3.1 铁及其化合物 同步练习题
一、选择题
1.下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是
A.磁性氧化铁:氧化铁,为黑色晶体 B.铁红:氧化亚铁,可用作红色油漆的颜料
C.生石灰:氧化钙,可作干燥剂 D.双氧水:过氧化氢,是离子化合物
2.某溶液只大量含有下列离子:、、、、、、中的几种(忽略水的电离),且各离子的物质的量浓度相等,现进行如下实验:
(1)取少量该溶液加过量稀硫酸溶液共热,观察到红棕色气体;
(2)取少量(1)所得的溶液,向溶液中加入过量氢氧化钠溶液,微热,生成刺激性气体,无沉淀生成。
根据上述实验,下列说法正确的是
A.不需要焰色试验检验的存在
B.取实验(1)后的溶液滴加淀粉溶液可能变蓝
C.原溶液中可能含有,一定不含
D.取少量原溶液加新制氯水,原溶液中可能有两种离子被氧化
3.下列变化过程没有涉及氧化还原反应的是
A.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化
B.Fe(OH)2白色沉淀在空气中放置变成红褐色
C.Na2O2加入水中后,带火星的木条复燃
D.用干燥洁净的铂丝蘸取氯化钾溶液放到酒精喷灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色
4.常温下能盛放在铁制容器中的物质是
A.浓盐酸 B.稀硝酸 C.硫酸铜溶液 D.浓硫酸
5.将铁和氧化铁的混合物加入浓度为盐酸中,恰好完全反应,放出标准状况下的气体。滴加溶液,溶液不变色。则下列判断正确的是
A.原混合物中
B.无法计算原混合物的质量
C.收集产生的气体刚好能与完全反应
D.向溶液中通入,可以将完全转化为
6.下列关于古籍中的记歌说不正确的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述瓷器青色,来自氧化铁
B.“朝坛雾卷,曙岭烟沉”中的雾是一种胶体,能产生丁达尔效应
C.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,剂钢指铁的合金
D.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”涉及的反应类型是分解反应
7.下列说法正确的是
A.Na在空气中加热可得固体Na2O2
B.FeO在空气中加热可得固体Fe2O3
C.Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe
D.H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2和O2
8.Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2是高炉炼铁的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是
A.CO是氧化剂 B.CO得到电子
C.Fe3O4被还原 D.Fe3O4发生氧化反应
二、非选择题
9.按要求书写方程式
(1)过氧化钠与CO2反应的化学方程式: ;
(2)将少量硫酸铝溶液滴入足量氨水中的离子方程式: ;
(3)铁与水蒸气反应的化学方程式: 。
10.阅读下列材料后回答问题。
一个体重50 kg的健康人,体内约含有2 g铁,这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在,而是以和的形式存在。亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含的亚铁盐,如,服用维生素C,可使食物中的变成,有利于人体吸收。
(1)在人体中进行的转化,反应①中铁元素被 。
(2)“服用维生素C,可使食物中的变成”这句话指出,维生素C在这一反应中被 ,发生 反应。
(3)市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐。此反应的离子方程式为 。
11.硝酸铜是重要的化工原料,以下三种方法均可得到硝酸铜。
已知:2NO2+2NaOH=NaNO3+ NaNO2+H2O ,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O(以下涉及到的气体体积均为标准状况下数据):
(1)甲组用a克Cu粉,在加热的条件下,与空气充分反应,然后将生成的CuO全部溶于VmL稀硝酸中,制得硝酸铜溶液,则所需稀硝酸的浓度至少为 mol/L,需要质量分数为ω%,密度为ρg/cm3的浓硝酸 mL(均用最简分式表示)。
(2)乙组用b克Cu粉,全部溶于过量的稀硝酸中,溶液质量增重 克,将生成的气体通入足量NaOH溶液中并同时通入氧气的体积至少 L才能使生成的气体吸收完全(均用最简分式表示)。
(3)丙组取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。列式计算原混合酸中硝酸的物质的量是多少? 硫酸的物质的量浓度多少?
12.黑木耳是常见食品,可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验,检验黑木耳中的铁元素,实验流程如图:
(1)灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物,酸浸的目的是 。
(3)取少许滤液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,显红色,说明滤液中含有 ;另取滤液检验,滤液能使KMnO4溶液紫色褪去,说明滤液中存在具有 (填“氧化性”或“还原性”)的粒子。
(4)为进一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性,该兴趣小组设计并进行如下实验,记录现象,完成实验报告。
实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
向FeCl2溶液中添加新制氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ①
向FeCl3溶液加入足量的铁粉 铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 ② Fe3+具有氧化性
(5)实验结束,离开实验室之前,下列做法正确的是 (填字母)。
A.废弃药品直接倒入水池冲走 B.药品仪器归放
C.清洁实验仪器,打扫实验室卫生 D.关闭水电、门窗
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.磁性氧化铁为四氧化三铁,A错误;
B.铁红为氧化铁,B错误;
C.生石灰即氧化钙,可以吸水作干燥剂,C正确;
D.过氧化氢为只含共价键的共价化合物,D错误;
综上所述答案为C。
2.A
【分析】取少量该溶液加过量稀硫酸溶液共热,观察到红棕色气体,红棕色气体为NO2,则溶液中一定含有NO,Fe2+、I-至少一种;取少量(1)所得的溶液,向溶液中加入过量氢氧化钠溶液,微热,生成刺激性气体,刺激性气体为NH3,则溶液中一定含有,无沉淀生成,说明不含有Mg2+、Fe2+,一定含有I-,因为各离子的物质的量浓度相等,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有Na+,不含,综上,一定含有、Na+、NO、I-。
解析:A.由分析可知,一定含有Na+,不需要焰色实验检验Na+的存在,A正确;
B.实验(1)后的溶液中含有I2,滴加淀粉溶液一定会变蓝,B错误;
C.由分析可知一定不含和Fe2+,C错误;
D.取少量原溶液加新制氯水,只有I-被氧化,D错误;
故答案为:A。
3.D
解析:A.FeO在空气中受热会被氧化为Fe3O4,Fe元素被氧化,涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.氢氧化亚铁不稳定,易被氧化生成氢氧化铁,发生氧化还原反应,B不符合题意;
C.Na2O2与水反应生成氧气,而使带火星的木条复燃,发生氧化还原反应,C不符合题意;
D.焰色试验属于物理变化,不涉及氧化还原反应,D符合题意;
综上所述答案为D。
4.D
解析:A.浓盐酸是弱氧化性的酸,能和铁反应生成氢气,故A错误;
B.稀硝酸是强氧化性的酸,能和铁反应,故B错误;
C.铁和硫酸铜能发生置换反应,置换出金属铜,故C错误;
D.浓硫酸有强氧化性,能把铁的表面氧化成致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步的反应,常温下能盛放在铁制容器中,故D正确;
故选:D。
5.D
【分析】由于反应生成H2,则表明反应生成的Fe3+全部被Fe还原,所以反应方程式可表示为:Fe2O3+Fe+6HCl=3FeCl2+3H2O,2Fe+2HCl==FeCl2+H2,n(H2)=,则反应②中,n(Fe)= n(FeCl2)=n(H2)=0.02mol,n(HCl)=2n(H2)=0.04mol,反应①中,n(HCl)=0.1mol-0.04mol=0.06mol,则n(Fe)=n(Fe2O3)=0.01mol,n(FeCl2)=0.03mol。所以,反应前,n(Fe)= 0.02mol+0.01mol=0.03mol,n(Fe2O3)=0.01mol,反应后的溶液中,n(FeCl2)= 0.05mol。
解析:A.由分析可知,原混合物中n (Fe)=0.03mol,n (Fe2O3) =0.01mol,,所以n (Fe2O3) : n (Fe) =1: 3,故A错误;
B.原混合物中n (Fe) =0.03mol,n(Fe2O3) =0.01mol,则可以计算原混合物的质量,故B错误;
C.n (H2) =0.02mol,刚好能与0.02mol氯气反应,该选项未指明“标况”条件,所以无法知道氯气的体积,故C错误;
D.反应后的溶液中,n (FeCl2) =0.05mol,由反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3可知,向溶液中通入0.025molCl2,可以将Fe2+完全转化为Fe3+,故D正确;
故选D。
6.A
解析:A.氧化铁为红棕色,而描述的瓷器为青色,A错误;
B.雾是胶体,有丁达尔效应,B正确;
C.钢属于铁的合金,C正确;
D.涉及的反应为碳酸钙分解,D正确;
故选A。
7.A
解析:A.Na在空气中加热可得固体过氧化钠Na2O2,A正确;
B.FeO在空气中加热可得固体四氧化三铁,B错误;
C.Mg加入到过量FeCl3溶液中可得氯化亚铁和氯化镁,C错误;
D.H2O2溶液中加入少量MnO2粉末,二氧化锰催化过氧化氢生成H2O和O2,D错误;
故选A。
8.C
解析:A.该反应CO中C失电子生成CO2,CO为还原剂,A错误;
B.该反应CO中C失电子生成CO2,B错误;
C.Fe3O4中Fe得电子作氧化剂被还原,C正确;
D.Fe3O4中Fe得电子作氧化剂被还原,发生还原反应,D错误;
故答案选C。
二、非选择题
9. 2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2
【分析】1)过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气;
(2)将量硫酸铝溶液与足量氨水氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵;
(3)铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气。
解析:(1)过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2,故答案为2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2;
(2)氢氧化铝为两性氢氧化物,溶于强酸和强碱,不溶于弱酸弱碱,将量硫酸铝溶液与足量氨水氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故答案为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(3)铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2,故答案为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2。
【点睛】氢氧化铝为两性氢氧化物,溶于强酸和强碱,不溶于弱酸弱碱是解答关键,也是易错点。
10.(1)氧化
(2) 氧化 还原
(3)
解析:(1)对于反应,,反应①中铁元素从+2价到+3价,化合价升高,被氧化,故填氧化;
(2)服用维生素C,可使食物中的变成,铁元素化合价降低,被还原,发生还原反应,则维生素C被氧化,故填氧化;还原;
(3)根据题意,铁粉与胃酸的反应为,离子方程式为,故填。
11. H2SO4浓度为2.5 mol/L HNO3物质的量为0.2 mol
【分析】(1)由Cu原子、硝酸根离子守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu),再根据c=计算硝酸浓度;根据c=计算浓硝酸的物质的量浓度,再根据V=计算需要浓硫酸体积;
(2)发生反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,根据差量法计算溶液质量增重;根据电子转移守恒计算生成NO的物质的量,将NO通入NaOH溶液,同时通入氧气,气体被完全吸收,发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O时需要氧气最少,计算NO2的物质的量,结合2NO+O2=2NO2计算需要通入氧气;
(3)由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑;根据OA段离子方程式计算原混合酸中NO3-物质的量,与混合溶液中硝酸为每一份中的2倍;最终消耗Fe为14g,此时溶液中溶质为 FeSO4,则n(FeSO4)=n(Fe),由硫酸根守恒n(H2SO4)=n(FeSO4),再根据c=计算c(H2SO4)。
解析:(1)由Cu原子、硝酸根离子守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=2×=mol,则硝酸浓度为=mol/L;根据c=可知,浓硝酸的物质的量浓度为mol/L=mol/L,需要浓硝酸的体积为=mL;
(2)设溶液质量增重为m,则:
所以,解得:m=g=g,Cu的物质的量为=mol,根据电子转移守恒,生成NO物质的量为mol×=mol,将NO通入NaOH溶液,同时通入氧气,气体被完全吸收,发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O时需要氧气最少,则NO2的物质的量为mol×=mol,由2NO+O2=2NO2可知,需要通入氧气为mol××22.4L/mol=L;
(3)由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3 +4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑。OA段发生反应为:Fe+NO3 +4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,OA段消耗Fe为5.6g,所以n(NO 3)=n(Fe)==0.1mol,原混合物中硝酸物质的量为0.1mol×2=0.2mol;最终消耗Fe为14g,此时溶液中溶质为FeSO4,则n(FeSO4)=n(Fe)==0.25mol,由硫酸根守恒n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.25mol,则c(H2SO4)==2.5mol/L。
12. A 将铁的氧化物溶解 Fe3+ 还原性 Fe2+具有还原性 2Fe3++Fe=3Fe2+ BCD
【分析】黑木耳在坩埚中进行灼烧,烧成灰烬后用硫酸酸浸,再过滤得到滤渣和滤液。
解析:(1)灼烧黑木耳必须用到酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、玻璃棒;故答案为:A。
(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物,酸浸的目的是将铁的氧化物溶解;故答案为:将铁的氧化物溶解。
(3)取少许滤液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,显红色,说明滤液中含有Fe3+;另取滤液检验,滤液能使KMnO4溶液紫色褪去,高锰酸根具有强氧化性,说明滤液中存在具有还原性的粒子;故答案为:Fe3+;还原性。
(4)①向FeCl2溶液中添加新制氯水,氯水具有强氧化性,说明Fe2+具有还原性;故答案为:Fe2+具有还原性。
②向FeCl3溶液加入足量的铁粉,两者反应,其离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+。
(5)实验结束,离开实验室之前,废弃药品不能直接倒入水池冲走,要进行无污染化处理; 将用后的药品仪器及时归放到原位置;清洁实验仪器,整理桌面,打扫实验室卫生;最后及时关闭水电、门窗;故答案为:BCD