苏教版(2019)化学 必修第二册 专题9 第2单元 探究铁及其化合物的转化 同步练习(2课时,含解析)

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名称 苏教版(2019)化学 必修第二册 专题9 第2单元 探究铁及其化合物的转化 同步练习(2课时,含解析)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2020-10-15 14:12:32

文档简介

铁及其化合物转化反应条件影响的探究
1.(2020·厦门高一检测)下列关于铁元素及其化合物的一些叙述中,正确的是
(  )
A.铁的三种氧化物均为黑色
B.铁的两种氢氧化物均难溶于水
C.铁属于人体内的常量元素,不会缺少,不用补充
D.地壳中有含有铁单质的矿物,可以直接开采
2.下列各试剂中,不能用来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3的是
(  )
A.NaOH溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.BaCl2溶液
D.KSCN溶液
3.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入(  )
A.KSCN溶液
B.铁片
C.NaOH溶液
D.石蕊溶液
4.(2020·唐山高一检测)下列离子的检验方法合理的是
(  )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
5.(2020·泰州高一检测)铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是
(  )
A.Fe(OH)3 Fe2O3     B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3
D.Fe(OH)2 Fe3O4
6.对铁及其化合物的叙述不正确的是
(  )
A.可用KSCN溶液检验Fe3+
B.Fe(OH)2能在空气中稳定存在
C.Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu
D.Fe2O3与Al可发生铝热反应
7.(2020·苏州高一检测)在含有1
mol
FeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤,然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是
(  )
A.Fe
B.FeO
C.Fe(OH)3
D.Fe2O3
8.(双选)(2020·南京高一检测)把铁片放入1
L
1
mol·L-1的氯化铁溶液中,下列有关说法正确的是
(  )
A.发生反应的离子方程式为Fe+Fe3+2Fe2+
B.向反应后的溶液中先加氯水,再加KSCN溶液,可检验是否有Fe2+生成
C.反应后的溶液不一定能溶解铜片
D.当铁片剩余时,反应后的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
9.证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是(  )
①先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显血红色
②先滴加KSCN溶液,不显血红色,再滴加氯水后显血红色
③滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色
④只需滴加KSCN溶液
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
10.(2020·湖州高一检测)选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(  )
试剂
选项  
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
11.(12分)(2020·杭州高一检测)白色的Fe(OH)2沉淀在空气中极易被氧化。利用如图装置可以制得白色的Fe(OH)2沉淀,并能在较长时间内保持白色。实验中可选用的试剂有NaOH溶液、铁屑、稀硫酸。
(1)Fe(OH)2在空气中被氧化的化学方程式是____________________ ,?
实验现象是_____________________________? 。?
(2)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______;在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。?
(3)在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的实验操作依次是________(选填序号)。?
①检验A口排出气体的纯度
②夹紧止水夹
③打开止水夹
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是?___________ 。?
12.(18分)铁是应用最广泛的金属,铁的氯化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)在实验室中,FeCl2可用铁粉和_______(填名称)反应制备。?
(2)Fe3O4可用多种方法制得,其中由一种单质和一种化合物通过化合反应制备的化学方程式为?_________________________ 。?
(3)实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气,否则发生的现象是?__________ ,?
对应的化学方程式为?______________________ 。?
(4)红砖是用黏土高温烧结而成的,因其含有Fe2O3呈红色或棕红色而得名,常用作建筑材料。请设计一个简单实验证明红砖中含有Fe3+:?______________ 。?
(5)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,实验测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为_______。?
(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为?_______ 。?
13.(双选)(2020·潍坊高一检测)下列除杂方案错误的是
(  )
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
A
CuCl2(aq)
Fe3+
NaOH溶液、盐酸
B
AlCl3(aq)
Cu2+
Al粉
C
NaHCO3(aq)
Na2CO3
CO2气体
D
FeCl3(aq)
Cu2+
Fe粉
14.(2020·北京市通州区高一检测)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如图所示,下列说法错误的是
(  )
A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
B.沉淀过程中有CO2气体放出
C.过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
15.(2020·无锡高一检测)已知A为金属单质,下列物质相互转化如图所示:
试回答:
(1)写出B的化学式 ___________________________,?
D的化学式_________________________________ 。?
(2)写出由E转变成F的化学方程式?_______________________ 。?
(3)检验G溶液中阳离子的试剂为___________________________ ,?
写出发生反应的离子方程式?____________________________ 。?
(4)向G溶液中加入A的有关离子反应方程式为?_______________________ 。?
(5)某同学取B的溶液酸化后加入碘化钾淀粉溶液,在空气中放置一会儿变为蓝色,写出与上述变化过程相关的离子方程式__________________________ ,?
__________________________ 。?
铁及其化合物转化反应条件影响的探究
1.(2020·厦门高一检测)下列关于铁元素及其化合物的一些叙述中,正确的是
(  )
A.铁的三种氧化物均为黑色
B.铁的两种氢氧化物均难溶于水
C.铁属于人体内的常量元素,不会缺少,不用补充
D.地壳中有含有铁单质的矿物,可以直接开采
【解析】选B。Fe2O3为红棕色固体,A项错误;Fe(OH)2、Fe(OH)3均难溶于水,B项正确;铁属于人体必需的微量元素,缺少时需要补充,C项错误;地壳中不含铁单质,含铁的矿物中,铁元素以化合态存在,D项错误。
2.下列各试剂中,不能用来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3的是
(  )
A.NaOH溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.BaCl2溶液
D.KSCN溶液
【解析】选C。向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色,向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后立即生成红褐色沉淀,两者反应现象不同,可鉴别,A错误;亚铁离子具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,可鉴别,B错误;二者均与氯化钡溶液反应生成白色沉淀硫酸钡,不能鉴别,C正确;加入KSCN溶液立即呈血红色的是硫酸铁;加KSCN溶液没有明显现象的硫酸亚铁,可鉴别,D错误。
3.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入(  )
A.KSCN溶液
B.铁片
C.NaOH溶液
D.石蕊溶液
【解析】选A。Fe2+与KSCN不反应,而Fe3+与KSCN溶液反应生成血红色络合物,反应现象明显,因此可以用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质,A合理;铁片与Fe2+不能反应,而与Fe3+反应产生Fe2+,反应现象不明显,因此铁片只能使变质的Fe3+转化为Fe2+,不能用于检验FeCl2溶液是否变质,B不合理;Fe2+与OH-反应产生Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2不稳定,容易被溶解在溶液中的空气氧化产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,因此看到的现象是沉淀由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此不容易观察到FeCl2溶液是否变质,C不合理;FeCl2、FeCl3都是强酸弱碱盐,金属阳离子发生水解反应使溶液显酸性,因此都可以使石蕊溶液变为红色,因此不能检验FeCl2溶液是否变质,D不合理。
4.(2020·唐山高一检测)下列离子的检验方法合理的是
(  )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
【解析】选C。Fe3+与SCN-生成血红色Fe(SCN)3,该现象可以证明存在Fe3+,但无法确定Fe2+的存在,A项错误;通入Cl2后存在Fe3+,原溶液可能存在Fe2+或Fe3+或Fe2+、Fe3+,B项错误;Fe(OH)3是红褐色沉淀,C项正确;Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀的观察,所以当含Fe2+的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时,也同样出现上述现象,D项错误。
5.(2020·泰州高一检测)铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是
(  )
A.Fe(OH)3 Fe2O3     B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3
D.Fe(OH)2 Fe3O4
【解析】选B。铁屑溶于过量稀硫酸,生成FeSO4溶液,向滤液中加入过量氨水,生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3,加热沉淀至质量不再发生变化为止,生成红棕色Fe2O3,B项正确。
6.对铁及其化合物的叙述不正确的是
(  )
A.可用KSCN溶液检验Fe3+
B.Fe(OH)2能在空气中稳定存在
C.Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu
D.Fe2O3与Al可发生铝热反应
【解析】选B。加入KSCN溶液,溶液呈血红色,证明有铁离子,故A正确;氢氧化亚铁为白色固体,不稳定,易被空气中氧气氧化生成红褐色氢氧化铁,不能稳定存在,故B错误;铁的活泼性大于铜,所以铁可以从CuSO4溶液中置换出铜,故C正确;在金属活动性顺序表中,铝排在铁的前面,铝比铁的活泼性强,铁的氧化物能在高温下与Al发生铝热反应,故D正确。
7.(2020·苏州高一检测)在含有1
mol
FeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤,然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是
(  )
A.Fe
B.FeO
C.Fe(OH)3
D.Fe2O3
【解析】选D。FeSO4的溶液中投入一小块金属钠,Na与H2O反应生成NaOH,OH-和Fe2+反应生成Fe(OH)2,在空气中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)3最后得到的固体为Fe2O3。
8.(双选)(2020·南京高一检测)把铁片放入1
L
1
mol·L-1的氯化铁溶液中,下列有关说法正确的是
(  )
A.发生反应的离子方程式为Fe+Fe3+2Fe2+
B.向反应后的溶液中先加氯水,再加KSCN溶液,可检验是否有Fe2+生成
C.反应后的溶液不一定能溶解铜片
D.当铁片剩余时,反应后的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】选C、D。电荷不守恒,故A错误;B选项,若反应后溶液中有剩余的Fe3+,加KSCN会出现血红色,不能确定是否有Fe2+,故B错误;若铁片足量,反应后的溶液中无Fe3+,则不能溶解铜,但溶液中生成的Fe2+会使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C、D正确。
9.证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是(  )
①先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显血红色
②先滴加KSCN溶液,不显血红色,再滴加氯水后显血红色
③滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色
④只需滴加KSCN溶液
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
【解析】选B。如果直接加KSCN溶液,不变血红色,只能证明不含有Fe3+,不能证明含有Fe2+;先加氯水,再加KSCN溶液后显血红色,只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的,所以①④都不正确;先滴加KSCN溶液,不显血红色,证明不含有Fe3+,再滴加氯水后显血红色,证明加氯水前含有Fe2+,所以②正确;滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色,这是Fe2+的特征反应现象,也能证明加NaOH之前不含有Fe3+,所以③也正确。
10.(2020·湖州高一检测)选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(  )
试剂
选项  
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
【解析】选B。甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件,实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。
11.(12分)(2020·杭州高一检测)白色的Fe(OH)2沉淀在空气中极易被氧化。利用如图装置可以制得白色的Fe(OH)2沉淀,并能在较长时间内保持白色。实验中可选用的试剂有NaOH溶液、铁屑、稀硫酸。
(1)Fe(OH)2在空气中被氧化的化学方程式是____________________ ,?
实验现象是_____________________________? 。?
(2)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______;在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。?
(3)在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的实验操作依次是________(选填序号)。?
①检验A口排出气体的纯度
②夹紧止水夹
③打开止水夹
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是?___________ 。?
【解析】本题易错点是(2)中药品的名称,铁屑学生容易写成铁粉或铁单质,这些是不正确的,因为题目中给出的是铁屑,因此只能写成铁屑;制备氢氧化亚铁,且长时间观察,应排除装置中的空气,以及防止空气的进入。
(1)氢氧化亚铁容易被氧气氧化,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,实验现象是白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色;
(2)根据实验目的,试管Ⅰ中放入铁屑、稀硫酸,试管Ⅱ中放入NaOH溶液;
(3)根据实验目的,试管Ⅰ先产生H2,让氢气排除整个装置中的空气,然后关闭止水夹,利用压强,把试管Ⅰ中液体压入试管Ⅱ中,即操作顺序是③①②;
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了整个实验装置,外界空气不易进入。
答案:(1)4Fe(OH)2
+
O2
+
2H2O
4Fe(OH)3 白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色
(2)稀硫酸、铁屑 NaOH溶液 
(3)③①② 
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了整个实验装置,外界空气不易进入
12.(18分)铁是应用最广泛的金属,铁的氯化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)在实验室中,FeCl2可用铁粉和_______(填名称)反应制备。?
(2)Fe3O4可用多种方法制得,其中由一种单质和一种化合物通过化合反应制备的化学方程式为?_________________________ 。?
(3)实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气,否则发生的现象是?__________ ,?
对应的化学方程式为?______________________ 。?
(4)红砖是用黏土高温烧结而成的,因其含有Fe2O3呈红色或棕红色而得名,常用作建筑材料。请设计一个简单实验证明红砖中含有Fe3+:?______________ 。?
(5)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,实验测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为_______。?
(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为?_______ 。?
【解析】(1)在实验室中,FeCl2可用铁粉和盐酸反应制备:Fe+2HClFeCl2+H2↑。
(2)FeO在空气中加热,即可得到Fe3O4。化学方程式为6FeO+O22Fe3O4。
(3)Fe(OH)2容易被空气中的氧气氧化,所以制备时必须隔绝空气,否则白色的Fe(OH)2会迅速变为灰绿色,最终变为红褐色沉淀,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
(4)检验红砖中含有Fe3+,可使Fe2O3中的+3价铁转化为Fe3+,然后用KSCN溶液检验Fe3+。方法是将样品粉碎,用盐酸浸泡后取上层清液,滴加KSCN溶液后显血红色。
(5)设FeCl2和FeCl3的物质的量分别为x和y,则(x+y):(2x+3y)=
1∶2.1,解得x=9y,则该样品中FeCl3的物质的量分数为10%。
(6)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,铁的化合价升高,所以KClO中Cl的化合价降低生成Cl-,其反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。
答案:(1)稀盐酸或氯化铁溶液 (2)6FeO+O22Fe3O4 (3)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色沉淀 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (4)将样品粉碎,用盐酸浸泡后取上层清液,滴加KSCN溶液后显血红色  (5)10% (6)2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O
13.(双选)(2020·潍坊高一检测)下列除杂方案错误的是
(  )
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
A
CuCl2(aq)
Fe3+
NaOH溶液、盐酸
B
AlCl3(aq)
Cu2+
Al粉
C
NaHCO3(aq)
Na2CO3
CO2气体
D
FeCl3(aq)
Cu2+
Fe粉
【解析】选A、D。先加过量NaOH溶液,铁离子、铜离子均反应,分别生成Fe(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀,过滤后向沉淀中加盐酸,则生成氯化铁与氯化铜,故A错误;Al与Cu2+发生置换反应,可除去杂质,且不引入新杂质,故B正确;Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,可利用CO2气体除去NaHCO3溶液里混有的Na2CO3,故C正确;Fe可与氯化铁反应,将被提纯物质同时除去,故D错误。
14.(2020·北京市通州区高一检测)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如图所示,下列说法错误的是
(  )
A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
B.沉淀过程中有CO2气体放出
C.过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
【解析】选D。FeSO4溶液中加碳酸氢铵生成FeCO3,过滤、洗涤,即可得到FeCO3固体。亚铁离子变质会生成铁离子,则可利用KSCN溶液检验,故A正确;FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑,则沉淀过程中有CO2气体放出,故B正确;过滤操作中过滤时用到漏斗,用玻璃棒引流,烧杯盛放溶液,所以过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,故C正确;二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁,所以FeCO3在空气中高温分解不能得到FeO,故D错误。
15.(2020·无锡高一检测)已知A为金属单质,下列物质相互转化如图所示:
试回答:
(1)写出B的化学式 ___________________________,?
D的化学式_________________________________ 。?
(2)写出由E转变成F的化学方程式?_______________________ 。?
(3)检验G溶液中阳离子的试剂为___________________________ ,?
写出发生反应的离子方程式?____________________________ 。?
(4)向G溶液中加入A的有关离子反应方程式为?_______________________ 。?
(5)某同学取B的溶液酸化后加入碘化钾淀粉溶液,在空气中放置一会儿变为蓝色,写出与上述变化过程相关的离子方程式__________________________ ,?
__________________________ 。?
【解析】白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,Fe(OH)3和盐酸反应生成的G为FeCl3;D溶液和AgNO3溶液反应生成不溶于硝酸的白色沉淀H(AgCl)和含K+的溶液,所以D为KCl,则B和C分别为KOH和FeCl2中的一种;G(FeCl3)可以和A生成B,所以B为FeCl2,A为铁,铁和盐酸反应生成FeCl2和氢气。(1)B为FeCl2,D为KCl;(2)由Fe(OH)2转变成Fe(OH)3的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;(3)可以用KSCN溶液检验FeCl3溶液中的Fe3+,两者反应生成血红色物质,发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;(4)向FeCl3溶液加入Fe,发生氧化还原反应,离子反应方程式为2Fe3++Fe3Fe2+;(5)FeCl2中的Fe2+有还原性,可以被空气中的氧气氧化,生成的Fe3+可以氧化I-生成I2,所以把FeCl2溶液酸化后加入碘化钾淀粉溶液,在空气中放置一会儿变为蓝色,发生的离子方程式有4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O和2Fe3++2I-2Fe2++I2。
答案:(1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(3)KSCN Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(4)2Fe3++Fe3Fe2+
(5)4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
2Fe3++2I-2Fe2++I2铁及其化合物转化反应的合理选择
1.(2020·北京市石景山区高一检测)在一些盛高档茶叶等物品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可看到灰黑色粉末,其中有些已变成红褐色。将灰黑色粉末溶于稀盐酸中,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴入KSCN溶液,立即出现血红色。以下结论中,不正确的是(  )
A.该灰黑色粉末是抗氧剂
B.该灰黑色粉末不可食用
C.小袋中原来装有铁粉
D.小袋中原来装有Fe2O3
2.(2020·金华高一检测)关于铁及其化合物的说法错误的是
(  )
A.自然界中只有化合态铁
B.铁有三种氧化物
C.亚铁离子既有氧化性也有还原性
D.氢氧化铁为红褐色沉淀
3.(2020·邢台高一检测)苹果汁饮料中含有Fe2+,鲜榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,榨汁时加入维生素C可有效防止这种现象发生,说明维生素C具有
(  )
A.氧化性   
B.还原性
C.酸性
D.碱性
4.下列化合物中,不能由单质直接化合而得到的是(  )
A.Fe3O4
B.Na2O2
C.FeCl2
D.FeCl3
5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
(  )
A.CO2CaCO3
B.FeFeCl3
C.CuOCu(OH)2
D.AlAl(OH)3
6.(2020·绍兴高一检测)向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成血红色,则下列结论错误的是
(  )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成血红色物质
D.Fe2+被氧化为Fe3+
7.根据下列实验:
①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉,充分反应,有红色固体析出,过滤。②取①中滤液,向其中滴加KSCN溶液,观察现象。
判断下列说法正确的是
(  )
A.氧化性Cu2+>Fe3+
B.①中所得固体只含铜
C.①中滤液含有Cu2+和Fe2+
D.②中不会观察到溶液变红
8.(双选)(2020·常州高一检测)如图所示的实验,发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液,溶液呈血红色。判断下列说法中不正确的是
(  )
A.该条件下H2燃烧生成的物质只具有氧化性
B.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
C.将烧杯中溶液换成KI淀粉溶液也能验证生成物具有还原性
D.酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子反应为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
9.已知下列四个实验均能发生化学反应:




将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水,变血红色
下列判断不正确的是
(  )
A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe2+只显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明:氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,Fe2+遇KSCN溶液无血红色物质生成
10.(2020·南通高一检测)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,在所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是
(  )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
11.(15分)(2020·扬州高一检测)茶是中国人喜爱的一种饮品,茶叶中含有铁元素,可以用以下实验操作检验茶叶中的铁元素
A.取少量茶叶。
B.检验滤液中的
Fe3+。
C.过滤得到滤液。
D.将茶叶灼烧为茶叶灰。
E.用足量稀盐酸溶解茶叶灰,并加蒸馏水稀释。
请回答下列问题。
(1)上述实验操作的正确顺序是_______(填序号)。?
(2)操作
D
所用仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、_______、_______。?
(3)检验滤液中
Fe3+的方法是?_________________________ ,?
观察到的现象是__________________________ 。?
(4)越来越多的人喜欢用铁壶泡茶,铁壶泡茶时壶中的铁与茶水中的
Fe3+能发生反应,有关的离子方程式是?______________________________ 。?
12.(15分)为了探究铁与氯气的反应,某同学甲设计了如下的实验方案(已知FeCl3加热时易升华)。其实验装置图为(加热用的酒精灯已略去):
(1)试管B中的现象是?________________________ ,?
反应的离子方程式为____________________________ 。?
(2)试管C中氢氧化钠溶液的作用是__________________? ,?
反应的离子方程式为_________________________ 。?
(3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁,为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应),请你设计实验方案:?______________ 。?
13.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,现向1
L含有0.1
mol
Fe2(SO4)3和0.2
mol
CuCl2的某混合溶液中加入0.2
mol
Fe,充分反应后(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是(已知2Fe3++Fe3Fe2+)
(  )
A.析出0.2
mol
Cu
B.剩余0.1
mol
Fe
C.溶液中c(Fe2+)=0.4
mol·L-1
D.溶液中c(Fe3+)∶c(Cu2+)=1∶1
14.(2020·莆田高一检测)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe
+Cl-+H2O(未配平),下列有关说法不正确的是
(  )
A.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于Fe
B.高铁酸钾中铁显+6价
C.上述反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.K2FeO4处理水时,不仅能消毒、杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
15.(2020·淮安高一检测)经检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如下表所示:
离子
Fe3+
Cu2+
S
Na+
H+
浓度/(mol·L-1)
2×10-3
1×10-3
1×10-2
2×10-3
(1)c(H+)=_______________mol·L-1。?
(2)为了减少污染并变废为宝,工程师们设计了如下流程,回收铜和绿矾(FeSO4·7H2O)。
①工业废水中加入铁粉后,反应的离子方程式为
Fe+Cu2+Fe2++Cu、__________、_______________。?
②试剂B是_______________。?
③操作Ⅲ是蒸发浓缩、冷却结晶、_______________,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。?
④通过检验溶液D中Fe3+来判断废水中Fe3+是否除尽,实验方法是_________ 。?
⑤获得的FeSO4·7H2O需密闭保存,原因是____________________ 。?
⑥上述1
000
L废水经处理,可获得
FeSO4·7H2O的物质的量是__________mol。?
16.美国“机遇”号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片,显示的是“机遇”号火星车的着陆区域——“梅里迪亚尼平面”,从照片上可以看出该地为红色和桔色(两种颜色近乎红棕色)。
(1)人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和桔色,来推断火星上可能存在着赤铁矿(主要成分是Fe2O3),这是利用了物质的颜色这一_____性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确,必须通过实验验证。?
(2)假设有一块火星矿物样品,请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素。
实验原理:________________________________ 。?
实验用品:锤头、研钵(研杵)、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KSCN溶液
(3)实验步骤及方法:
①_________________________ 。?
②_________________________ 。?
③_________________________ 。?
④_________________________ 。?
实验结果分析及结论:_________________________ 。?
铁及其化合物转化反应的合理选择
1.(2020·北京市石景山区高一检测)在一些盛高档茶叶等物品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可看到灰黑色粉末,其中有些已变成红褐色。将灰黑色粉末溶于稀盐酸中,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴入KSCN溶液,立即出现血红色。以下结论中,不正确的是(  )
A.该灰黑色粉末是抗氧剂
B.该灰黑色粉末不可食用
C.小袋中原来装有铁粉
D.小袋中原来装有Fe2O3
【解析】选D。由题意知,灰黑色粉末有些已被空气氧化为红褐色的Fe2O3,说明灰黑色粉末的作用是防止茶叶等物品氧化变质,故灰黑色粉末是铁粉。
2.(2020·金华高一检测)关于铁及其化合物的说法错误的是
(  )
A.自然界中只有化合态铁
B.铁有三种氧化物
C.亚铁离子既有氧化性也有还原性
D.氢氧化铁为红褐色沉淀
【解析】选A。自然界中铁元素主要以化合态形式存在,游离态的铁元素主要存在于陨石中,A项错误;铁元素的常见化合价有+2价、+3价,铁有三种氧化物:FeO、Fe3O4、Fe2O3,B项正确;亚铁离子中铁元素的化合价为+2价,Fe2+既能表现氧化性被还原成Fe,又能表现还原性被氧化成Fe3+,C项正确;Fe(OH)3为红褐色难溶于水的固体,D项正确。
3.(2020·邢台高一检测)苹果汁饮料中含有Fe2+,鲜榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,榨汁时加入维生素C可有效防止这种现象发生,说明维生素C具有
(  )
A.氧化性   
B.还原性
C.酸性
D.碱性
【解析】选B。苹果汁是人们喜爱的饮料,由于此饮料中含有Fe2+,鲜榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色(Fe3+)。若榨汁时加入维生素C,可有效防止Fe2+变成Fe3+,这说明维生素C具有还原性。
4.下列化合物中,不能由单质直接化合而得到的是(  )
A.Fe3O4
B.Na2O2
C.FeCl2
D.FeCl3
【解析】选C。铁在氧气中燃烧发生化合反应生成Fe3O4,A选项不符合题意;钠在氧气中燃烧发生化合反应生成Na2O2,B选项不符合题意;铁和氯气反应只能生成FeCl3,不能生成
FeCl2,C选项符合题意;铁在氯气中燃烧发生化合反应生成FeCl3,D选项不符合题意。
5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
(  )
A.CO2CaCO3
B.FeFeCl3
C.CuOCu(OH)2
D.AlAl(OH)3
【解析】选B。二氧化碳与氯化钙溶液不反应,故不选A;
铁在氯气中燃烧生成氯化铁,故选B;氧化铜不溶于水,故不选C;铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,不能生成氢氧化铝,故不选D。
6.(2020·绍兴高一检测)向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成血红色,则下列结论错误的是
(  )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成血红色物质
D.Fe2+被氧化为Fe3+
【解析】选B。溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故氧化性:Fe3+7.根据下列实验:
①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉,充分反应,有红色固体析出,过滤。②取①中滤液,向其中滴加KSCN溶液,观察现象。
判断下列说法正确的是
(  )
A.氧化性Cu2+>Fe3+
B.①中所得固体只含铜
C.①中滤液含有Cu2+和Fe2+
D.②中不会观察到溶液变红
【解析】选D。在反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+中,氧化剂为Fe3+,氧化产物为Cu2+,即可知氧化性Fe3+>
Cu2+,故A错误;①中所得固体含有过量的铁和置换出的铜,故B错误;由于加入的铁是过量的,则溶液中不可能含有Cu2+,故C错误;因在①的滤液中只有Fe2+,没有Fe3+,则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象,故D正确。
8.(双选)(2020·常州高一检测)如图所示的实验,发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液,溶液呈血红色。判断下列说法中不正确的是
(  )
A.该条件下H2燃烧生成的物质只具有氧化性
B.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
C.将烧杯中溶液换成KI淀粉溶液也能验证生成物具有还原性
D.酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子反应为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
【解析】选A、C。烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,说明H2燃烧的产物中可能有还原性物质;若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液,溶液呈血红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,说明H2燃烧的产物中可能有氧化性物质,故A错误;根据氧元素的化合价可知H2O2中氧元素的化合价为-1价,为氧元素的中间价态,具有氧化性与还原性,故B正确;KI淀粉溶液中的KI具有还原性,能验证生成物具有氧化性,故C错误;酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子反应为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,故D正确。
9.已知下列四个实验均能发生化学反应:




将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水,变血红色
下列判断不正确的是
(  )
A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe2+只显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明:氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,Fe2+遇KSCN溶液无血红色物质生成
【解析】选C。①中发生反应Fe+Cu2+Fe2++Cu,其中铁元素化合价升高被氧化,铁作还原剂,故A正确;②中发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,其中铁元素化合价升高被氧化,Fe2+作还原剂,表现还原性,故B正确;③中发生反应为Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,反应中没有单质生成,不属于置换反应,故C错误;氧化剂的氧化性强于氧化产物,由①
知Cu2+>Fe2+,由③知Fe3+>Cu2+,综合可知Fe3+>Cu2+>Fe2+,由④可知Fe2+遇KSCN溶液不生成血红色物质,故D正确。
10.(2020·南通高一检测)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,在所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是
(  )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
【解析】选B。氧化性是Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性是Fe>Cu,则若无固体剩余,这说明铁粉完全被氧化,但此时溶液中不一定还有Fe3+,A不正确;若有固体存在,则固体中一定有铜,可能还有铁,因此溶液中一定有Fe2+,B正确;若溶液中有Cu2+,则也可能有部分铜已经被置换出来,因此不一定没有固体析出,C不正确;若溶液中有Fe2+,但如果溶液铁离子过量,则不一定有Cu析出,D不正确。
11.(15分)(2020·扬州高一检测)茶是中国人喜爱的一种饮品,茶叶中含有铁元素,可以用以下实验操作检验茶叶中的铁元素
A.取少量茶叶。
B.检验滤液中的
Fe3+。
C.过滤得到滤液。
D.将茶叶灼烧为茶叶灰。
E.用足量稀盐酸溶解茶叶灰,并加蒸馏水稀释。
请回答下列问题。
(1)上述实验操作的正确顺序是_______(填序号)。?
(2)操作
D
所用仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、_______、_______。?
(3)检验滤液中
Fe3+的方法是?_________________________ ,?
观察到的现象是__________________________ 。?
(4)越来越多的人喜欢用铁壶泡茶,铁壶泡茶时壶中的铁与茶水中的
Fe3+能发生反应,有关的离子方程式是?______________________________ 。?
【解析】(1)检验茶叶中的铁元素的正确操作为A.取少量茶叶;D.将茶叶灼烧为茶叶灰;E.用足量稀盐酸溶解茶叶灰,并加蒸馏水稀释;C.过滤得到滤液;B.检验滤液中的Fe3+。所以上述实验操作的正确顺序是ADECB;
(2)固体灼烧需要坩埚,同时需要玻璃棒搅拌,则操作D所用仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、玻璃棒。
(3)一般用KSCN溶液检验铁离子,则检验滤液中Fe3+的方法是取少量滤液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,观察到的现象是溶液变成血红色。
(4)铁能与溶液中的Fe3+发生反应生成亚铁离子,反应的离子方程式是Fe+2Fe3+3Fe2+。
答案:(1)ADECB (2)坩埚 玻璃棒 (3)取少量滤液于试管中,向其中滴加
KSCN溶液 溶液变成血红色 (4)Fe+
2Fe3+3Fe2+
12.(15分)为了探究铁与氯气的反应,某同学甲设计了如下的实验方案(已知FeCl3加热时易升华)。其实验装置图为(加热用的酒精灯已略去):
(1)试管B中的现象是?________________________ ,?
反应的离子方程式为____________________________ 。?
(2)试管C中氢氧化钠溶液的作用是__________________? ,?
反应的离子方程式为_________________________ 。?
(3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁,为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应),请你设计实验方案:?______________ 。?
【解析】(1)在加热条件下,铁与氯气反应生成FeCl3,常用硫氰化钾溶液检验Fe3+,实验现象为硫氰化钾溶液变为血红色,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;
(2)由于Cl2有毒,易造成环境污染,因而常用氢氧化钠溶液进行尾气吸收,所以C的作用是吸收尾气,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;
(3)Fe2+具有还原性,可以利用与之反应后具有明显颜色变化的氧化剂(如酸性KMnO4溶液)来检验,实验方案为取玻璃管内少量固体置于试管内,用适量蒸馏水溶解后,加入酸性KMnO4溶液,若溶液的紫红色褪去,则证明含有Fe2+。
答案:(1)硫氰化钾溶液变血红色 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 (2)吸收未反应完的Cl2,以防污染空气 Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (3)取玻璃管内少量固体置于试管内,用适量蒸馏水溶解后,加入酸性KMnO4溶液,若溶液的紫红色褪去,则证明含有Fe2+
13.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,现向1
L含有0.1
mol
Fe2(SO4)3和0.2
mol
CuCl2的某混合溶液中加入0.2
mol
Fe,充分反应后(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是(已知2Fe3++Fe3Fe2+)
(  )
A.析出0.2
mol
Cu
B.剩余0.1
mol
Fe
C.溶液中c(Fe2+)=0.4
mol·L-1
D.溶液中c(Fe3+)∶c(Cu2+)=1∶1
【解析】选C。因为Fe3+的氧化性强于铜离子,因此加入铁发生反应的先后顺序是Fe+
2Fe3+3Fe2+、Fe
+
Cu2+Fe2++Cu,向1
L含有0.1
mol
Fe2(SO4)3和0.2
mol
CuCl2的某混合溶液中加入0.2
mol
Fe,根据上述反应,Fe3+消耗Fe的物质的量为0.1mol,Cu2+消耗Fe的物质的量为0.1
mol,反应后混合液的阳离子为Fe2+、Cu2+。据此解答。根据分析知,Cu2+过量,铁不足,所以析出Cu的物质的量为
0.1
mol,故A项错误;根据分析知,铁完全反应,没有剩余,故B项错误;根据分析知,Fe3+全部转化成Fe2+,铁粉全部转化成Fe2+,根据铁元素守恒,c(Fe2+)=(0.2+0.2)mol/1
L=0.4
mol·L-1,故C项正确;根据上述分析溶液中无Fe3+存在,故D项错误。
14.(2020·莆田高一检测)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe
+Cl-+H2O(未配平),下列有关说法不正确的是
(  )
A.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于Fe
B.高铁酸钾中铁显+6价
C.上述反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.K2FeO4处理水时,不仅能消毒、杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
【解析】选A。反应Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O中,氯元素化合价降低,ClO-是氧化剂,铁元素化合价升高,Fe(OH)3是还原剂,Fe是氧化产物,氧化性ClO->Fe,实际氧化性Fe>Fe(OH)3,故A错误;设Fe中铁元素的化合价为x,则x+4×(-2)=-2,解得x=+6,故B正确;反应Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O中,氯元素化合价由+1降低为-1,ClO-是氧化剂,铁元素化合价由+3升高为+6,Fe(OH)3是还原剂,所以反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为(6-3)∶2=3∶2,故C正确;K2FeO4具有氧化性所以能杀菌,高铁酸钾被还原为Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有净水作用,故D正确。
15.(2020·淮安高一检测)经检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如下表所示:
离子
Fe3+
Cu2+
S
Na+
H+
浓度/(mol·L-1)
2×10-3
1×10-3
1×10-2
2×10-3
(1)c(H+)=_______________mol·L-1。?
(2)为了减少污染并变废为宝,工程师们设计了如下流程,回收铜和绿矾(FeSO4·7H2O)。
①工业废水中加入铁粉后,反应的离子方程式为
Fe+Cu2+Fe2++Cu、__________、_______________。?
②试剂B是_______________。?
③操作Ⅲ是蒸发浓缩、冷却结晶、_______________,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。?
④通过检验溶液D中Fe3+来判断废水中Fe3+是否除尽,实验方法是_________ 。?
⑤获得的FeSO4·7H2O需密闭保存,原因是____________________ 。?
⑥上述1
000
L废水经处理,可获得
FeSO4·7H2O的物质的量是__________mol。?
【解析】(1)根据电荷守恒知,c(H+)+3c(Fe3+)+2c(Cu2+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(S),废水呈强酸性,氢氧根浓度很小,计算时可忽略,代入题给数据计算得c(H+)=0.01
mol·L-1;
(2)①工业废水中含有Cu2+、Fe3+和H+,加入铁粉后,反应的离子方程式为Fe
+
Cu2+Fe2++Cu、Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑。
②过滤,固体C为铁和铜的混合物,加入过量硫酸,过滤,得铜和硫酸亚铁溶液,故试剂B是硫酸。③操作Ⅲ是从溶液中获得晶体的操作,为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。④Fe3+的检验用KSCN溶液,故判断废水中Fe3+是否除尽,实验方法是取少量D中溶液于试管中,滴加1滴KSCN溶液,不出现红色,说明废水中Fe3+除尽。⑤Fe2+易被氧化,绿矾晶体易失去结晶水,故FeSO4·7H2O需密闭保存。⑥1
000
L废水中n(Fe3+)=2
mol,560
g铁粉的物质的量为10
mol,根据铁元素守恒知,经上述处理,可获得
FeSO4·7H2O的物质的量是12
mol。
答案:(1)0.01 (2)①Fe+2Fe3+3Fe2+
Fe+2H+Fe2++H2↑ ②硫酸 ③过滤 ④取少量D中溶液于试管中,滴加1滴KSCN溶液,不出现红色,说明废水中Fe3+除尽
⑤FeSO4有还原性,易被氧化(或FeSO4·7H2O易失去结晶水) ⑥12
16.美国“机遇”号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片,显示的是“机遇”号火星车的着陆区域——“梅里迪亚尼平面”,从照片上可以看出该地为红色和桔色(两种颜色近乎红棕色)。
(1)人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和桔色,来推断火星上可能存在着赤铁矿(主要成分是Fe2O3),这是利用了物质的颜色这一_____性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确,必须通过实验验证。?
(2)假设有一块火星矿物样品,请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素。
实验原理:________________________________ 。?
实验用品:锤头、研钵(研杵)、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KSCN溶液
(3)实验步骤及方法:
①_________________________ 。?
②_________________________ 。?
③_________________________ 。?
④_________________________ 。?
实验结果分析及结论:_________________________ 。?
【解析】(1)颜色是物理性质。
(2)实验原理:
根据题给试剂,设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素的方法是将样品溶于盐酸中得到氯化铁溶液:Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,加入KSCN溶液检验Fe3+即可。
(3)实验步骤及方法:
证明该火星矿物中是否有三价铁元素的方法步骤:固体敲碎、溶解、过滤、加试剂检验。具体步骤是①样品处理:将样品用锤头敲碎,放置在研钵中研细备用;②溶解:将研磨好的样品粉末倒入烧杯,加10
mL稀盐酸,用玻璃棒搅拌片刻;③过滤:取②中混合物液体过滤;④检验:取2
mL滤液加入试管中,然后向试管中滴加2滴KSCN溶液,观察溶液的颜色变化。
 实验结果分析及结论:
铁离子可以和硫氰化钾溶液反应出现血红色,若溶液变为血红色,则原火星矿物样品中含有三价铁元素;如果溶液不变色,则原火星矿物样品中不含三价铁元素。
答案:(1)物理 (2)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Fe3+遇到KSCN溶液变为血红色 (3)①样品处理:将样品用锤头敲碎,放置在研钵中研细备用 ②溶解:将研磨好的样品粉末倒入烧杯,加10
mL稀盐酸,用玻璃棒搅拌片刻 ③过滤:取②中混合物液体过滤 ④检验:取2
mL滤液加入试管中,然后向试管中滴加2滴KSCN溶液,观察溶液的颜色变化 若溶液变为血红色,则原火星矿物样品中含有三价铁元素;如果溶液不变色,则原火星矿物样品中不含三价铁元素