2021届一轮复习人教版铁及其化合物作业(1)

2021届一轮复习人教版铁及其化合物作业(1)

铁及其化合物 时间：45分钟 ‎1．下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是(　B　)‎ A．四种单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气 B．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能将溶液直接蒸干 C．将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，用导线连接后Mg棒上发生氧化反应 D．铁锈主要成分是氧化铁，铜锈主要成分是氧化铜 解析：A项，Cu单质不与盐酸反应；C项，一般情况下，在原电池中，金属性强的电极作负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，Mg的金属性强于Al，但是Mg不与NaOH溶液反应，Al可与NaOH溶液反应，所以此时Al棒作负极，发生氧化反应；D项，铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。‎ ‎2．《唐本草》记载“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃。陶及今人谓之石胆，烧之赤色，故名绛矾矣”。文中“绛矾”为(　A　)‎ A．FeSO4·7H2O B．CuSO4·5H2O C．Na2SO4·10H2O D．KAl(SO4)2·12H2O 解析：根据题中描述，晶体本来为绿色，加热后得到红色固体，所以该晶体为FeSO4·7H2O。‎ ‎3．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　C　)‎ A．用如图所示装置可以制备沉淀Fe(OH)2‎ B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度 C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋‎ D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化 解析：反应开始时生成的氢气进入B中，可排出氧气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；滴加KSCN溶液不变色，滴加氯水后显红色，该溶液中一定含有Fe2＋，C项错误；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。‎ ‎4．下列有关实验、对应现象以及结论都正确的是(　B　)‎ 选项 实验 现象 结论 A 向硫酸铜溶液中通入足量CO2‎ 有蓝色沉淀生成 因发生双水解反应而生成CuCO3沉淀 B 向氯水中滴加少量紫色石蕊试液 溶液先变红后褪色 氯水具有酸性和漂白性 C 将铜粉放入稀硫酸中并不断通入O2，再在溶液中滴加少量FeSO4溶液 铜粉快速溶解，溶液变为蓝色 形成Fe—Cu原电池，加快反应速率 D 向稀硝酸中加入过量Fe粉，反应完全后在溶液中滴加KSCN溶液 溶液变为血红色 Fe与硝酸反应得到Fe3＋‎ 解析：弱酸不能制取强酸，硫酸铜与二氧化碳不反应，故A错误；氯水中含有Cl2、HClO、H＋‎ ‎，显酸性，使紫色石蕊试液变红，HClO具有强氧化性，使其褪色，故B正确；氧气能将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，硫酸铁能与铜反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，不是形成原电池，故C错误；向稀硝酸中加入过量Fe粉，反应生成硝酸亚铁，无Fe3＋，故D错误。‎ ‎5．SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是(　D　)‎ A．上述过程中，最终被还原的是NO B．从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3>Fe3＋>稀硫酸 C．上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体 D．假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1‎ 解析：溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，Fe3＋被还原变为Fe2＋，后又被氧化为Fe3＋，所以最终被还原的是NO，A正确；溶液由棕色变为浅绿色，说明Fe3＋的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在的前提下立即又变成棕黄色，说明Fe2＋迅速被氧化成Fe3＋，故硝酸的氧化性强于Fe3＋，综上所述氧化性：HNO3>Fe3＋>稀H2SO4，B正确；硝酸根离子和二氧化硫被氧化后产生的氢离子构成强氧化性体系，氧化Fe2＋时生成无色的NO气体，该气体是一种无色难溶于水的物质，C正确；上述过程中，最终被还原的是NO，故相当于二氧化硫与NO之间的氧化还原，根据电子守恒可知3SO2～2NO，反应消耗的SO2与逸出的NO的物质的量之比是3∶2，由于气体的体积之比等于它们的物质的量之比，D错误。‎ ‎6．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示，则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为(　D　)‎ A．1∶1∶1 B．1∶3∶1‎ C．3∶3∶8 D．1∶1∶4‎ 解析：依次发生的反应是Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO＋2H2O,2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2，Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu，稀硝酸消耗1 mol Fe同时生成1 molFe(NO3)3，Fe(NO3)3消耗1 mol Fe，则原溶液中有4 mol HNO3、1 mol Fe(NO3)3，Cu(NO3)2消耗1 mol Fe，则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为1∶1∶4。‎ ‎7．某课外兴趣小组同学利用如图装置测定FeSO4·xH2O中结晶水含量，实验前测得装置A(包括石英玻璃管及两端开关K1和K2)的质量为m‎1 g，装入样品测得装置A的质量为m‎2 g。下列有关说法错误的是(　B　)‎ A．仪器B的名称为球形干燥管，其中可装入碱石灰 B．加热前先通入一段时间的N2以排出装置中的空气，目的是防止发生爆炸 C．若加热至恒重时，装置A的质量为m‎3 g，则x＝ D．若先加热一段时间后再通入N2或撤去B装置都会使x 值偏低 解析：FeSO4·xH2O受热分解生成硫酸亚铁和水，碱石灰的作用是防止外界空气中的水蒸气进入A装置，干扰实验，A正确；加热前先通入一段时间的N2以排出装置中的空气，目的是防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化，B错误；根据题意可知，FeSO4的质量为(m3－m1)g，FeSO4晶体的质量为(m2－m1)g，结晶水的质量为(m2－m3)g，n(FeSO4)＝mol，n(H2O)＝mol，结晶水的数目x＝＝＝，C正确；若先加热一段时间后再通入N2或撤去B装置，都会导致剩余固体质量增大，会使测定的x值偏低，D正确。‎ ‎8．对FeCl3溶液与KI溶液的反应进行探究。关于实验的分析和结论不正确的是(　D　)‎ 实验操作 实验现象 ‎①‎ 取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液3滴，振荡，充分反应 溶液呈深棕黄色 ‎②‎ 将上述溶液均分后分置于试管1和试管2中 向试管1中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液 溶液显红色 向试管2中加入1 mL CCl4，充分振荡、静置 溶液分层，上层为浅棕黄色，下层为紫色 ‎③‎ 取试管2的上层液体置于试管3中，滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液 溶液微弱变红 A．FeCl3与KI发生了氧化还原反应，有I2生成 B．试管1中溶液显红色，证明FeCl3与KI的反应具有可逆性 C．试管3中红色比试管1中浅是平衡移动的结果 D．试管2中上层溶液变为浅棕黄色是平衡移动的结果 解析：取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中，滴加0.1 mol/L FeCl3‎ 溶液3滴，振荡，充分反应，溶液呈深棕黄色，是因为2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2，所以A正确；试管1中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液，溶液显红色说明溶液中有Fe3＋，证明FeCl2与KI的反应具有可逆性，故B正确；向试管2中加入1 mL CCl4，充分振荡、静置，溶液分层，上层为浅棕黄色，下层为紫色说明有碘单质被萃取出来，导致溶液中Fe3＋浓度减小，试管3中红色比试管1中浅是平衡移动的结果，故C正确；D.试管2中上层溶液变为浅棕黄色还可能是少量的碘溶解于水的结果，故D错。‎ ‎9．从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象，探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下：‎ ‎(1)①中反应的离子方程式是___________。‎ ‎(2)②中逸出的无色气体是________。从物质类别的角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是__________________(写一条)；从化合价角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是______________(写一条)。‎ ‎(3)对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实验：‎ Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。甲得出结论：FeCl3与Na2SO3‎ 发生了氧化还原反应，离子方程式是__________________。‎ Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了甲的结论是正确的。其实验方案是_______________。‎ ‎(4)受以上实验的启发，同学们对pH≈8的1 mol/L NaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验：‎ 实验操作 及现象 ‎④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol/L NaF溶液，溶液变无色 ‎⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL蒸馏水，溶液颜色变浅 Ⅰ.⑤的实验目的是____________________。‎ Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验：‎ 资料显示：FeF3溶液为无色。‎ 用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因：______________。‎ ‎(5)根据实验，FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与________有关。‎ 解析：(1)根据图中对实验现象的描述，反应①氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁胶体。(2)由于碳酸钠溶液显碱性，氯化铁溶液显酸性，相互促进水解，生成CO2气体和氢氧化铁沉淀。(3)加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，说明③中溶液中有SO，亚硫酸钠与氯化铁会发生氧化还原反应，即Fe3＋将SO氧化为SO，甲中SO也可能是SO被空气氧化，所以用铁氰化钾溶液检验溶液中是否生成Fe2＋更合理。(4)FeCl3溶液中加入NaF，颜色变浅，说明反应生成了FeF3‎ ‎，是可溶性的难电离物质，加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀，说明OH－更容易与Fe3＋结合。‎ 答案：(1)3Mg(OH)2＋2Fe3＋2Fe(OH)3(胶体)＋3Mg2＋‎ ‎(2)CO2　两者都为强碱弱酸盐，能与强酸反应　Na2CO3中碳原子为最高正价＋4，无还原性；Na2SO3中硫原子为＋4价，具有较强的还原性 ‎(3)Ⅰ.2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋‎ Ⅱ.取③中的红棕色溶液少许，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀 ‎(4)Ⅰ.排除加水稀释对溶液颜色变化的影响 Ⅱ.无色溶液中存在平衡：Fe3＋＋‎3F－FeF3，加入NaOH后，Fe3＋更易与OH－结合生成难溶的Fe(OH)3‎ ‎(5)碱性物质的pH、离子的性质 ‎10．某学习小组研究溶液中Fe2＋的稳定性，进行如下实验，并记录下结果。‎ ‎【实验Ⅰ】‎ ‎0 min ‎1 min ‎1h ‎5 h FeSO4溶液 淡黄色 橘红色 红色 深红色 ‎(NH4)2Fe(SO4)2溶液 几乎无色 淡黄色 黄色 橘红色 ‎(1)上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH小于FeSO4溶液的原因是_____________________(用离子方程式表示)。溶液的稳定性：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”)。‎ ‎(2)甲同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH保护了Fe2＋，因为NH具有还原性。进行实验Ⅱ，否定了该观点，请补全该实验。‎ ‎【实验Ⅱ】‎ 操作 现象 取__________________，滴加________，观察 与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同 ‎(3)乙同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同所致，进行实验Ⅲ：分别配制0.8 mol·L－1pH为1、2、3、4的FeSO4溶液，观察，发现pH＝1的FeSO4溶液长时间无明显变化，pH越大，FeSO4溶液变黄的时间越短。‎ 资料显示：亚铁盐溶液中存在反应：4Fe2＋＋O2＋10H2O ‎4Fe(OH)3＋8H＋。由实验Ⅲ，乙同学可得出的实验结论是___________，‎ 原因是_____________。‎ ‎(4)进一步研究在水溶液中Fe2＋的氧化机理。测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下，Fe2＋的氧化速率与时间的关系如图(实验过程中溶液温度几乎无变化)。反应初期，氧化速率都逐渐增大的原因可能是__________________。‎ ‎(5)综合以上实验分析，增强Fe2＋稳定性的措施有____________。‎ ‎(6)向溶液中加入一定量H2O2氧化Fe2＋。为确定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2＋，离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。‎ ‎①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前，滴定管需要检漏、用蒸馏水洗涤和____________，‎ 应选用________式滴定管。‎ ‎②若滴定x mL滤液中的Fe2＋，消耗a mol·L－1K2Cr2O7标准溶液b mL，则滤液中c(Fe2＋)＝________mol·L－1。‎ 解析：(1)FeSO4溶液中只有Fe2＋的水解使溶液呈弱酸性，而(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2＋和NH都水解使溶液呈弱酸性，所以同浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH小于FeSO4溶液；根据表中所示溶液颜色的变化快慢分析，FeSO4溶液与KSCN溶液反应1 min后的颜色和(NH4)2Fe(SO4)2溶液与KSCN溶液反应5 h后的颜色相同，说明FeSO4的稳定性弱于(NH4)2Fe(SO4)2。‎ ‎(2)甲同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2 Fe(SO4)2溶液中的NH保护了Fe2＋，所以可以取用与(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积相同、浓度相同、pH相同的不含NH的FeSO4溶液做对比实验。即取2 mL pH＝4.0的0.80 mol·L－1 FeSO4溶液，加2滴0.01 mol·L－1 KSCN溶液进行实验，现象与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液的实验现象相同，说明NH的存在不影响实验结果，从而否定了甲同学的观点。(3)实验Ⅲ的结果说明FeSO4溶液的pH越小，FeSO4越稳定；根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋可知，pH越小，c(H＋)越大，对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe2＋越稳定。(4)根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋可推测，生成的Fe(OH)3对反应有催化作用，且反应初期生成的c(H＋)小，对反应正向进行的抑制作用很小。(5)分析实验结果，增强Fe2＋稳定性的措施可以是加入一定量的酸，增大c(H＋)，或进行密封保存，减少与空气的接触等。(6)①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前，需要对滴定管依次进行检漏、用蒸馏水洗涤、用K2Cr2O7标准溶液润洗2～3次；由于K2Cr2O7具有强氧化性，能够氧化橡胶管，所以应用酸式滴定管盛放K2Cr2O7标准溶液。②根据消耗K2Cr2O7标准溶液的体积和浓度求得n(K2Cr2O7)＝a ‎ mol·L－1×b×10－‎3 L＝ab×10－3 mol，由离子方程式得n(Fe2＋)＝6ab×10－3 mol，所以c(Fe2＋)＝＝ mol·L－1。‎ 答案：(1)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　<‎ ‎(2)2 mL pH＝4.0的0.80 mol·L－1 FeSO4溶液 ‎2滴0.01 mol·L－1 KSCN溶液 ‎(3)溶液pH越小，Fe2＋越稳定　溶液中存在平衡4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋，c(H＋)越大，对平衡正向进行的抑制作用越强，Fe2＋越稳定 ‎(4)生成的Fe(OH)3对反应有催化作用 ‎(5)加一定量的酸；密封保存 ‎(6)①用重铬酸钾溶液润洗2～3次　酸　②