铁及其重要化合物作业.docx
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铁及其重要化合物作业
核心素养提升练八
铁及其重要化合物
(25分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每题6分,共30分)
1.(2019·日照模拟)铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的一些说法正确的是( )
A.常温下浓硫酸与铁不反应,故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸
B.铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3
C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:
Fe(OH)2 D.Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2又有FeCl3生成,故Fe3O4属于混合物 【解析】选C。 A项,常温下铁在浓硫酸中钝化,钝化是化学变化,错误;B项,铁与碘化合生成FeI2,错误;D项,四氧化三铁是纯净物,错误。 2.(2019·泉州模拟)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)3 C 向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气 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,淀粉遇碘变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3·xH2O;C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。 3.将铜和氧化铁的混合物溶于足量稀盐酸中,向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出现红色。 下列有关说法错误的是( ) A.容器中可能有固体残渣 B.所得溶液中一定存在Fe2+ C.反应过程中水的电离程度增大 D.再加入铜后,溶液红色逐渐褪去 【解析】选A。 所得溶液中滴入KSCN溶液后变红色,说明会有Fe3+,则Cu不存在。 4.以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下: 下列说法不正确的是( ) A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量 B.为了防止污染,焙烧过程中产生的SO2要回收利用 C.通氯气的目的是氧化Fe2+ D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热 【解析】选A。 本题考查氯化铁晶体的制备流程分析。 若酸溶过程用过量硝酸,则会引入N A错误;SO2是一种污染气体,必须回收利用,B正确;通入Cl2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,C正确;为了防止Fe3+水解,由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热,D正确。 5.(2019·珠海模拟)把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中,如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO,下列说法正确的是( ) A.反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为1∶3 D.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为3∶1 【解析】选C。 铁粉的物质的量为0.4mol。 收集到0.3molNO2和0.2molNO;则转移电子数为0.9mol,由得失电子守恒列方程n(Fe3+)×3+n(Fe2+)×2= 0.9mol,n(Fe3+)+n(Fe2+)=0.4mol,得n(Fe3+)=0.1mol,n(Fe2+)=0.3mol,C正确。 【加固训练】 有一块铁的“氧化物”样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为( ) A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5D.Fe5O7 【解析】选D。 根据2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025mol×2=0.05mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。 二、非选择题(本题包括1小题,共20分) 6.(2019·株洲模拟)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。 某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 经查阅资料得知: 无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。 他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下: ①检验装置的气密性; ②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气; ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成: ④…… ⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。 请回答下列问题: (1)装置A中反应的化学方程式为 _______________________________。 (2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。 要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是 ___________________。 (3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)______________________________________________。 (4)装置B中冷水浴的作用为 ___________________________________; 装置C的名称为______________________________________________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 (6)该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫,则FeCl3与H2S反应的离子方程式为 ______________________________________________。 【解析】本实验的关键是要保持干燥,防止水蒸气的干扰。 (1)装置A中发生反应3Cl2+2Fe 2FeCl3。 (2)FeCl3加热易升华,在A右端冷却凝固的FeCl3可用加热的方法赶进收集器。 (3)防止FeCl3潮解的操作是②和⑤。 (4)由于FeCl3易升华,为使FeCl3大量沉积,需冷却收集器。 (5)尾气吸收可用NaOH溶液。 (6)FeCl3具有氧化性,能与H2S发生氧化还原反应: 2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+。 答案: (1)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3)②⑤ (4)冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 (5) (6)2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+ (30分钟 50分) 一、选择题(本题包括5小题,每题6分,共30分) 1.(2019·十堰模拟)关于FeCl3进行的实验,下列预测正确的是( ) 选项 实验 预测 A 蒸发FeCl3溶液 得到FeCl3固体 B 在FeCl3、CuCl2混合液中,加入少量Fe粉 一定有H2产生且有Cu析出 C 用FeCl3固体溶于水配制饱和溶液 会有Fe(OH)3沉淀产生 D 在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液 有CO2产生,但无Fe(OH)3沉淀生成 【解析】选C。 蒸发FeCl3溶液可促进Fe3+水解,由于HCl易挥发,最后得到Fe(OH)3,A错误;加入少量Fe粉时,不会有H2产生且Fe应先和Fe3+反应,再和Cu2+反应,B错误;Fe3+与HC 发生相互促进的水解反应,有CO2和Fe(OH)3沉淀生成,D错误。 2.(2019·九江模拟)铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是( ) A.2Fe3++Fe 3Fe2+成立说明氧化性: Fe3+>Fe2+ B.25℃,pH=0的溶液中,Al3+、N 、N 、Fe2+可以大量共存 C.5.6g铁与足量的氯气反应失去电子0.2mol D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液: Fe2++2H2O2+4H+ Fe3++4H2O 【解析】选A。 pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、N 、H+不能大量共存,B项不正确;C项失去电子的物质的量应为0.3mol,不正确;D项电荷和电子得失不守恒,不正确。 3.(2019·湘潭模拟)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL 4mol·L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出2.24LNO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。 若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( ) A.0.21mol B.0.25mol C.0.3mol D.0.35mol 【解析】选B。 n(HNO3)=0.6mol,n(NO)=0.1mol,反应后铁元素的存在形式为Fe(NO3)2,根据元素守恒,可知反应后溶液中的n(N )=0.5mol,n(Fe2+)=0.25mol,即n(Fe)=0.25mol。 4.(2019·深圳模拟)向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。 下列有关判断不正确的是( ) A.a表示n(Fe3+)的变化曲线 B.n1=0.75 C.P点时,n(Fe2+)=0.5625mol D.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4g 【解析】选C。 该反应可以看作两步: ①Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O,硝酸根离子过量,氢离子不足;②2Fe3++Fe 3Fe2+。 a表示Fe3+的物质的量变化曲线,A正确;溶液中共有3molH+参加反应,消耗铁为0.75mol,B正确;P点n(Fe2+)=n(Fe3+),二者均为0.45mol,C错误;剩余0.45molFe3+,消耗0.225mol(14.4g)铜,D正确。 5.玻璃制造行业需要消耗大量硼酸(H3BO3)。 工业上以铁硼矿(主要成分为2MgO·B2O3·H2O和Fe3O4,还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等)为原料生产硼酸的工艺流程如下: 资料: (1)H3BO3的溶解度在20℃、40℃、60℃、100℃时分别为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g; (2)Fe3O4是一种铁氧体磁性物质,不溶于水和酸; (3)Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4; (4)母液呈酸性。 则下列推断不正确的是( ) A.浸出渣中只含SiO2 B.热过滤的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出 C.除杂时需向浸出液中依次加入H2O2和MgO,以除去Fe2+、Fe3+、Al3+等杂质离子 D.回收母液可以制得硫酸镁晶体 【解析】选A。 结合题给信息可知,Fe3O4也不与硫酸反应,故浸出渣中还含有Fe3O4,A错误;由资料 (1)可知,为防止温度降低时H3BO3从溶液中析出,应采取热过滤,B正确;为使铁元素以氢氧化铁形式沉淀,加入H2O2氧化Fe2+,为防止引入其他离子,加入MgO调节溶液pH,C正确;降温结晶得到硼酸晶体,母液中的溶质主要是硫酸镁,D正确。 【加固训练】 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 2Fe3++2Cl- D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+ 【解析】选C。 由最终要得到的氯化铁及流程图知b是盐酸,A错误;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;滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,C正确;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。 二、非选择题(本题包括1小题,共20分) 6.(2019·邢台模拟)某同学为了验证Fe3+是否能将H2SO3氧化成S 用50mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后,进行以下实验: (1)检验吸收液中S 的操作为_______________, 证明Fe3+能够把H2SO3氧化成S 。 (2)请配平并完成上述反应中的化学方程式: 2FeCl3+SO2+______ ________+H2SO4+________,反应中的氧化产物是________(写化学式)。 (3)吸收液中除了含有H+、Cl-、S 以外,对其他成分(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究: ①提出假设。 假设1: 溶液中存在Fe2+; 假设2: 溶液中存在Fe3+、Fe2+; 假设3: 溶液中存在__________________________________________。 ②设计方案,进行实验,验证假设。 请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。 限选实验试剂和仪器: 试管、滴管、0.1mol·L-1KMnO4溶液、0.1mol·L-1KSCN溶液、品红稀溶液。 实验步骤 预期现象和结论 步骤1: 用试管取样品溶液2~3mL,并滴入______ 若出现红色,则假设2成立,1、3不成立;若未出现红色,则假设2不成立(或假设1或3成立) 步骤2: 步骤3: 【解析】 (1)检验S 常用稀盐酸和BaCl2溶液。 (2)SO2被氧化成了H2SO4,则FeCl3被还原成FeCl2。 (3)对于溶液中三种微粒可能存在的情况: 假设1,若Fe3+与H2SO3正好反应则只存在Fe2+;假设2,若Fe3+过量则存在Fe3+与Fe2+;假设3,若Fe3+不足,则存在Fe2+与H2SO3;区别三种假设的不同之处在于假设2中含有Fe3+,假设3中含有H2SO3,可通过设计实验方案进行探究。 答案: (1)取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸无现象,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成则证明吸收液中有S (2)2H2O 2FeCl2 2HCl H2SO4 (3)①Fe2+、H2SO3 ② 实验步骤 预期现象和结论 步骤1: 1~2滴0.1mol·L-1KSCN溶液 步骤2: 另取2~3mL样品溶液于试管中,滴入1~2mL品红稀溶液 若品红溶液红色褪去,则假设3成立;若品红溶液不褪色,则假设3不成立(或假设1成立) 【加固训练】 某学生欲通过实验方法验证Fe2+的性质。 (1)该同学在实验前,依据Fe2+的________性,填写了下表。 实验操作 预期现象 反应的离子方程式 向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸,振荡 试管中产生红棕色气体,溶液颜色逐渐变黄 Fe2++N +2H+ Fe3++NO2↑+H2O 依照表中操作,该同学进行实验,观察到液面上方气体逐渐变为红棕色,但试管中溶液颜色却变为深棕色。 为了进一步探究溶液变为深棕色的原因,该同学进行如下实验。 (2)向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液,前者不变红色,后者变红,该现象的结论是______________________。 (3)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的。 为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究。 Ⅰ.打开活塞a、关闭活塞b,甲装置中反应开始后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色,而丁中溶液无明显变化。 Ⅱ.打开活塞b、关闭活塞a,一段时间后再停止甲中反应。 Ⅲ.为与Ⅰ中实验进行对照,更换丙、丁后,使甲中反应继续,观察到的现象与步骤Ⅰ中相同。 ①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是 ____________________________; ②装置乙的作用是______________________________________________; ③步骤Ⅱ的目的是______________________________________________; ④该实验可得出的结论是 ________________________________________。 【解析】 (1)产生的红棕色气体为NO2,说明HNO3被还原,溶液变为黄色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,Fe2+表现了还原性。 (2)Fe3+与SCN-作用显红色,是Fe3+的特征反应。 (3)整个装置中,先将NO2通入丙、丁,然后将NO2转化成NO,来检验NO的影响。 由于步骤Ⅰ后,装置乙之后的导气管中会有NO2剩余,所以需要除去以排除剩余NO2对NO的干扰。 由于NO2、NO通入FeSO4溶液中,都产生深棕色,在Fe2(SO4)3溶液中都不变色,说明NO2、NO对Fe2+有影响,而对Fe3+无影响,从而得到结论。 答案: (1)还原 (2)Fe2+被硝酸氧化为Fe3+ (3)①Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ②使NO2转化为NO ③排出乙右侧装置中残留的NO2 ④溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到的(或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到的) 关闭Word文档返回原板块
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