2024鲁科版新教材高中化学必修第一册同步练习--第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物（含解析）

2024鲁科版新教材高中化学必修第一册
第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
基础过关练
题组一　铁的性质
1.(2022山东济宁微山二中月考)下列关于铁的说法正确的是(　　)
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
C.纯铁的抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
2.(2022广东深圳实验学校月考)下列含铁化合物不能直接由化合反应制得的是(　　)
A.FeCl2 B.FeCl3
C.Fe3O4 D.Fe(OH)2
3.(2022河南南阳六校联考)下列物质反应后一定有+3价铁生成的是(　　)
①Fe在Cl2(少量)中燃烧
②Fe与过量稀H2SO4反应
③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.①③④ B.②③④
C.①③ D.②④
4.[2021河北石家庄六县(区)期末]为了探究铁单质与水蒸气在高温下的反应,某化学小组设计了如图所示实验(夹持装置已略去)。下列说法正确的是(　　)
A.点燃肥皂泡可观察到深蓝色火焰
B.为了使加热效果更好,①处可改用酒精喷灯
C.该反应中水蒸气作还原剂
D.实验结束后,得到黑色固体Fe2O3
题组二　铁的氧化物和氢氧化物
5.(2021辽宁大石桥三中月考)下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法中,不正确的是(　　)
A.铁元素的化合价不相同
B.氧元素的化合价完全相同
C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色固体
D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
6.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化,得到红棕色残渣。上述白色沉淀和残渣分别是(　　)
A.Fe(OH)3　Fe2O3
B.Fe(OH)2　Fe2O3
C.Fe(OH)2　Fe(OH)3
D.Fe(OH)2　Fe3O4
7.(2021安徽芜湖一中月考)铁的合金是当今世界使用量最大的合金,下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)
A.Fe2O3可以直接溶于水生成Fe(OH)3
B.Fe(OH)2在空气中充分加热最终产生FeO和H2O
C.Fe3O4可以通过置换反应或化合反应制备
D.铁在空气中放置,表面会生成致密的氧化膜从而阻止铁被继续腐蚀
8.(2021辽宁辽阳期末)在中学化学中经常提到的铁的氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4,在一定条件下它们之间可以相互转化,如在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4。下列有关说法错误的是(　　)
A.热稳定性:Fe3O4>Fe2O3
B.Fe2O3俗称铁红,可用作油漆的红色颜料
C.Fe3O4为黑色固体,其中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1∶2
D.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物中,铁元素与氧元素的质量比可能为7∶3
题组三　氢氧化亚铁的制备
9.(2022河南南阳六校联考)某同学设计如图所示装置(气密性已检查,夹持装置已略去)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请填写下列空白:
(1)仪器1的名称是　　　　　。装置5的作用是　　 　　　　　　　　　　　　　。
(2)打开K1和K3,当装置2中产生均匀气泡后,打开K2,关闭　 　　　　,装置3中液体进入装置4中,装置4中析出白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。请写出装置4中反应的化学方程式:　　 　　　　　　　　　　　　　　、　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　 　　　　　　　。
(3)为了进一步延缓Fe(OH)2被氧化,可以进行的操作是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.(2022云南弥勒一中月考)某班同学分成A、B两组,并分别设计如下实验探究能较长时间观察到Fe(OH)2沉淀的制取方法。回答下列问题:
A组实验:用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应,装置如图1所示。
图1
(1)检验FeSO4是否变质的方法:　 　　　　　　　　　　　;若FeSO4已变质,可加入过量　　　　(填化学式),发生反应的离子方程式为　　 　　　　　　　　　　。
(2)配制NaOH溶液所用的蒸馏水应除去溶解的O2,采用的方法是　 　　　　。
(3)该方法制备的Fe(OH)2沉淀不能长期稳定存在,易被空气中的O2氧化,现象是:　　　　　　　　　　　　　　　　　;发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
B组实验:用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液、植物油进行实验,装置如图2。
图2
(4)实验时,先　　　　(填“打开”或“关闭”)止水夹K,然后打开　 　　　　的玻璃塞和活塞,使稀硫酸与铁粉反应。
(5)当　　　　　　　　　　后,　　　　(填“打开”或“关闭”)止水夹K,制得Fe(OH)2沉淀,且沉淀能一段时间不变色。
(6)B组实验比A组实验制得的Fe(OH)2能更长时间稳定存在的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　铁及其化合物之间的转化
1.(2021黑龙江鹤岗一中月考)元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的“价—类”二维图,箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是(　　)
A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末　
C.由图可预测:高铁酸钠(Na2FeO4)具有强氧化性,可用于消毒
D.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水可溶解Fe(OH)3
2.(双选)(2021山东淄博期末)将一定量的铁粉投入硫酸铜与硫酸铁的混合溶液中,充分反应后有固体剩余。下列分析正确的是(　　)
A.剩余固体中只含未反应的铁粉
B.若固体中有铜,则反应后的溶液中不可能含有Fe3+
C.若剩余固体中有铁,则反应后的溶液中只有一种溶质
D.若剩余固体中只有铜,则反应后的溶液中含有Fe3+
3.(2020黑龙江哈尔滨六中月考)用废铁屑制备磁性胶体粒子,制备过程如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.加稀H2SO4是为了使铁溶解生成FeSO4
B.通入N2是为了防止空气中的O2氧化Fe2+
C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O
D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为2∶1
4.(2022河南部分学校联考)铁粉具有平肝镇心解毒之功效,主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组设计的利用FeSO4制备还原铁粉的流程如图:
实验室中可用FeSO4(用废铁屑和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如图装置模拟上述流程中的“转化”环节。
(1)植物油的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验过程中,欲将得到的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是　　　　　　　　　　　　　　　　,混合后反应生成FeCO3的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)FeSO4溶液要现用现配的原因是　　　　　　　　　　,检验久置的FeSO4溶液是否变质的方法是　　　 　　　　　　。
(4)“干燥”的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为　　 　　　　　　　　　　　　　　;取干燥后的FeCO3样品11.33 g,与木炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉5.6 g,样品中杂质FeOOH的质量为　　　　g。在高温条件下,过量的木炭与FeCO3反应,写出此反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2021山东新高考质量测评联盟联考)某学习小组为研究铁及其化合物的性质,做了以下探究实验并通过下列流程成功制得纳米铁粉和Na2FeO4。
(1)经实验证明酸溶后所得溶液中含Fe3+,请进一步设计方案证明还含Fe2+(可选用药品有酸性KMnO4溶液、氯水、KSCN溶液):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。
(2)氧化Ⅰ过程中若有5 mol e-转移,则有　　　　mol H2O2被还原。
(3)氧化Ⅱ过程需要高浓度NaClO溶液,可用Cl2与NaOH溶液反应制备。Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式为　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)Na2FeO4中铁元素的化合价为　　　　价;2 mol Na2FeO4与　 　　　g NaClO氧化消毒能力相当(用得电子数目多少衡量氧化消毒能力强弱)。
题组二　涉及铁元素的有关计算
6.(2022山东泰安一中月考)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全反应,放出22.4 mL(标准状况)气体,向所得溶液中加入KSCN溶液,不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,所得铁的质量为(　　)
A.2.8 g B.11.2 g
C.5.6 g D.无法计算
7.(2021辽宁朝阳一中期末)向23.4 g由Cu和Fe2O3组成的混合物中加入稀盐酸,恰好完全反应得到m g溶液W(已知:2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+)。下列说法正确的是(　　)
A.溶解过程中,有H2放出
B.向溶液W中滴入KSCN溶液,溶液一定不显红色
C.向溶液W中加入铁钉,充分反应后取出,反应后溶液质量可能仍为m g
D.原混合物中Cu和Fe2O3的质量比一定为2∶5
8.(2021四川成都树德中学阶段测试)将一定质量的Fe、Fe2O3和CuO的混合粉末加入100 mL 4.4 mol/L的盐酸中,充分反应后,生成标准状况下的氢气896 mL。过滤,滤渣经洗涤、干燥后称量,质量为1.28 g。滤液中的溶质只有FeCl2和HCl,滤液加水稀释到320 mL时,HCl的浓度为0.25 mol/L。则原混合粉末中Fe的质量为(　　)
A.5.6 g B.2.8 g
C.6.4 g D.2.24 g
题组三　铁及其化合物性质的实验探究
9.(2021辽宁实验中学期末)铁常见的化合价有0、+2、+3,某化学兴趣小组进行了一系列有关铁及其化合物的实验,并检验其中所含的铁元素的化合价。
(1)利用如图1装置(夹持装置已略去)进行“铁与水蒸气反应”的实验,并检验产物。
图1
①D仪器名称为　　　　　　。B中反应的化学方程式为　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②E中出现　　　　　　　　　　　　　　　　现象,可以证明反应后生成H2。
③点燃F处酒精灯之前应进行的操作是　　　　　　　　 　　。
④
步骤 现象
Ⅰ.取B中反应后样品少许,加入足量的盐酸并过滤,得到滤液a 固体溶解,溶液为浅绿色
Ⅱ.取a溶液少许,滴加KSCN溶液 溶液不变红色
Ⅲ.取a溶液少许,滴加NaOH溶液 现象A
现象A是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;a溶液中不含Fe3+的原因是　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)铁是人体必需的微量元素。某种葡萄糖酸亚铁糖浆用于治疗缺铁性贫血,根据名称猜测该糖浆中含有Fe2+,设计方案进行验证。
设计方案如表:
方案 试剂X 实验现象
ⅰ 1 mL 1 mol·L-1NaOH溶液 产生灰绿色浑浊,长时间不变红褐色
ⅱ 1 mL 1 mol·L-1酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液褪色
ⅲ 依次加入5滴KSCN溶液、1 mL新制氯水 自始至终无明显现象
发现实验中有些实验现象与预期现象不同,该小组同学查看药品说明书,得知该糖浆的成分如图2所示。
图2
①结合资料对实验ⅲ实验现象与预期现象不同的原因进行猜想:　　　　　　　　　　　　　　　　;为验证该猜想,在方案ⅲ的基础上继续加入过量的新制氯水,得到了预期现象。
②实验反思:方案ⅱ中实验现象　　　　(填“能”或“不能”)证明补铁口服液中一定含有Fe2+,理由是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
基础过关练
1.C 2.D 3.C 4.B 5.C 6.B 7.C 8.D
1.C　纯铁为银白色,故A错误;铁在硫蒸气中燃烧生成FeS,故B错误;铁元素在自然界中有的以游离态存在,如陨铁,故D错误。
2.D　Fe与FeCl3反应生成FeCl2,Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4,Fe(OH)2不能直接由化合反应制得,故选D。
3.C　①Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3;②Fe与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁和氢气;③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+;④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中,若铁足量,反应后溶液中没有Fe3+;故选C。
4.B　铁单质与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁,生成的氢气可吹出肥皂泡,点燃肥皂泡可观察到淡蓝色火焰,故A错误;为了使加热效果更好,可在①处使用酒精喷灯,提供高温,故B正确;铁单质与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁,水蒸气中氢元素的化合价降低,所以水蒸气做氧化剂,故C错误;实验结束后试管内的黑色固体有Fe3O4,可能含有Fe,故D错误。
5.C　铁的三种氧化物中,氧元素的化合价完全相同,都为-2价;铁元素的化合价不同,氧化铁中铁为+3价,氧化亚铁中铁为+2价,四氧化三铁中铁为+2价和+3价,故A、B正确。氧化铁俗称铁红,是一种红棕色的固体,故C错误。铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,四氧化三铁是一种黑色固体,故D正确。
6.B　铁与稀硫酸反应生成FeSO4,再与过量氨水反应生成Fe(OH)2白色沉淀,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
7.C　Fe2O3难溶于水,不能直接与水反应生成Fe(OH)3,A错误。Fe(OH)2在空气中容易被氧化,所以氢氧化亚铁在空气中加热最终产生Fe2O3和H2O,B错误。Fe与水蒸气在高温下发生置换反应产生Fe3O4和H2;Fe在O2中点燃,发生化合反应产生Fe3O4,故Fe3O4可以通过置换反应或化合反应制备,C正确。铁在空气中放置,表面不能生成致密的氧化膜,不能阻止铁被继续腐蚀,D错误。
8.D　根据在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3会生成Fe3O4可知,Fe3O4比Fe2O3稳定,故A正确;Fe2O3俗称铁红,是红棕色固体,可用作油漆的红色颜料,故B正确;铁的氧化物中O元素的化合价为-2价,所以Fe3O4中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1∶2,故C正确;如果铁元素与氧元素的质量比为7∶3,则铁原子与氧原子的物质的量之比为2∶3,FeO和Fe3O4无论怎样混合,铁原子与氧原子的物质的量之比只能在3∶4和1∶1之间,故D错误。
9.答案　(1)分液漏斗　液封,防止空气进入装置4　(2)K1和K3　H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O　FeSO4+2NaOH Fe(OH)2↓+Na2SO4　4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3　
(3)实验开始前向NaOH溶液中加入适量煤油
解析　(2)打开K1和K3,稀H2SO4与铁屑反应产生的H2通过导气管进入装置2中,当装置2中产生均匀气泡后,打开K2,关闭K1和K3,装置3中液体流入装置4中与NaOH溶液反应:H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O、FeSO4+2NaOH Fe(OH)2↓+Na2SO4,由于装置4中有空气,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化,所以白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3。(3)为了进一步延缓Fe(OH)2被氧化,可以实验开始前向NaOH溶液中加入适量煤油以隔绝空气。
10.答案　(1)取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则已变质,若溶液不变红,则未变质　Fe　2Fe3++Fe 3Fe2+　
(2)加热煮沸　
(3)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色　4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3　
(4)打开　分液漏斗　
(5)排出的H2纯净　关闭　
(6)铁与稀硫酸反应生成的氢气排尽了装置中的空气,植物油液封,隔绝空气,可防止Fe(OH)2被氧化
解析　(1)若FeSO4变质,则溶液中含有Fe3+,所以检验FeSO4是否变质只需检验溶液中是否有Fe3+;为了不引入新的杂质,可加入过量的Fe将Fe3+还原,离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+。(2)气体的溶解度随着温度的升高而减小,所以可以采用加热煮沸的方法除去NaOH溶液中溶解的氧气。(3)Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。(4)实验开始时,先打开止水夹K,然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,将分液漏斗中的稀硫酸滴入试管中,稀H2SO4与Fe粉反应产生FeSO4、H2,产生的H2通过导管进入氢氧化钠溶液中,排除装置中的空气。(5)当排出的H2纯净后,关闭止水夹K,利用生成的H2在试管中产生的较大压强,把试管中液体压入NaOH溶液中,反应生成Fe(OH)2白色沉淀,由于植物油隔绝了空气,可以看到沉淀能较长时间保持不变色。
能力提升练
1.C 2.BC 3.D 6.A 7.C 8.A
1.C　铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4,故A错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速反应生成黑色固体Fe3O4,故B错误;由题图可知高铁酸钠中Fe元素为+6价,易得到电子,具有强氧化性,可用于消毒,故C正确;Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,而Fe(OH)3难溶于水,与水也不反应,故D错误。
2.BC　如果铁离子和铜离子足量,铁粉少量,反应后剩余固体为铜,没有铁剩余,故A错误;氧化性:Fe3+>Cu2+,若固体中有铜,说明Fe3+反应完全,故B正确,D错误;由于铁与Cu2+、Fe3+均反应生成Fe2+,若剩余固体中有铁,说明铁离子和铜离子反应完全,反应后溶液中溶质只有硫酸亚铁,故C正确。
3.D　稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁,A正确;Fe2+容易被氧气氧化,因此通入N2的目的是防止空气中的氧气氧化Fe2+,B正确;利用H2O2的氧化性,把部分Fe2+氧化成Fe3+,涉及反应:2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,C正确;Fe3O4可视作FeO·Fe2O3,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1∶2,D错误。
4.答案　(1)隔绝空气,防止Fe2+被氧化　
(2)排尽装置内的空气后,关闭止水夹　Fe2++2HC FeCO3↓+CO2↑+H2O　
(3)亚铁离子易被氧化　取少量待检液于试管中,加入KSCN溶液,若溶液变红,则已变质,若溶液不变红,则未变质　
(4)4FeCO3+O2+2H2O 4FeOOH+4CO2　0.89　FeCO3+2C Fe+3CO↑
解析　(1)植物油的作用是隔绝空气,防止Fe2+被氧化。(2)废铁屑和稀硫酸反应生成FeSO4和氢气,生成的氢气排尽装置内的空气后,关闭止水夹,继续反应生成氢气产生较大的压强,将FeSO4溶液沿着导管压入盛有NH4HCO3溶液的试管,反应的离子方程式为Fe2++2HC FeCO3↓+CO2↑+H2O。(3)由于亚铁离子易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配;若FeSO4溶液已经变质,则会有Fe3+存在,可以用KSCN溶液进行检验。(4)FeCO3在空气中被氧化为FeOOH的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O 4FeOOH+4CO2;根据题意可知在高温条件下,过量的木炭与FeCO3反应生成Fe和CO,反应的化学方程式为FeCO3+2C Fe+3CO↑;设FeCO3样品中FeCO3的物质的量为x,FeOOH的物质的量为y,则56 g·mol-1×(x+y)=5.6 g,116 g·mol-1×x+89 g·mol-1×y=11.33 g,解得y=0.01 mol,所以样品中杂质FeOOH的质量为0.01 mol×89 g·mol-1=0.89 g。
5.答案　(1)取少量酸溶后所得溶液于试管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去,则含有Fe2+
(2)2.5　
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O　
(4)+6　223.5
解析　(1)Fe2+具有还原性,证明含Fe2+的方法:取少量酸溶后所得溶液于试管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去,则含有Fe2+。(2)氧化Ⅰ过程中H2O2做氧化剂,氧元素的化合价从-1价降低到-2价,设被还原的H2O2的物质的量为x mol,转移的电子的物质的量为5 mol,则2x=5,解得x=2.5。(3)Cl2与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(4)Na2FeO4中各元素的化合价代数和等于0,设铁元素的化合价为x,(+1)×2+x+(-2)×4=0,解得x=+6,铁元素的化合价为+6价;Na2FeO4的还原产物中铁元素的化合价为+3价,2 mol Na2FeO4得电子的物质的量为6 mol;NaClO的还原产物中氯元素的化合价为-1价,1 mol NaClO得电子的物质的量为2 mol;则2 mol Na2FeO4氧化消毒能力相当于3 mol NaClO氧化消毒能力,NaClO的质量为3 mol×74.5 g/mol=223.5 g。
6.A　本题采用原子守恒法可快速解答。向所得溶液中加入KSCN溶液不变红色,说明溶液中不含Fe3+,即所得溶液中的溶质为FeCl2,n(Cl-)=0.1 L×1 mol·L-1=0.1 mol,所以n(Fe2+)=0.05 mol,用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物所得铁的物质的量也为0.05 mol,铁的质量为0.05 mol×56 g·mol-1=2.8 g,故选A。
7.C　Cu与盐酸不反应,氧化铁与盐酸反应不生成氢气,故A错误;由2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+可知,恰好完全反应时,n(Cu)≤n(Fe2O3),若氧化铁的物质的量大于Cu的物质的量,反应后的溶液中含有Fe3+,滴入KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;若氧化铁的物质的量大于Cu的物质的量,反应后的溶液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2,氯化铁与Fe反应会使溶液质量增大,而氯化铜与Fe反应会使溶液质量减小,当前者增加量与后者减小量相等时,溶液的质量保持不变,故C正确;恰好完全反应时,n(Cu)≤n(Fe2O3),则m(Cu)∶m(Fe2O3)≤2∶5,故D错误。
8.A　混合物与盐酸反应后,盐酸有剩余,则滤渣中没有Fe,只有Cu;滤液中含有剩余的HCl及FeCl2,根据原子守恒:n总(HCl)=n剩余(HCl)+2n(FeCl2),即0.1 L×4.4 mol/L=0.32 L×0.25 mol/L+2n(FeCl2),解得n(FeCl2)=0.18 mol;n(CuO)=n(Cu)==0.02 mol,n(H2)==0.04 mol;设原混合粉末中Fe为x mol,Fe2O3为y mol,由原子守恒,可得x+2y=0.18,根据得失电子守恒,可得2x=2y+2×0.02+2×0.04,联立方程,解得:x=0.1,y=0.04;原混合粉末中单质铁的质量为56 g/mol×0.1 mol=5.6 g。
9.答案　(1)①球形干燥管　3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2　②黑色固体变成红色　③收集从E中导出的气体并验纯　④有白色沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色　Fe将Fe3+还原为Fe2+　
(2)①糖浆中含有其他还原性物质　②不能　糖浆中除了有Fe2+,还有其他还原性物质
解析　(1)①D是球形干燥管,目的是吸收水蒸气;铁粉与水蒸气在高温条件下反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。②H2与CuO反应生成Cu,若固体由黑色变成红色,可证明有氢气生成。③氢气与氧化铜反应之前一定要验纯,以防发生爆炸,所以点燃酒精灯之前的操作是收集从E中导出的气体并验纯。④根据已知条件,Ⅰ步骤所得溶液是浅绿色,说明溶液中存在Fe2+,Ⅱ步骤的现象说明溶液中不存在Fe3+,所以Ⅲ步骤中Fe2+与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,后被氧气氧化成氢氧化铁,对应的实验现象是有白色沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;如果金属铁过量,铁与Fe3+反应生成Fe2+,所以a中不存在Fe3+的原因是金属铁将Fe3+还原为Fe2+。(2)①实验ⅲ中的实验现象与预期现象不同,在方案ⅲ的基础上继续加入过量新制氯水,得到了预期现象,可证明糖浆中含有Fe2+,则造成实验现象与预期现象不一致的原因是糖浆中含有其他还原性物质。②糖浆中除含有Fe2+外还含有其他还原性物质,所以使酸性KMnO4溶液褪色的不一定是Fe2+。
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