内容正文:
课时梯级训练(15) 铁的氢氧化物 铁盐和亚铁盐
1.(2023·四川学业水平考试)除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3杂质,宜加入的物质是 ( )
A.O3 B.Fe C.Cu D.Cl2
B 解析:通入O3将亚铁离子氧化成杂质离子,A错误;加铁粉发生反应Fe+2FeCl3===3FeCl2,除去了杂质,生成主体物质,B正确;加入铜粉发生反应为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,引入铜离子,C错误;通入Cl2将亚铁离子氧化成杂质离子,D错误。
2.(2025·天津河西期末)下列物质放置在空气中,因发生非氧化还原反应而变质的是 ( )
A.FeSO4 B.Ca(OH)2
C.KI D.Na2O2
B 解析:FeSO4中亚铁离子具有还原性,易与空气中氧气发生氧化还原反应生成三价铁而变质,A不符合题意;Ca(OH)2放置在空气中,容易与二氧化碳发生非氧化还原反应生成碳酸钙和水,B符合题意;KI中碘离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化为碘单质,属于氧化还原反应,C不符合题意;Na2O2易和空气中的二氧化碳以及水反应,氧元素的化合价变化,为氧化还原反应,D不符合题意。
3.(2025·广东五校联考)在生产、生活中铁盐与亚铁盐有重要应用。下列离子方程式正确的是 ( )
A.铁粉与FeCl3溶液反应制备FeCl2:Fe+Fe3+===2Fe2+
B.FeCl3溶液与铜片反应制作印刷电路板:2Fe3++3Cu===2Fe+3Cu2+
C.FeCl3溶液与氨水反应制备Fe(OH)3:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
D.双氧水与酸性FeCl2溶液反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
D 解析:得失电子、电荷不守恒,离子方程式应该为2Fe3++Fe===3Fe2+,A错误;反应原理不符合事实,Fe3+与Cu反应产生Fe2+、Cu2+,离子方程式应该为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,B错误;氨水中的NH3·H2O是弱碱,应该写化学式,离子方程式应该为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH,C错误;反应符合事实,遵循物质的拆分原则,D正确。
4.(2024·吉林期末)把铁片放入下列溶液中,铁片溶解,溶液质量增加,但没有气体放出的是 ( )
A.硝酸银溶液 B.硫酸铜溶液
C.稀硫酸 D.硫酸铁溶液
D 解析:铁和硝酸银发生置换反应,析出银的质量大于铁的质量,导致溶液质量减小,A不符合题意;铁和硫酸铜发生置换反应,析出铜的质量大于铁的质量,导致溶液质量减小,B不符合题意;铁和稀硫酸反应有氢气生成,C不符合题意;铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,没有气体生成且溶液质量增加,D符合题意。
5.(2025·湖南长沙雅礼中学期末)下列有关铁及其化合物的说法错误的是 ( )
A.生铁和钢都是铁碳合金,钢的含碳量更高,性能更好
B.由图示操作可制取Fe(OH)2
C.Fe(OH)2是一种白色固体,不稳定,在空气中易被氧化成灰绿色,最后变为红褐色
D.Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
A 解析:制取Fe(OH)2时,考虑到Fe(OH)2具有较强的还原性,易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3而发生变质,通常需要隔绝空气,本实验采用密度比水小的煤油,减少空气中O2在溶液中的溶解以及生成的Fe(OH)2与空气接触,以防止Fe(OH)2氧化变质。生铁通过降碳、调硅锰、去硫磷等过程转化为钢,所以生铁和钢都是铁碳合金,钢的含碳量低,性能更好,A错误;图示操作中,FeSO4与NaOH发生复分解反应,可制取Fe(OH)2,B正确;Fe(OH)2是一种白色固体,不稳定,在空气中易被氧气氧化,颜色由白色迅速变成灰绿色,最后变为红褐色,C正确;Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,Fe(OH)2被O2在溶液中氧化生成Fe(OH)3,所以Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得,D正确。
6.向盛有2 mL溶液的试管中加入少量铁粉,如图进行实验。下列分析错误的是 ( )
A.操作①为振荡
B.步骤Ⅰ中的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+
C.若步骤Ⅱ溶液变红色,说明Fe2+能用KSCN检验
D.步骤 Ⅲ 中Fe2+被氧化为Fe3+
C 解析:步骤 Ⅰ 中向FeCl3溶液中加入铁粉,充分振荡,使其发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,A、B正确;若步骤 Ⅱ 溶液变红色,可能是Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+,不能用KSCN溶液检验Fe2+,C错误;步骤 Ⅲ 滴加新制氯水,Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,溶液变成红色,D正确。
7.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定,实验流程如图所示:
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤①研磨时需要在烧杯中进行
B.步骤②加入氨水的作用是将Fe3+完全沉淀
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g
A 解析:研磨补血剂要在研钵中进行,A错误;向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入过量氨水生成Fe(OH)3红褐色沉淀,B正确;Fe(OH)3悬浊液过滤、洗涤、灼烧分解得到Fe2O3固体,冷却后称重得到氧化铁的质量,C正确;w g 氧化铁中含铁元素的质量为 g,则每片补血剂中铁元素的质量为 g=0.07w g,D正确。
8.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.Fe与盐酸反应生成 FeCl2
B.实验室制备Fe(OH)3的胶体是将 FeCl3加入NaOH浓溶液中
C.FeCl2既有氧化性,又有还原性
D.一定条件下存在FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→FeCl2的转化关系
B 解析:HCl具有弱氧化性,与Fe反应时只能将Fe氧化生成FeCl2,A正确;实验室制备Fe(OH)3的胶体是将FeCl3饱和溶液加入沸腾的蒸馏水中,继续加热至液体呈红褐色,停止加热;若将FeCl3溶液加入NaOH浓溶液中,产生的是Fe(OH)3红褐色沉淀,B错误;在FeCl2中铁元素化合价为+2,处于铁元素的中间价态,故FeCl2既有氧化性,又有还原性,C正确;FeCl2与NaOH反应产生Fe(OH)2,Fe(OH)2具有较强的还原性,可以被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3与HCl发生复分解反应产生FeCl3,FeCl3与Fe发生氧化还原反应产生FeCl2,故一定条件下存在FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→FeCl2的转化关系,D正确。
9.(2024·辽宁朝阳期末)将一定质量的Fe和Fe3O4混合固体溶于100 mL 1.0 mol/L稀盐酸,恰好完全反应,生成标准状况下224 mL H2,向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。下列说法正确的是 ( )
A.反应后溶液中含有Fe3+
B.Fe3O4与稀盐酸发生氧化还原反应
C.n(Fe)∶n(Fe3O4)=2∶1
D.混合固体中m(Fe)=0.56 g
C 解析:Fe和Fe3O4的混合固体与100 mL 1.0 mol/L的稀盐酸恰好完全反应,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,颜色无明显变化,故反应后的溶液中不含Fe3+,A错误;Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3和H2O,反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O,该反应为复分解反应,B错误;n(H2)=0.01 mol,与盐酸反应的n(Fe)=0.01 mol,n总(HCl)=0.1 mol,则与Fe3O4反应的n(HCl)=0.1 mol-0.02 mol=0.08 mol,n(Fe3O4)=0.01 mol,产生n(FeCl3)=0.02 mol,则由2FeCl3+Fe===3FeCl2,可得n总(Fe)=0.01 mol+0.01 mol=0.02 mol,故n(Fe)∶n(Fe3O4)=2∶1,C正确;混合固体中m(Fe)=0.02 mol×56 g/mol=1.12 g,D错误。
10.为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性,某同学设计如表所示实验操作,对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是 ( )
B 解析:锌具有还原性,氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性,能氧化锌,A错误;氯化亚铁溶液为浅绿色,向氯化亚铁溶液中滴加新制氯水,+2价的铁被氯水氧化,生成+3价的铁,溶液由浅绿色变为棕黄色,离子方程式正确,B正确;向FeCl3溶液中加入铁粉,发生反应生成氯化亚铁,棕黄色溶液变为浅绿色,离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,C错误;反应前氯化铁溶液为棕黄色,Fe3+具有氧化性,与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜,氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铜溶液为蓝绿色,离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,D错误。
11.已知氧化性:Fe3+>Cu2+。向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在。下列判断正确的是 ( )
A.剩余固体中可能没有铜
B.反应后的溶液中可能含有Fe3+
C.反应后的溶液中一定含有Cu2+
D.反应后的溶液中一定含有Fe2+
D 解析:氧化性:Fe3+>Cu2+,还原性:Fe>Cu,加入铁粉后,Fe先与Fe3+反应,该过程中没有固体生成,Fe3+反应完后,Fe再与Cu2+反应生成Fe2+和Cu,故若充分反应后仍有固体存在,则该固体中一定含有铜,A错误;Fe3+能和铁、铜反应,则反应后的溶液中不可能含有Fe3+,B错误;若反应后的固体中有铁粉剩余,则反应后的溶液中不含Cu2+,C错误;反应后的固体中必有铜,反应后的溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,D正确。
12.(2025·浙江温州十校联合体期中)食品包装盒内有小袋,内装灰黑色粉末,部分变红褐色。将该粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入KSCN溶液无明显现象,滴加氯水后变红。下列叙述不正确的是 ( )
A.该灰黑色粉末原来可能是铁粉
B.食品包装盒内小袋的作用是抗氧化
C.在该检测中,氯水可以使用高锰酸钾溶液替代
D.滴加氯水后溶液变红,使溶液变红的物质是Fe(SCN)3
C 解析:由题中信息可知,铁粉为黑色粉末,部分红褐色为Fe2O3,加入盐酸后Fe、Fe2O3与HCl反应生成FeCl2、FeCl3,FeCl3与过量Fe反应最终生成FeCl2溶液,滴入KSCN溶液无明显现象,滴入几滴氯水,发生氧化还原反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,生成了Fe3+,Fe3+与KSCN溶液反应:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,溶液变红色。该灰黑色粉末原来可能是铁粉,A正确;铁粉具有还原性,食品包装盒内小袋的作用是抗氧化,B正确;溶解铁粉时用到了盐酸,氯离子能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液用量少时不能生成Fe3+,不能观察到红色,故不能用酸性高锰酸钾溶液替代氯水,C错误;滴加氯水后生成了Fe3+,Fe3+与KSCN溶液反应:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,溶液变红,故使溶液变红的物质是Fe(SCN)3,D正确。
13.(2025·河南名校大联考)四氧化三铁是现代通讯的重要材料,可用来作录音磁带和电讯器材。利用FeCl2溶液、CaO制备磁性Fe3O4胶体粒子的流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)反应釜1中通入氮气隔绝空气,其原因是__________________________________;检验FeCl2溶液是否变质的试剂是__________;反应釜1的产物有Ca(OH)2、__________________(填化学式)。
(2)反应釜2中总反应的离子方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在实验室过滤时用到的玻璃仪器有______________________。洗涤过程中,用蒸馏水多次洗涤,证明Fe3O4沉淀洗涤干净的实验方法为_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)无氧条件下,加热Fe(OH)2能制备Fe3O4,同时产生一种单质气体,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)防止二价铁离子被空气中的氧气氧化为三价铁离子 KSCN溶液 CaCl2和Fe(OH)2
(2)4Fe2++4CaO+6H2O+O2===4Fe(OH)3+4Ca2+
(3)烧杯、漏斗、玻璃棒 取最后一次洗涤液于试管中,先加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若没有白色沉淀生成,说明洗涤干净
(4)3Fe(OH)2Fe3O4+H2↑+2H2O
解析:FeCl2溶液在反应釜1中发生反应FeCl2+CaO+H2O===Fe(OH)2+CaCl2,在反应釜2中发生反应4FeCl2+4CaO+6H2O+O2===4Fe(OH)3+4CaCl2,反应釜3中,调节pH生成Fe3O4,过滤后得到Fe3O4晶体,研磨得纳米Fe3O4。
(1)反应釜1中生成的是Fe(OH)2,由于Fe2+在空气中容易被氧化,因此反应釜1要通入氮气隔绝空气,防止Fe2+被氧化;FeCl2被氧化后会生成FeCl3,检验Fe3+的试剂是KSCN溶液;由反应釜1中发生的反应FeCl2+CaO+H2O===Fe(OH)2+CaCl2可知,产物还有Fe(OH)2和CaCl2。
(2)反应釜2中FeCl2被氧化最终生成的是Fe(OH)3沉淀,离子方程式为4Fe2++4CaO+6H2O+O2===4Fe(OH)3+4Ca2+。
(3)过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;Fe3O4沉淀上附着的杂质离子有Ca2+、Cl-等,检验沉淀是否洗涤干净的实验方法是取最后一次洗涤液于试管中,先加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,证明已经洗涤干净。
(4)根据得失电子守恒和元素守恒,在无氧条件下加热Fe(OH)2制备Fe3O4,同时产生单质H2和水,反应的化学方程式为3Fe(OH)2Fe3O4+H2↑+2H2O。
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