课时规范练8　铁及其重要化合物.docx

1、课时规范练课时规范练 8铁及其重要化合物铁及其重要化合物 基础巩固基础巩固 1.(2020 广东华南师大附中专题训练)下列有关铁的叙述不正确的是() A.铁具有良好的延展性、导电性、导热性 B.铁的化学性质非常不活泼 C.在化学反应中,铁能生成+2 价或+3 价的化合物 D.铁是钢的主要成分,钢铁是重要的金属材料 2.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述正确的是() A.保存 FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制 Fe2+水解 B.在 25 时,pH=0 的溶液中,Al3+、NH4 +、NO 3 -、Fe2+可以大量共存 C.制备 AlCl3、FeCl3均可采用将

2、溶液直接蒸干的方法 D.向硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O 3.某小组同学通过实验研究 FeCl3溶液与 Cu 粉发生的氧化还原反应。实验记录如下: 序 号 实 验 步 骤充分振荡,加入 2 mL 蒸馏水充分振荡,加入 2 mL 蒸馏水 实 验 现 象 铜粉消失,溶液棕黄色变浅,加入蒸馏水后无明 显现象 铜粉有剩余,溶液棕黄色退去,加入蒸馏水后生成白 色沉淀 序 号 实 验 步 骤 充分振荡,加入 2 mL 蒸馏水 实 验 现 象 铜粉有剩余,溶液棕黄色退去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀 下列说法不正确的是() A.实验、中均涉及 Fe3+被还原

3、 B.对比实验、,说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关 C.实验、中加入蒸馏水后Cu2+相同 D.向实验反应后的溶液中加入饱和 NaCl 溶液可能出现白色沉淀 4.(2020 河北唐山第一中学冲刺)草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)是一种淡黄色粉末,某课外小组利用下 列装置检验草酸亚铁晶体受热分解的部分产物。 下列说法正确的是() A.若和中分别盛放足量 NaOH 溶液和 CuO,可检验生成的 CO B.实验时只需要在装置中反应结束后再通入 N2 C.若将中的无水 CaCl2换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气 D.实验结束后,中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物一定为铁 5.(2020 安徽肥东高

4、级中学调研)工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度的发挥原材料的价值。 下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程: 废铁屑溶液 AFe3O4(纳米粒子) 下列说法不正确的是() A.用 Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈 B.若生产中不通入 N2,暴露在空气中生产,将不能得到高纯度产品 C.加适量的 H2O2是为了将部分 Fe2+氧化为 Fe3+,涉及反应的离子方程式为 H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O D.溶液 A中 Fe2+和 Fe3+的浓度之比为 12 6.(2020 河南商丘虞城高中月考)某实验小组对菠菜中的铁元素(主要以难溶的 FeC2O4形式存在)进行 检测。

5、实验操作如下: .水煮检验法: .灼烧检验法: (1)CCl4的作用为。 (2)操作 i中起分离作用的仪器名称为。 (3)溶液 A 中未能检测出 Fe2+的可能原因是。 (4)取无色溶液 B,先滴加 H2O2溶液,再滴加 KSCN 溶液,溶液呈红色。用离子方程式表示 H2O2的作 用:。 (5)甲同学取少量无色溶液 B,滴加酸性 KMnO4溶液并振荡后,溶液紫色消失,因此得出结论:溶液 B 含 有 Fe2+。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨,设计并完成如下实验:用稀硝酸溶解菠菜灰,产生的无 色气体使澄清石灰水变浑浊;向得到的无色溶液中滴加 AgNO3溶液,产生白色沉淀(Ag2C2O4)。甲同

6、学反思自己的方法不严谨,理由是。 能力提升能力提升 7.(2020 山东师大附中高三月考)某酸性工业废水中含有一定量的 Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常 用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,设计如下工艺流程,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化 铜。 下列说法不正确的是() A.标号处发生的反应均为氧化还原反应 B.标号处加入的相应物质是稀硝酸 C.标号处发生的离子反应最多有三个 D.铁红的化学式为 Fe2O3,工业上常用作红色颜料 8.将 1.12 g 铁粉加入 25 mL 2 molL-1的氯化铁溶液中,充分反应后,下列说法正确的是() A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保

7、持不变 B.往溶液中滴入无色 KSCN 溶液,显红色 C.Fe2+和 Fe3+物质的量之比为 51 D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为 21 9.(2020 吉林长春德惠九校期中)某 100 mL 稀溶液中只含有 Fe3+、Cu2+、H+、NO3 -四种离子,向其中 逐渐加入铁粉,溶液中 Fe2+的浓度和加入铁粉的质量的关系如图所示。若整个反应过程中溶液的体 积不发生变化,则下列说法中不正确的是() A.原溶液的 c(H+)=4 molL-1 B.若 a=3,则原溶液中 c(Cu2+)=1 molL-1 C.原溶液中的 c(NO3 -)=7 molL-1 D.BC 段发生反应的离子方程式为

8、 Cu2+FeFe2+Cu 10.(2020 福建南平质量检测)绿矾(FeSO47H2O)外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味,受热能 分解,且在空气中易被氧化。 .医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁(NH2CH2COO)2Fe颗粒的制备,有关物质性质如下: 甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁 易溶于水,微溶于乙醇,两性化 合物 易溶于水和乙醇,有强酸性和还 原性 易溶于水,难溶于 乙醇 (1)向绿矾溶液中缓慢加入 NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后生成沉淀 FeCO3。该反应的离子 方程式为。 (2)制备(NH2CH2COO)2Fe:往 FeCO3中加入甘氨酸(NH2C

9、H2COOH)的水溶液,滴入柠檬酸溶液并加热。 反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。 加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的 pH 促进 FeCO3溶解,另一个作用 是。 洗涤操作,选用的最佳洗涤试剂是(填序号)。 A.热水B.乙醇C.柠檬酸 .绿矾晶体受热分解的化学方程式为 2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O,实验室用图 1 所 示装置验证其分解产物。请回答下列问题: 图 1 (1)加热前通入氮气的目的是。 (2)实验中观察到装置 B 的现象为。 (3)C 装置和 D 装置能否调换(填“能”或“否”)。 (4)样品完全分解后,残留物全部为红棕色固体,检

10、验装置 A 中的残留物含有 Fe2O3的方法 是。 (5)该装置的缺陷是。 .测定绿矾样品中铁元素的含量: 称取 m g 绿矾样品置于锥形瓶中,溶解后加稀硫酸酸化,用 c molL-1KMnO4溶液滴定至终点。消耗 KMnO4溶液的体积如图 2 所示(滴定时发生反应的离子方程式 为 5Fe2+MnO4 -+8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O)。该晶体中铁元素的质量分数为(用含 m、c 的式子表示)。 图 2 拓展深化拓展深化 11.(2020 天津学业水平等级考适应性测试)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具 有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:

11、(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加 KSCN 溶液后,溶液颜色无明显变化。再向试管中通 入空气,产生的现象是。 (2)为测定绿矾中结晶水的含量,将带有两端止水夹 K1和 K2的石英玻璃管(设为装置 A)称重,记为 m1 g,将样品装入石英玻璃管中,再次对装置 A 进行称重,结果记为 m2g。按下图连接好装置进行实验。 仪器 B 的名称是。 实验操作步骤:a.打开 K1和 K2,缓缓通入 N2b.点燃酒精灯,加热c.熄灭酒精灯d.e.关闭 K1 和 K2f.称量 A。d 的操作为。 重复的操作步骤,直至 A 恒重,记为 m3g。根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水个数 x= (列式表

12、示)。若实验时将 a、b 的操作次序颠倒,则使 x(填“偏大”“偏小”或“无影 响”)。 (3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置 A 接入下图所示的装置中,打开 K1和 K2,缓缓通 入 N2,并加热。实验后,反应管中残留物质为红色粉末。 已知:装置 C 用于检验和吸收分解得到的气体产物之一SO3。 C、D 中的溶液依次为、(填标号)。 a.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.浓硫酸 C、D中有气泡冒出,同时可观察到的现象分别为、。 写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:。 在方框中画出尾气吸收装置并注明所用试剂。 课时规范练 8铁及其重要化合物 1.B由金属

13、的通性可知,铁具有良好的延展性、导电性、导热性,故 A正确;铁是一种比 较活泼的金属,能够跟多种物质发生反应,故 B 错误;在化学反应中,铁能生成+2 价、+3 价的化合物,如氯化亚铁、氯化铁等,故 C 正确;钢铁为铁的合金,且铁是钢的主要成分,钢 铁是重要的金属材料,故 D正确。 2.D保存 FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是防止 Fe2+被氧化,A项不正确;pH=0 的溶 液呈强酸性,Fe2+、NO3 - 、H+不能大量共存,B 项不正确;制备 AlCl3、FeCl3时,若将其溶液 直接蒸干,会得到 Al(OH)3、Fe(OH)3,C 项不正确。 3.CCu和 FeCl3溶液反应生成

14、FeCl2和 CuCl2,若铜过量,溶液棕黄色退去,加入蒸馏水后 生成白色沉淀,可能是发生反应:CuCl2+Cu2CuCl。实验、中的现象为溶液 棕黄色变浅或溶液棕黄色退去,说明 Fe3+被 Cu 还原,故 A正确;对比实验、,实验 加入少量铜粉,铜粉消失,溶液棕黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象;实验加入过量铜 粉,铜粉有剩余,溶液棕黄色退去,加入蒸馏水后生成白色沉淀;说明白色沉淀的产生与铜 粉的量有关,故 B 正确;对比实验、,参加反应的 Fe3+的量相同,则生成的 Cu2+应相同, 但由于实验生成 CuCl,所以加入蒸馏水后Cu2+不相同,故 C 错误;实验溶液为蓝色, 含有 Cu2+和过

15、量的铜,向实验反应后的溶液中加入饱和 NaCl 溶液可能出现白色沉淀 CuCl,故 D正确。 4.A根据题意分析可知,利用除去 CO2,中的无水氯化钙将气体干燥后,如果中 CuO固体转变成红色,则反应一定生成 CO,A正确;实验开始后,装置中的空气对分解反 应及产物的检验都有干扰,所以必须先通入 N2除去装置中的空气,B 错误;由于从、 溶液中导出的气体会带出水蒸气,因此中放置无水硫酸铜无法检验分解生成的水蒸 气,C 错误;题给条件下草酸亚铁晶体分解剩余的固体为 FeO,如果没有完全变为黑色,也 有可能是由于晶体没有完全分解,D错误。 5.ANa2CO3溶液水解显碱性,浸泡废铁屑可以使其表面的

16、油脂水解以除去,但不能除去 表面的铁锈,故 A错误;废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁,生成的亚铁离子被过氧化氢部 分氧化生成铁离子,形成亚铁离子和铁离子的混合溶液,若生产中不通入 N2,暴露在空气 中生产,亚铁离子会被空气中的氧气氧化成铁离子,将不能得到高纯度四氧化三铁产品, 其中会混入氧化铁杂质,故 B 正确;根据 B 的分析,加适量的 H2O2是为了将部分 Fe2+氧化 为 Fe3+,涉及反应的离子方程式为 H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O,故 C 正确;最终产品为 四氧化三铁,其中 Fe2+和 Fe3+的数量之比为 12,因此溶液 A 中 Fe2+和 Fe3+的浓度之比 为 12

17、,故 D正确。 6.答案 (1)作萃取剂,萃取有机色素,排除对 Fe2+检验的干扰(2)分液漏斗(3)FeC2O4在 水中的溶解度小;在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 (4)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(5)酸性条件下,H2C2O4和 Cl-都可能将 MnO4 - 还原 解析:(1)有机化合物易溶于 CCl4,CCl4作为萃取剂可萃取有机色素,排除对 Fe2+检验的干 扰。 (2)操作 i 是分离互不相溶的液体,操作名称是分液,使用的仪器是分液漏斗。 (3)铁元素主要以难溶的 FeC2O4形式存在,Fe2+的浓度小,且在加热水煮过程中二价 铁也会被氧化为 Fe3+,所以溶液

18、 A 中未能检测出 Fe2+。 (4)H2O2把 Fe2+氧化为 Fe3+,反应的离子方程式是 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。 (5)用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液 B 含有 H2C2O4和 Cl-,酸性条件下,H2C2O4和 Cl-都 可能将 MnO4 - 还原,所以滴加酸性 KMnO4溶液并振荡后,溶液紫色消失,不能证明溶液 B 含有 Fe2+。 7.C标号处发生的反应为 Fe+2H+Fe2+H2,2Fe3+Fe3Fe2+,Cu2+FeCu+Fe2+,2Au3+3Fe2Au+3Fe2+,处 发生的反应是 Fe+2H+Fe2+H2,处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一 氧化

19、氮和水,故、处发生的反应均为氧化还原反应,A正确;标号处利用金不 溶于硝酸的性质将铜与金分离开,加入的相应物质是稀硝酸,故 B 正确;标号处发生的 离子反应有 Fe+2H+Fe2+H2,2Fe3+Fe3Fe2+,Cu2+FeCu+Fe2+,2Au3+3Fe2Au+3Fe2+,故 C 错误;Fe2O3是红棕色粉末,俗称铁红,工业上常用作红色颜料,故 D 正确。 8.B1.12 g铁粉的物质的量为 1.12 g 56 gmol-1=0.02 mol,25 mL 2 molL -1氯化铁溶液中 Fe3+的 物质的量为 0.025 L2 molL-1=0.05 mol,发生反应的离子方程式为 Fe+2

20、Fe3+3Fe2+,根 据比例关系可得,0.02 mol铁完全反应,消耗 0.04 mol Fe3+,生成 0.06 mol Fe2+,Fe3+剩余 0.01 mol。铁没有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变,A 项错误;溶液中有剩余的 Fe3+, 往溶液中滴入无色 KSCN溶液,显红色,B项正确;Fe2+和 Fe3+的物质的量之比为 0.06 mol 0.01 mol=61,C项错误;由反应的离子方程式可得,氧化产物和还原产物的物质的量之 比为 12,D项错误。 9.COA 段无 Fe2+生成,应是加入的 5.6 g铁粉与硝酸发生反 应:Fe+4H+NO3 - Fe3+NO+2H2O,5

21、.6 g铁的物质的量为 0.1 mol,设溶液中的氢离子的 物质的量为 x,则有: Fe+4H+NO3 - Fe3+NO+2H2O 14 0.1 molx 1 0.1mol = 4 ? 解得 x=0.4 mol 则溶液中的氢离子的物质的量浓度 c=0.4mol 0.1 L =4 molL-1,故 A正确;若 a=3,则说明在 BC段生成的 Fe2+的物质的量为 0.1 mol,而 BC 段发生的反应为 Fe+Cu2+Cu+Fe2+,设溶 液中的 Cu2+的物质的量为 y,则有: Fe+Cu2+Cu+Fe2+ 11 y0.1 mol 1 ? = 1 0.1mol 解得 y=0.1 mol,则溶液

22、中铜离子的物质的量浓度 c=0.1mol 0.1 L =1 molL-1,故 B 正确;C 点 溶液中 c(Fe2+)=4 molL-1,故此时溶液中的 n(Fe2+)=4 molL-10.1 L=0.4 mol,而此时溶液中 溶质为 Fe(NO3)2,故 C 点溶液中的 n(NO3 -)=0.8 mol,而在 OA 段加入 0.1 mol 铁粉反应时, 消耗掉的硝酸根浓度为 0.1 mol,故原溶液中的 n(NO3 -) 总=0.8 mol+0.1 mol=0.9 mol,故原溶 液中 c(NO3 -) 总=0.9mol 0.1 L =9 molL-1,故 C 错误;BC 段加入的铁粉和 C

23、u2+发生反 应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,故 D正确。 10.答案 .(1)Fe2+2HCO3 - FeCO3+CO2+H2O (2)防止二价铁被氧化B .(1)将装置内空气排尽(或隔绝空气或防止 Fe2+被氧化)(2)白色粉末变蓝(3)否 (4)取少许固体粉末置于试管中,加稀硫酸溶解,滴入 12 滴 KSCN溶液,溶液变红色,证明 含有 Fe2O3 (5)没有尾气处理装置.280? ? % 解析:.(1)向 FeCl2溶液中加入 NH4HCO3,可以认为 Fe2+结合 HCO3 - 电离出来的 CO3 2-,H+ 与 HCO3 - 结合生成 CO2和水,则该反应的离子方程式 为 Fe2

24、+2HCO3 - FeCO3+CO2+H2O。 (2)根据表中信息,柠檬酸除了有酸性还有还原性,可以起到防氧化的作用,因此另 一个作用是防止二价铁被氧化;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,为了防止溶解损失, 可以用乙醇洗涤。 .(1)加热前通氮气,可排除装置中的空气,防止样品加热时被氧化。 (2)因为产物中有水,无水硫酸铜遇到水变蓝色。 (3)SO3溶于水生成 H2SO4,如果 C、D装置调换位置,SO3会溶于品红溶液,不能进入 C 中,也就不能检验 SO3。 (4)检验 Fe2O3,可以检验 Fe3+,方法为取少许固体粉末置于试管中,加稀硫酸溶解,滴 入 12 滴 KSCN溶液,溶液变红色,可

25、证明含有 Fe2O3。 (5)品红溶液只能用于检验 SO2,不能吸收 SO2,SO2为有毒气体,需要进行尾气处理,因 此题给装置的缺陷是没有尾气处理装置。 .根据化学方程式可得关系式 5Fe2+MnO4 - ,消耗酸性 KMnO4溶液的体积为 10.80 mL-0.80 mL=10.00 mL,则 n(KMnO4)=10.00 mL10-3LmL-1c molL-1=0.01c mol;n(Fe2+)=5n(KMnO4)=0.01c mol5=0.05c mol;则铁元素的质量为 0.05c mol56 gmol- 1=2.8c g,则晶体中铁元素的质量分数为2.8? ? 100%=280?

26、? %。 11.答案 (1)溶液由浅绿色逐渐变为红色(2)球形干燥管待固体冷却至室温,停止 通 N276(?2-?3) 9(?3-?1) 偏小(3)ca有白色沉淀产生品红溶液退色2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3 解析:(1)向硫酸亚铁溶液中滴加 KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,再向试管中通入空 气,Fe2+被氧气氧化成 Fe3+,与 SCN-结合成 Fe(SCN)3,溶液变为红色。 (2)仪器 B 的名称是球形干燥管;实验时,为避免亚铁离子被氧化,应先通入氮气, 冷却时注意关闭 K1和 K2,待固体冷却至室温再称量,则步骤 d的操作为待固体冷却至室 温,停止通 N2;重复的操作步骤,直

27、至 A恒重,记为 m3g,应为 FeSO4和装置的质量,则 m(FeSO4)=m3-m1,m(H2O)=m2-m3,则 n(H2O)=?2-?3 18 ,n(FeSO4)=?3-?1 152 ,结晶水的个数 x= ?(H2?) ?(FeSO4) = 76(?2-?3) 9(?3-?1) ;实验时,为避免亚铁离子被氧化,应先通入氮气,若实验时将 a、b 操作次序颠倒,会导致硫酸亚铁被氧化,则固体质量偏大,测定结果偏小。 (3)根据题意,分解得到的气体产物之一是 SO3,实验后反应管中残留物质为红色粉 末,说明生成 Fe2O3,则反应中铁元素化合价升高,硫元素化合价应降低,则一定生成 SO2, 由此可知硫酸亚铁高温分解可生成 Fe2O3、SO3、SO2,则 C 为氯化钡溶液,用于检验 SO3, 可观察到产生白色沉淀,D为品红溶液,可用于检验 SO2,SO2可使品红溶液退色,据此选择 C、D中的溶液;C中氯化钡溶液吸收了 SO3产生白色沉淀,SO2不与氯化钡反应,逸出后 与品红溶液反应并使之退色;据以上分析可写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程 式:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3;SO2有毒,需要进行尾气处理,可用氢氧化钠溶液来吸 收,同时要防倒吸。