内容正文:
第三章 金属及其化合物 3
课时作业12 铁及其化合物的转化及应用
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.(2023·广东茂名模拟)青矾矿石(主要成分为
FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载:“本来绿
色,新出窟未见风者,正如琉璃……烧之赤
色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正
确的是 ( )
A.可用于制净水剂
B.溶于水形成无色溶液
C.在干燥空气中稳定存在
D.在空气中加热转化为Fe3O4
2.将0.2
mol·L-1
KI溶液和0.05
mol·L-1
Fe2(SO4)3 溶液等体积混合充分反应后,取混
合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化
学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2 的是( )
A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色
B.向混合液中滴入AgNO3 溶液,有黄色沉淀
生成
C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色
沉淀生成
D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色
3.指定条件下,以铁为原料,不能一步制得的是
( )
A.Fe
少量Cl2
点燃
→FeCl3
B.Fe
H2O
高温
→Fe2O3
C.Fe
足量稀硝酸
→Fe(NO3)3
D.Fe
CuSO4 溶液
→FeSO4
4.(2023·安徽六安一中模拟)下列各组物质中,
X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质
所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是
( )
选项 A B C D
X FeCl2 溶液 FeCl3 溶液 Fe FeSO4 溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu
5.(2023·湖北黄冈期中)铁元素的“价—类”二维
图如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.高温下a与水蒸气反应可得到e
B.在空气中加热c,可实现c→b的转化
C.向d的硝酸盐溶液中加入稀盐酸,可实现
d→g的转化
D.在水中g易水解,在水处理过程中常加入g
的硫酸盐杀菌消毒
甲
①
→ 乙
④
②
→ 丙
③
↓
↑
6.(2024· 河 南 南 阳 期 中)
甲、乙、丙三种不同的物质
中均含有同一种元素,反
应④为置换反应,往乙溶
液中滴加KSCN溶液,乙溶液变为红色。它们
之间的转化关系如图所示(部分反应物及生成
物已略去)。下列说法错误的是 ( )
A.反应①②可能为化合反应
B.反应④的另一反应物可以为离子化合物的
水溶液
C.甲一定为金属单质
D.若甲为金属单质,甲、乙、丙中的相同元素化
合价不同
7.(2024·“九省联考”广西卷)实验小组用过量
FeCl3 溶液处理覆铜板得到浸出液,并对其中
的物质进行回收,流程如下。下列有关说法正
确的是 ( )
浸出液 反应→
过量铁粉
↓
过滤→
滤渣
↓
氧化→
氯气
↓
溶液a→
A.浸出液呈中性
B.滤渣只有铜粉
C.用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D.溶液a回收后可用于处理覆铜板
-349-
hh
8.黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、
CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的
水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性
溶液Z。下列结论合理的是 ( )
A.X中含KI,可能含有CuCl2
B.X中含有漂白粉和FeSO4
C.X中含有CuCl2,Y中含有Fe(OH)3
D.用 H2SO4 酸化溶液Z,若有黄绿色气体放
出,说明X中含有CuCl2
9.(2023·河北张家口模拟)某化学实验小组探
究Fe2+和Fe3+性质时发现:往FeCl2 和KSCN
的混合溶液中滴加氯水,溶液变成红色,但当
氯水过量时,红色却会褪去。为此,他们设计
如图装置进一步探究。
已知:①X 为 NaClO 溶 液,Y 为 FeCl3 和
KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入 NaClO
溶液至过量的过程中,圆底烧瓶中红色变浅,
有大量气泡产生;Ca(OH)2 溶液变浑浊。根据
实验现象推测,下列说法不正确的是
( )
A.烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B.烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C.多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触
面积
D.KSCN中硫元素、氮元素被氧化
10.(2023·河北衡水中学质检)部分含铁微粒所
带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图
所示,由该图可预测含铁微粒间相互转化时
所需试剂。下列推断不合理的是 ( )
A.M一定为FeO
B.若R为单质,则常温下浓硫酸可使R钝化
C.若Q为金属阳离子,则可用K3[Fe(CN)6]
溶液检验
D.Fe3+ 与 氧 化 剂 在 碱 性 条 件 下 反 应 可 生
成FeO2-4
11.(2023·山东枣庄一模)高铁酸钾(K2FeO4)具
有杀菌、消毒及净水作用,某实验小组在碱性
条件下制备K2FeO4 流程如图所示:
下列说法错误的是 ( )
A.1
mol
K2FeO4消毒能力相当于1.5
mol
HClO
B.氧 化 反 应:3NaClO +2Fe(NO3)3 +
10NaOH 2Na2FeO4 + 3NaCl +
6NaNO3+5H2O
C.同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D.提纯时,应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃
棒、烧杯、酒精灯
12.(2023·湖南永州二模)盐X由三种常见元素
组成,某科学兴趣小组称取4.84
g盐X进行
实验,数据和现象如下:
盐X
4.84
g
高温
红棕色
固体A
1.60
g
→
盐酸
→
黄色
溶液C
试剂Y
→
血红色
溶液E
红棕色气体B
3.24
g
→ 水→
强酸性溶液D
1.00
L
已知:①气体B为两种气体的混合物,能被水
完全吸收。
②取溶液D
25.00
mL,用0.100
0
mol·L-1 的
NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液15.00
mL。
下列说法错误的是 ( )
A.试剂Y可能为KSCN溶液
B.盐X的化学式为Fe(NO3)3
C.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
D.若在X的稀溶液中通入足量SO2 气体,发
生反应的离子方程式为2Fe3+ +SO2+
2H2O2Fe2++SO2-4 +4H+
-350-
第三章 金属及其化合物 3
二、非选择题
13.某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、
0.1
mol·L-1
FeCl3 溶 液、0.1
mol·L-1
FeCl2 溶液、KSCN溶液、新制氯水、5%H2O2
溶液,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利
用实验结论解决一些问题。
(1)设计实验方案,完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象 解释
Fe3+具有
氧化性
取少量
0.1
mol·L-1
FeCl3 溶液,往
溶液中加入足
量铁 粉,再 加
入少量 KSCN
溶液
① 加 入 铁 粉
后,溶液
;
②加入 KSCN
溶液后,溶液
③体 现 Fe3+ 具
有氧 化 性 的 离
子方程式:
Fe2+具有
还原性
④取少量
0.1
mol·L-1
FeCl2 溶 液,
往溶液中加入
少量KSCN溶
液,再加入
⑤加入KSCN
溶液后,溶液
;
⑥加入你选的
试剂后,溶 液
⑦体现 Fe2+ 具
有还 原 性 的 离
子方程式:
(2)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提
出了向FeCl2 溶液中加入锌粉,观察实验现象
的方案,该反应的离子方程式为
。
(3)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、
H+、MnO-4、H2O 和一种未知离子 X,已知
MnO-4 在反应中得到电子,则X是 。
14.(2023·湖南湘潭模拟)某化学学习小组同学
学习了铁元素的“价—类”二维图后,对铁及
其化合物进行了探究。
探究一:对“铁与水蒸气反应”的产物进行
检验:
(1)①铁与水蒸气反应的化学方程式为
。
②某同学利用磁铁成功吸引反应后的产物,
以此确定产物中有未反应的铁单质,请对此
结论进行简要分析:
。
探究二:向氯化铁溶液中滴加几滴KSCN溶
液后,滴加过氧化氢,红色褪去。已知红色褪
去的同时有气体生成,经检验为O2。小组同
学对红色褪去的原因提出了三种假设:
(2)假 设 Ⅰ:H2O2 还 原 Fe3+,使 其 转 变
为Fe2+;
假设Ⅱ:H2O2 分解生成O2,O2 氧化KSCN;
假设Ⅲ:
。
并对假设进行了以下实验探究:
实验①:取 褪 色 后 溶 液 三 份,第 一 份 滴 加
FeCl3 溶液无明显变化;第二份滴加KSCN溶
液,溶 液 出 现 红 色;第 三 份 滴 加 稀 盐 酸 和
BaCl2 溶液,产生白色沉淀。
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。
(3)实验结论:实验①说明假设 不正
确;实验②的目的是 ;
由实验①②得出假设 是正确的。
探究三:甲同学查阅资料“高铁酸盐是优良的
多功能水处理剂。K2FeO4 为紫色固体,可溶
于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物;在
0~5
℃、强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中
性溶液中易分解放出O2”。甲同学制备高铁
酸钾(K2FeO4)装置如图所示,夹持、加热等装
置略。
(4)已知C中反应为放热反应,C装置应如何
改进: ,且反应中KOH必须过量的
原因是 。
-351-
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+2H2OFe(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+4H2OFe2++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++Fe3Fe2+ 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++ZnZn2++Fe (3)Fe2+
解析:(1)①向 FeCl3 溶 液 中 加 入 Fe粉 后,会 发 生 反 应:
2FeCl3+Fe3FeCl2,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+ +Fe3Fe2+;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++ZnZn2++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-