第10周 铁及其化合物-【周测必刷】2025-2026学年高一化学必修第一册（人教版2019）

— 38 — 第十周 铁及其化合物 (时间:45分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌周推好题 第10题。该题主要考查氢氧化亚铁的制备,题目设计巧妙,综合性较强,值得推荐。 【考点·一应俱全】(共50分) 考点一 铁的性质 1.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ( ) ①过量的Fe与Cl2 反应;②Fe与过量稀 H2SO4 反应后,再向其中加入新制氯水;③Fe和Fe2O3 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 2.(2025·安徽·阶段练习)下列关于铁及其化合物的说法正确的是 ( ) A.过量的Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 B.高温下,红热的铁与水蒸气反应,可得到红色的氧化铁 C.工业炼铁的原理是用还原的方法从矿石中提炼铁 D.向FeCl3 溶液中滴加适量的NaOH溶液即可得到氢氧化铁胶体 3.在一定条件下采用如下装置用铁粉和水蒸气反应,可以得到铁 的氧化物,进一步还原可以得到超细铁粉(加热和夹持装置已略 去)。装置如图,下列说法正确的是 ( ) A.装置C的作用是提供水蒸气 B.装置A中发生反应:2Fe+3H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe2O3+3H2 C.收集到896mL气体时(标况下),则A中固体增重0.64g D.可以用磁铁检验该反应是否完全 考点二 铁的氧化物及计算 4.(2025·全国·专题练习)下列有关铁的氧化物的说法错误的是 ( ) A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,常用作油漆和涂料等的红色颜料 B.FeO不稳定,在空气里受热,能迅速被氧化成Fe2O3 C.FeO、Fe2O3 都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐 D.Fe3O4 中Fe呈+2价和+3价两种价态 5.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 ( ) A.氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 B.Fe2O3、Fe3O4 都有磁性 C.FeO不稳定,在空气里受热,能迅速氧化成Fe3O4 D.高温下,铁能与水蒸气反应生成Fe2O3 6.(2025·浙江丽水·期中)有铁的氧化物样品,用300mL5mol·L-1的盐酸恰好使其完全溶解,所 得溶液还能吸收标准状况下氯气3.36L,使其中的Fe2+全部转化为Fe3+,该样品可能的化学 式是 ( ) A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe5O7 D.Fe4O5 考点三 铁的氢氧化物 7.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 8.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加 热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是 ( ) A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3 C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 Fe3O4 考点四 氢氧化亚铁的制备 9.(2025·天津·阶段练习)下图中能较长时间看到Fe(OH)2 白色沉淀的是(已知苯为难溶于水、 密度比水小的液体) ( ) A.①④ B.②④ C.①②④ D.①②③④ 10.(2025·安徽·开学考试)如图是某实验小组设计的制备Fe(OH)2 的一种装置,使用的试剂有 Fe、稀硫酸、NaOH溶液。下列说法正确的是 ( ) A.实验前装置a中装有氢氧化钠溶液,装置c中是稀硫酸 B.实验时先关闭K2 打开K1,一段时间后再关闭K1 打开K2 C.装置d的作用是液封,防止外界空气进入装置c中 D.反应一段时间后,可在装置b中观察到白色沉淀 — 37 — — 40 — 【探究·一举突破】(共25分) 探究主题 铁与水蒸气的反应 某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探 究,并回答下列问题: 探究一:设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。 探究问题: (1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为: 。 (2)装置D的作用是 。 探究二:设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4 溶液 能与盐酸发生反应)。 (3)待硬质玻璃管B冷却后,取少许其中的固体物质继续进行如下实验: ①试剂a是 ,现象1为 。 ②若现象2中溶液未变血红色,请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因: 。 【综合·一练到底】(共25分) Fe2O3 又称铁红,请根据要求完成下列问题。 (1)Fe2O3 固体(红棕色)属于 (填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”);将其加入适量盐酸 中,反应的离子方程式 。 (2)取少量上述溶液置于试管中,滴入NH3·H2O溶液,可观察到有沉淀产生,反应的离子方程 式 。 (3)在小烧杯中加入20mL蒸馏水,加热至沸腾后,向烧杯中加入几滴FeCl3 溶液,继续煮沸至出 现 色,即可制得Fe(OH)3 胶体,写出制备的化学方程式 。能否利用FeCl3 溶液与NaOH溶液制取Fe(OH)3 胶体 (填“能”或“不能”) (4)取(2)中的悬浊液于试管中,加入 NaClO 和浓 NaOH 溶液可制得高效的应用水消毒剂 (Na2FeO4),请配平下列离子方程式 Fe(OH)3+ ClO-+ OH-= FeO2-4 + Cl-+ H2O (5)另取一小烧杯也加入20mL蒸馏水,向烧杯中加入1mLFeCl3 溶液,振荡摇匀后,将此烧杯 (编号甲)与盛有Fe(OH)3 胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液 体,可以看到烧杯 (填“甲”或“乙”)的液体中产生了丁达尔效应。 【选做·一飞冲天】(尖子生选做) 铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。 (1)铁元素是26号元素,位于周期表第四周期第 族,其原子最外电子层上只有2个电子, 次外层上有 个电子。 (2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式。 ①高温下,铁跟水蒸气反应的化学方程式是: 。 ②已知锰元素的常见化合价有+7、+6、+4、+2等,则加热条件下,铁、锰合金粉末跟Cl2 反应的 化学方程为: 、 。 ③已知FeSO4 溶液跟 H2O2 反应有红褐色Fe(OH)3 沉淀生成,且溶液呈棕黄色,则反应的离子 方程式为: 。 (3)Fe2O3 与FeS2 混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4 和SO2,理论上完全反应消耗的n(Fe2O3)∶ n(FeS2)= 。 (4)石墨稀负载的纳米铁活性强,能迅速有效地吸附和还原污水中的 NO-3 ,纳米铁还原废水中 NO-3 的可能反应机理如图表示。纳米铁还原NO-3 生成N2 或NH+4 的过程可描述为: ① , ②吸附在纳米铁表面的NO-3 得到电子还原生成NO-2 , ③ 。 【错题重做】 错因 基础不牢 题意不明 思路不对 理解不够 分析不透 方法不对 根本不会 其他原因 题号 题号 题号 — 39 — —76 — 正确;D.根据公式c=1000ρωM ,密度为1.84g·mL-1,质量分数为 98%的浓硫酸的浓度为18.4mol·L-1,配制1mol·L-1的稀硫酸 100mL,需要用量筒量取该浓硫酸1.84mL,故D错误;答案选C。] 3.B [标 准 状 况 下,44.8L HCl的 物 质 的 量 为:n(HCl)= 44.8L 22.4L·mol-1 =2mol,所得溶液 的 物 质 的 量 浓 度 为:c(HCl)= 2mol 2L =1mol ·L-1;故选B。] 4.D [A.c=1000ρωM = 1000×1.10×27.5% 34 mol ·L-1≈8.9mol·L-1, 故A正确;B.浓缩前后溶质KOH的质量不变,maq(KOH)×28%= [maq(KOH)-100g]×56%,解得 maq(KOH)=200g,溶质 KOH 的质量=200×28%=56g,其物质的量是n(KOH)=56g÷56g· mol-1=1mol,c(KOH)= 56g 56g·mol-1 0.125L =8mol ·L-1,故B正确; C.根据电荷守恒 可 知c(K+)+2c(Mg2+)+c(H+)=c(Cl-)+ 2c(SO2-4 ),可 求 得c(SO2-4 )=2mol·L-1,故 C 正 确;D.Fe+ CuSO4􀪅􀪅Cu+FeSO4,设Fe有amol参与反应,则Cu有amol生成, 所以增加的0.2g是Cu减去Fe的质量也就是64a-56a=8a,8a=0.2, 解得a=0.025,因为CuSO4 也是amol,所以CuSO4 的物质的量是 0.025 mol,物 质 的 量 的 浓 度 为:0.025 mol÷ 0.1 L = 0.25mol·L-1,故D错误。综上所述,答案为D。] 5.A [Al3+ 的物质的量为n=mM = ag 27g·mol-1 =a27mol ,由硫酸 铝的化学 式 Al2(SO4)3,则SO2-4 的 物 质 的 量 浓 度 为c= n V = a 27mol× 3 2 bL = a 18bmol ·L-1,故选A。] 6.D [A.配制450mL0.100NaCl溶液用到的仪器有托盘天平、药 匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,A错误;B.配制一定 物质的量浓度的溶液的步骤有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、 摇匀等,操作步骤正确的顺序为②①④③,B错误;C.托盘天平称 量精确度为0.1g,称取NaCl的质量为29.3g,C错误;D.定容时 仰视容量瓶的刻度线,则所加蒸馏水偏多,溶液的体积偏大,溶液 的浓度偏低,D正确。故选D。] 7.A [A.胆矾的分子式为CuSO4·5H2O,摩尔质量为250g·mol-1,实 验室没有480mL的容量瓶,应配制500mL0.1mol·L-1的CuSO4 溶液,需要胆矾的质量为:250g·mol-1×0.1mol·L-1×0.5L= 12.5g,A项正确;B.实验中用到的玻璃仪器除了有烧杯、量筒、 500mL容量瓶、玻璃棒,还有胶头滴管,B项错误;C.定容时仰视 容量瓶的刻度线,会导致溶液体积偏大,造成所配溶液物质的量浓度 偏低,C项错误;D.定容摇匀后发现液面低于刻度线,再滴加蒸馏水至 刻度线,导致溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,D项错误;故选A。] 【易错提醒】 一定物质的量浓度溶液的配制实验注意事项 (1)如果固体含有结晶水,则在称量前计算溶质的质量时,应将结 晶水考虑在内。 (2)在选择容量瓶时,应选用与所配溶液体积相等或稍大规格的容 量瓶。即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如:配制 480mL1mol·L-1的 NaCl溶液,因无480mL容量瓶,应选择 500mL容量瓶,所需溶质的物质的量应按配制500mL溶液计算。 (3)定容时若不慎加水超过刻度线,应重新配制。 (4)定容摇匀后,若发现液面低于刻度线,不需要做任何处理。若 再加水至溶液的凹液面与刻度线相切会导致溶液的浓度偏低。 8.A [A.NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加水至刻度线,冷 却后溶液体积偏小,溶液浓度偏大,故A符合题意;B.配制稀盐酸 定容时,仰视容量瓶刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏小,故 B不符合题意;C.称量NaOH时,称量时间较长,因为氢氧化钠具 有吸湿性,易潮解而导致所称量溶质的质量减小,所配溶液的浓度 偏低,故C不符合题意;D.配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视 刻度线,导致量取的浓盐酸体积偏小,溶质物质的量偏小,溶液浓 度偏小,故D不符合题意。答案选A。] 【方法技巧】 容量瓶读数误差的图示分析: (1)仰视使所配溶液体积偏大,浓度偏小; (2)俯视使所配溶液体积偏小,浓度偏大。 9.A [根据溶液中电荷守恒可知,N(Na+)+3N(Al3+)=N(Cl-)+ 2N(SO2-4 ),设Na+、Al3+、Cl-的数目分别为3个,2个,1个,可得 SO2-4 的数目为4,故溶液中Al3+和SO2-4 的离子个数比为2∶4,即 1∶2,故答案为:A。] 10.D [混 合 溶 液 分 成2等 份,每 份 溶 液 浓 度 相 同。一 份 加 入 含 amol硫酸钠的溶液,发生反应Ba2+ +SO2-4 􀪅􀪅BaSO4↓,恰好 使钡离子完全沉淀,可知该份中n(Ba2+)=n(Na2SO4)=amol; 另一份加 入 含bmol硝 酸 银 的 溶 液,发 生 反 应 Ag+ +Cl-􀪅􀪅 AgCl↓,恰好使氯离子完全沉淀,则n(Cl-)=n(Ag+)=bmol, 根据电荷守恒可知每份中满足:2n(Ba2+)+n(K+)=n(Cl-),每 份溶液中:n(K+)=bmol-2amol=(b-2a)mol,故钾离子浓度 为 (b-a)mol 0.2L×12 =10(b-2a)mol·L-1。故选D。] 【探究·一举突破】 探究路径 根据 m=cVM 计算配制溶液需要称量的 Na2S2O3· 5H2O固体的质量时,V 是选取容量瓶的容积。根据配制溶液的 步骤选用仪器。根据c=nV ,结合操作对溶质的物质的量及溶液 的体积 影 响 分 析 对 配 制 溶 液 的 浓 度 影 响。(1)配 制 90 mL 0.100mol·L-1Na2S2O3 溶液,选用100mL容量瓶,配制该溶液 时需 称 量 Na2S2O3·5H2O 固 体 的 质 量 m=cVM=0.1L× 0.100mol·L-1×248g·mol-1=2.48g。(2)配制过程中,要用 电子天平称出2.48gNa2S2O3·5H2O固体,在烧杯中溶解,并用 玻璃棒搅拌,把溶解并冷却到室温的溶液用玻璃棒引流转移到 100mL容量瓶,用胶头滴管定容,所以不需要烧瓶和分液漏斗,选 CD,还缺少的仪器是100mL容量瓶、胶头滴管。(3)①容量瓶在 使用前未干燥,里面有少量蒸馏水,不影响溶液体积和溶质质量, 所配溶液的物质的量浓度无影响,故不选①;②转移溶液至容量瓶 过程中,有少量溶液溅出,溶质物质的量偏少,所配溶液的物质的 量浓度偏低,故选②;③定容时仰视刻度线读数,溶液体积偏大,所 配溶液的物质的量浓度偏低,故选③;④称量晶体时所用砝码生 锈,称取溶质质量偏大,所配溶液的物质的量浓度偏高,故不选④; ⑤定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,再加水至刻度线,溶 液体积偏大,所配溶液的物质的量浓度偏低,故选⑤;选②③⑤。 (4)A.溶液中Na2S2O3 的物质的量n=cV,所取溶液体积越大,溶 质物质的量越多,故不选A;B.溶液的浓度与溶液体积无关,故选 B;C.溶液中Na+ 的数目 N=cVNA,所取溶液体积越大,溶液中 Na+的数目越多,故不选C;D.溶液的密度与溶液体积无关,故选 D;选BD。(5)2ClO2+2KI􀪅􀪅2KClO2+I2 反应,ClO2 中Cl元素 化合价由+4降低为+3,KI中I元素化合价由-1升高为0,用双 线桥标出2ClO2+2KI􀪅􀪅2KClO2+I2 电子转移的方向和数目为 2ClO2+2KI􀪅􀪅2KC 得2×e- ↓ lO2+I 失2×e- ↑ 2;(6)根 据 题 意,ClO2 被 KI还 原 为 KClO2,调节pH=3,KClO2 能氧化KI生成I2,用Na2S2O3 滴定被 KClO2 氧化生成的I2,根据电子守恒,建立反应关系式n(ClO2)= n(KClO2)=0.5n(I2)=0.25n(Na2S2O3)=0.02L×0.1mol·L-1× 0.25=0.0005mol,所以ClO2 的浓度为0.0005mol÷0.01L= 0.05mol·L-1。 参考答案 (1)1.58 (2)CD 100mL容量瓶、胶头滴管 (3)②③⑤ (4)BD (5)2ClO2+2KI􀪅􀪅2KC 得2×e- ↓ lO2+I 失2×e- ↑ 2 (6)根据题意,ClO2 被KI还原为KClO2,调节pH=3,KClO2 能氧化 KI生成I2,用 Na2S2O3 滴定被 KClO2 氧化生成的I2,根据电子守 恒,建 立 反 应 关 系 式n(ClO2)=n(KClO2)=0.5n(I2)=0.25n (Na2S2O3)=0.02L×0.1mol·L-1×0.25=0.0005mol,所 以 ClO2 的浓度为0.0005mol÷0.01L=0.05mol·L-1 【综合·一练到底】 解析 (1)c=1000ρωM = 1000×1.2×0.365 36.5 mol ·L-1=12mol·L-1; (2)因配制溶液的体积为80mL,容量瓶的规格中没有80mL,根 据就近原则只能选100mL容量瓶;(3)设所需浓硫酸 的 体 积 为 V,则有V×12mol·L-1=0.1L×1mol·L-1,则V=8.3mL; 根据“大而近”的原则,根据需要量取的浓盐酸的体积可知所需的 量筒为10mL,故答案为8.3;B;(4)配 制 过 程 中 操 作 步 骤 有:量 取浓溶液→稀释并搅拌→冷却至室温→转移溶液至容量瓶→洗 涤烧杯并转移 至 容 量 瓶→胶 头 滴 管 定 容→摇 匀→转 移 至 试 剂 瓶→贴标签,因此答案为bcafed;(5)①溶液注入容量瓶前没有恢 复到室温就进行定容,冷却后液面下降,溶液体积偏小,溶液浓度 偏大;②摇匀后发现液面低于刻度线,发现凹液面最低点低于刻 度线,再补几滴水到刻度线,导致 溶 液 的 体 积V 偏 大,溶 液 的 浓 度偏小;③定容 时 仰 视 刻 度 线,加 水 的 体 积 偏 大,溶 液 的 浓 度 偏 小;(6)现 将200mL0.2mol·L-1盐酸与300mL0.3mol·L-1 CuCl2 溶液混合,溶液体积变化忽略不计,Cl- 的物质的量浓度是 0.2×0.2+0.3×2×0.3 0.5 mol·L-1=0.44mol·L-1。 答案 (1)12mol·L-1 (2)100 (3)8.3 B (4)bcafed (5)①偏大 ②偏小 ③偏小 (6)0.44 【选做·一飞冲天】 解析 (1)由c=1000ρωM 可知密度为1.84g·cm-3质量分数为 98%的浓硫酸的物质的量浓度为1000×1.84×0.9898 mol ·L-1= 18.4mol·L-1,溶 液 是 均 一 稳 定 的,从 中 取 出 100 mL,则 该 100mL浓硫酸的物质的量浓度为18.4mol·L-1,含 H2SO4 的物 质的量为18.4mol·L-1×0.1L=1.84mol。(2)浓硫酸的密度 大于水的密度,则取5mL该浓硫酸,加水稀释至10mL,那么稀释 后的硫酸的质量分数大于98%÷2=49%;如果取5mL该浓硫 酸,加等质量的水稀释,则水的体积远大于浓硫酸体积,那么稀释 后的硫酸的物质的量浓度小于原浓硫酸的物质的量浓度的一半。 答案 (1)18.4 18.4 1.84 (2)大于 小于 第十周 铁及其化合物 【考点·一应俱全】 1.B [①过 量 的 Fe与 Cl2 反 应 只 能 生 成 FeCl3;②Fe与 过 量 稀 H2SO4 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Fe2O3 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,故选B。] 2.C [A.Fe在Cl2 中燃烧,不管Fe是否过量,都生成FeCl3,A项错 误;B.高温下,红热的铁与水蒸气反应,可得黑色的四氧化三铁, 3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2,B项错误;C.工业炼铁的原理, 是用CO作还原剂,将铁矿石中的铁还原出来,从而提炼出铁,C 正确;D.向FeCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液,会产生Fe(OH)3 沉 淀,不能生成氢氧化铁胶体,D项错误;故选C。] 3.【分析】 B装置提供水蒸气,A中铁和水蒸气在高温条件下反应 生成四氧化三铁和氢气,C装置防倒吸,D装置收集氢气。 C [A.装置C的作用防倒吸,装置B提供水蒸气,故A错误;B.铁和 水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,装置A中发生反 应:3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2,故B错误;C.收集到896mL氢气 时(标况下),参加反应的水的物质的量为0.04mol,铁结合氧原子的 物质的量为0.04mol,所以A中固体增重0.64g,故C正确;D.铁和水 蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁,铁、四氧化三铁都能被磁铁 吸引,不能用磁铁检验该反应是否完全,故D错误;选C。] 【易错提醒】 ①Fe与Cl2 反应无论用量多少都生成FeCl3,而Fe与盐 酸反应生成FeCl2。 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中 燃烧的产物是Fe3O4。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2 等)反应时被氧化为 Fe2+,铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4 等)反应时被氧化为 Fe3+。 4.B [A.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,Fe2O3 是红棕色的,常用作油漆和 涂料等的红色颜料,A项正确;B.FeO不稳定,在空气里受热迅速被氧 化成Fe3O4,B项错误;C.FeO、Fe2O3 都不溶于水,但都能和盐酸反应 生成相应的盐,FeO与盐酸反应生成FeCl2,Fe2O3 与盐酸反应生成 FeCl3,C项正确;D.Fe3O4 中Fe呈+2价和+3价两种价态,D项正确; 故答案选B。] 5.C [A.氢氧化铁受热分解生成Fe2O3 和 水,即2Fe(OH)3 △ 􀪅􀪅 Fe2O3+3H2O,可制得Fe2O3,A错误;B.Fe2O3 无磁性,Fe3O4 具 有磁性,B错误;C.FeO不稳定,在空气里受热发生反应:6FeO+ O2 △ 􀪅􀪅2Fe3O4,能迅速被氧化为Fe3O4,C正确;D.高温下,铁能 与水蒸 气 反 应:3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2,即 反 应 生 成 Fe3O4,D错误;故选C。] 【总结归纳】 铁的氧化物的性质及应用 (1)稳定性:FeO不稳定,Fe2O3 和Fe3O4 很稳定,Fe3O4 有磁性, Fe2O3 可做红色颜料。 (2)FeO、Fe2O3 属于碱性氧化物,Fe3O4 不属于碱性氧化物。 (3)注意FeO、Fe3O4 与氧化性酸(如稀硝酸)不发生复分解反应而 是发生氧化还原反应①FeO:3FeO+10H+ +NO-3 􀪅􀪅3Fe3+ + NO↑+5H2O ②Fe3O4:3Fe3O4+28H++NO-3 􀪅􀪅9Fe3++NO↑+ 14H2O (3)注意Fe2O3、Fe3O4 与还原性酸(如氢碘酸)不发生复分解反应 而是发生氧化还原反应①Fe3O4:Fe3O4+8H++2I-􀪅􀪅3Fe2++ I2+4H2O;②Fe2O3:Fe2O3+6H++2I-􀪅􀪅2Fe2++I2+3H2O 6.D [300mL5mol·L-1的盐酸物质的量为n(HCl)=0.3L× 5mol·L-1=1.5mol,标准状况下氯气3.36L物质的量为n(Cl2)= 3.36L 22.4L·mol-1 =0.15mol,反应中HCl的H元素与铁的氧化物中 O元素全部结合生成 H2O,则氧化物中n(O)= 1 2×n (HCl)= 0.75mol,反应后溶液成分为FeCl3,n(Cl-)=1.5mol+0.15mol×2= 1.8mol,则n(Fe)=1.8mol×13=0.6mol ,所以:n(Fe)∶n(O)= 0.6mol∶0.75mol=4∶5,该氧化物的化学式为Fe4O5,故选D。] 7.A [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。] 8.B [铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,向该溶液中加入NaOH溶液时生 成氢氧化亚铁;氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生氢氧化铁,氢 氧化铁加热时发生分解反应产生红棕色氧化铁,故白色沉淀是氢氧化 亚铁,加热得到最后的残渣是氧化铁,故合理选项是B。] 9.C [①稀硫酸和铁反应生成氢气排出装置中的空气,然后滴加 NaOH,与FeSO4 反应生成,不与空气接触可较长时间看到白色沉 淀;②打开a,稀硫酸和铁反应生成氢气排出装置中的空气,关闭 a,生成的气体使A中压强增大,将FeSO4 压入B中,与 NaOH反 应生成,不与空气接触可较长时间看到白色沉淀;③NaOH溶液滴 入FeSO4 中,生成Fe(OH)2 与空气反应为红褐色沉淀,不能较长 时间看到白色沉淀;④NaOH溶液滴入FeSO4 中,生成Fe(OH)2, 苯液封隔绝空气,不与空气接触可较长时间看到白色沉淀,故①② ④符合题意;故选C。] 10.【分析】 氢氧化亚铁易被氧气氧化,应先排出装置中的空气,所 以装置d的作用是液封,防止外界空气进入装置c中,实验过程 为:打开分液漏斗a的活塞加入稀硫酸,三颈烧瓶b中Fe和加入 的稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,先关闭K1 打开 K2,氢气排 出三颈烧瓶c中空气,一段时间后再关闭 K2 打开 K1,将反应生 成的硫酸亚铁压入装置c中与氢氧化钠溶液中反应生成氢氧化 亚铁沉淀,据此分析解答。 C [A.装置a中盛装稀硫酸,装置c中盛装氢氧化钠溶液,故 A 错误;B.制备Fe(OH)2 时应该先排出装置的空气,则实验时先关 闭K1 打开K2,一段时间后再关闭K2 打开K1,使生成的硫酸亚 铁压入c中,故B错误;C.氢氧化亚铁易被氧气氧化,所以装置d 的作用是液封,防止外界空气进入装置c中,故C正确;D.硫酸亚 铁和c中氢氧化钠溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,所以应 该在装置c中观察到白色沉淀,故D错误;故选C。] 【探究·一举突破】 探究路径 (1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为3Fe+ 4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2;(2)碱石灰具有吸水性,可除去 H2 中 的水蒸气,防止E的玻璃管破裂;(3)①试剂a为稀硫酸,可用于溶 解氧化物,反应如生成亚铁离子,具有还原性,可用高锰酸钾检验, 可观察到酸性KMnO4 溶液褪色;②B中固体可能有Fe3O4 和Fe, Fe将Fe3+全部还原为Fe2+,则现象1中溶液未变血红。 参考答案 (1)3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2 (2)可除去 H2 中的水蒸气,防止E的玻璃管破裂 (3)①稀硫酸 酸性KMnO4 溶液褪色 ②B中固体可能有Fe3O4 和Fe,Fe将Fe3+全部还原为Fe2+ 【综合·一练到底】 解析 (1)氧化铁属于碱性氧化物,和酸反应生成铁盐和水,反应 离子方程式为Fe2O3+6H+􀪅􀪅2Fe3++3H2O;(2)氯化铁溶液置 于试管中,滴入NH3·H2O溶液,生成氢氧化铁沉淀和氯化铵,反 应的离 子 方 程 式 为 Fe3+ +3NH3 ·H2O 􀪅􀪅Fe(OH)3↓ + 3NH+4 ;(3)将蒸馏水加热至沸腾后,向烧杯中加入几滴FeCl3 溶 液,继续煮沸至出现红褐色,得到氢氧化铁胶体;制备氢氧化铁胶 体的 化 学 方 程 式 为:FeCl3+3H2O △ 􀪅􀪅Fe(OH)3(胶体)+3HCl; NaOH溶 液 与 FeCl3 溶 液 反 应 生 成 氢 氧 化 铁 沉 淀,不 能 得 到 Fe(OH)3胶体;(4)NaClO和浓 NaOH 溶液与氢氧化铁悬浊液反 应,Fe(OH)3 被氧化为FeO2-4 ,NaClO被还原为Cl-,根据电荷守 恒与 电 子 守 恒,配 平 后 离 子 方 程 式 为:2Fe(OH)3+3ClO- + 4OH-􀪅􀪅2FeO2-4 +3Cl-+5H2O;(5)只有胶体能产生丁达尔效 应,溶液不能产生丁达尔效应,故乙烧杯的液体中产生了丁达尔 效应。 答案 (1)碱性氧化物 Fe2O3+6H+􀪅􀪅2Fe3++3H2O (2)Fe3++3NH3·H2O􀪅􀪅Fe(OH)3↓+3NH+4 (3)红褐色 FeCl3+3H2O △ 􀪅􀪅Fe(OH)3(胶体)+3HCl 不能 (4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-􀪅􀪅2FeO2-4 +3Cl-+5H2O (5)乙 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 75 — —78 — 【选做·一飞冲天】 解析 (1)铁元素26号元素,位于周期表第四周期第Ⅷ族,原子结 构示意图为: ,最外层2个电子,次外层上有14个电 子;(2)铁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) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2;铁、锰合金粉未跟Cl2 反应的化 学方程为:2Fe+3Cl2 △ 􀪅􀪅2FeCl3、Mn+Cl2 △ 􀪅􀪅MnCl2;FeSO4 溶 液跟 H2O2 反应有红褐色Fe(OH)3 沉淀生成,且溶液呈棕黄色, 说明生成了氢氧化铁沉淀和铁离子,反应的离子方程式为:6Fe2++ 3H2O2􀪅􀪅2Fe(OH)3↓+4Fe3+;(3)Fe2O3 与FeS2 混合后在缺氧条 件下焙 烧 生 成Fe3O4 和SO2,化 学 方 程 式 为:16Fe2O3+FeS2 △ 􀪅􀪅 11Fe3O4+2SO2↑理 论 上 完 全 反 应 消 耗 的n(Fe2O3)∶n(FeS2)= 16∶1;(4)纳米铁还原NO-3 生成N2 或NH+4 的过程为:纳米铁失去电 子生成Fe2+,吸附在纳米铁表面的NO-3 得到电子还原生成NO-2 ,吸 附在纳米铁表面NO-2 进一步得电子还原生成N2 或NH+4 。 答案 (1)Ⅷ 14 (2)3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2 2Fe+3Cl2 △ 􀪅􀪅2FeCl3 Mn+Cl2 △ 􀪅􀪅MnCl2 6Fe2++3H2O2 􀪅􀪅2Fe(OH)3↓+4Fe3+ (3)16∶1 (4)纳米铁失去电子生成Fe2+ 吸附在纳米铁表面 NO-2 进一步得 电子还原生成N2 或NH+4 第十一周 铁盐和亚铁盐 【考点·一应俱全】 1.D [FeSO4 具有较强的还原性,能与氧气发生反应,可以防止食 品氧化变质,故做还原剂,答案选D。] 2.B [A.检验溶液中是否含有Fe3+ 应直接向待测液中滴加KSCN溶 液,向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验,故A错误; B.向2mLFeSO4 溶液中滴加几滴酸性KMnO4 溶液,若观察溶液紫色 褪去,说明Fe2+ 有还原性,故B正确;C.Fe2+ 发生水解反应Fe2++ 2H2O􀜩􀜨􀜑 2H++Fe(OH)2 使溶液显酸性,加酚酞溶液不变色,且变质 后硫酸铁溶液也呈酸性,干扰实验,故C错误;D.向2mL5% H2O2 溶 液中滴加几滴FeSO4 溶液,若产生气泡有可能部分亚铁被氧化为铁离 子,是Fe3+的催化作用,故D错误;故选B。] 3.D [A.铁粉还原Fe3+生成亚铁离子;而pH=4时,三价铁含有很 大,说明其被还原的量很低,A错误;B.由图可知,pH<1.5时,三 价铁含 量 增 大,则 溶 液 酸 性 过 强,也 不 利 于 还 原 Fe3+,B错 误; C.铁粉还原Fe3+ 的离子方程式为Fe+2Fe3+􀪅􀪅3Fe2+,C错误; D.M点后,pH增大,碱性增强,导致溶液中Fe3+ 变成了Fe(OH)3, 更难被铁粉还原,使得Fe(Ⅲ)含量增大,D正确;故选D。] 4.A [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。] 5.A [A.研磨需要在研钵中进行,图示装置不是研钵且不能用玻璃棒 研磨,不能用其来研磨剪碎的菠菜,A错误;B.图乙中将研磨后的菠菜 放热烧杯中,加水溶解,并不断用玻璃棒搅拌,B正确;C.图丙为过滤 装置,过滤得到含有铁元素的滤液,图示操作正确,C正确;D.图丁中, 先在滤液中加入稀硝酸,若滤液中存在亚铁离子,则亚铁离子被氧化 为铁离子,也可能是溶液中本就存在铁离子,再加入KSCN溶液,若溶 液变血红色,说明菠菜中存在铁元素,D正确;故答案选A。] 6.B [A.滴加KSCN溶液,溶液不变色,则不含铁离子,滴加氯水后溶液 显血红色,可知亚铁离子被氧化为铁离子,则原溶液中一定含Fe2+,A 正确;B.KMnO4 溶液与Fe3+不发生反应,但亚铁离子及Cl-都能使酸 性KMnO4 溶液褪色,不能用酸性KMnO4 溶液检验FeCl3 溶液中是否 含有FeCl2,B错误;C.检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体 溶于稀H2SO4 后滴加KSCN溶液,若溶液显血红色则溶液中含有铁 离子说明晶体已变质,C正确;D.加NaOH溶液产生红褐色沉淀氢氧 化铁,则说明溶液中含有Fe3+,D正确;答案选B。] 【方法技巧】 混合液中离子检验 (1)Fe2+和Fe3+的混合溶液中检验Fe2+的方法 ①通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4 溶液,溶液紫红色褪去说明含 有Fe2+(注意:Cl-等还原性的离子对Fe2+的检验有干扰)。值得注意 的是该种方法检验,溶液中不能有其他还原性离子,如Cl-。 ②待测溶液 K3[Fe(CN)6]溶液 产 生 蓝 色 沉 淀,说 明 溶 液 中 含 有Fe2+。 (2)Fe2+和Fe3+ 的混合液中检验Fe3+,可用 KSCN试剂,现象为 溶液变红。 7.【分析】 1.12g铁粉的物质的量n(Fe)= 1.12g56g·mol-1 =0.02mol, n(Fe3+)=0.025L×2mol·L-1=0.05mol,发生反应:Fe+2Fe3+􀪅􀪅 3Fe2+,铁粉完全溶解,生成0.02mol×3=0.06molFe2+,溶液中剩余 0.05mol-0.02mol×2=0.01molFe3+,以此解答。 B [A.由分析可知,铁无剩余,由Fe+2Fe3+􀪅􀪅3Fe2+ 可知,Cl- 未参与反应,浓度基本不变,A正确;B.由分析可知,溶液中剩余有 Fe3+,往溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,B错误;C.由分析可 知,反应结 束 Fe2+ 的 物 质 的 量 为0.06mol,Fe3+ 的 物 质 的 量 为 0.01mol,Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1,C正确;D.由分析 可知,反应后,铁粉没有剩余,D正确;故选B。] 8.D [铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气,不能实现上 述转化①,故A错误;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,不能发生转化②,故B错误;加 热Fe(OH)3 发生转化⑥分解生成氧化铁,氢氧化铁不溶于水,加 水溶解不可实现转化③,故C错误;高铁酸盐中铁为+6价,具有 强氧化性,可用于消毒,与水发生氧化还原反应后生成铁离子,铁 离子与水反应生成Fe(OH)3 胶体。] 【易错提醒】 分析铁的化合物时的“两分清” (1)价态要分清 要注意单质铁被不同氧化剂氧化时,产物不同;要注意不同价态的 化合物所表现的不同的化学性质,如Fe3+ 以氧化性为主,Fe2+ 以 还原性为主。 (2)颜色要分清 铁的化合物“五颜六色”,一定要记牢:Fe2+ 溶液为浅绿色,Fe3+ 溶 液为棕黄色,Fe(SCN)3 溶液为血红色,Fe(OH)3 胶体为红褐色, Fe(OH)2 沉淀在空气中的颜色变化为白色→灰绿色→红褐色, Fe(OH)3沉淀为红褐色固体,Fe2O3 为红棕色,Fe3O4、FeO、FeS均 为黑色。 9.【分析】 加入足量稀硫酸溶解补血剂,过滤后,向滤液中加入氯水 氧化二价铁为三价铁,再加入足量氨水生成氢氧化铁悬浊液,经过 过滤、洗涤、干燥、灼烧得到氧化铁固体。 B [A.滤液a久置在空气中,二价铁可能部分氧化为三价铁,滴 加KSCN溶液可能呈红色,A正确;B.悬浊液b主要含氢氧化铁, 呈红褐色,B错误;C.悬浊液b氢氧化铁经过滤、洗涤、干燥,得到 氢氧化铁固体,再灼烧得到氧化铁固体,C正确;D.agFe2O3 固体 中铁元素的质量为ag×112160×100%=0.7ag ,根据铁元素守恒, 10片补铁剂中铁元素的质量为0.7ag,则每片补铁剂中的铁元素 质量为0.07ag,D正确;故选B。] 10.【分析】 从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2 的工业废液中回收铜,工 业废水中加入试剂a为过量的铁,操作为过滤,得到滤渣 Y为 Fe、Cu,滤液氯化亚铁溶液,滤渣 Y中加入试剂b为盐酸溶解过 量的铁生成氯化亚铁溶液,铜不溶,操作过滤得到铜和滤液Z为 氯化亚铁溶液,滤液Z和X合并通入氯气。溶液 W 为氯化铁溶 液,蒸发结晶,过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。 C [A.由分析及流程图可知,试剂a是铁粉,试剂b是稀盐酸,A正 确;B.由分析及流程图可知,c为氯气,作氧化剂将亚铁离子氧化为铁 离子,B正确;C.溶液 W 中含 有Cl-,Fe2+ 和Cl- 都 可 以 和 酸 性 KMnO4 溶液反应而使其褪色,用酸性KMnO4 溶液不能检验溶液 W中是否含有Fe2+,C错误;D.由分析及流程图可知,操作Ⅰ、Ⅱ是过 滤,操作Ⅲ是蒸发结晶需用蒸发皿,D正确;故选C。] 【探究·一举突破】 探究路径 (1)①根据实验结论,FeSO4 溶液部分变质,说明溶液 中同时含Fe3+和Fe2+;步骤1向待检测液中加入KSCN溶液,溶 液变红;Fe2+具有还原性,步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰 酸钾溶液,紫色褪去。②要使变质的FeSO4 溶液复原,可向溶液 中加入过量Fe粉,铁把Fe3+ 还原为Fe2+,再经过滤除去剩余Fe 粉即可,反应的离子方程式为2Fe3++Fe􀪅􀪅3Fe2+;(2)n(Fe2O3)= 1.6g 160g·mol-1 =0.01mol,根据铁元素守恒,则变质前100mL溶液 中 含 n(FeSO4)=0.02 mol,故 c(FeSO4)= 0.02mol 0.1L = 0.2mol·L-1;(3)维生素C具有还原性,若维生素C过量,也可 使酸性高锰酸钾溶液褪色,则无法说明维生素C一定将Fe3+转化 为Fe2+。 参考答案 (1)①溶液变红 紫色褪去 ②2Fe3++Fe􀪅􀪅3Fe2+ (2)0.2mol·L-1 (3)不能,维生素C也具有还原性,若其过量,也可使酸性高锰酸钾 溶液褪色,则无法说明一定有Fe2+生成 【综合·一练到底】 【分析】 由题给流程可知,硝酸铁固体在过量氢氧化钠溶液中与 氯气反应生成高铁酸钠,过滤得到高铁酸钠和滤液1;高铁酸钠溶 于稀氢氧化钾溶液得到含有氢氧化钾的高铁酸钠溶液,向溶液中 加入过量氢氧化钾固体,将高铁酸钠转化为高铁酸钾,过滤得到粗 高铁酸钾,粗高铁酸钾经过处理得到纯高铁酸钾固体。 解析 (1)高铁酸钾中钾元素的化合价为+1价、氧元素的化合价 为-2价,由化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价,故 答案为:+6;(2)氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠 和水,反应中氯元素的化合价即升高被氧化又降低被还原,氯气即 是氧化剂又是还原剂,反应的离子方程式为Cl2+2OH-􀪅􀪅Cl-+ ClO-+H2O,故 答 案 为:Cl2+2OH- 􀪅􀪅Cl- +ClO- +H2O; (3)由题意可知,生成高铁酸钠的反应为碱性条件下溶液中的铁离 子与次氯酸根离子反应生成高铁酸根离子、氯离子和水,反应中氯 元素的化合价由+1降低至-1被还原,化合价降低2,铁元素的 化合价由+3升高至+6被氧化,化合价升高3,结合化合价升降 守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式 为3ClO- +2Fe3+ + 10OH-􀪅􀪅2FeO2-4 +3Cl-+5H2O,故答案为:3ClO- +2Fe3+ + 10OH-􀪅􀪅2FeO2-4 +3Cl-+5H2O;(4)a.由题给信息可知,高铁 酸根离子在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定,所以“氧 化”中氢氧化钠溶液过量的目的是使高铁酸根离子稳定存在,故正 确;b.由分析可知,“转化”中加入过量氢氧化钾固体的目的是将高 铁酸钠转化为高铁酸钾,故正确;c.由分析可知,“转化”中加入过 量氢氧化钾固体、过滤得到的滤液2中含有氢氧化钠,氢氧化钠溶 液的循环利用可以提高原料的利用率,故正确;d.由题给信息可 知,高铁酸根离子在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定, 所以溶解步骤氢氧化钾的作用是使高铁酸根离子稳定存在,故错 误;故选abc;(5)由题给信息可知,高铁酸钾可溶于水,难溶于乙 醇,氢氧化钾易溶于乙醇,所以洗涤除去高铁酸钾表面的氢氧化钾 时,应选用乙醇洗涤,故答案为:乙醇;(6)①由题意可知,高铁酸钾 与稀硫酸的反应为高铁酸钾与稀硫酸反应生成硫酸钾、硫酸铁、氧 气和水,反应中铁元素的化合价由+6降低至+3被还原,化合价 降低3,氧元素的化合价由-2升高至0被氧化,结合化合价升降 守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为4FeO2-4 +20H+􀪅􀪅 4Fe3++3O2↑+10H2O,故答案为:4FeO2-4 +20H+􀪅􀪅4Fe3+ + 3O2↑+10H2O;②若将稀硫酸换成稀盐酸,盐酸中的氯离子能与 高铁酸根离子反应生成氯气,由得失电子数目守恒可知,2FeO2-4 ~ 3Cl2、4FeO2-4 ~3O2,消耗等物质的量的高铁酸钾时,反应生成氯气 的物质的量大于氧气,所以会导致高铁酸钾的纯度的计算值偏大, 故答案为:偏大。 答案 (1)+6 (2)Cl2+2OH-􀪅􀪅Cl-+ClO-+H2O (3)3ClO-+2Fe3++10OH-􀪅􀪅2FeO2-4 +3Cl-+5H2O (4))abc (5)乙醇 (6)①4FeO2-4 +20H+􀪅􀪅4Fe3++3O2↑+10H2O ②大 【选做·一飞冲天】 【分析】 由题意图可知,实验开始时先将氮气通过盛有的浓硫酸 通入装置中排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置b产生 SOCl2 气体充满c装置后,再加热c装置使四水氯化亚铁与SOCl2 气体反应生成氯化亚铁、二氧化硫和氯化氢,装置d用来吸收烧杯 中进来的水蒸气,防止SOCl2 水解,冷凝管和长导管的共同作用是 冷凝回流SOCl2,使反应物为充分反应。 解析 (1)装置a、d内的试剂是浓硫酸,用来吸收水蒸气,防止 SOCl2 水解;装置d的作用是防止烧杯的水进入C中;(2)由分析 可知,实验开始时先通氮气排尽装置中的空气,防止氯化亚铁被空 气中的氧气氧化;待空气排尽后,先加热装置b产生SOCl2 气体充 满c装置后,再加热c装置使四水氯化亚铁与SOCl2 气体反应生 成氯化亚铁、二氧化硫和氯化氢,反应的化学方程式为FeCl2· 4H2O+4SOCl2 △ 􀪅􀪅FeCl2+4SO2↑+8HCl↑;(3)由得失电子数 目守 恒 可 得 如 下 关 系 式:6FeCl2—K2Cr2O7,滴 定 消 耗 V mLc mol·L-1重铬酸钾溶液,则m1g样品中n(FeCl2)=6n(Cr2O2-7 )= 0.006cVmol;由 实 验Ⅱ可 知,m1g样 品 中 结 晶 水 的 物 质 的 量 为 (m1-m2) 18 mol ,由 化 学 式 可 得:n(FeCl2)∶n(H2O)=1∶n= 0.006cVmol∶ (m1-m2) 18 mol ,解得n=1000 (m1-m2) 108cV ;A.样品 中含少量氧化亚铁杂质会使滴定消耗的重铬酸钾溶液的体积偏 大,导致n的测量值偏小,故符合题意;B.样品与SOCl2 反应时失 水不充分会使 m2 偏大,导致n的测量值偏小,故符合题意;C.实 验Ⅰ称重后,样品发生了潮解,样品中氯化亚铁的物质的量不变, 消耗重铬酸钾溶液的体积不变,实验测得n的测量值不变,故不符 合题意;答案选AB;组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4 混合物进行蒸馏 提纯,按由下而上、从左到右的顺序组装,安装顺序为①⑨⑧,然后 连接冷凝管,蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管 ⑦,接着连接尾接管⑩,TiCl4 极易水解,为防止外界水蒸气进入, 最后连接③⑤,安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤。 答案 (1)浓硫酸 防止烧杯的水进入C中 (2)b FeCl2·4H2O+4SOCl2 △ 􀪅􀪅FeCl2+4SO2↑+8HCl↑ (3) 1000(m1-m2) 108cV AB (4)⑥⑩③⑤ 第十二周 金属材料 【考点·一应俱全】 1.B [①与组成合金的纯金属相比,合金的一般硬度更大,故①正 确;②合金为混合物,熔点比它的各成分金属的熔点低,故②正确; ③不同的合金具有不同的性能,改变原料的配比、改变生成合金的 条件,得到有不同性能的合金,故③正确;④合金的导电性不一定 比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差,故④错误;⑤合 金一般比成分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械加工性能,故 应用范围更广泛,故⑤正确;正确的有①②③⑤,答案选B。] 2.C [A.世界上使用最广泛的金属材料是铁合金,我国铁制品使用 最早可追溯西周晚期,A正确;B.不锈钢是合金钢的一种,它的合 金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni),B正确;C.合金硬度比成分金属 大,熔沸点比成分金属低,导电导热性比成分金属差,C错误;D.合 金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的,所以合成合金是物 理变化,D正确;答案选C。] 3.B [A.自然界中最多的元素是O元素,最多的金属元素是 Al,A 正确;B.常温下铝能够与氧气反应生成氧化铝,铝的表面一般都有 致密的氧化铝保护膜,B不正确;C.铝是活泼金属,能够与盐酸、稀 硫酸反应生成氢气,C正确;D.铝是活泼金属,在化学反应中容易 失去电子,是很好的还原剂,D正确;答案选B。] 4.B [A.铝耐腐蚀是因为常温下金属铝与氧气反应生成一层致密 的氧化铝薄膜,故A错误;B.铝合金密度小,硬度大,耐腐蚀,是制 造飞机的理想材料,故B正确;C.铝与酸反应生成氯化铝和 H2, 铝和烧碱反应生成偏铝酸钠和 H2,相同质量的铝分别与足量盐酸 和烧碱溶液反应产氢气的质量比为1∶1,故C错误;D.氧化铝是 两性氢氧化物,氧化铝可以和酸性溶液和碱性溶液反应,故铝制器 皿不可以长时间盛放酸碱性溶液,故D错误;故选B。] 【总结归纳】 铝的特殊性 (1)活泼金属与酸反应是金属的通性,而铝不仅能与酸(H+)反应, 还能够与碱溶液反应,表现出特殊性:2Al+2OH- +2H2O􀪅􀪅 2AlO-2 +3H2↑。 (2)常温下,能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使 铝发生“钝化”,而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 (3)铝制品不宜长时间盛放咸菜等腌制食品,原因是氯化钠溶液中 的氯离子会破坏氧化膜的结构。 5.A [A.铝是活泼金属,铝易在空气中形成致密的氧化膜,所以铝 比较耐腐蚀,A错误;B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于中和过多胃 酸,是一种医用胃酸中和剂,B正确;C.氧化铝既可以和酸反应又 可以和 强 碱 反 应 生 成 盐 和 水,氧 化 铝 是 两 性 氧 化 物,能 溶 于 NaOH,C正确;D.铝、氧化铝能与碱性物质反应,所以铝制餐具不 可以用来长时间存放碱性食物,D正确;故选A。] 【总结归纳】 (1)既能与酸反应又能与碱反应的物质:①弱酸的铵 盐,如:NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;②弱酸的酸式盐, 如:NaHCO3、KHS、NaHSO3 等;③氨基酸;④铝及铝的氧化物、氢 氧化物。 (2)Al2O3、Al(OH)3 是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化 物和氢氧化物,经常应用到除杂、计算题中,所以一定要熟记这两 个反应的离子方程式。 (3)Al(OH)3 具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如 NaOH溶 液),但不溶于弱酸(如 H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 (4)由Al(OH)3 的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可 知:与酸反应时相当于三元碱,与碱反应时相当于一元酸。 6.A [A.氧化铝与烧碱在加热时会发生反应,故不能用氧化铝材料制 成的坩埚熔融烧碱,否则会损坏坩埚,A错误;B.铝能在空气中稳定存 在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜,氧化膜比较致密,能防止 内部金属被氧化,B正确;C.氧化铝熔点高达2000℃以上,是一种高 熔点物质,可以作较好的耐火材料使用,C正确;D.氧化铝属于两性氧 化物,既能与强酸反应,也能与强碱反应,D正确;故选A。] 7.B [A.我国最早使用的合金是青铜不是钢,A错误;B.稀土一般 是以氧化物状态分离出来的,虽然在地球上储量非常巨大,但冶炼 提纯难度较大,显得较为稀少得名稀土,在合金中加入适量稀土金 属,就能大大改善合金的性能,所以稀土元素被称为冶金工业的维 生素,B正 确;C.生 铁 的 含 碳 量 为2%~4.3%,钢 的 含 碳 量 为 0.03%~2%,C错误;D.合金的熔点一般比各成分金属的低,但是 汞与其它金属形成合金时,合金的熔点大于汞,D错误;故选B。] 8.C [A.钛合金生物相容性好,强度大,常用作人造骨骼,故 A正 确;B.镧镍合金能大量吸收 H2,并与 H2 结合成金属氢化物,金属 氢化物稍稍加热又容 易 分 解,所 以 可 用 作 储 氢 材 料,故B正 确; C.耐热合金的熔点很高,与合金的熔点低说法 相 悖,故C错 误; D.形状记忆合金具有记忆功能,可使形状记忆合金发生形变的作 用力消失后恢复原状,故D正确;故选C。] 9.C [镁、铝先和盐酸反应生成氯化镁和氯化铝,然后氯化铝再和 过量的氢氧化钠反应生成能溶于水的Na[Al(OH)4],而氢氧化镁 和氢氧化钠不反应,故沉淀为氢氧化镁,灼烧后的白色粉末为氧化 镁,且白色粉末的质量还是ag,从反应的整个过程依据元素守恒, 可得原合金中镁的质量分数就是氧化镁中镁元素的质量分数,即 原合金中镁的质量分数= 2424+16×100%=60% ;故答案选C。] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 77 —