第三章《铁金属材料》(含解析)测试题2023-2024学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册

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名称 第三章《铁金属材料》(含解析)测试题2023-2024学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册
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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 2024-01-17 16:15:39

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第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题(共12题)
1.由粗(含少量、杂质)制备纯的流程如图所示,下列说法错误的是
A.X可用作木材防火剂
B.步骤Ⅱ中的主要反应是
C.步骤Ⅰ反应后的滤渣为、
D.若在实验室中完成步骤Ⅲ,一般在坩埚中进行
2.下列有关物质的性质与用途的因果关系正确的是
A.具有两性,可用于电解冶炼铝
B.受热易分解,可用作化肥
C.具有酸性氧化物的通性,可溶于水制取硅胶
D.能和或反应,可用作呼吸面具的供氧剂
3.下列物质的应用中,对应的离子方程式书写错误的是
A.将溴水加入KI溶液:
B.用盐酸溶解磁性氧化铁:
C.氯气与水反应:
D.用可溶性强碱溶液除去铝表面的氧化膜:
4.下列操作中,溶液的颜色不发生变化的是
A.氯化铁溶液中加入足量铜粉,充分振荡
B.氧化铜加入到稀硫酸中
C.氧化镁固体加入稀盐酸中,完全溶解
D.氯化铁溶液中滴加硫氰化钾(KSCN)溶液
5.某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4.某实验小组以该废催化剂为原料,回收锌和铜,设计实验流程如图:
下列说法正确的是
A.步骤①操作中,生成的气体可用CuSO4溶液吸收
B.向滤液1中滴加KSCN溶液有红色沉淀生成
C.步骤②操作中,应先加6% H2O2,然后不断搅拌下缓慢加入1.0 mol/LH2SO4
D.滤渣1和滤渣2成分均含有H2SiO3。
6.下列离子检验操作、结论均合理的是
A.用AgNO3溶液检验Cl-时,先加入适量稀盐酸以排除干扰
B.某溶液中滴加KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
C.某溶液中滴加氯水后再滴加KSCN溶液呈红色,说明原溶液含有Fe2+
D.某无色溶液中滴加氯水后溶液呈棕色,再滴加淀粉溶液显蓝色,说明原溶液中含有I-
7.铝的活泼性较强,直到十八世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵,拿破仑的头盔就是用铝制作的,现在还保存在大英博物馆中,下列冶炼铝的方法正确的是
A.Al2O3(熔融)Al B.Al2O3AlCl3(熔融)Al
C.Al(OH)3Al D.Al2O3Al
8.化学与生活息息相关,以下说法正确的是
A.漂白粉、漂白液和漂粉精可用于游泳池等场所的消毒剂
B.Cl2具有漂白性,所以可以漂白有色布条
C.铁生锈过程中未涉及到氧化还原反应
D.铝表面容易生成一层致密的氧化膜,所以铝制品可以长期存放酸性或碱性食物。
9.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度使其全部熔化,再冷却成为合金。试据表中数据判断(其他条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸点/℃ 883 1090 2467 2567 2750
A.铁铜合金 B.镁铁合金 C.钠铝合金 D.铁铝合金
10.下列方程式与所给事实不相符的是
A.用小苏打治疗胃酸过多:HCO+H+=CO2↑+H2O
B.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.铝粉和氧化铁组成的铝热剂用于焊接钢轨:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
D.向沸水中滴加FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
11.下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向某溶液中先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液 溶液变成血红色 原溶液中一定含有Fe2+
B 向H2S溶液中通入O2 溶液变浑浊 氧化性:O2>S
C 向等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液 前者红色更深 NaHCO3>Na2CO3
D 取少量某溶液于试管中,向其中加入NaOH溶液,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察试纸颜色变化 试纸不变蓝 原溶液中不含NH4+
A.A B.B C.C D.D
12.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是
选项 陈述I 陈述Ⅱ
A MnO2有较强的氧化性 MnO2可作H2O2分解的催化剂
B SO2具有氧化性 SO2通入紫色石蕊试液中先变红后褪色
C 液氨汽化时吸热 NH3可用作制冷剂
D 氯化铁溶于水产生氢氧化铁胶体 氯化铁可用于硬水的软化
A.A B.B C.C D.D
二、填空题(共8题)
13.按要来回答下列问题。
(1)有下列物质:①NaHSO4、②Na2CO3、③HNO3、④NH3·H2O、⑤SO2、⑥Ar、⑦氨水,这些物质中,属于电解质的是 (填序号,下同),属于共价化合物的是 。
(2)实验室制取氯气的离子方程式: 。
(3)红热的铁与水蒸气反应的化学方程式为 。
(4)工业废水中的可用Al粉除去。已知此反应体系中包含Al、NaOH、NaAlO2、NaNO2、NH3和H2O六种物质,该反应的化学方程式为 。
14.某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 ---
(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金,理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成了铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答: (填“合理”或“不合理”)
请设计一个简单实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝;该实验所用试剂是 ,反应的化学方程式为 。
(2)现有A:KI溶液;B:淀粉溶液;C:NaOH溶液;D:新制氯水等四种溶液。现将它们按某种顺序依次加入一支试管中,发现溶液颜色依下列次序变化:①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色。请回答
写出加入药品的顺序(用字母表示): ;
写出①→②的离子反应方程式: ;
写出③→④蓝色变无色的化学方程式: 。
15.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2 溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,容器中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有的离子是 ,铜单质 ( 填“一定”或“可能”)存在。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中还可能有的离子为 ,铜单质 ( 填“一定”或“可能”)存在。
(3)若FeCl3和CuCl2 都有剩余,则容器中不可能有的单质是 ,Fe2+ (填“一定”或“可能”)存在。
(4)将6 g铁粉加入200 mL Fe2(SO4)3 和CuSO4的混合溶液中,充分反应得到200 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液和5.2 g固体沉淀物,则原Fe2(SO4)3 和CuSO4的混合溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为 。
16.为探究铁和铁的化合物的一些化学性质,某学生实验小组设计以下实验。
(1)如下图:
①Fe2O3和HCl的离子方程式是 。
②B→C变化中可看到的现象是 。发生氧化还原反应的化学方程式是 。
(2)某班同学用如下实验探究、的性质。回答下列问题:
①分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成100mL0.1mol/L的溶液。在配制FeCl2溶液时需加入少量铁屑,其目的是 。
②某同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明可将氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)某实验小组探究氯水与铁的反应。(实验过程)操作过程及实验现象如图所示。
①实验i中产生少量无色气体,该气体可能是 。
②(2)实验ii中观察到溶液变为红色,可推知上层清液中含有Fe3+,则试剂X是 (填字母)。
a.KSCN溶液 b.NaCl溶液
③实验iii中观察到溶液无明显变化,可推知上层清液中不含Fe3+,其原因是 (用离子方程式表示)。
(反思评价)
④甲同学认为上层清液中的Fe3+是由Cl2与Fe2+反应生成。乙同学认为还有其他可能性,请写出其中一种: 。
17.(1)FeS2(二硫化亚铁)不溶于水,可溶于适量的稀硝酸中,离子反应式如下,请配平此氧化还原反应方程式: FeS2+_____H++_____N=______Fe2++______S+_____NO↑+______H2O。在上述氧化还原反应方程式中还原剂为 。
(2)为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,实验方案设计错误的是 (填字母)
A.④和⑤ B.只有③ C.③和④ D.①②③
(3)已知:氧化性Cl2>Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br->Cl-,则向1 L 0.2 mol·L-1的FeBr2溶液中通入标准状况下氯气2.24 L,被氧化的粒子是 ,此反应的离子方程式: 。
18.铁明矾[xFeSO4·yAl2(SO4)3·zH2O]常用于制备高效的复合型高效混凝剂。其组成可通过下列实验测定。
①称取18.520 g 样品,准确配成100 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤,干燥至恒重,得到白色固体4.660 g。
③再量取25.00 mL溶液A,滴加适量稀硫酸,用0.1000 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,生成Mn2+,消耗KMnO4溶液10.00 mL。
(已知FeSO4 、Al2(SO4)3的式量分别是152、342)
(1)在25.00mL试样中,n(SO42-) mol,n(Fe2+) mol。
(2)铁明矾的化学式为 。
19.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分,由两种元素组成。为了研究其组成,设计如下实验:
气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答:
(1)M的化学式为 ,气体甲的电子式为 。
(2)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)高温条件下,丁与甲反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为 。
20.向一定物质的量浓度的溶液中通入一定量的气体,得到溶液A,向A溶液中缓慢滴加的稀盐酸,所得气体(不考虑溶解)的体积与所加稀盐酸的体积(标准状况下)关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)所得气体体积V= mL。
(2)所得溶液A的溶质为 (填化学式),物质的量之比为 。
(3)原溶液物质的量浓度为 mol/L。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠(X),硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸沉淀(Y),硅酸灼烧分解生成二氧化硅,结合硅及其化合物的性质分析判断。
【详解】A.硅酸钠水溶液具有阻燃性,可用作木材防火剂,故A正确;
B.步骤II是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀,反应的化学方程式为:,故B正确;
C.二氧化硅、氧化铝都能与氢氧化钠溶液反应,故步骤Ⅰ反应后的滤渣为,故C错误;
D.步骧II为灼烧固体分解,灼烧固体应在坩埚中进行,故D正确;
故选C。
2.D
【详解】A.氧化铝属于离子化合物,熔融状态可以导电,可用于电解冶炼铝,与氧化铝具有两性无关,故A错误;
B.NH4HCO3中含有氮元素,可用作化肥,与其受热分解无关,故B错误;
C.SiO2既不溶于水,也不能与水反应,故C错误;
D.Na2O2能和H2O或CO2反应生成氧气,所以可用作呼吸面具的供氧剂,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.溴水与碘化钾溶液反应生成溴化钾和碘,反应的离子反应方程式为Br2+2I-=2Br-+I2,故A正确;
B.盐酸与四氧化三铁反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,反应的离子反应方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O,故B正确;
C.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸:,故C错误;
D.氧化铝与强碱溶液反应生成偏铝酸根离子和水,反应的离子反应方程式为Al2O3+2OH—=2+H2O,故D正确;
故选C。
4.C
【详解】A.氯化铁溶液显淡黄色,中加入足量铜粉发生反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,氯化铜溶液显蓝色,氯化亚铁溶液显浅绿色,所以溶液颜色发生变化,A不符合题意;
B.稀硫酸无色,氧化铜加入到稀硫酸中生成硫酸铜,溶液变蓝,B不符合题意;
C.稀盐酸无色,氧化镁固体加入稀盐酸中得到氯化镁溶,仍无色,C符合题意;
D.氯化铁溶液显淡黄色,Fe3+与SCN-反应得到血红色溶液,D不符合题意;
综上所述答案为C。
5.A
【分析】废催化剂加入稀硫酸,第一次浸出主要发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,过滤后滤液中ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3,浓缩结晶得到粗ZnSO4 7H2O,滤渣1含有SiO2、CuS,向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液,发生氧化还原反应,生成硫酸铜、硫,滤渣2含有硫和二氧化硅,滤液含有硫酸铜,经结晶可得到硫酸铜晶体,以此解答该题。
【详解】A.步骤①操作中生成的气体为硫化氢,可与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀,则可用CuSO4溶液吸收,故A正确;
B.滤液1中除含有Fe2+,还含有Fe3+,向滤液1中滴加KSCN溶液变为血红色,而不是沉淀,故B错误;
C.过氧化氢在酸性条件下可氧化CuS,应先加入稀硫酸,再加入过氧化氢,故C错误;
D.滤渣1含有SiO2、CuS,滤渣2含有硫和二氧化硅,故D错误;
答案选A。
6.D
【详解】A.加入稀盐酸会引入Cl-,而干扰Cl-的检验,应该先加入稀硝酸以排除干扰,A错误;
B.某溶液中滴加KSCN溶液呈红色,说明其中含有Fe3+,但不能证明是否含Fe2+,B错误;
C.某溶液中滴加氯水后再滴加KSCN溶液呈红色,只能说明加入氯水后的溶液中含有Fe3+,该Fe3+可能是原溶液含有Fe2+被氯水氧化产生的,也可能是原溶液中本来就含有Fe3+,C错误;
D.某无色溶液中滴加氯水后溶液呈棕色,再滴加淀粉溶液显蓝色,说明反应后的溶液中含有I2,I2是氯水将溶液中的I-氧化产生了I2而使溶液变为蓝色,故可以说明原溶液中含有I-,D正确;
故合理选项是D。
7.A
【详解】A.工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,故A正确;
B.AlCl3是共价化合物,熔融后不导电,故B错误;
C.用H2不能将Al(OH)3还原为Al,故C错误;
D.用C或CO不能将Al2O3还原为Al,故D错误;
答案选A。
8.A
【详解】A.漂白粉、漂白液和漂粉精的主要成分是次氯酸盐,水溶液具有强氧化性可以杀菌消毒,可用于游泳池等场所的消毒剂,故A正确;
B.Cl2不具有漂白性,不能漂白干燥的有色布条,故B错误;
C.铁生锈过程中铁单质发生了价态改变最终转化为氧化铁,涉及到了氧化还原反应,故C错误;
D.铝表面尽管容易生成一层致密的氧化膜,但氧化铝是两性氧化物能与酸或者碱发生反应,故不能用铝制品长期存放酸性或碱性食物,故D错误;
故选A。
9.B
【分析】制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到熔化状态,再冷却成为合金,据此分析。
【详解】A、根据表格中的数据,当Fe熔化时,Cu也熔化,能制备合金,故A不符合题意;
B、根据表格中的数据,当铁熔化时,Mg已经转化成气体,不能形成合金,故B符合题意;
C、根据表格数据,Al熔化时,Na也熔化,并未转化成气体,能制备合金,故C不符合题意;
D、根据表格数据,Fe熔化时,Al已经熔化,但未气化,因此可以制备合金,故D不符合题意;
答案选B。
10.D
【详解】A.小苏打是碳酸氢钠,胃酸的主要成分是盐酸,反应的离子方程式是:HCO+H+=CO2↑+H2O ,故A不选;
B.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 符合反应原理,电荷守恒,拆写原则,故B不选;
C.铝粉和氧化铁组成的铝热剂用于焊接钢轨:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe符合反应原理 ,故C不选;
D.胶体不属于沉淀,向沸水中滴加FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体: ,故D选;
故选:D。
11.B
【详解】A. 原溶液中可能含铁离子,应先加KSCN、后加过氧化氢检验亚铁离子,A项错误;
B. H2S溶液中通入O2发生氧化还原反应生成S,则氧化性:O2>S,B项正确;
C. 等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,后者水解程度大,碱性强,所以后者红色更深,水解程度NaHCO3D. 在加热的条件下,铵盐与碱反应生成氨气,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,如果不加热,生成的物质为NH3·H2O,不会逸出氨气,则向某溶液加入NaOH,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体,该溶液也可能含有NH4+,D项错误;
答案选B。
【点睛】在加热的条件下,铵盐与碱反应生成氨气,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,如果不加热,生成的物质为NH3·H2O,不会逸出氨气。
12.C
【详解】A.催化剂的催化原理应该与其氧化还原的能力无关,选项A错误;
B.SO2通入紫色石蕊试液变红,但是不会褪色,选项B错误;
C.液氨用作制冷剂的原理是:加压将氨气转化为液态,撤去压强后,液氨气化吸收大量的热,使体系温度降低,选项C正确;
D.氯化铁应该是在沸腾的水中转化为胶体,不是溶于水就变为胶体,选项D错误。
13.(1) ①②③④ ③④⑤
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑
(3)3Fe+ 4H2O(g)Fe3O4+4H2↑
(4)2Al+ NaNO2+NaOH+H2O=2NaAlO2+NH3↑
【详解】(1)①NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,为离子化合物,其在水溶液中和熔化状态下能够导电,属于电解质;
②Na2CO3由钠离子和碳酸根离子构成,为离子化合物,其在水溶液中和熔化状态下能够导电,属于电解质;
③HNO3为共价化合物,其在水溶液中能够导电,属于电解质;
④NH3·H2O为共价化合物,其在水溶液中能够导电,属于电解质;
⑤SO2为共价化合物,其在水溶液中不能自身电离,属于非电解质;
⑥Ar为单质,既不是电解质,也不是非电解质;
⑦氨水是混合物,既不是电解质,也不是非电解质;
综合以上所述,属于电解质的是①②③④;属于共价化合物的是③④⑤;
(2)实验室用二氧化化锰和浓盐酸加热制取氯气,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑,故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑;
(3)红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+ 4H2O(g)Fe3O4+4H2↑,故答案为:3Fe+ 4H2O(g)Fe3O4+4H2↑;
(4)工业废水中的可用Al粉除去,此反应体系中包含Al、NaOH、NaAlO2、NaNO2、NH3和H2O六种物质,从化合价变化角度看,Al化合价升高,得到NaAlO2,NaNO2中氮元素化合价降低,得到NH3,该反应的化学方程式为2Al+ NaNO2+NaOH+H2O=2NaAlO2+NH3↑,故答案为:2Al+ NaNO2+NaOH+H2O=2NaAlO2+NH3↑。
14.(1) 合理 NaOH溶液 2Al+2OH-+H2O=2AlO+3H2↑
(2) ADBC Cl2+2I-=2Cl-+I2 2NaOH+ I2=NaI + NaIO + H2O
【解析】(1)
铝的熔点比铁低,生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成台金,所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金,铝与NaOH溶液反应生成气体,反应的化学方程式为2Al+2OH- +2H2O=2AlO +3H2↑,所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝;
(2)
KI为无色溶液,加入氯水反应生成碘,变为棕黄色,然后加淀粉变蓝,再加NaOH反应生成NaI和NaIO,溶液又变为无色,因此,加入以上药品的顺序是ADBC;
①→②反应的化学方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2,氯化钾和碘化钾为易溶的强电解质,拆成离子,氯气和碘单质为单质不能拆,所以离子方程式为:Cl2+2I-=2Cl-+I2;
③→④反应由上面分析可知碘单质和氢氧化钠反应生成碘化钠和次碘酸钠和水,所以反应的方程式为:2NaOH+ I2=NaI + NaIO + H2O;
15. Fe3+、Cu2+ 一定 Fe3+ 可能 Fe、Cu 一定 0.1mol/L
【详解】氧化性:FeCl3>CuCl2>FeCl2,还原性Fe>Cu,多种氧化剂、还原剂混合时,强氧化剂先与强还原剂反应。
(1)若铁有剩余,则发生两个反应Fe+2FeCl3=3FeCl2,Fe+CuCl2=Cu+FeCl2,且Fe3+、Cu2+反应完全,Cu还没有参加反应。故溶液中不可能有的离子为:Fe3+、Cu2+;Cu一定存在;
故答案为Fe3+、Cu2+;一定;
(2)若CuCl2有剩余,由于Fe单质能与CuCl2反应,CuCl2有剩余则说明铁少量,容器中可能还含有Fe3+。此时反应程度分两种情况,第一种:FeCl3未反应完全,CuCl2还未反应,此时不存在Cu单质;第二种:FeCl3反应完全,CuCl2部分反应,此时存在Cu单质。所以,若CuCl2有剩余,溶液中可能存在Fe3+,铜单质可能存在。
故答案为Fe3+;可能;
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则Fe、Cu都已反应完全,发生反应Fe+2FeCl3=3FeCl2,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,所以容器中一定不含的单质为Fe、Cu;一定存在Fe2+。
故答案为Fe、Cu;一定;
(4)氧化性:Fe3+>Cu2+,加入Fe单质,Fe先Fe3+反应:2Fe3++Fe=3Fe2+;再与Cu2+反应:Cu2++Fe=Fe2++Cu。反应后,得到200 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液,n(Fe2+)=0.5mol/L×0.2L=0.1mol。m(Fe2+)=5.6g<6g,说明加入的6g铁粉没有反应完,而Fe3+和Cu2+反应完全。
设原混合溶液中含Fe2(SO4)3的物质的量为x mol,CuSO4的物质的量为ymol。
Fe + Fe2 (SO4)3= 3FeSO4
x mol x mol 3x mol
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
y mol y mol y mol y mol
所以,反应后溶液中n(FeSO4)= 0.5mol/L×0.2L=0.1mol =3x+y;
固体沉淀的质量等于加入的6g铁,减去消耗的铁的质量,加上生成的铜的质量。
m(固体)=6-(x+y)×56+64y=5.2 g
解得x=0.02,即原混合溶液中含Fe2(SO4)3的物质的量为0.02 mol.
所以Fe2(SO4)3的物质的量浓度为=0.1mol/L。
故答案为0.1mol/L.
点睛:本题关键是把握物质的氧化性、还原性强弱,氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性Fe>Cu。再判断反应的先后顺序,先发生的反应为强氧化剂与强还原剂的反应。
16.(1) Fe2O3+6H+=2Fe3++3 生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(2) 防止被氧化
(3) 氢气 a 2Fe3++ Fe=3Fe2+ 溶液中的HClO将Fe2+氧化为Fe3+
【详解】(1)①Fe2O3和HCl反应生成氯化铁和水,离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3。
②B→C的反应是氯化亚铁溶液和氢氧化钠溶液之间的复分解反应,生成氢氧化亚铁沉淀,请氧化亚铁易被氧气氧化、转变为氢氧化铁,故变化中可看到的现象是生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,发生氧化还原反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(2)①亚铁离子具有强还原性,容易被氧化为铁离子,铁和铁离子能反应生成亚铁离子,则在配制FeCl2溶液时需加入少量铁屑,其目的是防止被氧化。
②FeCl2溶液与氯水反应生成氯化铁,离子方程式为。
(3)①氯水是含氯气,盐酸,次氯酸的混合溶液,氢离子能和铁反应生成氢气。实验i中产生少量无色气体,该气体可能是氢气。
②铁离子能和KSCN溶液反应生成血红色溶液,则(2)实验ii中观察到溶液变为红色,为上层清液中含有的Fe3+ 与KSCN溶液反应生成,故选a。
③实验iii中观察到溶液无明显变化,可推知上层清液中不含Fe3+,则说明铁离子已经被试管底部的铁所消耗,其原因是:2Fe3++ Fe=3Fe2+ (用离子方程式表示)。
④氯气和次氯酸都具有强氧化性,都能将亚铁离子氧化为铁离子,则乙同学认为还有其他可能性为:溶液中的HClO将Fe2+氧化为Fe3+。
17. 3;8;2;3;6;2;4 FeS2 C Fe2+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【分析】(1)FeS2中铁元素化合价为+2价,硫元素化合价为-1价,反应中,Fe元素化合价由+2价升高为+3价被氧化,S元素化合价由-1价升高为0价被氧化,FeS2做还原剂,N元素化合价由+5价降低为+2价被还原,硝酸做氧化剂;
(2)依据Fe3+的性质分析判断;
(3)同种氧化剂,还原性强的先反应,由还原性Fe2+>Br-可知,向FeBr2溶液中通入Cl2时,还原性强的Fe2+离子先反应。
【详解】(1)FeS2中铁元素化合价为+2价,硫元素化合价为-1价,由未配平的化学方程式可知,反应中,Fe元素化合价由+2价升高为+3价被氧化,S元素化合价由-1价升高为0价被氧化,FeS2做还原剂,N元素化合价由+5价降低为+2价被还原,硝酸做氧化剂,反应的离子方程式为3FeS2+8H++2NO3-=3Fe2++6S↓+2NO↑+4H2O;
(2)①Fe与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁,溶液由棕黄色变为浅绿色,故正确;
②KSCN溶液与FeCl3溶液反应生成Fe(SCN)3,溶液由棕黄色变为红色,故正确;
③硫酸铜为蓝色溶液,硫酸铜与氯化铁不反应,溶液不会变成无色,故错误;
④硝酸银与氯化铁反应生成氯化银沉淀,白色沉淀为氯化银,该性质是氯离子性质,不是Fe3+的性质,故错误;
⑤氢氧化钠溶液与FeCl3溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,故正确;
③和④错误,故答案为:C;
(3)由还原性Fe2+>Br-可知,向FeBr2溶液中通入Cl2时,还原性强的Fe2+离子先反应,反应的离子方程式为为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,标准状况下2.24 L氯气的物质的量为0.1mol,1L 0.2mol·L-1的FeBr2溶液中Fe2+的物质的量为0.2mol,由方程式可知0.1mol氯气与0.2mol亚铁离子恰好完全反应,Br-离子未参加反应。
【点睛】同种氧化剂,还原性强的先反应,由还原性Fe2+>Br-可知,向FeBr2溶液中通入Cl2时,还原性强的Fe2+离子先反应是解答关键,也是难点和易错点。
18.(1) 2.000×10-2 5.000×10-3
(2)FeSO4·Al2(SO4)3·24H2O
【详解】(1)取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl 溶液至沉淀完全,过滤、洗涤,干燥至恒重,得到白色固体4.660g.根据硫酸根离子守恒,硫酸根离子的物质的量和硫酸钡的物质的量是相等的,即为:=2.000×10-2mol;取25.00mL溶液A,滴加适量稀硫酸,用0.10 0mol/L KMnO4溶液滴定至终点,生成Mn2+,消耗KMnO4溶液10.00mL,在酸性环境下,高猛酸根离子可以将亚铁离子氧化为三价铁离子,则根据方程式可知
所以亚铁离子的物质的量为:n=5×0.100mol/L×0.01L=5.000×10-3mol;
故答案为:2.000×10-2;5.000×10-3。
(2)100ml溶液中n()= = 0.08mol
n(Fe2+)= =0.02mol,根据化学式xFeSO4·yAl2(SO4)3·zH2O可知x:y=1:1,所以根据质量守恒可知水的物质的量= =0.48mol,
所以x:y:z=1:1:24,因此化学式为FeSO4·Al2(SO4)3·24H2O;
故答案为:FeSO4·Al2(SO4)3·24H2O。
19. Fe4N 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O
【分析】气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝,气体甲是氨气,说明化合物M含有氮元素;由白色沉淀乙在空气中转化为红褐色丙可知化合物M含有铁元素;故乙为氢氧化亚铁,丙是氢氧化铁,由丙到丁可知固体丁是Fe2O3,以此解题。
【详解】(1)气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝,甲为氨气,故电子式为,说明化合物M中含有氮元素,白色沉淀乙红褐色沉淀丙,说明化合物M中含有铁元素;红褐色沉淀丙固体丁(14.40g),固体丁为氧化铁,M由铁、氮两种元素组成,氧化铁质量为14.40g,则铁元素的质量为14.40g×=10.08g,氮元素质量为10.71g-10.08g=0.63g,铁、氮两种元素的物质的量之比为:=4∶1,所以M的化学式为Fe4N,故答案为:Fe4N;;
(2)白色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,故反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)高温条件下,丁即Fe2O3与甲即NH3反应生成两种单质和水,故该反应的化学方程式为Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O,故答案为:Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O。
20.(1)896
(2) 1:1
(3)0.6
【分析】0-20mL盐酸时,发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,20-60mL时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。故溶液A为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
【详解】(1)20-60mL时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,盐酸的物质的量为cV=1.0mol/L×(60-20)×10-3L=0.04mol,故n(CO2)=0.04mol,体积为0.04mol×22.4L/mol=0.896L=896mL。
(2)根据0-20mL盐酸时,发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,20-60mL时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,根据盐酸的体积比,可得混合物中的物质的量之比为1:1。
(3)根据20-60mL时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,60ml时溶质为NaCl,盐酸的物质的量为cV=1.0mol/L×60×10-3L=0.06mol,则NaCl的物质的量为0.06mol,根据Na守恒,原溶液中n(NaOH)=0.06mol,浓度为=0.6mol/L。
答案第1页,共2页
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