内容正文:
一、选择题
1.某地有“天明得晚黑得早,洗脸快不如脸脏得快”一说,这是因为该地从早到晚一直处于红棕色的烟中,附近居民深受其害。试推测该地空气污染物中可能含有( )
A.煤炭粉尘 B.Al2O3粉尘
C.Fe3O4粉尘 D.Fe2O3粉尘
解析:D [根据烟为红棕色,可以推断空气污染物中可能含有Fe2O3粉尘。]
2.为了防止FeSO4被氧化而变质,实验室在配制FeSO4溶液时,常在溶液中加入少量的( )
A.铜粉 B.铁粉
C.锌粉 D.Fe2(SO4)3
解析:B [FeSO4中Fe元素为+2价,Fe2+具有还原性,极易被氧化为Fe3+,加入铁粉后,能将Fe3+还原为Fe2+,且不引入新的杂质。]
3.下列试剂不能使Fe2+转化为Fe3+的是( )
①氯水 ②NaCl溶液 ③酸性KMnO4溶液
④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A.①②③ B.①③④
C.③④⑥ D.②⑤⑥
解析:D [要使Fe2+转化为Fe3+,必须加入强氧化性物质,②NaCl溶液、⑤盐酸、⑥NaNO3溶液均没有强氧化性。]
4.下列离子方程式中,正确的是( )
A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应:
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
C.氯化铁溶液与铁反应:Fe3++Fe===2Fe2+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
解析:D [由于盐酸中H+的氧化性弱,故铁与盐酸反应时只能被氧化为Fe2+,A项错误;B项是化学方程式,不是离子方程式,FeCl2中Cl-实际不参加反应,应删去;C项中电荷不守恒,错误。]
5.下列关于Fe(OH)2的制备能够成功的是( )
A.向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液
B.向FeSO4溶液中逐滴加入氨水
C.先将装有NaOH溶液的长滴管插入上面加入 一层植物油的FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀
D.取适量新配制的FeSO4溶液于试管中,再加入一层植物油(密度小于水,且不溶于水),然后向试管内逐滴加入NaOH溶液
解析:C [Fe(OH)2可用含Fe2+的盐溶液与碱反应制得,但由于Fe(OH)2具有还原性,容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,所以制备时要特别注意隔绝Fe(OH)2与空气的接触。]
6.下列铁的化合物均可以通过置换反应和复分解反应得到的是( )
A.FeCl2 B.Fe3O4
C.Fe(OH)3 D.Fe2(SO4)3
解析:A [Fe3O4不能通过复分解反应得到;Fe(OH)3不能通过置换反应得到;Fe2(SO4)3不能通过置换反应得到。]
7.下列有关含铁物质的叙述正确的是( )
A.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液生成红褐色沉淀
B.Fe3+与KSCN溶液反应产生红色沉淀
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤
D.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加入过量铁粉
解析:C [向FeCl2溶液中加入NaOH溶液先生成白色沉淀,然后沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,A项错误;Fe3+与SCN-反应形成的是红色溶液而不是红色沉淀,B项错误;2FeCl3+Fe===3FeCl2,过滤可除去过量的铁粉,C项正确,D项错误。]
8.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
解析:C [滴入KSCN溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+,但不能说明溶液中不含有Fe2+,A项错误;B项操作不能说明原溶液中含有Fe2+,A项错误;B项操作不能说明原溶液中含有Fe2+,因为如果原溶液中含有Fe3+,也会出现相同的现象;加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀Fe(OH)3,说明溶液中含有Fe3+,C项正确;D项操作说明原溶液中肯定含有Fe2+,但可能含有Mg2+,因为生成的白色沉淀Mg(OH)2会被红褐色掩盖,不正确。]
9.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
解析:B [因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中,③中液面上加苯阻止了空气进入;②由于能接触到空气中的O2,故不能较长时间观察到白色沉淀。]
10.(多选)已知如下三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁作还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+
解析:AD [实验①中铁作还原剂,则氧化性:Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中发生的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,该反应不是置换反应,分析可知氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+。]
二、填空题
11.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,容器中存在的金属离子和金属单质的种类。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有的离子是 ________ ,铜单质 ________ (填“一定”或“可能”)存在。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中还可能有的离子为 ________ ,铜单质 ________ (填“一定”或“可能”)存在。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有的单质是 ________ ,Fe2+ ________ (填“一定”或“可能”)存在。
解析:本题涉及的反应有:
①Fe+2FeCl3===3FeCl2
②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2
③Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述①②反应。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中不可能有Fe,一定含Fe2+,可能有Fe3+。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余,则容器中一定没有Fe、Cu,一定有Fe2+。
答案:(1)Fe3+、Cu2+ 一定 (2)Fe3+ 可能 (3)Fe、Cu 一定
12.某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如图所示的综合实验,根据实验流程回答相关问题:
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)物质②为________________________________________________________________________。
(3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液,该过程的现象为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表示)________________________________________________________________________。
(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至红褐色,制得分散系③为 ______ ,它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)Fe2O3为碱性氧化物,能够与盐酸反应生成FeCl3和H2O。(2)FeCl3溶液能够与碱反应生成Fe(OH)3,物质②可以是NaOH、NH3·H2O等。(3)Fe3+具有较强的氧化性,能够氧化Fe:Fe+2FeCl3===3FeCl2。(4)FeCl2与NaOH反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2是白色絮状沉淀,能迅速被氧气氧化,会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。(5)将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,加热至呈红褐色,得到的是Fe(OH)3胶体。
答案:(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)
(3)Fe+2FeCl3===3FeCl2
(4)生成的白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(5)Fe(OH)3胶体 分散质粒子直径大小不同
13.高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平):Fe(NO3)3+NaOH+Cl2―→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O
(1)高铁酸钠中,铁元素的化合价是 ________ ;上述制取高铁酸钠的反应中,铁元素被 ______ (填“还原”或“氧化”)。
(2)高铁酸钠(Na2FeO4)在水处理过程中使铁元素转化为Fe(OH)3胶体,吸附水中悬浮物,Fe(OH)3胶体微粒直径的范围是 ________ nm,高铁酸钠的电离方程式是 ________ 。
(3)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,加入几滴FeCl3溶液,继续煮沸至出现 ________ 色,即可制得Fe(OH)3胶体。
(4)在少量(3)制得的Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸溶液,现象是________________________________________________________________________。
解析:(1)Na2FeO4中Na元素化合价为+1价,O元素化合价为-2价,根据化合物化合价为0可知,Fe元素化合价为+6价;反应过程中Fe元素化合价由+3价升高至+6价,Fe元素被氧化;
(2)Fe(OH)3胶体为胶体分散系,微粒之间为1~100 nm;Na2FeO4为盐,其在熔融状态下发生完全电离,电离方程式为Na2FeO4===2Na++FeO;
(3)Fe(OH)3胶体为红褐色,制备Fe(OH)3胶体操作为:在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,加入几滴FeCl3溶液,继续煮沸至出现红褐色,即可制得Fe(OH)3胶体;
(4)稀硫酸溶液为电解质溶液,因此向Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸溶液,胶粒先发生聚沉而沉淀,后续Fe(OH)3沉淀溶于酸,因此现象为产生红褐色沉淀,然后溶解。
答案:(1)+6 氧化 (2)1~100 Na2FeO4===2Na++FeO (3)红褐 (4)产生红褐色沉淀,然后溶解
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