【暑假基础练】第10讲 实验活动2 铁及其化合物的性质 2025-2026学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第10讲 实验活动2 铁及其化合物性质 铁的氧化物 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。铁的氧化物的性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++3H2O 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作色素；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是氧化铁，而不是四氧化三铁。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成+3价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为1∶2。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为1∶2。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 2.铁的氢氧化物 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 （1）铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 铁合金 1.铁碳合金 种类 含碳量 性能 用途 生铁 2%~4.3% 硬度大、抗压，性脆，可以铸造成型 制造机座、管道等 钢 0.03%~2% 有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 2.钢的分类 钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可以分为碳素钢和合金钢。 （1）碳素钢：碳素钢又叫碳钢、普碳钢，含有少量的碳、硅、猛、硫、磷。根据含碳量不同，碳素钢可以分为： 分类 含碳量 主要特性 主要用途 低碳钢 低于0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 制钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%~0.6% 强度高，韧性和加工性好 制钢轨、车轮和建材等 高碳钢 高于0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧和刀具等 （2）合金钢：合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或者几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。 分类 主要合金元素 主要特性 主要用途 锰钢 Mn 韧性好，硬度高 制钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲 不锈钢 Cr、Ni 抗腐蚀能力强 制医疗器材、容器、反应釜、厨房用具 硅钢 Si 导磁性好 制变压器、发电机和电动机中的铁芯 钨钢 W 耐高温，硬度大 制刀具 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 1．（ ）化学与生活、生产密切相关，下列说法不正确的是 A．C60与石墨互为同素异形体 B．丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法 C．将某溶液进行焰色反应，发现火焰呈黄色，证明该溶液中有Na+无K+ D．往FeCl3溶液滴入几滴KSCN溶液，溶液变血红色 2．（ ）某同学欲利用下列装置进行相关实验，其中方案设计合理的是 A．钠燃烧 B．制备氢氧化铁胶体 C．探究碳酸氢钠溶解时的热效应 D．观察鸡蛋清溶液是否具有丁达尔效应 A．A B．B C．C D．D 3．（ ）基于物质类别和元素价态，既可以预测物质的性质，又可以设计物质间的转化路径。根据铁元素的价类二维图判断，下列说法不正确的是 A．b的化学式可以为 B．与盐酸反应可以实现的转化 C．向a溶液中滴加溶液，可以生成红褐色沉淀c D．d的悬浊液放置在空气中可以转化为c 4．（ ）下列物质间的转化在指定条件下能一次完成的是 A． B． C． D． 5．（ ）将Cu片放入0.1mol/L溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中，则此时溶液中与的物质的量之比为 A．3∶2 B．3∶5 C．4∶3 D．3∶4 6．（ ）下列反应的化学方程式不正确的是 A．常温时钠与纯氧反应： B．在空气中加热： C．在硫酸反应： D．铁粉与反应： 7．（ ）下列实验装置能够达到实验目的是 A．钠的燃烧 B．制取氢氧化亚铁 C．配制一定浓度的溶液 D．实验室制取 A．A B．B C．C D．D 8．（ ）下列化学反应中，不属于四种基本反应类型但属于氧化还原反应的是 A． B． C． D． 9．（ ）下图中能较长时间看到白色沉淀的是(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．（ ）性质决定用途。下列物质与性质、用途相匹配的是 选项 A B C D 物质 NaClO FeO Fe 性质 易溶于水 淡黄色固体 红棕色 导热性好 用途 作游泳池的消毒剂 作潜水艇供氧剂 作红色颜料 铁锅炒菜 A．A B．B C．C D．D 11．（ ）人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述正确的是 A．亚铁盐溶液呈棕黄色 B．铁在氯气中燃烧生成氯化亚铁 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．可用KSCN溶液检验亚铁离子是否被氧化 12．（ ）下列各组离子在澄清透明溶液中能大量共存的是 A． B． C． D． 13．（ ）根据下列实验操作和实验现象得出的结论正确的是 选项 实验操作 实验现象 实验结论 A 向存放了一定时间的溶液中滴加KSCN溶液 溶液变为红色 已全部被氧化为 B 向含有的溶液中通气体 产生白色沉淀 X可能为氨气 C 将含有少量乙烯的甲烷气体通入酸性溶液 酸性溶液褪色 可以通过该操作除去甲烷中的杂质气体乙烯，得到纯净的甲烷气体 D 将红热木炭伸入浓硝酸中 试管口出现红棕色气体 浓硝酸被木炭还原为 A．A B．B C．C D．D 14．（ ）元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，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．很不稳定，容易被空气中的氧气氧化为 C．转化④无法一步实现 D．向某溶液中滴加氯水，再加KSCN溶液，溶液显红色，则该溶液中一定含有 15．（ ）实验小组利用实验室里的一瓶溶液，进行以下实验。 实验序号 实验装置 试剂X 实验现象 实验结论 ① 溶液 产生白色沉淀 能与某些盐反应 ② 溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 能与碱反应 ③ 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 具有氧化性 ④ 溶液氯水 滴加溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 溶液中含，不含 下列说法正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用Na替换锌粒，可得到相同的现象和结论 D．④中调换试剂的加入顺序，也能得出相同结论 16．（ ）工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含、、、、等元素)制备，工艺流程如图： 下来说法正确的是 A．已知“滤渣1”中含有S，则“溶浸”中涉及生成S的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2 B．沉锰的离子反应为： C．为提高生产效率，“调pH”工序应该在较高温度下进行 D．“氧化”中添加适量的的作用是将氧化为以保证铁元素全部进入“滤渣2” 17．（ ）硫化氢()是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的，是将废气与空气混合通入、、的混合液中(CuS难溶于水)，其转化的流程如图所示。下列说法不正确的是 A．该转化过程可以回收硫，反应中氢离子数一直未变 B．过程Ⅱ中为非氧化还原反应 C．氧化性由强到弱的顺序： D．过程Ⅲ中发生的反应为 18．（ ）某无色溶液只含有下列离子中的若干种：、、、、、、、。向该溶液中加入铁粉，有气体生成，则反应后溶液中能大量存在的离子最多有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 19．（ ）通过实验得出的结论正确的是 A．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在 B．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样中不存在Fe3+ C．在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在 D．用洁净的铂丝蘸取X溶液进行焰色试验，观察到黄色火焰，则X溶液中含有Na+，不含K+ 20．（ ）下列实验基本操作或实验应该注意的事项中，主要是从实验安全角度考虑的是 A．实验剩余的药品不能放回原瓶 B．在实验前进行实验装置气密性检查 C．可燃性气体的验纯 D．胶头滴管不能交叉使用 二、填空题 21．铁及其化合物在生产生活中有极其重要的用途，请回答下列问题： (1)氢氧化铁胶体具有良好的净水效果，胶体中分散质微粒大小为 。制备时，将 逐滴滴加至 中，待液体呈红褐色后，停止加热；离子方程式为 。 (2)鉴别氯化铁溶液和氢氧化铁胶体，除了可通过观察颜色以外，还有的方法是 。 (3)氯化铁溶液用于五金蚀刻时的反应产物是氯化亚铁，再通入氯气，又可将其转化为氯化铁，则通入氯气后反应的离子方程式为 。 (4)氯化铁还可以充当双氧水分解的催化剂，2个H2O2分子发生分解时反应中转移的电子数是 。 (5)Na2FeO4是一种新型的净水消毒剂，可以通过下列反应制得：Fe(NO3)3+NaOH＋Cl2 →Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl＋H2O(未配平)。上述反应中氧化产物为 。 22．硝酸生产中的尾气和废水均须处理达标后再排放。 (1)能催化还原氮氧化物，但若尾气中含有，则会造成催化剂的催化性能下降。加入可抑制对催化剂的影响，其作用机理如题图－1所示（含化合物的比例和系数均未标定）。 ①从整个反应机理来看，总反应方程式为 ，其中起还原作用的物质是 （填化学式），每处理转移电子的物质的量为 。 ②中的值为 。 (2)纳米铁能吸附废水中的，迅速将其还原，可能的反应机理如题图－2所示。为有效降低水体中氮元素的含量，调节水体为4.2。 ①被纳米铁还原为的离子方程式为 。 ②当时，纳米处理的效果显著下降的原因为 。 ③保持其他条件相同，在不同条件下对废水进行脱硝处理，测得废水中硝态氮和总氮的去除率随变化如题图－3所示。总氮去除率随减小几乎不变的原因为 。 23．I．现有下列10种物质：①Cu②液氯③Fe2O3固体④SO2⑤盐酸⑥NaOH溶液⑦熔融的NaCl⑧NaHSO4固体⑨Na2CO3固体⑩次磷酸(H3PO2，一元酸)溶液。回答下列问题： (1)上述物质中属于能导电的电解质的是 (填序号)。 (2)⑧在水中的电离方程式为 。 (3)从物质的类别来看，⑨属于盐类，可以与酸、碱、 等类别的物质反应，⑨与足量⑤反应的离子方程式为 。 (4)以③⑤⑥为原料设计制备Fe(OH)3的路线 (用“→”表示物质间的转化，示例：)。 (5)⑩与足量⑥反应的化学方程式为 。 Ⅱ．明代《徐光启手迹》记载了以绿矾(FeSO4·7H2O)和硝石(KNO3)为原料制备硝酸的方法，其主要流程如图： 已知：铁的氧化物主要有FeO、Fe2O3和Fe3O4。 (6)X为铁的氧化物，X的化学式可能为 ，判断依据为 。 24．现有下列四种物质：①Fe3O4　　②Al2O3　　③Na2O2　　④KSCN溶液，按要求填空(填序号)： (1)具有磁性的固体是 (填序号)； (2)属于两性氧化物的是 (填序号)； (3)向FeCl3溶液中滴入 (填序号)，溶液变红色； (4)淡黄色的固体是 (填序号)，将16g CO和H2的混合气体在足量氧气中引燃后所得的生成物与足量该固体反应，则固体增加的质量为 g。 25．铁是人类较早使用的金属之一，回答下列问题。 (1)下列所含铁元素只有还原性的物质是 (填字母)。 A．Fe        B．FeCl3        C．FeSO4 (2)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，药品美蓝是其有效的解毒剂，下列说法中正确的是 (填字母)。 A．药品美蓝发生还原反应        B．药品美蓝是还原剂        C．药品美蓝被还原 (3)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔(转化为Cu2+)来制造印刷电路板。写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式 ，若向FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定量铁粉，最终有固体剩余，则下列有关说法中正确的是 (填字母)。 A．固体中一定有铜        B．固体中一定有铁     C．溶液中一定有Fe2+        D．溶液中一定有Cu2+ (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。工业上湿法制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、、Cl-、H2O。写出并配平该反应的离子方程式 ；若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为 mol。 (5)某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原Fe粉，使用一段时间后会部分变质为Fe2O3。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡，浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。溶液中的反应有：、、 (写离子方程式)。 1．化学与生活、生产密切相关，下列说法不正确的是 A．C60与石墨互为同素异形体 B．丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法 C．将某溶液进行焰色反应，发现火焰呈黄色，证明该溶液中有Na+无K+ D．往FeCl3溶液滴入几滴KSCN溶液，溶液变血红色 【答案】C 【详解】A．C60和石墨均为碳元素组成的同素异形体，结构不同但化学性质相似，A正确； B．丁达尔效应是胶体特有的现象，可用于区分胶体和溶液，属于物理方法，B正确； C．焰色反应显黄色说明含Na+，但未通过蓝色钴玻璃观察，无法排除K+的存在，C错误； D．Fe3+与KSCN反应生成血红色络合物，现象描述正确，D正确； 故选C。 2．某同学欲利用下列装置进行相关实验，其中方案设计合理的是 A．钠燃烧 B．制备氢氧化铁胶体 C．探究碳酸氢钠溶解时的热效应 D．观察鸡蛋清溶液是否具有丁达尔效应 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．钠燃烧不能在烧杯中进行，故A错误； B．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应会生成沉淀，故B错误； C．根据红墨水的移动情况即可判断热效应，故C正确； D．应从垂直光线方向观察，故D错误； 故选C。 3．基于物质类别和元素价态，既可以预测物质的性质，又可以设计物质间的转化路径。根据铁元素的价类二维图判断，下列说法不正确的是 A．b的化学式可以为 B．与盐酸反应可以实现的转化 C．向a溶液中滴加溶液，可以生成红褐色沉淀c D．d的悬浊液放置在空气中可以转化为c 【答案】B 【详解】A．由图可知，+2价的盐，可以是，故A正确； B．与盐酸反应生成二价铁，不可以到三价铁，故B错误； C．三价铁和氢氧根反应生成红褐色的沉淀c（氢氧化铁），故C正确； D．d（氢氧化亚铁）的悬浊液放置在空气中，可以被氧气氧化，生成c（氢氧化铁），故D正确； 答案选B。 4．下列物质间的转化在指定条件下能一次完成的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．，A错误； B．，能一次完成，B正确； C．难溶于水，不与水反应，C错误； D．，D错误； 故选B。 5．将Cu片放入0.1mol/L溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中，则此时溶液中与的物质的量之比为 A．3∶2 B．3∶5 C．4∶3 D．3∶4 【答案】D 【详解】设消耗铜的物质的量是xmol，则根据方程式Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋可知，生成亚铁离子是2xmol，铜离子是xmol。由于溶液中c(Fe3+)：c(Fe2+)=2：3，则n(Fe3+)=，所以溶液中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为x：＝3：4。 答案选D。 6．下列反应的化学方程式不正确的是 A．常温时钠与纯氧反应： B．在空气中加热： C．在硫酸反应： D．铁粉与反应： 【答案】A 【详解】A．常温时，金属钠与氧气反应只生成氧化钠；加热或点燃时，钠与氧气反应生成过氧化钠，A错误； B．在空气中加热会被氧化为，方程式为：，B正确； C．与硫酸反应时，发生非氧化还原反应，生成相应化合价的硫酸盐，方程式为：，C正确； D．铁粉与反应时，氯气能将Fe氧化为+3价，方程式为：，D正确； 故答案为：A。 7．下列实验装置能够达到实验目的是 A．钠的燃烧 B．制取氢氧化亚铁 C．配制一定浓度的溶液 D．实验室制取 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．坩埚用于灼烧固体药品，所以应该在坩埚中进行钠的燃烧实验，故A不符合题意； B．氢氧化亚铁易被氧化，实验室制氢氧化亚铁时用煤油进行油封，并把胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠，故B不符合题意； C．配制一定浓度的溶液，定容操作是眼睛平视刻度线，用胶头滴管逐滴加水至刻度线，故C符合题意； D．实验室用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气，该图缺少加热装置，故D不符合题意； 故选C。 8．下列化学反应中，不属于四种基本反应类型但属于氧化还原反应的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．该反应不属于四种基本反应类型，铜元素和铁元素的化合价变化，为氧化还原反应，故A符合题意； B．该反应为复分解反应，没有元素的化合价变化，为非氧化还原反应，故B不符合题意； C．该反应为分解反应，没有元素的化合价变化，为非氧化还原反应，故C不符合题意； D．该反应为化合反应，Fe、O元素的化合价变化，为氧化还原反应，故D不符合题意； 故选A。 9．下图中能较长时间看到白色沉淀的是(已知苯为难溶于水、密度比水小的液体) A．①④ B．②④ C．①②④ D．①②③④ 【答案】C 【详解】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，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①②④符合题意； 故选：C。 10．性质决定用途。下列物质与性质、用途相匹配的是 选项 A B C D 物质 NaClO FeO Fe 性质 易溶于水 淡黄色固体 红棕色 导热性好 用途 作游泳池的消毒剂 作潜水艇供氧剂 作红色颜料 铁锅炒菜 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．NaClO作游泳池消毒剂是利用其强氧化性，与其易溶于水的性质无关，A项不符合题意； B．作潜水艇供氧剂是因为它能与反应生成，B项不符合题意； C．FeO的颜色是黑色，Fe2O3才是红棕色，C项不符合题意； D．金属Fe具有良好的导热性，因此生活中常用铁锅炒菜，D项符合题意； 故选D。 11．人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述正确的是 A．亚铁盐溶液呈棕黄色 B．铁在氯气中燃烧生成氯化亚铁 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．可用KSCN溶液检验亚铁离子是否被氧化 【答案】D 【详解】A．亚铁盐溶液通常呈淡绿色，铁离子的水溶液通常呈棕黄色，选项A错误； B．铁在氯气中燃烧生成的是氯化铁(FeCl3)，而不是氯化亚铁(FeCl2)，选项B错误； C．地壳中含量最多的金属元素是铝(Al)，而不是铁(Fe)，选项C错误； D．KSCN(硫氰酸钾)溶液可以用来检验亚铁离子是否被氧化。当亚铁离子(Fe2+)被氧化成铁离子(Fe3+)时，加入KSCN溶液会形成红色的硫氰酸铁络合物，选项D正确； 故答案选D。 12．下列各组离子在澄清透明溶液中能大量共存的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．OH-与NH反应生成NH3·H2O（弱电解质），不能大量共存，A错误； B．H+与SO在酸性条件下反应生成SO2气体和水，不能共存，B错误； C．H+、NO与Fe2+在酸性条件下发生氧化还原反应，生成Fe3+和NO等，不能共存，C错误； D．Na+、Fe2+、Cl-、SO之间无沉淀、气体或氧化还原反应，能大量共存，D正确； 故选D。 13．根据下列实验操作和实验现象得出的结论正确的是 选项 实验操作 实验现象 实验结论 A 向存放了一定时间的溶液中滴加KSCN溶液 溶液变为红色 已全部被氧化为 B 向含有的溶液中通气体 产生白色沉淀 X可能为氨气 C 将含有少量乙烯的甲烷气体通入酸性溶液 酸性溶液褪色 可以通过该操作除去甲烷中的杂质气体乙烯，得到纯净的甲烷气体 D 将红热木炭伸入浓硝酸中 试管口出现红棕色气体 浓硝酸被木炭还原为 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．Fe(NO3)2溶液久置后滴加KSCN显红色，说明Fe2+被氧化为Fe3+，但部分氧化即可显红色，无法证明“全部被氧化”，结论错误，A错误； B．SO2与NH3在溶液中反应生成SO，与Ba2+形成BaSO3沉淀（碱性条件下可能生成），X可能为NH3，结论正确，B正确； C．酸性KMnO4氧化乙烯会生成CO2，引入新杂质，无法得到纯净甲烷，结论错误，C错误； D．红棕色气体可能是浓硝酸受热分解产生的NO2，而非浓硝酸直接被还原为NO2，结论错误，D错误； 故选B。 14．元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，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．很不稳定，容易被空气中的氧气氧化为 C．转化④无法一步实现 D．向某溶液中滴加氯水，再加KSCN溶液，溶液显红色，则该溶液中一定含有 【答案】B 【详解】A．铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和，不能实现上述转化①，A错误； B．还原性强、很不稳定，容易被空气中的氧气氧化为，B正确； C．与HCl可以反应得到，转化④可以一步实现，C错误； D．若溶液中含有，也有类似的现象，该溶液中可能含有，正确的检验方法是向某溶液中先滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水则溶液显红色，则溶液中一定含有，D错误。 故选B。 15．实验小组利用实验室里的一瓶溶液，进行以下实验。 实验序号 实验装置 试剂X 实验现象 实验结论 ① 溶液 产生白色沉淀 能与某些盐反应 ② 溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 能与碱反应 ③ 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 具有氧化性 ④ 溶液氯水 滴加溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 溶液中含，不含 下列说法正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用Na替换锌粒，可得到相同的现象和结论 D．④中调换试剂的加入顺序，也能得出相同结论 【答案】A 【详解】A．硫酸亚铁溶液中加入氯化钡溶液，发生复分解反应生成硫酸钡沉淀：，A正确； B．硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，发生反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁会被氧化为氢氧化铁：，B错误； C．钠与硫酸亚铁溶液中的水先发生反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，不发生置换反应，现象不同，C错误； D．调换试剂添加顺序，若先加入氯水再加入溶液，溶液变红，无法确定原溶液中是否存在，D错误； 答案选A。 16．工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含、、、、等元素)制备，工艺流程如图： 下来说法正确的是 A．已知“滤渣1”中含有S，则“溶浸”中涉及生成S的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2 B．沉锰的离子反应为： C．为提高生产效率，“调pH”工序应该在较高温度下进行 D．“氧化”中添加适量的的作用是将氧化为以保证铁元素全部进入“滤渣2” 【答案】D 【分析】MnO2粉与MnS矿(还含Fe、Al、Mg、Ni、Si等元素)在硫酸中酸浸，主要的反应为：MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤渣1含有S和SiO2，滤液含有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Ni2+，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节pH，除去Fe3+、Al3+，滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液中加入Na2S除去Ni2+，“滤渣3”的主要成分是NiS，加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2+，滤渣4为MgF2，滤液主要含有Mn2+，加入碳酸氢铵发生反应：Mn2+ +2=MnCO3↓+CO2↑+H2O，用硫酸溶解碳酸锰得到产品硫酸锰。 【详解】A．根据上述分析可知：“滤渣1”中含有S、SiO2，则“溶浸”中涉及生成S的反应MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O，在该反应中，MnO2为氧化剂，MnS为还原剂，则在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，A错误； B．沉锰时一部分电离产生H+、，Mn2+与反应产生MnCO3沉淀；产生的H+与其它反应产生H2O、CO2，故反应的离子反应为Mn2+ +2=MnCO3↓+CO2↑+H2O，B错误； C．若“调pH”工序在较高温度下进行，氨水会发生分解反应产生NH3逸出，不能提高生产效率，因此反应不能在较高温度下进行，C错误； D．“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将Fe2+氧化Fe3+，然后加入氨水调节pH在4.7~6.2之间，以保证铁元素全部形成Fe(OH)3沉淀而进入“滤渣2”，D正确； 故选D。 17．硫化氢()是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的，是将废气与空气混合通入、、的混合液中(CuS难溶于水)，其转化的流程如图所示。下列说法不正确的是 A．该转化过程可以回收硫，反应中氢离子数一直未变 B．过程Ⅱ中为非氧化还原反应 C．氧化性由强到弱的顺序： D．过程Ⅲ中发生的反应为 【答案】A 【分析】根据流程图可知，废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液，过程I中氧气将Fe2+氧化为Fe3+，反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，过程Ⅱ中Cu2+与H2S反应生成CuS，反应为Cu2++H2S=CuS+2H+，过程Ⅲ中CuS和Fe3+发生氧化还原反应生成S、Fe2+和Cu2+，反应为CuS＋2Fe3+=S＋2Fe2++Cu2+。 【详解】A．由分析可知，过程I导致氢离子数减少，过程Ⅱ导致氢离子数增加，则反应过程中，氢离子数在改变，总反应为：2H2S+O2=S↓+2H2O，总反应中，氢离子数目变少，A错误； B．过程Ⅱ中Cu2+与H2S反应生成CuS，该过程中元素化合价没有变化，B正确； C．根据氧化还原反应过程中氧化剂的氧化性大于氧化产物可知，过程I中氧化性：O2>Fe3+，过程Ⅲ中氧化性：Fe3+>S，因此氧化性由强到弱的顺序：O2>Fe3+>S，C正确； D．根据分析，过程Ⅲ中发生的反应为CuS＋2Fe3+=S＋2Fe2++Cu2+，D正确； 答案选A。 18．某无色溶液只含有下列离子中的若干种：、、、、、、、。向该溶液中加入铁粉，有气体生成，则反应后溶液中能大量存在的离子最多有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】C 【详解】无色溶液中不可能大量存在、，向该溶液中加入铁粉，有气体生成，说明含有大量，则一定不能大量存在，根据溶液电中性原则，一定含有，则一定不含，所以反应后溶液中能大量存在的离子最多有、，共计5种； 故选C项。 19．通过实验得出的结论正确的是 A．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加溶液，出现白色沉淀，则该固体试样中存在 B．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样中不存在Fe3+ C．在某固体试样加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在 D．用洁净的铂丝蘸取X溶液进行焰色试验，观察到黄色火焰，则X溶液中含有Na+，不含K+ 【答案】C 【详解】A．加入硝酸和硝酸钡，可能有亚硫酸根等离子的干扰，故A错误； B．试样中若存在过量的铁，可以在溶液中将Fe3+还原，不能确定原样品是否含Fe3+，故B错误； C．加入氢氧化钠溶液，无加热条件，无法保证铵根离子转化为氨气逸出，不能确定是否含有铵根离子，故C正确； D．观察K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃，由操作和现象可知溶液中一定含Na+，不能确定是否含K+，故D错误； 答案选C。 20．下列实验基本操作或实验应该注意的事项中，主要是从实验安全角度考虑的是 A．实验剩余的药品不能放回原瓶 B．在实验前进行实验装置气密性检查 C．可燃性气体的验纯 D．胶头滴管不能交叉使用 【答案】C 【详解】A．因药品变质会污染试剂瓶中的药品，实验剩余的药品一般不能放回原试剂瓶，不是出于实验安全考虑，A错误； B．气体实验装置在实验前进行气密性检查是防止仪器漏气，不是出于实验安全考虑，B错误； C．因可燃性气体不纯时，点燃易爆炸，是出于实验安全考虑，C正确； D．因滴管交叉使用容易污染药品，不是出于实验安全考虑，D错误。 故答案为：C。 二、填空题 21．铁及其化合物在生产生活中有极其重要的用途，请回答下列问题： (1)氢氧化铁胶体具有良好的净水效果，胶体中分散质微粒大小为 。制备时，将 逐滴滴加至 中，待液体呈红褐色后，停止加热；离子方程式为 。 (2)鉴别氯化铁溶液和氢氧化铁胶体，除了可通过观察颜色以外，还有的方法是 。 (3)氯化铁溶液用于五金蚀刻时的反应产物是氯化亚铁，再通入氯气，又可将其转化为氯化铁，则通入氯气后反应的离子方程式为 。 (4)氯化铁还可以充当双氧水分解的催化剂，2个H2O2分子发生分解时反应中转移的电子数是 。 (5)Na2FeO4是一种新型的净水消毒剂，可以通过下列反应制得：Fe(NO3)3+NaOH＋Cl2 →Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl＋H2O(未配平)。上述反应中氧化产物为 。 【答案】(1) 1-100nm 饱和氯化铁溶液 沸水 Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (2)利用丁达尔效应，用一束光照射胶体和溶液，侧面出现光亮的通道的是胶体 (3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (4)2 (5)Na2FeO4 【详解】（1）胶体中分散质微粒大小为1-100nm；制备Fe(OH)3胶体时，将饱和氯化铁溶液逐滴滴加至沸水中，待液体呈红褐色后，停止加热；离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+； （2）利用丁达尔效应，用可见光束照射胶体和溶液，出现光亮的通道的是胶体； （3）氯气具有强氧化性，能把氯化亚铁氧化为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （4）氯化铁还可以充当双氧水分解的催化剂：，氧元素化合价从- 1价升高到0价，生成1分子氧气转移2个电子，则2个H2O2分子发生分解时反应中转移的电子数是2； （5）根据反应的关系式铁元素化合价从+3价升高到+6价，失去电子被氧化，则上述反应中氧化产物为Na2FeO4。 22．硝酸生产中的尾气和废水均须处理达标后再排放。 (1)能催化还原氮氧化物，但若尾气中含有，则会造成催化剂的催化性能下降。加入可抑制对催化剂的影响，其作用机理如题图－1所示（含化合物的比例和系数均未标定）。 ①从整个反应机理来看，总反应方程式为 ，其中起还原作用的物质是 （填化学式），每处理转移电子的物质的量为 。 ②中的值为 。 (2)纳米铁能吸附废水中的，迅速将其还原，可能的反应机理如题图－2所示。为有效降低水体中氮元素的含量，调节水体为4.2。 ①被纳米铁还原为的离子方程式为 。 ②当时，纳米处理的效果显著下降的原因为 。 ③保持其他条件相同，在不同条件下对废水进行脱硝处理，测得废水中硝态氮和总氮的去除率随变化如题图－3所示。总氮去除率随减小几乎不变的原因为 。 【答案】(1) 4NH3+2NO+2O23N2+6H2O NH3 6mol 3∶2 (2) 2+5Fe+12H+=N2↑+5Fe2++6H2O 碱性条件下， 纳米铁表面生成氢氧化物钝化层， 且H+浓度不足，导 导致还原效率降低 pH较小时，硝态氮主要被还原为铵根离子，依然留在溶液中 【详解】（1）①从整个反应机理来看，整个反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O23N2+6H2O，该反应中NH3失电子做还原剂，该反应中，消耗1个一氧化氮分子转移6个电子，则每处理转移电子的物质的量为6mol，故答案为：4NH3+2NO+2O23N2+6H2O；NH3；6mol； ②由反应①可知，xCeO2+3SO2+O2=Cex(SO4)y，由于硫原子守恒可得y=3，由氧原子守恒可得2x+6+2=4y，解得x=2，硫酸盐中Ce元素的化合价为+3价，由于反应②中元素化合价没有变化，故CemOn中的Ce化合价为+3价，则氧化物的化学式为Ce2O3；即； （2）①由图可知，被纳米铁还原为的离子方程式为2+5Fe+12H+=N2↑+5Fe2++6H2O； ②当时，在纳米铁表面会生成铁的氢氧化物，覆盖在其表面，阻止反应的进行，且碱性条件下不利于硝酸根氧化铁，故答案为：碱性条件下， 纳米铁表面生成氢氧化物钝化层， 且H+浓度不足，导 导致还原效率降低； ③由图可知，pH较小时，硝态氮主要被还原为铵根离子，依然留在溶液中，则随着pH减小，虽然硝态氮的去除率在增大，但是其还原产物铵根依然在溶液中，总氮去除率变化不大，故答案为：pH较小时，硝态氮主要被还原为铵根离子，依然留在溶液中。 23．I．现有下列10种物质：①Cu②液氯③Fe2O3固体④SO2⑤盐酸⑥NaOH溶液⑦熔融的NaCl⑧NaHSO4固体⑨Na2CO3固体⑩次磷酸(H3PO2，一元酸)溶液。回答下列问题： (1)上述物质中属于能导电的电解质的是 (填序号)。 (2)⑧在水中的电离方程式为 。 (3)从物质的类别来看，⑨属于盐类，可以与酸、碱、 等类别的物质反应，⑨与足量⑤反应的离子方程式为 。 (4)以③⑤⑥为原料设计制备Fe(OH)3的路线 (用“→”表示物质间的转化，示例：)。 (5)⑩与足量⑥反应的化学方程式为 。 Ⅱ．明代《徐光启手迹》记载了以绿矾(FeSO4·7H2O)和硝石(KNO3)为原料制备硝酸的方法，其主要流程如图： 已知：铁的氧化物主要有FeO、Fe2O3和Fe3O4。 (6)X为铁的氧化物，X的化学式可能为 ，判断依据为 。 【答案】(1)⑦ (2) (3) 钙盐或钡盐 (4)Fe2O3FeCl3 Fe(OH)3 (5)H3PO2+NaOH=NaH2PO2+H2O (6) Fe2O3或Fe3O4 绿矾分解时生成SO2和SO3，部分S元素被还原，则Fe元素应被氧化 【详解】（1）电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下自身能够导电的化合物，含有自由移动带电粒子的物质能够导电，属于能导电的电解质的是⑦熔融的NaCl。 （2）⑧NaHSO4固体在水中电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子，电离方程式为：。 （3）从物质的类别来看，⑨Na2CO3固体属于盐类，可以与酸、碱、钙盐或钡盐等类别的物质反应，⑨Na2CO3与足量⑤盐酸反应生成NaCl和CO2，离子方程式为：。 （4）Fe2O3固体先和盐酸反应生成FeCl3，FeCl3和NaOH溶液反应生成Fe(OH)3，路线为：Fe2O3FeCl3 Fe(OH)3。 （5）⑩次磷酸(H3PO2，一元酸)溶液与足量NaOH溶液反应生成NaH2PO2和水，化学方程式为：H3PO2+NaOH=NaH2PO2+H2O。 （6）绿矾分解时生成SO2和SO3，部分S元素被还原，则Fe元素应被氧化，所以X为Fe2O3或Fe3O4。 24．现有下列四种物质：①Fe3O4　　②Al2O3　　③Na2O2　　④KSCN溶液，按要求填空(填序号)： (1)具有磁性的固体是 (填序号)； (2)属于两性氧化物的是 (填序号)； (3)向FeCl3溶液中滴入 (填序号)，溶液变红色； (4)淡黄色的固体是 (填序号)，将16g CO和H2的混合气体在足量氧气中引燃后所得的生成物与足量该固体反应，则固体增加的质量为 g。 【答案】(1)① (2)② (3)④ (4) ③ 16 【详解】（1）具有磁性的固体是Fe3O4，故答案为：①； （2）属于两性氧化物的是Al2O3，故答案为：②； （3）向FeCl3溶液中滴入 KSCN溶液变红色，故答案为：④； （4）淡黄色的固体是Na2O2，2CO+O22CO2，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，总反应方程式为Na2O2+CO=Na2CO3，2H2+O2 2H2O，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，总反应方程式为Na2O2+H2=2NaOH，可知固体过氧化钠增重等于CO、H2的总质量，即固体增加的质量为16g,故答案为：③；16。 25．铁是人类较早使用的金属之一，回答下列问题。 (1)下列所含铁元素只有还原性的物质是 (填字母)。 A．Fe        B．FeCl3        C．FeSO4 (2)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，药品美蓝是其有效的解毒剂，下列说法中正确的是 (填字母)。 A．药品美蓝发生还原反应        B．药品美蓝是还原剂        C．药品美蓝被还原 (3)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔(转化为Cu2+)来制造印刷电路板。写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式 ，若向FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定量铁粉，最终有固体剩余，则下列有关说法中正确的是 (填字母)。 A．固体中一定有铜        B．固体中一定有铁     C．溶液中一定有Fe2+        D．溶液中一定有Cu2+ (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。工业上湿法制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、、Cl-、H2O。写出并配平该反应的离子方程式 ；若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为 mol。 (5)某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原Fe粉，使用一段时间后会部分变质为Fe2O3。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡，浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。溶液中的反应有：、、 (写离子方程式)。 【答案】(1)A (2)B (3) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 AC (4) 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+3Cl-+5H2O 0.15 (5)2Fe3++Fe=3Fe2+ 【详解】（1） A．Fe化合价为0价，只能升高，不能降低，则Fe只具有还原性，A符合题意； B．FeCl3中Fe显+3价，化合价能降低，则具有氧化性，B不符合题意； C．FeSO4中Fe显+2价，既能升高又能降低，则既具有氧化性又具有还原性，C不符合题意； 故选A。 （2）NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，药品美蓝是其有效的解毒剂，则美蓝具有还原性，能还原NaNO2。 A．药品美蓝能还原NaNO2，发生氧化反应，A不正确； B．药品美蓝能还原NaNO2，是还原剂，B正确； C．药品美蓝能还原NaNO2，具有还原性，被氧化，C不正确； 故选B。 （3）FeCl3溶液与铜发生反应，生成FeCl2和CuCl2，化学方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若向FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定量铁粉，先将FeCl3还原为FeCl2，再与CuCl2反应生成FeCl2和Cu。 A．由分析可知，固体中一定有铜，A正确； B．若铁过量，则固体中可能有铁，也可能没有铁，B不正确； C．由分析可知，溶液中一定有Fe2+，C正确； D．若铁过量，则溶液中不含有Cu2+，D不正确； 故选AC。 （4）制备高铁酸钾，则Fe(OH)3是反应物中的还原剂，是氧化产物，ClO-是氧化剂，Cl-是还原产物，该反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+3Cl-+5H2O；由离子方程式可建立关系式：Cl-——2e-，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物Cl-的物质的量为0.15mol。 （5）Fe粉部分变质，生成Fe2O3，则内部仍含有Fe，用稀盐酸浸泡，Fe2O3先与HCl反应，生成的Fe3+能氧化Fe生成Fe2+，剩余的Fe与盐酸发生反应，生成FeCl2和H2，则溶液中的反应有：、、2Fe3++Fe=3Fe2+。 【点睛】K2FeO4净水时，既能杀菌消毒，又能除去水中的悬浮颗粒物。 $$