内容正文:
第9课 铁及其化合物
普查与练习9 铁及其化合物
1.铁单质与非金属单质、水、酸及盐反应原理的理解与运用
(1)(2023汇编,4分)下列有关铁的说法正确的是________(填序号)。
①将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2(2019天津理综)
②56 g铁在足量氧气中完全燃烧,转移的电子数小于3NA(设NA为阿伏加德罗常数的值,下同)
③Fe在稀硝酸中发生钝化(2019江苏单科)
④高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA
⑤56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子
⑥向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,说明Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性(2018江苏单科)
⑦纳米级的铁粉能通过吸附作用除去水体中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
答案:①②
解析:溶液中发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+,将废铁屑加入FeCl2溶液中可以除去工业废气中的Cl2,故①正确。铁在足量氧气中燃烧生成Fe3O4,56 g铁转移的电子数为NA,因此转移电子数小于3NA,故②正确。常温下,Fe遇浓硝酸发生钝化,Fe与稀硝酸发生氧化还原反应生成NO气体,故③错误。高温下铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,因此高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为×0.2NA≈0.27NA,故④错误。56 g铁的物质的量为1 mol,由于常温下,铁遇浓硫酸钝化,阻止了反应的进行,无法计算反应生成二氧化硫的物质的量,故⑤错误。铜的活动性比铁弱,故铁能从铜盐溶液中置换出Cu,方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,
Cu2+为氧化剂,Fe2+为氧化产物,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Cu2+>Fe2+,故⑥错误。铁粉具有还原性,能把Cu2+、Hg2+等重金属离子还原,所以不是通过吸附作用除去水体中的Cu2+、Hg2+等重金属离子,故⑦错误。
2.对FeO、Fe2O3、Fe3O4性质的理解与应用
(2)(2023汇编,4分)下列有关铁的氧化物的说法不正确的是________(填序号)。
①向稀硝酸中加入FeO:FeO+2H+=== Fe2++H2O
②用CO 还原Fe2O3制备生铁:3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
③3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子(设NA为阿伏加德罗常数的值)
④氧化铁可用于制作红色涂料
⑤FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4(2021湖南单科)
⑥Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)在给定条件下,物质间的转化能实现(2018江苏单科)
⑦用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O),利用了氧化还原反应(2020北京单科)
⑧向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ) (2021山东单科)
答案:①⑥⑦
解析:FeO溶于稀硝酸中发生氧化还原反应:3FeO+NO+10H+=== 3Fe3++5H2O+NO↑,故①错误,符合题意。高炉中用赤铁矿炼铁的主要化学方程式为3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2,故②正确,不符合题意。Fe3O4中3个铁原子化合价之和为+8价,所以3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4失去8NA个电子,故③正确,不符合题意。氧化铁又称铁红,为红棕色粉末状固体,可用作红色涂料,故④正确,不符合题意。氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁,故⑤正确,不符合题意。Fe2O3与Al在高温条件下会发生铝热反应:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,Fe与HCl反应只能生成FeCl2,即Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,故⑥错误,符合题意。用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O),发生的主要反应为6HCl+ Fe2O3===2FeCl3+ 3H2O,反应中没有元素化合价的变化,没有利用氧化还原反应,故⑦错误,符合题意。酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,与还原性物质反应,紫色褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性的Fe(Ⅱ),故⑧正确,不符合题意。
3.铁的氢氧化物——Fe(OH)2和Fe(OH)3
a.Fe(OH)2和Fe(OH)3性质对比及相互转化
(3)(2023汇编,4分)下列有关铁的氢氧化物的叙述正确的是________(填序号)。
①向Fe(OH)3中加入氢碘酸:Fe(OH)3 + 3H+ === Fe3++ 3H2O
②向Fe(OH)2中加入稀硝酸:3Fe2++4H++NO=== 3Fe3++ NO↑+ 2H2O
③