课时作业13 铁及其化合物(word练习)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册(人教版2019）

课时作业（十三） （建议用时：40分钟） （见学生用书P158） 1.有关铁的氧化物的说法中，不正确的是（　　） A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B. Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显＋2价，的铁显＋3价 C. FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D. FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 答案　D 解析　FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4。 2.下列氯化物既能由金属和氯气直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（　　） A. CuCl2 B. FeCl2 C. NaCl D. FeCl3 答案　C 解析　Cu与盐酸不反应，Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2，A、B、D项错误，C项正确。 3.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＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是（　　） 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 氢氧化钠溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 答案　B 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，不干扰现象观察。只有酸性KMnO4溶液符合条件，现象：紫色变浅（或褪色）。乙组：在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。 4.有关铁的化合物的说法中，错误的是（　　） A. Fe（OH）2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色 B.由图示操作可制取Fe（OH）2 C. Fe3O4、Fe（OH）3都可以由化合反应制得 D. Fe（OH）3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应 答案　A 解析　Fe（OH）2是一种白色固体，A项错误；煤油能隔绝FeSO4溶液与空气接触，避免氧气对试管中氢氧化亚铁的氧化，B项正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应4Fe（OH）2＋2H2O＋O24Fe（OH）3制取Fe（OH）3，C项正确；Fe（OH）3胶体溶液呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D项正确。 5.下列说法正确的是（　　） A. Fe2＋既有氧化性又有还原性 B.因为Fe比Cu活泼，所以FeCl3不能与Cu反应 C.过氧化钠投入到FeCl2溶液中，有Fe（OH）2沉淀生成 D.向溶液加入氯水，再加入KSCN溶液，溶液变血红色，说明该溶液中含有Fe2＋ 答案　A 解析　Fe2＋处于中间价态，化合价既可升高又可降低，既有氧化性又有还原性，A项正确；因为氧化性铁离子大于铜离子，所以FeCl3能与Cu反应生成氯化亚铜和氯化亚铁，B项错误；Na2O2与水反应生成O2和NaOH，而Na2O2和O2具有氧化性，可以把Fe2＋氧化为Fe3＋，生成Fe（OH）3沉淀，C项错误；向溶液加入KSCN溶液，无明显现象，再加入氯水，溶液变血红色，说明该溶液中含有Fe2＋，D项错误。 6.下列关于铁的说法中，正确的是（　　） A.纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B.铁的化学性质活泼，它能与水蒸气反应生成H2和Fe（OH）3 C.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 D.纯铁的抗腐蚀能力相当强，铁在干燥的空气中不易被氧化 答案　D 解析　纯铁为银白色，还原铁粉为黑色，但铁属于黑色金属，A项错误；铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，B项错误；硫为弱氧化剂，Fe在硫蒸气中燃烧生成FeS，C项错误；纯铁不易失去电子，抗腐蚀能力相当强，在干燥的空气中不易被氧化，D项正确。 7.已知下述三个实验均能发生化学反应，下列判断正确的是（　　） ①将铁钉放入硫酸铜溶液中 ②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水 ③将铜丝放入氯化铁溶液中 A.实验①中铁作氧化剂 B.实验②中Fe2＋具有还原性 C.实验③中发生的是置换反应 D.上述实验证明氧化性Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋ 答案　B 解析　实验①中铁作还原剂，A项错误；实验②中Fe2＋体现还原性，B项正确；实验③中发生的反应不是置换反应，C项错误；根据实验③可知氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，根据实验①可知氧化性Cu2＋＞Fe2＋，D项错误。 8.向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是（　　） A.只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2＋ B.试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3＋ C.试管3中的离子反应为：Fe2＋＋Cl2Fe3＋＋2Cl－ D.试管3中必定有红色沉淀生成 答案　B 解析　加入KSCN溶液可检验Fe3＋，A项错误；加入KSCN溶液可检验Fe3＋，试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3＋，B项正确；试管3中的离子反应为：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，C项错误；试管3中加入氯水将Fe2＋氧化为Fe3＋，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3＋结合生成血红色配合物，不是沉淀，D项错误。 9.有资料表明HNO3是不同于HCl和H2SO4的氧化性酸，其自身具有较强的氧化性，则下列有关物质的检验方法，不合理的是（　　） A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋ B.用酸性KMnO4溶液检验Fe2（SO4）3溶液中是否含有FeSO4 C.检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀HNO3后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红 D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ 答案　C 解析　由于FeSO4和HNO3能发生氧化还原反应而生成Fe3＋，所以不管绿矾晶体是否氧化变质，将其溶于稀HNO3后滴加KSCN溶液，溶液都会呈（血）红色，C项不合理。 10.如图所示装置可用来制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。 填写下列空白： （1）B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是　　　　，A中反应的离子方程式是　　　　。 （2）实验开始时就先将止水夹E　　　　（填“打开”或“关闭”），C中收集到的气体的主要成分是　　　　。 （3）简述生成Fe（OH）2的操作过程：　　　　　　　　。 （4）拔去B装置中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：　　　　　　　　。 解析　（1）A装置的作用是产生H2和FeSO4，利用H2赶走整个装置中的空气，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，反应的离子方程式为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑。（2）实验开始时打开止水夹E，A装置中产生的H2沿导管进入B装置，赶走装置中的空气。（3）关闭止水夹E，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。 答案　（1）铁屑　Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑　（2）打开　H2 （3）关闭止水夹E，使A装置中的FeSO4溶液压入B装置中进行反应　（4）4Fe（OH）2＋2H2O＋O24Fe（OH）3 11.某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe（OH）2沉淀。下列说法不正确的是（　　） A.连接好装置后，需检查装置的气密性 B.小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管 C.铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋ D.实现较长时间观察到白色Fe（OH）2沉淀要做到排除O2干扰 答案　C 解析　根据装置图可知：连接好装置后，先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气，用氢气作保护气，反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，导管口用水液封，再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应，在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化。有气体生成的实验，连接好装置后，首先要检查装置的气密性，A项正确；反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时，说明空气排尽，导管口用水液封，防止空气进入试管，B项正确；铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，C项错误；Fe（OH）2遇到氧气会被氧气氧化成Fe（OH）3，所以在制取氢氧化亚铁时，要做到排除O2干扰，D项正确。 12.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，放出气体0.224 L（标准状况下）。则下列判断正确的是（　　） A.原混合物中n（Fe）∶n（Fe2O3）＝2∶1 B.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＋的物质的量之比为3∶1 答案　A 解析　因为Fe3＋和H＋的氧化性强弱顺序为Fe3＋＞H＋，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；由放出0.01 mol气体，可知剩余铁消耗0.02 mol HCl，则溶解Fe2O3消耗0.06 mol HCl，据Fe2O3～6HCl～2FeCl3～Fe可知，将0.01 mol Fe2O3还原为FeCl2消耗Fe 0.01 mol，故混合物中有0.02 mol Fe，0.01 mol Fe2O3。 13.铁和氧化铁的混合物共2 mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到0.5 mol H2，且溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为（　　） A.1.5 mol B.1.25 mol C.0.75 mol D.1.00 mol 答案　B 解析　根据电子转移守恒，与H＋反应生成H2的铁的物质的量等于氢气的物质的量，即n（Fe）n（H2）＝0.5 mol；其余的铁则和Fe2O3以等物质的量溶于盐酸生成FeCl2，即Fe＋Fe2O3＋6H＋3Fe2＋＋3H2O，参加该反应的铁的物质的量为：（2 mol－0.5 mol）＝0.75 mol，故共含铁0.5 mol＋0.75 mol＝1.25 mol；故选B项。 14.某同学模拟2019年春晚节目《魔壶》进行实验。将“魔壶”中盛有的FeCl3溶液依次倒入分别盛有约1 mL ①KSCN、②AgNO3、③NaOH浓溶液的3个烧杯中，实验现象各异。下列有关说法正确的是（　　） A.烧杯①中，有血红色沉淀生成 B.烧杯②中，发生了氧化还原反应 C.烧杯③中，反应后所得分散系属于胶体 D.若用FeCl2溶液代替FeCl3溶液进行上述实验，实验现象各异 答案　D 解析　FeCl3溶液和KSCN溶液反应生成血红色溶液，不是沉淀，A项错误；FeCl3溶液和AgNO3溶液发生反应生成AgCl沉淀，该反应为复分解反应，不是氧化还原反应，B项错误；FeCl3溶液和NaOH溶液反应生成的Fe（OH）3为红褐色沉淀，所以反应后所得分散系为悬浊液，不是胶体，C项错误；若用FeCl2溶液代替FeCl3溶液进行上述实验，FeCl2溶液和KSCN溶液不反应，没有现象，FeCl2溶液和AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，FeCl2溶液和NaOH溶液反应生成Fe（OH）2白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，因此三个烧杯中的现象各异，D项正确。 15.某兴趣小组，用如图所示实验方案探究Fe2＋与Fe3＋的相互转化，在控制其他试剂用量相同的条件下，改变KSCN溶液的用量，出现了异常现象。实验结果如下表所示。 实验 编号 c（KSCN）/ （mol·L－1） 试管1 试管2 试管3 ① 1 溶液由棕黄色变为浅绿色 无明显现象 溶液变为红色 ② 0.1 溶液变为红色，而后红色褪去 ③ 0.01 溶液变为棕黄色，未见红色 回答下列问题： （1）试管1中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　。 （2）编号①试管3中发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　和Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3。 （3）进一步探究编号②试管3中溶液褪色的原因，同学甲提出如下假设并设计了实验。 假设1：溶液褪色的原因是KSCN被转化。 假设2：溶液褪色的原因是　　　　　　　　。 取两份褪色后的溶液1 mL于试管A、B中，进行如下操作： 实验操作 实验现象 实验结论 往试管A中滴加　　　　 溶液恢复红色 假设1成立 往试管B中滴加　　　　 溶液未恢复红色 假设2不成立 （4）编号③中未观察到溶液变红，可能的原因是　　　　　　　　。 解析　本题是一道实验探究题，首先用铁粉将三价铁转化为二价铁，随后分三次改变KSCN的浓度来探究在用氯水将二价铁转化三价铁后，溶液中出现各种现象的原因。（1）试管1三价铁和单质铁反应生成二价铁，离子方程式为：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。（2）编号①试管3中二价铁被氧化为三价铁 ，离子方程式为：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ 。（3）溶液显红色是三价铁和SCN－结合在一起引起的，红色褪去应该从这两方面分析，故溶液褪色的原因是Fe3＋被转化；若是假设1正确，则需要往试管A中滴加KSCN溶液，溶液恢复红色就可以；若是假设2正确，若是假设2不正确，则需要往试管B中滴加0.1 mol/L FeCl3溶液，溶液不恢复红色就可以。（4）编号③中KSCN较少，氯水直接将KSCN转化。 答案　（1）2Fe3＋＋Fe3Fe2＋　（2）2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ （3）Fe3＋被转化　KSCN溶液　0.1 mol/L FeCl3溶液　（4）编号③中KSCN较少，氯水直接将KSCN转化 16. Fe2O3是一种重要的工业原料。 （1）取少量Fe2O3粉末（红棕色），加入适量盐酸，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　。 用上述溶液进行以下实验： （2）取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，反应的化学方程式为　　　　　　　　。 （3）在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸直至溶液呈　　　　色，即可制得Fe（OH）3胶体。 （4）已知强酸氢碘酸（HI）具有较强的还原性。取上述烧杯中少量Fe（OH）3胶体置于试管中，向试管中滴加一定量的HI稀溶液，边滴边振荡，会出现一系列变化。先出现红褐色沉淀，原因是　　　　。随后沉淀溶解，溶液呈黄色，最后溶液颜色加深。若此时向该溶液中加淀粉溶液，溶液变蓝，请写出Fe（OH）3与HI反应的离子方程式：　　　　　　　　。 （5）已知氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2，则向FeBr2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为　　　　；向FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为　　　　　　　　。 解析　（1）Fe2O3是碱性氧化物，可以与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O。（2）向FeCl3溶液中滴入NaOH溶液发生复分解反应：3NaOH＋FeCl3Fe（OH）3↓＋3NaCl。（3）Fe（OH）3胶体的制法：向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液，继续煮沸，直到出现红褐色胶体为止。（4）HI是电解质，会使胶体聚沉，出现红褐色沉淀；随后沉淀溶解，溶液呈黄色，最后溶液颜色加深，是因为Fe（OH）3与强酸HI发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe（OH）3＋6H＋＋2I－I2＋2Fe2＋＋6H2O。（5）由氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2，可知还原性：I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－，则Cl2与FeBr2溶液反应时，优先氧化Fe2＋，过量的Cl2再氧化Br－。向FeBr2溶液中通入等物质的量的Cl2，发生反应的总离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl22Fe3＋＋4Cl－＋Br2。Cl2与FeI2溶液反应时，优先氧化I－，过量的Cl2再氧化Fe2＋，向FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2发生反应的总离子方程式为2I－＋Cl22Cl－＋I2。 答案　（1）Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O　（2）3NaOH ＋FeCl3Fe（OH）3↓＋3NaCl　（3）红褐　（4）HI是电解质，使胶体聚沉　2Fe（OH）3＋6H＋＋2I－I2＋2Fe2＋＋6H2O　（5）2Fe2＋＋2Br－＋2Cl22Fe3＋＋4Cl－＋Br2　2I－＋Cl22Cl－＋I2 学科网（北京）股份有限公司 $$