2020_2021学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化1

2020_2021学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化1

课时2　其他含铁元素的物质 考点1铁的氧化物 ‎1.下列关于铁及其化合物的叙述中,错误的是(　　)。‎ A.金属铁可以被磁铁吸引 B.三氧化二铁具有氧化性 C.铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2‎ D.常温下铁片遇浓硫酸发生钝化 答案:C 解析:Fe与Cl2反应生成FeCl3。‎ ‎2.(2019·江苏南京师大附中高一月考)铝和氧化铁在高温下的反应中,铝是(　　)。‎ A.氧化剂 B.还原剂 C.既不是氧化剂又不是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂 答案:B 解析:Al与Fe2O3反应,Al为还原剂,Fe2O3为氧化剂。‎ ‎3.(2018·河北高一期末)有关铁的氧化物的说法中,不正确的是(　　)。‎ A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料 B.Fe3O4是黑色晶体,其中‎1‎‎3‎的铁显+2价,‎2‎‎3‎的铁显+3价 C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐 D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3‎ 答案:D 8‎ 解析:FeO不稳定,在空气里受热迅速被氧化成Fe3O4。‎ ‎4.铁有+2价和+3价两种价态,下列反应中不涉及铁元素价态变化的是(　　)。‎ A.用还原铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质 B.铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸中可得到两种盐 C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 D.氢氧化铁受热分解 答案:D 解析:氢氧化铁受热分解得到氧化铁和水,是非氧化还原反应,铁元素价态不变。其他选项都涉及氧化还原反应,铁元素价态发生变化。‎ 考点2铁的氢氧化物 ‎5.(2019·江西高二期中)下列物质能用化合反应直接制得的是(　　)。‎ ‎①FeCl2　②Fe(OH)3　③NaHSO3　④Fe(OH)2‎ A.② B.②③ C.①②③ D.①②③④‎ 答案:C 解析:2FeCl3+Fe3FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、Na2SO3+H2O+SO22NaHSO3,以上反应均为化合反应。Fe(OH)2不能用化合反应直接制得。‎ ‎6.(2019·吉林长春高一检测)已知有以下物质之间的相互转化:‎ 试回答:‎ ‎(1)写出各物质的化学式:A　　　　,B　　　　,C,D　　　　。 ‎ 答案:Fe　FeCl2　KOH　KCl 8‎ ‎(2)向G溶液中滴加KSCN溶液的实验现象是 　。 ‎ 答案:溶液变成血红色 ‎(3)向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　。‎ 答案:2Fe3++Fe3Fe2+‎ ‎(4)写出E→F的化学方程式:　。 ‎ 答案:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3‎ 解析:观察分析图中物质间的转化关系,由信息“红褐色沉淀F”,可确定F是Fe(OH)3,则易推出G为FeCl3,E为Fe(OH)2。又由白色沉淀H不溶于稀HNO3,且是由D与AgNO3反应生成的,知H为AgCl,再由加入硝酸酸化的硝酸银后所得溶液的焰色反应,确定D溶液是KCl溶液。最后由B+C→Fe(OH)2↓+KCl,可以确定B为FeCl2,C为KOH,FeCl3与A反应生成FeCl2,则A为Fe。‎ 考点3氢氧化亚铁的制备 ‎7.(2019·黑龙江高一期末)有关铁的化合物的说法中,错误的是(　　)。‎ A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色 B.由图示操作可制取Fe(OH)2‎ C.Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得 D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应 答案:A 解析:Fe(OH)2是一种白色固体,A错误;煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触,可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化,B正确;铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4,‎ 8‎ 可通过化合反应:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3制取Fe(OH)3,C正确;Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应,D正确。‎ ‎8.(2018·陕西高一期中)下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)。‎ A.①②③ B.①②④‎ C.①②③④ D.②③④‎ 答案:B 解析:Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出装置中的氧气或空气。①、②都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中,能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀;④中FeSO4溶液液面加苯阻止了空气进入能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀;③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3,因而不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。‎ ‎9.(2019·江苏南通中学期末)某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案,实验装置如图所示。‎ 8‎ ‎(1)在试管B中加入NaOH溶液,加热煮沸1~2min立即加入2mL液体石蜡,该操作的目的是　。 ‎ 答案:除去溶解在NaOH溶液中的O2,并防止O2再进入溶液 ‎(2)在具支试管A中加人稀硫酸和略微过量的铁粉,试分析铁粉过量的原因:　。 ‎ 答案:保证溶液中不存在Fe3+‎ ‎(3)连接好导管,同时打开活塞,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活塞,这时试管A中的现象是　, ‎ 产生该现象的原因是　。 试管B中的现象为　。 ‎ 答案:溶液经导管进入试管B　生成的H2使试管A、B内产生了压强差　产生白色沉淀　‎ ‎(4)若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气,发生反应的化学方程式为　。 ‎ 答案:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3‎ 解析:氢氧化亚铁不稳定,容易被氧化为氢氧化铁,因此在制备过程中应避免其与氧化性物质接触。‎ 考点4铁及其化合物的计算与转化 ‎10.(2019·贵州三中月考)将一定质量的铁加入100mL稀硫酸中,为了中和过量的硫酸,而且使Fe2+完全转化成Fe(OH)2,共消耗掉2mol·L-1NaOH溶液150mL,原硫酸溶液的浓度是(　　)。‎ A.0.5mol·L-1 B.1mol·L-1‎ C.1.5mol·L-1 D.2mol·L-1‎ 答案:C 解析:FeFeSO‎4‎H‎2‎SO‎4‎Na‎2‎SO‎4‎Fe(OH‎)‎‎2‎,由元素守恒法可知:n(H2SO4)=‎1‎‎2‎n(NaOH)‎ 故c(H2SO4)=‎2×150mL×‎‎1‎‎2‎‎100mLmol·L-1=1.5mol·L-1。‎ ‎11.(2019·湖北黄冈高一检测)在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,若充分反应后溶液的质量没有变化,则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量浓度之比为(　　)。‎ 8‎ A.2∶7 B.1∶7 C.7∶1 D.5∶14‎ 答案:A 解析:单质铁可以参与两个反应:①将FeCl3还原为FeCl2,此过程溶液的质量是增加的;②与CuCl2发生置换反应,此过程溶液的质量是减少的。①中质量的增加量等于②中质量的减少量。设溶液的体积为1L,溶液中FeCl3的浓度为xmol·L-1,CuCl2的浓度为ymol·L-1,质量增减为zg,则:‎ Fe+2FeCl33FeCl2　Δm ‎2mol　　　　　56g xmol　　　　　　zg Fe+CuCl2Cu+FeCl2　Δm ‎1mol　　　　　　　(64-56)g ymol　　　　　　　　zg ‎1‎‎2‎‎×56x=(64-56)y,得出28x=8y,因此x∶y=2∶7。‎ ‎12.有一铁的氧化物样品,用140mL5mol·L-1的盐酸恰好完全溶解,所得溶液还能与通入的0.56L氯气(标准状况)反应,使Fe2+全部转化为Fe3+,则此氧化物为(　　)。‎ A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7‎ 答案:D 解析:铁的氧化物与稀盐酸反应可能生成FeCl2、FeCl3和H2O。通入Cl2后Fe2+被氧化为Fe3+,则溶液中溶质最终只有FeCl3,可由n(Cl)求n(Fe)。氧化物中的氧与盐酸中的H+结合生成H2O,可由盐酸中的n(H+)求n(O);再由n(Fe)‎n(O)‎求得铁的氧化物的化学式。n(Cl)=5mol·L-1×0.14L+2×‎0.56L‎22.4L·mol‎-1‎=0.75mol;n(H+)=5mol·L-1×0.14L=0.7mol,所以n(Fe)‎n(O)‎=‎1‎‎3‎n(Cl)‎‎1‎‎2‎n(H‎+‎)‎=‎1‎‎3‎‎×0.75mol‎1‎‎2‎‎×0.7mol=‎5‎‎7‎,即该氧化物的化学式为Fe5O7。‎ 8‎ ‎13.(2019·广东中山纪念中学期中考试)向一定量的Fe、Fe3O4、Fe2O3、FeO的混合物中加入200mL1mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全反应,放出4.48mL(标准状况)气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,那么用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,得到铁的质量为(　　)。‎ A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法计算 答案:B 解析:200mL1mol·L-1的盐酸恰好使混合物完全反应,生成气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,即溶液中的溶质为FeCl2,由电荷守恒得n(Fe2+)=‎1‎‎2‎n(Cl-)=‎1‎‎2‎×0.2L×1mol·L-1=0.1mol,所以一定量的Fe、Fe3O4、Fe2O3、FeO中铁元素的质量为5.6g,当用足量的CO还原时,得到5.6g铁。本题选B。‎ ‎14.(2019·山东淄博期末)完成下列题目:‎ ‎(1)电子工业常用FeCl3溶液作腐蚀液制造印刷电路板,用FeCl3溶液作腐蚀液与Cu反应的原理为:2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。‎ ‎①写出该反应的离子方程式:　。 ‎ ‎②将一定量铁粉和铜粉混合物放入等浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中,可发生多个反应,其中首先发生的反应的离子方程式为　。 ‎ 答案:①2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+②Fe+2Fe3+3Fe2+‎ 解析:根据题给反应原理可知,氧化性Fe3+>Cu2+,铁的还原性强于铜。故将铁粉和铜粉混合物加入等浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中,最先发生的反应是Fe+2Fe3+3Fe2+。‎ ‎(2)某校研究性学习小组用已生锈的废铁屑(含Fe2O3)制作印刷电路板的腐蚀液(FeCl3溶液),并将刻蚀电路板后的废液再生为FeCl3溶液循环使用,实验流程如下:‎ ‎①请根据实验流程写出下列反应的离子方程式:‎ 8‎ 溶液A→腐蚀液:　。 ‎ 混合溶液+金属B→金属固体C:　。 ‎ ‎②检验腐蚀液中Fe3+存在的常用试剂的名称是　　　　。证明Fe3+存在的现象是　。 ‎ ‎③取适量混合溶液于试管中,加入一定量的铁粉,若反应结束后试管中仍有少量固体。则固体中一定含有　　　　,溶液中一定含有的金属阳离子是　　　　,可能含有的金属阳离子是　　　　。 ‎ 答案:①2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-Fe+Cu2+Fe2++Cu　②硫氰化钾溶液　溶液变为红色　③铜　Fe2+　Cu2+‎ 解析:①废铁屑中加入过量的盐酸得到的是FeCl2与FeCl3的混合溶液,再通入氯气发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。刻蚀电路板时的反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。再向其中加入铁粉:Fe+Cu2+Fe2++Cu,生成的FeCl2溶液经氯气氧化后再次生成FeCl3溶液。②利用KSCN溶液与Fe3+反应,溶液变红色证明含有Fe3+。③反应后有固体剩余,则该固体中一定有Cu,可能有过量的铁。溶液中一定有Fe2+,可能有未反应的Cu2+。‎ 8‎