第一单元应用广泛的金属材料 (3)

用途广泛的金属材料第3课时铁的重要化合物A组1.有关铁的氧化物的说法正确的是()A.Fe3O4是黑色固体,有磁性B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同解析:Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。答案:A2.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是()A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为61D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为25解析:n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为12。答案:C3.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入()A.NaOH溶液B.铁片C.KSCN溶液D.石蕊溶液解析:Fe2+易被氧化为Fe3+,可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+。答案:C4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ()过量的Fe与Cl2反应Fe与过量稀硫酸反应FeCl2溶液中通入少量Cl2Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.B.C.D.解析:中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2,Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。答案:B5.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是()金属钠在纯氧中燃烧FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间FeCl3溶液中滴入KSCN溶液无水硫酸铜放入医用酒精中A.B.C.D.解析:钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2,FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3,FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3,CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。答案:B6.将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中,充分反应后,铁粉有剩余,则此时溶液中含有的大量阳离子是()A.Cu2+和Fe2+B.Fe2+和Mg2+C.Fe3+和Fe2+D.H+和Cu2+解析:混合溶液中加入铁粉依次发生如下反应:2Fe3+Fe3Fe2+、Cu2+FeFe2+Cu、2H+FeFe2+H2,由于铁粉有剩余,故此时溶液中阳离子主要有Mg2+和Fe2+。答案:B7.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是() 试剂选项 甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液解析:甲组,在Fe3+存在的条件下,检验Fe2+,要排除Fe3+干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是Fe3+不反应,不干扰Fe2+的检验。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。答案:B8.将铁粉投入盛有Cu2+、Ag+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有。解析:溶液中三种离子的氧化性由强到弱是Ag+Fe3+Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为Fe+2Ag+Fe2+2Ag,Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+Cu2+Fe2+Cu。当Fe剩余时,溶液中Ag+、Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应,是否发生反应不确定,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应已进行完全,则Ag+、Fe3+均不会存在。答案:Ag+、Fe3+、Cu2+Fe2+Ag+、Fe3+9.今有:铁粉、溴水、NaOH溶液、酸性高锰酸钾溶液、KSCN溶液。用代表它们的序号填空:(1)与FeCl3溶液反应溶液变红色的是。(2)与FeCl3溶液反应产生红褐色沉淀的是。反应的离子方程式为。(3)能将FeCl3转化为FeCl2的是。反应的离子方程式为。解析:由题给试剂可知,与FeCl3溶液反应溶液变红色的为,产生红褐色沉淀的为,能将FeCl3还原为FeCl2的为。答案:(1)(2)Fe3+3OH-Fe(OH)3(3)2Fe3+Fe3Fe2+10.将Fe和Fe2O3的混合物15 g加入150 mL稀硫酸中,生成标准状况下的H2 1.68 L,同时Fe和Fe2O3均无剩余,向溶液中加入KSCN溶液,未见颜色变化。为中和过量的硫酸,且使Fe全部转化为Fe(OH)2,共消耗3 molL-1NaOH溶液200 mL。原硫酸的物质的量浓度为。解析:本题涉及的反应非常繁杂,数据又多,若用常规方法很难解答。可以采用整体分析法(也叫终态法或终态分析法,实质为守恒法)根据题意,反应终了溶液中的溶质只有Na2SO4,根据溶液中的电荷守恒,有:n(Na+)=2n(S),即:n(S)=3 molL-10.2 L2=0.3 mol,c(H2SO4)=2 molL-1。答案:2 molL-1B组1.已知下述三个实验均能发生化学反应: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判断正确的是()A.实验中铁钉只作还原剂B.实验中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+Fe2+Cu2+解析:实验中铁钉作还原剂,氧化性:Cu2+Fe2+;实验中Fe2+只表现还原性;实验中反应为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。答案:A2.a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液恰好完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为()A.71B.17C.78D.87解析:设参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量分别为x、y。Fe+Cu2+Fe2+CuxxxFe+2H+Fe2+H2y2y由题意得:56(x+y)=64x解得:xy=71答案:A3.下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()解析:C项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。答案:C4.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出标准状况下的气体224 mL,在溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同量的此混合物,能得到铁的质量为()A.11.2 gB.5.6 gC.2.8 gD.无法计算解析:根据题意可得,恰好反应后溶液中只存在FeCl2,根据元素守恒可建立关系式:n(Fe)=n(Fe2+)=n(Cl-)=n(HCl)=0.1 L1 molL-1=0.05 mol,m(Fe)=0.05 mol56 gmol-1=2.8 g。答案:C5.只用一种试剂或操作,除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)写出试剂或操作的名称、方法及有关的化学方程式或离子方程式:(1)Fe2O3(Al2O3);离子方程式。(2)Fe2O3Fe(OH)3;化学方程式。(3)FeSO4溶液(CuSO4);离子方程式。(4)FeCl3溶液(FeCl2);离子方程式。解析:解答除杂题时要考虑除杂原则:除去杂质而不能引入新的杂质,同时考虑主要成分和杂质在性质上的差异,能用物理方法除去就选择物理方法除去,不能用物理方法可选择化学方法。(1)因Fe2O3不溶于水,不与碱反应,而Al2O3溶于强碱溶液,所以可以用NaOH溶液除去。(2)因Fe(OH)3不稳定,受热分解生成Fe2O3,可以用加热方法除去Fe(OH)3。(3)Fe可以置换出Cu,可以加入Fe除去CuSO4。(4)Fe2+与Fe3+可以相互转化,加入强氧化剂可以把Fe2+氧化生成Fe3+,所以通入Cl2把FeCl2氧化成FeCl3。答案:(1)加足量氢氧化钠溶液溶解,然后过滤Al2O3+2OH-2Al+H2O(2)加热2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(3)加足量铁粉,充分反应后过滤Cu2+FeFe2+Cu(4)通入适量氯气2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-6.两同学为制得纯净的Fe(OH)2,根据如图所示的装置,回答问题。A管中是铁粉和稀硫酸,B管中是NaOH溶液。(1)同学甲:先夹紧止水夹a,使A管开始反应,在B管中观察到的现象是。(2)同学乙:打开a,使A管中反应一段时间后再夹紧止水夹a,实验中在B管中观察到的现象是,此时B中发生反应的离子方程式为。(3)乙同学打开a的目的是,同学(填“甲”或“乙”)的实验可成功。解析:同学甲未排出装置内的空气,生成的Fe(OH)2迅速被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。同学乙先让生成的氢气将装置内的空气排出,达到了隔绝氧气的目的,故可以看到白色沉淀。答案:(1)生成红褐色沉淀(2)有白色沉淀生成Fe2+2OH-Fe(OH)2(3)使A管中产生的气体通入B管中排出空气乙