课时20 铁的单质及其氧化物-2024-2025学年高一化学【强基提能】同步分层练（人教版2019必修第一册）

第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 课时20 铁的单质及其氧化物 1．了解铁在自然界中的存在形态及冶炼方法； 2．掌握铁的物理性质和化学性质； 3．掌握铁的氧化物的性质及应用。 1．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2 2．杜甫诗句中“朱门酒肉臭，路有冻死骨”这里的“朱门”是指门上涂有（ ） A．FeCl3 B． C．Fe2O3 D．Fe（OH）3 3．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．Fe3O4 4．常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是（ ） A．稀硝酸 B．硫酸铜溶液 C．硝酸银溶液 D．浓硫酸 5．某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是( ) A．氢氧化铁和硫酸 B．铁和盐酸 C．氧化亚铁和盐酸 D．氧化铁和盐酸 6．把铁片投入下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是(　　) A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液 7．下列关于铁的性质叙述中正确的是(　　) A.铁能与氢氧化钠溶液反应 B.铁能与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2 C.高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3和H2 D.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜 8．铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是(　　) A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．2 mol 9．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是( ) A．Fe2O3、Fe3O4都有磁性 B．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 C．Fe2O3是一种红棕色粉末 D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe2O3 10．某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如下实验： 下列说法中不正确的是( ) A．点燃酒精灯的顺序是先a后b B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应 D．不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来 11．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6g铁粉，下列说法错误的是（ ） A．硬质试管中发生的反应3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 C．若反应产生0.448L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15% D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯 12．四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO•Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是( ) A．Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种铁的价态 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 13．下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（ ） A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红 B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同 C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 14．现有铁、稀硫酸、氯化铜溶液，氢氧化钠溶液，氧化铁，当它们两两混合后，能发生的反应有（ ） A．7个 B．6个 C．5个 D．4个 15．在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．反应转移电子为0.1mol B．HCl溶液中数为3NA C．含有的中子数为1.3NA D．反应生成标准状况下气体3.36L 16．下列反应的离子方程式正确的是(　　) A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 17．有一粉末，它是由铁的氧化物中的一种或两种组成，取3.04 g 粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则该粉末的组成可能是(　　) A．只有Fe2O3 B．只有FeO C．等物质的量的FeO和Fe3O4 D．等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 18．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，下列有关说法正确的是（ ） A．FeO在空气中加热只转化为Fe2O3 B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有+2价的Fe，又有+3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物 C．热稳定性：Fe2O3<Fe3O4 D．Fe3O4与稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe2++Fe3++4H2O 18．向一定量铁的氧化物FexOy(铁只有+2、+3价)中，加入稀盐酸，恰好使固体完全溶解，再向所得溶液中通入标准状况下氯气，恰好能使溶液中的FeCl2完全转化为FeCl3(发生的反应为2FeCl2＋Cl2=2FeCl3)，则x：y为( ) A． B． C． D． 19．化学技术驱动“碳达峰、碳中和”。CO2转化为炭黑回收利用的反应机理如图所示，依次发生过程Ⅰ和Ⅱ，“→”表示从反应物到生成物。下列说法错误的是（ ） A．过程Ⅰ的化学方程式为6FeO+CO2=2Fe3O4+C B．过程Ⅰ、Ⅱ中有铁元素化合价发生改变 C．过程Ⅱ中产生的气体具有助燃性，可作为燃料 D．在整个反应机理中可循环使用 20．某工厂的工业废水中含有大量FeSO4和CuSO4，为了减少污染并变废为宝，工厂拟定用以下流程从该废水中回收FeSO4和金属Cu。请根据如图所示流程图，回答相关问题： (1)操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和溶液的方法是___________。 (2)为了将CuSO4完全转化，步骤①加入的铁粉应___________(填“过量”或“少量”)，其对应的化学方程式为___________。 (3)固体A的成分是铁和___________(填名称)。 (4)步骤②加入试剂B的稀溶液，B的化学式为___________，该物质在该反应中作___________剂(填“氧化”或“还原”)。 21．把100mL 1.0mol/L CuSO4溶液和100mL 1.0mol/L Fe2(SO4)3溶液混合(假设混合溶液体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。 (1)混合溶液中SO42-的物质的量为 mol。 (2)参加反应的铁的质量为 g。 (3)充分反应后；溶液中Fe2+的物质的量浓度为 mol/L。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 课时20 铁的单质及其氧化物 1．了解铁在自然界中的存在形态及冶炼方法； 2．掌握铁的物理性质和化学性质； 3．掌握铁的氧化物的性质及应用。 1．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．CuFeS2 【答案】C 【解析】四氧化三铁具有磁性，制指南针的磁石主要成分是四氧化三铁。 2．杜甫诗句中“朱门酒肉臭，路有冻死骨”这里的“朱门”是指门上涂有（ ） A．FeCl3 B． C．Fe2O3 D．Fe（OH）3 【答案】C 【解析】Fe2O3的颜色是红色的，可用于油漆、建筑等行业的着色，杜甫诗句中“朱门酒肉臭，路有冻死骨”这里的“朱门”是指涂有Fe2O3的门，故选C。 3．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) A．FeCl3 B．CuCl2 C．FeCl2 D．Fe3O4 【答案】C 【解析】A项，Fe与Cl2反应可以直接生成FeCl3，A项错误；B项，Cu与Cl2反应直接生成CuCl2，故CuCl2能由单质直接化合生成，B项错误；C项，Fe与Cl2反应只生成FeCl3而不是FeCl2，故FeCl2不能由单质直接化合生成，C项正确；D项，铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，故Fe3O4可以由单质直接化合生成，D项错误；故选C。 4．常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是（ ） A．稀硝酸 B．硫酸铜溶液 C．硝酸银溶液 D．浓硫酸 【答案】D 【解析】A项，铁与稀硝酸反应，不能用铁制容器盛装，错误；B项，铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制容器盛装硫酸铜溶液，错误；C项，硝酸银溶液与铁反应，不能用铁制容器盛装硝酸银溶液，错误；D项，浓硫酸具有强的氧化性，能使铁钝化，常温下，可用铁制容器盛装浓硫酸，正确。 5．某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是( ) A．氢氧化铁和硫酸 B．铁和盐酸 C．氧化亚铁和盐酸 D．氧化铁和盐酸 【答案】D 【解析】A项，氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，而不是氯化铁，错误；B项，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而不是氯化铁，错误；C项，氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，而不是氯化铁，错误；D项，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，可以制备氯化铁溶液，正确；故选D。 6．把铁片投入下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是(　　) A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液 【答案】C 【解析】A项，铁与硫酸亚铁不反应，铁片质量不变，不符合题意；B．根据化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，铁片质量减少，但有气体生成，不符合题意；C．铁与硫酸铁溶液反应，铁片质量减少，没有气体生成，符合题意；D．根据化学方程式Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag，铁片表面析出银，铁片质量增加，不符合题意。 7．下列关于铁的性质叙述中正确的是(　　) A.铁能与氢氧化钠溶液反应 B.铁能与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2 C.高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3和H2 D.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜 【答案】D 【解析】铁不能与氢氧化钠溶液反应，A项错误；铁能与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，B项错误；高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，C项错误；铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，发生置换反应，D项正确。 8．铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是(　　) A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．2 mol 【答案】C 【解析】根据3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知，固体增加的质量为氧元素的质量，n(Fe)＝n(O)＝×＝1.5 mol。 9．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是( ) A．Fe2O3、Fe3O4都有磁性 B．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 C．Fe2O3是一种红棕色粉末 D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe2O3 【答案】C 【解析】A项，Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，错误；B项，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O，错误；C项，Fe2O3 是一种红棕色粉末，正确；D项，FeO在空气里受热，能迅速氧化成四氧化三铁，错误。 10．某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如下实验： 下列说法中不正确的是( ) A．点燃酒精灯的顺序是先a后b B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应 D．不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来 【答案】C 【解析】A项，为了防止Fe被热空气氧化，应该先点燃a处的酒精灯，使水蒸气充满整个试管，然后再点燃b处酒精灯，使Fe与热的水蒸气发生反应，故点燃酒精灯的顺序是先a后b，正确；B项，湿棉花上含有大量的水分，当加热时会产生水蒸气与铁发生反应，故湿棉花的作用是提供水蒸气，正确；C项，水蒸气进入肥皂液中也会产生气泡，因此不能根据肥皂液冒气泡来证明铁与水蒸气发生了反应，错误；D项，Fe与热的水蒸气在高温下反应产生Fe3O4，Fe、Fe3O4都会被磁铁吸引，故不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来，正确。 11．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6g铁粉，下列说法错误的是（ ） A．硬质试管中发生的反应3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 C．若反应产生0.448L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15% D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯 【答案】B 【解析】在装置A中产生水蒸气，装置B中水蒸气与铁粉反应，化学方程式为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，经干燥管干燥后收集氢气。A项，铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，故A项正确；B项，铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也有磁性，无法用磁铁将二者分离，故B项错误；C项，若产生标况下0.448L的气体，气体为氢气，则生成氢气的物质的量为0.02mol，根据，则消耗Fe粉的物质的量为0.015mol，5.6g铁粉的物质的量为0.1mol，则铁粉的转化率为15%，故C项正确；D项，探究高温下铁粉与水蒸气的反应，应先点燃A处的酒精灯用产生水蒸气排尽装置内的空气，防止Fe粉被空气氧化，故D项正确；故选D。 12．四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO•Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是( ) A．Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中有两种铁的价态 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 【答案】A 【解析】A项，Fe3O4是一种铁的氧化物，属于纯净物，A错误；B项，+2价铁具有较强还原性、容易被氧化， FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4，B正确；C项，Fe3O4中铁元素呈+2、+3价，与盐酸反应得到氯化亚铁、氯化铁，则产物中有两种铁的价态，C正确；D项，Fe3O4具有铁磁性，俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料，D正确；故选A。 13．下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（ ） A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红 B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同 C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 【答案】C 【解析】A项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，A错误；B项，铁矿石的成分与矿石的种类有关，铁锈的主要成分是Fe2O3，B错误；C项，铁的氧化物如FeO、Fe2O3和Fe3O4，都不溶于水，也不和水起反应，C正确；D项，Fe2O3、FeO是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，D错误；故选C。 14．现有铁、稀硫酸、氯化铜溶液，氢氧化钠溶液，氧化铁，当它们两两混合后，能发生的反应有（ ） A．7个 B．6个 C．5个 D．4个 【答案】C 【解析】铁能和稀硫酸反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，铁能和氯化铜溶液反应：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，稀硫酸能和氢氧化钠溶液反应：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，稀硫酸能和氧化铁反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，氯化铜溶液能和氢氧化钠溶液反应：CuCl2+2NaOH=2NaCl+Cu(OH)2↓，即当它们两两混合后，能发生的反应有5个，故选C。 15．在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．反应转移电子为0.1mol B．HCl溶液中数为3NA C．含有的中子数为1.3NA D．反应生成标准状况下气体3.36L 【答案】A 【解析】2.8gFe的物质的量为0.05mol；100mL 3mol·L-1HCl中H+和Cl-的物质的量均为0.3mol，两者发生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。A项，Fe完全溶解生成Fe2+，该反应转移电子0.1mol，A正确；B项，HCl溶液中Cl-的物质的量为0.3mol，因此，Cl-数为0.3NA，B不正确；C项，56Fe 的质子数为26、中子数为30，2.8g56Fe的物质的量为0.05mol，因此，2.8g56Fe含有的中子数为1.5NA，C不正确；D项，反应生成H2的物质的量为0.05mol，在标准状况下的体积为1.12L ，D不正确；故选A。 16．下列反应的离子方程式正确的是(　　) A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 【答案】A 【解析】A项，符合3个守恒，正确；B项，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态：＋2、＋3，所以产物中有Fe2＋、Fe3＋，错误；C项，得失电子不守恒、电荷不守恒，错误；D项，不符合客观实际，反应后只能产生Fe2＋和H2，错误。 17．有一粉末，它是由铁的氧化物中的一种或两种组成，取3.04 g 粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则该粉末的组成可能是(　　) A．只有Fe2O3 B．只有FeO C．等物质的量的FeO和Fe3O4 D．等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 【答案】C 【解析】A项，用澄清石灰水把产生的气体充分吸收，产生沉淀5 g，则生成的CO2的物质的量为n(CO2)=n(CaCO3)==0.05 mol，设铁的氧化物化学式为FexOy，设铁的氧化物物质的量为n mol，则有： FexOy+yCOxFe+yCO2 1 y n 0.05 得n==，x∶y=4∶5，所以Fe和O的原子个数比为4∶5，选C。 18．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，下列有关说法正确的是（ ） A．FeO在空气中加热只转化为Fe2O3 B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有+2价的Fe，又有+3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物 C．热稳定性：Fe2O3<Fe3O4 D．Fe3O4与稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe2++Fe3++4H2O 【答案】C 【解析】A项，FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4，A错误；B项，Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，B错误；C项，在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明四氧化三铁稳定，C正确；D项，电荷不守恒，离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，D错误； 故选C。 18．向一定量铁的氧化物FexOy(铁只有+2、+3价)中，加入稀盐酸，恰好使固体完全溶解，再向所得溶液中通入标准状况下氯气，恰好能使溶液中的FeCl2完全转化为FeCl3(发生的反应为2FeCl2＋Cl2=2FeCl3)，则x：y为( ) A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-可知，加入稀盐酸反应后溶液中n(Fe2+)=，设铁的氧化物化学式为FexOy，FexOy与盐酸反应的离子方程式写成FexOy+H+→Fe2+＋Fe3+＋H2O，将物质的量作系数配平得FexOy+0.2H+→0.04Fe2+＋Fe3++H2O，由电荷守恒可知Fe3+系数为0.04，由H守恒可知H2O系数为0.1，由Fe、O守恒可得x：y=(0.04+0.04)∶0.1=4：5，D正确。故选D。 19．化学技术驱动“碳达峰、碳中和”。CO2转化为炭黑回收利用的反应机理如图所示，依次发生过程Ⅰ和Ⅱ，“→”表示从反应物到生成物。下列说法错误的是（ ） A．过程Ⅰ的化学方程式为6FeO+CO2=2Fe3O4+C B．过程Ⅰ、Ⅱ中有铁元素化合价发生改变 C．过程Ⅱ中产生的气体具有助燃性，可作为燃料 D．在整个反应机理中可循环使用 【答案】C 【解析】A项，由图可知，过程Ⅰ为FeO和二氧化碳反应生成四氧化三铁和碳，该反应的化学方程式为：6FeO+CO2=2Fe3O4+C，A正确；B项，四氧化三铁中铁元素有+2价、+3价，FeO中铁元素显+2价，故过程Ⅰ、Ⅱ中有铁元素化合价发生改变，B正确；C项，过程Ⅱ中产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作燃料，C错误；D项，过程Ⅰ中FeO是反应物，过程Ⅱ中FeO是生成物，FeO在整个反应机理中可循环使用，D正确；故选C。 20．某工厂的工业废水中含有大量FeSO4和CuSO4，为了减少污染并变废为宝，工厂拟定用以下流程从该废水中回收FeSO4和金属Cu。请根据如图所示流程图，回答相关问题： (1)操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和溶液的方法是___________。 (2)为了将CuSO4完全转化，步骤①加入的铁粉应___________(填“过量”或“少量”)，其对应的化学方程式为___________。 (3)固体A的成分是铁和___________(填名称)。 (4)步骤②加入试剂B的稀溶液，B的化学式为___________，该物质在该反应中作___________剂(填“氧化”或“还原”)。 【答案】(1)过滤 (2)过量 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (3)铜单质 (4)H2SO4 氧化 【解析】工业废水中含有大量FeSO4和CuSO4，工业废水中加入过量铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚铁，操作I为过滤，滤液中主要含FeSO4，过滤得到的固体A中含Fe、Cu，加入试剂B为稀H2SO4，操作II为过滤，得到的滤渣为Cu，滤液主要含FeSO4，与第一次过滤得到的滤液合并，操作III为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到FeSO4‧7H2O。(1)实验中通常使用过滤的方法分离固体和溶液，所以操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称为过滤；(2)为了保证CuSO4完全转化，就需要加入过量的Fe粉，Fe与CuSO4溶液发生置换反应，方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(3)固体A中除了未反应完的Fe，还有就是加入铁粉后置换出的Cu单质；(4)由分析可知，加入试剂B后Fe单质变成了FeSO4，而Cu单质不反应，所以B为稀硫酸；反应过程中，稀硫酸起氧化剂作用将Fe氧化。 21．把100mL 1.0mol/L CuSO4溶液和100mL 1.0mol/L Fe2(SO4)3溶液混合(假设混合溶液体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。 (1)混合溶液中SO42-的物质的量为 mol。 (2)参加反应的铁的质量为 g。 (3)充分反应后；溶液中Fe2+的物质的量浓度为 mol/L。 【答案】(1)0.4 (2)11.2 (3)2.0 【解析】100mL 1.0mol/L CuSO4溶液和100mL 1.0mol/L Fe2(SO4)3溶液混合，稀释前后溶质的物质的量不变，则混合后溶液中c(CuSO4)= 0.5mol/L，c[Fe2(SO4)3]=0.5mol/L，混合后溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸铁电离，故 c(SO42-)=c(CuSO4)+3c[Fe2(SO4)3]=0.5mol/L+3×0.5mol/L=2mol/L，向溶液中加入铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余，则硫酸铜、硫酸都完全反应，此时溶液中溶质为FeSO4，故c(Fe2+)=c(SO42-)=2mol/L。（1）混合溶液中SO42-的物质的量为2mol/L×0.2L=0.4mol；（2）由分析结合质量守恒，参加反应的铁的物质的量等于反应后亚铁离子的物质的量减去初时三价铁的物质的量，故质量为2mol/L×0.2L×56g/mol-1.0mol/L×0.1L×2×56g/mol =11.2g；（3）充分反应后；溶液中Fe2+的物质的量浓度为2.0mol/L。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$