课时作业11 铁及其化合物-(课时作业)【红对勾讲与练】2025年高考化学大一轮复习全新方案

hh 课时作业11 铁及其化合物 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1.赭石为一种中国传统药物,可“平肝潜阳,重镇 降逆,凉血止血”,李时珍在《本草纲目》中对其 有“赭,赤色也”“苦、寒、无毒”的描述,根据上 述性质,其主要成分可能为 ( ) A.Fe2O3 B.CuO C.FeSO4 D.CuSO4 2.将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物 质,会有Fe3+生成的是 ( ) A.硫酸 B.氯水 C.硫酸锌 D.氯化铜 3.铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图 所示: 下列说法错误的是 ( ) A.将湿棉花改为浸水的尿不湿,酒精灯由单头 改为双头,可提供足量的水蒸气 B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出, 避免冷凝水与灼热铁粉接触 C.肥皂液改为吹泡泡水,收集H2 效果更好,点 燃效果更明显 D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉,不能吸引反应 产物 4.(2023·江苏南通第二次诊断)关于铁及其化 合物的性质与用途具有对应关系的是 ( ) A.Fe具有还原性,可用作抗氧化剂 B.Fe3O4 具有磁性,可用于炼铁 C.Fe(OH)3 胶体呈红褐色,可用于净水 D.FeCl3 溶液呈酸性,可用于刻蚀铜板 5.某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣,查阅资 料后制成以下卡片: 在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4;温度再升 高可生成Fe2O3;在更高的温度(约1 400 ℃)下加 热Fe2O3 时,又可得到 Fe3O4。即 Fe ①500 ℃ → Fe3O4 ②温度再升高 ③1 400 ℃以上 􀜡 􀜠􀜓􀜓􀜓􀜓􀜓􀜓 Fe2O3 下列说法正确的是 ( ) A.FeO、Fe2O3 和Fe3O4 均为黑色固体 B.反应②的温度比反应③的温度高 C.FeO的稳定性强于Fe2O3 D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂,其组 成可表示为FeO·Fe2O3 6.混合下列各组物质使之充分反应,加热蒸干产 物并在300 ℃下灼烧至质量不变,最终残留固 体不是纯净物的是 ( ) A.向红褐色的Fe(OH)3 固体中加入过量盐酸 B.等物质的量浓度、等体积的(NH4)2SO4 与 BaCl2 溶液 C.等物质的量的 NaHCO3 与 Na2O2 固体溶 于水 D.向NaBr溶液中通入过量氯气 7.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2 和观察 Fe(OH)2 在空气中被氧化时的颜色变化。实 验提供的试剂:铁屑、6 mol·L-1 硫酸溶液、 NaOH溶液。下列说法错误的是 ( ) A.B中盛有一定量的 NaOH 溶液,A中应预 先加入的试剂是铁屑 B.实验开始时应先将活塞E关闭 C.生成Fe(OH)2 的操作为关闭E,将A中溶 液压入B中 D.取下装置B中的橡皮塞,使空气进入,有关 反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+ 2H2O􀪅􀪅4Fe(OH)3 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -346- 第三章 金属及其化合物 3 8.铁的常见化合价有+2和+3。据研究,铁在浓 HNO3 中发生钝化时,可生成一种化学式为 Fe8O11 的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3 组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为 ( ) A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3 C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3 9.太阳能是理想的能源,通过Fe3O4 和FeO的热 化学循环可以利用太阳能,其转化关系如图所 示。下列说法错误的是 ( ) A.过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O4 >2 300 K 太阳能 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅 6FeO+O2↑ B.过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4 转移0.3 mol 电子 C.利用该过程可以降低环境中CO2 的含量 D.该过程的总反应为CO2 太阳能 􀪅􀪅􀪅􀪅C+O2 10.已知:普通铁+水蒸气 一定条件 →铁的氧化 物+氢气,铁的氧化物+氢气 一定条件 →“引火 铁”+水蒸气,“引火铁”为颗粒很细、反应活 性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、 20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”,装置 (铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略 去)如图。 关于上述装置和实验,下列分析错误的是 ( ) A.I中加入普通铁粉,G中可加入碱石灰 B.A中生成磁性氧化铁,E中生成“引火铁” C.需要加热的仪器只有A、E D.D用于收集氢气,F处的尾气需处理 11.以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、 SiO2 等)为原料制取新型高效的无机高分子 絮凝剂———聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m (其中n<2)的工艺流程如图: 已知:为防止Fe3+ 水解,原料中的Fe3+ 必须 先还原为Fe2+。下列有关说法错误的是 ( ) A.酸 浸 后 的 溶 液 中 阳 离 子 主 要 是 Fe2+、 Fe3+、H+ B.若水解反应温度过高,则产品聚合硫酸铁 [Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m 中n的值变小 C.氧化反应的离子方程式:ClO-3 +6Fe2++ 6H+􀪅􀪅6Fe3++Cl-+3H2O D.水解时溶液的pH偏小或偏大都会影响聚 合硫酸铁的产率 12.向含有1 mol HNO3 和1 mol H2SO4 的混合 溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳 离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图 所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下 列有关判断不正确的是 ( ) A.a表示Fe3+的关系曲线 B.n1=0.75 C.P 点时,n(Fe2+)=0.562 5 mol D.向P 点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4 g 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -347- hh 二、非选择题 13.已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应,所得 黑色固体产物的成分不同,某化学小组的同 学为测定该固体产物的组成,称取168 mg纯 铁粉,按下列步骤进行实验: ①如图所示连接好装置,检查气密性,装入 药品; ②打开K,加热某装置,一段时间后,再加热 另一装置; ③反应完成后,关闭 K,停止加热,冷却后读 取收集到的气体的体积。 回答下列问题: (1)实验中先点燃 (填字母)处的酒 精灯,该操作在将D中的导管伸入量筒中准 备收集气体之 (填“前”或“后”)。 (2)写出下列实验操作的目的。 ①将铁粉和石棉绒混合均匀: ; ②关闭K: 。 (3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象 是 。 (4)有同学认为用D装置测量气体的体积时, 伸入量筒中的导管应适当加长,该同学的理 由是 。 (5)用改进后的正确装置进行实验,收集到气 体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况), 则固体产物的组成为 。 14.某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫 酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。 (一)制备硫酸亚铁溶液 硫酸铁 晶体 除氧蒸馏水 稀硫酸 ① → 还原铁粉 ② → 静置 ③ → 清液→ 残渣→ (1)步骤①,加入稀硫酸的目的是 。 (2)步骤②,加入还原铁粉后观察到的现象是 。 (二)制备氢氧化亚铁 (3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁,连接 顺序为 (按气流方向,用装置字母 表示)。反应结束后继续通一段时间的N2,目 的是 。 (4)装置B中发生反应的离子方程式是 。 装置C的作用是 。 (三)探究思考 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐 渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后,有同 学认为灰绿色物质是Fe(OH)2 被空气中的 氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。 (5)Fe3(OH)8 中n(Fe2+)︰n(Fe3+)= ,用氧化物的形式表示可写成 。 (6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8: 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -348- 参 考 答 案 解析:(1)在A装置中利用熟石灰与氯化铵固体共热制备氨 气,发生 反 应 的 化 学 方 程 式 为2NH4Cl+Ca(OH)2 △ 􀪅􀪅 CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)检验装置B的气密性的方法 是关闭活塞,向长颈漏斗中加入水,使长颈漏斗中液面高于 试管中的液面,静置一段时间,若液面保持不变,则装置的 气密性 良 好。(3)除 去 粗 盐 中 的 杂 质 Ca2+、Mg2+、SO2-4 时,应该先用Ba(OH)2 溶液除去SO2-4 、Mg2+,用 Na2CO3 溶液除去Ca2+及过量的Ba2+,过滤后,在滤液中加入盐酸 调pH。(4)由于NH3 极易溶于水,CO2 能溶于水,所以通 入NH3 要有防倒吸装置,通入CO2 不用防倒吸装置,故a 接c,b接e。(5)实验开始时,应该先通入NH3。由于CO2 能溶于水、NH3 极易溶于水,所以先通入NH3,使溶液呈碱 性,后面就能够溶解更多的CO2,从而提高产率。NH3 的 电子式为 H︰N ·· H ·· ︰H。(6)①灼烧碱或碳酸盐时,不能用瓷 坩埚,所以使用的硅酸盐仪器还有泥三角;②通入氨气的作 用是增大铵根离子的浓度,使 NH4Cl更多地析出。同时, 也可以使NaHCO3 转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl的 纯度。(7)由于装置C中从d可以逸出没有反应的NH3 和 CO2,NH3 会污染环境。所以,该实验设计中明显的不足之 处是缺少尾气处理装置。 12.(1)(球形)分液漏斗 关闭仪器A的活塞,将注射器活塞拉 出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证 明该装置的气密性良好 (2)CO2 气体中混有水蒸气(或空气中的CO2 和水蒸气会 进入干燥管中或装置中的CO2 没有全部被碱石灰吸收) (3)fgcbdede(或fgcbdecb) 53(m3-m2) 22m1 ×100% (4)BD 解析:(3)样品m1 g,称得干燥管质量为 m2 g,与足量稀硫 酸反应后称得干燥管质量为m3 g,干燥管增加的质量等于生成 的CO2 的质量为(m3-m2) g,依据碳元素守恒计算,碳酸钠 的纯度为 106×(m3-m2) g 44 m1 g ×100%= 53(m3-m2) 22m1 ×100%。 (4)Ca(OH)2 比Ba(OH)2 便 宜,A项 错 误;相 同 条 件 下, CaCO3、BaCO3 的溶解度相差不大,C项错误。 课时作业11 铁及其化合物 1.A 2.B 3.D 4.A 5.D 6.C 反应得到的溶液中含有FeCl3 和 HCl,加热,FeCl3 水解 得到Fe(OH)3 和 HCl,HCl易挥发,Fe(OH)3 受热分解最 终得到的固体是Fe2O3,故A不符合题意;反应生成 NH4Cl 和BaSO4,NH4Cl受热分解,最终得到BaSO4,故B不符合 题意;Na2O2 与 水 反 应 生 成 NaOH,NaOH 的 物 质 的 量 是 Na2O2 的2倍,等物质的量的 NaHCO3 与 Na2O2 反应最终 得到Na2CO3 和 NaOH 的混合物,故C符合题意;向 NaBr 溶液中通入过量氯气,生成Br2 和NaCl,Br2 易挥发,最终得 到NaCl,故D不符合题意。 7.B 制取硫酸亚铁需要铁屑,在烧瓶中应该先加入铁屑,A正 确;稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气,实验开始时应打 开活塞E,用氢气排出装置中的空气,B错误;铁和硫酸反应 有氢气生成,关闭活塞E,导致装置 A中压强逐渐增大,将 FeSO4 溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁,C正确;氢 氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢 氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O􀪅􀪅 4Fe(OH)3,D正确。 8.B 设Fe8O11 可表示为nFeO·mFe2O3,则 n+2m=8 , n+3m=11, 解 得n=2,m=3,该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。 9.B 过程Ⅰ为在太阳能、>2 300 K条件下,Fe3O4 分解为O2 和FeO,化学方程式为2Fe3O4 >2 300 K 太阳能 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅6FeO+O2↑,A 正确;过 程Ⅱ为6FeO+CO2 700 K 􀪅􀪅􀪅􀪅2Fe3O4+C,每 生 成 23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4,转移0.2 mol电子,B错误;由题 图知,该过程中Fe3O4 和FeO相互转化,而二氧化碳被消 耗,生成了碳和氧气,故利用该过程可以降低环境中CO2 的 含量,C正确;由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知,该过程的总反应 为CO2 太阳能 􀪅􀪅􀪅􀪅C+O2,D正确。 10.C 根据两套装置中各仪器的功能,可以判断出 A中放置 普通 铁 粉,B中 放 一 定 体 积 的 水,加 热 持 续 提 供 水 蒸 气, C是安全瓶,用于防倒吸,D是利用排水集气法收集氢气的 仪器。E中反应物为 A中生成的四氧化三铁,圆底烧瓶I 中放置普通铁粉,通过分液漏斗 H 加入一定体积的盐酸, 产生H2,从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢,经过G (内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气,氢气进入E中 和Fe3O4 在一定温度下进行反应,得到“引火铁”,剩余的氢 气进行收集或其他处理。 11.B 黄铁矿的烧渣主要 成 分 为Fe2O3、FeO、SiO2 等,加 入 28%H2SO4“酸浸”后,过滤得到滤渣1的成分为SiO2,滤液 含有Fe2(SO4)3、FeSO4 和 H2SO4,加入Fe将Fe3+ 还原成 Fe2+,加入 NaClO3、H2SO4 将 Fe2+ 氧 化 成 Fe3+,然 后 水 解、聚合得到聚合硫酸铁。酸浸时发生的反应为Fe2O3+ 3H2SO4􀪅􀪅Fe2(SO4)3+3H2O、FeO+H2SO4 􀪅􀪅FeSO4+ H2O,故酸浸 后 的 溶 液 中 阳 离 子 主 要 是Fe2+、Fe3+、H+, A项正确;盐的水解是吸热过程,若水解反应温度过高,促 进Fe3+水解,使得产品聚合硫酸铁中n 的值变大,B项 错 误;氧 化 时 NaClO3 将 Fe2+ 氧 化 成 Fe3+,自 身 被 还 原 成 Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子 方程式为ClO-3 +6Fe2+ +6H+􀪅􀪅6Fe3+ +Cl- +3H2O, C项正确;水解时溶 液 的pH 偏 小 抑 制Fe3+ 水 解,溶 液 的 pH偏大则生成Fe(OH)3,都 会 影 响 聚 合 硫 酸 铁 的 产 率, D项正确。 12.C 该反应可以看作两步:①Fe+4H++NO-3 􀪅􀪅Fe3++ NO↑+2H2O,硝酸根离子过量,氢离子不足;②2Fe3++Fe 􀪅􀪅3Fe2+。a表示Fe3+ 的关系曲线,A正确;溶液中共有 3 mol H+ 参 加 反 应,消 耗 0.75 mol铁,B 正 确;P 点 n(Fe2+)=n(Fe3+),两者均为0.45 mol,C不正确;P 点剩 余0.45 mol Fe3+,消 耗0.225 mol铜,质 量 为14.4 g,D 正确。 13.(1)A 后 (2)①增大铁粉与水蒸气的接触面积,以便充分反应 ②防 止冷却时,装置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响 H2 体积的测定 (3)量筒内液面不再发生变化 (4)若导管太短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大; 若导管太长,导管不易插入量筒中,也不易从量筒中取出 (5)FeO 解析:(1)装置中的空气与Fe会发生反应,影响实验测定, 因此要先加热A处的酒精灯,用水蒸气排出装置内的空气, 以防铁粉受热后与空气反应;因反应后装置内会留有 H2, 必须将装置内的气体全部收集到量筒中,否则所测气体的 体积将偏小,故加热 A前要先把D处收集装置安装好,即 点燃 A处酒精灯在将D中的导管伸入量筒中准备收集气 体之后进行。(2)②反应完成后,关闭K,停止加热,冷却后 读取收集到的气体的体积,关闭K的目的是防止冷却时,装 置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响 H2 体积的测 定。(3)铁粉与水蒸气反应生成黑色产物,与铁粉的颜色不 易区分,只能根据不再产生气体,即气体的体积不再发生变 化作为反应完成的标志。(4)反应是在加热时进行的,产生 的氢气在温度高时体积增大,当温度降低时体积减小,若导 管太短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大;但是若 导管太长,导管不易插入量筒中,反应结束时导管也不易从 量筒 中 取 出。(5)n(Fe)= 0.168 g 56 g·mol-1 =0.003 mol, n(H2)= 0.067 2 L 22.4 L·mol-1 =0.003 mol,n(Fe)︰n(H2) = 1︰1,所以根据得失电子守恒、元素守恒,可得反应的化学 方程式为Fe+H2O(g) △ 􀪅􀪅FeO+H2,则所得固体化学式 为FeO。 14.(1)抑制Fe3+的水解 (2)铁粉逐渐溶解,有无色气体生成,溶液由棕黄色逐渐变 为浅绿色 (3)ACBD 防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气 (4)Fe2++2NH3+2H2O􀪅􀪅Fe(OH)2↓+2NH+4 作安 全瓶,防倒吸 (5)1︰2 FeO ·Fe2O3 ·4H2O (6)取少量灰绿色物质于试管中,加入稀盐酸(或稀硫酸)溶 解,将溶液分成两份,一份滴入几滴KSCN溶液,变为红色; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -591- hh 另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,则灰绿 色物质中含Fe3(OH)8 解析:(一)制备硫酸亚铁溶液,向硫酸铁晶体中加入去氧蒸 馏水和稀 硫 酸,再 加 入 过 量 的 还 原 铁 粉,将 Fe3+ 还 原 成 Fe2+,得到硫酸亚铁溶液。(1)步骤①,加入稀硫酸的目的 是抑制Fe3+的水解。(2)步骤②,加入还原铁粉后,铁粉和 酸、Fe3+反应,观察到的现象是铁粉逐渐溶解,有无色气体 生成,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。(二)制备氢氧化亚 铁,原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中,此过程的关键是隔 绝空气。(3)制备氢氧化亚铁的装置中,A装置的作用是将 浓氨水滴到生石灰上,使生石灰和水反应放出热量,放出氨 气,氮气的作用是将装置中的空气全部排出,B装置的作用 是使氨气和硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁,C装置的 作用是作为安全瓶,防止倒吸,D装置的作用是吸收尾气, 故装置连接顺序为 A→C→B→D;反应结束后继续通一段 时间的N2,目的是将装置中残留的氨气全部吸收,防止拆 除装置时残留的氨气逸出污染空气。(4)装置B中发生反 应的离子方程式是Fe2++2NH3+2H2O􀪅􀪅Fe(OH)2↓+ 2NH+4 ,装置C在A和B之间,故C的作用是作安全瓶,防 倒吸。(5)Fe3(OH)8 中,3个Fe带8个正电荷,故n(Fe2+)︰ n(Fe3+)=1︰2,用 氧 化 物 的 形 式 表 示 可 写 成 FeO · Fe2O3 ·4H2O。(6)要 设 计 实 验 证 明 灰 绿 色 物 质 中 含 Fe3(OH)8,即要证明此物质中既有Fe2+又有Fe3+,Fe2+ 用 K3[Fe(CN)6]溶液检验,Fe3+用KSCN溶液检验,实验操作 为取少量灰绿色物质于试管中,加入稀盐酸(或稀硫酸)溶 解,将溶液分成两份,一份滴入几滴KSCN溶液,变为红色; 另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,则灰绿 色物质中含Fe3(OH)8。 课时作业12 铁及其化合物的转化及应用 1.A 2.A 3.B 4.C 5.C 6.C 甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,往乙溶 液中 滴 加 KSCN 溶 液,乙 溶 液 变 为 红 色,乙 溶 液 中 含 有 Fe3+。反应④为置换反应,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2 符合题意,其中反应①为铁与氯气的化合反应,反应②为铁 与氯化铁的化合反应,故A正确;反应④可能为铁与盐酸的 反应,也可能为铁与氯化铜的反应,氯化铜为离子化合物,故 B正确;甲不一定是单质,可能是化合物,如甲为FeI2、乙为 FeCl3、丙为FeCl2,其中反应④为FeI2 溶液中通入少量氯气 置换出碘,为 置 换 反 应,故 C错 误;若 甲 为 金 属 单 质,甲 为 Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2 符合题意,甲、乙、丙中的相同元 素Fe的化合价不同,故D正确。 7.D 从浸出液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收, 由流程可知,先加入过量的Fe,与氯化铁、氯化铜反应生成 氯化 亚 铁、铜,滤 渣 中 含 Fe、Cu,加 氯 气 氧 化 FeCl2 产 生 FeCl3。浸出液 含 有 Fe3+、Cu2+、Fe2+,水 解 使 得 溶 液 呈 酸 性,故A错误;氯气氧化FeCl2 产生FeCl3,因为FeCl3 为产 物,只要反应开始就能使KSCN溶液变红,无法检验是否“氧 化”完全,故C错误;溶液a为FeCl3 溶液,可用于处理覆铜 板,故D正确。 8.C 固体X为黄色,溶于水后,要得到无色碱性溶液Z,则一 定含有漂白粉,且漂白粉过量,得到的深棕色固体混合物 Y 是Fe(OH)3 和Cu(OH)2 的混合物,故X中一定含有CuCl2 和漂白粉,至 少 含 有FeSO4、Fe2(SO4)3 中 的 一 种,据 此 解 答。若X中含有KI,则会与漂白粉反应生成I2,溶液不为无 色,A不正确;酸化后,产生黄绿色气体,为氯气,则发生反应 的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+􀪅􀪅Cl2↑+H2O,此时 的Cl-有可能来自漂白粉氧化FeSO4 产生的Cl-,也有可能 是漂白粉自身含有的,不能推导出含有CuCl2,D不正确。 9.B NaClO是强碱弱酸盐,水解显碱性,Fe3+ 在碱性条件下 会产生红褐色沉淀,故 A正确;NaClO有强氧化性,KSCN 中的SCN- 会直接被氧化为硫酸根离子,故B错误;气体进 入多孔陶瓷后再扩散到溶液中,可增大气体与溶液的接触面 积,有利于气体充分吸收,故C正确;氯水过量时,红色会褪 去,滴入NaClO溶液至过量过程中,圆底烧瓶中红色变浅, 都说明SCN- 会 被 氧 化 剂 氧 化,SCN- 中S:-2价,C:+4 价,N:-3价,S被 氧 化 成 硫 酸 根 离 子,最 终 收 集 到 氮 气, 故S、N元素被氧化,故D正确。 10.A M 所 带 的 电 荷 为0,铁 元 素 化 合 价 为+2,则 可 能 为 FeCl2、FeS等物质,不一定为FeO,故A错误;若R为单质, 所带电荷为0,则为铁单质,常温下铁在浓硫酸中钝化,故B 正确;Q带2个单位正电荷,且铁元素化合价为+2,即Q为 亚铁离子,加入K3[Fe(CN)6]溶液可产生蓝色沉淀,可用 K3[Fe(CN)6]溶 液 检 验Fe2+,故C正 确;根 据 题 图 可 知, Fe3+ 与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO2-4 ,故D正确。 11.D 1 mol次氯酸得2 mol电子生成氯离子,1 mol K2FeO4 得3 mol电子转化为三价铁,故1 mol K2FeO4 消毒能力相 当于1.5 mol HClO,A正确;根据得失电子守恒和元素守 恒配 平 方 程 式:3NaClO+2Fe(NO3)3 +10NaOH 􀪅􀪅 2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O,B正确;流程图中高 铁酸钠加入饱和氢氧化钾溶液利用同温度时高铁酸钠溶解 度大于高铁酸钾可生成高铁酸钾,C正确。 12.D 溶于盐酸后得到黄色溶液C,C加入Y得到血红色溶液 E,则Y为KSCN溶液,C中含有铁离子,A为1.6 g氧化铁 (为0.01 mol);红棕色气体B和水反应得到强酸D,则B为 二氧化氮和氧气的混合气,二氧化氮和氧气、水反应生成硝 酸,n(HNO3)为15.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1÷ 25.00×10-3 L×1 L=0.06 mol;则X中含有铁、氮元素分别 为0.02 mol(1.12 g)、0.06 mol(0.84 g),则含有氧元素4.84 g- 1.12 g-0.84 g=2.88 g,为0.18 mol;三者物质的量之比为 1︰3︰9,X为Fe(NO3)3;D为硝酸溶液,用0.100 0 mol· L-1 的NaOH溶液滴定溶液D时可用酚酞作指示剂,当最 后半滴氢氧化钠溶液加入后,溶液变红色且半分钟内不褪 色说明达到滴定终点,C正确;若在 X的稀溶液中通入足 量SO2 气体,硝酸根离子具有强氧化性,也会把二氧化硫氧 化为硫酸 根 离 子 同 时 生 成 一 氧 化 氮 气 体,Fe3+ +3NO-3 + 5SO2+4H2O􀪅􀪅Fe2++3NO+5SO2-4 +8H+,D错误。 13.(1)①(由黄色)变为浅绿色 ②不变红色(或无明显现象) ③2Fe3++Fe􀪅􀪅3Fe2+ ④新制氯水(或5%H2O2 溶液) ⑤不变红色(或无明显现象) ⑥变红色 ⑦2Fe2++Cl2􀪅􀪅 2Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+􀪅􀪅2Fe3++2H2O) (2)Fe2++Zn􀪅􀪅Zn2++Fe (3)Fe2+ 解析:(1)①向 FeCl3 溶 液 中 加 入 Fe粉 后,会 发 生 反 应: 2FeCl3+Fe􀪅􀪅3FeCl2,溶液由黄色变为浅绿色,②由于溶 液中不含Fe3+,因此加入 KSCN溶液后,溶液不会变为红 色或无明显现象,③则上述证明Fe3+ 具有氧化性的离子方 程式 为2Fe3+ +Fe􀪅􀪅3Fe2+;④取 少 量0.1 mol·L-1 FeCl2 溶液,往溶液中加入少量KSCN溶液,再加少量新制 氯水(或5%H2O2 溶液),氯水(或5%H2O2 溶液)将Fe2+ 氧化为Fe3+,Fe3+与SCN-结合产生Fe(SCN)3,使溶液变 为红色,故⑤加入KSCN溶液后,溶液不变红色或无明显现 象;⑥加入你选的试剂后,溶液变红色,则⑦体现Fe2+ 具有 还原性的离子方程式为2Fe2++Cl2 􀪅􀪅2Fe3++2Cl- (或 2Fe2++H2O2+2H+􀪅􀪅2Fe3++2H2O)。(2)由于金属活 动性:Zn>Fe,二者发生置换反应,溶液由浅绿色变为无色, 该反应的离子方程式为Fe2++Zn􀪅􀪅Zn2++Fe。(3)已知 MnO-4 在反应中得到电子,则 MnO-4 是氧化剂,是反应物, Mn2+是还原产物,是生成物,缺项微粒表现还原性,作还原 剂,其被氧化为Fe3+,则X是Fe2+。 14.(1)①3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2 ②产物Fe3O4 也 会被磁铁吸引,结论错误 (2)H2O2 氧化KSCN (3)Ⅰ 验证假设Ⅱ是否成立 Ⅲ (4)冰水浴 保持溶液碱性,防止K2FeO4 变质 解析:(1)①铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2;②产物Fe3O4 也会被磁铁吸引,无法确 定产物中 有 未 反 应 的 铁 单 质,结 论 错 误。(2)H2O2 氧 化 KSCN。(3)实验①:取褪色后溶液三份,第一份滴加FeCl3 溶液无明显变化,说明溶液中没有KSCN,实验①说明假设 Ⅰ不 正 确;实 验②:另 取 同 浓 度 的 FeCl3 溶 液 滴 加2滴 KSCN溶液,溶液变红色,再通入 O2,无明显变化,说明假 设Ⅱ不正确,实验②的目的是验证假设Ⅱ是否成立;由实验 ①② 知 假 设 Ⅰ 和 Ⅱ 都 不 成 立,假 设 Ⅲ 是 正 确 的。 (4)K2FeO4 在0~5 ℃溶液中比较稳定,所以反应需在低温 下进行,而C中反应为放热反应,故C装置应改进为冰水 浴;K2FeO4 在强碱性溶液中比较稳定,反应中 KOH 必须 过量的原因是保持溶液碱性,防止K2FeO4 变质。 课时作业13 金属材料及金属矿物的开发利用 1.D 2.D 3.B 4.D 5.A 6.C 铬与铝性质相似,但活泼性比铝弱,故可用铝热反应制备 铬,原理为2Al+Cr2O3 高温 􀪅􀪅Al2O3+2Cr,A正确;铬与铝性 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -592-