实验活动2铁及其化合物的性质课堂同步练习(含解析)人教版高中化学必修第一册

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名称 实验活动2铁及其化合物的性质课堂同步练习(含解析)人教版高中化学必修第一册
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-25 12:08:57

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实验活动2铁及其化合物的性质课堂同步练-人教版高中化学必修第一册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列操作能达到相应实验目的的是
选项 目的 实验
A 实验室制备乙酸乙酯 向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加热
B 除去干燥CO2中混有少量的SO2 可将混合气体依次通过盛有足量饱和NaHCO3溶液、浓硫酸的洗气瓶
C 检验FeSO4溶液未完全变质 可向FeSO4溶液中加入KSCN溶液进行检验
D 比较铁和铜的活泼性 常温下,将表面积相同的铁和铜投入到浓硝酸中,铁不能溶解,铜能溶解,铜比铁活泼
A.A B.B C.C D.D
2.下列物质反应后一定有+3价铁存在的是
① 过量的Fe在Cl2中燃烧 ② Fe与过量稀H2SO4反应后,再向其中加KNO3
③ Fe与过量浓硫酸加热反应 ④ Fe和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸
A.只有①② B.只有②③ C.只有①②③ D.全部
3.常温下氯化铁为棕黑色固体,易升华。实验室欲证明H2能在加热的条件下还原FeCl3,设计如下实验。下列说法错误的是
A.装置A的优点是随开随用,随关随停
B.导管m的作用是平衡压强,观察是否堵塞
C.装置D中产生白色沉淀即可证明H2能还原FeCl3
D.实验结束后,应先熄灭C处酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K
4.已知氧化性:Fe3+>M2+(M为不活泼的常见金属),向物质的量浓度均为1mol L-1的Fe2(SO4)3和MSO4的100mL混合液中加入amol铁粉,充分反应后,下列说法不正确的是( )
A.当a≤0.1时,发生的反应为2Fe3++Fe=3Fe2+
B.当0.1≤a<0.2时,溶液中n(Fe2+)=(0.2+a)mol
C.当a≥0.2时,发生的反应为2Fe3++M2++2Fe=4Fe2++M
D.若有固体剩余则可能是铁
5.某合金与铁的物理性质的比较如表所示:
熔点℃ 密度/() 硬度(金刚石为10) 导电性(银为100)
某合金 2500 3.00 7.4 2.3
铁 1535 7.86 4.5 17
还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合作
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳
6.硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,化学式为FeSO4·7H2O,其相关性质或用途错误的是
A.早在1000多年前,我国就已采用加热绿矾的方法制取硫酸
B.工业上硫酸亚铁用于生产铁系净水剂和颜料氧化铁红的原料
C.将FeSO4高温分解产生的气体通入BaCl2溶液产生BaSO4、BaSO3白色沉淀混合物
D.医疗上硫酸亚铁用于生产防治缺铁性贫血的药剂
7.已知还原性:。某溶液中可能含有,且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是
A.肯定不含 B.肯定不含 C.可能含有 D.肯定含有
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
A.A B.B C.C D.D
9.下列实验对应的结论错误的是
A.向品红溶液中通入二氧化硫气体,品红溶液褪色,证明二氧化硫具有漂白性
B.向常温下的浓硫酸中加入铜片,无明显现象,证明浓硫酸使铜片钝化
C.向和混合溶液中滴加氯水,溶液变成红色,证明氯水具有氧化性
D.通过灼热的,黑色固体逐渐变为红色,证明具有还原性
10.甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,反应④为置换反应,往乙溶液中滴加溶液,乙溶液变为血红色。它们之间的转化关系如图所示(部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是
A.反应①、②可能为化合反应
B.反应④的另一反应物可以为离子化合物的水溶液
C.甲为金属单质,也可能为非金属单质
D.若甲为金属单质,甲、乙、丙中的相同元素化合价不同
二、填空题
11.磁性材料A由两种元素组成,取2.960 g A在足量的空气中充分煅烧,得到2.400 g红棕色固体B和无色刺激性气体D。固体B溶于盐酸形成棕黄色溶液C,再加入KSCN溶液变为血红色。气体D溶于水得到无色酸性溶液E,向E中加足量碘的碘化钾溶液(红棕色)得到溶液F,同时溶液酸性增强。请回答下列问题:
(1)溶液C也可用于处理污水,用离子方程式表示污水处理原理: 。
(2)已知化合物A能与稀硫酸反应,反应后得到浅绿色溶液,同时生成一种淡黄色不溶物和一种臭鸡蛋气味气体,写出该反应的化学方程式: 。
(3)用离子方程式解释E中加足量碘的碘化钾溶液后溶液酸性增强的原因 。
12.化学兴趣小组利用所学的化学知识进行气体制取实验。
(1)实验室若用装置C制取氧气,写出化学方程式 。
(2)实验室若用装置A制取氧气,写出反应的化学方程式 ;现将G装置装满水,用排水收集氧气,气体应从 (填“a”或“b”)导管通入。
(3)装置D的优点是 ;装置B~F中起到与装置D相同作用的是 。
13.无色硫酸锌晶体,俗称皓矾,在医疗上用作收敛剂,工业上用作防腐剂、制造白色颜料(锌钡白)等。某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体,进行了以下实验:
(1)取50 mL制氢废液,过滤。除去不溶性杂质后,用ZnO调节滤液使pH约等于2,加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液,冷却结晶,得到粗制的硫酸锌晶体。
①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2的目的是 ;
②加热蒸发、浓缩溶液时,应加热到 时,停止加热。
(2)粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴稀硫酸,用沸水浴加热至晶体全部溶解。停止加热,让其自然冷却、结晶。抽滤(装置如图所示)。将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1~2次,得到较纯的硫酸锌晶体。
①写出下列仪器的名称a ;b 。
②抽滤跟普通过滤相比,除了得到沉淀较干燥外,还有一个优点是 。
③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是 。
(3)在制取氢气时,如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质,对硫酸锌的质量 (填“有”、“无”)影响,原因是 。
14.阅读下面两条科普信息,回答有关问题:
一个体重50kg的健康人身体中含铁2g,这2g铁在人体中不是以金属单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的铁离子还原成亚铁离子,有利于铁的吸收:
在新生代的海水里有一种铁细菌,它们提取海水中的亚铁离子,利用酶为催化剂把它转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁),后来便沉积下来形成铁矿:该反应的另一种反应物是CO2,反应后CO2转变成有机物(用甲醛CH2O表示)。
(1)这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子(或者铁的高价化合物)相互转化的事实、方法和途径。这说明维生素C具有 性,铁离子具有 性,第二则则信息中CO2是 剂。
(2)铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原为Fe3+离子。制取铁酸钠的化学方程式如下:
Fe(NO3)3 + NaOH+ Cl2 → Na2FeO4+ NaNO3 + NaCl + H2O
①配平上述反应,并分析 元素被氧化,当生成3mol还原产物时,转移电子的总数为 ;
②铁酸钠除了能消毒外,还可以用于净水,原因是 。
15.健康人体内含铁元素大约2~3g,人体内铁元素以亚铁离子和三价铁离子的形式存在,Fe2+易被吸收,所以给贫血者补充铁元素时,应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:
(1)试剂1的名称是 ,试剂2的名称是 。
(2)加入新制氯水,溶液中发生反应的离子方程式是 。
(3)加入试剂2时溶液为淡红色说明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化,一般在服用“速力菲”时,同时服用维生素C,说明维生素C具有 性。
(4)不仅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+,溶液中白色沉淀Fe(OH)2更易被O2氧化,请写出反应的化学方程式 ,现象为 。
16.铁是人类较早使用的金属之一,回答下列问题。
(1)下列所含铁元素只有还原性的物质是 (填字母)。
A.Fe B.FeCl3 C.FeSO4
(2)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价,能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力,药品美蓝是其有效的解毒剂,下列说法中正确的是 (填字母)。
A.药品美蓝发生还原反应 B.药品美蓝是还原剂 C.药品美蓝被还原
(3)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔(转化为Cu2+)来制造印刷电路板。写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式 ,若向FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定量铁粉,最终有固体剩余,则下列有关说法中正确的是 (填字母)。
A.固体中一定有铜 B.固体中一定有铁
C.溶液中一定有Fe2+ D.溶液中一定有Cu2+
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。工业上湿法制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、、Cl-、H2O。写出并配平该反应的离子方程式 ;若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为 mol。
(5)某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原Fe粉,使用一段时间后会部分变质为Fe2O3。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡,浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。溶液中的反应有:、、 (写离子方程式)。
三、实验题
17.铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的组成进行探究。假设杂质不参与反应。
I.铁矿石中含氧量的测定:
(1)按图组装仪器,以下实验操作顺序为 (填字母编号)。
a.8.0g铁矿石放入硬质玻璃管中
b.检查装置气密性
c.点燃A处酒精灯
d.从左端导气管口处不断地缓缓通入H2
e.撤掉酒精灯
f.停止通入氢气
(2)装置C的作用是
(3)测得反应后装置B增重2.25g,则铁矿石中氧的百分含量为 。
II.铁矿石中含铁量的测定:
称取0.15g铁矿石,加入2mol/L硫酸45mL,加热溶解。冷却后过滤,收集滤液和洗涤液于烧杯中,稀释至100mL。移取10mL试样溶液于250mL烧杯中,加入4mol/L硫酸20mL,水70mL,苯代邻氨基苯甲酸指示剂2滴。在搅拌状态下,滴加三氯化钛溶液将Fe3+还原为Fe2+,再过量滴加5滴。逐滴加入0.05mol/L的Ce(SO4)2溶液将过量的Ti3+氧化,此时消耗的Ce(SO4)2溶液体积为0.25mL。继续加入0.05mol/L的Ce(SO4)2溶液,氧化Fe2+,此时消耗的Ce(SO4)2溶液总体积为4.00mL。已知Ce4+的还原产物通常为Ce3+。
请计算该铁矿石中铁的百分含量: (写出计算过程)。
III.由I、II实验数据综合分析,可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。
18.锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。四氯化锡可用作媒染剂,有机合成的催化剂等。
某学习小组设计了如下图所示的装置(部分夹持装置已省略),制备无水四氯化锡。
已知:
化学式
熔点/℃ 247
沸点/℃ 623 114
其它性质 无色晶体、易被氧化 无色液体,极易水解
回答下列问题:
(1)装置A是KMnO4与浓盐酸制备氯气的装置,写出该反应的离子方程式: 。
(2)仪器a的名称是 ,C装置中的试剂为 (写名称)。
(3)关于该实验的说法正确的是 (填标号)。
a.装置连接好后,加入药品前要检查装置的气密性
b.要使产生的Cl2先充满整套装置后再点燃D处的酒精灯
c.F装置中碱石灰可以用无水氯化钙代替
d.若去掉装置B,不会存在安全隐患
(4)某同学认为装置D中的反应可能产生杂质。下列试剂中,可用于检测反应是否产生了的有 填标号)
a.FeCl3溶液(滴有KSCN) b.H2O2溶液 c.溴水 d.铁粉
(5)可用子制作FTO导电玻璃,广泛用于液晶显示屏等,市场需求极大,主要反应是与H2O反应生成SnO2,写出该反应方程式: 。
(6)若装置A中生成标准状况下6.72L气体,不计气体损耗且Sn足量,反应完后可得到37.2g,则的产率为 (保留三位有效数字)
19.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%)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.制备乙酸乙酯时应该先加乙醇、后加浓硫酸,不断搅拌振荡,冷却后加乙酸,可提高乙酸的利用率,故A错误;
B.SO2可以和碳酸氢钠溶液反应生成CO2,除去干燥CO2中混有少量的SO2,可将混合气体依次通过盛有足量饱和NaHCO3溶液、浓硫酸的洗气瓶,故B正确;
C.检验FeSO4溶液未完全变质,应该用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在,故C错误;
D .常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,而Cu可以和浓硝酸发生氧化还原反应,由操作和现象不能比较两者活泼性,故D错误;
故选:B。
2.C
【分析】物质反应时生成三价铁的化合物,一般是金属铁、二价铁遇到强氧化剂可以生成;三价铁的化合物溶解发生复分解反应也可以生成;根据铁及其化合物的性质进行判断。
【详解】①Cl2是强氧化剂,Fe与Cl2反应生成氯化铁,固体和气体的反应,铁过量不会与生成的氯化铁反应,①正确;
②Fe与过量稀硫酸发生置换反应,氢离子的氧化性弱只能把铁氧化为二价铁,再向其中加KNO3,在酸性溶液中硝酸根把亚铁离子氧化为铁离子,②正确;
③浓硫酸是氧化性酸,Fe与过量浓硫酸加热反应生成硫酸铁,③正确;
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中,Fe2O3溶于盐酸生成氯化铁,由于生成的氯化铁与铁可发生Fe+2FeCl3=3FeCl2,所以不一定生成三价铁,④错误。
答案选C。
3.C
【详解】A.装置A可以利用关闭止水夹,试管内生成的气体导致试管中气体压强增大,使液体压回到长颈漏斗中,导致试管中固、液分离而反应停止,可以做到随开随用,随关随停,A正确;
B.导管m的作用是平衡压强,若后续装置堵塞,则B装置中m管液面上升,故可以通过观察确定后续装置是否堵塞,B正确;
C.装置D中产生白色沉淀可以说明产生了AgCl,但无法证明是H2还原FeCl3生成HCl,还是FeCl3升华后进入D试管所致,C错误;
D.实验结束后安全操作顺序,应先熄灭C处酒精灯,使装置A中继续反应产生气体,待硬质玻璃管冷却后关闭K,以防止倒吸入液体使硬质玻璃管炸裂,D正确;
故合理选项是C。
4.D
【分析】A. 因氧化性 Fe3+>M2+,加入铁粉后,先与Fe3+反应后与M2+反应,当 a≤1 时,Fe粉只能将Fe3+还原,只发生反应;
B. 根据铁元素守恒进行分析;
C. 当a≥2 时,Fe3+和M2+均反应完全,此时发生的反应为2Fe3++M2++2Fe═4Fe2++M;
D. 有固体剩余时,Fe3+全部反应完,M2+开始被还原,故一定有M;当铁过量时,还有含有铁。
【详解】因氧化性 Fe3+>M2+,加入铁粉后,先与Fe3+反应,后与M2+反应。
A. 加入铁粉后,先与Fe3+反应,混合溶液中n(Fe3+)= 1mol/L×0.1L×2=0.2mol,则:
当 a≦0.1 时,Fe粉只能将Fe3+还原,A正确;
B. 当 0.1≦a<0.2 时,Fe3+全部被还原,n(M2+)= 1mol/L×0.1L=0.1mol
加入的铁粉全部变为Fe2+,根据铁元素守恒,因此n(Fe2+)=(0.2+a)mol,B正确;
C. 当Fe3+反应完全后,继续加入铁粉,将与M2+反应,M2+全部被还原,n(M2+)= 1mol/L×0.1L=0.1mol,
当a≧2 时,Fe3+和M2+均反应完全,此时发生的反应为2Fe3++M2++2Fe═4Fe2++M,C正确;
D. 若有固体剩余,则固体中一定有M,当铁粉过量时,还会含有Fe,因此一定有M,还可能是M和Fe的混合物,不可能只有Fe,D错误;
答案选D。
5.A
【详解】A.该合金的导电性比铁还差,不适合作导线,A正确;
B.作门窗框主要是利用该合金的硬度大和耐腐蚀性强的性质,B错误;
C.作炉具主要利用其熔点高和耐腐蚀性强的性质,C错误;
D.作飞机外壳则是利用其硬度大和密度小的性质,D错误;
故答案选A。
6.C
【详解】A.绿矾受热分生成三氧化硫,与水反应生成硫酸,早在1000多年前,我国就已采用加热绿矾的方法制取硫酸,故A正确;
B.硫酸亚铁易被氧化成硫酸铁,水解生成的氢氧化铁胶体做净水剂,氢氧化铁分解生成的氧化铁做颜料,所以硫酸亚铁可用于生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红的原料,故B正确;
C. 将FeSO4高温分解,可生成SO2和SO3气体,二氧化硫与氯化钡不反应,得到的沉淀只有硫酸钡,故C错误;
D.硫酸亚铁能治疗缺铁性贫血,可用于生产防治缺铁性贫血的药剂,故D正确;
答案选C。
7.A
【分析】由无色溶液可知一定不含;向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色,可知一定含还原性离子。
【详解】A.由题知溶液中所有离子物质的量浓度相等,根据实验现象可得溶液中一定含有亚硫酸根,无亚铁离子,若溶液中含有硫酸根则溶液中阴阳离子带电荷量无法守恒,A正确;
B.没有实验现象证明溶液中一定含有碘离子,但结合电荷守恒规律可得:若含,则阳离子为;若不含,则阳离子为中的两种,B错误;
C.题干中出现的还原性离子包括、I-、Fe2+,且还原性:,根据题目中反应现象可得一定有,C错误;
D.没有实验现象证明一定含有钠离子,根据电荷守恒规律可得至少含有中的两种,D错误;
故选A。
8.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.B
【详解】A.向品红溶液中通入二氧化硫气体,品红溶液褪色,证明二氧化硫具有漂白性,A选项正确;
B.向常温下的浓硫酸中加入铜片,无明显现象,不是因为钝化,是因为浓硫酸与铜在常温下不反应,浓硫酸与铜需要加热才会反应, B选项错误;
C.向和混合溶液中滴加氯水,溶液变成红色,是因为氯水将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3,Fe3+与反应使溶液变红,证明氯水具有氧化性,C选项正确;
D.通过灼热的,黑色固体逐渐变为红色,发生了反应:2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O,该反应中NH3做还原剂,证明具有还原性,D选项正确;
答案选B。
10.C
【分析】甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,往乙溶液中滴加溶液,乙溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+,结合反应④为置换反应,以及转化关系分析判断。
【详解】A.往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+;反应④为置换反应,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,其中反应①为铁与氯气的化合反应,反应②为铁与氯化铁的化合反应,故A正确;
B.往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+;反应④为置换反应,则甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,其中反应④可能为铁与盐酸的反应,也可能为铁与氯化铜的反应,氯化铜为离子化合物,故B正确;
C.甲不一定是单质,可能是化合物,如甲为FeI2,乙为FeCl3、丙为FeCl2,其中反应④为FeI2溶液中通入少量氯气置换出碘为置换反应,符合题意,故C错误;
D.若甲为金属单质,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,甲、乙、丙中的相同元素Fe的化合价不同,故D正确;
故选C。
11. Fe3+ + 3H2OFe(OH)3+ 3H+ 或Fe3+ + 3H2OFe(OH)3(胶体)+ 3H+ Fe3S4+3H2SO4===3H2S↑+3FeSO4+S↓ H2SO3+I2+H2O===SO42-+4H++2I-
【详解】试题分析:磁性材料A由两种元素组成,取2.960 g A在足量的空气中充分煅烧,得到2.400 g红棕色固体B和无色刺激性气体D。固体B溶于盐酸形成棕黄色溶液C,再加入KSCN溶液变为血红色,说明棕黄色溶液C是氯化铁溶液,B为氧化铁。气体D溶于水得到无色酸性溶液E,向E中加足量碘的碘化钾溶液(红棕色)得到溶液F,同时溶液酸性增强,可以推断D为二氧化硫,E为亚硫酸,亚硫酸可以被碘氧化为硫酸,碘被还原为氢碘酸,所以酸性增强。2.400 g红棕色氧化铁的物质的量为0.015mol,其中含铁0.03mol,铁元素的质量为1.68g,由铁元素守恒求得2.960 g A中含硫元素的质量为1.28g,S 的物质的量为0.04mol,所以A中的化学式为Fe3S4。
(1)氯化铁溶液可用于处理污水,用离子方程式表示污水处理原理为Fe3+ + 3H2OFe(OH)3+ 3H+ 或Fe3+ + 3H2OFe(OH)3(胶体)+ 3H+。
(2)化合物A能与稀硫酸反应,反应后得到浅绿色硫酸亚铁溶液,同时生成一种淡黄色不溶物硫和一种臭鸡蛋气味气体硫化氢,该反应的化学方程式为Fe3S4+3H2SO4===3H2S↑+3FeSO4+S↓。
(3)E中加足量碘的碘化钾溶液后溶液酸性增强的原因用离子方程式可表示为H2SO3+I2+H2O===SO42-+4H++2I-。
12.(1)2H2O22H2O+ O2↑
(2) 2KClO32KCl+3O2↑ b
(3) 可以控制反应的发生和停止 EF
【详解】(1)实验室若用装置 C 制取氧气,应选择过氧化氢分解,反应方程式为;
(2)实验室若用装置 A 制取氧气,试管口无棉花,则选择氯酸钾受热分解,反应方程式为,现将 G 装置装满水,用排水收集氧气,因水的密度大于气体,则气体应从短导管b端通入;
(3)装置D可控制药品的接触与分离,从而控制反应的发生和停止, 装置 B~F 中起到与装置D相同作用的是E、F。
13. 将硫酸转化成硫酸锌(或除去硫酸) 溶液表面出现晶膜 布氏漏斗 吸滤瓶 过滤速度快 利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分 无 铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中的铁,通过过滤除去
【分析】掌握仪器的名称、操作原理以及物质的检验方法。
【详解】(1)①加氧化锌调节pH,是利用氧化锌与硫酸反应除去硫酸;②制备晶体时,要注意加热到出现晶膜就停止加热。
(2)②抽滤过程中除了得到沉淀较干燥外,由于吸滤瓶中压强小,抽滤速率快。③乙醇洗涤的目的一是除杂,减小生成物的损失,二是吸水,快速干燥。
(3) 在制取氢气时,如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质,对硫酸锌的质量没有影响,因为铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中的铁,通过过滤除去,所以无影响。
14. 还原 氧化 氧化 2 16 3 2 6 6 8 铁或Fe 高铁酸钠的还原产物是Fe3+,Fe3+可发生水解生成Fe(OH)3胶体,它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降,达到净水的效果
【分析】(1)根据题意:服用维生素C,可使食物中的铁离子还原成亚铁离子,三价铁转化为亚铁离子,体现了三价铁的氧化性,所以维生素C起还原剂的作用。反应后CO2转变成有机物甲醛,C元素的化合价降低,则Fe元素的化合价升高,则二氧化碳作氧化剂。
(2)依据方程式可知:反应前后Fe元素的化合价有+3→+6失去3个电子,化合价升3,被氧化,而 Cl元素则有0→ 1价,Cl2得到2个电子,化合价降2,被还原,氧化还原反应中得失电子应守恒,所以假设Fe(NO3)3前的系数为2,Cl2前的系数为3,再通过质量守恒定律进行配平;氧化还原反应中,Cl元素则有0→ 1价,所以NaCl为还原产物,每生成3molNaCl则转移3mol电子;
(3)高铁酸钠杀菌时,Fe元素被还原为Fe3+,Fe3+可发生水解生成Fe(OH)3胶体,它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降,达到净水的效果;
【详解】(1)服用维生素C,可使食物中的铁离子还原成亚铁离子,三价铁转化为亚铁离子,体现了三价铁的氧化性,所以维生素C起还原剂的作用。反应后CO2转变成有机物甲醛,C元素的化合价降低,则Fe元素的化合价升高,则二氧化碳作氧化剂。
(2)依据方程式可知:反应前后Fe元素的化合价有+3→+6失去3个电子,化合价升3,被氧化,而 Cl元素则有0→ 1价,Cl2得到2个电子,化合价降2,被还原,氧化还原反应中得失电子应守恒,所以假设Fe(NO3)3前的系数为2,Cl2前的系数为3,再通过质量守恒定律配平:;氧化还原反应中,Cl元素则有0→ 1价,所以NaCl为还原产物,每生成3molNaCl则转移3mol电子,即;
(3)高铁酸钠杀菌时,Fe元素被还原为Fe3+,Fe3+可发生水解生成Fe(OH)3胶体,其中Fe(OH)3胶粒可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降,达到净水的效果;
15. 盐酸 KSCN 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 还原 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
【分析】“速力菲”为补铁药物,含Fe2+的亚铁盐,不溶于水,可溶于盐酸;Fe2+溶液呈现浅绿色,具有还原性,Fe3+溶液呈现棕黄色,Fe3+遇硫氰化钾溶液会呈现血红色;Fe2+在碱性条件下更容易被氧化,原理为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,表现为先生成白色沉淀,后白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
【详解】(1)加入试剂1的目的为溶解亚铁盐,由分析知的亚铁盐不溶于水,可溶于盐酸,所以试剂1为盐酸,加入盐酸后溶液呈现淡黄色可知溶液中已有部分Fe2+被氧化成Fe3+,由加入试剂2后溶液呈现红色可知加入的试剂2为硫氰化钾溶液,故答案为:盐酸, KSCN;
(2)氯气具有氧化性,能将二价铁离子氧化成三价铁离子,反应的离子反应方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(3)因为亚铁离子容易被氧化,所以要一同服用还原性的物质防止亚铁离子被氧化,即维生素C具有还原性,故答案为:还原;
(4)由分析知白色沉淀Fe(OH)2被O2氧化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
16.(1)A
(2)B
(3) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 AC
(4) 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+3Cl-+5H2O 0.15
(5)2Fe3++Fe=3Fe2+
【详解】(1)A.Fe化合价为0价,只能升高,不能降低,则Fe只具有还原性,A符合题意;
B.FeCl3中Fe显+3价,化合价能降低,则具有氧化性,B不符合题意;
C.FeSO4中Fe显+2价,既能升高又能降低,则既具有氧化性又具有还原性,C不符合题意;
故选A。
(2)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力,药品美蓝是其有效的解毒剂,则美蓝具有还原性,能还原NaNO2。
A.药品美蓝能还原NaNO2,发生氧化反应,A不正确;
B.药品美蓝能还原NaNO2,是还原剂,B正确;
C.药品美蓝能还原NaNO2,具有还原性,被氧化,C不正确;
故选B。
(3)FeCl3溶液与铜发生反应,生成FeCl2和CuCl2,化学方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若向FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定量铁粉,先将FeCl3还原为FeCl2,再与CuCl2反应生成FeCl2和Cu。
A.由分析可知,固体中一定有铜,A正确;
B.若铁过量,则固体中可能有铁,也可能没有铁,B不正确;
C.由分析可知,溶液中一定有Fe2+,C正确;
D.若铁过量,则溶液中不含有Cu2+,D不正确;
故选AC。
(4)制备高铁酸钾,则Fe(OH)3是反应物中的还原剂,是氧化产物,ClO-是氧化剂,Cl-是还原产物,该反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+3Cl-+5H2O;由离子方程式可建立关系式:Cl-——2e-,若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物Cl-的物质的量为0.15mol。
(5)Fe粉部分变质,生成Fe2O3,则内部仍含有Fe,用稀盐酸浸泡,Fe2O3先与HCl反应,生成的Fe3+能氧化Fe生成Fe2+,剩余的Fe与盐酸发生反应,生成FeCl2和H2,则溶液中的反应有:、、2Fe3++Fe=3Fe2+。
【点睛】K2FeO4净水时,既能杀菌消毒,又能除去水中的悬浮颗粒物。
17. badcef 防止空气中的二氧化碳和水进入B装置对实验结果产生影响 25.0% 70% Fe4O5
【分析】Ⅰ(1)按照实验操作过程排序;
(2)空气中的二氧化碳和水对实验有影响;
(3)反应后装置B增重2.25g,即氢气和氧化铁反应后固体质量的增加值,可以根据差量法来计算;
Ⅱ根据离子方程式Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,可根据Ce4+的标准液的物质的量来确定物质中的铁的质量分数;
Ⅲ根据氧元素在物质中的质量分数与铁在物质中的质量数之比,可得Fe原子与O原子的物质的量之比,可得该铁矿石中铁的氧化物的化学式。
【详解】Ⅰ(1)按图组装仪器,并检查装置的气密性;将8.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);从左端导气管处不断地通入H2,待装置C出口处氢气验纯后,再点燃A处酒精灯;充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至硬质玻璃管完全冷却;故答案为:badcef;
(2)空气中的二氧化碳和水对实验有影响,装置C的作用是防止空气中的二氧化碳和水进入B装置对实验结果产生影响。故答案为:防止空气中的二氧化碳和水进入B装置对实验结果产生影响;
(3)测得反应后装置B增重2.25g,根据反应的实质,增加的是水的质量,所以氧元素的质量分数是,则铁矿中氧的百分含量为25.0%,故答案为25.0%;
Ⅱ Fe2+与Ce4+反应的离子方程式为Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,消耗的Ce4+的物质的量与溶液中存在的Fe2+的物质的量相等,故溶液中亚铁离子的物质的量为(4.00-0.25)mL×10-3×0.05 mol/L =1.875×10-4mol,100mL溶液中含有的亚铁离子的物质的量为1.875×10-3mol,计算该铁矿石中铁的百分含量:;
Ⅲ 氧的质量分数为25%,铁的质量分数为70%,故可得Fe和O的原子数之比为,则分子式为Fe4O5。
18. 分液漏斗 浓硫酸 ab ac 95.0%
【分析】本实验的目的是制备SnCl4,装置A制备Cl2,装置B除去氯气中的HCl,盛放饱和食盐水,装置C为干燥装置,盛放浓硫酸,装置D制备SnCl4,装置E收集SnCl4,装置F防止空气水中的水进入装置E,避免四氯化锡水解,并且吸收多余氯气,防止污染空气,据此分析;
【详解】(1)高锰酸钾具有强氧化性,能将Cl-氧化成Cl2,本身被还原成Mn2+,利用化合价升降法进行配平,即离子方程式为 ;故答案为;
(2)仪器a为分液漏斗;A装置制备的氯气中混有水蒸气和氯化氢气体,分别通过饱和食盐水、浓硫酸分别进行除杂。所以C装置装的是浓硫酸;故答案为分液漏斗;浓硫酸;
(3)a.该实验有气体参与反应,实验前需要检验装置的气密性,故a正确;
b.锡粉能与氧气反应,因此先通入氯气,排除装置中的空气,当氯气充满整个装置后,说明氧气已排尽,再点燃D处的酒精灯,故b正确;
c.装置F吸收未反应的氯气同时防止空气中的水蒸气进入E,无水氯化钙不能吸收氯气,故c错误;
d.若没有装置B,氯气中混有的氯化氢会进入D装置与锡粉反应生成H2,会有安全隐患,故d错误;
故答案为ab;
(4)检测是否生成了SnCl2,根据SnCl2具有还原性,具有明显现象的氧化性物质满足要求。a.滴有KSCN的FeCl3溶液红色褪去,说明有SnCl2的生成,故a符合题意。
b.加入H2O2溶液产物是水,无明显现象,不能判断是否有SnCl2的生成,故b不符合题意;
c.溴水具有强氧化性,如果溴水褪色,说明有SnCl2的生成,故c符合题意;
d.铁粉不具有强氧化性,不能检验是否有SnCl2的生成,故d不符合题意;
答案选ac;
(5)根据SnCl4、SnO2分析该反应是一个非氧化还原反应,根据原子守恒配平得出:;故答案为
(6) Sn+2Cl2=SnCl4,标准状态下6.72 L Cl2即0.3 mol,理论上可以生成0.15 mol SnCl4即39.15 gSnCl4,;故答案为95.0%。
19. 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。
答案第1页,共2页
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