2020-2021学年新教材高中化学 专题9 金属与人类文明 第二单元 探究铁及其化合物的转化习题（含解析）苏教版必修2.docx

1、第二单元探究铁及其化合物的转化双基巩固学考突破1.唐本草记载“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃。陶及今人谓之石胆,烧之赤色,故名绛矾矣”。文中“绛矾”为()。A.FeSO47H2OB.CuSO45H2OC.Na2SO410H2OD.KAl(SO4)212H2O答案:A解析:依据题中描述,晶体本来为绿色,加热后得到红色固体,所以该晶体为FeSO47H2O。2.苹果汁中含有Fe2+,现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色。若榨汁时加入维生素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.酸性C.碱性D.还原性答案:D解析:根据题给信息可知,若榨汁时加入维生素C,可有效防止Fe2

2、+变成Fe3+,这说明维生素C具有还原性。3.欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选用的试剂是()。A.氨水B.铝粉C.铁粉D.NaOH溶液答案:C解析:加入铁粉后,发生反应Cu2+FeCu+Fe2+,2Fe3+Fe3Fe2+,然后将过量的铁粉及Cu过滤即可。4.下列化合物中,不能通过化合反应直接制取的是()。A.FeCl2B.Fe2(SO4)3C.Fe(OH)3D.Na2O2答案:B解析:2FeCl3+Fe3FeCl2,可以通过化合反应制取氯化亚铁,A正确;铁与浓硫酸在加热条件下反应能生成硫酸铁,也可以通过复分解反应制取硫酸铁,但不能通过化合反应制取Fe2

3、(SO4)3,B错误;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,可以通过化合反应制取氢氧化铁,C正确;2Na+O2Na2O2,可以通过化合反应制取过氧化钠,D正确。5.科学规范保存试剂以防变质,下列试剂在实验室中的保存方法错误的是()。A.少量金属钠保存在盛有煤油的广口瓶中B.浓硫酸盛放在使用橡胶塞密封的广口瓶中C.浓硝酸密封盛放在棕色细口玻璃瓶中,置于阴凉处D.保存FeSO4溶液加入少量铁粉并密封答案:B解析:金属钠易与氧气、水反应,少量金属钠保存在盛有煤油的广口瓶中,A正确;浓硫酸是液体试剂,盛放在磨口玻璃塞的细口瓶中,B错误;浓硝酸见光易分解,浓硝酸密封盛放在棕色细口玻璃瓶中,置

4、于阴凉处,C正确;硫酸亚铁易被氧化,保存FeSO4溶液时加入少量铁粉可以防止FeSO4被氧化,D正确。6.向某晶体的水溶液中加入含有Fe2+的溶液后,无明显变化,当滴入几滴新制的氯水后,溶液显红色。由此得出的下列结论,错误的是()。A.该晶体中一定含有SCN-B.Fe3+的氧化性比Cl2的氧化性强C.Fe2+被Cl2氧化为Fe3+D.Fe2+与SCN-不能形成红色物质答案:B解析:Fe2+与氯水中的Cl2发生反应:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,氧化性:Cl2Fe3+。因SCN-与Fe3+反应能生成红色物质,故原溶液中一定含有SCN-,故选B。7.向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁

5、粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是()。A.加入KSCN溶液一定不变红色B.溶液中一定含有Fe3+C.溶液中可能含Cu2+D.剩余固体中一定有铜答案:B解析:当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2,CuCl2+FeCu+FeCl2,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+。溶液中一定不含Fe3+,所以加入KSCN溶液不变红色,故

6、A项正确;通过以上分析可知,溶液中一定不含有Fe3+,故B项错误;当固体为铜时,溶液中可能含有Cu2+,故C项正确;通过以上分析可知,剩余固体可能是Fe、Cu,还可能是Cu,剩余固体中一定有Cu,故D项正确。8.实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为使生成的产物不易被氧化,下列说法不正确的是()。A.配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯,以隔绝空气C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入试管内D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管答案:C解析:FeCl2和烧碱溶液要现用现配,且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去溶于其中的氧气

7、,确保Fe(OH)2在无氧的环境里生成,A正确;在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层植物油,以隔绝空气防止氧气溶入,B正确;向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中,防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气而溶有氧气,C错误;产生Fe(OH)2沉淀后,若振荡试管,会增大沉淀与空气的接触机会,使沉淀更易被氧化,D正确。9.如下图所示,此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 molL-1的硫酸,其他试剂任选。请回答下列问题:(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的药品是。A中反应的离子方程式是。(2)实验开始时先将止

8、水夹a(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:。(4)实验完毕,打开b处止水夹,放入一部分空气,此时B瓶中发生的反应为。答案:(1)铁屑Fe+2H+Fe2+H2(2)打开(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a,产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3解析:铁与硫酸发生反应Fe+2H+Fe2+H2,产生的H2将Fe2+压入B中,Fe2+2OH-Fe(OH)2;因为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。选考奠基素养提升1.某学生以铁丝

9、和Cl2为原料进行下列实验。从分类角度分析下列说法正确的是()。A.实验反应制得的物质均为纯净物B.实验均未发生化学反应C.实验中发生的反应既是化合反应又是氧化还原反应D.实验所涉及的物质均为电解质或非电解质答案:C解析:实验得到的是氢氧化铁胶体,是混合物,A错误;实验中的溶解主要是物理变化,实验中发生的是复分解反应,B错误;实验中发生的反应为2Fe+3Cl22FeCl3,既是化合反应又是氧化还原反应,C正确;实验中的铁和氯气均是单质,既不是电解质也不是非电解质,D错误。2.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()。选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液放入试

10、管中,滴加KSCN溶液23滴,溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2+答案:A解析:CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+也会与Fe发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B错误;NO3-与H+形成的HNO3具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反

11、应,生成Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品是否变质,C错误;若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,也有此现象,D错误。3.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:则下列说法正确的是()。A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B.操作、操作、操作所用仪器相同C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+答案:C解析:由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,A项错误;操作和操作是过滤,操作为蒸发结晶,所用仪器不相同,B项错误;滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯

12、气,C项正确;酸性高锰酸钾溶液也能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子,D项错误。4.将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内,根据下述不同情况,填写金属单质或金属离子。(1)充分反应后,如果Fe有剩余,则溶液中不可能有。(2)充分反应后,如果溶液中还有大量Fe3+,则溶液中还含有,容器内不可能有。(3)充分反应后,如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,则容器内不可能有。答案:(1)Fe3+、Cu2+(2)Cu2+、Fe2+Fe、Cu(3)Fe3+、Fe解析:根据Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+Cu2+Cu+Fe2+,Cu+2Fe3+C

13、u2+2Fe2+,若Fe有剩余,则容器中只有Fe2+,不可能有Fe3+、Cu2+;如果容器内还有大量Fe3+,则还含有Cu2+和Fe2+,一定没有Fe和Cu。如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,Fe能置换出铜,Fe3+能氧化Cu,则容器内不可能有Fe3+和Fe。5.铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。查阅有关资料如下:(氯化铁)熔点为306 ,沸点为315 ;易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500600 的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。(氯化亚铁)熔点为670 ,易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。某化学活动小组用下图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制

14、备无水氯化铁。请回答下列问题:(1)在装置A中,用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,反应的离子方程式为。仪器D的名称是。(2)D中装的药品是碱石灰,其作用是。(3)定性分析:取装置C中的少量产物溶于稀硫酸中配成稀溶液待用。若产物中混有FeCl2,可用下列试剂中的(只能选取一种试剂,填序号)进行检测,实验现象是。H2O2溶液KI淀粉溶液KSCN溶液酸性KMnO4溶液(4)定量分析:取装置C中的产物,按以下步骤进行测定,称取4.60 g产品溶于过量的稀盐酸中;加入足量H2O2溶液;再加入足量NaOH溶液;过滤、洗涤后灼烧沉淀;称量所得红棕色固体为2.40 g。则该样品中铁元素的质量分数为%(结果精确

15、到小数点后两位)。(5)由(4)定量分析数据得出结论,并提出改进措施。用题目所给的装置制得的产物中,铁元素含量(填“相等”“偏高”或“偏低”),说明含有FeCl2杂质。若要得到较纯净的无水氯化铁,可采取的“装置”改进措施是。答案:(1)2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn2+5Cl2+8H2O球形干燥管(2) 吸收未反应的Cl2,防止空气中的水进入装置C,使FeCl3潮解(3)KMnO4溶液紫红色褪去(4)36.52(5)偏高在AB装置间增加一个装有饱和食盐水的洗气装置,除去Cl2中混有的HCl解析:(1)在装置A中,用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,反应的离子方程式为2MnO4-+10C

16、l-+16H+2Mn2+5Cl2+8H2O。仪器D的名称是球形干燥管。(2)氯气有毒,需要进行尾气处理,又因为氯化铁易吸收空气中的水分而潮解,所以D中装的药品是碱石灰,其作用是吸收未反应的Cl2,防止空气中的水进入装置C,使FeCl3潮解。(3)氯化亚铁具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此如果产物中混有FeCl2,可用酸性KMnO4溶液检验,答案选,实验现象是溶液紫红色褪去。(4)H2O2溶液能把亚铁离子氧化为铁离子,加入氢氧化钠转化为氢氧化铁沉淀,灼烧沉淀转化为氧化铁,物质的量是2.4g160gmol-1=0.015mol,根据铁元素守恒可知铁元素的质量是0.015mol256gmol-1=1.68g,则该样品中铁元素的质量分数为1.68g4.60g100%36.52%。(5)由于氯化铁中铁元素的质量分数小于氯化亚铁中铁元素的质量分数,则用题目所给的装置制得的产物中,如果铁元素含量偏高,则说明含有FeCl2杂质。由于生成的氯气中含有氯化氢,氯化氢能与铁反应生成氯化亚铁,则若要得到较纯净的无水氯化铁,可采取的“装置”改进措施是在AB装置间增加一个装有饱和食盐水的洗气装置,除去Cl2中混有的HCl。