第三章第1节 第2课时铁的多样性
一、单选题
1．化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A．空间站中可用过氧化钠作为氧气来源
B．用钠制作的高压钠灯作路灯
C．晨起观察到的树林中的光线是胶体的丁达尔效应
D．钢铁生锈、金属冶炼、水垢的形成均涉及氧化还原反应
2．下列物质转化不能一步实现的是
A．Na→Na2O2 B．Fe→Fe3O4
C．CuSO4→CuO D．KMnO4→K2MnO4
3．下列说法不正确的是
A．钢瓶可以储存液氯
B．FeCl3具有氧化性，可用于蚀刻铜电路板
C．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
D．纯净的氢气在氯气中燃烧发出淡蓝色火焰，工业可用此反应制备盐酸
4．下列常见物质的俗名与化学式对应关系正确的是
A．大理石—— B．胆矾——
C．纯碱—— D．铁红——
5．下列各组转化关系，不能由一步反应实现的是
A． B．
C． D．
6．下列转化中，必须加入还原剂才能实现的是
A．H2O2→H2O B．Fe3+→Fe2+
C．Zn→Zn(NO3)2 D．Na2O→NaOH
7．下列各组物质的转化不能一步完成的是
A． B．
C． D．
8．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A．二氧化硫通入碘水褪色：
B．过量铁粉加入稀硝酸中：
C．1L 1mol·L-1 FeBr2溶液与一定量氯气反应，转移电子数为2NA时：
D．Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应：
9．某工厂的废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量的Na2SO4。为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如图流程制备绿矾(FeSO4 7H2O)并回收金属铜。
下列说法正确的是
A．“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀盐酸
B．加入“试剂②”时，固体H部分溶解同时有气体生成
C．“溶液G”和“溶液K”都只含有一种溶质
D．“操作Ⅲ”采用的实验方法是蒸发结晶
10．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作氧化剂
D．中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用
11．向含的溶液中加入一定量的固体，下列说法错误的是
A．反应后静置，上层溶液可能为无色
B．反应后溶液中的溶质可能只有一种
C．将反应前后的溶液在浅色火焰上灼烧，焰色均为黄色
D．中阴、阳离子的个数比为
12．已知：①绿茶中含有大量的鞣酸；②鞣酸亚铁溶液为无色，鞣酸铁溶液为蓝黑色。根据如图所示的实验流程分析，下列叙述错误的是
绿茶叶水蓝黑色恢复原色不变色变为红色
A．绿茶叶水与硫酸亚铁反应生成的鞣酸亚铁易被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色
B．反应②中维生素C体现出氧化性
C．反应④中可以替换为新制氯水
D．绿茶叶水不宜与补铁剂同时服用
13．下表中的各组物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
编号 a b c d
①
②
③
④
A．②④ B．①④ C．②③ D．③④
14．下列物质中，不能通过化合反应制得的是
A． B． C． D．
15．下图所示实验方案无法达到预期实验目的的是
A．用甲制备少量Fe(OH)2 B．用乙制备少量Cl2
C．用丙鉴别纯碱与小苏打 D．用丁证明Na2O2与水反应放热
16．下列操作能达到相应实验目的的是
实验目的 操作
A 检验溶液是否变质 取少量加入酸性溶液中
B 称取固体 先在托盘上各放一张滤纸，然后“左物右码”进行称量
C 实验室制备胶体 向沸水中逐滴加入饱和溶液，继续加热至红褐色
D 检验过氧化钠是否变质 向久置的粉末中滴加过量的盐酸，产生无色气体
A．A B．B C．C D．D
17．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为
A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2
18．金属钛(Ti)是一种重要的航空材料，其性质稳定，常温下不与稀盐酸反应。工业上以金红石(TiO2)为原料制备金属钛的主要流程如图所示：
下列说法错误的是
A．“氯化”过程的方程式为
B．“还原”过程为置换反应，且Mg的还原性强于Ti
C．Mg还原TiCl4过程中为防止O2氧化需要通入N2作保护气
D．制得的金属钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg
19．下列实验符合操作要求且能达到实验目的的是
A．I制备NaHCO3
B．II可用于除去CO2中的HCl
C．用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D．用IV制备氢氧化亚铁
20．氢能是理想的清洁能源，以太阳能为热源分解，经热化学-铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列说法不正确的是
A．过程I中产生的是氧化产物 B．过程Ⅱ中是还原剂
C．过程中涉及太阳能转变为化学能 D．过程Ⅱ中每生成1分子氢气，转移2个电子
二、解答题
21．.为了探究市售Fe3O4能否与常见的酸(盐酸、稀硫酸)发生反应，实验小组做了以下工作。
Ⅰ．Fe3O4的制备
(1)将可溶性亚铁盐和铁盐按一定配比混合后，加入NaOH溶液，在一定条件下反应可制得Fe3O4，反应的离子方程式为 。
Ⅱ．Fe3O4与酸反应的热力学论证
(2)理论上完全溶解1.16 g Fe3O4至少需要3 mol·L-1 H2SO4溶液的体积约为 mL(保留1位小数)。
Ⅲ．Fe3O4与酸反应的实验研究
用10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液浸泡1.0 g Fe3O4粉末，5分钟后各取2 mL澄清浸泡液，按编号ⅰ进行实验。
所用K3[Fe(CN)6]、KSCN溶液均为0.1 mol·L-1，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。
编号 实验操作 现象
ⅰ ①无蓝色沉淀 ②溶液显红色
ⅱ 均无明显现象
(3)实验ⅱ的作用是 。
(4)实验ⅰ中滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，其可能原因是Fe2＋的浓度太小，为了验证这一推断，可改进的方法是 。
(5)实验ⅲ：用10 mL 6 mol·L-1盐酸代替H2SO4浸泡样品后，重复实验ⅰ，发现试管①有蓝色沉淀，试管②溶液显红色，说明Cl-有利于Fe3O4与H＋反应，为了验证这一推测，可在用H2SO4溶液浸泡时加入 ，然后重复实验ⅰ。
(6)实验ⅳ：用20 mL 6 mol·L-1盐酸浸泡1.0 g天然磁铁矿粉末，20 min后浸泡液几乎无色，重复实验ⅰ，发现试管①、②均无明显现象，与实验ⅲ现象不同的可能原因是 。
22．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。
(2)A组同学取2mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为： 。
(3)B组同学认为A组的实验不够严谨，该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 。
(4)D组同学模拟工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中：c(Fe2+)=0.2mol/L，c(Fe3+)=0.01mol/L，c(Cl-)=0.63 mol/L，则该溶液的c(H+)= 。
②完成NaClO3氧化酸性FeCl2的离子方程式： 。
(5)E组同学测定某补铁剂中铁元素的含量。
根据上述流程及信息，计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。
(6)高铁酸钾是一种强氧化剂，可用作水处理剂。将加入与的混合液中可以制得溶液，发生的反应如下，请补全并配平 。
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试卷第1页，共3页第三章第1节 第2课时铁的多样性
一、单选题
1．化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A．空间站中可用过氧化钠作为氧气来源
B．用钠制作的高压钠灯作路灯
C．晨起观察到的树林中的光线是胶体的丁达尔效应
D．钢铁生锈、金属冶炼、水垢的形成均涉及氧化还原反应
【答案】D
【详解】A．Na2O2可以与人呼吸产生的CO2、H2O反应放出O2，可以帮助人呼吸，因此Na2O2可以作为空间站中的氧气来源，A正确；
B．钠蒸气放电产生的黄光射程远、透雾能力强，可制成高压钠灯，B正确；
C．大气是胶体，被阳光照射时产生丁达尔效应，C正确；
D．水垢的形成原理是一般的硬水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，烧水时发生Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O，Mg(HCO3)2==MgCO3↓+CO2↑+H2O，MgCO3+H2O==Mg(OH)2+CO2↑，不是氧化还原反应，D错误；
故合理选项是D。
2．下列物质转化不能一步实现的是
A．Na→Na2O2 B．Fe→Fe3O4
C．CuSO4→CuO D．KMnO4→K2MnO4
【答案】C
【详解】A．金属钠在氧气中燃烧生成过氧化钠，Na→Na2O2可以一步实现，A不合题意；
B．铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，Fe→Fe3O4可以一步实现，B不合题意；
C．硫酸铜不能一步实现到氧化铜的转化，CuSO4→CuO不能一步实现，C符合题意；
D．高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，KMnO4→K2MnO4可以一步实现，D不合题意；
故选C。
3．下列说法不正确的是
A．钢瓶可以储存液氯
B．FeCl3具有氧化性，可用于蚀刻铜电路板
C．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
D．纯净的氢气在氯气中燃烧发出淡蓝色火焰，工业可用此反应制备盐酸
【答案】D
【详解】A．常温下氯气和铁不反应，则钢瓶可以储存液氯，A正确；
B．FeCl3具有氧化性，能和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用于蚀刻铜电路板，B正确；
C．过氧化钠能与水或二氧化碳反应放出氧气，则过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中可作为氧气的来源，C正确；
D．纯净的氢气在氯气中燃烧发出苍白色火焰，D错误；
故选D。
4．下列常见物质的俗名与化学式对应关系正确的是
A．大理石—— B．胆矾——
C．纯碱—— D．铁红——
【答案】B
【详解】A．大理石主要成分是，A错误；
B．胆矾是五水合硫酸铜，化学式为，B正确；
C．纯碱为，氢氧化钠的俗名是烧碱或苛性钠，C错误；
D．铁红的化学式为，四氧化三铁的俗名是磁性氧化铁，D错误；
答案选B。
5．下列各组转化关系，不能由一步反应实现的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．三氧化二铝和盐酸反应生成氯化铝，氯化铝和氢氧化钠反应生成氢氧化铝，不能由一步反应实现，A符合题意；
B．氢氧化亚铁、氧气和水反应生成氢氧化铁，可以由一步反应实现，B不符合题意；
C．氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以由一步反应实现，C不符合题意；
D．过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，可以由一步反应实现，D不符合题意；
故选A。
6．下列转化中，必须加入还原剂才能实现的是
A．H2O2→H2O B．Fe3+→Fe2+
C．Zn→Zn(NO3)2 D．Na2O→NaOH
【答案】B
【详解】A．H2O2→H2O可通过歧化反应实现，不一定需要加入还原剂才能实现，故A错误；
B．Fe3+→Fe2+的转化过程中铁元素的化合价降低被还原，需要加入还原剂才能实现，故B正确；
C．Zn→Zn(NO3)2的转化过程中锌元素的化合价升高，发生氧化反应，需要加入氧化剂能实现，故C错误；
D．Na2O→NaOH过程中不存在元素化合价变化，不需要加入还原剂即可实现，故D错误；
故选：B。
7．下列各组物质的转化不能一步完成的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】A．各步反应可以一步完成，如图：，A不符合题意；
B．各步反应可以一步完成，如图：，B不符合题意；
C．各步反应可以一步完成，如图：，C不符合题意；
D．CuO不能一步得到Cu(OH)2，D符合题意；
故选D。
8．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A．二氧化硫通入碘水褪色：
B．过量铁粉加入稀硝酸中：
C．1L 1mol·L-1 FeBr2溶液与一定量氯气反应，转移电子数为2NA时：
D．Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应：
【答案】A
【详解】A．二氧化硫通入碘水褪色，反应方程式为：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，则离子方程式为：，A正确；
B．过量铁粉加入稀硝酸中生成Fe(NO3)2、NO和H2O，故离子方程式为：，B错误；
C．已知Fe2+的还原性强于Br-，故1L 1mol·L-1 即1L×1mol/L=1molFeBr2溶液与一定量氯气反应，转移电子数为2NA时则1molFe2+失去1mol电子，另有1molBr-失去1mol电子，故离子方程式为：，C错误；
D．Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应生成CaCO3、Na2CO3和H2O，故离子方程式为：，D错误；
故答案为：A。
9．某工厂的废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量的Na2SO4。为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如图流程制备绿矾(FeSO4 7H2O)并回收金属铜。
下列说法正确的是
A．“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀盐酸
B．加入“试剂②”时，固体H部分溶解同时有气体生成
C．“溶液G”和“溶液K”都只含有一种溶质
D．“操作Ⅲ”采用的实验方法是蒸发结晶
【答案】B
【分析】某工厂的废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量的Na2SO4。将废水中加入过量的铁粉，将Cu2+还原为Cu，过滤后所得固体H为Cu、Fe的混合物，溶液G中含有FeSO4、Na2SO4；固体H中加入稀硫酸，完全反应后过滤，所得固体为Cu，将溶液K和溶液G合并，蒸发浓缩、冷却结晶，可得到绿矾(FeSO4 7H2O)晶体。
【详解】A．由分析可知，“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸，A不正确；
B．加入“试剂②”(稀硫酸)时，固体H(Fe、Cu的混合物)中Fe溶解，同时有氢气生成，B正确；
C．“溶液G”中含有FeSO4、Na2SO4，“溶液K”中含有FeSO4、H2SO4，二者所含溶质不完全相同，C不正确；
D．“操作Ⅲ”采用的实验方法是蒸发浓缩、冷却结晶，D不正确；
故选B。
10．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作氧化剂
D．中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用
【答案】D
【详解】A．高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不能实现上述①转化，A错误；
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氧化铁不能溶于水，Fe2O3加水溶解不能转化为Fe(OH)3，B错误；
C．维生素C具有还原性，可将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂，C错误；
D．中铁元素的化合价为+6价，处于较高价态，因此具有强氧化性，具有杀菌消毒作用，可以作为消毒剂使用，D正确；
故选D。
11．向含的溶液中加入一定量的固体，下列说法错误的是
A．反应后静置，上层溶液可能为无色
B．反应后溶液中的溶质可能只有一种
C．将反应前后的溶液在浅色火焰上灼烧，焰色均为黄色
D．中阴、阳离子的个数比为
【答案】D
【分析】向含的溶液中加入过量的Na2O2固体，Na2O2先和水反应生成NaOH和氧气，Fe2+与O2、NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，Na+和仍然存在于溶液中，溶液可能存在OH-，以此解答。
【详解】A．由分析可知，反应后静置，上层溶液中可能只含有Na+和，为无色液体，A正确；
B．由分析可知，若Na2O2、H2O、Fe2+刚好完全反应，溶液中只含有Na2SO4一种溶质，B正确；
C．由分析可知，反应前后的溶液中均含有Na+，将反应前后的溶液在浅色火焰上灼烧，焰色均为黄色，C正确；
D．中含有2个Na+和1个，阴、阳离子的个数比为，D错误；
故选D。
12．已知：①绿茶中含有大量的鞣酸；②鞣酸亚铁溶液为无色，鞣酸铁溶液为蓝黑色。根据如图所示的实验流程分析，下列叙述错误的是
绿茶叶水蓝黑色恢复原色不变色变为红色
A．绿茶叶水与硫酸亚铁反应生成的鞣酸亚铁易被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色
B．反应②中维生素C体现出氧化性
C．反应④中可以替换为新制氯水
D．绿茶叶水不宜与补铁剂同时服用
【答案】B
【详解】A．绿茶中含有大量的鞣酸与FeSO4反应生成鞣酸亚铁，溶液为无色，鞣酸亚铁被氧化生成鞣酸铁而呈蓝黑色，A正确；
B．向蓝黑色溶液中加入维生素C，溶液由蓝黑色恢复原色，说明维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁，表现还原性，B错误；
C．H2O2和新制氯水均具有氧化性，能将 Fe2+氧化为Fe3+ ，所以反应④中H2O2可以替换为新制氯水，C正确；
D．因为绿茶叶水中的鞣酸与补铁剂中的Fe2+反应生成鞣酸亚铁，鞣酸亚铁不稳定，易被氧化为鞣酸铁，故服用补铁剂时不能喝绿茶，D正确；
故选B。
13．下表中的各组物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
编号 a b c d
①
②
③
④
A．②④ B．①④ C．②③ D．③④
【答案】D
【详解】①不能一步生成，c→a无法一步转化，故错误；
②和氧气点燃生成，和少量氧气不完全燃烧生成CO，C与足量氧气完全燃烧生成CO2，和水反应生成，但不能一步生成CO，d→a无法一步转化，故错误；
③和硝酸银反应可转化为，Fe2O3与盐酸反应生成，氧化铁和稀硝酸反应生成，与NaOH溶液反应生成，加热分解生成Fe2O3，故正确；
④MgO和稀盐酸反应生成，Mg和氧气点燃生成MgO，Mg和稀盐酸反应生成，氯化镁与NaOH溶液反应生成，加热分解生成MgO，转化能一步实现，故正确；
故选D。
14．下列物质中，不能通过化合反应制得的是
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】A．碳酸钠溶液与二氧化碳和水化合生成碳酸氢钠，故A不符合题意；
B．氯化铁与铁化合生成氯化亚铁，故B不符合题意；
C．不能通过化合反应直接制得，故C符合题意；
D．氢氧化亚铁与氧气、水可化合生成氢氧化铁，故D不符合题意；
答案选C。
15．下图所示实验方案无法达到预期实验目的的是
A．用甲制备少量Fe(OH)2 B．用乙制备少量Cl2
C．用丙鉴别纯碱与小苏打 D．用丁证明Na2O2与水反应放热
【答案】C
【详解】A．亚铁离子易被氧化，苯可隔绝空气，硫酸亚铁与NaOH溶液反应可制备氢氧化亚铁，故A正确；
B．加热时浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，图中固液加热装置可制备氯气，故B正确；
C．加热时小苏打分解生成水，为防止生成的水倒流，试管口应略向下倾斜，故C错误；
D．过氧化钠与水反应生成氧气且放热，脱脂棉燃烧可证明，故D正确；
故选：C。
16．下列操作能达到相应实验目的的是
实验目的 操作
A 检验溶液是否变质 取少量加入酸性溶液中
B 称取固体 先在托盘上各放一张滤纸，然后“左物右码”进行称量
C 实验室制备胶体 向沸水中逐滴加入饱和溶液，继续加热至红褐色
D 检验过氧化钠是否变质 向久置的粉末中滴加过量的盐酸，产生无色气体
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．硫酸亚铁与酸性高锰酸钾反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，若部分变质也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法判断硫酸亚铁是否变质，故A错误；
B．氢氧化钠易潮解且具有腐蚀性，不能用滤纸称量，故B错误；
C．向沸水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续加热至红褐色，停止加热，可制得氢氧化铁胶体，故C正确；
D．过氧化钠变质生成碳酸钠，过氧化钠和碳酸钠均能与盐酸反应产生无色气体，因此无法判断过氧化钠是否变质，故D错误；
故本题选C。
17．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为
A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2
【答案】A
【详解】铁粉和氧化铁粉末加到稀硫酸中，反应后的溶液中无Fe3+，在此过程中发生的化学反应为：、、。反应后得到标准状况下1.12 L氢气的物质的量为0.05 mol，通过离子方程式计算出，在这一过程中消耗的铁粉的物质的量为0.05 mol，质量为，所以剩余的铁粉和氧化铁的质量为13.6g-2.8g=10.8 g。反应后，固体完全溶解且溶液中无Fe3+，表明和酸反应剩余的铁粉和Fe3+恰好完全反应，所以剩余的Fe和Fe3+的物质的量之比为1:2，Fe3+全部来自氧化铁，所以剩余的铁粉和氧化铁的物质的量之比为1∶1，设铁的物质的量为x mol，则，解得，所以氧化铁的物质的量为0.05 mol，铁粉的总物质的量为0.05+0.05=0.1 mol，原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为0.1∶0.05=2∶1，答案选A。
18．金属钛(Ti)是一种重要的航空材料，其性质稳定，常温下不与稀盐酸反应。工业上以金红石(TiO2)为原料制备金属钛的主要流程如图所示：
下列说法错误的是
A．“氯化”过程的方程式为
B．“还原”过程为置换反应，且Mg的还原性强于Ti
C．Mg还原TiCl4过程中为防止O2氧化需要通入N2作保护气
D．制得的金属钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg
【答案】C
【分析】金红石(TiO2)与Cl2、C发生氯化反应，生成TiCl4和CO；TiCl4被Mg还原可生成Ti。
【详解】A．“氯化”过程中，TiO2、Cl2、C发生反应，生成TiCl4和CO，反应物中Cl2呈气态，则生成物中CO不标“↑”，化学方程式为，A正确；
B．“还原”过程中发生反应TiCl4+MgTi+2MgCl2，该反应属于置换反应，且Mg的还原性强于Ti，B正确；
C．Mg还原TiCl4过程需要在高温下进行，Mg易与O2、N2发生反应，为防止O2氧化需要通入Ar作保护气，不能用N2作保护气，C错误；
D．题干信息显示：金属钛常温下不与稀盐酸反应，所以制得的金属钛中含有的少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg，D正确；
故选C。
19．下列实验符合操作要求且能达到实验目的的是
A．I制备NaHCO3
B．II可用于除去CO2中的HCl
C．用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D．用IV制备氢氧化亚铁
【答案】B
【详解】A．向饱和的食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳发生反应，而不是先通二氧化碳，故A不选；
B．HCl与饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳，二氧化碳不与碳酸氢钠反应，II可用于除去CO2中的HCl，故B选；
C．溶解氢氧化钠固体应在烧杯中进行，不能在容量瓶中溶解固体，故C不选；
D．装有铁粉试管上方的导管没有插入液面以下，铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁溶液无法进入右侧氢氧化钠溶液中反应，故D不选；
故选B。
20．氢能是理想的清洁能源，以太阳能为热源分解，经热化学-铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列说法不正确的是
A．过程I中产生的是氧化产物 B．过程Ⅱ中是还原剂
C．过程中涉及太阳能转变为化学能 D．过程Ⅱ中每生成1分子氢气，转移2个电子
【答案】B
【分析】过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2，过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑；
【详解】A．过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2，氧元素化合价升高，产生的O2是氧化产物，故A正确；
B．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑中铁元素化合价升高，氢元素化合价降低，H2O是氧化剂，故B错误；
C．过程I利用太阳能分解Fe3O4，将太阳能转变为化学能，故C正确；
D．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑，氢元素化合价从+1降低至0价，每生成1分子氢气，转移2个电子，故D正确；
故选：B。
二、解答题
21．.为了探究市售Fe3O4能否与常见的酸(盐酸、稀硫酸)发生反应，实验小组做了以下工作。
Ⅰ．Fe3O4的制备
(1)将可溶性亚铁盐和铁盐按一定配比混合后，加入NaOH溶液，在一定条件下反应可制得Fe3O4，反应的离子方程式为 。
Ⅱ．Fe3O4与酸反应的热力学论证
(2)理论上完全溶解1.16 g Fe3O4至少需要3 mol·L-1 H2SO4溶液的体积约为 mL(保留1位小数)。
Ⅲ．Fe3O4与酸反应的实验研究
用10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液浸泡1.0 g Fe3O4粉末，5分钟后各取2 mL澄清浸泡液，按编号ⅰ进行实验。
所用K3[Fe(CN)6]、KSCN溶液均为0.1 mol·L-1，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。
编号 实验操作 现象
ⅰ ①无蓝色沉淀 ②溶液显红色
ⅱ 均无明显现象
(3)实验ⅱ的作用是 。
(4)实验ⅰ中滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，其可能原因是Fe2＋的浓度太小，为了验证这一推断，可改进的方法是 。
(5)实验ⅲ：用10 mL 6 mol·L-1盐酸代替H2SO4浸泡样品后，重复实验ⅰ，发现试管①有蓝色沉淀，试管②溶液显红色，说明Cl-有利于Fe3O4与H＋反应，为了验证这一推测，可在用H2SO4溶液浸泡时加入 ，然后重复实验ⅰ。
(6)实验ⅳ：用20 mL 6 mol·L-1盐酸浸泡1.0 g天然磁铁矿粉末，20 min后浸泡液几乎无色，重复实验ⅰ，发现试管①、②均无明显现象，与实验ⅲ现象不同的可能原因是 。
【答案】(1)Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH-=Fe3O4↓＋4H2O
(2)6.7
(3)作对照实验，排除H2SO4、HCl对实验现象的干扰
(4)在试管中加入植物油隔绝空气，并延长浸泡Fe3O4的时间，或者适当升高反应温度、搅拌等
(5)NaCl固体
(6)天然磁铁矿粉末中杂质较多，Fe3O4的含量较低
【分析】探究Fe3O4与酸反应生成的产物中的亚铁离子和铁离子，通过对比实验ⅱ可排出干扰，根据分析可知，加入滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成的原因可能是Fe2＋的浓度太小，也可能是Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，通过设计实验进行探究。
【详解】（1）可溶性亚铁盐和铁盐按一定配比混合后，加入NaOH溶液，在一定条件下反应可制得Fe3O4，反应的离子方程式：；
（2）1.16 g Fe3O4的物质的量为0.005 mol，根据反应：，需要H2SO4的物质的量为0.02 mol，需要3 mol·L-1 H2SO4溶液的体积：；
（3）实验ⅱ的作用是作对照实验，排除H2SO4、HCl对实验现象的干扰；
（4）实验ⅰ中滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，其可能原因是Fe2＋的浓度太小，也可能是Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，为了验证这一推断，可改进的方法是在试管中加入植物油隔绝空气，并延长浸泡Fe3O4的时间，或者适当升高反应温度、搅拌等；
（5）为了验证Cl-有利于Fe3O4与H＋反应，可在用H2SO4溶液浸泡时加入NaCl固体，然后重复实验ⅰ；
（6）实验ⅳ：用20 mL 6 mol·L-1盐酸浸泡1.0 g天然磁铁矿粉末，20 min后浸泡液几乎无色，重复实验ⅰ，发现试管①、②均无明显现象，与实验ⅲ现象不同的可能原因是：天然磁铁矿粉末中杂质较多，Fe3O4的含量较低。
22．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。
(2)A组同学取2mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为： 。
(3)B组同学认为A组的实验不够严谨，该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 。
(4)D组同学模拟工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中：c(Fe2+)=0.2mol/L，c(Fe3+)=0.01mol/L，c(Cl-)=0.63 mol/L，则该溶液的c(H+)= 。
②完成NaClO3氧化酸性FeCl2的离子方程式： 。
(5)E组同学测定某补铁剂中铁元素的含量。
根据上述流程及信息，计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。
(6)高铁酸钾是一种强氧化剂，可用作水处理剂。将加入与的混合液中可以制得溶液，发生的反应如下，请补全并配平 。
_________________________________=_________________________________
【答案】(1)防止氯化亚铁被氧化
(2)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的干扰)
(4) 0.2mol/L
(5)
(6)
【分析】将碾碎的补铁剂溶于足量盐酸，过滤得到接近无色的溶液，再加入H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+，向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液将溶液中的Fe3+转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，过滤得到Fe(OH)3，Fe(OH)3灼烧分解生成Fe2O3。
【详解】（1）亚铁离子有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化。
（2）氯气可将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为氯离子，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。
（3）亚铁离子有还原性，能被空气中的氧气氧化，煤油能防止空气中的氧气将亚铁离子氧化，从而产生干扰，因此煤油的作用是隔绝空气。
（4）①若酸性FeCl2废液中：c(Fe2+)=0.2mol/L，c(Fe3+)=0.01mol/L，c(Cl-)=0.63 mol/L，依据电荷守恒，溶液中c(H+)=0.63mol/L-0.2mol/L×2-0.01mol/L×3=0.2mol/L；
②NaClO3氧化酸性FeCl2过程中，氯元素化合价由+5价降低到-1价，铁元素化合价由+2价升高到+3价，依据得失电子守恒可知，氯酸根离子前面配1，氯离子前面配1，亚铁离子前面配6，铁离子前面配6，依据电荷守恒可知，反应物还有氢离子，氢离子前面配6，最后结合原子守恒可知，配平后的离子方程式为：。
（5）由流程结合分析，m片补铁剂能得到ag Fe2O3，由铁元素守恒，每片该补铁剂含铁元素的质量为。
（6）碱性条件下发生反应，反应中铁元素化合价由+3变为+6、氯元素化合价由+1变为-1，依据得失电子守恒可知，铁离子前面配2、离子前面配2，次氯酸根离子前面配3、氯铁离子前面配3，依据电荷守恒可知，反应物还有氢氧根离子，氢氧根离子前面配10，最后结合原子守恒可知，配平后的离子方程式为：。
试卷第1页，共3页
