版衡中金榜高三一轮化学课件对应作业衡衡中作业12高中化学.docx
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版衡中金榜高三一轮化学课件对应作业衡衡中作业12高中化学
衡中作业(十二)
1.(2017·荆州高三测试)铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。
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Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.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产生红色沉淀
[解析] 赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;+3价铁离子遇KSCN溶液变为红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验+3价铁离子的存在。
[答案] C
2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红,可以检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质
B.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体
C.1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
D.水溶液中Fe2+、H+、SO、ClO-不能大量共存
[解析] A项,酸性条件下,NO能将Fe2+氧化为Fe3+,无法检验;B项,浓氨水与FeCl3饱和溶液会生成Fe(OH)3沉淀;C项,足量氯气将Fe2+和I-全部氧化,1molFeI2应转移3NA的电子。
[答案] D
3.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间有如图所示的转化关系。
A为一种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。
反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。
下列有关说法不正确的是( )
A.①中所加试剂可能是氯气
B.③中需要加具有氧化性的试剂
C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D.元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
[解析] 根据转化关系可确定A为变价金属,应为Fe,反应①加入氯气能实现,B为FeCl3,C为FeCl,A项正确;反应③中铁元素由+2价升高到+3价,需要加具有氧化性的试剂,B项正确;过量的Fe与稀HNO3反应时,生成Fe(NO3)2,C项错误;Fe3+能将I-氧化为I2,自身被还原成Fe2+,D项正确。
[答案] C
4.下列有关铁元素的叙述中正确的是( )
A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:
Fe(OH)2<Fe(OH)3
B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
C.氢氧化铁与氢碘酸反应:
Fe(OH)3+3HI===FeI3+3H2O
D.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体
[解析] 铁与单质碘化合生成的是FeI2,选项B不正确;三价铁离子能把碘离子氧化成单质碘,选项C不正确;D项,得到的是Fe(OH)3沉淀,因而不正确。
[答案] A
5.(2017·扬州模拟)下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是( )
A.用如图装置可以制备沉淀Fe(OH)2
B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度
C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
[解析] 反应开始时生成的氢气进入B中,可排出氧气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹C,A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2,故A正确;FeCl3易水解,配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,故B正确;Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,故D正确。
[答案] C
6.(2017·孝感模拟)向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300mL1mol·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.2.4gB.4.8g
C.6.4gD.1.6g
[解析] 加入盐酸后先后发生:
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O①,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+②,由①可得n(O)=3n(Fe2O3)=n(HCl)=0.3×1×=0.15mol,由质量守恒可得,固体减少的质量为Fe2O3中氧的质量,为0.15×16=2.4g,A正确。
[答案] A
7.下列图像是表示铁与一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系,其中正确的是( )
[解析] 根据反应Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2可知,和硝酸反应生成Fe(NO3)3的Fe与Fe3+所消耗的Fe的物质的量之比为2∶1,B项正确。
[答案] B
8.(2018·安徽五校联考)铁铝合金8.3g溶于300mL2mol/L盐酸时,在标准状况下产生气体5.6L。
若向反应后的溶液中加入适量烧碱溶液,充分搅拌,生成沉淀的最大质量为( )
A.9gB.16.8g
C.18.5gD.22.5g
[解析] 发生反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,5.6L气体是氢气,氢气的物质的量为=0.25mol,故参加反应的HCl的物质的量为0.25mol×2=0.5mol,溶液中n(HCl)=0.3L×2mol/L=0.6mol,大于参加反应的HCl的物质的量,故金属完全反应,反应后溶液中加入适量烧碱溶液,充分搅拌,生成沉淀的质量最大,则亚铁离子(搅拌过程被氧化为铁离子)、铝离子恰好完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3,则m(沉淀)=m(金属)+m(OH-),根据电子得失守恒及考虑亚铁离子氧化,若假设金属全部为铝,可知最终增加的n(OH-)=2n(H2)=0.25mol×2=0.5mol,故沉淀的最大质量为8.3g+0.5mol×17g/mol=16.8g;若假设金属全部为铁,可知最终增加的n(OH-)=2n(H2)×=0.25mol×2×=0.75mol,故沉淀的最大质量为8.3g+0.75mol×17g/mol=21.05g,故生成沉淀最大质量应大于16.8g,小于21.05g,答案选C。
[答案] C
9.(2017·山西榆社中学月考)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] D
10.(2017·太原模拟)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] 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;C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。
[答案] D
11.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是______________。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为______。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是_________________________。
(4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号);实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红色沉淀生成。
产生气泡的原因是_____________,生成沉淀的原因是________________(用平衡移动原理解释)。
[解析]
(1)亚铁离子具有还原性,能被空气中的氧气氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被空气氧化。
(2)Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+,自身得电子生成Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)煤油的作用是隔绝空气,防止空气中的氧气将Fe2+氧化,产生干扰。
(4)根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应,反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2。
(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O,铁离子的溶液呈棕黄色;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成,产生气泡的原因是反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,促使H2O2分解生成O2,同时H2O2分解反应是放热反应,并促进了Fe3+水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+向正向移动,产生较多Fe(OH)3,聚集形成沉淀。
[答案]
(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应
(5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
12.铁及其化合物在日常生活中应用广泛。
(1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO,从而实现对SO2的治理。
已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为________________________________。
(2)氧化铁是重要的工业颜料,下面是制备氧化铁的一种方法,其流程如下:
①操作Ⅰ的名称是________;操作Ⅱ为洗涤,洗涤操作的具体方法为
__________________________________________。
②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液,生成沉淀的同时有一种气体产生,写出其化学方程式:
________________________。
(3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取3.0g氧化铁产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定2~3次,消耗酸性KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是________(填序号)。
a.稀硝酸B.稀盐酸
c.稀硫酸D.浓硝酸
②上述产品中Fe2O3的质量分数为________。
[解析]
(1)根据离子方程式4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O和题干信息可知,另一个反应必为Fe3+将SO2氧化为SO,同时自身被还原为Fe2+,从而Fe2+、Fe3+实现循环,达到催化作用。
(2)①根据流程图可知,操作Ⅰ是过滤;洗涤的具体操作方法:
沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水,浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复2~3次。
②根据题给信息,化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。
(3)①由于高锰酸钾溶液具有强氧化性,盐酸在常温下即可被其氧化,又因Fe2+具有还原性,硝酸不论稀、浓均具有强氧化性,故需选用硫酸酸化。
②根据反应5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,可知样品中FeO的质量为0.02L×0.01000mol·L-1×5×72g·mol-1×=0.72g,所以产品中Fe2O3的质量分数为×100%=76%。
[答案]
(1)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
(2)①过滤 沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复2~3次
②FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
(3)①c ②76%
13.(2017·安阳模拟)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。
某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定
①按如图组装仪器,检查装置的气密性;
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯;
④充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。
(1)装置C的作用为__________________________。
(2)测得反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为________。
(3)若将H2换成CO,则还需补充__________装置。
(4)步骤④中煮沸的作用是________________________。
(5)步骤⑤中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有______。
(6)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d.锥形瓶不需要用待测液润洗
e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
f.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
(7)若滴定过程中消耗0.5000mol·L-1的KI溶液20.00mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.(8)由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式________。
[解析] Ⅰ.
(1)该实验中,氢气和氧化铁反应生成金属铁和水,根据固体质量的变化来计算铁的含量,B处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气,所以C装置要防止空气中的水蒸气和CO2进入B中,影响测定结果。
(2)测得反应后装置B增重1.35g,根据反应的实质,氧元素的质量分数是
×100%=24%。
(3)因CO有毒,不能排放到空气中,应加尾气处理装置。
Ⅱ.(4)向铁矿石中加入硫酸,酸化反应生成硫酸的铁盐溶液,还存在过量的硫酸溶液,加入过量的氯气,煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2,否则会影响与KI的反应,带来实验误差。
(5)若稀释到250mL,采用的仪器有:
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶。
(6)a.碘水为黄色,三价铁离子也是黄色溶液,滴定过程中需加指示剂,故a错误;b.滴定过程中,三价铁可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质,碘单质遇到淀粉溶液显示蓝色,但不能确定是否达到滴定终点,故b错误;c.滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗,故c错误;d.锥形瓶不需要用待测液润洗,故d正确;e.滴定过程中,眼睛注视锥形瓶中颜色的变化,故e错误;f.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色再读数,故f正确。
(7)由于所取溶液(含Fe3+)的体积与消耗KI溶液的体积相等,反应的方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,结合方程式可知,c(Fe3+)=c(KI)=0.5mol·L-1,所以铁元素的百分含量为×100%=70%。
Ⅲ.(8)铁的质量分数是70%,氧元素的质量分数是24%,所以100g铁矿石中,铁元素的质量是70g,氧元素质量是24g,铁元素和氧元素的物质的量比为∶=5∶6,铁的氧化物的化学式为Fe5O6。
[答案]
(1)防止空气中的水蒸气和CO2进入B中,影响测定结果
(2)24% (3)尾气处理 (4)赶走溶液中溶解的过量的Cl2 (5)250mL容量瓶 (6)df (7)70% (8)Fe5O6
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