内容正文:
1.(2023·苏州高三开学考试)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铁粉遇空气放热,可用于制作暖贴
B.Fe2O3能与酸反应,可用于制作红色颜料
C.FeCl3溶液显酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的铜
D.FeS难溶于水,可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]
解析 Fe2O3为红棕色固体,可用于制作红色颜料,与其能与盐酸反应无关,B错误;氯化铁溶液具有氧化性,可以将铜氧化生成铜离子,不是因为酸性,C错误; FeS具有还原性,因此可除去废水中的微量六价铬[Cr(Ⅵ)],与FeS的溶解性无关,D错误;故选A。
答案 A
2.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
D.Fe3+与KSCN产生红色沉淀
解析 赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;Fe3+遇KSCN溶液变为红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验Fe3+的存在。
答案 C
3.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是( )
A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解
B.在25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存
C.制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法
D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
解析 保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是防止Fe2+被氧化,A项不正确;pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO、H+不能大量共存,B项不正确;制备AlCl3、FeCl3若将其溶液直接蒸干,会得到Al(OH)3、Fe(OH)3,C项不正确。
答案 D
4.(2023·南通高三期末)在指定条件下,下列选项所示的物质或离子间转化能实现的是( )
A.FeCl3Fe3
B.FeFe2O3
C.Fe2+Fe3+
D.FeCl3Fe
解析 向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,制备Fe(OH)3胶体,A错误;Fe和水蒸气高温下反应,生成Fe3O4和H2,B错误;2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(aq),C正确;2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,D错误。
答案 C
5.下列有关说法正确的是( )
A.足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3
B.铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3
C.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
D.向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀,且颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含Fe2+
解析 Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3,A项正确;铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成H2和Fe3O4,B项错误;Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误;该溶液中也可以同时含有Mg2+、Al3+等,D项错误。
答案 A
6.(2023·厦门一中月考)在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入铁粉与铜粉的混合物,下列说法错误的是( )
A.若金属无剩余,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+、Cu2+,可能存在的有Fe3+
B.若剩余固体中有铁和铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+,一定不存在Cu2+、Fe3+
C.若剩余固体中只有铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+,可能存在的有Cu2+、Fe3+
D.实验中,不会出现剩余固体中只有铁的情况
解析 若金属无剩余,说明铁或铜与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+、Cu2+,若FeCl3过量,可能存在的有Fe3+,A正确;若滤出固体中含有铁和铜,说明CuCl2完全与铁反应生成铜单质和FeCl2,而Fe剩余说明FeCl3一定不存在,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+,B正确;若滤出固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,不含Fe3+,可能含Cu2+,C错误;溶液中一定存在Cu2+,Fe能与Cu2+反应,则铁粉一定不剩余,D正确。
答案 C
7.(2023·福州模拟)某实验小组设计如下实验探究Fe2的制备,下列有关分析不合理的是( )
实验
操作
现象
Ⅰ
将一块FeSO4晶体浸入30 mL蒸馏水中
一分钟后,晶块表面仍为浅绿色,溶液呈更浅的绿色
Ⅱ
将另一块FeSO4晶体浸入30 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中
一分钟后,晶块表面变白;捞出晶块露置空气中,表面逐渐变为红褐色
Ⅲ
将10 mL 1.5 mol·L-1 FeSO4溶液与20 mL 1.5 mol·L-1 NaOH溶液混合
立即出现大量灰绿色浑浊,一分钟后,液面附近出现红褐色浑浊
A.实验Ⅰ起对照作用,排除FeSO4晶体自身在水中的颜色变化
B.实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色,与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关
C.捞出晶块后发生了反应:4Fe2+O2+2H2O===4Fe3
D.实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
解析 实验Ⅰ中,晶块表面为浅绿色,起对照作用,目的是排除实验Ⅱ中晶块表面变白,不是因为FeSO4晶体自身在水中的颜色变化引起的,A合理;Fe(OH)2具有较强的还原性,易被溶液中溶解的氧气氧化,因此实验Ⅱ晶块表面之所以能长时间保持白色,与Fe(OH)2难溶、未分散于水有关,B合理;Fe(OH)2具有较强的还原性,易被氧气氧化,捞出晶块后发生的反应为4Fe2+O2+2H2O===4Fe3,C合理;根据控制单一变量的原则,实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为FeSO4晶体,而实验Ⅲ为FeSO4溶液),单从实验结果,无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论,D不合理。
答案 D
8.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
解析 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,溶液中KSCN中的硫氰根离子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,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。
答案 B
9.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程示意图如下:
下列叙述错误的是( )
A.为提高步骤①的反应速率,可采取搅拌、升温等措施
B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+
C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无须除去
D.步骤⑤中,“分离”包含的操作有过滤、洗涤
解析 搅拌、适当升高温度可提高铁泥与盐酸的反应速率,A正确;滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原Fe3+,即主要的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,B正确;步骤④中,浊液C中的氢氧化亚铁被过氧化氢氧化成浊液D,为了提高Fe3O4的产率需要控制浊液D与滤液B的Fe2+的比例,为防止滤液B中Fe2+在步骤⑤中被H2O2氧化,步骤④中反应完成后需再加热一段时间除去剩余的H2O2,C错误;步骤⑤为浊液D与滤液B加热搅拌发生反应制得Fe3O4,使Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥等操作,D正确。
答案 C
10.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下:
Ⅰ.检查装置气密性后,关闭K2、K5,打开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进入装置B中,排尽B中空气。
Ⅱ.待B中空气排尽后,关闭K3,打开K2,将A中溶液压入B中并观察现象。
Ⅲ.关闭K1、K2,打开K5,使C中气体通入B中并观察现象。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________,B中长玻璃管的作用是_____________________________ ___________________________________________。
(2)装置A中金属离子的检验方法是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ装置B中的现象是__________________________________________________
________________________________________________________________________,
其发生反应的化学方程式为_________________________________________________。
解析 氢氧化亚铁容易被氧气氧化,因此打开K1、K3、K4,关闭K2和K5,装置A中产生H2,排出装置B中的空气,因此长导管作用之一是辅助排出装置B中的空气,作用之二是平衡压强,防止装置中压强过大,发生危险。
答案 (1)恒压滴液漏斗 平衡气压,辅助排出装置B中的空气
(2)取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液,无红色出现,再滴加H2O2,溶液变为红色,则证明存在Fe2+
(3)白色沉淀逐渐变为灰绿色,最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
11.某兴趣小组同学为探究黑木耳中含铁量,进行如下实验。
已知:ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100 g黑木耳含铁量高达185 mg。
ⅱ.紫色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性,其还原产物是无色的Mn2+。
Ⅰ.为确定黑木耳中含有铁元素,甲同学设计实验方案如下。
(1)步骤②得到滤液A的操作是________________________________________________。
(2)步骤④检验Fe3+所用试剂是________溶液。
(3)下列有关上述实验得出的结论是________(填字母)。
a.黑木耳中一定含Fe2+和Fe3+
b.滤液A中一定含Fe2+和Fe3+
c.白色沉淀中一定含Fe(OH)2
Ⅱ.为测定黑木耳中铁元素的含量,乙同学设计实验方案如下。
(4)可选做试剂B的物质是________(填字母)。
a.Na b.Zn c.Fe d.Cu
(5)步骤⑦中观察到的实验现象是______________________________________________
________________________________________________________________________,
反应的离子方程式是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)若乙同学实验操作规范,但测得含铁量远大于实际的含量,其可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 (3)根据步骤③中产生蓝色沉淀可知滤液A中含有亚铁离子,则白色沉淀中含有Fe(OH)2;根据步骤④可知滤液A中含有铁离子,由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子,所以黑木耳中不一定含有铁离子,所以a错误,b、c正确。
(4)滤液A中含有铁离子,需要利用还原剂将其转化为亚铁离子,且不能再引入铁元素,也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生成NaOH,NaOH与铁离子反应生成沉淀,得不到亚铁离子,a错误;金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应,b错误;金属铁和铁离子反应生成亚铁离子,引入了铁元素,c错误;金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子,且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应,d正确。
答案 Ⅰ.(1)过滤 (2)KSCN (3)bc
Ⅱ.(4)d (5)酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
(6)黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C)
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