2019高考化学总复习 第三章 金属及其化合物 课时作业8 铁及其化合物 新人教版.doc

课时作业8铁及其化合物一、选择题1下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3Fe与过量的S加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中ABCD解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3；Fe与S反应生成FeS；FeFe2Fe3；Fe2Fe3；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3，当Fe足量时，溶液中无Fe3。答案：D2下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一项是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu解析：Cl2能将FeCl2氧化为FeCl3，反而将主体物质除去，应该选用Fe粉，A错；Fe与FeCl3和CuCl2都能反应，B错；杂质Al能溶于NaOH溶液而Fe不溶，C项正确；Cu能与Fe3反应，但又引入杂质Cu2，应选用Fe，D错。答案：C3硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是()A碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂B为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行C可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4大解析：碱式硫酸铁电离产生Fe3，Fe3能发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，A正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B正确；KSCN溶液遇Fe2溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3，KSCN溶液遇Fe3溶液变红，C正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，D错误。答案：D4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()A2Fe3Fe=3Fe2成立，说明氧化性：Fe3Fe2B25 ，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 molD硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe22H2O24H=Fe34H2O解析：pH0的溶液呈强酸性，Fe2、NO、H不能大量共存，B项不正确；C项应为0.3 mol，不正确；D项电荷不守恒，不正确。答案：A5绿矾(FeSO47H2O)的相关性质如图所示，反应均在隔绝空气的条件下进行，气体1、2、3均为氧化物，且它们的摩尔质量依次增大。下列推断合理的是()A属于氧化还原反应的只有、B将反应和反应产生的气体混合，气体颜色发生变化C反应生成的固体在空气中高温灼烧只发生分解反应D将气体1和气体3冷凝再混合，能计算出所得溶液的物质的量浓度解析：本题考查元素化合物的性质，意在考查考生的识记能力及灵活处理信息的能力。FeSO4具有还原性，能被过氧化钠、硝酸钾(酸性条件下)、氯水氧化，绿矾在隔绝空气条件下煅烧生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水蒸气，该反应也属于氧化还原反应，故属于氧化还原反应的有、，A项推断不合理。反应生成的气体为O2，反应生成的气体为NO，NO与O2混合生成红棕色的NO2，B项推断合理。反应生成的FeCO3有还原性，能被空气中的氧气氧化，C项推断不合理。反应的化学方程式为2(FeSO47H2O)Fe2O3SO3SO214H2O，气体1、2、3依次是H2O、SO2、SO3。气体1和气体3冷却至室温所得溶液是硫酸，其组成为n(H2O)n(H2SO4)131，能计算溶液中溶质的质量分数，但缺少溶液的密度，无法计算硫酸的物质的量浓度，D项推断不合理。答案：B6某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是()A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3转化为Al(OH)3进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O解析：本题考查离子反应，物质分离、元素及化合物。流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原Fe3得到硫酸亚铁，A正确；固体1为SiO2，分离FeSO4和Al2(SO4)3采用的是调控pH的方法，使Al3转化为Al(OH)3沉淀而与FeSO4分离，B正确；Fe2容易被氧化，所以在得到FeSO47H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，C正确；在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)2沉淀，但Fe(OH)2不稳定，很容易被氧化为Fe(OH)3，使制得的产品不纯，混有较多的杂质Fe2(SO4)3，D不正确。答案选D。答案：D7向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(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CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为()A0.24 mol B0.21 molC0.16 mol D0.14 mol解析：n(HNO3)0.12 L4 molL10.48 mol，n(NO)1.344 L22.4 Lmol10.06 mol，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，说明全部生成Fe2，溶液溶质为Fe(NO3)2，则原混合物中铁元素为(0.48 mol0.06 mol)20.21 mol，故用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，最终得到铁的物质的量为0.21 mol。答案：B8在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后铁完全反应，同时析出0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是()A向反应后的溶液中继续加入少量铁粉，铁粉可以继续溶解B氧化性：AgFe3Cu2Zn2C反应后溶液的质量减轻D反应后溶液中Cu2与Fe2的物质的量之比为11解析：各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后铁完全反应，同时析出0.1 mol Ag，且Fe3和Ag亦完全反应：2AgFe=Fe22Ag,2Fe3Fe=3Fe2，向反应后的溶液中继续加入少量铁粉，发生FeCu2=Fe2Cu，铁粉可以继续溶解，故A正确；根据金属活动顺序表可知氧化性：Zn2Cu2Ag，根据金属铜和三价铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，可知氧化性Cu2H，首先发生的反应是Fe2Fe3=3Fe2B当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体C在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2和Fe3的形式存在Dm至少等于28 g，反应过程中溶液的质量一直在减小解析：酸性条件下，NO有强氧化性，因此首先发生的反应是FeNO4H=NOFe32H2O然后发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，Fe2H=Fe2H2，A错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述反应，生成标准状况下的6.72 L NO气体生成0.3 mol Fe3，消耗1.2 mol H，B正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3，C错误；根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g(0.10.3)0.55628 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。答案：B10在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3、Cu2和Fe2的物质的量之比为321，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子物质的量之比变为124，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3的物质的量之比为()A21 B12C13 D14解析：因氧化性Fe3Cu2Fe2，加入适量的铁粉，使溶液中Fe3、Cu2和Fe2物质的量之比变为124，说明Fe3有剩余，则Cu2没有参加反应，加入的Fe粉仅与Fe3反应。设原溶液中含有Fe3、Cu2、Fe2的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol，反应后Fe3、Cu2和Fe2的物质的量之比变为124，则反应后Fe3、Cu2、Fe2的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol，故反应的Fe3的物质的量为3 mol1 mol2 mol，则参加反应的Fe的物质的量为1 mol，参加反应的铁粉与原溶液中Fe3的物质的量之比为1 mol3 mol13。答案：C二、非选择题11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Fe2NO2H=Fe3NO2H2O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。.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。.打开活塞b、关闭活塞a，一段时间后再停止甲中反应。.为与中实验进行对照，更换丙、丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤中相同。铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是_；装置乙的作用是_ _；步骤的目的是_ _；该实验可得出的结论是_ _。(4)该同学重新进行(1)中实验，观察到了预期现象，其实验操作是_。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对实验的干扰。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，从而得出结论。答案：(1)还原(2)Fe2被硝酸氧化为Fe3(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O使NO2转化为NO排出乙右侧装置中残留的NO2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)(4)向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液12有关FeSO4的转化关系如下图所示(无关物质已略去)。已知：X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入BaCl2溶液，产生白色沉淀。Y是红棕色的化合物。(1)气体X的成分是_(填化学式)。(2)反应的反应类型属于_(填字母)。a分解反应b复分解反应c置换反应d化合反应e氧化还原反应(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是_。(4)若经反应得到16 g固体Y，产生的气体X恰好被0.4 L 1 molL1 NaOH溶液完全吸收，则反应的化学方程式是_，反应中生成FeSO4的离子方程式是_。解析：(1)X能使品红溶液褪色说明X中含有SO2，但SO2与氯化钡溶液不反应，所以X中还有SO3。(2)反应为FeSO4受热分解生成SO2、SO3、Fe2O3，既是分解反应又是氧化还原反应。(3)溶液2为Fe2(SO4)3溶液，用KSCN溶液检验Fe3，具体方法为取少量溶液2于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红。(4)反应得到16 g Fe2O3，由得失电子守恒得生成0.1 mol SO2，所以生成SO3也为0.1 mol，则反应的化学方程式是2FeSO4Fe2O3SO2SO3。0.1 mol SO3与0.2 mol NaOH完全反应，0.1 mol SO2与0.2 mol NaOH恰好完全反应生成Na2SO3，溶液1中含有Na2SO3和Na2SO4，反应的离子方程式为2Fe3SOH2O=2Fe2SO2H。答案：(1)SO2、SO3(2)a、e(3)取少量溶液2于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色(4)2FeSO4Fe2O3SO2SO32Fe3SOH2O=2Fe2SO2H13甲、乙、丙三位同学欲分别完成“铁与水蒸气反应”的实验。.甲同学的方案如图1：试管中依次放入湿棉花和还原性铁粉，加热。把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中。一段时间后，用坩埚钳夹取燃着的火柴在蒸发皿中点火，观察到的现象是_；发生反应的化学方程式为_。.乙同学所采用的装置如图2：分别用灯1和灯2加热反应器中的水和还原性铁粉，当水蒸气将空气排出后用排水法收集一试管气体。乙同学所采用的装置与甲同学的装置相比较，优点是_；结束实验的操作是_。.丙同学将甲、乙两位同学所用装置进行改进，如下图所示：在硬质玻璃管中放入还原性铁粉和石棉绒的混合物，硬质玻璃管中加入CuO。干燥管中盛装的物质是碱石灰，干燥管中盛装的物质是无水硫酸铜和石棉绒的混合物。(1)丙同学所采用的装置与乙同学的装置相比较，优点是_。(2)实验开始时应先点燃a处的酒精灯，然后才点燃b处的酒精喷灯，原因是_ _。(3)能证明铁与水蒸气反应的现象是_ _。.丁同学提出问题：如何通过实验证明铁与水蒸气反应得到的黑色固体中既含Fe2，又含Fe3？_。解析：本题考查了实验方案的评价与优化，意在考查考生的实验探究能力。.湿棉花受热产生的水蒸气与炽热的还原性铁粉发生反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，生成的H2与试管中的空气形成混合气体，通入肥皂液中产生肥皂泡，点燃时产生爆鸣现象，当试管中空气被排尽时，纯净的H2通入肥皂液中产生肥皂泡，在点燃时能燃烧。.实验结束时应特别注意防止倒吸，故首先应把导管从烧杯中取出，再熄灭灯1，待反应器中水蒸气排净后移走灯2。.丙同学的实验原理为酒精灯加热烧瓶，源源不断地产生水蒸气，在硬质玻璃管中铁与水蒸气发生反应，盛有碱石灰的干燥管除去未反应的水蒸气，再将气体依次通过炽热的氧化铜和无水硫酸铜来检验铁与水蒸气反应生成的气体为氢气。答案：.蒸发皿中产生大量肥皂泡，放出的气体能燃烧，点燃时发生爆鸣，反应后，试管中固体仍呈黑色3Fe4H2O(g)Fe3O44H2.保证有足够的水蒸气进入反应器，用小试管收集并检验生成的气体更科学先把导管从烧杯中取出，再熄灭灯1，待反应器中水蒸气排净后移走灯2.(1)用酒精喷灯反应温度高、效果好，硬质玻璃管中加入CuO可直接证明反应生成H2(2)先点燃a处的酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气，防止加热时铁粉与空气反应(3)硬质玻璃管中黑色固体变红，干燥管中白色固体变蓝.将黑色固体溶于盐酸，所得溶液分为两份，向其中一份中加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则证明黑色固体中含有Fe3；向另一份溶液中加入KMnO4(H)溶液，若溶液紫色褪去，则证明黑色固体中含有Fe214工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为_(填化学式)。(2)实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有_；步骤中应选用_试剂调节溶液的pH(填字母编号)。A稀硝酸 B氢氧化钠溶液C高锰酸钾溶液 D氨水(3)检验步骤已经进行完全的试剂是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下，其目的是_。(5)步骤中发生反应的化学方程式为_ _。(6)欲测定硫铁矿烧渣中Fe元素的质量分数，称取a g样品，充分“酸溶”“水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体b g。写出加入足量的H2O2发生反应的离子方程式：_。测得该样品中Fe元素的质量分数为_。解析：(1)SiO2为酸性氧化物，不与稀H2SO4反应。(2)NaOH溶液不易控制溶液pH，应选氨水。(4)既防止NH4HCO3分解，又减少Fe2水解。(5)FeCO3转变为Fe2O3，肯定有氧化剂O2参与反应。(6)残留b g固体为Fe2O3，根据Fe原子守恒，Fe元素的质量分数为100%100%。答案：(1)SiO2(2)漏斗、玻璃棒、烧杯D(3)KSCN溶液(或其他合理答案)(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2的水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO2(6)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O100%