内容正文:
第三章 铁 金属材料
考点概览
考点1 铁的单质
考点2 铁的氧化物
考点3 铁的氢氧化物
考点4 铁盐和亚铁盐的性质与检验
考点5 Fe2+和Fe3+的相互转化及其应用
考点6 合金及其性质
考点7 铝及其化合物的性质
考点8 物质的量在化学方程式计算中的应用
考点过关
考点1 铁的单质
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铁在冷的稀硝酸中钝化。( )
(2)铁与硫蒸气反应生成的是Fe2S3,铁与碘蒸气反应生成FeI3。( )
(3)常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下,铁与浓硫酸不发生化学反应。( )
(4)过量的铁与氯气反应生成FeCl2。( )
(5)分别与和盐酸反应所得氯化物相同。( )
(6)铁在高温下与水蒸气反应生成和。( )
(7)在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应。( )
(8)纳米级的铁粉能通过吸附作用除去水体中的等重金属离子。( )
(9)食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,目的是防止食物受潮、氧化。( )
(10)一定条件下Fe粉与足量的浓硫酸反应,转移电子数为3 NA 。( )
2.下列关于铁的叙述错误的是
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引,在磁场作用下,铁自身也能产生磁性
C.铁是地壳中含量最多的金属元素,所以分布在地壳的铁有游离态也有化合态
D.纯铁的抗蚀能力相当强,在干燥的空气里不易被氧化
3.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.FeCl2 D.AlCl3
4.纳米铁粉(粒子直径为几十纳米的铁粉)对电磁波有特殊的吸收作用,可作为使用高性能毫米波的隐形材料,下列说法错误的是
A.铁元素属于过渡元素
B.的电子数为23
C.纳米铁粉分散在空气中形成的分散系能产生丁达尔效应
D.纳米铁粉与少量的氯气反应生成
5.下列关于铁的性质的叙述不正确的是
A.铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4
B.铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧
C.因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松,不能保护内层的金属,故铁制品需要涂保护层
D.铁与硫酸反应的离子方程式:Fe+2H+=Fe2++H2↑
6.还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,下列有关该实验的说法正确的是
A.反应生成Fe2O3
B.肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
7.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量的Fe与反应;②Fe与过量稀反应后,再向其中加入新制氯水;③Fe和的混合物溶于盐酸中;④铁丝在氧气中燃烧后的产物溶于盐酸中;⑤铁粉与水蒸气反应的产物
A.①②③⑤ B.①②④⑤ C.①③④⑤ D.全部
考点2 铁的氧化物
8.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe2O3与足量HI溶液的反应属于氧化还原反应。( )
(2)FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO+2HNO3=Fe(NO3)2+H2O。( )
(3)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为:3Fe2++4H++NO=3Fe3+++3H2O。( )
(4)赤铁矿的主要成分是Fe3O4。( )
(5)氧化亚铁、四氧化三铁均为黑色固体,而氧化铁为红棕色固体。( )
(6)粉末在空气中受热,迅速被氧化成。( )
(7)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。( )
(8)新版人民币油墨中含有的Fe3O4具有磁性( )
(9)Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔现象。( )
(10)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。( )
9.下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是
A.在自然界中,不可能有游离态的铁存在
B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红
C.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
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
10.下列关于铁的氧化物的叙述正确的是
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
11.铁红(Fe2O3)是一种常见颜料,用废铁屑(主要含铁,还含有少量Fe2O3)制取铁红的工艺如下:
(1)写出废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:___________。
(2)“酸溶”一段时间后,溶液中检测不到Fe3+的原因是___________。
(3)“沉淀”所得固体为FeCO3,检验FeCO3“洗涤”是否完全的方法是___________。
(4)“煅烧”时FeCO3与O2反应的物质的量之比为___________。
考点3 铁的氢氧化物
12.有关铁的氢氧化物的说法中,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固体
B.Fe(OH)2具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解
D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能产生丁达尔现象
13.将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
14.下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是
A.在 FeCl2 溶液上加一层苯,然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下,慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡,配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸)
B.将铁粉与稀硫酸充分反应,然后再加入过量的氨水
C.在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉,过滤,在滤液中加入过量的 NaOH 溶液
D.在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉
15.用如图装置可以制备沉淀,下列说法不正确的是
A.该实验应该先打开C,一段时间后再关闭C
B.实验完成时,在A容器中得到白色沉淀
C.如果将NaOH溶液直接滴入溶液中,最终得到红褐色沉淀
D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
16.下列离子方程式正确的是
A.向氢氧化铁胶体中滴加氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B.氢氧化亚铁溶于稀硝酸中:
C.氢氧化亚铁能与次氯酸反应:Fe(OH)2 + 2H++2ClO—= Fe2+ +2H2O+2Cl—
D.氢氧化亚铁溶于氢碘酸中:
考点4 铁盐和亚铁盐的性质与检验
17.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知在能使紫色石蕊试液变为红色的溶液中,高锰酸根离子、二价亚铁离子、氯离子能够大量共存。( )
(2)利用FeCl2溶液可腐蚀铜质印刷线路板。( )
(3)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )
(4)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+。( )
(5)取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含Fe2+。( )
(6)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明Fe3+的氧化性比I2的强。( )
(7)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红。( )
(8)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+。( )
(9)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3↓。( )
(10)验证Fe2(SO4)3溶液中含Fe2+的方法是加入酸性KMnO4溶液,紫色退去。( )
18.氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.氯化铁溶液可以使淀粉试纸变蓝,说明其具有还原性
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
19.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的实验,实验设计错误的是
A.③④ B.③ C.①③④ D.②④⑤
20.取少量FeCl2溶液,滴入几滴KSCN溶液,不显红色,再滴入几滴氯水,溶液变红,这是因为( )
A.Cl2可将FeCl2还原 B.Cl2可将KSCN氧化
C.Cl2可将FeCl2氧化 D.Cl2可将KSCN还原
21.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是
A.依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后,溶液显红色
B.先滴加硫氰化钾溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.通入氨气,产生白色沉淀,无红褐色沉淀
D.加入锌片,片刻取出,质量减轻;加入铜片,片刻取出,质量不变
22.下列操作中,溶液的颜色不发生变化的是
A.氯化铁溶液中加入足量铜粉,充分振荡
B.氧化铜加入到稀硫酸中
C.氧化镁固体加入稀盐酸中,完全溶解
D.氯化铁溶液中滴加硫氰化钾(KSCN)溶液
23.某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定,实验过程及现象如下图所示:
现对A、B、C、D做出的如下推断中,不正确的是( )
A.A盐一定是FeCl3 B.白色沉淀B可能是AgCl
C.C中一定含Fe3+ D.无法确定A中是否含有Fe2+
24.基于核心元素认识物质,是研究物质的重要视角,为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图,箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热可实现转化⑥,加稀盐酸溶解可实现转化③
D.向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若溶液不变紫红色则溶液中一定含
25.某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中加入酸性KMnO4溶液,在另一支试管中加入KSCN溶液。
请回答下列问题:
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是 。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。
(4) (填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证,原因是 。
考点5 Fe2+ 和Fe3+的相互转化及其应用
26.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O。( )
(2)含有大量Fe3+的溶液:Na+、、Cl-、I-能大量共存。( )
(3)Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。( )
(4)在含有Fe2+、Fe3+、Al3+、的溶液中加入足量的Na2O2固体,再加入过量的稀盐酸,完全反应后,离子数目几乎没有改变的是Fe3+。( )
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸,反应的离子方程式是Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O。( )
(6)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(OH)3。( )
(7)向酸性溶液中加入粉末,紫色褪去,证明中含(Ⅱ)。( )
(8)足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+。( )
(9)Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出。( )
(10)金属阳离子只有氧化性,不可能有还原性。( )
27.下列试剂不能使转化为的是
①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液
A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.②⑤⑥
28.向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀硫酸时,溶液的颜色变化应该是
A.变浅 B.加深 C.不变 D.变棕黄色
29.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可行的方法是
A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气
C.加入适量铜粉并过滤 D.加入适量铁粉并过滤
30.下列转化关系不能通过一步反应实现的是
A.Fe→FeCl2 B.Fe2O3→Fe(OH)3
C.FeCl3→FeCl2 D.Fe(OH)3→Fe2O3
31.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判错误的是( )
A.加入KSCN溶液一定不变红色 B.溶液中一定含Cu2+
C.溶液中一定含Fe2+ D.剩余固体中一定含铜
32.价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价类二维图如图,下列有关说法不正确的是
A.a能导电,能被磁体吸引 B.物质c可以用于制备油漆的成分
C.e转化为f需加入氧化剂 D.制备b可以用g在空气中加热分解
33.I.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
Fe2+Fe3+
回答下列有关问题:
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①④的转化,要求产物纯净,可选用 (填字母)。
a.Cl2 b.Fe c.Cu d.KMnO4
Ⅱ.硫酸亚铁是一种重要的工业原料,同时可以用于制造补血药物,但具有毒性,故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况,设计了如图所示实验方案:
该同学在实验中加入了过量新制氯水,放置一段时间后,发现红色褪去,现对褪色原因进行探究(已知SCN-有还原性)。
【提出假设】
(2)假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;
假设2: 。
【设计方案】
(3)为了对你所提出的假设2进行验证,实验方案是 。
34.从古至今,铁及其化合物在人类的生产生活中都起到了巨大的作用。
(1)①古代中国四大发明之一指南针由天然磁石制成的, 其主要成分: ___________(填化学式)
②所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 ___________。
A.Fe B. FeCl3 C.FeO D.FeSO4 E.Fe (OH)3
(2)①在现代半导体工业生产中,常利FeCl3腐蚀铜的原理制作印刷线路板,该原理的化学方程式为:___________。
②氯化铁溶液中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后烧杯底部不可能出现的是___________
A.有铁无铜 B. 有铜无铁 C.有铁有铜 D.无铁无铜
(3)实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4溶液变质,经常会向其中加入一些铁粉,其原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)为证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序: ___________。
①加入适量的氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入KSCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
考点6 合金及其性质
35.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是
A.汽车轮胎(橡胶)
B.下水道井盖(生铁)
C.航母甲板(钢)
D.公路防撞护栏(铝镁合金)
36.2022年北京冬奥会发行的黄铜合金纪念币如图所示。下列关于该黄铜合金纪念币的说法正确的是
A.属于纯净物 B.硬度较纯铜小 C.耐磨性强 D.不可以导电
37.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是
A.纯铁的熔点低于铁合金 B.纯铁和铁合金都能导电、传热
C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D.不锈钢是铁合金,只含金属元素
38.下列关于合金的说法中,正确的是
A.在我国使用最早的合金是钢
B.生铁的含碳量为0.03~0.2%
C.储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成具有广阔前景的金属氢化物的材料
D.稀土金属不能用于生产合金
考点7 铝及其化合物的性质
39.下列用途或说法主要体现铝的物理性质的是
①家用铝锅 ②铝具有还原性 ③制导线 ④铝锅不能长期贮存碱液 ⑤制包装铝箔 ⑥做防锈油漆 ⑦制成合金作制造飞机的材料
A.①②③④ B.②⑤⑥⑦
C.①③⑤⑦ D.②④⑤⑥
40.利用下图装置做铝热反应实验。下列说法不正确的是
A.实验现象为火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出
B.铝热反应原理可用于冶炼某些高熔点金属
C.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
D.铝热反应实验中不涉及的反应类型是化合反应
41.下列说法正确的是
A.铝制品在生活中被广泛应用,说明铝是一种不活泼金属
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应
D.Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应
42.下列物质既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应且都有气体生成的是
A.Al B.Al2O3 C.Al(OH)3 D.NaHCO3
43.将两个盛有足量等质量、等质量分数的稀硫酸的烧杯放在天平两端,调平,同时向两烧杯中分别加入等质量、形状相似的铝和镁,如图所示。则从开始反应到不再产生气体为止,指针偏转的情况是
A.先偏左后偏右 B.先偏右后偏左 C.一直偏右 D.一直偏左
44.在铝制易拉罐中收集CO2,加入过量的NaOH溶液,立即封口并振荡,可以发现易拉罐先咔咔作响,变瘪,然后再次鼓起来,其过程中没有涉及的化学反应是
A.Al2O3与OH-的反应 B.CO2与OH-的反应
C.Al与OH-、H2O的反应 D.Al(OH)3与OH-反应
45.已知A与D均为日常生活中常见的金属单质,B为有磁性的黑色晶体。各物质间的转化关系如下图所示,部分反应物和产物未全部注明。
回答下列问题:
(1)写出B的化学式_______,写出反应①的一种用途_______。
(2)检验F中金属阳离子的试剂是_______,现象是_______。
(3)写出反应③的化学方程式_______。
(4)已知G为,写出反应⑤的离子方程式_______。
考点8 物质的量在化学方程式计算中的应用
46.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是
A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂
B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2 : 1
C.反应中1molAl失去mol电子
D.此反应中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
47.实验室用MnO2和足量的浓盐酸反应制取氯气时,当有2mole-转移时,生成的氯气在标准状况下的体积为
A.22.4L B.11.2L C.33.6L D.89.6L
48.Mg、Al组成的混合物与足量的盐酸反应,产生标况下的氢气4.48L。下列推断中正确的是
A.Mg、Al在反应中失去0.4mol电子
B.参加反应的HCl为0.2 mol
C.参加反应的Mg、Al共0.2mol
D.若与足量稀硫酸反应能产生0.1mol H2
49.将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热,没有明显变化,若边加热边缓缓加入一定量H2O2,金属Cu逐渐溶解,则下列说法正确的是
A.反应过程中有刺激性气味的气体生成
B.温度越高反应速率越快
C.若Cu和硫酸恰好完全反应,则硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
D.反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性
50.铝是典型的两性金属,既能与酸反应,又能与强碱溶液反应。回答下列问题:
(1)在铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中,铝元素化合价的变化都是 ,还原剂都是 。
(2)1mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,生成氢气的体积在相同状况下比值为 ,消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 。
(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100mL4.0mol·L-1的盐酸和100mL4.0mol·L-1氢氧化钠溶液,向两个烧杯中都加入5.4g铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为 。
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第三章 铁 金属材料
考点概览
考点1 铁的单质
考点2 铁的氧化物
考点3 铁的氢氧化物
考点4 铁盐和亚铁盐的性质与检验
考点5 Fe2+和Fe3+的相互转化及其应用
考点6 合金及其性质
考点7 铝及其化合物的性质
考点8 物质的量在化学方程式计算中的应用
考点过关
考点1 铁的单质
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铁在冷的稀硝酸中钝化。( )
(2)铁与硫蒸气反应生成的是Fe2S3,铁与碘蒸气反应生成FeI3。( )
(3)常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下,铁与浓硫酸不发生化学反应。( )
(4)过量的铁与氯气反应生成FeCl2。( )
(5)分别与和盐酸反应所得氯化物相同。( )
(6)铁在高温下与水蒸气反应生成和。( )
(7)在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应。( )
(8)纳米级的铁粉能通过吸附作用除去水体中的等重金属离子。( )
(9)食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,目的是防止食物受潮、氧化。( )
(10)一定条件下Fe粉与足量的浓硫酸反应,转移电子数为3 NA 。( )
【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×(9)√(10)×
2.下列关于铁的叙述错误的是
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引,在磁场作用下,铁自身也能产生磁性
C.铁是地壳中含量最多的金属元素,所以分布在地壳的铁有游离态也有化合态
D.纯铁的抗蚀能力相当强,在干燥的空气里不易被氧化
【答案】C
【解析】A.纯净的铁是光亮的银白色金属,正确;
B.铁是强磁性物质,在磁场作用下被磁化,正确;
C.铝是地壳中含量最多的金属元素,铁第二位,错误;
D.纯铁加上周围的空气又是干燥的,不能形成原电池,因此不会发生电化学腐蚀,故抗蚀能力很强,正确。3.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.FeCl2 D.AlCl3
【答案】D
【解析】A.氯气化学性质非常活泼,与变价金属反应时生成高价氯化物,,但是铜单质不能与稀盐酸反应,故A错误;
B.,但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2,故B错误;
C.氯气化学性质非常活泼,与变价金属反应时生成高价氯化物,,铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2,故C错误;
D.,铝单质与稀盐酸反应生成,故D正确;
故答案为D。
4.纳米铁粉(粒子直径为几十纳米的铁粉)对电磁波有特殊的吸收作用,可作为使用高性能毫米波的隐形材料,下列说法错误的是
A.铁元素属于过渡元素
B.的电子数为23
C.纳米铁粉分散在空气中形成的分散系能产生丁达尔效应
D.纳米铁粉与少量的氯气反应生成
【答案】D
【解析】A.铁元素位于第四周期,第VIII族,属于过渡元素,A正确;B.Fe的电子数为26,故的电子数为23,B正确;C.粒子直径为几十纳米的铁粉分散在空气中形成的分散系是胶体,能产生丁达尔效应,C正确;D.具有强氧化性,,D错误;故选D。
5.下列关于铁的性质的叙述不正确的是
A.铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4
B.铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧
C.因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松,不能保护内层的金属,故铁制品需要涂保护层
D.铁与硫酸反应的离子方程式:Fe+2H+=Fe2++H2↑
【答案】B
【解析】A.铁在氧气中可燃烧生成氧化物,其主要成分是Fe3O4,A不符合题意;
B.铁丝在空气中不燃烧,呈红热状态;在纯氧中可以燃烧,生成黑色固体Fe3O4,B符合题意;
C.铁在潮湿的空气中会生锈,其主要成分是Fe2O3,由于非常疏松,不能将内层金属铁与空气隔绝,故需涂保护层,C不符合题意;
D.铁的活动性在H之前,硫酸为非氧化性酸,二者反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,D不符合题意;
故选B。
6.还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,下列有关该实验的说法正确的是
A.反应生成Fe2O3
B.肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
【答案】B
【解析】A.Fe在高温下可与水蒸气反应,方程式为,A错误;
B.肥皂液用于检验生成的氢气,方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡,若有爆鸣声,说明生成了H2,B正确;
C.湿棉花的作用主要是提供水蒸气,C错误;
D.产物Fe3O4具有磁性,也可以被磁铁吸引,因此不能用磁铁分离,D错误;
故选B。
7.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量的Fe与反应;②Fe与过量稀反应后,再向其中加入新制氯水;③Fe和的混合物溶于盐酸中;④铁丝在氧气中燃烧后的产物溶于盐酸中;⑤铁粉与水蒸气反应的产物
A.①②③⑤ B.①②④⑤ C.①③④⑤ D.全部
【答案】B
【解析】①过量的Fe与反应只能生成FeCl3;②Fe与过量稀反应生成硫酸亚铁,再向其中加入新制氯水,Fe2+被氧化为Fe3+;③Fe和的混合物溶于盐酸中,Fe3+可能被Fe还原为Fe2+;④铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,产物溶于盐酸中生成氯化铁和氯化亚铁;⑤铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气;一定有+3价铁生成的是①②④⑤,选B。
考点2 铁的氧化物
8.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe2O3与足量HI溶液的反应属于氧化还原反应。( )
(2)FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO+2HNO3=Fe(NO3)2+H2O。( )
(3)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为:3Fe2++4H++NO=3Fe3+++3H2O。( )
(4)赤铁矿的主要成分是Fe3O4。( )
(5)氧化亚铁、四氧化三铁均为黑色固体,而氧化铁为红棕色固体。( )
(6)粉末在空气中受热,迅速被氧化成。( )
(7)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。( )
(8)新版人民币油墨中含有的Fe3O4具有磁性( )
(9)Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔现象。( )
(10)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。( )
【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)×(10)×
9.下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是
A.在自然界中,不可能有游离态的铁存在
B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红
C.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
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】B
【解析】A.在地球上,没有游离态的铁存在,但星球爆炸产生的陨铁中,含有游离态的铁,A不正确;
B.磁铁矿的主要成分是磁性氧化铁,化学式为Fe3O4,赤铁矿俗称铁红,其主要成分是Fe2O3,可用于生产红色颜料和红色油漆,B正确;
C.FeO中Fe2+具有还原性,性质不稳定,在空气中加热易被氧化成Fe3O4,C不正确;
D.Fe2O3、FeO与酸反应都生成盐和水,二者都是碱性氧化物,但Fe3O4与酸反应生成两种盐,不属于碱性氧化物,D不正确;
故选B。
10.下列关于铁的氧化物的叙述正确的是
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。
11.铁红(Fe2O3)是一种常见颜料,用废铁屑(主要含铁,还含有少量Fe2O3)制取铁红的工艺如下:
(1)写出废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:___________。
(2)“酸溶”一段时间后,溶液中检测不到Fe3+的原因是___________。
(3)“沉淀”所得固体为FeCO3,检验FeCO3“洗涤”是否完全的方法是___________。
(4)“煅烧”时FeCO3与O2反应的物质的量之比为___________。
【答案】Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+ 废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3+还原为Fe2+ 取最后一次的洗涤滤液于试管中,向其中加入足量盐酸,再加入BaCl2溶液,若无沉淀生成,则沉淀已洗涤完全 4∶1
【解析】废铁屑中的Fe、Fe2O3与硫酸反应,得到硫酸铁、硫酸亚铁溶液,多余铁与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁溶液,再加入碳酸钠产生FeCO3沉淀,过滤出沉淀、水洗后,在空气中煅烧得到氧化铁。
(1)废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,离子方程式:Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+。
(2)铁和硫酸铁反应得到硫酸亚铁,故“酸溶”一段时间后,溶液中检测不到Fe3+,则答案为:废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3+还原为Fe2+。
(3)硫酸亚铁溶液中加碳酸钠产生FeCO3 “沉淀”,检验FeCO3“洗涤”是否完全,只要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子即可,方法是:取最后一次的洗涤滤液于试管中,向其中加入足量盐酸,再加入BaCl2溶液,若无沉淀生成,则沉淀已洗涤完全。
(4)空气中“煅烧”时,FeCO3与O2反应生成氧化铁和二氧化碳,化学方程式为,故FeCO3与O2物质的量之比为4:1。
考点3 铁的氢氧化物
12.有关铁的氢氧化物的说法中,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固体
B.Fe(OH)2具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解
D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能产生丁达尔现象
【答案】A
【解析】A.Fe(OH)2是一种白色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故A错误;B.Fe(OH)2具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3,故B正确;C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解为相应的氧化物和水,故C正确;D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能产生丁达尔现象,故D正确;故选A。
13.将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
【答案】B
【解析】因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化,当露置于空气中时,Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3,然后Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O。故答案选B。
14.下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是
A.在 FeCl2 溶液上加一层苯,然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下,慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡,配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸)
B.将铁粉与稀硫酸充分反应,然后再加入过量的氨水
C.在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉,过滤,在滤液中加入过量的 NaOH 溶液
D.在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉
【答案】A
【解析】A.溶液配制的蒸馏水要煮沸,排除溶解氧,加一层苯隔绝空气,可以得到白色纯净的 Fe(OH)2,故A正确;
B.将铁粉与稀硫酸充分反应,然后再加入过量的氨水,溶液配制蒸馏水要煮沸,排除溶解氧,故B错误;
C.没有排除溶液中的溶解氧,也没有防止Fe(OH)2被氧化的保护措施,故C错误;
D.氢氧化铁固体不与铁粉反应,则该方法无法获得纯净的氢氧化亚铁,故D错误;
故答案为A。
15.用如图装置可以制备沉淀,下列说法不正确的是
A.该实验应该先打开C,一段时间后再关闭C
B.实验完成时,在A容器中得到白色沉淀
C.如果将NaOH溶液直接滴入溶液中,最终得到红褐色沉淀
D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
【答案】B
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,生成的氢气排出装置内的空气,关闭止水夹后,利用产生气体的压强将生成的硫酸亚铁压入到B容器中生成白色沉淀。
A.该实验应该先打开C,利用生成的氢气排出装置内的空气,氢气纯净后,再关闭C,故A正确;
B.实验完成时,A容器中没有白色沉淀,白色沉淀在B容器中得到,故B错误;
C.如果将NaOH溶液直接滴入溶液中,有氧气带入,开始生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,最终得到红褐色沉淀,故C正确;
D.本实验利用氢气排出装置内的空气,因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态,故D正确。
综上所述,答案为B。
16.下列离子方程式正确的是
A.向氢氧化铁胶体中滴加氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B.氢氧化亚铁溶于稀硝酸中:
C.氢氧化亚铁能与次氯酸反应:Fe(OH)2 + 2H++2ClO—= Fe2+ +2H2O+2Cl—
D.氢氧化亚铁溶于氢碘酸中:
【答案】D
【解析】A.Fe3+能氧化I-,离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O,A错误;B.稀硝酸具有强氧化性,能将二价铁氧化为三价铁,反应的离子方程式为,B错误;C.氢氧化亚铁能与次氯酸反应是氧化还原反应,有化合价的升高必然有化合价的降低,且次氯酸是弱酸,离子方程式书写时不能拆:6Fe(OH)2+3HClO=5Fe(OH)3+Fe3++3Cl-,C错误;D.氢碘酸是强酸,可拆,反应的离子方程式为,D正确;故选D。
考点4 铁盐和亚铁盐的性质与检验
17.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知在能使紫色石蕊试液变为红色的溶液中,高锰酸根离子、二价亚铁离子、氯离子能够大量共存。( )
(2)利用FeCl2溶液可腐蚀铜质印刷线路板。( )
(3)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )
(4)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+。( )
(5)取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含Fe2+。( )
(6)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明Fe3+的氧化性比I2的强。( )
(7)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红。( )
(8)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+。( )
(9)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3↓。( )
(10)验证Fe2(SO4)3溶液中含Fe2+的方法是加入酸性KMnO4溶液,紫色退去。( )
【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×(8)√(9)×(10)√
18.氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.氯化铁溶液可以使淀粉试纸变蓝,说明其具有还原性
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
【答案】A
【解析】A.铁离子和碘离子反应生成亚铁离子和碘单质,铁元素化合价降低,氯化铁具有氧化性,A错误;B.氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻铜板,B正确;C.氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确;故选:A。
19.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的实验,实验设计错误的是
A.③④ B.③ C.①③④ D.②④⑤
【答案】A
【解析】①溶液中铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子,故正确;②溶液中铁离子与硫氰酸根离子反应生成红色的硫氰化铁,故正确;③淡蓝色的硫酸铜溶液与棕黄色的氯化铁溶液不反应,混合后溶液不可能变成无色,故错误;④溶液中的铁离子与硝酸银溶液中的银离子和硝酸根离子不反应,反应生成白色沉淀与铁离子无关,故错误;⑤溶液中铁离子与氢氧根离子反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,故正确;③④不符合题意,故选A。
20.取少量FeCl2溶液,滴入几滴KSCN溶液,不显红色,再滴入几滴氯水,溶液变红,这是因为( )
A.Cl2可将FeCl2还原 B.Cl2可将KSCN氧化
C.Cl2可将FeCl2氧化 D.Cl2可将KSCN还原
【答案】C
【解析】取少量FeCl2溶液,滴入几滴KSCN溶液,不显红色,再滴入几滴氯水,溶液变红,溶液变红意味着发生了反应:Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3、生成了硫氰化铁,则加入几滴氯水后发生了反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,即氯气将FeCl2氧化了,据此回答。
A. Cl2可将FeCl2氧化,A错误;
B. 加入的几滴氯水没有和KSCN反应,B错误;
C. Cl2可将FeCl2氧化,C正确;
D. 加入的几滴 氯水没有与KSCN反应,D错误;
答案选C。
21.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是
A.依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后,溶液显红色
B.先滴加硫氰化钾溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.通入氨气,产生白色沉淀,无红褐色沉淀
D.加入锌片,片刻取出,质量减轻;加入铜片,片刻取出,质量不变
【答案】B
【解析】A.先滴加氯水,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,即使原溶液不含Fe3+,滴加KSCN溶液后也显红色,无法证明原溶液是否含有Fe3+,故A错误;
B.KSCN与Fe3+作用使溶液显红色,与Fe2+作用无此现象,先滴加KSCN溶液,不显红色,说明原溶液不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明原溶液含有Fe2+,故B正确;
C.溶液中若含有Mg2+也有该现象,故C错误;
D.溶液中若含有Cu+,也有该现象,故D错误;
故答案为B。
22.下列操作中,溶液的颜色不发生变化的是
A.氯化铁溶液中加入足量铜粉,充分振荡
B.氧化铜加入到稀硫酸中
C.氧化镁固体加入稀盐酸中,完全溶解
D.氯化铁溶液中滴加硫氰化钾(KSCN)溶液
【答案】C
【解析】A.氯化铁溶液显淡黄色,中加入足量铜粉发生反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,氯化铜溶液显蓝色,氯化亚铁溶液显浅绿色,所以溶液颜色发生变化,A不符合题意;
B.稀硫酸无色,氧化铜加入到稀硫酸中生成硫酸铜,溶液变蓝,B不符合题意;
C.稀盐酸无色,氧化镁固体加入稀盐酸中得到氯化镁溶,仍无色,C符合题意;
D.氯化铁溶液显淡黄色,Fe3+与SCN-反应得到血红色溶液,D不符合题意;
综上所述答案为C。
23.某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定,实验过程及现象如下图所示:
现对A、B、C、D做出的如下推断中,不正确的是( )
A.A盐一定是FeCl3 B.白色沉淀B可能是AgCl
C.C中一定含Fe3+ D.无法确定A中是否含有Fe2+
【答案】A
【解析】A加入稀硝酸酸化的AgNO3,B出现白色沉淀,白色沉淀为AgCl沉淀,证明A盐溶液中含有Cl-,C中加入KSCN溶液,溶液变红,证明C溶液中含有Fe3+,Fe3+有可能是A盐中含有的离子,也有可能是A中含有的Fe2+被硝酸氧化成Fe3+,所以A盐有可能是FeCl3,也有可能是FeCl2,故A错误。
故答案为A。
24.基于核心元素认识物质,是研究物质的重要视角,为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图,箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热可实现转化⑥,加稀盐酸溶解可实现转化③
D.向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若溶液不变紫红色则溶液中一定含
【答案】C
【解析】A.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,得不到氧化铁,故A错误;
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,部分被氧化,氧化生成Fe3O4,故B错误;
C.加热Fe(OH)3生成Fe2O3,Fe(OH)3加稀盐酸溶解生成氯化铁,故C正确;
D.亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,由操作和现象,不能证明溶液中一定含Fe2+,故D错误;故选:C。
25.某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中加入酸性KMnO4溶液,在另一支试管中加入KSCN溶液。
请回答下列问题:
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是 。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。
(4) (填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证,原因是 。
【答案】(1)补铁药没有变质
(2)补铁药完全变质
(3)补铁药部分变质
(4)不能 酸性KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;KSCN具有还原性,影响Fe2+的检验
【解析】(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,说明含有Fe2+,滴入KSCN溶液后不变红,说明不含Fe3+,则结论是补铁药没有变质;
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,说明不含Fe2+,滴入KSCN溶液变红,说明含有Fe3+,结论是补铁药完全变质;
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,说明含有Fe2+,滴入KSCN溶液变红,说明也含有Fe3+,结论是补铁药部分变质;
(4)酸性KMnO4溶液呈紫红色,若含有Fe3+,滴入KSCN溶液也会变红,两种红色形成干扰,会影响Fe3+的检验;由题中信息知,SCN-、Fe2+均能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,那么KSCN溶液会影响Fe2+的检验,故不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证。
考点5 Fe2+ 和Fe3+的相互转化及其应用
26.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O。( )
(2)含有大量Fe3+的溶液:Na+、、Cl-、I-能大量共存。( )
(3)Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。( )
(4)在含有Fe2+、Fe3+、Al3+、的溶液中加入足量的Na2O2固体,再加入过量的稀盐酸,完全反应后,离子数目几乎没有改变的是Fe3+。( )
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸,反应的离子方程式是Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O。( )
(6)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(OH)3。( )
(7)向酸性溶液中加入粉末,紫色褪去,证明中含(Ⅱ)。( )
(8)足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+。( )
(9)Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出。( )
(10)金属阳离子只有氧化性,不可能有还原性。( )
【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×(9)√(10)×
27.下列试剂不能使转化为的是
①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液
A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.②⑤⑥
【答案】D
【解析】要使转化为,需加入强氧化性物质,②溶液、⑤盐酸、⑥溶液均没有强氧化性。故选:D。
28.向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀硫酸时,溶液的颜色变化应该是
A.变浅 B.加深 C.不变 D.变棕黄色
【答案】D
【解析】往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀硫酸时,发生反应的离子方程式为:3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,三价铁离子为棕黄色。
故选D。
29.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可行的方法是
A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气
C.加入适量铜粉并过滤 D.加入适量铁粉并过滤
【答案】D
【解析】A.硫氰化钾溶液用于检验Fe3+,FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,引入了新杂质,A错误;
B.氯气与氯化亚铁溶液反应,B错误;
C.铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁,引入了新杂质,C错误;
D.铁与氯化铁生成氯化亚铁,过量的铁粉过滤除去,D正确;
答案选D。
【点睛】
除杂质时要注意不能引入新的杂质、不能把主要成分除去,同时生成的物质要便于分离,如生成沉淀或生成气体等。
30.下列转化关系不能通过一步反应实现的是
A.Fe→FeCl2 B.Fe2O3→Fe(OH)3
C.FeCl3→FeCl2 D.Fe(OH)3→Fe2O3
【答案】B
【解析】A.Fe和氯化铁反应生成FeCl2,A不符合;
B.Fe2O3不溶于水,不能直接转化为Fe(OH)3,B符合;
C.FeCl3和铁反应生成FeCl2,C不符合;
D.Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,D不符合;
答案选B。
31.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判错误的是( )
A.加入KSCN溶液一定不变红色 B.溶液中一定含Cu2+
C.溶液中一定含Fe2+ D.剩余固体中一定含铜
【答案】B
【解析】在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,由于铁比铜活泼,则固体中一定有铜,由于铜能溶于氯化铁溶液,故溶液中一定没有氯化铁,可分几种情况:①当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的方程式为:2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;②当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+;
A. 溶液中一定没有氯化铁,加入KSCN溶液一定不变红色,A正确;
B. 固体中一定有铜,溶液中不一定含Cu2+,B错误;
C. 固体中一定有铜,故溶液中一定没有氯化铁、溶液中一定含Fe2+,C正确;
D. 铁比铜活泼,故 剩余固体中一定含铜,D正确;
答案选B。
32.价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价类二维图如图,下列有关说法不正确的是
A.a能导电,能被磁体吸引 B.物质c可以用于制备油漆的成分
C.e转化为f需加入氧化剂 D.制备b可以用g在空气中加热分解
【答案】D
【分析】根据铁元素的价类二维图,a是Fe、b是FeO、c是Fe2O3、d是亚铁盐、e是铁盐、f是高铁酸盐、g是Fe(OH)2、h是Fe(OH)3。
【解析】A.Fe是金属单质能导电,铁能被磁体吸引,故A正确;B.Fe2O3是红色粉末,可以用于制备油漆的成分,故B正确;C.e转化为f,铁元素化合价升高发生氧化反应,需加入氧化剂,故C正确;D.Fe(OH)2在空气中加热分解,会被氧气氧化为Fe2O3,故D错误;选D。
33.I.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
Fe2+Fe3+
回答下列有关问题:
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①④的转化,要求产物纯净,可选用 (填字母)。
a.Cl2 b.Fe c.Cu d.KMnO4
Ⅱ.硫酸亚铁是一种重要的工业原料,同时可以用于制造补血药物,但具有毒性,故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况,设计了如图所示实验方案:
该同学在实验中加入了过量新制氯水,放置一段时间后,发现红色褪去,现对褪色原因进行探究(已知SCN-有还原性)。
【提出假设】
(2)假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;
假设2: 。
【设计方案】
(3)为了对你所提出的假设2进行验证,实验方案是 。
【答案】(1)ab
(2)SCN-被过量的新制氯水氧化
(3)取少量褪色后的溶液,滴加过量KSCN溶液,若溶液变为红色,则说明假设2成立;若溶液不变红色,则假设2不成立
【解析】糕点加水搅拌后,过滤得滤液,滤液呈淡黄色,表明溶液中可能含有Fe3+,加入试剂1,得到淡红色溶液,则表明加入的试剂可能为KSCN溶液等,且溶液中含有少量的Fe3+。往滤液中加入新制氯水,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液红色加深。
【解析】(1)a.氯气有氧化性,能氧化二价铁离子生成三价铁离子,同时有氯离子生成,没有杂质生成,故a正确;
b.铁与铁离子反应生成二价铁离子,不引入其他杂质,故b正确;
c.铜与铁离子反应生成铜离子和亚铁离子,引入了铜离子杂质,故c错误;
d.酸性高锰酸钾氧化亚铁离子时,产物会有钾离子、锰离子引入,不符合产物纯净的要求,故d错误;
故选ab。
(2)发现红色褪去说明Fe(SCN)3的浓度逐渐减小。而Fe(SCN)3的生成与Fe3+、SCN-有关,故可能是溶液中的Fe3+被Cl2氧化为更高的价态,也可能是由于SCN-具有还原性,Cl2是一种强氧化剂,SCN-被过量的新制氯水氧化,导致红色褪去。假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;所以假设2:SCN-被过量的新制氯水氧化。
(3)假设Fe3+没有被氧化,而是SCN-被氧化,则只要向褪色后的溶液中加入过量KSCN溶液,根据溶液是否变红,确定原溶液中是否存在SCN-,从而确定SCN-是否被氧化。所以对假设2进行验证,实验方案是:取少量褪色后的溶液,滴加过量KSCN溶液,若溶液变为红色,则说明假设2成立;若溶液不变红色,则假设2不成立。
34.从古至今,铁及其化合物在人类的生产生活中都起到了巨大的作用。
(1)①古代中国四大发明之一指南针由天然磁石制成的, 其主要成分: ___________(填化学式)
②所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 ___________。
A.Fe B. FeCl3 C.FeO D.FeSO4 E.Fe (OH)3
(2)①在现代半导体工业生产中,常利FeCl3腐蚀铜的原理制作印刷线路板,该原理的化学方程式为:___________。
②氯化铁溶液中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后烧杯底部不可能出现的是___________
A.有铁无铜 B. 有铜无铁 C.有铁有铜 D.无铁无铜
(3)实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4溶液变质,经常会向其中加入一些铁粉,其原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)为证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序: ___________。
①加入适量的氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入KSCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
【答案】Fe3O4 CD A C
【解析】(1)①指南针是由天然磁石制成的,主要成分为四氧化三铁,化学式为Fe3O4;
②铁元素的最高化合价为+3,最低化合价为0,故含有+2价铁元素的物质既有氧化性又有还原性,故答案选CD;
(2)①铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,化学方程式为;
②铁和铜同时加进去,铁先和三价铁反应,如果铁离子还有多的,再和铜反应;
A.不可能,有金属铁时,一定将铜置换出来了,故A结果不可能出现,故A正确;
B.可能,铁离子的量较大,能和铁反应完毕,或剩余部分三价铁和部分铜反应,或者是铁和三价铁恰好反应,故B结果可能出现,故B错误;
C.可能,铁离子量不足,只能和部分铁反应,故C错误;
D.可能,铁离子量特别大,足够溶解所有铁和铜,故D错误;
答案选A;
(3)加入铁粉,可与铁离子生成亚铁离子,防止硫酸亚铁变质,离子方程式为;
(4)先根据铁离子的特征反应,加入硫氰化钾溶液判断溶液中不含铁离子;然后加入氯水,如果含有也铁离子,亚铁离子被氧化成三价铁离子,溶液变成红色,以此证明亚铁离子的存在,注意高锰酸钾溶液为紫红色,不反应溶液也可以变红,所以不能选用高锰酸钾溶液,答案选C。
考点6 合金及其性质
35.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是
A.汽车轮胎(橡胶)
B.下水道井盖(生铁)
C.航母甲板(钢)
D.公路防撞护栏(铝镁合金)
【答案】A
【解析】A.汽车轮胎(橡胶)有机化合物,属于有机材料,不属于合金,A符合题意;
B.下水道井盖(生铁)是碳与铁的合金,则生铁属于合金,B不符合题意;
C.航母甲板(钢)是碳与铁的合金,则钢属于台金,C不符合题意;
D.镁铝合金属于合金材料,D不符合题意;
故选A。
36.2022年北京冬奥会发行的黄铜合金纪念币如图所示。下列关于该黄铜合金纪念币的说法正确的是
A.属于纯净物 B.硬度较纯铜小 C.耐磨性强 D.不可以导电
【答案】C
【解析】A.合金属于混合物,选项A错误;
B.合金的硬度较纯金属的大,耐磨性强,选项B错误,
C.合金的耐磨性强,选项C正确;
D.黄铜可以导电,D错误;
答案选C。
37.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是
A.纯铁的熔点低于铁合金 B.纯铁和铁合金都能导电、传热
C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D.不锈钢是铁合金,只含金属元素
【答案】B
【解析】
A.合金的熔点比其组成金属的熔点要低,故纯铁的熔点高于铁合金,A错误;
B.纯铁和铁合金中都含有金属,故都能导电、传热,B正确;
C.合金的强度和硬度一般比组成金属的纯金属更高,故纯铁的硬度和强度都低于铁合金,C错误;
D.不锈钢是铁合金,里面还有碳元素,D错误;
故选B。
38.下列关于合金的说法中,正确的是
A.在我国使用最早的合金是钢
B.生铁的含碳量为0.03~0.2%
C.储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成具有广阔前景的金属氢化物的材料
D.稀土金属不能用于生产合金
【答案】C
【解析】
A.我国是最早冶炼金属铜的国家,所以我国最早使用的合金是铜合金, A错误;
B.生铁的含碳量为2~4.3%,B错误;
C.储氢合金可以吸收大量的H2,H2与金属发生化学反应生成金属氢化物,储氢合金要求储氢量大,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、放氢速率快,C正确;
D.稀土金属可以用于生产合金,如钇-镁合金、钇-铝合金,均在自己的领域例发挥重要的作用,D错误;
故答案选C。
考点7 铝及其化合物的性质
39.下列用途或说法主要体现铝的物理性质的是
①家用铝锅 ②铝具有还原性 ③制导线 ④铝锅不能长期贮存碱液 ⑤制包装铝箔 ⑥做防锈油漆 ⑦制成合金作制造飞机的材料
A.①②③④ B.②⑤⑥⑦
C.①③⑤⑦ D.②④⑤⑥
【答案】C
【解析】
①铝可用于制作家用铝锅利用了铝的导热性,利用了物理性质;
②铝具有还原性,还原性是化学性质;
③制导线利用了铝的导电性,导电性为物理性质;
④铝锅不能长期贮存碱液是因为铝能与碱溶液反应,该性质为化学性质;
⑤制包装铝箔利用了铝的延展性,利用了铝的物理性质;
⑥做防锈油漆是因为铝易与空气中的氧气反应产生致密的氧化铝薄膜,体现了化学性质;
⑦制成合金作制造飞机的材料是铝合金密度小、硬度大,利用了物理性质;
综上所述,①③⑤⑦符合题意;
答案选C。
40.利用下图装置做铝热反应实验。下列说法不正确的是
A.实验现象为火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出
B.铝热反应原理可用于冶炼某些高熔点金属
C.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
D.铝热反应实验中不涉及的反应类型是化合反应
【答案】D
【解析】
A.铝热反应放出大量的热,产生高温、发出强光,使生成的铁融化,因此实验现象为火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出,故A正确;
B.铝热反应放出大量的热,产生高温,因此铝热反应原理可用于冶炼某些高熔点金属,故B正确;
C.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,故C正确;
D.镁燃烧是化合反应,氯酸钾分解是分解反应,铝热反应是置换反应,因此铝热反应实验中不涉及的反应类型是复分解反应,故D错误;
故选D。
41.下列说法正确的是
A.铝制品在生活中被广泛应用,说明铝是一种不活泼金属
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应
D.Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应
【答案】D
【解析】A.铝制品在生活中被广泛应用,是由于Al比较活泼,与空气中的氧气反应产生的Al2O3薄膜非常致密,对内层金属起保护作用,而不是因为铝是不活泼金属,A错误;
B.Al2O3是金属氧化物,但氧化铝既能与强酸反应产生盐和水,也能与强碱反应产生盐和水,因此它是两性氧化物,而不是碱性氧化物,B错误;
C.Al2O3只能跟强酸、强碱溶液反应,而不能与弱碱反应,C错误;
D.Al2O3是两性氧化物,能跟强的酸、碱溶液反应,D正确;
故合理选项是D。
42.下列物质既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应且都有气体生成的是
A.Al B.Al2O3 C.Al(OH)3 D.NaHCO3
【答案】A
【解析】A.Al 能和稀盐酸、NaOH溶液反应生成盐和氢气,故A选;
B.Al2O3与盐酸、氢氧化钠都能反应,但均无气体产生,故B不选;
C.Al(OH)3 属于两性氢氧化物,能和稀盐酸、NaOH溶液反应生成盐和水,均无气体产生,故C不选;
D.NaHCO3属于弱酸酸式盐,能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,与氢氧化钠反应没有气体产生,故D不选;
故选A。
43.将两个盛有足量等质量、等质量分数的稀硫酸的烧杯放在天平两端,调平,同时向两烧杯中分别加入等质量、形状相似的铝和镁,如图所示。则从开始反应到不再产生气体为止,指针偏转的情况是
A.先偏左后偏右 B.先偏右后偏左 C.一直偏右 D.一直偏左
【答案】B
【解析】由于镁的活泼性比铝强,产生氢气的速度比铝快,所以刚开始时指针应该先向右偏;根据等质量金属完全反应放出放出氢气质量=,可知镁、铝完全反应放出氢气的质量铝>镁,所以,指针应该再向左偏;
故选B。
44.在铝制易拉罐中收集CO2,加入过量的NaOH溶液,立即封口并振荡,可以发现易拉罐先咔咔作响,变瘪,然后再次鼓起来,其过程中没有涉及的化学反应是
A.Al2O3与OH-的反应 B.CO2与OH-的反应
C.Al与OH-、H2O的反应 D.Al(OH)3与OH-反应
【答案】D
【解析】铝制易拉罐中收集CO2,加入过量的NaOH溶液,立即封口并振荡,可以发现易拉罐先咔咔作响,变瘪,是二氧化碳和氢氧化钠溶液发生反应,然后再次鼓起来,说明先是氧化铝和氢氧化钠溶液反应,再是铝和氢氧化钠溶液反应,因此没有涉及的化学反应是Al(OH)3与OH-反应,选项D符合题意;
答案选D。
45.已知A与D均为日常生活中常见的金属单质,B为有磁性的黑色晶体。各物质间的转化关系如下图所示,部分反应物和产物未全部注明。
回答下列问题:
(1)写出B的化学式_______,写出反应①的一种用途_______。
(2)检验F中金属阳离子的试剂是_______,现象是_______。
(3)写出反应③的化学方程式_______。
(4)已知G为,写出反应⑤的离子方程式_______。
【答案】Fe3O4 冶炼金属(合理即可) KSCN溶液 溶液变为红色
【分析】B为有磁性的黑色晶体,则B为Fe3O4,A为Al,C为Al2O3,E为NaAlO2,D为Fe,F为Fe2(SO4)3,G为。
【解析】(1)B的化学式为Fe3O4,铝热反应的用途:冶炼金属(合理即可);
(2)检验Fe3+的试剂是KSCN溶液,Fe3+遇KSCN溶液的现象是溶液变为红色;
(3)Al与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:;
(4)Fe2(SO4)3在碱性条件下被次氯酸钠氧化的离子方程式为:。
考点8 物质的量在化学方程式计算中的应用
46.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是
A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂
B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2 : 1
C.反应中1molAl失去mol电子
D.此反应中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
【答案】D
【分析】铝与氢氧化钠溶液发生反应的实质为2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑、NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,据此回答;
【解析】A.根据反应实质,Al的化合价升高,Al作还原剂,H2O作氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂,故A错误;
B.根据铝与氢氧化钠溶液反应实质,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂,氢气只来自于H2O,故B错误;
C.反应Al的化合价由0价→+3价,因此1molAl参与反应失去3mol电子,故C错误;
D.根据上述分析,水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂,故D正确;
答案选D。
47.实验室用MnO2和足量的浓盐酸反应制取氯气时,当有2mole-转移时,生成的氯气在标准状况下的体积为
A.22.4L B.11.2L C.33.6L D.89.6L
【答案】A
【解析】MnO2和足量的浓盐酸反应制取氯气的反应为:,,当有2mole-转移时,生成,则在标准状况下的体积为 22.4L,A正确;
答案选A。
48.Mg、Al组成的混合物与足量的盐酸反应,产生标况下的氢气4.48L。下列推断中正确的是
A.Mg、Al在反应中失去0.4mol电子
B.参加反应的HCl为0.2 mol
C.参加反应的Mg、Al共0.2mol
D.若与足量稀硫酸反应能产生0.1mol H2
【答案】A
【分析】Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应的离子方程式为:Mg+2H+=Mg2++H2↑,2Al+6H+=2Al3++3H2↑,金属完全反应,遵循质量守恒、得失电子守恒。
【解析】A.产生标准状况下的氢气4.48L,n(H2)==0.2mol;根据转移电子相等可知,Mg、Al在反应中共失去电子的物质的量=0.2mol×2=0.4 mol,故A正确;
B.根据H原子守恒得n(HCl)=2n(H2)=0.4mol,故B错误;
C.因为反应后Mg、Al化合价不同,且金属混合物的质量未知,所以无法计算参加反应的Mg、Al的物质的量,故C错误;
D.与足量的稀硫酸反应生成的氢气和与足量的盐酸生成的氢气的量相同,也为0.2 mol H2,故D错误;
答案选A。
49.将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热,没有明显变化,若边加热边缓缓加入一定量H2O2,金属Cu逐渐溶解,则下列说法正确的是
A.反应过程中有刺激性气味的气体生成
B.温度越高反应速率越快
C.若Cu和硫酸恰好完全反应,则硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
D.反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性
【答案】C
【解析】A.发生反应,反应过程中没有刺激性气味的气体生成,故A错误;
B.温度过高,双氧水发生分解反应,反应速率减慢,故B错误;
C.若Cu和硫酸恰好完全反应,根据,n(H2SO4)=n(Cu)=,则硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,故C正确;
D.硫酸中元素化合价不变,硫酸只表现出酸性,故D错误;
选C。
50.铝是典型的两性金属,既能与酸反应,又能与强碱溶液反应。回答下列问题:
(1)在铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中,铝元素化合价的变化都是 ,还原剂都是 。
(2)1mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,生成氢气的体积在相同状况下比值为 ,消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 。
(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100mL4.0mol·L-1的盐酸和100mL4.0mol·L-1氢氧化钠溶液,向两个烧杯中都加入5.4g铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为 。
【答案】(1)由0价变为+3价 铝
(2) 1∶1 3∶1
(3)2∶3
【解析】(1)铝与盐酸反应生成氯化铝,铝元素化合价由0价升至+3价;铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,铝元素化合价也由0价升至+3价;故铝均做还原剂;
(2)由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知:
1 mol铝消耗3 mol氯化氢,生成 mol氢气;1 mol铝消耗1 mol氢氧化钠,生成 mol氢气;故生成的氢气的体积在相同状况下比值为1∶1,消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1;
(3)由铝和盐酸及氢氧化钠溶液的反应方程式知,5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol盐酸(不足量)反应时,生成氢气0.2 mol,5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol氢氧化钠溶液(过量)反应时,生成氢气0.3 mol,故在相同状况下产生气体的体积比为2∶3。
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