3.1铁的多样性同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列各项反应对应的图像正确的是()
A.25℃时,向亚硫酸溶液中通入氯气
B.向NaAlO2溶液中通入HCl气体
C.向少量氯化铁溶液中加入铁粉
D.向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合液中通入CO2
2.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计如下实验方案,其中符合实验要求且正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe2+具有氧化性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2++Zn=Fe+Zn2+ Zn具有还原性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 Fe3++Fe=2Fe2+ 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 棕黄色溶液变成蓝色溶液 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Fe3+具有还原性
A.A B.B C.C D.D
3.下列转化不能通过一步实现的是( )
A.FeFe3O4 B.AlNaAlO2
C.CuCuSO4 D.CuCuS
4.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可能与e反应生成b
B.c、d均可以通过化合反应得到
C.b既可被氧化,也可被还原
D.可能存在b→c→d→e→b的循环转化关系化合价
5.为除去氧化铁粉中混有的少量氧化铝粉,所选试剂和操作都合理的是
A.盐酸,蒸发 B.NaOH溶液,蒸发
C.盐酸,过滤 D.NaOH溶液,过滤
6.化学与生活生产密切相关,下列说法正确的是
A.Na2CO3用于治疗胃酸过量 B.Na2O作为呼吸面罩的供氧剂
C.Fe2O3作为油漆的红色颜料 D.FeCl2溶液用于刻蚀电路板
7.下列离子方程式与所述事实相符的是
A.向AlCl3溶液中滴加过量氨水:Al3++4NH3·H2O=AlO+4NH+2H2O
B.向氯化铁溶液中滴加KSCN溶液显红色:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
C.将n mol Cl2通入含有n mol FeBr2的溶液中:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
D.在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:3ClO-+Fe(OH)3=FeO+3Cl-+H2O+H+
8.复合化合物是两种或两种以上金属共存的(或者是有两种或两种以上化合价的同种金属)均相氧化物。由于它们一般具有特殊的性能,应用很广。下列物质中属于复合氧化物的是
A.AgO B.Fe2O3 C.Al2O3 D.CO
9.下列金属氯化物可由相应金属单质与稀盐酸反应得到的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.FeCl2 D.AgCl
10.下列物质不能与氢氧化钠溶液反应的是
A.Al B.Fe2O3 C.Ca(HCO3)2 D.Al(OH)3
二、填空题
11.等质量的铜、铁、锌三种金属混合物Ag投入FeCl3与盐酸的混合溶液中,充分反应后:
(1)若无剩余固体,则溶液中的阳离子一定有 、可能有 。
(2)若剩余固体质量A/3g,则溶液中的阳离子一定有 、可能有 、一定没有 。
(3)若剩余固体质量3A/4g,则溶液中的阳离子一定有 、一定没有 。
12.根据所学知识回答下列问题:
(1)如图甲所示,在平底烧瓶底部有一小块钠,剩余空间充有干燥的空气。过一段时间后可观察到银白色的钠变暗,发生反应的化学方程式为 。
(2)如图乙所示,先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠(足量),迅速伸入瓶中并塞上瓶塞,发生反应的化学方程式为 ,产物的颜色是 。
(3)若图乙的广口瓶中是铁丝在纯氧中燃烧,会观察到铁丝剧烈燃烧,火星四射,所得产物的化学式是 。
13.钢铁应用十分广泛。根据铁及其化合物的性质,完成下列问题。
(1)下列铁的化合物中,可以通过化合反应得到的是_______(填字母序号)。
A.FeCl2 B.FeCl3 C.Fe(OH)3 D.Fe3O4
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。工业上制备高铁酸钾的一种方法为ClO-+Fe3++OH-→FeO+Cl-+H2O(未配平),该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)工业上用废铁锈(主要成分为Fe2O3,含少量的Al2O3与Cu)制取绿矾(FeSO4·7H2O)的流程图如下。请回答下列问题。
①X与Y分别为 、 (填化学式)。
②加入过量NaOH溶液发生的离子方程式为 。
③写出流程图中Cu溶解的离子方程式 。
14.实验室有氯化铁、氯化铜、氯化亚铁的混合溶液,其中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1。
(1)现加入适量铁粉,请写出溶液中可能发生的离子反应: 。根据上述离子反应判断三种金属阳离子的氧化性强弱顺序为 ,当向混合液中加入铁粉时,首先与铁发生反应的离子是 。
(2)加入适量铁粉后,最后溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe2+的物质的量之比为 。
15.已知硫氰(SCN)2为拟卤素,其分子及阴离子的性质与卤素性质相似。完成下列填空:将硫氰化钾溶液与氯化铁溶液混合,溶液变为红色。
(1)写出该反应的化学方程式: 。
(2)将生成的红色溶液分为三等份,进行如下实验(第三份是对照):
①第一份中滴加碘化钾溶液至过量,再加入四氯化碳,充分振荡,最终水层接近无色,四氯化碳层呈 色,写出该过程的离子方程式: 。向该溶液中滴加少量溴水,水溶液又变为红色,则氧化性Br2 (填“大于”“小于”或“无法确定”) (SCN)2。
②第二份中加入少量酸性高锰酸钾溶液,血红色褪去。完成并配平该反应的离子方程式 。若含 mol高锰酸钾的溶液完全反应,转移电子2 mol。
16.完成下列填空
(1)某Fe2(SO4)3样品含有少量FeSO4杂质,将其配成溶液。
①若要检验溶液中的Fe3+,可加入 试剂(填化学式),观察溶液呈血红色。
②若要检验溶液中的Fe2+,下列方法可行的是: 。
A.取少量溶液于试管中,滴入几滴酸性高锰酸钾溶液,若紫红色褪去,则含有Fe2+
B.取少量溶液于试管中,加入新制氯水,再滴入硫氰化钾,若呈血红色,则含有Fe2+
C.取少量溶液于试管中,滴入NaOH溶液,看到白色沉淀迅速变为灰绿再变为红褐色,则含有Fe2+
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,某学习小组设计如图方案制备高铁酸钾:
①高铁酸钾中铁元素的化合价为 ,据此推测它具有的化学性质是 。
②其中第一步操作是:在NaClO溶液中加入烧碱固体形成强碱性环境,将研磨过的硝酸铁少量多次地加入上述溶液中,温度保持0℃反应1h,则采用的合适控温方式是 。发生的离子反应为: 。
③高铁酸钾和水发生反应,生成一种胶体能吸附杂质净水,同时还产生气体,写出反应的离子方程式: 。
17.下图是某儿童在浏阳市医疗机构临床检验结果报告单的部分数据:
序号 分析项目 检测结果 单位 参考范围
1 锌(Zn) 115.92 μmol/L 66-120
2 铁(Fe) 8.95 μmol/L 7.52-11.82
3 钙(Ca) 1.48 μmol/L 1.55-2.10
根据上表的数据,回答下列问题。
(1)该儿童 元素含量偏低。
(2)缺铁性贫血患者补充的铁元素应为。一些补铁剂以为主要成分,某化学兴趣小组对市售的补铁药片是否变质进行检测,请帮助完成实验报告。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤1:取市售药片加入适量蒸馏水溶解 药片部分溶解
步骤2:取少量步骤1所得溶液于试管,滴加几滴 溶液。 补铁药片已变质。
(3)用制成药片时,外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是 。含有的补铁药片与维生素C同服,可以达到更好的补铁效果,这个过程中体现维生素C的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)不仅溶液中易被氧化,更易被氧化,请写出溶液中的被溶解在溶液中的氧化的化学方程式 。请简要描述被氧化的现象 。
18.实验室用氧化锌矿粉(主要含ZnO、FeCO3、CuO等)制备碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3],并将其用于合成氨工艺脱硫研究。
(1)“酸浸”时保持H2SO4过量的目的是 。
(2)已知:Mn2+开始沉淀的pH=8.1。
①写出加入KMnO4溶液除铁的离子方程式: 。
②流程中调节pH=5.4所加试剂X为 (填化学式);试剂X、KMnO4溶液加入顺序能否互换?请判断并说明理由 。
(3)上述流程中的“滤液”可以用作化肥,该滤液的主要成分为 (填化学式)。
(4)合成氨原料气脱硫原理如图,碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为 。
19.钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答:
(1)将一小块金属钠投入水中,发生反应的离子方程式为 ;可观察到的实验现象是 (填序号)。
a.钠沉到水底 b.钠熔成小球 c.小球四处游动 d.溶液变为红色
(2)Fe跟Cl2在一定条件下反应,所得产物的化学式是 。将该产物溶于水配成溶液,分装在三支试管中。请回答:
a.若向其中一支试管中滴加KSCN溶液,则溶液变成 色。
b.向另一支试管中滴加NaOH溶液,现象为 ,
c.向第三支试管中加入铁粉,反生的离子方程式是 ,
d.Fe跟H2O在一定条件下反应的化学方程式 ,
(3)Al既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应,请写出与NaOH溶液反应的化学方程式 若反应过程中有1.2mol电子转移,那么消耗NaOH mol .
20.钠、铝、铁是三种重要的金属。
(1)将一小块金属钠投入水中,反应的离子方程式为 ;钠能与冷水剧烈反应而铁不能,证明金属活动性:钠 铁(填“>”或“<”)。
(2)实验室常用Al2(SO4)3与氨水反应制备氢氧化铝,反应的离子方程式为
(3)某补铁剂(有效成分为FeSO4)因长期放置被氧化而失效,为检验其氧化产物(Fe3+),同学们取上述样品制成溶液进行如下实验。
①甲同学取少许溶液,加入 ,出现血红色溶液,证明氧化产物为Fe3+。
②乙同学另取少许溶液,加入淀粉-KI溶液,溶液变为 色,证明氧化产物为Fe3+,该反应的离子方程式为 (已知:淀粉遇I2变蓝)。
三、实验探究题
21.某学习小组在研究CH4还原Fe2O3的实验中,发现生成的黑色粉末能被磁铁吸引。查阅资料得知:在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4。为进一步探究黑色粉末的组成及含量,他们进行如下实验。
(1)往黑色粉末中滴加盐酸,观察到有气泡产生,则黑色粉末中一定有 ;
(2)用以下装置可以说明产物有Fe3O4存在:检查装置的气密性,往装置中添加相应的药品,接下来的一步操作为 。
(3)为进一步证明黑色粉末是否含Fe3O4,某同学设计实验方案如下:取少量黑色粉末于试管,加足量盐酸,充分振荡使黑色粉末完全溶解,滴入KSCN溶液,观察现象。请分析此方案是否可行,并解释原因。 。
22.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识,完成下列问题。
(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 (用字母代号填)。
A.Fe B.FeCl3 C.FeSO4 D.Fe2O3
(2)向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该分散系中粒子直径的范围是 nm。
(3)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式: 。
某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成,进行了如下实验:
首先取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则溶液中含有的金属阳离子是 ,在此基础上,又进行了定量组成的测定:取50.0mL待测溶液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得白色沉淀,过滤、干燥、称量,沉淀质量为43.05g。溶液中c(Cl-)= mol/L。
(4)若要验证该溶液中含有Fe2+,正确的实验方法是 。
A.向试管中加入试液,滴入KSCN溶液,若显血红色,证明含有Fe2+
B.向试管中加入试液,滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色,证明含有Fe2+
C.向试管中加入试液,滴入氯水,再滴入KSCN溶液,若显血红色,证明原溶液中含有Fe2+
(5)欲从废水中回收铜,并重新获得FeCl3溶液设计实验方案如下:
A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式:
① ;② ;③ ;④ 。
B.请写出通入⑥的化学方程式
23.黑木耳是常见食品,可以补充入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鋰、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 ① Fe2+具有还原性
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 Fe+2Fe3+=3Fe 2+ ②
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.亚硫酸为酸性,其pH小于7,与图像不符,通入氯气后发生反应,随着氯气的通入,pH会降低,直到氯气反应完全,pH不变,A项错误;
B.向NaAlO2溶液中通入HCl气体,发生、,图中上升与下降段对应的横坐标长度之比应为1:3,而不是3:1,B项错误;
C.向少量氯化铁溶液中加入铁粉,发生,则Fe元素的质量增加,Cl元素的质量不变,所以Cl的质量分数减小,至反应结束不再变化,与图像相符,C项正确;
D.将二氧化碳气体通入含有NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中, CO2先与Ba(OH)2反应(有沉淀BaCO3生成),当Ba(OH)2消耗完毕后再与NaOH反应(此时无沉淀生成);最后与NaAlO2反应(有沉淀Al(OH)3生成),以上过程中图形应是:出现沉淀BaCO3,沉淀BaCO3保持不变,沉淀Al(OH)3增加;过量的CO2还可以继续与Na2CO3反应得到NaHCO3,过量的CO2还可以使BaCO3沉淀溶解,最后只有沉淀Al(OH)3,所以接着的图形应该为:沉淀BaCO3和Al(OH)3保持不变,沉淀BaCO3减少,沉淀Al(OH)3保持不变,故整个过程的图形应为:出现沉淀BaCO3,沉淀BaCO3保持不变,沉淀Al(OH)3增加,沉淀BaCO3和Al(OH)3保持不变,沉淀BaCO3减少,沉淀Al(OH)3保持不变,图像不符合,D项错误;
答案选C。
2.B
【详解】A项、Fe2+具有还原性,在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水,Fe2+离子被氯水氧化生成Fe3+离子,溶液由浅绿色变成棕黄色,故A错误;
B项、Fe2+具有氧化性,Zn具有还原性,在氯化亚铁溶液中加入锌片,锌与Fe2+离子发生置换反应生成Fe和无色的Zn2+离子,溶液由浅绿色变成无色,故B正确;
C项、氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,故C错误;
D项、氯化铁溶液与铜粉反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应前氯化铁溶液为黄色,反应后氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铜溶液为淡蓝色,氯化亚铁和氯化铜的混合溶液为蓝绿色,说明Fe3+具有氧化性,故D错误;
故选B。
【点睛】氯化亚铁中+2价的铁为中间价态,既有氧化性又有还原性,氯化铁中+3价的铁为高价态,具有氧化性。
3.D
【详解】A.Fe与氧气反应生成四氧化三铁,可一步实现转化,故A正确;
B.Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,可一步实现转化,故B正确;
C.Cu与浓硫酸加热反应生成硫酸铜,可一步实现转化,故C正确;
D.S具有弱氧化性,与Cu反应生成Cu2S,则Cu与S不能一步转化为CuS,故D错误;
答案选D。
【点睛】只有强氧化剂(如:氯气)能使变价金属在氧化还原反应中转化为最高价。氧化剂较弱的只能生成低价态的金属离子。
4.B
【分析】图中所示铁元素不同价态的物质:a为Fe,b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等二价铁的盐类物质,c为Fe(OH)2,e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等三价铁的盐类物质,d为Fe(OH)3。
【详解】A.铁与三价铁的盐类物质溶液可发生反应生成二价铁的盐类物质,如Fe+2FeCl3=3FeCl2,故A不选;
B.Fe(OH)2和O2、H2O化合生成Fe(OH)3,但Fe(OH)2难溶于水,不能通过FeO和水化合反应制备,故B选;
C.二价铁为铁元素的中间价态,既有还原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可被还原,故C不选;
D.Fe2+可以和碱反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2和氧气、水反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3和酸反应生成铁盐,Fe3+与Fe单质反应可生成Fe2+,故D不选;
答案选B。
5.D
【详解】A.盐酸与氧化铁、氧化铝都反应,无法除去氧化铁中的氧化铝,A错误;
B.NaOH不与氧化铁反应,与氧化铝反应生成偏铝酸钠,但是通过蒸发无法分离氧化铁和偏铝酸钠,B错误;
C.盐酸与氧化铁、氧化铝都反应,无法除去氧化铁中的氧化铝,C错误;
D.NaOH不与氧化铁反应,与氧化铝反应生成偏铝酸钠,通过过滤可以得到氧化铁,D正确;
故答案选D。
6.C
【详解】A.碳酸钠碱性较强,不能用于治疗胃酸过多,故A错误;
B.Na2O与水反应只生成NaOH,不能生成氧气,应是过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气,可用于呼吸面罩的供氧剂,故B错误;
C.氧化铁为红棕色固体,可用作油漆的红色颜料,故C正确;
D.FeCl3溶液可以用于刻蚀电路板,离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故D错误;
故选:C。
7.B
【详解】A.氢氧化铝不溶于氨水,向AlCl3溶液中加入过量氨水,正确的离子方程式为Al3++3NH3 H2O═Al(OH)3↓+3NH4+,故A不符合题意;
B.向氯化铁溶液中滴加KSCN溶液,Fe3+与SCN-形成配合物,离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故B符合题意;
C.亚铁离子的还原性大于溴离子,n mol Cl2通入含有n mol FeBr2的溶液中,亚铁离子都被氧化,溴离子部分被氧化,正确的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++4Cl-+Br2,故C不符合题意;
D.在强碱溶液中,次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4,正确的离子方程式为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,故D不符合题意;
故答案为B。
8.A
【详解】A.AgO中O为-2价,因此Ag的化合价为+1和+3两种,可以看成Ag2O3·Ag2O,符合复合化合物的定义,A符合题意;
B.Fe2O3中Fe为+3价,只有一种价态,B不符合题意;
C.Al2O3中Al为+3价,只有一种价态,C不符合题意;
D.CO是非金属氧化物,D不符合题意;
故选A。
9.C
【详解】A.Cu在金属活动顺序表中位于H的后面,不能与盐酸反应生成CuCl2,A不符合题意;
B.Fe与盐酸反应,只能生成FeCl2,不能生成FeCl3,B不符合题意;
C.Fe与盐酸反应,生成FeCl2和H2,C符合题意;
D.Ag在金属活动顺序表中位于H的后面,不能与盐酸反应生成AgCl,D不符合题意;
故选C。
10.B
【详解】试题分析:A、铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,A错误;B、氧化铁是碱性氧化物,和氢氧化钠溶液不反应,B正确;C、碳酸氢钙和氢氧化钠反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,C错误;D、氢氧化铝是两性氢氧化物,和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,D错误,答案选B。
考点:考查常见元素及其化合物的性质
11. Zn2+ 、Fe2+ 、Cu2+、H+ Fe3+ Zn2+ 、Fe2+ H+ Fe3+、Cu2+ Zn2+、Fe2+ Fe3+、Cu2+、H+
【详解】(1)氯化铁能溶解铜、锌、铁,而盐酸只能溶解锌、铁。又因为三种金属的还原性的强弱顺序是Zn>Fe>Cu,氧化性Fe3+>H+,所以若无固体剩余,则溶液中的阳离子一定有Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+,可能含有Fe3+;答案:Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+,Fe3+。
(2)若剩余固体的质量为A/3g,则剩余的固体一定是铜,此时溶液中的阳离子一定有Zn2+、Fe2+,一定没有Fe3+、Cu2+,可能含有H+。答案:Zn2+、Fe2+, Fe3+、Cu2+, H+;
(3)若剩余固体的质量为3A/4g,则剩余的固体中一定含有铜和铁,所以溶液中的阳离子一定有Zn2+ 、Fe2+,一定没有 Cu2+、H +和Fe3+;答案:Zn2+ 、Fe2+,Cu2+、H+和Fe3+。
12. 淡黄色 Fe3O4
【详解】(1) 钠在常温下即可与氧气反应生成氧化钠,致使钠表面变暗,氧气消耗,瓶内压强减小,气球膨胀,化学反应方程式为:,故答案为:;
(2) 钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,化学反应方程式为:,产物为淡黄色;故答案为:;淡黄色;
(3)铁在氧气中燃烧生成的产物为Fe3O4;故答案为:Fe3O4。
13.(1)ABCD
(2)3:2
(3) Fe H2SO4 Al2O3+2OH-=2AlO+H2O Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
【详解】(1)A.2FeCl3+Fe=3FeCl2,能通过化合反应得到,故A正确;
B.铁在氯气中点燃可得氯化铁,3Cl2+2Fe2FeCl3,是化合反应,故B正确;
C.氢氧化亚铁可被氧化为氢氧化铁,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,是化合反应,故C正确;
D.铁在氧气中点燃可得四氧化三铁,3Fe+2O2Fe3O4,是化合反应,故D正确;
故答案为:ABCD;
(2)对于ClO-+Fe3++OH-→FeO+Cl-+H2O,Cl元素从+1降至-1价,ClO-是氧化剂,降低了2,Fe元素从+3升至+6价,Fe3+是还原剂,升高了3,由升降守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2;
(3)废铁锈中Al2O3与过量NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液和水,滤渣是Fe2O3、Cu,加入过量稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁和水,硫酸铁与铜反应生成硫酸铜和硫酸亚铁,加入Fe单质将硫酸铜置换出铜单质,滤渣为过量Fe、Cu,滤液是FeSO4,加入足量稀硫酸与铁反应生成FeSO4,最终得到绿矾晶体;
①加入X是将混合溶液中硫酸铜置换出铜单质,则X为Fe,滤渣为过量Fe、Cu,加入足量稀硫酸与铁反应生成FeSO4,则Y为H2SO4;
②废铁锈中Al2O3与过量NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液和水,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O;
③流程图中Cu与硫酸铁溶液反应生成硫酸铜和硫酸亚铁,反应的离子方程式Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。
14. Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe3+>Cu2+>Fe2+ Fe3+ 1∶1
【详解】(1)把铁加入混合液中,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,Fe+Cu2+=Fe2++Cu,反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,可得出Fe3+、Fe2+、Cu2+的氧化性强弱顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+;Fe3+氧化性最强,Fe3+先与铁反应;
(2)Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比由3∶2∶1变为1∶2∶4,显然Fe3+有剩余,Cu2+不参加反应;若Fe3+由3mol 变为1mol,由2Fe3++Fe=3Fe2+可知,参加反应的铁为1mol,即参加反应的铁粉与原溶液中的Fe2+的物质的量之比为1∶1。
15. FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl 紫 2Fe3++2I-= 2Fe2++I2 无法确定 2MnO4-+10SCN-+16H+=2Mn2++5(SCN)2+8H2O 0.4
【分析】(1)硫氰化钾溶液与氯化铁溶液反应生成Fe(SCN)3;
(2)①三价铁离子能将碘离子氧化为碘单质;溴单质氧化性大于二价铁离子,据此分析解答;②反应物是高锰酸根、氢离子和硫氰根,生成物是锰离子和(SCN)2;根据方程式中转移的电子数计算反应的高锰酸钾。
【详解】(1)硫氰化钾溶液与氯化铁溶液反应生成Fe(SCN)3,反应的化学方程式FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,故答案为:FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl;
(2)①三价铁离子能将碘离子氧化为碘单质,四氯化碳能萃取碘水中的碘,四氯化碳层呈紫色,该过程的离子方程式2Fe3++2I-=2Fe2++I2;溴单质氧化性大于二价铁离子,能将二价铁离子氧化为三价铁离子,无法确定溴单质和(SCN)2的氧化性强弱,故答案为:紫;2Fe3++2I-=2Fe2++I2;无法确定;
②第二份中加入少量酸性高锰酸钾溶液,血红色褪去,说明高锰酸钾将SCN-氧化了,反应的离子方程式2MnO4-+10SCN-+16H+=2Mn2++5(SCN)2+8H2O,反应中转移了10个电子,故转移电子2mol,有0.4mol高锰酸钾溶液参加反应,故答案为:2MnO4-+10SCN-+16H+=2Mn2++5(SCN)2+8H2O;0.4。
【点睛】本题的易错点为(2)①的离子方程式的书写,可以联系高锰酸钾与浓盐酸的反应分析思考。
16.(1) KSCN A
(2) +6 氧化性 冰水浴 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+10H2O 4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8KOH
【分析】(1)
①Fe3+中加入KSCN溶液后溶液立即变为血红色,这是检验Fe3+的特征反应,故若要检验溶液中的Fe3+,可加入KSCN试剂,观察溶液呈血红色,故答案为:KSCN;
②
A.由于Fe2+具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故取少量溶液于试管中,滴入几滴酸性高锰酸钾溶液,若紫红色褪去,则含有Fe2+,A符合题意;
B.由于原溶液中本身就含有Fe3+,不管溶液中含不含Fe2+,经过操作取少量溶液于试管中,加入新制氯水,再滴入硫氰化钾,溶液都会立即呈血红色,B不合题意;
C.由于原溶液中本身就含有Fe3+,取少量溶液于试管中,滴入NaOH溶液,看不到白色沉淀迅速变为灰绿再变为红褐色,故不能检验是否含有Fe2+,C不合题意;
故答案为:A;
(2)
①K2FeO4中K元素的化合价为+1价,O元素的化合价为-2价,则Fe元素为+6价;元素最高价有强氧化性,故K2FeO4具有强氧化性,故答案为:+6;强氧化性;
②温度保持0℃反应1h,采用冰水浴;反应中Fe (NO3) 3转化为Na2FeO4,铁的化合价升高了3,根据氧化还原反应中有升必有降的规律,可知NaClO中的Cl化合价必然下降,降低为-1价的Cl-,降低了2,故2和3的最小公倍数为6,故该反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O,故答案为:冰水浴;2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O;
③高铁酸钾和水发生反应,生成物能吸附杂质净水为氢氧化铁胶体,同时还产生气体,为氧气,反应为:4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,
故答案为:4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑。
17.(1)钙
(2) KSCN 溶液变红
(3) 隔绝空气,防止被氧化 还原性
(4) 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
【详解】(1)由表可知,经参考数值和检测结果对照,儿童钙元素含量偏低。
(2)检测补铁药片是否变质,如若变质Fe2+会转化为Fe3+,所以取药片加蒸馏水溶解,取所得溶液于试管,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红,补铁药片已变质。
(3)药片外表的糖衣可以隔绝空气,防止被氧化。与维生素C同服,可使变质的Fe3+转化为Fe2+,铁元素化合价降低被还原,维生素C起还原作用。
(4)二价的亚铁均易被氧化,溶液中的被溶解在溶液中的氧化,可以观察到白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,化学方程式为:。
18. 提高矿石的浸出率(或防止Zn2+、Fe2+、Cu2+等金属离子水解) 3Fe2++ MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓ + MnO2 ↓+5H+ ZnO(或答碱式碳酸锌、碳酸锌、氢氧化锌、氨水等均给分) 不能;强酸性条件下KMnO4被还原成Mn2+,在除去Mn2+时,会使Zn2+同时沉淀 (NH4)2SO4 Zn2(OH)2CO3 + 2H2S=2ZnS↓+CO2↑+3H2O
【详解】(1)“酸浸”时,硫酸与ZnO、FeCO3、CuO反应,生成硫酸盐等,溶液中存在金属阳离子,均会发生水解反应,所以酸浸时硫酸过量的目的是提高矿石的浸出率,防止Zn2+、Fe2+、Cu2+等金属离子水解;
(2)①由流程图可知,加入高锰酸钾除铁时,Fe元素以氢氧化铁的形式除去,同时生成二氧化锰,所以加入KMnO4溶液除铁的离子方程式是3Fe2++ MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓ + MnO2 ↓+5H+;
②最终的产物是碱式碳酸锌流程中调节pH=5.4所加试剂X既能除去过量的硫酸调节溶液的pH又不能引入新的杂质,所以X只能是ZnO或碱式碳酸锌、碳酸锌、氢氧化锌等;
试剂X与高锰酸钾不能互换,因为在酸性条件下,高锰酸根离子被还原为锰离子,而锰离子沉淀时的pH=8.1>5.4,此时Zn2+也会沉淀,所以不能互换;
(3)由流程图可知,除铜后的溶液中的溶质为硫酸锌,加入碳酸铵后,主要得到碱式碳酸锌和硫酸铵,硫酸铵可做化肥,所以滤液中的溶质是(NH4)2SO4;
(4)碱式碳酸锌吸收硫化氢后得到ZnS沉淀,同时又二氧化碳、水生成,过滤后可达到除硫的目的,所以碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为Zn2(OH)2CO3 + 2H2S=2ZnS↓+CO2↑+3H2O。
19. 2Na+2H2O =2Na++2OH-+H2↑ bc FeCl3 红 生成红褐色沉淀 2Fe3++Fe=3Fe2+ 3Fe+4H2O =Fe3O4+4H2 2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑ 0.4
【详解】试题分析:(1)金属钠和水反应的离子方程式为:2Na+2H2O === 2Na++2OH-+H2↑;由于钠的密度比水小所以会浮在水面上,a错;钠的熔点低,钠和水反应放出大量的热,会把金属钠熔化,故钠会熔成一个小球,b对;由于反应生成了气体,在气体的推动下,钠四处游动,c对;没有加酚酞,溶液不会变红,d错。选bc。(2)Cl2有强氧化性,与金属反应时能把金属氧化到最高价态,故Fe跟Cl2在一定条件下反应,所得产物的是FeCl3。a.FeCl3溶液中有Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液变成红色。b.滴加NaOH溶液发生的反应为:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,Fe(OH)3是红褐色沉淀;c.加入铁粉,Fe3+与铁粉反应的离子方程式为:2Fe3++Fe===3Fe2+;d.Fe跟H2O要在高温下才能发生反应,化学方程式为:3Fe+4H2O =Fe3O4+4H2(3)Al与NaOH溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O === 2NaAlO2+3H2↑;该反应中转移的电子为6e-,有1.2mol电子转移,那么消耗NaOH为0.4mol。
考点:钠与水反应的现象、FeCl3的性质、化学方程式、离子方程式的书写。
20.(1) >
(2)
(3) KSCN溶液 蓝 2Fe3++2I-=2Fe2++I2
【解析】(1)
将一小块金属钠投入水中,Na与水反应产生NaOH、H2,反应的离子方程式为:;
可以通过金属与水或酸置换出氢气的难易判断金属活动性的强弱。钠能与冷水剧烈反应而铁不能,证明金属活动性:钠>铁;
(2)
Al2(SO4)3与氨水反应产生氢氧化铝和硫酸铵,反应的离子方程式为:;
(3)
①甲同学取少许溶液,加入KSCN溶液,溶液出现红色,证明溶液中含有Fe3+;
②乙同学另取少许溶液,加入淀粉-KI溶液,溶液变为蓝色,说明溶液中含有Fe3+,此时发生反应的离子方程式为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2。
21. Fe 打开止水夹K 不可行。混合物有铁,铁能还原Fe3+,同时Fe2+也可能被氧化成Fe3+
【详解】(1)还原Fe2O3的实验中,发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引,应为铁或四氧化三铁,或为二者混合物,往黑色粉末中滴加盐酸,观察到有气泡产生,证明含有金属铁;
(2)按如图1装置连接好仪器(图中夹持设备已略去),检查装置的气密性,往装置中添加药品,然后打开止水夹K通入氢气,持续一段时间后再点燃C处的酒精灯;
(3)黑色粉末加入足量盐酸溶解后,滴入KSCN溶液,不变血红色可能有两种情况,一种是无铁离子存在,一种是有铁离子存在,但Fe3+和过量的铁反应生成亚铁离子,所以方案不正确。
22. C 1~100 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Fe3+、Fe2+、Cu2+ 6.0 B Fe FeCl2 Fe、Cu HCl 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【详解】(1)Fe元素有0、+2、+3价三种化合价,则处于中间价态的铁元素既有氧化性又有还原性,所以硫酸亚铁既有氧化性和还原性,答案选C;
(2)所得红褐色液体属于胶体,胶体中分散质粒子直径在1~100nm之间;
(3)氯化铁和Cu发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;铁离子和KSCN溶液反应生成红色络合物而使溶液呈红色,所以滴入KSCN溶液呈红色,则溶液中含有的金属阳离子是Fe3+、Fe2+、Cu2+;取50.0mL待测溶液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得白色沉淀,过滤、干燥、称量,沉淀质量为43.05 g,白色沉淀是氯化银,则根据氯离子守恒可知溶液中c(Cl-)==6.0 mol/L.。
(4)A.向试管中加入试液,滴入KSCN溶液,若显血红色,证明含有Fe3+而不能说明含有亚铁离子,A不选;
B.向试管中加入试液,滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色,由于亚铁离子具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以证明含有Fe2+,B选;
C.向试管中加入试液,滴入氯水,再滴入KSCN溶液,若显血红色,不能证明原溶液中含有Fe2+,因为如果原溶液中含有铁离子也会出现血红色,C不选;
答案选B。
(5)由工艺流程可知,滤渣③中含有金属铜,目的是制取氯化铁,废液应该与过量的Fe反应,故①Fe;滤液②中含有FeCl2,通入⑥氯气可以得到氯化铁;滤渣③中含有金属Cu、未反应的Fe,加入④盐酸,过滤,回收铜,滤液⑤中含有FeCl2,与滤液②合并,制备氯化铁,由上述分析可知:①Fe ②FeCl2③Fe和Cu ④HCl ⑤FeCl2⑥Cl2。
A.通过以上分析知,①Fe、②FeCl2、③Fe和Cu、④HCl;
B.氯气将氯化亚铁氧化生成氯化铁,反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
【点晴】该题考查的知识点较多,主要是考查物质的分离和提纯、氧化还原反应、离子检验、胶体及离子浓度计算等,综合性较强,明确物质的性质是解本题关键,难点是铁离子及亚铁离子的检验方法及反应现象分析。关于铁离子和亚铁离子的检验需要注意①检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液;当溶液的浓度较稀时,利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2+和Fe3+的存在。②检验Fe2+和Fe3+混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+和Fe3+,检验Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液,最好是用铁氰化钾溶液检验亚铁离子,实验现象是产生蓝色沉淀,而检验Fe3+时最好选择KSCN溶液。
23.(1)A
(2)将铁的氧化物溶解
(3) Fe3+ 还原性
(4) 2Fe2++ Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3+具有氧化性
【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。
【详解】(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,氧化铁不溶于水,酸浸的目的是将铁的氧化物溶解。
(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。
(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。
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+,说明Fe3+具有氧化性。
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