3.1 铁的多样性 同步练习
高一上学期化学鲁科版(2019)必修第一册
一、单选题
1.下列物质的溶液在实验室不宜长期保存,必须现用现配的是( )
A.H2SO4 B.NaOH C.FeSO4 D.FeCl3
2.以下各化合物能通过对应元素单质经化合反应制取的是( )
A.Fe(OH)3 B.FeCl2 C.FeS D.Fe2S3
3.下列元素属于金属元素的是( )
A.Cl B.C C.P D.Ca
4.将少量铁粉加入到下列溶液中,铁粉溶解,但不产生气体和沉淀的是( )
A.稀H2SO4溶液 B.FeCl3溶液 C.CuSO4溶液 D.NaCl溶液
5.有关铁的氧化物的说法中,错误的是( )
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体,其中1/3的铁显+2价,2/3的铁显+3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
6.下列物质的性质与用途均正确,且具有对应关系的是( )
A.铁粉具有还原性,可用作食品的抗氧化剂
B.Cl2具有漂白性,可用作纸张的漂白剂
C.FeCl3溶液呈浅绿色,可用作蚀刻铜电路板
D.NaHCO3具有不稳定性,可用于治疗胃酸过多
7.下列对某些问题的认识正确的是( )
A.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,二者的作用原理是相同的
B.Na的金属性比Cu强,但不能用Na与CuSO4溶液反应制取Cu
C.依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液
D.玻璃、水泥、陶瓷、水晶都是重要的硅酸盐材料
8.下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.Fe3O4用作红色颜料
B.仅用KSCN溶液即可检验Fe2+
C.Fe(OH)2能在空气中稳定存在
D.FeCl3溶液作为覆铜板“腐蚀液”制作印刷电路板
9.用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验,解释或结论不正确的是( )
实验 现象 解释或结论
A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3的水解程度变大
B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3+)变小
C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3++Fe=3Fe2+
D 将FeCl3溶液微热 溶液变红褐色 水解反应△H>0
A.A B.B C.C D.D
10.证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后显红褐色
D.只需滴加KSCN溶液
11.下列叙述正确的是( )
①氧化铝是一种比较好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚
②氧化铁常用作红色油漆和涂料
③硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料
④用明矾做净水剂除去水中的悬浮物
⑤石灰石、水玻璃、石英和水晶的主要成分都是SiO2.
A.①③④⑤ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④
12.将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是( )
A.硫酸 B.硫酸铜 C.氯水 D.氯化铜
13.下列化合物既能用金属与氯气化合制备,又能用金属与盐酸反应制备的是()
A.MgCl2 B.CuCl2 C.FeCl3 D.FeCl2
14.下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
15.下列实验方案中,能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 配制100mL1.0mol/LCuSO4溶液 将25g CuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水中
B 除去CuO中混有的Al2O3 加入过量NaOH溶液后,过滤、洗涤、干燥
C 证明氧化性:H2O2>Fe3+ 将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色
D 证明非金属性:Cl>C 向NaHCO3溶液中加入过量盐酸振荡、静置、观察
A.A B.B C.C D.D
16.装有Fe2O3、CuO、Fe、Cu的烧杯中加入过量稀硫酸,充分反应后,仍有红色粉末剩余,则关于反应后溶液中金属阳离子的判断一定正确的是( )
A.只有Fe2+和Fe3+
B.只有Fe2+
C.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+
D.一定有Fe2+,可能有Cu2+
二、综合题
17.铁是人类较早使用的金属之一,铁及其化合物之间的相互转化作用可用下式表示:
I.回答下列有关问题:
(1)向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,形成该分散系的微粒大小范围是 nm。
(2)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,生成FeCl2和CuCl2,制造印刷电路板。写出FeCl3溶液腐蚀铜的化学反应方程式: 。检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是 。
(3)在下列化学方程式中:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O还原剂是 .
(4)II.现有五种溶液,分别含下列离子:①Ag+,②Mg2+,③Fe2+,④Al3+,⑤Fe3+。
写出符合下列条件的离子符号:既能被氧化又能被还原的离子是 ,加铁粉后溶液增重的是 (填写离子符号)
(5)向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液,现象是 。
(6)欲除去FeCl2中FeCl3选用的试剂是 , 并写出相应离子方程式: 。
18.以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
完成下列填空:
(1)焙烧产生的SO2可以继续制备硫酸,其中的反应之一为:2SO2+O2 2SO3+Q(Q>0),该反应的平衡常数表达式为K= ;欲使K值增大,可采取的措施是 。若经一段时间后SO3的浓度增加了4mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4 mol/(L s),则这段时间为 (选填编号)。
a.1s
b.5s
c.10s
d.50s
(2)硫铁矿焙烧后的烧渣中含有Fe2O3、Fe3O4等。酸溶后溶液中主要存在的阳离子有 ,不能用硫酸代替盐酸的原因是 。
(3)通入氯气时,主要反应的离子方程式为 。从氧化后的溶液中得到氯化铁晶体的实验步骤为 、 、过滤洗涤。
(4)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,请从水解平衡移动原理解释原因 。
19.将Fe和Cu的混合粉末加入FeCl3溶液中.
(1)若反应后只有Cu剩余,则溶液中阳离子一定有 ,可能有 (水电离出的H+除外,下同).
(2)若反应后有Fe剩余,则溶液中阳离子一定有 ,一定没有 .
20.利用“价类二维图”可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系,图中甲~己均含铁元素。回答下列问题:
(1)甲在高温下与水蒸气反应,若生成的H2在标准状况下的体积为22.4L,则参加反应的甲的物质的量为 。
(2)写出检验某红色氧化物固体是否含有乙的操作 。
(3)K2FeO4常用作杀菌消毒剂,从化合价的角度分析是K2FeO4具有 性(氧化性或还原性)。用FeCl3与KClO在强碱性条件下制取K2FeO4时,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”,一个是“氧化反应”式,一个是“还原反应”式。如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+的拆写结果是:氧化反应为:Cu-2e-=Cu2+;还原反应为:2Fe3++2e-=2Fe2+。请据此将图中甲与盐酸反应的离子方程式拆写成两个“半反应式”,其中还原反应为 。
三、推断题
21.已知A为淡黄色固体,R是地壳中含量最多的金属元素的单质,T为生活中 使用最广泛的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C、F是无色无味的气体,H是白色沉淀。
(1)物质A的化学式为 ,F化学式为 ;
(2)B和R在溶液中反应生成F的离子方程式为 ;
(3)H在潮湿空气中变成M的实验现象是 ,化学方程式为 ;
(4)A和水反应生成B和C的化学方程式为
(5)印刷行业刻制印刷电路板(含有铜箔)时,要用W溶液中作为“腐蚀液”,写出该反应的离子方程式 。
四、实验探究题
22.铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体,同时得到浅绿色酸性溶液。为此,他们设计了如下装置验证所产生的气体(夹持装置省略)并进行有关实验。
(1)①若装置A中的试管不加热,则没有明显现象,原因是 。
②证明有SO2 生成的现象是 ;为了证明气体中含有氢气,装置B和C中加入的试剂分别为X、CuSO4,请写出装置B处反应的化学方程式 。
(2)取装置A试管中的溶液6mL,加入适量氯水恰好反应,再加入过量的KI溶液后,分别取2mL此溶液于3支小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层呈紫色;
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),由此可以证明该离子与I-发生的氧化还原反应为 。
(3)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴装置A试管中的溶液,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,随后有红褐色沉淀生成。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)。
23.铁及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)I.绿矾(FeSO4·7H2O)用于治疗缺铁性贫血。课外小组的同学欲测定某补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是 。
(2)步骤②加入过量H2O2的目的是 ,该步骤中H2O2还可替换为 (填字母)。
A.N2 B.O2 C.Cu D.H2
(3)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。
(4)II.高铁酸钠(Na2FeO4)用作新型净水剂等。
Na2FeO4主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5X,则X的化学式为 ,该反应中氧化剂为 。
(5)Na2FeO4在水中可以发生如下反应:4FeO +10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑。鉴别有胶体产生的方法为 。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】A
10.【答案】B
11.【答案】D
12.【答案】C
13.【答案】A
14.【答案】A
15.【答案】B
16.【答案】D
17.【答案】(1)1-100
(2)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;KSCN
(3)Fe(OH)3
(4)Fe2+;Fe3+
(5)生成白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀
(6)过量铁粉;2Fe3++Fe=3Fe2+
18.【答案】(1)K;降温;b
(2)Fe2+、Fe3+、H+(H+不写不扣分);会引入SO42-离子,影响产品的纯度
(3)2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-;蒸发浓缩;冷却结晶
(4)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,盐酸过量,使[H+]增大,平衡朝逆向移动,抑制Fe3+的水解,增大了氯化铁晶体的产量
19.【答案】(1)Fe2;+ Cu2+
(2)Fe2+;Fe3+、Cu2+
20.【答案】(1)0.75mol
(2)取少量红色氧化物于试管中,加足量的盐酸使其溶解,再滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红色,则可初步判断含有乙
(3)氧化;3∶2
(4)2H++2e-=H2↑
21.【答案】(1)Na2O2;H2
(2)2Al + 2OH- + 2H2O=2AlO2- + 3H2↑
(3)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 =4Fe(OH)3
(4)2Na2O2 + 2H2O =4NaOH + O2↑
(5)2Fe3+ +Cu=2Fe2++Cu2+
22.【答案】(1)常温下,铁的表面被浓硫酸氧化为致密的氧化物薄膜,阻止了浓硫酸与内层的铁进一步反应;酸性高锰酸钾溶液褪色;CuO+H2 Cu+H2O
(2)Fe2+;Fe3+;可逆反应
(3)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,使H2O2 分解产生O2;Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,反应消耗H+使c(H+)降低,且H2O2 分解反应放热,促使水解平衡正向移动,产生较多Fe(OH)3,聚集形成沉淀
23.【答案】(1)取样先滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂,溶液由浅绿色变为红色,则样品中含有Fe2+
(2)将Fe2+全部氧化为Fe3+;B
(3)0.07a
(4)H2O;NaClO
(5)丁达尔效应