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[对应知能达标训练P355]
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·江苏涟水月考)下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.FeCO3受热易分解,可用作补血剂
B.K2FeO4具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
C.常温下,铁遇浓硝酸发生钝化,可用铁制容器贮运浓硝酸
D.FeSO4·7H2O具有还原性,可用作食品包装中的抗氧化剂
解析 Fe2+是血红蛋白的成分,故FeCO3可用作补血剂,与其热稳定性无关,故选A。
答案 A
2.(2024·广东茂名模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是( )
A.可用于制净水剂
B.溶于水形成无色溶液
C.在干燥空气中稳定存在
D.在空气中加热转化为Fe3O4
解析 FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体,可用于制净水剂,故A正确;溶于水形成FeSO4 溶液,Fe2+呈浅绿色,故B错误;FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性,易被氧气氧化,因此不能在干燥空气中稳定存在,故C错误;FeSO4·7H2O中Fe为+2价,在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3,故D错误。
答案 A
3.(2024·天津和平月考)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
B.在给定条件下,FeFeCl2Fe(OH)2所表示的物质间转化能实现
C.氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应
D.Fe3+极易水解,少量FeCl3与足量Na2S溶液混合会因水解剧烈生成Fe(OH)3沉淀
解析 铁和氯气反应生成FeCl3,不能生成FeCl2,B错误;Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为:2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+6H2O,发生了氧化还原反应,C错误;Fe3+具有较强氧化性,少量FeCl3与足量Na2S溶液反应生成FeS沉淀、硫单质,不会因水解反应生成Fe(OH)3沉淀,D错误;故选A。
答案 A
4.(2024·广东江门三模)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示,由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是( )
A.若M不溶于水,M一定为FeO
B.若R为单质,则常温下浓硫酸可使R钝化
C.若Q为金属阳离子,则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
D.Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO
解析 M中含有+2价铁,且所含电荷数为0,可能是FeO或Fe(OH)2,A错误;R为Fe单质,常温下浓硫酸可以使Fe钝化,B正确;若Q为金属阳离子,化合价为+2价,则为Fe2+,与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀,可用K3[Fe(CN)6]溶液检验,C正确;据图可知FeO在碱性环境中稳定存在,所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO,D正确。
答案 A
5.为检验FeCl2溶液是否变质,设计并完成如下实验。其中能说明FeCl2溶液变质的是( )
选项
实验操作及现象
实验装置
A
滴入AgNO3溶液,产生白色沉淀
B
滴入KSCN溶液,溶液变为红色
C
先滴入氯水,再滴入KSCN溶液,溶液变为红色
D
滴入NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
解析 A.溶液中含有氯离子,能与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀,不能说明Fe2+被氧化生成Fe3+;C.向FeCl2溶液中先滴入氯水,再滴入KSCN溶液,溶液会变为红色不能说明Fe2+被氧化生成Fe3+;D.向FeCl2溶液中滴入NaOH溶液,生成白色絮状沉淀不能说明Fe2+被氧化生成Fe3+。
答案 B
6.(2024·厦门模拟)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验,解释或结论错误的是( )
选项
实验
现象
解释或结论
A
加入FeCl3固体
溶液变成红褐色
FeCl3的水解程度变大
B
加入等体积水
溶液颜色变浅
c(Fe3+)变小
C
加入足量Fe粉
溶液颜色变浅绿色
2Fe3++Fe===3Fe2+
D
将FeCl3溶液微热
溶液变成红褐色
水解反应ΔH>0
解析 FeCl3溶液中存在Fe3+的水解平衡,水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。A项,加入FeCl3固体,平衡右移,c(Fe3+)增大,但水解程度减小,错误;B项,加入等体积的水,平衡右移,c(Fe3+)减小,溶液颜色变浅,正确;C项,加入Fe粉,发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe2+呈浅绿色,正确;D项,加热,促进水解,说明水解是吸热反应,正确。
答案 A
7.(2025·浙江宁波二模)《开宝本草》记载“取钢煅作叶,如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣”。铁华粉[主要成分为(CH3COO)2Fe·H2O]可用如下方法检测。下列相关说法错误的是( )
A.气体X为SO2
B.铁华粉中含有铁单质
C.由上述实验可知,OH-结合Fe3+的能力强于CN-
D.制备铁华粉的主要反应为Fe+2CH3COOH===(CH3COO)2Fe+H2↑
解析 铁华粉中加入稀硫酸并加热,产生的刺激性气味的气体X为醋酸蒸气,A错误;加入盐酸,有氢气产生,说明铁华粉中含有铁单质,B正确;由上述实验可知,OH-能与蓝色沉淀反应,生成棕色沉淀,说明有Fe(OH)3沉淀生成,说明OH-结合Fe3+的能力强于CN-,C正确;由题中信息可知,制备铁华粉的主要反应方程式为Fe+2CH3COOH===(CH3COO)2Fe+H2↑,D正确;故选A。
答案 A
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
8.(2025·河南南阳期中)甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,反应④为置换反应,往乙溶液中滴加KSCN溶液,乙溶液变为血红色。它们之间的转化关系如图所示(部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是( )
A.反应①、②可能为化合反应
B.反应④的另一反应物可以为离子化合物的水溶液
C.甲为金属单质,也可能为非金属单质
D.若甲为金属单质,甲、乙、丙中的相同元素化合价不同
解析 往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+;反应④为置换反应,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,其中反应④可能为铁与盐酸的反应,也可能为铁与氯化铜的反应,氯化铜为离子化合物,其中反应①为铁与氯气的化合反应,反应②为铁与氯化铁的化合反应,A、B正确;甲不一定是单质,可能是化合物,如甲为FeI2,乙为FeCl3、丙为FeCl2,其中反应④为FeI2溶液中通入少量氯气置换出碘为置换反应,符合题意,C错误;若甲为金属单质,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,甲、乙、丙中的相同元素Fe的化合价不同,D正确;故选C。
答案 C
9.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,部分转化如图所示。下列说法正确的是( )
A.只用KSCN溶液可以检验FeSO4是否变质
B.制纳米Fe3O4时通入的O2需过量
C.制FeCO3时应将饱和Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中
D.生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应
解析 若FeSO4变质,其中含有Fe3+,遇KSCN溶液会变为红色,可据此检验是否变质,A正确;四氧化三铁中铁元素化合价为+2价、+3价,是部分Fe2+被氧化,应通入适量O2,不宜过量,B错误;制FeCO3时,应将Na2CO3溶液缓慢加入盛有FeSO4溶液的反应容器中,避免生成氢氧化亚铁沉淀,C正确;生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应过程中无元素化合价的变化,因此该反应不是氧化还原反应,D错误。
答案 AC
三、非选择题
10.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)
11.(2024·四川成都三模)某小组同学为探究FeSO4的性质设计了如下实验。
Ⅰ.取2 mL新配制的0.1 mol·L-1 FeSO4溶液,按下图进行实验并观察到如下现象:
(1)ⅱ中溶液呈浅红色,说明FeSO4溶液中存在______(填离子符号)。
(2)ⅲ中溶液红色变深的主要原因是______________________________________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.探究ⅲ中“红色褪去”的原因:
查阅资料:SCN-具有还原性,能被氯气氧化为(SCN)2。
根据查阅资料,甲、乙两位同学提出了如下猜想:
猜想
甲
+3价铁又被还原成+2价铁
乙
(3)乙同学的猜想是______________。为验证甲、乙两位同学的猜想,设计如下实验:将褪色后的溶液分为两等份,一份滴加KSCN溶液,呈红色;另一份加入氯化铁溶液,无明显现象,则______同学猜想是正确的。
Ⅲ.丙和丁同学探究无水FeSO4在450 ℃、不同氛围中的分解产物:
①丙同学在450 ℃、空气氛围中加热15.2 g FeSO4,直至固体质量不变,得到纯净的红棕色固体m g,产生的气体通入品红溶液,无明显变化,通入氯化钡溶液中有白色沉淀生成;
②丁同学在450 ℃、氮气氛围中加热15.2 g FeSO4,直至固体质量不变,得到纯净的红棕色固体也是m g,产生的气体依次通入氯化钡溶液和品红溶液,氯化钡溶液中有白色沉淀,品红溶液褪色。
(4)则m=______ g,FeSO4固体在空气氛围中加热时反应的化学方程式为__________________。
解析 (1)ⅱ中溶液呈浅红色,说明生成硫氰化铁,待测液中存在少量Fe3+;
(2)ⅲ中溶液红色变深的原因是氯气将Fe2+氧化为Fe3+,其反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
(3)乙同学的猜想是SCN-具有还原性,被Cl2氧化,所以溶液红色褪去;若乙同学猜想正确,红色褪去后的溶液中没有KSCN,滴加KSCN溶液,溶液又呈红色,另一份加入氯化铁溶液,无明显现象,故乙同学猜想正确。
(4)根据丙同学实验现象说明加热过程中生成红棕色固体为Fe2O3,气体未产生SO2,而是生成了SO3,根据氧化还原反应价态变化规律,空气中氧气参加了反应,方程式为4FeSO4+O22Fe2O3+4SO3;根据丁同学实验现象说明得到纯净的红棕色固体为Fe2O3,产生的气体为SO3和SO2,由铁元素守恒得Fe2O3的质量为0.05×160=8.0 g。
答案 (1)Fe3+ (2)Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl- (3) SCN-具有还原性,被Cl2氧化 乙
(4) 8.0 4FeSO4+O22Fe2O3+4SO3
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