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1、1课时作业课时作业 1717 铁的重要化合物铁的重要化合物时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每小题 4 分，共 48 分)1已知硝酸能将 Fe2氧化为 Fe3。下列物质反应后能使 KSCN 溶液变红的是( )过量的 Fe 与 Cl2反应Fe 与过量稀硫酸反应FeCl2溶液中通入少量 Cl2Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中向 Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸A只有 B只有C只有 D全部解析：要使 KSCN 溶液变红，则一定要产生 Fe3，和中 Cl2可将铁元素转化为Fe3，中相当于有 HNO3，可将 Fe2氧化为 Fe3，中 Fe2O3溶于盐酸后产生的 Fe3能与Fe 反应
2、，若 Fe 过量，则无 Fe3。答案：B2将 2.4 g Fe、Al 混合粉末溶于 75 mL 4 molL1的盐酸中，反应一段时间后，再加入 250 mL 1.5 molL1的 NaOH 溶液，反应完全后，溶液中大量存在的有( )ANa、Fe2 BAl3、Fe2CFe3、AlO DNa、AlO 2 2解析：该题可用极值法进行判断。n(HCl)0.3 mol，设 2.4 g 粉末全部为 Al(0.089 mol)，由 Al3HCl 可知，消耗 0.089 mol Al 需 HCl 0.267 mol，盐酸过量；设 2.4 g 粉末全部为 Fe(0.043 mol)，由 Fe2HCl 可知，消耗
3、 0.043 mol Fe 需 HCl 0.086 mol，所以金属混合物全部溶于盐酸中，反应后盐酸有剩余。反应后溶液中剩余的 HCl、生成的AlCl3、FeCl2都与 NaOH 溶液反应，假设 Al3、Fe2沉淀完全，则此时溶液中的溶质为NaCl，根据n(Na)n(Cl)，则过量的 NaOH 的物质的量为n(NaOH)0.375 mol0.3 mol0.075 mol，所以 Fe2被沉淀，Al3大部分或全部转化为 AlO，故反应后溶液中大 2量存在的离子为 Na、AlO和 Cl。 2答案：D3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
4、溶液中是否含有 Fe3。2下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )解析：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。只有酸性 KMnO4溶液符合条件：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组， 4在 Fe2存在的条件下，检验 Fe3，用 KSCN 溶液检验 Fe3，Fe2无干扰。答案：B4将 1.12 g 铁粉加入到 25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )A铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl基本不变B向溶液中滴入无色 KSCN
5、溶液，仍无色CFe2与 Fe3物质的量之比为 61D氧化产物与还原产物的物质的量之比为 25解析：n(Fe)0.02 mol，n(FeCl3)0.05 mol，由 Fe2Fe3=3Fe2知，Fe3过量0.01 mol，铁粉全部溶解，反应生成 Fe20.06 mol；Fe3过量，滴入无色 KSCN 溶液，溶液显红色；氧化生成的 Fe2和还原生成的 Fe2的物质的量之比为 12。答案：C5FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )A溶液中一定含 Cu2B溶液中一定含 Fe2C加入 KSCN 溶液一定不变血红色D剩余固体中一定含 Cu解析：
6、加入铁粉后，因为 Fe3氧化性强于 Cu2，铁粉先与 FeCl3反应，然后与 CuCl2反应，充分反应后仍存在的固体一定含有 Cu，可能含有 Fe，D 正确；所得溶液中一定不含3Fe3，可能含有 Cu2，一定含有 Fe2，加入 KSCN 一定不变红色，B、C 正确，A 错误。答案：A6 “百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是( )选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法AFeCl3溶液FeCl2通入适量 Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入过量铁粉并过滤C铁粉铝粉加入过量 NaOH 溶液并过滤DFe(OH)3溶液Fe(OH)2在空
7、气中灼烧解析：A 项发生反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3，正确；B 项发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，正确；C 项发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，而 Fe不与 NaOH 溶液反应，正确；D 项混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成 Fe2O3，错误。答案：D7某溶液由相同物质的量的 CuCl2、FeCl3、AlCl3混合而成，向该溶液中加入铁粉，充分搅拌后振荡，铁粉仍有剩余，此时得到的溶液中存在较多的金属阳离子是( )AFe3、Cu2 BFe2、Al3CFe3、Al3 DFe2、Fe3解析：向 CuCl2、FeCl3、AlCl3混合溶液中加入铁粉时，由
8、于 Al 的活动性大于 Fe 的，所以 Fe 不与 Al3反应，实际上是 Cu2、Fe3与 Fe 反应。反应后 Fe 有剩余，则说明Cu2、Fe3与 Fe 分别完全反应：FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=3Fe2，由此可知反应后溶液中存在较多的金属阳离子为 Fe2、Al3。答案：B8将a g 铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中，充分反应，固体无剩余。测得参加反应的 HCl 为 0.08 mol，放出标准状况下的气体 0.224 L。则下列判断中正确的是( )A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21B向溶液中滴入 KSCN 溶液，显红色C无法计算原混合物的质量D溶液中 Fe2和 Fe3的物
9、质的量之比为 31解析：因为 Fe3和 H的氧化性强弱顺序为 Fe3H，所以当产生氢气时，Fe3已经全部被还原为 Fe2，故向溶液中滴入 KSCN 溶液，溶液不变红色；根据题目给出的数据，可以计算出n(Fe)0.02 mol，n(Fe2O3)0.01 mol。答案：A49有一铁的氧化物样品，用 140 mL 5 molL1的盐酸恰好完全溶解，所得溶液还能与通入的 0.56 L 氯气(标准状况)反应，使 Fe2全部转化为 Fe3，则此氧化物为( )AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7解析：铁的氧化物与稀盐酸反应生成 FeCl2、FeCl3和 H2O。通入 Cl2后 Fe2被氧化
10、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氢结合生成 H2O，可由盐酸中的n(H)求n(O)；再由求得铁的氧化物的化学式。n(Cl)nFe nO5 molL10.14 L20.75 mol；n(H)5 molL10.14 0.56 L 22.4 Lmol1L0.7 mol，所以 ，即该氧化物的化学式为nFe nO1 3nCl 1 2nH1 3 0.75 mol1 2 0.7 mol5 7Fe5O7。故正确答案为 D。答案：D10向 200 mL 0.1 mol/L 的 Fe(NO3)2溶液中加入适量的 NaOH 溶液，使 Fe2恰好完全沉淀，
11、过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为( )A1.44 g B1.6 g C2.82 g D4.36 g解析：在实验过程中发生如下反应：Fe22OH=Fe(OH)2，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，根据反应前后铁元素守恒从而可得所得固体的质量为 1.6 g。答案：B11已知下述三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下列判断正确的是( )A实验中铁钉只做还原剂B实验中 Fe2既显氧化性又显还原性C实验中发生的是置换反应D上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2解析：实
12、验中铁钉做还原剂，氧化性 Cu2Fe2；实验中 Fe2只表现还原性，实验中反应为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2不是置换反应，分析可知：氧化性：Fe3Cu2，综上可知氧化性 Fe3Cu2Fe2，故 A 正确，B、C、D 错误。答案：A12向一定量的 Cu、Fe2O3的混合物中加入 100 mL 1 molL1的盐酸，恰好使混合物5完全溶解，所得溶液中不含 Fe3，若用过量的 CO 在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为( )A3.2 g B2.4 g C1.6 g D0.8 g解析：Cu、Fe2O3的混合物若用过量的 CO 在高温下还原，固体减少的质量就是混合物中 O 的质
13、量，混合物中加入 100 mL 1 molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，则 Fe2O3中的 O 生成了 H2O，生成的 H2O 中的 H 来自盐酸，物质的量为n(H)0.1 L1 molL10.1 mol，则n(H2O)n(O)0.05 mol，氧元素的质量为 0.05 mol16 gmol10.8 g，选 D。答案：D二、非选择题(共 52 分)13(13 分)下图所示装置可用来制取和观察 Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和 6 mol/L 的稀硫酸，其他试剂任选。请回答下列问题：(1)B 装置中盛有一定量的 NaOH 溶液，A 装置中应预先加入的试剂是_，A
14、 装置中发生反应的离子方程式是_。(2)实验开始时应先将活塞 a_(填“打开”或“关闭”)。(3)简述制取 Fe(OH)2的操作过程_。(4)实验完毕，拔去 B 装置中的橡胶塞，放入一部分空气，此时 B 装置中发生反应的化学方程式为_。(5)在下图中，装置_(填序号)能较长时间观察到 Fe(OH)2白色沉淀。6解析：(1)题图中 A 装置的作用是产生 H2，利用 H2赶走整个装置中的空气，降低 Fe2被氧化的速率，以便能较长时间观察到 Fe(OH)2白色沉淀，故 A 装置中应预先加入的试剂为铁屑：FeH2SO4=FeSO4H2。(2)实验开始时打开活塞 a，A 装置中产生的 H2沿导管进入 B
15、 装置，赶走装置中的空气。(3)关闭活塞 a，气体不能逸出，压迫 A 装置中的液体通过导管进入 B 装置，FeSO4与 NaOH 混合产生 Fe(OH)2白色沉淀。(4)实验完毕拔去 B 装置的橡胶塞，空气进入 B 装置，O2与 Fe(OH)2发生反应，使 Fe(OH)2转化为 Fe(OH)3红褐色沉淀。(5)装置用 H2SO4与 Fe 反应产生的 H2赶出装置中的空气；装置与装置原理相似，只不过在两个试管中进行；装置没有隔绝空气；装置中胶头滴管插入液面以下，且有苯在上层隔离空气，故装置都能较长时间观察到 Fe(OH)2白色沉淀。答案：(1)铁屑 Fe2H=Fe2H2(2)打开(3)关闭活塞
16、a，使 FeSO4溶液压入 B 装置中进行反应(4)4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3(5)14(13 分)过去电子工业常用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板，发生反应的化学方程式为 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有 Fe3应选用的试剂是_。(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净的 FeCl3溶液，可采用如下图所示实验步骤。请在各空格或括号内填入适当的物质使实验达到预期目的。7(3)写出有关反应的离子方程式_。答案：(1)KSCN(或其他含 SCN可溶性盐)(2)Fe 盐酸 Cl2 (A)FeCl2
17、 (B)Fe、Cu (C)Cu(3)2Fe3Fe=3Fe2，FeCu2=Fe2Cu，Fe2H=Fe2H2，2Fe2Cl2=2Fe32Cl15.(13 分)下图中，A、B、C、D、E 是单质，G、H、I、F 是 B、C、D、E 分别和 A 形成的二元化合物。已知：反应 CGBH 能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；高温I 是一种常见的温室气体，它和 E 可以发生反应：2EI2FD，F=点燃中 E 元素的质量分数为 60%。回答问题：(1)中反应的化学方程式为_；(2)1.6 g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；_。8(3)C 与过
18、量 NaOH 溶液反应的离子方程式为_；反应后溶液与过量化合物 I 反应的离子方程式为_；(4)E 在 I 中燃烧观察到的现象是_。解析：由中反应 CGBH 曾应用于铁轨的焊接，可知该反应为 2AlFe2O3高温Al2O32Fe，又知 G、H 是 B、C 分别与 A 形成的二元化合物，可确定 A 为=高温O2，C 为 Al，G 为 Fe2O3，B 为 Fe，H 为 Al2O3。由中 I 是一种常见的温室气体，则 I 为CO2，又知 I(CO2)是 D 和 A(O2)形成的二元化合物，则 D 为碳。结合反应 2EI2FD，F 中 E 元素的质量分数为 60%可知，E 为 Mg，F 为 MgO。=
19、点燃Fe2O3溶于盐酸生成 Fe3，Fe3与铜粉发生反应 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。n(Fe2O3)0.010 mol,0.010 mol Fe2O3生成 0.020 mol Fe3，Fe3与铜粉反应时1.6 g 160 gmol1消耗 0.010 mol Cu，即 0.64 g。答案：(1)2AlFe2O3Al2O32Fe=高温(2)Fe2O36H=2Fe33H2O,2Fe3Cu=2Fe2Cu2，n(Cu)n(Fe2O3)0.010 mol，铜粉的质量0.010 mol64 gmol10.64 g1.6 g 160 gmol1(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2 2AlOCO22H
20、2O=Al(OH)3HCO 2 3(注：不要求写 OHCO2=HCO) 3(4)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的固体16(13 分)某同学利用如图所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。(1)试管中发生反应的化学方程式为_。(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案：待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液 B；取少量溶液 B 滴加 KSCN 溶液，9若溶液变红，则试管中固体是_(只有一个选项符合题意)，若溶液未变红，则试管中固体是_(只有一个选项符合题意)。A一定有 Fe3O4，可能有 FeB只有 Fe(OH)3C一定
21、有 Fe3O4和 FeD一定有 Fe(OH)3，可能有 FeE只有 Fe3O4(3)该同学按上述方案进行了实验，溶液未变红色，原因是_(用化学方程式表示)。10(4)该同学马上另取少量溶液 B，使其跟 NaOH 溶液反应。若按右图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关反应的化学方程式_。(5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室 FeCl2溶液需现用现配制的原因是_，并且配制时应加入少量_。解析：(1)Fe 在加热条件下可与 H2O(g)反应生成 Fe3O4和 H2。(2)(3)根据 Fe 与 H2O(g)的
22、反应可知，试管中固体的成分可能为 Fe3O4或 Fe3O4与 Fe 的混合物，与盐酸发生反应Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O，可能的反应为2FeCl3Fe=3FeCl2，Fe2HCl=FeCl2H2；取溶液 B 滴加 KSCN 溶液，若溶液变红，则试管中固体一定有 Fe3O4，可能含少量 Fe；若不变红，则试管中一定有 Fe3O4和 Fe。(4)FeCl2溶液与 NaOH 溶液反应生成 Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2易被氧化，使沉淀发生颜色变化。(5)FeCl2易被氧化而生成 FeCl3，故 FeCl2溶液应现用现配，并加入少量铁粉以防止被氧化。答案：(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2=(2)A C(3)2FeCl3Fe=3FeCl2(4)FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)FeCl2易被空气氧化为 FeCl3 铁粉