中小学教育资源及组卷应用平台
实验活动2 铁及其化合物的性质
1．我国宋代《开宝木草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水酒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”中药材铁华粉是指
A．铁粉 B．氯化铁 C．冰醋酸 D．醋酸亚铁
【答案】D
【详解】取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁是活泼金属，能与酸反应，则铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故答案选：D。
2．下列图示实验(部分夹持装置省略)正确的是
A B C D
制备NaHCO3 除CO2中的HCl 探究钠与Cl2反应 制备氢氧化亚铁
【答案】C
【详解】A．氨气的溶解度比二氧化碳大，氨气易溶于水形成氨水，溶液显碱性，利于二氧化碳气体的完全吸收，所以要先通入氨气，最后才通入二氧化碳；故制备NaHCO3是先将氨气通入饱和食盐水中，形成氨盐水，再向其中通入二氧化碳，故A不符合题意；
B．碱石灰中存在氢氧化钠和氧化钙，CO2和HCl都会和碱石灰反应，不符合除杂的原则，除CO2中的HCl应该使用饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸，故B不符合题意；
C．加热条件下氯气和钠反应生成氯化钠，尾气为氯气，浸有碱液的棉花球可以起到吸收尾气的作用，避免污染环境，故C符合题意；
D．铁和稀硫酸反应生成的硫酸亚铁无法进入有氢氧化钠的试管里，得不到氢氧化亚铁，故D不符合题意；
答案选C。
3．有关物质或离子的检验和鉴别，下列判断正确的是
A．加入硝酸酸化，再滴加KSCN溶液后有红色物质生成，中则原溶液中一定有Fe2+存在
B．分别含有Mg2+、Al3+、Fe2+和K+的四种盐酸盐溶液，只用NaOH溶液就可以鉴别
C．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有
D．加入稀盐酸产生气体，将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，一定有
【答案】B
【详解】A．加入硝酸酸化，若溶液中有亚铁离子，能够被硝酸氧化成铁离子，所以滴加KSCN溶液后有血红色物质生成，原溶液中可能存在亚铁离子，也可能含有铁离子，故A错误；
B．含有Mg2＋、Al3+、Fe2＋和K+的四种盐溶液中分别加入氢氧化钠，镁离子与氢氧化钠生成白色沉淀、Al3+与氢氧化钠先产生白色沉淀继续加氢氧化钠白色沉淀溶解、亚铁离子能够与氢氧化钠生成白色絮状沉淀且迅速变成灰绿色、没有明显现象的为钾离子，所以可以使用氢氧化钠检验四种离子，故B正确；
C．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，可能是硫酸钡也可能是氯化银，两者加盐酸均不溶解，因此依据白色沉淀不溶于盐酸不能确定硫酸根的存在，故C错误；
D．能够使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳和二氧化硫，所以原溶液中可能存在碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，所以原溶液中不一定存在碳酸根离子，故D错误；
故选：B。
4．下列对某溶液所含离子的检验，叙述正确的是
A．滴入溶液和稀硝酸，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有
B．滴入盐酸酸化，再滴入硝酸银溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有
C．滴入溶液并加热，产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，则原溶液中一定含有
D．滴入溶液无明显现象，再通入少量后呈红色，则原溶液中一定含有
【答案】D
【详解】A．若原溶液中含有，加入硝酸，会被氧化为，也能产生白色沉淀，因此不能判断原溶液中是否含有，A项错误；
B．加入盐酸酸化，溶液中引入了，无法证明原溶液中是否含有，B项错误；
C．能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的为酸性气体，而氨气为碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C项错误；
D．开始滴入溶液无明显现象，说明溶液中不含，通入少量后呈红色，说明发生反应，生成证明原溶液中含有，D项正确；
答案选D。
5．下列物质的检验，其结论正确的是
A．用铁丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧，若火焰呈黄色，则表明待测液中含有Na+，不含K+
B．向久置的FeSO4溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，表明FeSO4溶液未被完全氧化
C．向待测液里加入过量的盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，表明待测液中含有CO
D．向待测液里加入过量的盐酸无现象，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，则待测液中肯定含有Cl-
【答案】B
【详解】A．火焰呈黄色只能说明含有Na+，不能确定是否含有K+，A错误；
B．加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，说明溶液中含有Fe2+，未被完全氧化，B正确；
C．加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体可能为CO2或SO2，待测溶液中可能含有CO、SO、HCO、HSO，C错误；
D．检验Cl-不能用盐酸酸化，因为盐酸溶液本身含有氯离子，无法确定待测液中是否含有氯离子，D错误；
故选B。
6．下列实验基本操作或实验应该注意的事项中，主要是从实验安全角度考虑的是
A．实验剩余的药品不能放回原瓶 B．在实验前进行实验装置气密性检查
C．可燃性气体的验纯 D．胶头滴管不能交叉使用
【答案】C
【详解】A．因药品变质会污染试剂瓶中的药品，实验剩余的药品一般不能放回原试剂瓶，不是出于实验安全考虑，A错误；
B．气体实验装置在实验前进行气密性检查是防止仪器漏气，不是出于实验安全考虑，B错误；
C．因可燃性气体不纯时，点燃易爆炸，是出于实验安全考虑，C正确；
D．因滴管交叉使用容易污染药品，不是出于实验安全考虑，D错误。
故答案为：C。
7．下列实验过程可以达到实验目的的是
选项 实验操作和现象 实验目的
A 盐酸滴入硅酸钠溶液中出现白色沉淀 证明非金属性：
B 向碳酸钙固体中加入盐酸，将生成的气体依次通过饱和碳酸钠溶液、浓硫酸 制取并纯化
C 向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液(无色)，观察颜色变化 探究维生素C的还原性
D 向支盛有溶液的试管中分别加入溶液和溶液，观察到加入溶液的分解速率更快 证明对分解的催化效果比的效果好
【答案】C
【详解】A．盐酸滴入硅酸钠溶液中出现白色沉淀，只能证明盐酸的酸性比硅酸强，要想证明非金属性，应将盐酸改为，故A错误；
B．向碳酸钙固体中加入盐酸，将生成的气体先通过饱和碳酸氢钠溶液以除去中的气体，再通过浓硫酸干燥，可制得纯净的，故B错误；
C．通过向黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察溶液颜色由黄色变为浅绿色，可证明维生素C将还原为，进而证明维生素C具有还原性，故C正确；
D．溶液中的和溶液中的均对的分解有催化效果，但二者的阴离子不同，无法控制变量得出结论，故D错误；
答案选C。
8．下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一项是
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向某溶液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀 该溶液中一定含有Mg2+
B 向某溶液中加入NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 该溶液中一定含有Fe2+
C 向某溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀 该溶液中可能含有Cl
D 用玻璃棒蘸取氯水滴到蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，随后褪色 氯水中含有酸性物质、漂白性物质
【答案】A
【详解】A．向溶液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀不一定含有Mg2+，也有可能是Al3+，故A符合题意；
B．向溶液中加入NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色可知白色沉淀为Fe(OH)2，则溶液中含有Fe2+；故A不符合题意；
C．向溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，白色沉淀可能是氯化银、碳酸银、硫酸银等，所以溶液中可能含有Cl ，故C不符合题意；
D．氯水中含有盐酸，次氯酸，具有酸性、漂白性，则玻璃棒蘸取氯水滴到蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，随后褪色，故D不符合题意；
答案为A。
9．下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 待测液中滴加KSCN溶液，变红色，再滴加氯水 红色逐渐加深 待测液中存在、
B 向某溶液中加入盐酸酸化的溶液 有白色沉淀产生 该溶液中含有
C 将某化合物在酒精灯上灼烧 焰色为黄色 该化合物是钠盐
D 将一小块金属钠放置在空气中，一段时间后，将其放置在坩埚中加热 钠表面变暗，加热时，钠燃烧，发出黄色火焰 钠易与氧气反应，加热时生成的速率加快
【答案】A
【详解】A．加入KSCN溶液变红说明溶液中有Fe3+，再滴加氯水红色加深，证明有Fe3+生成，因此待测液中有Fe2+，A正确；
B．检验的方法是：先加入盐酸酸化，无明显现象；再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，即可证明有。若同时加入盐酸与BaCl2，则无法排除Ag+的干扰，B错误；
C．焰色试验的颜色为黄色只能证明物质中含有钠元素，不能证明是钠盐，C错误；
D．钠与氧气在加热时生成Na2O2，D错误。
故本题选A。
10．黄铁矿主要成分是二硫化亚铁。某化学实验小组取1.0g黄铁矿样品在空气中充分灼烧时发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(假设杂质不参加反应)，生成的SO2气体恰好被50mLFe2(SO4)3溶液完全吸收，在所得溶液中加入足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得13.98g固体。回答下列问题：
(1)FeS2在空气中灼烧时，化合价升高的元素是__________，SO2与Fe2(SO4)3反应的化学方程式是_________________。
(2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度为_______，黄铁矿中FeS2的质量分数为______。
(3)工业上煅烧10 t上述黄铁矿，产生的SO2经催化氧化制硫酸，理论上可制得98％的浓硫酸多少吨______？(列式计算)
【答案】 Fe和S SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4 0.3mol/L 90% 15 t
【详解】(1)在反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中，Fe元素化合价由反应前FeS2中的+2价变为反应后Fe2O3中的+3价，化合价升高；S元素化合价由反应前FeS2中的-1价变为反应后SO2中的+4价，化合价升高；O元素化合价由由反应前O2中的0价变为反应后Fe2O3、SO2中的-2价，化合价降低。所以FeS2在空气中灼烧反应中，化合价升高的元素是Fe、S元素；SO2与Fe2(SO4)3在溶液中反应产生FeSO4、H2SO4，发生氧化还原反应的化学方程式是SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4；
(2)反应产生的13.98g BaSO4的物质的量为：n(BaSO4)==0.06 mol，SO42-由Fe2(SO4)3和SO2气体在溶液中发生的反应SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4产生，根据方程式可知Fe2(SO4)3与反应产生的SO42-的物质的量关系是1：4，故在原50 mL溶液中含有Fe2(SO4)3的物质的量为n[Fe2(SO4)3]=n(BaSO4)=×0.06 mol=0.015 mol，所以Fe2(SO4)3的浓度c[Fe2(SO4)3]==0.3 mol/L；根据方程式中物质反应关系可知n[Fe2(SO4)3]：n(SO2)=1：1，则n(SO2)= n[Fe2(SO4)3]=0.015 mol，由4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2可知n(FeS2)=n(SO2)=×0.015 mol=0.0075 mol，其质量m(FeS2)=0.0075 mol×120 g/mol=0.9 g，则该黄铁矿中FeS2的质量分数为×100%=90%；
(3)根据S元素守恒可得关系式FeS2～2SO2～2H2SO4，1 mol FeS2反应产生2 mol H2SO4，即120份FeS2完全反应会产生2×98份H2SO4，由于硫铁矿中FeS2的含量是90%，10 t该硫铁矿完全反应可制成98%的硫酸质量为x，可得比例式，解得x=15 t。
【点睛】本题考查了氧化还原反应方程式的配平、物质的量在化学方程式计算的应用。清楚反应过程，寻找关系式是解题关键，在计算时要注意结合物质的含量、利用率，结合元素守恒分析解答。
11．现有CuO和Fe2O3组成的混合物，用100mL一定浓度的稀硫酸将其完全溶解。向反应后的溶液中加入4.48g铁粉，恰好完全反应，得到112mL（标准状况下）气体，过滤得到红色固体4.48g。
（1）反应中放出气体的质量为__。
（2）固体混合物中CuO的物质的量为__mol。
（3）所用稀硫酸的物质的量浓度为__mol·L-1。
【答案】 0.01 0.07 0.9
【分析】CuO和Fe2O3组成的混合物加入稀硫酸完全溶解，发生CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，向反应后的溶液中加入铁粉有气体产生，说明混合物与硫酸反应，硫酸过量，混合物与硫酸反应后，溶液中的阳离子有Cu2＋、Fe3＋、H＋，其氧化性大小顺序是Fe3＋>Cu2＋>H＋，因此加入铁粉发生反应先后顺序是Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，据此分析解答。
【详解】CuO和Fe2O3组成的混合物加入稀硫酸完全溶解，发生CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，向反应后的溶液中加入铁粉有气体产生，说明混合物与硫酸反应，硫酸过量，混合物与硫酸反应后，溶液中的阳离子有Cu2＋、Fe3＋、H＋，其氧化性大小顺序是Fe3＋>Cu2＋>H＋，因此加入铁粉发生反应先后顺序是Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，
(1)根据上述分析，放出的气体为氢气，即氢气的质量为==0.01g；
答案：0.01；
(2)根据上述分析，红色固体为Cu，Cu原子来自于CuO，根据铜原子守恒，因此有n(CuO)=n(Cu)= =0.07mol；
答案：0.07；
(3)根据上述分析，加入4.48g铁粉，发生的反应有Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，可以看出铁粉作还原剂，Fe3＋、Cu2＋、H＋作氧化剂，根据得失电子数目守恒，有：n(Fe)×2=n(Fe3＋)＋n(Cu2＋)×2＋n(H2)×2，代入数值得出：=n(Fe3＋)＋ +，解得n(Fe3＋)=0.01mol，反应后溶液中铁原子总物质的量为(0. 01mol＋)=0.09mol，反应后溶液中的溶质为FeSO4，SO42－全部来自于H2SO4，且硫酸中的SO42－全部转化成FeSO4中SO42－，因此有n(Fe2＋)=n(SO42－)=n(H2SO4)=0.09mol，c(H2SO4)==0.9mol·L－1；
答案：0.9。
【点睛】本题的难点是对加入4.48g铁粉后，反应的分析，应首先判断出混合物与硫酸反应后，溶液中阳离子有哪些，即为Fe3＋、Cu2＋，根据后续反应，产生的气体，因此还含有H＋，需要考虑谁先与铁粉反应，根据氧化还原反应中的先后规律，一种还原剂多种氧化剂，先与氧化性强的反应，即得到Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；计算硫酸的物质的量浓度也是本题的难点，有些学生可能会根据反应方程式一步一步的计算，最终也能得到结果，这样计算比较繁琐，应观察方程式的特点，利用守恒的思想解决。
12．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验药品：铁屑、稀H2SO4溶液和NaOH溶液。
填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_____。
(2)实验开始时应先将弹簧夹E_____(填“打开”或“关闭”)，其目的是_____。
(3)反应结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：_____。
【答案】(1)铁屑
(2) 打开 让生成的氢气排走装置和溶液中的空气
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】通过制备氢气，利用氢气排尽装置中的空气，再利用发生装置中积累氢气增大烧瓶内压强，将溶液压入B瓶内，生成Fe(OH)2；
(1)
利用Fe与稀硫酸反应生成氢气，所以本问应填“铁屑”；
(2)
反应开始，需用氢气作为载气将装置内的空气排尽，需要气体通道通畅，所以本问第一空应填“打开”，第二空应填“让生成的氢气排走装置和溶液中的空气”；
(3)
Fe(OH)2还原性强，遇空气中的氧气及水，反应生成Fe(OH)3，所以本问应填“4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3”。
13．化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子：Fe3+、Cu2+，化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。
(1)操作①的名称是___________。加入铁屑先发生的离子反应为：________
(2)沉淀A中含有的金属单质有___________。
(3)操作②中观察到的实验现象是___________。
(4)检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是____________。
(5)操作③中发生反应的离子方程式为__________。
【答案】 过滤 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ Cu、Fe 溶液由浅绿色变为黄色 KSCN溶液 Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3
【分析】Fe3+、Cu2+与铁反应分别生成Fe2+和Cu，故沉淀A为Cu和过量的Fe，溶液A含Fe2+，经过操作②被氧化物Fe3+，Fe3+进入操作③与氨水反应生成Fe(OH)3沉淀C，可排放废水中主要含。
【详解】（1）分离溶液和沉淀用过滤，故操作①为过滤；铁先与Fe3+反应，即Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+；
（2）沉淀A含有生成的Cu和过量的Fe；
（3）操作②将Fe2+氧化为Fe3+，故现象为溶液由浅绿色变为黄色；
（4）B中阳离子为Fe3+，常用KSCN溶液检验；
（5）操作③为Fe3+与氨水反应，即Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3。
14．高铁酸钾()是一种新型、高效、无毒的多功能水处理剂。资料：为紫色固体，微溶于溶液，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。
(1)制备
①除杂装中的试剂为______。
②为制备装置，溶液过量的原因是_________。
③为尾气处理装置，发生反应的离子方程式为_______。
(2)探究的性质
取中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液，经检验气体中含有。为证明能否氧化而产生，设计以下方案：
方案Ⅰ 取少量溶液，滴加溶液至过量，溶液呈红色
方案Ⅱ 用溶液充分洗涤中所得固体，再用溶液将溶出，得到紫色溶液。取少量，滴加盐酸，有产生
①由方案Ⅰ中溶液变红可知中含有______。该离子的产生______(填“能”或“不能”)判断一定是由被还原而形成的。
②方案Ⅱ用溶液洗涤的目的是________。方案Ⅱ得出氧化性：______(填“>”或“<”)。
(3)使用时经常通过测定高铁酸钾的纯度来判断其是否变质。在硫酸溶液中反应如下： 。
①完成上述离子方程式_____。
②现取中洗涤并干燥后样品的质量，加入稀硫酸，收集到气体(标准状况)。则样品中高铁酸钾的质量分数约为______。(计算结果保留到0.1%)
【答案】 饱和氯化钠溶液 微溶于溶液，在碱性溶液中较稳定(或有利于生成) 不能 排除的干扰，防止干扰后续实验，同时减少晶体损失 < 79.2%
【分析】本实验为制备丙探究其性质的实验，根据装置分析可知，A装置为高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气的装置，装置B为除去的除杂装置，装置C为制备的装置，装置D为通过碱液吸收尾气的装置，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定，据此分析解答问题。
【详解】(1)①装置B为除杂装置，反应物有浓盐酸，浓盐酸会挥发产生，使得产生的中混有，需要除去，可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的；
②根据题目信息可知，微溶于溶液，在碱性溶液中较稳定；
③通过碱液吸收尾气，发生反应的离子方程式为；
(2)①方案I中加入溶液至过量，溶液呈红色，说明反应产生，但该离子的产生不能判断一定是将氧化，因为在碱性溶液中稳定，在酸性溶液中铁速产生，自身转化为；
②表面可能吸附，在酸性条件下可与反应生成，从而干扰实验，所以用液洗涤的目的是把表面吸附的除尽，防止与在酸性条件下反应产生，避免干扰实验，同时减少的损失；在碱性条件下被氧化为，可以说明的氧化性强于，而方案Ⅱ实验表明，和的氧化性强弱关系相反，方案Ⅱ是在酸性条件下氧化生成，两种反应体系所处环境酸碱性不一样，所以可以说明溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱，方案Ⅱ得出氧化性：；
(3)①反应中，元素从价降到价，元素从价升高到价，根据得失电子守恒，的化学计量数为4，的化学计量数为3，再根据原子守恒配平离子方程式为；
②由得：，则有，解得，则样品中高铁酸钾的质量分数为。
15．铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中有非常广泛的用途。
Ⅰ．实验室欲模拟工业制备一定量CuSO4，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：
甲：Cu CuSO4
乙：Cu CuOCuSO4
（1）从绿色化学的角度分析，________同学的方案更合理，原因是_______________。
（2）乙同学实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，宜选择______装置（填字母序号）。
（3）请写出乙同学所选装置中发生反应的化学方程式：______________________。
Ⅱ.某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否含有Fe3O4、CuO，探究过程如下：
提出假设：
假设1．黑色粉末是CuO；
假设2．黑色粉末是Fe3O4；
假设3．黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物。
设计探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，得溶液X，取一定量X于试管中，向其中滴加KSCN溶液。
（1）若假设1成立，则实验现象是__________色。
（2）若假设2成立，则实验现象是____________。如何检验溶液X中含Fe2+离子？____________。
（3）若假设3成立，需继续向X溶液加入足量铁粉，则实验现象是_____________。
【答案】 乙 甲方案会生成污染环境的SO2气体，乙方案则没有SO2气体生成 B 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ 蓝 溶液变为红色 取X溶液少许于试管中，向其中滴加少量的酸性KMnO4溶液，若KMnO4褪色则证明X溶液中含有Fe2+离子，反之则不含 溶液X中会有气泡冒出，且红色的沉淀生成。
【详解】试题分析：Ⅰ（1）铜与浓硫酸加热直接反应生成硫酸铜、SO2和水，一方面硫酸利用率低，另一方面产生大气污染物二氧化硫，所以从绿色化学的角度分析，乙同学的方案更合理。
（2）A装置中能控制反应速率，但不能观察氧气的生成速率。C装置不能控制反应速率，也不能观察氧气的生成速率，B中分液漏斗控制反应速率，通过浓硫酸中的气泡观察氧气的生成速率，答案选B。
（3）过氧化钠与水反应的方程式为2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。
Ⅱ（1）若假设1成立，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜，则实验现象是溶液显蓝色；
（2）若假设2成立，四氧化三铁和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，则实验现象是溶液变为红色。亚铁离子具有还原性，则检验溶液X中含Fe2+离子的实验设计为取X溶液少许于试管中，向其中滴加少量的酸性KMnO4溶液，若KMnO4褪色则证明X溶液中含有Fe2+离子，反之则不含。
（3）若假设3成立，则反应后溶液中有硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁，另外还有过量的稀硫酸，继续向X溶液加入足量铁粉，则铁离子被还原为亚铁离子，铜离子被置换出来，所以实验现象是溶液X中会有气泡冒出，且红色的沉淀生成。
考点：考查物质制备、检验实验方案设计与探究
16．现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。
请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出金属元素A的原子结构示意图：_______________。
(2)写出下列反应的离子方程式：反应③_____________
反应⑤________________
(3)检验物质G中阳离子的操作方法_________________________________________。
(4)保存物质F的溶液时，要加入____________，目的是______________。
【答案】(1)Na
(2)
(3)取物质G少量于试管中，向其中滴加少量的KSCN溶液，溶液变成血红色，证明物质G中有Fe3＋离子
(4) 铁屑 防止Fe2＋氧化为Fe3＋
【分析】金属单质A的焰色反应为黄色，则A为金属Na；反应①为Na与水反应生成NaOH和H2，则气体甲为H2，D为NaOH；黄绿色气体乙为Cl2，则丙为HCl，E为盐酸；反应③为金属B与NaOH反应生成H2，能与碱反应生成H2的金属为Al，即B为Al；反应⑥NaOH与物质G反应生成红褐色沉淀，红褐色沉淀为Fe(OH)3，则物质G中含有Fe3+；金属C与盐酸反应生成F，F与氯气反应生成物质G，则金属C为Fe，F为FeCl2，氯化亚铁与氯气反应生成G为FeCl3，据此分析作答。
(1)
A为Na，Na元素为11号原子，则原子结构示意图为：Na；
(2)
反应③为Al与NaOH溶液的反应，离子方程式为：；反应⑤为FeCl2与Cl2反应生成FeCl3，离子方程式为： ；
(3)
G物质为FeCl3，Fe3+的检验方法为：取少量G溶液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，溶液变成血红色，证明物质G中有Fe3+离子；
(4)
F物质为FeCl2，Fe2+容易被氧化，配制和保存FeCl2时，加入少量铁屑，Fe可以与FeCl3反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2，即加入铁屑可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。
【点睛】Fe3+的检验方法：取少量样液，向其中滴加几滴KSCN溶液，若变成血红色，证明有Fe3+存在。检验Fe2+的方法：取少量样液于试管中，先加入KSCN溶液，无明显现象，则排除Fe3+存在的可能性，再滴加适量新制氯水，溶液变成血红色，说明样液中有Fe2+。
17．A、B、C分别是三种常见金属单质，其中B的氧化物和氢氧化物都是两性化合物。A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式： B___________，F___________。
(2)反应③的化学方程式为：___________。
(3)若向物质F的溶液中加入物质D溶液，发生反应的现象是___________。
(4)将金属A投入物质G的溶液中也可发生剧烈反应，其现象是___________。
(5)若开始金属A有6.9g，则共需___________g金属C才能使A生成的物质D完全沉淀。
【答案】(1) Al FeCl3
(2)2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
(3)产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
(4)金属钠浮在水面，熔成小球，四处游动，溶液中产生红褐色沉淀
(5)5.6
【分析】B的氧化物和氢氧化物都是两性化合物，推出B为Al，金属A的焰色为黄色，且A为单质，因此A为Na，Na与水反应生成NaOH和H2，气体甲为H2，物质D为NaOH，气体乙为黄绿色气体，即气体乙为氯气，氢气和氯气反应生成HCl，物质E为盐酸，H为红褐色沉淀，则H为Fe(OH)3，金属C为Fe，据此分析；
(1)
根据上述分析，B为Al；铁单质与盐酸反应生成FeCl2和H2，即F为FeCl2；故答案为Al；FeCl2；
(2)
反应③为金属铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2，其化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；故答案为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；
(3)
F为FeCl2，与NaOH溶液反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，现象是产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；故答案为产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；
(4)
物质G为FeCl3，FeCl3溶液中投入金属钠，金属钠先与H2O反应生成NaOH和H2，FeCl3再与NaOH反应生成Fe(OH)3，现象是金属钠浮在水面，熔成小球，四处游动，溶液中产生红褐色沉淀；故答案为金属钠浮在水面，熔成小球，四处游动，溶液中产生红褐色沉淀；
(5)
金属Na的质量为6.9g，其物质的量为0.3mol，根据钠原子守恒，产生NaOH的物质的量为0.3mol，反应⑥的离子方程式为Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓，产生的0.3molNaOH全部转化成沉淀，需要Fe3＋的物质的量为0.1mol，根据铁原子守恒，铁单质的物质的量为0.1mol，即质量为5.6g，故答案为5.6。
18．物质A～K有如图的转化关系，其中D、E为气体单质，A、H为常见金属。试回答(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)：
(1)写出下列物质的化学式：D是________， I是______。
(2)写出“C→F”反应的离子方程式：______________________________________。
(3)写出反应“J→K”的离子方程式：____________________________________。
(4)在溶液I中滴入NaOH溶液，可观察到的现象是______________________________。
【答案】 H2 FeCl2 产生白色沉淀，迅速变成灰绿色最后变成红褐色
【分析】黄绿色气体E为Cl2，红褐色沉淀K为Fe(OH)3，金属H与溶液B反应得到I，I能被氯气氧化得到J，J与氢氧化钠反应得Fe(OH)3，可推知H为Fe、B为盐酸、I为FeCl2，J为FeCl3，故B为HCl、气体单质D为H2，金属A与盐酸反应得到C为盐，能与氨气反应得到白色沉淀F，且白色沉淀F溶于氢氧化钠溶液得到G，可推知A为Al、C为AlCl3、F为Al(OH)3、G为NaAlO2，据此解答。
【详解】（1）由上述分析可知，D为H2，I为FeCl2，
故答案为：H2；FeCl2；
（2）C为AlCl3，其与NH3·H2O反应生成氢氧化铝和氯化铵，其离子反应方程式为：；
故答案为：；
（3）J为FeCl3，其与NaOH溶液反应生成氢氧化铁和氯化钠，其离子反应方程式为：，
故答案为：；
（4）I为FeCl2，其与NaOH溶液反应会生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁极易被空气氧化而生成氢氧化铁，其现象为：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色最后变成红褐色，
故答案为：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色最后变成红褐色。
19．A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，元素A有可变化合价。它们之间存在如下图的所示的转化关系。由此推断：
（1）甲的化学式为_____________，丙的化学式为______________。
（2）写出甲和D反应的化学方程式___________________________________________。
（3）为检验化合物甲中元素的化合价，需要用到的药品有_________________________。
A．稀硫酸 B．盐酸 C．硫氰化钾溶液 D．高锰酸钾溶液
（4）为测定A和乙高温反应后所得固体中化合物甲的质量分数。取反应后所得固体并设计以下实验：
化合物甲的质量分数为________________。
【答案】 Fe3O4 Al2O3 3Fe3O4 +8Al 9Fe +4Al2O3 A、C、D 80.6%
【详解】A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，元素A有可变化合价，则A是Fe，乙是H2O，甲是Fe3O4；B是O2，C是H2，D是Al，丙是Al2O3。
（1） 甲的化学式为Fe3O4，丙的化学式为Al2O3；
（2）甲和D在高温下发生铝热反应，产生Al2O3和Fe，反应的化学方程式是3Fe3O4 +8Al 9Fe +4Al2O3；
（3）化合物甲是Fe3O4，要检验其中所含有的阳离子，要先用非氧化性的酸使其发生反应：Fe3O4+8H+= 2Fe3++Fe2+ +4H2O，然后在用高锰酸钾溶液检验Fe2+；用硫氰化钾溶液检验Fe3+，故使用的物质是A、C、D；
（4）Fe与水蒸气反应产生Fe3O4，要测其含量，最后得到的红棕色的固体是Fe2O3，其物质的量是，n（Fe）=0.2mol×2=0.4mol，假设在28.8g中含有Fe、Fe3O4的物质的量分别是x、y，则x+3y=0.4mol，56x+232y=28.8g，解得x=0.1mol，y=0.1mol，所以化合物甲的质量分数为
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
实验活动2 铁及其化合物的性质
1．我国宋代《开宝木草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水酒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”中药材铁华粉是指
A．铁粉 B．氯化铁 C．冰醋酸 D．醋酸亚铁
2．下列图示实验(部分夹持装置省略)正确的是
A B C D
制备NaHCO3 除CO2中的HCl 探究钠与Cl2反应 制备氢氧化亚铁
3．有关物质或离子的检验和鉴别，下列判断正确的是
A．加入硝酸酸化，再滴加KSCN溶液后有红色物质生成，中则原溶液中一定有Fe2+存在
B．分别含有Mg2+、Al3+、Fe2+和K+的四种盐酸盐溶液，只用NaOH溶液就可以鉴别
C．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有
D．加入稀盐酸产生气体，将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，一定有
4．下列对某溶液所含离子的检验，叙述正确的是
A．滴入溶液和稀硝酸，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有
B．滴入盐酸酸化，再滴入硝酸银溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有
C．滴入溶液并加热，产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，则原溶液中一定含有
D．滴入溶液无明显现象，再通入少量后呈红色，则原溶液中一定含有
5．下列物质的检验，其结论正确的是
A．用铁丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧，若火焰呈黄色，则表明待测液中含有Na+，不含K+
B．向久置的FeSO4溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，表明FeSO4溶液未被完全氧化
C．向待测液里加入过量的盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，表明待测液中含有CO
D．向待测液里加入过量的盐酸无现象，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，则待测液中肯定含有Cl-
6．下列实验基本操作或实验应该注意的事项中，主要是从实验安全角度考虑的是
A．实验剩余的药品不能放回原瓶 B．在实验前进行实验装置气密性检查
C．可燃性气体的验纯 D．胶头滴管不能交叉使用
7．下列实验过程可以达到实验目的的是
选项 实验操作和现象 实验目的
A 盐酸滴入硅酸钠溶液中出现白色沉淀 证明非金属性：
B 向碳酸钙固体中加入盐酸，将生成的气体依次通过饱和碳酸钠溶液、浓硫酸 制取并纯化
C 向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液(无色)，观察颜色变化 探究维生素C的还原性
D 向支盛有溶液的试管中分别加入溶液和溶液，观察到加入溶液的分解速率更快 证明对分解的催化效果比的效果好
8．下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一项是
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向某溶液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀 该溶液中一定含有Mg2+
B 向某溶液中加入NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 该溶液中一定含有Fe2+
C 向某溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀 该溶液中可能含有Cl
D 用玻璃棒蘸取氯水滴到蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，随后褪色 氯水中含有酸性物质、漂白性物质
9．下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 待测液中滴加KSCN溶液，变红色，再滴加氯水 红色逐渐加深 待测液中存在、
B 向某溶液中加入盐酸酸化的溶液 有白色沉淀产生 该溶液中含有
C 将某化合物在酒精灯上灼烧 焰色为黄色 该化合物是钠盐
D 将一小块金属钠放置在空气中，一段时间后，将其放置在坩埚中加热 钠表面变暗，加热时，钠燃烧，发出黄色火焰 钠易与氧气反应，加热时生成的速率加快
10．黄铁矿主要成分是二硫化亚铁。某化学实验小组取1.0g黄铁矿样品在空气中充分灼烧时发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(假设杂质不参加反应)，生成的SO2气体恰好被50mLFe2(SO4)3溶液完全吸收，在所得溶液中加入足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得13.98g固体。回答下列问题：
(1)FeS2在空气中灼烧时，化合价升高的元素是__________，SO2与Fe2(SO4)3反应的化学方程式是_________________。
(2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度为_______，黄铁矿中FeS2的质量分数为______。
(3)工业上煅烧10 t上述黄铁矿，产生的SO2经催化氧化制硫酸，理论上可制得98％的浓硫酸多少吨______？(列式计算)
11．现有CuO和Fe2O3组成的混合物，用100mL一定浓度的稀硫酸将其完全溶解。向反应后的溶液中加入4.48g铁粉，恰好完全反应，得到112mL（标准状况下）气体，过滤得到红色固体4.48g。
（1）反应中放出气体的质量为__。
（2）固体混合物中CuO的物质的量为__mol。
（3）所用稀硫酸的物质的量浓度为__mol·L-1。
12．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验药品：铁屑、稀H2SO4溶液和NaOH溶液。
填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_____。
(2)实验开始时应先将弹簧夹E_____(填“打开”或“关闭”)，其目的是_____。
(3)反应结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：_____。
13．化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子：Fe3+、Cu2+，化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。
(1)操作①的名称是___________。加入铁屑先发生的离子反应为：________
(2)沉淀A中含有的金属单质有___________。
(3)操作②中观察到的实验现象是___________。
(4)检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是____________。
(5)操作③中发生反应的离子方程式为__________。
14．高铁酸钾()是一种新型、高效、无毒的多功能水处理剂。资料：为紫色固体，微溶于溶液，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。
(1)制备
①除杂装中的试剂为______。
②为制备装置，溶液过量的原因是_________。
③为尾气处理装置，发生反应的离子方程式为_______。
(2)探究的性质
取中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液，经检验气体中含有。为证明能否氧化而产生，设计以下方案：
方案Ⅰ 取少量溶液，滴加溶液至过量，溶液呈红色
方案Ⅱ 用溶液充分洗涤中所得固体，再用溶液将溶出，得到紫色溶液。取少量，滴加盐酸，有产生
①由方案Ⅰ中溶液变红可知中含有______。该离子的产生______(填“能”或“不能”)判断一定是由被还原而形成的。
②方案Ⅱ用溶液洗涤的目的是________。方案Ⅱ得出氧化性：______(填“>”或“<”)。
(3)使用时经常通过测定高铁酸钾的纯度来判断其是否变质。在硫酸溶液中反应如下： 。
①完成上述离子方程式_____。
②现取中洗涤并干燥后样品的质量，加入稀硫酸，收集到气体(标准状况)。则样品中高铁酸钾的质量分数约为______。(计算结果保留到0.1%)
15．铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中有非常广泛的用途。
Ⅰ．实验室欲模拟工业制备一定量CuSO4，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：
甲：Cu CuSO4
乙：Cu CuOCuSO4
（1）从绿色化学的角度分析，________同学的方案更合理，原因是_______________。
（2）乙同学实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，宜选择______装置（填字母序号）。
（3）请写出乙同学所选装置中发生反应的化学方程式：______________________。
Ⅱ.某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否含有Fe3O4、CuO，探究过程如下：
提出假设：
假设1．黑色粉末是CuO；
假设2．黑色粉末是Fe3O4；
假设3．黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物。
设计探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，得溶液X，取一定量X于试管中，向其中滴加KSCN溶液。
（1）若假设1成立，则实验现象是__________色。
（2）若假设2成立，则实验现象是____________。如何检验溶液X中含Fe2+离子？____________。
（3）若假设3成立，需继续向X溶液加入足量铁粉，则实验现象是_____________。
16．现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。
请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出金属元素A的原子结构示意图：_______________。
(2)写出下列反应的离子方程式：反应③_____________
反应⑤________________
(3)检验物质G中阳离子的操作方法_________________________________________。
(4)保存物质F的溶液时，要加入____________，目的是______________。
17．A、B、C分别是三种常见金属单质，其中B的氧化物和氢氧化物都是两性化合物。A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式： B___________，F___________。
(2)反应③的化学方程式为：___________。
(3)若向物质F的溶液中加入物质D溶液，发生反应的现象是___________。
(4)将金属A投入物质G的溶液中也可发生剧烈反应，其现象是___________。
(5)若开始金属A有6.9g，则共需___________g金属C才能使A生成的物质D完全沉淀。
18．物质A～K有如图的转化关系，其中D、E为气体单质，A、H为常见金属。试回答(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)：
(1)写出下列物质的化学式：D是________， I是______。
(2)写出“C→F”反应的离子方程式：______________________________________。
(3)写出反应“J→K”的离子方程式：____________________________________。
(4)在溶液I中滴入NaOH溶液，可观察到的现象是______________________________。
19．A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，元素A有可变化合价。它们之间存在如下图的所示的转化关系。由此推断：
（1）甲的化学式为_____________，丙的化学式为______________。
（2）写出甲和D反应的化学方程式___________________________________________。
（3）为检验化合物甲中元素的化合价，需要用到的药品有_________________________。
A．稀硫酸 B．盐酸 C．硫氰化钾溶液 D．高锰酸钾溶液
（4）为测定A和乙高温反应后所得固体中化合物甲的质量分数。取反应后所得固体并设计以下实验：
化合物甲的质量分数为________________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
