高中化学复习知识点铁三角转化条件分析及判断.docx
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高中化学复习知识点铁三角转化条件分析及判断
高中化学复习知识点:
铁三角转化条件分析及判断
一、单选题
1.下列铁的化合物:
①
②
③
④
可通过置换反应制取的是()
A.①②B.①③C.①②③D.①②③④
2.在实验室进行下列有关的物质制备中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是
A.C
CO
CO2
Na2CO3
B.Cu
Cu(NO3)2溶液
Cu(OH)2
C.Fe
Fe2O3
Fe2(SO4)3溶液
D.CaO
Ca(OH)2溶液
NaOH溶液
3.由硫铁矿(主要成分:
FeS2 和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下:
下列说法不正确的是
A.过程1废气中含SO2
B.过程2试剂a 为稀硫酸
C.过程3离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
D.过程4将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾
4.A、B、C、D、E五种中学常见物质均含有同一种元素,且A为单质,有如图2所示的转化关系。
则下列分析中不正确的是
A.若ABCDE中同一种元素的价态均不相同,则A为非金属单质
B.若A为金属钠,则由1molD完全反应生成C时,一定有1mol电子转移
C.若A为非金属硫,则④的反应类型既可能为氧化还原反应,也可能为非氧化还原反应
D.若A为金属铁,则化合物C和D均可以由化合反应制得
5.A、B、C、X为中学化学常见物质,A、B、C含有相同元素甲,可以发生如下转化(水参与的反应,水未标出)。
下列说法不正确的是
A.若A、B、C的焰色反应呈黄色、水溶液均呈碱性,则X可以是CO2
B.若C为红棕色气体,则A一定为空气中含量最高的气体
C.若B为FeCl3,则X一定是Fe
D.A可以是碳单质,也可以是O2
6.黄铁矿
主要成分
是工业制硫酸的主要原料,暴露在空气中会被缓慢氧化,其氧化过程如图所示。
下列有关说法不正确的是
A.发生反应a时,
被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约
B.为了验证b溶液中含
,可选用KSCN溶液和氯水
C.取10mLb溶液测定其成分,通入标准状况下
22.4mL恰好完全反应。
然后调节pH,使溶液中的铁元素全部转化为沉淀,经过滤、洗涤、灼烧,冷却后称重,得固体质量为0.32g,则b溶液中
D.现有一含有
和
的混合样品,采用一定方法测得
,则该样品中
的物质的量分数为
7.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是()
①过量的铁与氯气反应
②FeCl2溶液中通入少量Cl2
③铁与过量的稀硫酸反应
④铁和氧化铁的混合物溶于盐酸
A.①B.①②C.①②③D.①②④
8.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑,反应结束后滤出固体物质,滤液中的阳离子可能是
①只有Fe2+②Fe2+和Fe3+③Fe2+和Cu2+④Cu2+和Fe3+
A.①③B.②④C.①④D.②③
9.下列物质的转化在给定条件下能实现的是
①NaAlO2(aq)
Al(OH)3
Al2O3(熔融)
Al
Fe
②S
SO3
H2SO4
③Cu(OH)2CO3
CuCl2(aq)
Cu
④Fe2O3
FeCl3
无水FeCl3
⑤饱和NaCl(aq)
NaHCO3
Na2CO3.
A.①③⑤B.②⑤④C.①②③D.③④
二、多选题
10.将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是()
A.硫酸锌B.氯水C.双氧水D.氯化铜
三、综合题
11.完成下列填空:
(1)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的原因是_________________(用文字表达),又变为棕黄色的离子方程式是_____________________。
(2)近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。
其工作原理的示意图如下:
Pt(a)电极是电池的________极,电极反应式为________________________;Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为_________________________
(3)已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减少11.2g。
请回答下列问题。
①A是铅蓄电池的________极,铅蓄电池正极反应式为_____________________,
②Ag电极的电极反应式是__________________________,
③Cu电极的电极反应式是________________________________,
CuSO4溶液的浓度________(填“减小”“增大”或“不变”)。
12.铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)所含铁元素只有还原性的物质是_________。
A.Fe B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe2O3
(2)当人体缺铁时,往往要吃补铁保健品。
人体能够吸收的是+2价的铁,但是+2价的铁很容易被氧化。
①如何检验某固体补铁剂中铁元素已被氧化?
写出操作过程、现象及结论。
答:
____________________________________________________________________。
②服用维生素C,可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。
由此可推知,维生素C具有________________(填化学性质)。
(3)工业上用氯化铁腐蚀铜箔、制造电路板。
某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
①试剂a是___________,操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
②滤液X、Z中都有同一种溶质,它们转化为溶液W的离子方程式为___________。
③上述流程中操作III包括________________、________________、过滤、洗涤。
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
①
可以由Fe和硫酸发生置换反应得到,故①选
②FeCl3可以由氯气与溴化铁发生置换反应得到,故②选;
③Fe3O4能通过铁与水蒸气在高温条件下的置换反应得到,故③选;
④Fe(OH)3可以通过Fe(OH)2和氧气、水的化合得到,也可以通过氯化铁与氢氧化钠的复分解得到,但无法通过置换反应得到,故④不选;
故选C。
2.D
【解析】
【详解】
A.碳不完全燃烧可生成一氧化碳,一氧化碳高温下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠;理论上正确,反应过程中产生、利用污染环境的物质CO,不符合绿色化学,一氧化碳是有毒的气体,碳在氧气中燃烧生成的进行实验时要进行尾气处理,且一氧化碳是可燃性气体,不纯时加热或点燃引起爆炸,操作上较为复杂,故A错误;
B.铜与与硝酸银反应可生成硝酸铜,硝酸铜与氢氧化钠可生成氢氧化铜沉淀;理论上正确,操作上也较简便,但利用硝酸银、氢氧化钠制取氢氧化铜,经济上不合理,故B错误;
C.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁而不能生成三氧化二铁,因此该方案在理论上就是错误的,故C错误;
D.氧化钙与水反应可生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应可生成氢氧化钠;理论上正确,操作也只需要加入液体较为简便,利用碳酸钠获得氢氧化钠,经济上也合理,符合绿色化学,故D正确;
答案选D。
3.D
【解析】
【分析】
由制备绿矾流程可知,硫铁矿(主要成分:
FeS2 和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分:
Fe2O3和SiO2)溶于硫酸,溶液中含Fe3+,过程2过滤除去二氧化硅,滤液中通入二氧化硫,将铁离子还原生成亚铁离子,过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。
【详解】
A.根据上述分析,过程1,废气中含SO2,故A正确;
B.因绿矾的酸根离子为硫酸根离子,则过程2最好用硫酸来溶解烧渣,故B正确;
C.过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,故C正确;
D.过程4,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,蒸干时绿矾受热失去结晶水,得不到纯净绿矾,故D错误;
答案故选D。
【点睛】
本题考查混合物分离提纯,把握制备流程中发生的反应、混合物分离方法、实验技能等为解答的关键。
注意选项C为解答的难点,要注意氧化还原反应方程式的配平。
4.B
【解析】
【详解】
A、根据框图转化,可以找到满足条件的物质分别是:
A:
N2,B:
NO2,C:
NO,D:
NH3,E:
HNO3,只有非金属元素才具有多种可变化合价,此外如含硫元素的物质等,故A正确;
B、若A为金属钠,则B为NaHCO3,C:
NaOH,D:
Na2O,E:
Na2CO3,1mol氧化钠完全反应生成氢氧化钠时,氧化钠和水的反应可以实现,不存在电子转移,故B错误;
C、若A为非金属硫,则B:
SO3,C:
SO2,D:
H2S,E:
H2SO4,则④的反应是硫酸到二氧化硫的反应,可以用铜与浓硫酸反应,也可以用硫酸与亚硫酸钠反应,故C正确;
D、若A为金属铁,则B:
Fe(OH)3,C:
FeCl3,D:
FeCl2,E:
Fe2O3,则化合物氯化亚铁可以通过金属铁和氯化铁之间的化合反应来获得,氯化铁可以由氯化亚铁和氯气通过化合反应制得,故D正确;
答案选B。
5.B
【解析】
【详解】
A.若A、B、C的焰色反应呈黄色,说明A、B、C中含有钠元素,水溶液均呈碱性,则A为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,B为碳酸钠,碳酸钠溶液显碱性;碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,C为碳酸氢钠,碳酸氢钠为碱性,故A正确;
B.若A为氨气、X为氧气,则B为一氧化氮,C为红棕色气体二氧化氮,则A不一定为空气中含量最高的氮气,故B错误;
C.若B为FeCl3,则A为氯气,与铁反应生成氯化铁,氯化铁与铁反应生成氯化亚铁,故C正确;
D.若A为碳、X为氧气,则B为一氧化碳,C为二氧化碳;若A为氧气、X为碳,则B为二氧化碳,C为一氧化碳,故D正确;
答案为B。
【点睛】
元素的性质的推断题,要熟练掌握各种物质间的相互转化,并能找到各物质间相互转化方案,熟记物质的性质,综合运用。
6.B
【解析】
【详解】
A.
被氧化生成
,
被氧化时转移电子的物质的量为
,需要氧气的物质的量为
,氧气在空气中的体积分数约为
,则消耗标准状况下空气的体积大约为
,故A正确;
B.b溶液中含有
离子,用KSCN溶液和氯水无法说明溶液含有
,故B错误;
C.
固体为
,
,根据Fe元素守恒有:
,故
,
,故C正确;
D.设
的物质的量为x,
的物质的量为y,
,故
,故x:
,故
的物质的量分数为
,故D正确;
故答案选B。
7.B
【解析】
【详解】
①过量的Fe在Cl2中燃烧生成产物为氯化铁,由于是固体反应,过量的铁不会和三氯化铁反应,所以一定得到三价铁,故①正确;
②FeCl2溶液中通入少量Cl2,氯气具有氧化性,亚铁离子具有还原性,氯气将亚铁离子氧化为三价铁离子,发生反应的离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故②正确;
③铁与过量的稀硫酸反应,铁可以置换出酸中的氢而生成氢气,稀硫酸只能把铁氧化成二价,反应的离子方程式为:
Fe+2H+=Fe2++H2↑,故③错误;
④Fe和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸,生成氯化亚铁和氯化铁,若铁足够量会和氯化铁反应生成氯化亚铁,题目要求一定生成三价铁,故④错误;
答案选B。
8.A
【解析】
【详解】
由于Fe3+能氧化Fe、Cu,充分反应后滤去固体物质,固体为Cu或Fe、Cu,所以滤液中一定无Fe3+,可排除②④,固体物质存在两种可能:
1、当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的反应方程式为:
2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+,故①正确;2、当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+;综上可知:
滤液中一定含有Fe2+,故③正确,故选A。
【点晴】
本题考查了Fe3+、Cu2+的氧化能力大小的比较,能正确判断固体的成分是解本题的关键。
根据Fe3+、Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序,从而确定固体的成分、溶液的成分;有固体剩余,若固体只有铜,则反应后的溶液中一定无Fe3+存在,一定存在Fe2+;可能含有Cu2+;若有铁剩余,一定有铜生成,Fe3+、Cu2+无剩余。
9.A
【解析】
【详解】
①偏铝酸钠溶液通入二氧化碳,生成氢氧化铝,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,电解熔融态的氧化铝得到铝,铝和三氧化二铁高温下反应生成铁;故①正确;
②单质硫在氧气中燃烧只生成二氧化硫,不会生成三氧化硫;故②错误;
③碱式碳酸铜和盐酸反应,生成氯化铜,电解氯化铜溶液得到单质铜;故③正确;
④氯化铁溶液中氯化铁水解:
FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl,加热氯化氢挥发,平衡正向移动,促进氯化铁水解,最终得到氢氧化铁,不能得到氯化铁,故④错误;
⑤在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,其中NaHCO3溶解度最小,析出NaHCO3,加热NaHCO3分解生成碳酸钠,故⑤正确;
综上所述:
在给定条件下能实现的是①③⑤;
故选:
A。
10.BC
【解析】
【详解】
A.亚铁离子和硫酸锌不反应,故A不符合题意;
B.亚铁离子和氯水中氯气反应生成铁离子,故B符合题意;
C.亚铁离子、氢离子和双氧水反应生成铁离子和水,故C符合题意;
D.亚铁离子和铜离子不反应,故D不符合题意;
故答案为BC。
11.Fe3+被还原为Fe2+3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O负2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+还原3O2+12H++12e-=6H2O负PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O2H++2e-=H2↑Cu-2e-=Cu2+不变
【解析】
【详解】
(1)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,原因是Fe3+与SO32-发生氧化还原反应生成Fe2+和SO42-,反应的离子方程式为2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+,反应后溶液呈酸性,则在酸性条件下NO3-与Fe2+反应生成Fe3+,过一会又变为棕黄色,反应的离子方程式为:
3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O,故答案为:
Fe3+被还原为Fe2+;3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;
(2)甲醇燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应:
2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+,Pt(b)电极为正极,发生还原反应,电极反应式为:
3O2+12H++12e-═6H2O,故答案为:
负;2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+;还原;3O2+12H++12e-═6H2O;
(3)①当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g,说明铁作阳极,银作阴极,阴极连接原电池负极,所以A是负极,B是正极,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O,故答案为:
负;PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O;
②银作阴极,发生还原反应,溶液中的氢离子在银上得到电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,故答案为:
2H++2e-=H2↑;
③Cu为阳极,发生氧化反应,铜为活性电极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,该装置是电镀池,电解质溶液中铜离子浓度不变,故答案为:
Cu-2e-=Cu2+;不变。
【点睛】
本题考查了原电池和电解池原理,正确判断原电池正负极是解本题关键。
本题的易错点为电极方程式的书写,要注意根据离子的放电顺序判断放电的微粒,书写时要注意配平。
12.A研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变红色,说明已被氧化还原性铁(Fe)漏斗2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−蒸发浓缩冷却结晶
【解析】
【分析】
(1)当元素处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性;
(2)①根据Fe3+能与KSCN溶液反应导致溶液呈血红色分析解答;②Fe3+具有氧化性,能被还原性物质还原生成Fe2+;
(3)腐蚀液中含有FeCl2、CuCl2,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作I为过滤;向腐蚀液中加入过量的试剂a,得到滤渣Y和滤液X,加入的a为Fe,滤渣Y为Cu、Fe,滤液X为FeCl2,向滤渣Y中加入试剂b为稀盐酸,然后过滤得到Cu和滤液Z,Z中含有FeCl2和过量稀盐酸,然后加入试剂c,应该加入氯水,将FeCl2氧化为FeCl3,最后将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体,据此分析解答。
【详解】
(1)处于最高价态的元素只有氧化性,处于最低价态的元素只有还原性,处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。
A.Fe处于最低价态,只有还原性,故A正确;B.FeCl2 中Fe元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,故B错误;C.FeCl3中Fe元素处于高价态,具有氧化性,故C错误;D.Fe2O3中Fe元素处于高价态,具有氧化性,故D错误;故选A;
(2)①Fe3+能与KSCN溶液反应生成络合物而导致溶液呈血红色,可以用KSCN溶液检验铁离子,其检验方法为研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变红色,说明已被氧化,故答案为:
研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变红色,说明已被氧化;
②Fe3+具有氧化性,能被还原性物质还原生成Fe2+,服用维生素C,可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子,说明维生素C能被铁离子氧化,则维生素C具有还原性,故答案为:
还原性;
(3)腐蚀液中含有FeCl2、CuCl2,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作I为过滤;向腐蚀液中加入过量的试剂a,得到滤渣Y和滤液X,加入的a为Fe,滤渣Y为Cu、Fe,滤液X为FeCl2,向滤渣Y中加入的试剂b为稀盐酸,然后过滤得到Cu和滤液Z,Z中含有FeCl2和过量稀盐酸,然后加入试剂c,应该加入氯水,将FeCl2氧化为FeCl3,最后将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体;
①试剂a是Fe,操作I为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故答案为:
Fe;漏斗;
②滤液X、Z中都有同一种溶质氯化亚铁,它们转化为氯化铁的离子方程式为2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,故答案为:
2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-;
③上述流程中操作III包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,故答案为:
蒸发浓缩;冷却结晶。
【点睛】
明确Fe及其化合物的性质和相互间的转化关系是解本题关键。
本题的易错点为(3)要注意所加试剂都是过量的。
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