2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--微项目 补铁剂中铁元素的检验（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--微项目 补铁剂中铁元素的检验（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 20:31:32 | ||
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文档简介
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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
微项目 补铁剂中铁元素的检验
基础过关练
1.(2022山东枣庄期末)二茂铁(C5H5)2Fe是Fe2+与环戊二烯基形成的一类配合物,实验室可用邻二氮菲()测定铁的含量,邻二氮菲能与Fe2+形成橙红色配离子,该配离子中Fe2+与氮原子形成的配位键共有( )
A.6个 B.4个 C.2个 D.8个
2.(2023福建建瓯芝华中学月考)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法正确的是( )
A.1 mol该配离子中含有的π键的个数是6×6.02×1023
B.该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2
C.该配离子中含有的非金属元素中电负性最大的是碳元素
D.该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
3.Fe、Cu的单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。
(1)Fe位于元素周期表的 区,Fe2+的价电子轨道表示式为 。
(2)向黄色的氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色。该反应在有的教材中用化学方程式FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl表示。经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还能以其他个数比配合。
①所得Fe3+与SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色。该离子是 。
②铁的另一种配合物铁氰化钾K3[Fe(CN)6]俗称赤血盐,可用于检验Fe2+,两者反应生成带有特征蓝色的沉淀,请用离子方程式说明原理: ,该赤血盐配体的电子式为 。
4.X是合成碳酸二苯酯的一种有效的氧化还原催化助剂,可由EDTA与Fe3+反应得到。
(1)EDTA中碳原子的杂化轨道类型为 。EDTA中四种元素的电负性由小到大的顺序为 。
(2)基态Fe3+的核外电子排布式为 。
(3)EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近,但EDTA的沸点(540.6 ℃)比正二十一烷的沸点(100 ℃)高,其原因是
。
(4)X中的配位原子是 。
能力提升练
1.为检验某溶液中是否含有Fe2+和Fe3+,某同学进行了下列实验,其中不正确的是( )
A.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液不变为红色,通入少量氯气,溶液变为红色,证明原溶液中不含Fe3+,含有Fe2+
B.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液不变为红色,用试管另取少量溶液,加入NaOH溶液,有白色沉淀生成,沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,证明原溶液中不含Fe3+,含有Fe2+
C.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液变为红色,用试管另取少量溶液,加入NaOH溶液,出现红褐色沉淀,证明原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+
D.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液变为红色,用试管另取少量溶液,加入少量酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液的紫红色褪去,证明原溶液中含有Fe3+和Fe2+
2.请回答下列问题:
(1)有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名称为三硝酸六尿素合铁,是一种配合物,它的中心离子Fe3+的价电子排布式为 ;它所含非金属元素的电负性由小到大的顺序是 。
(2)Fe3+可用SCN-检验,SCN-对应的酸有两种,分别为硫氰酸()和异硫氰酸(H—N C S),这两种酸中沸点较高的是 ,试分析其原因: 。
(3)钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”,也叫“未来金属”。钛位于周期表的 区,基态Ti原子的电子占据了 个原子轨道。
(4)镍与CO生成的配合物Ni(CO)4中,提供孤电子对的成键原子是 (填元素名称);1 mol Ni(CO)4中含有的σ键数目为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
3.琥珀酸亚铁(C4H4O4Fe)不溶于水,在胃液中能够溶解,其结构简式为。某化学兴趣小组对琥珀酸亚铁的一些性质及纯度进行探究。回答下列问题:
(1)为检验琥珀酸亚铁晶体是否氧化变质,可将其溶解于一定量的盐酸后,加入 (填化学式)溶液,观察溶液颜色的变化。
(2)为测定琥珀酸亚铁的纯度,准确称量10 g琥珀酸亚铁晶体置于石英玻璃管中,按下图装置进行实验。
①上述装置的连接顺序为 (填字母);试剂X的名称为 。
②B装置的仪器名称是 ,其作用是 。
③实验中选用氢氧化钡溶液而不是氢氧化钙溶液,除了因为氢氧化钙微溶于水,其溶液吸收CO2的量少外,还因为
。
若反应完全后,精确测量反应后装置中产生的沉淀的质量为
39.4 g,则琥珀酸亚铁晶体的纯度为 ;如果没有装置B,测得的纯度会 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
微项目 补铁剂中铁元素的检验
基础过关练
1.A 由题图可知,该配离子中亚铁离子与氮原子形成的配位键共有6个。
2.A 根据配离子的结构可知,1 mol该配离子中含有的π键的物质的量是6 mol,个数为6×6.02×1023,故A正确;该配离子中碳原子的杂化类型为sp2、sp3,故B错误;该配离子中含有的非金属元素有C、O、H,非金属性O>C>H,则电负性最大的元素是氧元素,故C错误;该配离子中含有的化学键有共价键、配位键,不含离子键,故D错误。
3.答案 (1)d
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
(2)①[Fe(SCN)]2+ ②Fe2++K++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓ [∶C N∶]-
解析 (1)Fe为26号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,位于d区;基态铁原子失去4s能级两个电子形成Fe2+,价电子排布式为3d6,其轨道表示式为
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
。
(2)①Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+。②Fe2+和[Fe(CN)6]3-反应的离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓;KFe[Fe(CN)6]的配体为CN-,CN-的电子式为[∶C N∶]-。
4.答案 (1)sp2、sp3 H(2)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(3)EDTA分子间可形成氢键
(4)N、O
解析 (1)由EDTA的结构可知其中碳原子采取sp3、sp2杂化;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则C、N、O的电负性依次增大,H的电负性弱于C,则四种元素的电负性:H(2)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2,失去3个电子变成Fe3+,基态Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5。
(3)EDTA分子间能形成氢键,所以其沸点比正二十一烷的沸点高。
(4)由X的结构可知X中的配位原子是N和O。
能力提升练
1.C 向溶液中加入KSCN溶液,溶液不变为红色,说明原溶液中不含Fe3+,通入少量氯气,溶液变为红色,说明原溶液中含有Fe2+,故A正确;向溶液中加入KSCN溶液,溶液不变为红色,说明原溶液中不含Fe3+,另取少量溶液,加入NaOH溶液,有白色沉淀生成,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,说明原溶液中不含Fe3+,含有Fe2+,故B正确;向溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,另取少量溶液,向溶液中加入NaOH溶液,出现红褐色沉淀,两个实验均说明原溶液中含有Fe3+,不能判断原溶液中是否含有Fe2+,故C不正确;向溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中含有Fe3+,另取少量溶液,加入少量酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液的紫红色褪去,说明原溶液中含有Fe2+,故D正确。
2.答案 (1)3d5 H解析 (1)铁为26号元素,原子核外有26个电子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子失去4s能级2个电子和3d能级的一个电子形成 Fe3+,所以Fe3+的价电子排布式为3d5;该配合物中含有的非金属元素为C、H、O、N,电负性:H(2)异硫氰酸分子中存在N—H键,分子间易形成氢键,因此异硫氰酸(H—N C S)的沸点较高。
(3)钛为22号元素,位于元素周期表的d区;基态Ti原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,电子占据了12个原子轨道。
(4)Ni(CO)4中配体为CO,提供孤电子对的成键原子是碳原子;每个CO分子中C与O形成一个σ键,C原子与Ni原子间存在配位键,所以
1 mol Ni(CO)4中含8 mol σ键,数目为8NA。
3.答案 (1)KSCN (2)①ADCB 浓硫酸 ②球形干燥管 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C,干扰实验 ③等质量的二氧化碳反应产生碳酸钡的质量大于碳酸钙,误差小 (3)86% 偏高
解析 (1)琥珀酸亚铁晶体氧化变质会生成铁离子,检验铁离子的方法是将晶体溶解在盐酸中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变为红色。(2)①本实验的原理是在氧气气流中加热琥珀酸亚铁产生氧化铁、二氧化碳和水,利用浓硫酸除去水蒸气,用氢氧化钡溶液吸收CO2并测量产生的二氧化碳的质量,所以装置的连接顺序为ADCB;试剂X为浓硫酸,其作用是除去二氧化碳气体中的水蒸气。②B装置的仪器名称为球形干燥管,其作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C,干扰二氧化碳含量的测定。③氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙,等质量的二氧化碳产生碳酸钡的质量大于碳酸钙,误差较小。(3)生成碳酸钡沉淀的质量为39.4 g,根据质量守恒定律可得关系式:C4H4O4Fe~4CO2~4BaCO3,则琥珀酸亚铁的质量为8.6 g,所以琥珀酸亚铁的纯度为×100%=86%;如果没有装置B,会导致生成碳酸钡的质量变大,测得的纯度偏高。
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微项目 补铁剂中铁元素的检验
基础过关练
1.(2022山东枣庄期末)二茂铁(C5H5)2Fe是Fe2+与环戊二烯基形成的一类配合物,实验室可用邻二氮菲()测定铁的含量,邻二氮菲能与Fe2+形成橙红色配离子,该配离子中Fe2+与氮原子形成的配位键共有( )
A.6个 B.4个 C.2个 D.8个
2.(2023福建建瓯芝华中学月考)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。有关该配离子的说法正确的是( )
A.1 mol该配离子中含有的π键的个数是6×6.02×1023
B.该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2
C.该配离子中含有的非金属元素中电负性最大的是碳元素
D.该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键
3.Fe、Cu的单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。
(1)Fe位于元素周期表的 区,Fe2+的价电子轨道表示式为 。
(2)向黄色的氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色。该反应在有的教材中用化学方程式FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl表示。经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还能以其他个数比配合。
①所得Fe3+与SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色。该离子是 。
②铁的另一种配合物铁氰化钾K3[Fe(CN)6]俗称赤血盐,可用于检验Fe2+,两者反应生成带有特征蓝色的沉淀,请用离子方程式说明原理: ,该赤血盐配体的电子式为 。
4.X是合成碳酸二苯酯的一种有效的氧化还原催化助剂,可由EDTA与Fe3+反应得到。
(1)EDTA中碳原子的杂化轨道类型为 。EDTA中四种元素的电负性由小到大的顺序为 。
(2)基态Fe3+的核外电子排布式为 。
(3)EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近,但EDTA的沸点(540.6 ℃)比正二十一烷的沸点(100 ℃)高,其原因是
。
(4)X中的配位原子是 。
能力提升练
1.为检验某溶液中是否含有Fe2+和Fe3+,某同学进行了下列实验,其中不正确的是( )
A.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液不变为红色,通入少量氯气,溶液变为红色,证明原溶液中不含Fe3+,含有Fe2+
B.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液不变为红色,用试管另取少量溶液,加入NaOH溶液,有白色沉淀生成,沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,证明原溶液中不含Fe3+,含有Fe2+
C.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液变为红色,用试管另取少量溶液,加入NaOH溶液,出现红褐色沉淀,证明原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+
D.用试管取少量溶液,加入KSCN溶液,溶液变为红色,用试管另取少量溶液,加入少量酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液的紫红色褪去,证明原溶液中含有Fe3+和Fe2+
2.请回答下列问题:
(1)有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名称为三硝酸六尿素合铁,是一种配合物,它的中心离子Fe3+的价电子排布式为 ;它所含非金属元素的电负性由小到大的顺序是 。
(2)Fe3+可用SCN-检验,SCN-对应的酸有两种,分别为硫氰酸()和异硫氰酸(H—N C S),这两种酸中沸点较高的是 ,试分析其原因: 。
(3)钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”,也叫“未来金属”。钛位于周期表的 区,基态Ti原子的电子占据了 个原子轨道。
(4)镍与CO生成的配合物Ni(CO)4中,提供孤电子对的成键原子是 (填元素名称);1 mol Ni(CO)4中含有的σ键数目为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
3.琥珀酸亚铁(C4H4O4Fe)不溶于水,在胃液中能够溶解,其结构简式为。某化学兴趣小组对琥珀酸亚铁的一些性质及纯度进行探究。回答下列问题:
(1)为检验琥珀酸亚铁晶体是否氧化变质,可将其溶解于一定量的盐酸后,加入 (填化学式)溶液,观察溶液颜色的变化。
(2)为测定琥珀酸亚铁的纯度,准确称量10 g琥珀酸亚铁晶体置于石英玻璃管中,按下图装置进行实验。
①上述装置的连接顺序为 (填字母);试剂X的名称为 。
②B装置的仪器名称是 ,其作用是 。
③实验中选用氢氧化钡溶液而不是氢氧化钙溶液,除了因为氢氧化钙微溶于水,其溶液吸收CO2的量少外,还因为
。
若反应完全后,精确测量反应后装置中产生的沉淀的质量为
39.4 g,则琥珀酸亚铁晶体的纯度为 ;如果没有装置B,测得的纯度会 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
微项目 补铁剂中铁元素的检验
基础过关练
1.A 由题图可知,该配离子中亚铁离子与氮原子形成的配位键共有6个。
2.A 根据配离子的结构可知,1 mol该配离子中含有的π键的物质的量是6 mol,个数为6×6.02×1023,故A正确;该配离子中碳原子的杂化类型为sp2、sp3,故B错误;该配离子中含有的非金属元素有C、O、H,非金属性O>C>H,则电负性最大的元素是氧元素,故C错误;该配离子中含有的化学键有共价键、配位键,不含离子键,故D错误。
3.答案 (1)d
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
(2)①[Fe(SCN)]2+ ②Fe2++K++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓ [∶C N∶]-
解析 (1)Fe为26号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,位于d区;基态铁原子失去4s能级两个电子形成Fe2+,价电子排布式为3d6,其轨道表示式为
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
。
(2)①Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+。②Fe2+和[Fe(CN)6]3-反应的离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓;KFe[Fe(CN)6]的配体为CN-,CN-的电子式为[∶C N∶]-。
4.答案 (1)sp2、sp3 H
(3)EDTA分子间可形成氢键
(4)N、O
解析 (1)由EDTA的结构可知其中碳原子采取sp3、sp2杂化;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则C、N、O的电负性依次增大,H的电负性弱于C,则四种元素的电负性:H
(3)EDTA分子间能形成氢键,所以其沸点比正二十一烷的沸点高。
(4)由X的结构可知X中的配位原子是N和O。
能力提升练
1.C 向溶液中加入KSCN溶液,溶液不变为红色,说明原溶液中不含Fe3+,通入少量氯气,溶液变为红色,说明原溶液中含有Fe2+,故A正确;向溶液中加入KSCN溶液,溶液不变为红色,说明原溶液中不含Fe3+,另取少量溶液,加入NaOH溶液,有白色沉淀生成,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,说明原溶液中不含Fe3+,含有Fe2+,故B正确;向溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,另取少量溶液,向溶液中加入NaOH溶液,出现红褐色沉淀,两个实验均说明原溶液中含有Fe3+,不能判断原溶液中是否含有Fe2+,故C不正确;向溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中含有Fe3+,另取少量溶液,加入少量酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液的紫红色褪去,说明原溶液中含有Fe2+,故D正确。
2.答案 (1)3d5 H
(3)钛为22号元素,位于元素周期表的d区;基态Ti原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,电子占据了12个原子轨道。
(4)Ni(CO)4中配体为CO,提供孤电子对的成键原子是碳原子;每个CO分子中C与O形成一个σ键,C原子与Ni原子间存在配位键,所以
1 mol Ni(CO)4中含8 mol σ键,数目为8NA。
3.答案 (1)KSCN (2)①ADCB 浓硫酸 ②球形干燥管 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C,干扰实验 ③等质量的二氧化碳反应产生碳酸钡的质量大于碳酸钙,误差小 (3)86% 偏高
解析 (1)琥珀酸亚铁晶体氧化变质会生成铁离子,检验铁离子的方法是将晶体溶解在盐酸中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变为红色。(2)①本实验的原理是在氧气气流中加热琥珀酸亚铁产生氧化铁、二氧化碳和水,利用浓硫酸除去水蒸气,用氢氧化钡溶液吸收CO2并测量产生的二氧化碳的质量,所以装置的连接顺序为ADCB;试剂X为浓硫酸,其作用是除去二氧化碳气体中的水蒸气。②B装置的仪器名称为球形干燥管,其作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C,干扰二氧化碳含量的测定。③氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙,等质量的二氧化碳产生碳酸钡的质量大于碳酸钙,误差较小。(3)生成碳酸钡沉淀的质量为39.4 g,根据质量守恒定律可得关系式:C4H4O4Fe~4CO2~4BaCO3,则琥珀酸亚铁的质量为8.6 g,所以琥珀酸亚铁的纯度为×100%=86%;如果没有装置B,会导致生成碳酸钡的质量变大,测得的纯度偏高。
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