铁的重要化合物人教版高中化学必修一同步练习题文档格式.docx
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D.Na+、AlO
该题可用极值法进行判断。
n(HCl)=0.3mol,设2.4g粉末全部为Al(0.089mol),由Al~3HCl可知,消耗0.089molAl需HCl0.267mol,盐酸过量;
设2.4g粉末全部为Fe(0.043mol),由Fe~2HCl可知,消耗0.043molFe需HCl0.086mol,所以金属混合物全部溶于盐酸中,反应后盐酸有剩余。
反应后溶液中剩余的HCl、生成的AlCl3、FeCl2都与NaOH溶液反应,假设Al3+、Fe2+沉淀完全,则此时溶液中的溶质为NaCl,根据n(Na+)=n(Cl-),则过量的NaOH的物质的量为n(NaOH)=0.375mol-0.3mol=0.075mol,所以Fe2+被沉淀,Al3+大部分或全部转化为AlO
,故反应后溶液中大量存在的离子为Na+、AlO
和Cl-。
D
3.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( )
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;
二是与Fe3+不反应。
只有酸性KMnO4溶液符合条件:
5Fe2++MnO
+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,实验现象是紫色变浅(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。
4.将1.12g铁粉加入到25mL2mol·
L-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61
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为25
n(Fe)=0.02mol,n(FeCl3)=0.05mol,由Fe+2Fe3+===3Fe2+知,Fe3+过量0.01mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+0.06mol;
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。
C
5.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )
A.溶液中一定含Cu2+
B.溶液中一定含Fe2+
C.加入KSCN溶液一定不变血红色
D.剩余固体中一定含Cu
加入铁粉后,因为Fe3+氧化性强于Cu2+,铁粉先与FeCl3反应,然后与CuCl2反应,充分反应后仍存在的固体一定含有Cu,可能含有Fe,D正确;
所得溶液中一定不含Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+,加入KSCN一定不变红色,B、C正确,A错误。
A
6.“百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打,转化为坚硬的钢,其实质是对生铁的不断除杂过程。
下列叙述不正确的是( )
选项
被提纯物质
杂质
除杂试剂或方法
FeCl3溶液
FeCl2
通入适量Cl2
FeCl2溶液
FeCl3
加入过量铁粉并过滤
铁粉
铝粉
加入过量NaOH溶液并过滤
Fe(OH)3溶液
Fe(OH)2
在空气中灼烧
A项发生反应:
2FeCl2+Cl2===2FeCl3,正确;
B项发生反应:
Fe+2FeCl3===3FeCl2,正确;
C项发生反应:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,而Fe不与NaOH溶液反应,正确;
D项混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成Fe2O3,错误。
7.某溶液由相同物质的量的CuCl2、FeCl3、AlCl3混合而成,向该溶液中加入铁粉,充分搅拌后振荡,铁粉仍有剩余,此时得到的溶液中存在较多的金属阳离子是( )
A.Fe3+、Cu2+B.Fe2+、Al3+
C.Fe3+、Al3+D.Fe2+、Fe3+
向CuCl2、FeCl3、AlCl3混合溶液中加入铁粉时,由于Al的活动性大于Fe的,所以Fe不与Al3+反应,实际上是Cu2+、Fe3+与Fe反应。
反应后Fe有剩余,则说明Cu2+、Fe3+与Fe分别完全反应:
Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2Fe3+===3Fe2+,由此可知反应后溶液中存在较多的金属阳离子为Fe2+、Al3+。
8.将ag铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中,充分反应,固体无剩余。
测得参加反应的HCl为0.08mol,放出标准状况下的气体0.224L。
则下列判断中正确的是( )
A.原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)=21
B.向溶液中滴入KSCN溶液,显红色
C.无法计算原混合物的质量
D.溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为31
因为Fe3+和H+的氧化性强弱顺序为Fe3+>
H+,所以当产生氢气时,Fe3+已经全部被还原为Fe2+,故向溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红色;
根据题目给出的数据,可以计算出n(Fe)=0.02mol,n(Fe2O3)=0.01mol。
9.有一铁的氧化物样品,用140mL5mol·
L-1的盐酸恰好完全溶解,所得溶液还能与通入的0.56L氯气(标准状况)反应,使Fe2+全部转化为Fe3+,则此氧化物为( )
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
铁的氧化物与稀盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和H2O。
通入Cl2后Fe2+被氧化为Fe3+,则溶液中溶质最终只有FeCl3,可由n(Cl)求n(Fe)。
氧化物中的氧与盐酸中的氢结合生成H2O,可由盐酸中的n(H)求n(O);
再由
求得铁的氧化物的化学式。
n(Cl)=5mol·
L-1×
0.14L+2×
=0.75mol;
n(H)=5mol·
0.14L=0.7mol,所以
=
,即该氧化物的化学式为Fe5O7。
故正确答案为D。
10.向200mL0.1mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化,此时固体的质量为( )
A.1.44gB.1.6gC.2.82gD.4.36g
在实验过程中发生如下反应:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,加热、灼烧时又会发生下列变化:
Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3,根据反应前后铁元素守恒从而可得所得固体的质量为1.6g。
11.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
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①中铁钉只做还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:
Fe3+>Fe2+>Cu2+
实验①中铁钉做还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;
实验②中Fe2+只表现还原性,实验③中反应为:
2FeCl3+Cu===2FeCl2+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。
12.向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol·
L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含Fe3+,若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为( )
A.3.2gB.2.4gC.1.6gD.0.8g
Cu、Fe2O3的混合物若用过量的CO在高温下还原,固体减少的质量就是混合物中O的质量,混合物中加入100mL1mol·
L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,则Fe2O3中的O生成了H2O,生成的H2O中的H来自盐酸,物质的量为n(H)=0.1L×
1mol·
L-1=0.1mol,则n(H2O)=n(O)=0.05mol,氧元素的质量为0.05mol×
16g·
mol-1=0.8g,选D。
二、非选择题(共52分)
13.(13分)下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。
实验时必须使用铁屑和6mol/L的稀硫酸,其他试剂任选。
请回答下列问题:
(1)B装置中盛有一定量的NaOH溶液,A装置中应预先加入的试剂是________,A装置中发生反应的离子方程式是_____________。
(2)实验开始时应先将活塞a________(填“打开”或“关闭”)。
(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程_________________________
_________________________________________________________。
(4)实验完毕,拔去B装置中的橡胶塞,放入一部分空气,此时B装置中发生反应的化学方程式为____________________________。
(5)在下图中,装置________(填序号)能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。
(1)题图中A装置的作用是产生H2,利用H2赶走整个装置中的空气,降低Fe2+被氧化的速率,以便能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,故A装置中应预先加入的试剂为铁屑:
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑。
(2)实验开始时打开活塞a,A装置中产生的H2沿导管进入B装置,赶走装置中的空气。
(3)关闭活塞a,气体不能逸出,压迫A装置中的液体通过导管进入B装置,FeSO4与NaOH混合产生Fe(OH)2白色沉淀。
(4)实验完毕拔去B装置的橡胶塞,空气进入B装置,O2与Fe(OH)2发生反应,使Fe(OH)2转化为Fe(OH)3红褐色沉淀。
(5)①装置用H2SO4与Fe反应产生的H2赶出装置中的空气;
②装置与①装置原理相似,只不过在两个试管中进行;
③装置没有隔绝空气;
④装置中胶头滴管插入液面以下,且有苯在上层隔离空气,故①②④装置都能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。
(1)铁屑 Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)打开
(3)关闭活塞a,使FeSO4溶液压入B装置中进行反应
(4)4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3↓
(5)①②④
14.(13分)过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板,发生反应的化学方程式为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。
(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+应选用的试剂是________。
(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜,并重新制得纯净的FeCl3溶液,可采用如下图所示实验步骤。
请在各空格或括号内填入适当的物质使实验达到预期目的。
(3)写出有关反应的离子方程式__________________。
(1)KSCN(或其他含SCN-可溶性盐)
(2)①Fe ③盐酸 ⑤Cl2 (A)FeCl2 (B)Fe、Cu (C)Cu
(3)2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe+2H+===Fe2++H2↑,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
15.(13分)下图中,A、B、C、D、E是单质,G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。
已知:
①反应C+G
B+H能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接;
②I是一种常见的温室气体,它和E可以发生反应:
2E+I
2F+D,F中E元素的质量分数为60%。
回答问题:
(1)①中反应的化学方程式为____________________________;
(2)1.6gG溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程);
_________________________________________________________________________________________________________________。
(3)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_______________;
反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为_______________
_________________________________________________________;
(4)E在I中燃烧观察到的现象是________________________。
由①中反应C+G
B+H曾应用于铁轨的焊接,可知该反应为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe,又知G、H是B、C分别与A形成的二元化合物,可确定A为O2,C为Al,G为Fe2O3,B为Fe,H为Al2O3。
由②中I是一种常见的温室气体,则I为CO2,又知I(CO2)是D和A(O2)形成的二元化合物,则D为碳。
结合反应2E+I
2F+D,F中E元素的质量分数为60%可知,E为Mg,F为MgO。
Fe2O3溶于盐酸生成Fe3+,Fe3+与铜粉发生反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
n(Fe2O3)=
=0.010mol,0.010molFe2O3生成0.020molFe3+,Fe3+与铜粉反应时消耗0.010molCu,即0.64g。
(1)2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
(2)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,n(Cu)=n(Fe2O3)=
=0.010mol,铜粉的质量=0.010mol×
64g·
mol-1=0.64g
(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(注:
不要求写OH-+CO2===HCO
)
(4)镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,反应器内壁附着有黑色的固体
16.(13分)某同学利用如图所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。
(1)试管中发生反应的化学方程式为____________________。
(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分,设计了如下方案:
①待试管冷却,取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体是________(只有一个选项符合题意),若溶液未变红,则试管中固体是________(只有一个选项符合题意)。
A.一定有Fe3O4,可能有Fe
B.只有Fe(OH)3
C.一定有Fe3O4和Fe
D.一定有Fe(OH)3,可能有Fe
E.只有Fe3O4
(3)该同学按上述方案进行了实验,溶液未变红色,原因是______________________________________(用化学方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。
若按右图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关反应的化学方程式____________________________。
(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。
由此可知,实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是________,并且配制时应加入少量________。
(1)Fe在加热条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。
(2)(3)根据Fe与H2O(g)的反应可知,试管中固体的成分可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物,与盐酸发生反应Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O,可能的反应为2FeCl3+Fe===3FeCl2,Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;
取溶
液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体一定有Fe3O4,可能含少量Fe;
若不变红,则试管中一定有Fe3O4和Fe。
(4)FeCl2溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2易被氧化,使沉淀发生颜色变化。
(5)FeCl2易被氧化而生成FeCl3,故FeCl2溶液应现用现配,并加入少量铁粉以防止被氧化。
(1)3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
(2)A C
(3)2FeCl3+Fe===3FeCl2
(4)FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(5)FeCl2易被空气氧化为FeCl3 铁粉
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- 重要 化合物 人教版 高中化学 必修 一同 练习题