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第三章 物质的性质与转化
课时冲关八 铁及其化合物
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.坦克、导弹的制造材料主要是金属合金,钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是( )
A.铁元素属于过渡元素,其原子序数为26
B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C.铁单质只具有还原性,其阳离子只具有氧化性
D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率,纯铁比生铁的快
解析:A [铁是26号元素,属于Ⅷ族元素,为过渡元素,故A正确;常温下,铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,但并不是铁和浓硫酸不反应,故B错误;亚铁离子既有还原性,又有氧化性,故C错误;纯铁和稀盐酸不能构成原电池,生铁中铁、碳、盐酸构成原电池,能加快反应速率,所以生铁反应速率比纯铁快,故D错误。]
2.(2022·湖南卷)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验
操作与现象
①
在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色。
②
在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;
再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。
③
在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;
将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;
另一份煮沸,产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象,结论不合理的是( )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明SO对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
解析:D [A.铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;B.在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象和分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;C.实验③中在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液,根据现象和分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未来得及发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;D.结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。]
3.无水FeCl2是常用还原剂,实验室中可以利用反应2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑制取,已知:C6H5Cl熔点-45 ℃,沸点132 ℃;C6H4Cl2熔点53 ℃,沸点173 ℃。下列说法不正确的是( )
A.仪器a的作用是冷凝、回流、导气
B.反应开始前应向甲中通N2,为防止FeCl2被装置中空气氧化
C.反应结束后,甲中混合物经冷却、过滤、干燥得到纯净的产品
D.最好用油浴加热三颈烧瓶
解析:C [A.C6H5Cl、C6H4Cl2的沸点不高,受热后易汽化,所以仪器a的作用是冷凝、回流、导气,A正确;B.因为FeCl2具有较强的还原性,易被空气中的氧气氧化,所以在反应开始前应向甲中通N2,以排尽装置内的空气,B正确;C.反应结束后,甲中混合物呈液态,经冷却、蒸馏、干燥可得到纯净的产品,C不正确;D.因为加热温度超过100 ℃,且使混合物均匀受热,所以最好用油浴加热三颈烧瓶,D正确。]
4.聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂,以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.步骤①,粉碎的目的是增大反应物接触面积,提高“酸浸”反应速率
B.步骤④,加稀硫酸调节pH在一定的范围内,让Fe3+部分水解形成碱式盐
C.步骤⑤,减压蒸发,有利于降低水的沸点防止产物分解
D.步骤③,可以选择过氧化氢溶液、氯气等氧化剂将Fe2+转化成Fe3+
解析:D [A项,将块状物质粉碎,可以增大反应物间的接触面积,反应速率会大大加快,正确;B项,聚合硫酸铁属于碱式盐,调节pH在一定的范围内,可以让Fe3+部分水解形成碱式盐,正确;C项,减压蒸发有利于降低水的沸点,同时防止温度过高使聚合硫酸铁分解,正确;D项,用氯气作氧化剂,还原产物为Cl-,会引入杂质,错误。]
5.(2024·保定市高三联考)铁元素的“价类”二维图如图所示。下列说法错误的是( )
A.④可用作红色涂料
B.⑦的溶液可用于清洗青铜文物表面的锈迹
C.⑤被溶液中的氧气氧化为⑥的