第三章 实验活动2 铁及其化合物的性质 同步练习 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

2023—2024学年高中化学人教版必修第二册实验活动2 铁及其化合物的性质 一、单选题 1．我国宋代《开宝木草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水酒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”中药材铁华粉是指 A．铁粉 B．氯化铁 C．冰醋酸 D．醋酸亚铁 2．检验菠菜中是否含有铁元素，依次进行灼烧、溶解、过滤、检验四个实验步骤，下列图示装置或原理不合理的是 A．图甲用烧杯将菠菜灼烧成灰 B．图乙用浓盐酸溶解灰烬并加水稀释 C．图丙过滤得到含铁元素的滤液 D．图丁检验滤液中是否含Fe2+离子 3．下列物质反应后一定有+3价铁存在的是 ① 过量的Fe在Cl2中燃烧    ② Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3 ③ Fe与过量浓硫酸加热反应   ④ Fe和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸 A．只有①② B．只有②③ C．只有①②③ D．全部 4．下列物质的检验，其结论正确的是 A．用铁丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧，若火焰呈黄色，则表明待测液中含有Na+，不含K+ B．向久置的FeSO4溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，表明FeSO4溶液未被完全氧化 C．向待测液里加入过量的盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，表明待测液中含有CO D．向待测液里加入过量的盐酸无现象，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，则待测液中肯定含有Cl- 5．基于物质类别和元素价态，既可以预测物质的性质，又可以设计物质间的转化路径。根据铁元素的价类二维图判断，下列说法不正确的是 A．b的化学式可以为 B．与盐酸反应可以实现的转化 C．向a溶液中滴加溶液，可以生成红褐色沉淀c D．d的悬浊液放置在空气中可以转化为c 6．下列物质转化在给定条件下能实现的是 A． B． C． D． 7．某合金与铁的物理性质的比较如表所示： 熔点℃ 密度/() 硬度(金刚石为10) 导电性(银为100) 某合金 2500 3.00 7.4 2.3 铁 1535 7.86 4.5 17 还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看，该合金不适合作 A．导线 B．门窗框 C．炉具 D．飞机外壳 8．聚合硫酸铁（铁元素化合价为）是一种高效的混凝剂，常用于净水，它的组成可以通过以下实验测定： ①称取一定质量的聚合硫酸铁，配成的溶液． ②准确量取溶液，加入盐酸酸化的溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体． ③准确量取溶液，加入足量的溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、灼烧至恒重，得到红棕色固体． 该聚合硫酸铁组成中的值为 A． B． C． D． 9．下列图示实验(部分夹持装置省略)正确的是 A B C D 制备NaHCO3 除CO2中的HCl 探究钠与Cl2反应 制备氢氧化亚铁 A．A B．B C．C D．D 10．下列实验基本操作或实验应该注意的事项中，主要是从实验安全角度考虑的是 A．实验剩余的药品不能放回原瓶 B．在实验前进行实验装置气密性检查 C．可燃性气体的验纯 D．胶头滴管不能交叉使用 11．已知氧化性：Fe3+＞M2+（M为不活泼的常见金属），向物质的量浓度均为1mol•L-1的Fe2（SO4）3和MSO4的100mL混合液中加入amol铁粉，充分反应后，下列说法不正确的是（    ） A．当a≤0.1时，发生的反应为2Fe3++Fe=3Fe2+ B．当0.1≤a＜0.2时，溶液中n（Fe2+）=（0.2+a）mol C．当a≥0.2时，发生的反应为2Fe3++M2++2Fe=4Fe2++M D．若有固体剩余则可能是铁 12．下列实验过程可以达到实验目的的是 选项 实验操作和现象 实验目的 A 盐酸滴入硅酸钠溶液中出现白色沉淀 证明非金属性： B 向碳酸钙固体中加入盐酸，将生成的气体依次通过饱和碳酸钠溶液、浓硫酸 制取并纯化 C 向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液(无色)，观察颜色变化 探究维生素C的还原性 D 向支盛有溶液的试管中分别加入溶液和溶液，观察到加入溶液的分解速率更快 证明对分解的催化效果比的效果好 A．A B．B C．C D．D 13．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．在pH >7的溶液中：Fe3＋、K＋、Cl－、SO B．滴加KSCN溶液显红色的溶液中：NH、K＋、Cl－、I－ C．c(OH－)/c(H＋)＝10－12的溶液中：NH、Cu2＋、NO、SO D．水电离产生的c(OH－)＝10－12 mol·L－1的溶液中：Na＋、Al3＋、Cl－、NO 14．已知还原性：。某溶液中可能含有，且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水，溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是 A．肯定不含 B．肯定不含 C．可能含有 D．肯定含有 15．下列实验装置(部分夹持装置已省略)或操作方法的改进，不是基于实验安全角度考虑的是(　　) A B C D 金属钠与水反应 石油蒸馏实验中馏分的收集 固液反应制备气体 铁与水蒸气反应实验中水蒸气的产生 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．阅读下面两条科普信息，回答有关问题： 一个体重50kg的健康人身体中含铁2g，这2g铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。亚铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的铁离子还原成亚铁离子，有利于铁的吸收： 在新生代的海水里有一种铁细菌，它们提取海水中的亚铁离子，利用酶为催化剂把它转变成它们的皮鞘（可以用Fe2O3来表示其中的铁），后来便沉积下来形成铁矿：该反应的另一种反应物是CO2，反应后CO2转变成有机物（用甲醛CH2O表示）。 （1）这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子（或者铁的高价化合物）相互转化的事实、方法和途径。这说明维生素C具有 性，铁离子具有 性，第二则则信息中CO2是 剂。 （2）铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原为Fe3+离子。制取铁酸钠的化学方程式如下： Fe（NO3）3 + NaOH+ Cl2 → Na2FeO4+ NaNO3 + NaCl + H2O ①配平上述反应，并分析 元素被氧化，当生成3mol还原产物时，转移电子的总数为 ； ②铁酸钠除了能消毒外，还可以用于净水，原因是 。 17．无色硫酸锌晶体，俗称皓矾，在医疗上用作收敛剂，工业上用作防腐剂、制造白色颜料(锌钡白)等。某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体，进行了以下实验： (1)取50 mL制氢废液，过滤。除去不溶性杂质后，用ZnO调节滤液使pH约等于2，加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液，冷却结晶，得到粗制的硫酸锌晶体。 ①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2的目的是 ； ②加热蒸发、浓缩溶液时，应加热到 时，停止加热。 (2)粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解，滴加1～2滴稀硫酸，用沸水浴加热至晶体全部溶解。停止加热，让其自然冷却、结晶。抽滤(装置如图所示)。将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1～2次，得到较纯的硫酸锌晶体。 ①写出下列仪器的名称a ；b 。 ②抽滤跟普通过滤相比，除了得到沉淀较干燥外，还有一个优点是 。 ③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是 。 (3)在制取氢气时，如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质，对硫酸锌的质量 (填“有”、“无”)影响，原因是 。 18．化学兴趣小组利用所学的化学知识进行气体制取实验。 (1)实验室若用装置C制取氧气，写出化学方程式 。 (2)实验室若用装置A制取氧气，写出反应的化学方程式 ；现将G装置装满水，用排水收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)导管通入。 (3)装置D的优点是 ；装置B~F中起到与装置D相同作用的是 。 19．健康人体内含铁元素大约2~3g，人体内铁元素以亚铁离子和三价铁离子的形式存在，Fe2+易被吸收，所以给贫血者补充铁元素时，应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计并进行了如下实验： （1）试剂1的名称是 ，试剂2的名称是 。 （2）加入新制氯水，溶液中发生反应的离子方程式是 。 （3）加入试剂2时溶液为淡红色说明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有 性。 （4）不仅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+，溶液中白色沉淀Fe(OH)2更易被O2氧化，请写出反应的化学方程式 ，现象为 。 三、计算题 20．现有CuO和Fe2O3组成的混合物，用100mL一定浓度的稀硫酸将其完全溶解。向反应后的溶液中加入4.48g铁粉，恰好完全反应，得到112mL（标准状况下）气体，过滤得到红色固体4.48g。 （1）反应中放出气体的质量为 。 （2）固体混合物中CuO的物质的量为 mol。 （3）所用稀硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1。 21．绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。 (1)98% 1.84g/cm3的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm3，50%的硫酸物质的量浓度为 (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为 (填>、<、=)40%。 (2)将111.2g绿矾（FeSO4∙7H2O，式量为278）在高温下加热，充分反应后生成Fe2O3固体和SO2、SO3、水的混合气体，则生成Fe2O3的质量为 g；SO2为 mol。实验室可用以下方法制备摩尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，式量为392]。 (3)将4.88g铁屑(含Fe2O3)与25mL 3mol/L H2SO4充分反应后，得到FeSO4和H2SO4的混合溶液，稀释溶液至100mL，测得其pH=1。铁屑中Fe2O3的质量分数是 （保留两位小数）。 (4)向上述100mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体，待晶体完全溶解后蒸发掉部分水，冷却至t℃，析出摩尔盐晶体12.360g，剩余溶液的质量为82.560g。t℃时，计算(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度。 （保留两位小数）。 22．黄铁矿主要成分是二硫化亚铁。某化学实验小组取1.0g黄铁矿样品在空气中充分灼烧时发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(假设杂质不参加反应)，生成的SO2气体恰好被50mLFe2(SO4)3溶液完全吸收，在所得溶液中加入足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得13.98g固体。回答下列问题： (1)FeS2在空气中灼烧时，化合价升高的元素是 ，SO2与Fe2(SO4)3反应的化学方程式是 。 (2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度为 ，黄铁矿中FeS2的质量分数为 。 (3)工业上煅烧10 t上述黄铁矿，产生的SO2经催化氧化制硫酸，理论上可制得98％的浓硫酸多少吨 ？(列式计算) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 2．A 3．C 4．B 5．B 6．C 7．A 8．C 9．C 10．C 11．D 12．C 13．C 14．A 15．C 16． 还原 氧化 氧化 2 16 3 2 6 6 8 铁或Fe 高铁酸钠的还原产物是Fe3+，Fe3+可发生水解生成Fe(OH)3胶体，它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降，达到净水的效果 17． 将硫酸转化成硫酸锌(或除去硫酸) 溶液表面出现晶膜 布氏漏斗 吸滤瓶 过滤速度快 利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分 无 铜不与稀硫酸反应，过滤除去；铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，但锌比铁活泼，只要锌粒过量，就可置换硫酸亚铁中的铁，通过过滤除去 18．(1)2H2O22H2O+ O2↑ (2) 2KClO32KCl+3O2↑ b (3) 可以控制反应的发生和停止 EF 19． 盐酸 KSCN 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 还原 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 20． 0.01 0.07 0.9 21． 7.14 mol/L > 32 0.2 0.66(或66%) 22.35g 22． Fe和S SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4 0.3mol/L 90% 15 t 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$