第三章第一节铁及其化合物同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.下列反应中,表现出氧化性的是
A.溶液使淀粉碘化钾试纸变蓝
B.向溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
C.向溶液中加入溶液产生白色沉淀
D.向溶液中加入少量铁粉,铁粉消失
二、单选题
2.苹果汁是人们喜爱的饮料,由于此饮料中含有Fe2+,在空气中易转变为Fe3+。若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有
A.还原性 B.氧化性 C.碱性 D.酸性
3.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.FeCl2 D.AlCl3
4.既能由金属和氯气直接化合制得,又能由金属和稀盐酸发生置换反应制得的是
A.MgCl2 B.CuCl2 C.FeCl2 D.FeCl3
5.下列实验能达到实验目的且符合操作要求的是
A.Ⅰ可用于制备并检验氢气的可燃性
B.Ⅱ可用于除去CO2中的HCl
C.用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D.用Ⅳ中操作制备氢氧化亚铁并观察其颜色
6.将Cu片放入0.1mol/LFeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为
A.3:2 B.3:5 C.4:3 D.3:4
7.某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A.连接好装置后,需检查装置的气密性
B.小烧杯中水的作用是液封,防止空气进入试管
C.铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3+还原为Fe2+
D.实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰
8.下列除杂的操作不正确的是
A.溶液中混有少量:加入足量镁充分反应后过滤
B.溶液中混有少量:加入过量铁粉充分反应后过滤
C.溶液中混有少量:加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.溶液中混有少量:加入过量铁粉充分反应后过滤
9.FeCO3与砂糖混合使用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如下图所示,下列说法不正确的是
A.产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B.已知沉淀过程中有CO2气体放出,则生成沉淀的离子方程式为
C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
10.有关铁及其化合物的说法正确的是
A.将浓溶液滴加到饱和溶液中,制备胶体
B.向溶液中滴加溶液,溶液显红色
C.与溶液反应可生成
D.与反应生成,推测与反应生成
11.在的混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法正确的是
A.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是,一定不含
B.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是,可能含
C.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是和,一定不含
D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是,一定不含,可能含有
12.某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣,查阅资料后制成以下卡片:
在空气中把铁灼烧到500℃生成Fe3O4;温度再升高可生成Fe2O3;再更高的温度(约1400℃)下加热Fe2O3时,又可得到Fe3O4。即:FeFe3O4Fe2O3
下列说法正确的是
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.反应②的温度比反应③的温度高
C.FeO的稳定性强于Fe2O3
D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂,其组成可表示为FeO Fe2O3
13.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。
从分类角度分析,下列说法正确的是
A.实验①③反应制得的物质均为纯净物 B.实验②③均发生氧化还原反应
C.实验①中发生的反应是化合反应 D.实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质
14.化学既是一门变幻无穷的神奇学科,也是一个色彩缤纷的美丽世界,对下列物质的颜色判断错误的是
A.Cl2:黄绿色气体 B.Fe2O3:红棕色固体
C.Fe3O4:红棕色固体 D.FeO:黑色固体
15.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.个氧气分子与个氖气分子的质量之比是8∶5
B.固体中含有的离子数为
C.与足量反应时,转移电子数目为
D.铁粉与足量的稀盐酸充分反应转移的电子数为
三、实验题
16.某小组在探究Fe2+性质的实验中观察到异常现象。
实验Ⅰ 现象
溶液变红,片刻红色褪去,有气体生成(经检验为O2)
资料:ⅰ.(红色),Fe(SCN)3中S元素的化合价为-2价;
ⅱ.BaSO4是不溶于盐酸的白色沉淀。
(1)实验Ⅰ体现了Fe2+的_______性,补全H2O2与FeCl2酸性溶液反应的离子方程式:。________
(2)探究“红色褪去”的原因,进行实验Ⅱ:
将褪色后的溶液分三份分别进行实验。
实验Ⅱ得出的结论是:红色褪去的原因是_______。
(3)为进一步探究“红色褪去”的原因,进行了实验Ⅲ.
实验Ⅲ 现象
溶液变红,一段时间后不褪色
取上述反应后的溶液,滴加盐酸和溶液 无白色沉淀产生
分析上述三个实验,下列叙述正确的是_______(填字母)。
A.实验Ⅲ中发生了氧化还原反应:
B.通过实验Ⅲ推出实验Ⅰ中氧化FeCl2的只有O2
C.O2在该实验条件下不能使红色溶液褪色
D.实验Ⅰ中红色褪去与H2O2的氧化性有关
17.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,可供选用的试剂有:铁粉、溶液、溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。
序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
① 在溶液中加入锌片 溶液由浅绿色变为无色 _______
② _______ _______ _______ 具有还原性
③ 在溶液中加入足量铁粉 铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 _______ 具有氧化性;具有还原性
四、工业流程题
18.电子工业中,人们常用溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。用耐腐油墨把预先设计好的电路印刷在覆铜板上,然后把覆铜板放到溶液中,未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后就得到了电路板。
(1)为什么用上述方法可以制造印刷电路板________?
(2)为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得溶液,可以采用下列步骤:
A.请写出上述过程中加入或生成的有关物质的化学式:
①_______,②_______,③_______,④_______,⑤_______,⑥_______
B.请写出相关反应的化学方程式_________。
19.无水常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和杂质)为原料制备无水。
已知:氯化亚砜()熔点,沸点,与水反应可生成和气体。
请回答问题:
(1)操作①是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
(2)为避免引入新的杂质,试剂B可以选用___________(填字母)。
A.溶液 B.氯水 C.溴水 D.溶液
(3)取少量D晶体,溶于水并滴加溶液,现象是___________。
(4)反应的化学方程式为___________。
(5)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,写出一种可能的还原剂:___________,设计实验验证是该还原剂将还原:___________。
参考答案:
1.AD
【详解】A.淀粉变蓝,说明有碘单质生成,即I-被氧化,表现出氧化性,故A项符合题意;
B.与OH-发生复分解反应生成Fe(OH)3,Fe元素化合价未发生变化,未表现出氧化性,故B项不符合题意;
C.溶液与溶液混合时,Cl-与Ag+发生复分解反应生成AgCl,Fe元素化合价未发生变化,未表现出氧化性,故C项不符合题意;
D.向溶液中加入少量铁粉,铁粉消失,反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,被还原为Fe2+,表现出氧化性,故D项符合题意;
综上所述,答案为AD。
2.A
【详解】根据题干信息“此饮料中含有Fe2+,在空气中易转变为Fe3+。若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象的发生”,则说维生素C可防止Fe2+被氧化为Fe3+,从而证明维生素C具有还原性,A项符合题意。
故选A。
3.D
【详解】A.氯气化学性质非常活泼,与变价金属反应时生成高价氯化物,,但是铜单质不能与稀盐酸反应,故A错误;
B.,但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2,故B错误;
C.氯气化学性质非常活泼,与变价金属反应时生成高价氯化物,铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2,故C错误;
D.,铝单质与稀盐酸反应生成AlCl3,故D正确;
故答案为D。
4.A
【详解】A. Mg与氯气、稀盐酸均能反应生成MgCl2,故A符合;
B. Cu与氯气反应生成CuCl2,与稀盐酸不反应,故B不符合;
C. Fe与氯气点燃生成FeCl3,与稀盐酸反应生成FeCl2,故C不符合;
D. Fe与氯气点燃生成FeCl3,与稀盐酸反应生成FeCl2,故D不符合;
故选A。
5.B
【详解】A.氢气不纯加热易发生保证,应验纯后再点燃,A不符合操作要求;
B.HCl与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,图中洗气装置可分离,B能达到实验目的;
C.不能在容量瓶中溶解固体,应在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中定容,C不符合实验操作要求;
D.生成氢氧化亚铁容易被氧化,应隔绝空气,D不能达到实验目的;
故答案选:B。
6.D
【详解】设原溶液的体积为vL,设取出Cu后溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3=k,则有:c(Fe3+)=2kmol/L,c(Fe2+)=3kmol/L,原溶液中n(Fe3+)=0.1mol/L×vL=0.1vmol,取出Cu后,n(Fe3+)1=2kmol/L×vL=2kvmol,n(Fe2+)=3kmol/L×VL=3kvmol,根据化学方程式列方程:2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+、n(Fe3+)=n(Fe3+)1+n(Fe2+),0.1vmol=2kvmol+3kvmol,得:k=0.02vmol,则反应后溶液中n(Fe3+)1=0.04vmol,反应前n(Fe3+)=0.1vmol,再根据方程式得n(Cu2+)=0.03vmol,所以n(Cu2+):n(Fe3+)1=0.03vmol:0.04vmol=3:4。
故选D。
7.C
【分析】根据装置图可知:连接好装置后,先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气,用氢气作保护气,反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度,氢气纯时,说明空气排尽,导管口用水液封,再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应,在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化,据此答题。
【详解】A.有气体生成的实验,连接好装置后,首先要检查装置的气密性,A正确;
B.反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时,说明空气排尽,导管口用水液封,防止空气进入试管,B正确;
C.铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液,C错误;
D.Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3,所以在制取氢氧化亚铁时,要做到排除O2干扰,D正确;
故答案选:C。
8.C
【详解】A.镁与FeCl3反应生成FeCl2,过量镁可与氯化亚铁发生置换反应置换出Fe,可除去杂质,所以A选项是正确的;
B.铁与FeCl3反应生成FeCl2,可除去杂质,所以B选项是正确的;
C.加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,故C错误;
D.铁与反应生成FeCl2,可除去杂质,所以D选项是正确的。
故答案选C。
9.A
【分析】FeSO4与NH4HCO3混合,发生反应产生FeCO3沉淀、CO2、H2O和(NH4)2SO4,将FeCO3沉淀过滤、洗涤、干燥得到FeCO3沉淀。
【详解】A.FeCO3在空气中高温分解,生成的氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生Fe3O4,因此不能得到纯净FeO,A错误;
B.根据工艺流程,结合沉淀过程中生成二氧化碳可知,反应的离子方程式为Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O,B正确;
C.过滤时所用玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;
D.KSCN溶液遇Fe3+使溶液显红色,因此常用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质,D正确;
故合理选项是A。
10.C
【详解】A.制备胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,选项A错误;
B.向溶液中滴加溶液,溶液不显红色,选项B错误;
C.与溶液反应可生成和,选项C正确;
D.的氧化性较弱,故与铁反应生成,选项D错误;
答案选C。
11.B
【分析】在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,则铁能与氯化铁和氯化铜溶液反应,反应先后顺序是:2FeCl3+Fe=3FeCl2,CuCl2+Fe=FeCl2+Cu。
【详解】A.由分析可知,若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,Cu2+不一定完全反应,也可能含Cu2+,A错误;
B.由分析可知,若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,Cu2+不一定完全反应,也可能含Cu2+,B正确;
C.由分析可知,若滤出的固体只有铜,根据分析中物质反应先后顺序,溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Fe3+,Cu2+不一定完全反应,也可能含Cu2+,C错误;
D.由分析可知,若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,铁有剩余,则一定不含Cu2+和Fe3+,D错误;
故选B。
12.D
【详解】A.为红棕色固体,A错误;
B.根据信息可知,在时与氧气反应生成,继续升高温度生成,而在时转化为,则反应②的温度比反应③的温度低,B错误;
C.不稳定,在空气里受热能迅速被氧化为,其稳定性弱于,C错误;
D.中为价和价,化学式可写为,D正确;
答案选D。
13.C
【详解】A.实验①中铁在氯气中燃烧生成氯化铁,实验③中氯化铁饱和溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体为混合物,A错误;
B.实验②中氯化铁溶于水得到氯化铁溶液,为物理变化,实验③中氯化铁水解生成氢氧化铁和HCl,无元素化合价变化,为非氧化还原反应,B错误;
C.实验①中发生反应:,两种物质反应生成一种物质,为化合反应,C正确;
D.实验①中的铁和氯气是单质,二者既不是电解质也不是非电解质,D错误;
答案选C。
14.C
【详解】A.氯气是黄绿色有毒气体,密度比空气大,A正确;
B.氧化铁为红棕色固体,俗称铁红,B正确;
C.四氧化三铁为黑色固体,有磁性,又称磁性氧化铁,C错误;
D.氧化亚铁为黑色固体,D正确;
答案选C。
15.A
【详解】A.NA个氧气分子与NA个氖气分子的物质的量均为1mol,则质量分别为1mol×32g/mol=32g,1mol×20g/mol=20g,故质量比为32:20=8:5,A正确;
B.Na2O2由Na+和构成,因此1molNa2O2固体中含有的离子数为3NA,B错误;
C.铁过量,按照氯气计算转移电子的数目,完全反应,转移的电子数为,C错误;
D.16.8g铁粉的物质的量为,与足量的稀盐酸充分反应生成FeCl2,转移的电子数为0.6NA,D错误;
故选A。
16.(1) 还原 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)SCN- [或Fe(SCN)3]被氧化为
(3)ACD
【分析】实验I中氯化亚铁酸化的溶液中滴入KSCN溶液,滴入H2O2发生氧化还原反应,生成Fe3+,形成血红色溶液,片刻红色褪去,猜想铁离子作催化剂,过氧化氢分解有气体生成(经检验为O2),取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液。产生白色沉淀为BaSO4沉淀,证明SCN-离子被氧化为。由实验I中KSCN溶液变红说明有Fe3+生成分析,利用化合价升降法配平;据褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀为硫酸钡沉淀,证明有硫酸根离子分析;氯化亚铁酸化的溶液中滴入KSCN溶液,滴入过氧化氢发生氧化还原反应,通入足量氧气,溶液变红且不褪色,说明氧气氧化亚铁离子生成铁离子,滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀,无硫酸钡沉淀生成,排除了生成的氧气氧化SCN-的可能,对比分析判断。
【详解】(1)实验Ⅰ向氯化亚铁和硫氰化钾的混合溶液中加入双氧水,溶液变为红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,实验过程中体现了Fe2+的还原性;
在酸性条件下,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,H2O2被还原为H2O,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(2)通过实验Ⅱ中三份溶液的现象,说明溶液中Fe3+没有变化,没有SCN-,而有硫酸根离子生成,因此实验Ⅱ得出结论是:实验Ⅰ中加入的H2O2将SCN-氧化为;
(3)A.另取同浓度的FeCl2溶液滴加2滴KSCN溶液,再通入O2,溶液变红,说明O2能将Fe2+氧化成Fe3+,取上述反应后的溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀产生,说明氧气不能氧化SCN-为,则是H2O2将SCN-氧化成。O2将Fe2+氧化成Fe3+的反应的离子方程式为,A正确;
B.通过实验Ⅲ可推出H2O2的氧化性强于氧气,则实验Ⅰ中氧化FeCl2的还有H2O2,B错误;
C.滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀产生,说明氧气不能氧化SCN-,在该实验条件下不能使红色溶液褪色,C正确;
D.实验Ⅰ中红色褪去是由于H2O2将SCN-氧化成,因此与H2O2的氧化性有关,D正确;
故合理选项是ACD。
17. 具有氧化性 在溶液中加入氯水 溶液由浅绿色变为黄色
【分析】铁及其化合物的氧化性或还原性,从给定物质中铁粉、氯化铁溶液、氯化亚铁溶液的化合价变化分析,表现出氧化性则作氧化剂,发生还原反应,化合价降低;表现出还原性则作还原剂,发生氧化反应,化合价升高。
【详解】①在溶液中加入锌片,溶液由浅绿色变为无色,发生置换反应:,Fe元素从+2价降低到0价,被还原作氧化剂,得到实验结论:具有氧化性;
②为得到具有还原性的结论,可设计其与具有氧化性物质反应:在溶液中加入氯水,溶液由浅绿色变为黄色,发生氧化还原反应:;
③在溶液中加入足量铁粉,铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色,发生氧化还原反应:,的铁元素化合价降低被还原,说明具有氧化性;单质的化合价升高被氧化,说明Fe具有还原性。
18.(1)利用反应,将未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后得到电路板
(2) Fe Fe、Cu HCl 、、、
【分析】根据题意,制造印刷电路板的过程中发生反应,所以腐蚀液中含有、、等金属离子,如图流程中,加入过量Fe粉,将、还原成和Cu,滤渣③中主要含Cu和过量的Fe,加入过量盐酸,得到溶液;滤液②为溶液,合并②和⑤后通入氯气,得到溶液;
【详解】(1)由题意,利用反应,将未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后得到电路板,故填利用反应,将未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后得到电路板;
(2)A.根据流程可知,①为Fe;②为;③为Fe和Cu;④为HCl;⑤为;⑥为,故填Fe;;Fe、Cu;HCl;;;
B.废液中含有、Cu2+加入过量Fe时的反应方程式为、;向含有Fe和Cu的滤渣中加盐酸的反应为;向含有的溶液中通入氯气:,故填、、、。
19.(1)漏斗
(2)BD
(3)溶液变为红色
(4)
(5) 先加盐酸酸化,再加溶液,产生白色沉淀,则是将还原
【分析】废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸,铁粉反应生成氯化亚铁,过滤除去少量碳和SiO2杂质,A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁),蒸发结晶生成FeCl3·6H2O,通入SOCl2生成FeCl3。
(1)
过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(2)
结合图示转化可知A溶液中含,加入氧化剂B得到的C溶液中含,A、C均能引入杂质离子,BD符合题意。
(3)
晶体溶于水得到溶液,滴加溶液时,溶液变为红色。
(4)
结合图示及已知信息可写出的化学方程式为。
(5)
反应中生成的能将还原为,得到的氧化产物为硫酸盐。可通过实验检验该溶液中含有,即可证明是将还原。检验时取待检液,先加入盐酸酸化,再滴加溶液,产生白色沉淀,则证明是将还原。