内容正文:
[基础训练]
1.下列关于FeCl2和FeCl3的叙述不正确的是( )
A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现
B.将足量铁粉加入氯水中,最终只能得到FeCl2溶液
C.酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂
D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,最终可得相同物质
解析 向FeCl2溶液中通入氯气,生成FeCl3,向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2,都属于化合反应,A正确;当铁粉过量时,最终得到FeCl2溶液,B正确;Cl-具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液不能鉴别二者,C错误;分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,均可能得到Fe(OH)3,D正确。
答案 C
2.(2025·湖南怀化期中)FeCl3是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )
A.FeCl3可由铁与氯气反应制得
B.FeCl3溶液属于电解质
C.饱和FeCl3溶液可制备氢氧化铁胶体
D.FeCl3溶液可腐蚀覆铜板
解析 氯化铁溶液属于混合物,不属于电解质,故选B。
答案 B
3.(2025·西藏林芝期中)印刷电路板是利用FeCl3溶液腐蚀覆铜板。下列说法错误的是( )
A.该实验可以证明Fe3+具有还原性
B.若要检验腐蚀液中没有Fe3+的存在,可加入KSCN
C.向反应后的溶液中加入铁粉可以回收铜单质
D.该原理的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
解析 Fe3+能溶解Cu,反应为:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,说明Fe3+具有氧化性,A不正确,D正确;若要检验腐蚀液中没有Fe3+的存在,可加入KSCN,B正确;反应后的溶液中含有Cu2+,向反应后的溶液中加入铁粉能置换出铜、可以回收铜单质,C正确;故选A。
答案 A
4.(2025·安徽蚌埠段考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.FeFeCl3Fe(OH)3
B.Fe2O3FeCl3(aq)Fe(OH)2
C.FeFeCl2FeCl3
D.FeFe2O3Fe2(SO4)3
解析 B.FeCl3与NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀,而不是Fe(OH)2沉淀;C.FeCl2与铁单质不反应;D.铁在氧气中燃烧生成的是Fe3O4而不是Fe2O3;故选A。
答案 A
5.把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中,充分反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度之比为3∶1,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.2∶1 D.3∶2
解析 铁粉放入氯化铁溶液中发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,充分反应后,所得溶液中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为3∶1,设Fe2+的物质的量为3 mol,则
Fe+2Fe3+===3Fe2+
2 mol 3 mol
溶液中Fe2+的物质的量为3 mol时,反应消耗的Fe3+的物质的量为2 mol,未反应的Fe3+的物质的量为1 mol,即已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2∶1。
答案 C
6.(2024·北京八中高一期末)在某酸性溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.Na+、Mg2+、SO、HCO
B.Na+、Ba2+、Cl-、SO
C.Cu2+、Ca2+、Cl-、NO
D.Fe3+、K+、NO、SCN-
解析 HCO能与H+反应生成水和CO2气体,HCO在酸性溶液中不能大量共存,A不符合题意;Ba2+与SO会生成BaSO4沉淀,不能大量共存,B不符合题意;Fe3+与SCN-能发生反应生成Fe(SCN)3,因而不能大量共存,D不符合题意;故选C。
答案 C
7.(2024·山西大同期末)下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应;②Fe与过量稀H2SO4反应后,再向其中加入新制氯水;③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中;④铁丝在氧气中燃烧后的产物溶于盐酸中;⑤铁粉与水蒸气反应的产物
A.①②③⑤ B.①②④⑤
C.①③④⑤ D.全部
解析 ①过量的Fe与Cl2反应只能生成FeCl3;②Fe与过量稀H2SO4反应生成FeSO4,再向其中加入新制氯水,Fe2+被氧化为Fe3+;③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中,Fe3+可能被Fe还原为Fe2+;④铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4,产物溶于盐酸中生成Fe3+和Fe2+;⑤铁粉与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气;一定有+3价铁生成的是①②④⑤,故选B。
答案 B
8.Ⅰ.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
Fe2+Fe3+FeO
回答下列有关问题:
Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①④的转化,要求产物纯净,可选用 (填字母)。
a.Cl2 b.Fe
c.Cu d.KMnO4
Ⅱ.硫酸亚铁是一种重要的工业原料,同时可以用于制造补血药物,但具有毒性,故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况,设计了如图所示实验方案:
(1)该同学在实验中加入了过量新制氯水,放置一段时间后,发现红色褪去,现对褪色原因进行探究(已知SCN-有还原性)。
【提出假设】
假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;
假设2: 。
【设计方案】
(2)为了对你所提出的假设2进行验证,实验方案是
。
解析 Ⅰ.氯气有氧化性,能氧化二价铁离子生成三价铁离子,同时有氯离子生成,没有杂质生成,故a正确;铁与铁离子反应生成二价铁离子,不引入其他杂质,故b正确;铜与铁离子反应生成铜离子和亚铁离子,引入了铜离子杂质,故c错误;酸性高锰酸钾氧化亚铁离子时,产物会有钾离子、锰离子引入,不符合产物纯净的要求,故d错误;故选ab。
Ⅱ.(1)发现红色褪去说明Fe(SCN)3的浓度逐渐减小。而Fe(SCN)3的生成与Fe3+、SCN-有关,故可能是溶液中的Fe3+被Cl2氧化为更高的价态,也可能是由于SCN-具有还原性,Cl2是一种强氧化剂,SCN-被过量的新制氯水氧化,导致红色褪去。(2)假设Fe3+没有被氧化,而是SCN-被氧化,则只要向褪色后的溶液中加入过量KSCN溶液,溶液出现红色,说明假设2成立;若溶液不出现红色,说明假设2不成立。
答案 Ⅰ.ab
Ⅱ.(1) SCN-被过量的新制氯水氧化
(2)取少量褪色后的溶液,滴加过量KSCN溶液,若溶液变为红色,则说明假设2成立;若溶液不变红色,则假设2不成立
[能力提升]
9.(2025·新疆段考)已知氧化性:Fe3+>Cu2+,向含有FeCl3和CuCl2的溶液中加入一定量的铁粉,则对加入铁粉后的有关情况分析合理的是( )
A.若有固体存在,则溶液中一定无Fe3+
B.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
C.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
D.若溶液中含有Cu2+,则一定无Cu析出
解析 氧化性:Fe3+>Cu2+,还原性铁大于铜,反应2FeCl3+Fe===3FeCl2必定发生,Fe3+完全反应后发生Cu2++Fe===Fe2++Cu,Cu2+不一定完全消耗,如果铁过量,铜离子会完全反应,剩余固体可能是Fe、Cu。若有固体存在,说明Fe3+反应完后,和铜发生了反应,则溶液中一定无Fe3+,A正确;若无固体剩余,在Fe不足只和部分Fe3+反应的情况下,溶液中可能有Fe3+,不是必定有Fe3+,B错误;Fe不足条件下,可能只和Fe3+反应,不一定有Cu析出,C错误;可能加入的Fe只和部分铜离子反应,此时溶液中含有Cu2+,但有Cu析出,D错误;故选A。
答案 A
10.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,不显红色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
解析 n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+===3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol,故A错误、C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2,故D错误。
答案 C
11.(2025·辽宁朝阳段考)下列“推理或结论”与“实验操作及现象”相符的一组是( )
选项
实验操作及现象
推理或结论
A
将金属钠投入硫酸铜溶液中,有气体放出,但无红色沉淀生成
金属钠的还原性弱于金属铜的
B
将铁粉加入CuSO4溶液中,析出红色固体
氧化性:Fe2+>Cu2+
C
将铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去
铁锈中含有二价铁
D
向FeCl3溶液中加入淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝
氧化性:Fe3+>I2
解析 A.金属钠先与溶液中的水反应,然后是生成的NaOH与硫酸铜反应,则不会置换出金属铜;B.将铁粉加入CuSO4溶液中,析出红色固体,发生置换反应生成Cu,则氧化性:Cu2+>Fe2+;C.浓盐酸中氯离子具有还原性,能使高锰酸钾溶液褪色,因此不能确定含有Fe2+;D.向FeCl3溶液中加入淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝,表明发生反应2Fe3++2I-===2Fe2++I2,则氧化性:Fe3+>I2;故选D。
答案 D
12.乳酸亚铁晶体是一种优良补铁剂,可由乳酸与碳酸亚铁反应制得。实验室制备碳酸亚铁的装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.仪器B为蒸馏烧瓶,此仪器不可直接进行加热
B.稀硫酸和Fe粉反应的目的是生成Fe2+溶液,同时防止Fe2+被氧化
C.仪器C中反应的离子方程式为Fe2++HCO===FeCO3↓+H+
D.向B反应后的溶液中加入足量NaOH溶液,若无白色沉淀,证明Fe2+全部进入了C中
解析 开始时,装置B中铁粉与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生的氢气把装置上部的空气排净,使生成的硫酸亚铁不易被氧化,当溶液反应一段时间后,关闭活塞K2,使装置B中的液体进入装置C中,溶液中的碳酸氢根离子与亚铁离子反应生成碳酸亚铁和二氧化碳、水。仪器B为蒸馏烧瓶,不可直接加热,应垫石棉网后加热,A正确;稀硫酸和Fe粉反应的目的是生成Fe2+溶液,生成的氢气可排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化,B正确;仪器C中反应的离子方程式为Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O,C错误;装置B中的溶液为硫酸亚铁和硫酸,向B反应后的溶液中加入足量NaOH溶液,若无白色沉淀,证明Fe2+全部进入了C中,D正确。
答案 C
13.用废铁屑制备磁性氧化铁(Fe3O4),制取过程如图所示:
已知:Na2CO3的作用是洗去废铁屑表面的油污。
下列说法不正确的是( )
A.实验室可用铁与水蒸气在高温条件下制取Fe3O4
B.检验A中的Fe3+可以用KSCN溶液
C.加H2O2时发生反应的化学方程式为H2O2+2FeSO4+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
D.制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O是氧化还原反应
解析 铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和氢气,A正确;检验Fe3+可以用KSCN溶液,若溶液显红色,则A溶液中含有Fe3+,B正确;H2O2能将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3,反应的化学方程式为H2O2+2FeSO4+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O,C正确;制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O中没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,D错误。
答案 D
14.(2025·辽宁朝阳月考)电路板广泛用于计算机、手机等电子产品中。某兴趣小组拟制作带有“化学”标志的电路板并对废液进行回收利用。
Ⅰ.制作电路板
小组同学取一小块覆铜板,用油性笔在铜板上写出“化学”标志,然后浸入FeCl3溶液中,一段时间后,取出覆铜板并用水洗净,获得带有图案的印刷电路板和废液(如下图所示)。
(1)在覆铜板上制作出“化学”图案过程中发生反应的离子方程式为
。
(2)取少量废液于试管中, (填操作和现象),则废液中含有Fe3+。
Ⅱ.回收废液
(3)一种从腐蚀废液回收金属铜并获得氯化铁晶体的工艺流程如下。请根据流程,回答下列问题(提示:为充分除去杂质,所加试剂均为过量)。
ⅰ.腐蚀废液中加入药品①后,发生反应的离子方程式为 。
ⅱ.④所代表的物质是 (用化学式表示)。
ⅲ.操作方法a、b、c中是过滤的是 (填字母)。
ⅳ.若取2 mL溶液⑤加入试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀, (补全实验现象),此过程涉及氧化还原反应的化学方程式是
。
ⅴ.试剂⑥是Cl2时,发生反应的化学方程式是 。
解析 腐蚀废液加入过量铁粉,经过反应①和操作a过滤分离,得到溶液③为含亚铁离子的溶液;同时生成的Cu和过量的Fe为滤渣,滤渣中加入稀盐酸经过反应②和操作b分离出Cu,生成的氯化亚铁溶液⑤,与溶液③合并,通入氯气经过反应⑦,亚铁离子被氯气氧化生成氯化铁溶液,进一步得到氯化铁晶体。
(3)ⅰ.腐蚀废液中加入药品铁后,铁离子、铜离子被还原,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。
ⅱ.④所代表的物质是铜,化学式为Cu。
ⅲ.操作方法a、b、c中过滤的是ab。
ⅳ.若取2 mL氯化亚铁溶液加入试管中,然后滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,此过程涉及氧化还原反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 。
ⅴ.试剂⑥是Cl2时,亚铁离子被氧化,发生反应的化学方程式是2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
答案 Ⅰ.(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(2)滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为红色
Ⅱ.(3)ⅰ.2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ ⅱ.Cu ⅲ.ab ⅳ.迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ⅴ.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
15.某同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”化肥的主要成分及相关性质。首先对该化肥的成分进行了如下假设:
a.只含有FeSO4
b.含有FeSO4和Fe2(SO4)3
c.只含有Fe2(SO4)3
将化肥固体粉末溶于水得到溶液(记为X),进行如下实验:
序号
操作
现象
ⅰ
取2 mL溶液X,加入1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液
产生红褐色沉淀
ⅱ
取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液
溶液显红色
(1)实验ⅰ中加入的1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有NaOH g。
(2)对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后出现红褐色沉淀,预期产生该现象的依据是(用化学方程式表示) 、
。
(3)实验ⅱ现象说明假设 不成立。
为进一步验证假设,某小组同学进行了以下实验:
序号
操作
现象
ⅲ
取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液
溶液显红色
ⅳ
取2 mL溶液X,滴入1滴酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液紫红色褪去
(4)实验ⅳ中,KMnO4 是该反应的 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(5)通过以上实验,可得到的结论是
。
解析 (1)实验ⅰ中加入的1 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含有NaOH的质量为0.001 L×1 mol·L-1×40 g·mol-1=0.04 g。
(3)实验ⅱ现象说明溶液中含有Fe3+,则假设a不成立。
(4)实验ⅳ中,KMnO4 将Fe2+氧化为Fe3+,从而说明KMnO4 是该反应的氧化剂。
(5)实验ⅲ表明溶液中含有Fe3+,实验ⅳ表明溶液中含有Fe2+,可得到的结论是假设b成立,即该化肥的成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3。
答案 (1)0.04
(2)FeSO4+2NaOH===Na2SO4+Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(3)a (4)氧化剂
(5)该化肥的成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(或假设b成立)
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