C之间的其他反应如图所示。请回答下列问题：(1)写出化学式：B________，D________，F________。(2)鉴别D溶液中阳离子的方法是___________________________________________________________________________________________________。(3)写出离子反应方程式：①A＋E→F＋C：________________________________________________。②B＋F→D：_________________________________________________。[解析]由题给信息可推知A为Fe，B为Cl2，C为H2；依据图中转化关系，进而推知D为FeCl3、E为HCl、F为FeCl2。[答案](1)Cl2FeCl3FeCl2(2)取少量D溶液于试管中，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色表明含Fe3＋(3)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋13．回答下列问题：(1)除去铜粉中混有的铁粉，可选用的试剂为________(填字母)。A．FeCl3溶液 B．H2SO4溶液C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液涉及反应的离子方程式是_________________________________________________________________________________________________________。(2)为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液，一位同学设计了以下试验方案加以证明。向一支装有该未知溶液的试管中通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题：你认为此方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)，若不合理，要检验Fe2＋应如何操作？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(若填“合理”，则此空不答)。(3)现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，可视察到的现象是__________________________________________________________________________________________________________________________________，有关化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。(4)试验室保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质，常常向其中加入铁粉，其缘由是(用离子方程式表示)________________________________________________________________。[解析](1)由于FeCl3不仅与Fe反应，而且与Cu反应，故A项不符；H2SO4和CuSO4溶液均与Fe反应而与Cu不反应，故可除去铜粉中混有的铁粉；NaOH与Cu、Fe均不反应，无法除去。(2)Fe2＋的检验应解除Fe3＋的干扰。若先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色说明溶液中含有Fe3＋，但Fe3＋来源于Fe2＋还是原溶液含有的，则无法说明。(3)FeCl2与NaOH发生反应生成的Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3。(4)FeCl2溶液中的Fe2＋易被氧化为Fe3＋，有铁粉可防止生成Fe3＋。[答案](1)BC2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu(2)不合理先加KSCN溶液，无现象，再通入氯气，溶液变红色，则原溶液含有Fe2＋(3)出现白色沉淀，马上变为灰绿色，最终变为红褐色FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋[素养培优练]14．下列关于钠、铁及其化合物的叙述正确的是()A．铁单质只具有还原性，其阳离子只有氧化性，且可用KSCN溶液检验其阳离子是否存在于某溶液中B．因为铁的活泼性大于Cu，故Cu与FeCl3不反应C．Na2O2、Fe(OH)3、FeCl2均可经化合反应一步得到D．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3C[Fe2＋处于中间价态，既有氧化性又有还原性，用KSCN溶液只能检验铁离子，不能检验亚铁离子，A错误；Cu可将FeCl3还原为FeCl2，B错误；2Na＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃))Na2O2,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，Fe＋2FeCl3=3FeCl2，C正确；Fe在足量Cl2中燃烧只生成FeCl3，D错误。]15．下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()A．该溶液中K＋、Fe2＋、SCN－、Br－可以大量共存B．和H2S反应的离子方程式：2Fe3＋＋H2S=FeS＋2H＋C．和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋3OH－=Fe(OH)3↓＋BaSO4↓D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFeD[Fe2(SO4)3溶液中的Fe3＋与SCN－发生显色反应，在溶液中不能大量共存，故A项错误；铁离子能够与H2S发生氧化还原反应，生成亚铁离子和单质硫沉淀，故B项错误；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀，铁离子和硫酸根离子的物质的量的比为2∶3，正确的离子方程式为2Fe3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，故C项错误；1L0.1mol·L－1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1mol，0.1mol硫酸铁中含有0.2mol铁离子，与足量锌反应可以生成0.2mol铁，生成铁的质量为11.2g，故D项正确。]16．将11.2g铁粉加入250mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色C．Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5C[铁粉和Fe3＋发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，11.2g铁粉的物质的量是0.2mol,250mL2mol·L－1的氯化铁溶液中含氯化铁的物质的量是0.5mol，所以铁反应完全，剩余0.1molFe3＋，生成0.6molFe2＋。铁没有剩余，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，故A项错误；氯化铁有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，故B项错误；Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为0.6∶0.1＝6∶1，故C项正确；铁被氧化生成的Fe2＋与Fe3＋被还原生成的Fe2＋的物质的量比是1∶2，即氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，故D项错误。]17．向100mL碘化亚铁溶液中缓慢通入标准状况下4.48L氯气，完全反应后，溶液中有一半的Fe2＋未被氧化，则原碘化亚铁溶液的物质的量浓度是()A．1.2mol·L－1 B．1.5mol·L－1C．1.6mol·L－1 D．2.0mol·L－1C[还原性强弱：I－＞Fe2＋，往100mL碘化亚铁溶液中缓慢通入4.48L(标准状况)氯气，氯气先氧化碘离子，再氧化亚铁离子，已知氯气的物质的量为eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，发生反应：Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，I－完全氧化后，溶液中一半的Fe2＋被氧化成Fe3＋，发生反应：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋，设原FeI2溶液的物质的量浓度为amol·L－1，则c(I－)＝2c(FeI2)＝2amol·L－1、c(Fe2＋)＝amol·L－1，依据得失电子数守恒：0.2mol×2＝2amol·L－1×0.1L＋0.5amol·L－1×0.1L，解得a18．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。(1)检验溶液