内容正文:
专题06 铁及其化合物
3大高频考点概览
考点01 铁及其氧化物
考点02 铁的氢氧化物
考点03 铁盐和亚铁盐
地 城
考点01
铁及其氧化物
1.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)下列说法错误的是
A.铁与水蒸气在高温下反应生成和
B.为碱性氧化物
C.用溶液蚀刻铜电路板,涉及氧化还原反应
D.向水中加入或通入,均有气体生成
2.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法中,错误的是
A.固体:在纯氧中加热
B.溶液():加入过量铁粉,过滤
C.固体():加入足量的溶液,过滤
D.固体():加热至恒重
3.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中加入Fe粉:
B.溶于水:
C.向氯化铝中加入过量氨水:
D.溶液与稀混合:
4.(2024-2025高一上·辽宁抚顺·期末)下列除杂质的方法正确的是
A.溶液中混有少量:加入溶液
B.中混有:将其通入饱和溶液,洗气
C.铝粉中混有铁粉:用过量盐酸充分溶解,过滤
D.溶液中混有少量:向该溶液中加入过量溶液
5.(2024-2025高一上·辽宁点石联考·期末)向、和的混合物中加入时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含。若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物,所得固体质量是
A. B. C. D.
6.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)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,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B.加热发生转化⑥,加水溶解可转化为
C.维生素C能将转化为,该过程中维生素C作还原剂
D.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化成
7.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)纳米铁是一种黑色粉末,可用于制作高密度磁性材料。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:
已知:草酸()是一种二元弱酸。
(1)写出与少量 溶液反应的离子方程式 。
(2)写出“酸溶”时氧化还原反应的离子方程式: 、。
(3)固体灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括:玻璃棒、酒精灯、泥三角、 ;经灼烧后得到红棕色固体和、混合气体,若产物中,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(4)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的,反应原理如图所示。
①该过程中体现了纳米铁粉的 性(填“氧化”或“还原”)。
②该过程中生成的离子方程式为 ,在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于的去除,原因是 。
8.(2024-2025高一上·黑龙江牡丹江·期末)铜和三氧化二铁在工农业生产中用途广泛,用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu为+1价、Fe为+3价、S为-2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示
已知:
(1)高温焙烧时发生的主要反应是: ,该反应的氧化剂是 :高温0.5mol O2参加反应时,反应中转移电子 mol。
(2)将黄铜矿粉碎的目的 ;操作a为 。写出向滤液A中通入氯气生成Fe3+的离子方程式 。
(3)向溶液B中通入NH3生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式为 。
(4)滤液C的主要成分是 (填化学式),操作b后检验滤渣已经洗涤干净的实验操作为:取少量最后一次洗涤液于试管中, ,则证明沉淀已经洗涤干净。
9.(2024-2025高一上·辽宁五校·期末)某铁矿石A的主要成分是,还含少量的、。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用,其中F为常见的补铁剂,工艺流程如图(已知不溶于水和碱,但溶于稀硫酸:)。根据流程回答下列问题:
(1)A中加入氢氧化钠溶液的目的是 ,试剂X是 (写化学式)。
(2)检验溶液D中的最佳试剂是 (写名称),仅用一步反应就可以检验溶液D中是否含有,其原理是 (用离子方程式表示)。
(3)已知二价铁能被人体更好的吸收,所以F常与维生素C一起服用效果更好,维生素C表现了 性。
(4)在溶液F中滴加NaOH溶液的现象是 。
(5)已知为红色固体,如何证明固体中是否有?(写出实验操作和现象) 。
地 城
考点02
铁的氢氧化物
10.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是
A.X在高温下可与反应生成
B.N在空气中不稳定,利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化
C.N在氧气中被氧化为M所发生的化学方程式中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D.若P为盐酸盐,可将其饱和溶液逐滴滴入氨水中制备胶体
11.(2024-2025高一上·吉林通化·期末)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是
A.①②④ B.①②③ C.①② D.②③④
12.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)下列实验装置能达到实验目的的是
A.验证Na和水的反应是否为放热反应
B.制取Fe(OH)3胶体
C.观察碳酸钠焰色试验的现象
D.制取纯净的Fe(OH)2沉淀
A.A B.B C.C D.D
13.(2024-2025高一上·辽宁五校·期末)下列实验符合操作要求且能达到实验目的的是
A.I制备NaHCO3
B.II可用于除去CO2中的HCl
C.用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D.用IV制备氢氧化亚铁
14.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的,实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A.X可以是稀硫酸但不能是稀盐酸
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b
C.最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀
D.实验结束后,将抽滤瓶露置于空气中,最终观察到红褐
15.(2024-2025高一上·吉林友好学校·期末)如图为制取无水氯化铁粉末的装置,已知氯化铁粉末很容易吸水生成含结晶水的化合物。
回答下列问题:
(1)按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序): 。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(3)装置E的作用是 。
(4)这套实验装置的缺陷是没有尾气处理装置,应增加一个装有溶液的烧杯吸收尾气,发生反应的化学方程式为 。
(5)利用制取的无水氯化铁固体配制少量饱和溶液并制备胶体。
①溶解制取的无水氯化铁固体时,发现溶液偏浅绿色,取少量溶液于试管中,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,发现高锰酸钾颜色褪去,发生反应的离子方程式为 。
②向沸水中滴加少量饱和溶液,继续煮沸,至 (填实验现象)时停止,得到胶体。反应发生的化学反应方程式 。
地 城
考点03
铁盐和亚铁盐
16.(2024-2025高一上·黑龙江牡丹江·期末)向100mL FeBr2溶液中通入氯气3.36L(标准状况下),氯气全部被还原,反应后的溶液中,则原FeBr2溶液的浓度为mol·L-1(已知:
A.1 B.1.5 C.2 D.2.5
17.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验,操作如图所示。查阅资料可知:①Fe3+可将S2-氧化为淡黄色S沉淀。②FeS为不溶于水的黑色沉淀,能溶于盐酸。③电解质可使胶体发生聚沉。
根据实验现象,下列分析正确的是
A.向②后试管加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解
B.根据反应现象分析,①~④的变化中,有2处涉及氧化还原反应
C.若改变相互滴加顺序,将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中,产生的现象与图中①、②相同
D.过程④为Fe(OH)3胶体聚沉,产生该现象是因为Na2CO3属于电解质
18.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)高铁酸钾()是常见的水处理剂,其原理如图所示。下列说法中错误的是
A.过程①中活细菌表现了还原性,该过程的还原产物是
B.该方法与煮沸杀菌的处理方式相比,更加节能高效
C.根据原理分析,处理河水时有两个重要的作用
D.图中净化水与河水的本质区别是丁达尔效应
19.(2024-2025高一上·辽宁五校·期末)在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3:2:1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子物质的量浓度之比变为1:2:4,则参加反应的铁粉和原溶液中Fe3+的物质的量之比为
A.2:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4
20.(2024-2025高一上·辽宁点石联考·期末)已知某工业废水中含有大量的,还含有较多的、,以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收晶体及固体单质。已知氧化性:。下列说法错误的是
A.步骤1、步骤2和步骤3的操作均为过滤
B.若步骤2中铁粉不足,将导致制备的晶体不纯
C.步骤2可确定含有,步骤3中试剂X为稀盐酸
D.步骤4中涉及的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
21.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)向1L含有和0.2molCuCl2的某混合溶液中加入0.3molFe,充分反应后(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是
A.析出0.2molCu
B.剩余0.1molFe
C.溶液中
D.反应后溶液中还能溶解 0.1molFe
22.(2024-2025高一上·吉林八校·期末)将1.12g铁粉加入的氯化铁溶液中,充分反应后的结果与下列叙述不相符的是
A.铁粉完全溶解,溶液中浓度基本不变
B.反应后,铁粉没有剩余
C.和的物质的量之比为6:1
D.往溶液中滴入溶液,溶液不显红色
23.(2024-2025高一上·黑龙江·期末)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的流程如图。下列说法正确的是
A.试剂a是铁粉,试剂b是稀硫酸
B.操作I、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c可以是氯气,相应反应的离子方程式为
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
24.(2024-2025高一上·内蒙古乌兰察布·期末)天然气的主要成分是甲烷,硫化氢是其中常见的杂质,大多数利用天然气的情况都必须预先除去硫化氢,某种脱除硫化氢(以下简称脱硫)的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.过程1中转移个电子,可以生成2molS
B.在过程2中作还原剂,发生氧化反应
C.整个脱硫工艺流程不宜在碱性环境中进行
D.消耗32g可以除去2mol
25.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)下列操作及现象与结论相对应的是
选项
操作及现象
结论
A
取样于试管中,加入适量稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
溶液中一定含有
B
取样于试管中,加入溶液,产生白色沉淀
溶液中一定含有
C
用洁净铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色
溶液中一定含有,没有
D
取样于试管中,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,再加入少量新制氯水,溶液变红
溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
26.(2024-2025高一上·内蒙古通辽·期末)将溶液与溶液混合(忽略混合后溶液体积变化),向其中加入一定质量的Fe粉,充分反应后,固体质量不变,则反应后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
27.(2024-2025高一上·内蒙古通辽·期末)高铁酸钾(可以用于饮用水杀菌消毒并作净水剂,实验室合成高铁酸钾(的过程如下图所示,已知KClO的溶解度小于KOH。下列说法错误的是
A.检验Fe(NO3)3溶液中是否存在Fe2+,可以加入KSCN溶液,观察溶液颜色变化
B.K2FeO4净水的原理是溶于水生成Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附性
C.气体a的主要成分为
D.反应2为
28.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)实验探究是化学的魅力所在,某实验小组设计了如下两组实验, 回答下列问题:
Ⅰ.探究元素周期表中元素性质的递变规律。
(1)将大小相同的钠、镁、铝(除去氧化膜)分别投入冷水中 (填“钠”“镁”或“铝”)反应最剧烈;取两份未除去氧化膜的铝片,分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液,结果铝片都溶解,说明氧化膜是 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物,该实验中金属Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。
(2)向NaBr溶液中通入氯气,溶液呈黄色,可证明Cl的非金属性比Br强,反应的离子方程式为 。
Ⅱ.对市售的某补铁药片(有效成分为)是否变质进行检测,请帮助完成实验报告。
步骤1:取该补铁药片于试管中,加入适量蒸馏水溶解,药片部分溶解。
步骤2:取少量步骤1所得溶液于试管,滴加……,说明补铁药片已变质。
(3)补充步骤2中的操作和现象: 。
(4)用,制成药片时,外表包有一层特殊的糖衣, 推测糖衣的作用是 。含有的补铁药片与维生素C同服,可以达到更好的补铁效果, 这个过程中体现维生素C的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(5)易被氧化,请写出浊液中的被溶解在浊液中的氧化的化学方程式: 。
29.(2024-2025高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)含铜电路板可以用FeCl3进行刻蚀,对刻蚀后的液体(FeCl3、FeCl2和CuCl2)进行处理以提取FeCl2·4H2O、胆矾,流程如图,回答下列问题。
(1)含铜电路板用FeCl3进行刻蚀发生反应的离子方程式 。
(2)检验刻蚀后的液体中是否含有Fe2+,能否用酸性KMnO4溶液,并说明理由 。
(3)过程②中选择的试剂为 ;过程③中加入铁粉的目的是 。
(4)过程④发生反应的化学方程式为 。
(5)胆矾中结晶水含量测定:称量样品,经灼烧至胆矾全部变为白色,冷却,称量,重复上述操作,最终样品质量恒定为。
①从下列仪器中选出灼烧,冷却需使用的仪器 (填标号)。
②根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。
30.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)综合利用废弃物,对资源利用和环境保护具有现实意义。现利用某废旧金属材料(主要含Fe、Cu、Al及这几种金属的氧化物)制备绿矾,并回收部分金属。流程如下:
已知:在酸性条件下易被还原为Mn2+。
请完成下列问题。
(1)碱浸时发生反应的物质有 (填化学式)。
(2)滤液1与过量CO2反应的离子方程式为 。
(3)向酸浸1后的溶液中加入过量的试剂a,其作用是:①消耗过量的酸;②防止Fe2+被氧化;③ (用离子反应方程式表示)。
(4)测定所得绿矾中Fe2+的含量,步骤如下:
步骤I:称取ag绿矾样品,并将其配制成100mL溶液。
步骤II:取出25mL步骤I中配制的溶液,加入适量稀硫酸,滴入bmol/L的KMnO4溶液直至反应完全,共消耗KMnO4溶液cmL。
步骤I中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。计算硫酸亚铁晶体样品中Fe2+的质量分数 (用含a、b、c的代数式表示)。
(5)8.34 g绿矾()晶体样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示:
温度为159℃时固体N的化学式为 ,取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃得到一种固体物质Q,同时有两种体积相等的无色气体生成,请写出该反应的化学方程式 。
31.(2024-2025高一上·辽宁点石联考·期末)铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。查阅有关资料如下:
ⅰ.:熔点为306℃;易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500~600℃的铁粉中通入来制备无水。
ⅱ.:熔点为670℃,易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入来制备无水。
某化学活动小组用如图所示的装置(部分夹持装置略去)模拟工业生产制备无水(铁粉足量)。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)在装置A中,用与浓盐酸反应制取氯气,该反应的化学方程式为 。
(3)B中盛放的试利X是 。D中盛放的碱石灰的作用是 (答两条)。
(4)取装置C中的少量产物溶于稀盐酸中配成稀溶液,经检测发现其中混有, (填“能”或“不能”)说明生成的同时还生成了,理由是 (用离子方程式表示)。
(5)取装置C中的产物,按以下步骤进行测定:
①称取m g装置C中的产物溶于过量的稀盐酸中;
②加入足量溶液;
③再加入足量溶液;
④过滤、洗涤后干燥沉淀;
⑤称量所得固体为a g。
则装置C中的产物中铁元素的质量分数为 %(用带有m和a的式子表示)。
32.(2024-2025高一上·吉林吉林一中·期末)由硫铁矿烧渣(主要成分:和FeO得到绿矾,再通过绿矾制备铁黄(铁为+3价)的流程如下:
已知:和铁黄均难溶于水;
(1)步骤①选用 (化学式)来溶解烧渣,不改变反应温度的情况下,能增加浸取率的方法有 (举一例即可)。
(2)步骤②中加入所涉及的离子反应方程式为 ,可用 代替。
为验证得到的绿矾粗产品的纯度,进行了如下实验:使用分析天平称取2.50g绿矾晶体,溶于20mL2mol/L的稀硫酸,恰好能使的溶液褪色。
(3)反应的离子方程式为 。
(4)绿矾粗产品的纯度为 (以百分数表示,保留一位小数),造成此结果偏大的原因可能为 。
33.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)电子工业中常用FeCl3溶液做“腐蚀液”,腐蚀覆铜板制作印刷电路板。为使“腐蚀液”能得到循环利用并回收铜的流程图如下:
(1)写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式 。
(2)滤渣的成分为 (填化学式)。
(3)加足量氯水后反应的离子方程式为 。
(4)将少量溶液B滴入氢氧化钠溶液中,产生的现象是 。
(5)能在酸性环境下将氧化为的氧化剂有KMnO4、KClO3、H2O2、Cl2等。已知下列四种氧化剂氧化Fe2+后对应的还原产物如下:
氧化剂
KMnO4
KClO3
H2O2
Cl2
还原产物
Mn2+
H2O
①判断等物质的量的四种氧化剂分别与足量的酸性FeSO4溶液反应,得到最多的是 (填化学式)。
②写出KClO3溶液与酸性FeSO4溶液反应的离子方程式 。
34.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)Ⅰ.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比、、、氧化性更强,无二次污染,工业上先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)湿法制备高铁酸钾()是在碱性环境中进行,反应体系中有六种反应微粒:、、、、、。
①请依据上述信息,写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式: 。
②若反应过程中转移了电子,则还原产物的物质的量为 。
Ⅱ.工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
(2)试剂是 ,操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)滤液、中都有同一种溶质,它们转化为溶液的离子方程式为 。
(4)上述流程中操作Ⅲ包括 、 、过滤、洗涤等。
35.(2024-2025高一上·吉林白城·期末)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行):
①称取9.95gFeCl2•4H2O(Mr=199),配成50mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中。
②向三颈烧瓶中加入100mL14mol•L-1KOH溶液。
③持续磁力搅拌,将FeCl2溶液以2mL•min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中,100℃下回流3h。
④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在40℃干燥。
⑤管式炉内焙烧2h,得产品3.24g。
部分装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ;使用恒压滴液漏斗的原因是 。
(2)实验室制取N2有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为 ,对应的装置为 (填字母)。
可供选择的试剂:CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、饱和NaNO2(aq)、饱和NH4Cl(aq)
可供选择的发生装置(净化装置略去):
(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4,离子方程式为 。
(4)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为 ;使用乙醇洗涤的目的是 。
(5)该实验所得磁性材料的产率为 (保留3位有效数字)。
36.(2024-2025高一上·内蒙古锡林郭勒·期末)某样品中含有、、杂质。现从该样品中提纯,并回收铁红。
(1)操作①是 ,在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有 。
(2)样品和试剂①反应的化学方程式是 。白色固体②受热的化学方程式: 。
(3)溶液③中金属阳离子是 ,来源: 、 (离子方程式)。检测其存在的方法及现象: 。
(4)溶液③中通入某气体可能是 (化学式)。
37.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)刚玉在工业上有广泛的用途,其主要成分为a氧化铝。利用铝灰(主要成分为,含少量杂质、FeO、)制备刚玉的工艺流程如下:
已知:是酸性氧化物,且不与水反应。
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分是 (填化学式);过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和 。
(2)“氧化”操作的目的为 ,该过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
氢氧化物
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
用氨水“调节pH”,pH的范围是 。
(4)写出用氨水调节pH生成沉淀的离子方程式: 。
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
$
专题06 铁及其化合物
3大高频考点概览
考点01 铁及其氧化物
考点02 铁的氢氧化物
考点03 铁盐和亚铁盐
地 城
考点01
铁及其氧化物
1.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)下列说法错误的是
A.铁与水蒸气在高温下反应生成和
B.为碱性氧化物
C.用溶液蚀刻铜电路板,涉及氧化还原反应
D.向水中加入或通入,均有气体生成
【答案】A
【解析】A.铁与水蒸气在高温下反应生成的是Fe3O4和H2,不是Fe2O3,A错误;
B.碱性氧化物是能与酸反应只生成盐和水,FeO与酸反应(如与HCl的反应:FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O),生成相应的盐和水,所以FeO为碱性氧化物,B正确;
C.用三氯化铁溶液蚀刻铜电路板时,发生反应2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2,反应中Fe元素化合价从+3价降低到+2价,Cu元素化合价从0价升高到+2价,有元素化合价的升降,涉及氧化还原反应,C正确;
D.Na与水反应,生成氢气,F2与水反应,生成氧气,均有气体生成,D正确;
故答案选A。
2.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法中,错误的是
A.固体:在纯氧中加热
B.溶液():加入过量铁粉,过滤
C.固体():加入足量的溶液,过滤
D.固体():加热至恒重
【答案】B
【解析】A.Na2O在氧气中加热生成Na2O2,A正确;
B.铁粉会还原Fe3+为Fe2+,导致FeCl3被消耗,B错误;
C.Al2O3溶于NaOH,Fe2O3不溶,过滤后保留Fe2O3,C正确;
D.加热使NaHCO3分解为Na2CO3,D正确;
故选B。
3.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中加入Fe粉:
B.溶于水:
C.向氯化铝中加入过量氨水:
D.溶液与稀混合:
【答案】B
【解析】A.向溶液中加入Fe粉,溶液变为浅绿色:,A项错误;
B.溶于水:,B项正确;
C.向氯化铝中加入过量氨水:,C项错误;
D.溶液与稀反应生成白色沉淀:,D项错误;
故选B。
4.(2024-2025高一上·辽宁抚顺·期末)下列除杂质的方法正确的是
A.溶液中混有少量:加入溶液
B.中混有:将其通入饱和溶液,洗气
C.铝粉中混有铁粉:用过量盐酸充分溶解,过滤
D.溶液中混有少量:向该溶液中加入过量溶液
【答案】A
【解析】A.氯化亚铁溶液能与过氧化氢溶液反应生成氯化铁,所以加入过氧化氢溶液能除去氯化铁溶液中混有的氯化亚铁杂质,故A正确;
B.二氧化碳和盐酸都能与碳酸钠溶液反应,所以将混合气体通入饱和碳酸钠溶液,洗气不能除去二氧化碳中混有的氯化氢杂质,故B错误;
C.铝和铁都能与盐酸反应,所以用过量盐酸充分溶解,过滤不能除去铝粉中混有的铁粉,故C错误;
D.碳酸氢钠溶液能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,但向溶液中加入过量氢氧化钠溶液会引入新杂质氢氧化钠,所以向溶液中加入过量氢氧化钠溶液不能除去碳酸钠溶液中混有的少量碳酸氢钠杂质,故D错误;
故选A。
5.(2024-2025高一上·辽宁点石联考·期末)向、和的混合物中加入时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含。若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物,所得固体质量是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】向、和的混合物中加入时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含,则溶质为硫酸亚铁、硫酸铜,硫酸中氢离子和固体混合物中的氧元素完全转化为水,n(H2SO4)=n(H2O)=n(固体中O)=0.15L×1mol/L=0.15mol,即10.8g固体混合物中含有0.15molO原子,若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物,所得固体质量是10.8g-0.15mol×16g/mol=8.4g,故选B。
6.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)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,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B.加热发生转化⑥,加水溶解可转化为
C.维生素C能将转化为,该过程中维生素C作还原剂
D.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化成
【答案】C
【解析】A.高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,不能实现上述转化,A错误;
B.加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁,氧化铁不能溶于水,Fe2O3加水不溶解不可转化为氢氧化铁,B错误;
C.维生素C具有还原性,可将Fe3+转化为Fe2+,维生素C作还原剂,C正确;
D.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,被氧化成Fe3O4,D错误;
故选C。
7.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)纳米铁是一种黑色粉末,可用于制作高密度磁性材料。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:
已知:草酸()是一种二元弱酸。
(1)写出与少量 溶液反应的离子方程式 。
(2)写出“酸溶”时氧化还原反应的离子方程式: 、。
(3)固体灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括:玻璃棒、酒精灯、泥三角、 ;经灼烧后得到红棕色固体和、混合气体,若产物中,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(4)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的,反应原理如图所示。
①该过程中体现了纳米铁粉的 性(填“氧化”或“还原”)。
②该过程中生成的离子方程式为 ,在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于的去除,原因是 。
【答案】(1)
(2)
(3) 坩埚
(4) 还原 若氧气过多,会将氧化为;过少,不利于还原
【解析】(1)是二元弱酸,与少量溶液反应生成草酸氢钾和水,离子方程式为:;
(2)向铁屑中加入稀硫酸酸溶发生的反应为氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,硫酸铁溶液与铁反应生成硫酸亚铁,稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,则酸溶时发生氧化还原反应的离子方程式为、;
(3)固体灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括:玻璃棒、酒精灯、泥三角、坩埚;由题意可知,草酸亚铁在氧气中灼烧生成氧化铁、一氧化碳和二氧化碳,设反应生成一氧化碳和二氧化碳的物质的量分别为1mol、3mol,由碳原子个数守恒可知,草酸亚铁的物质的量为2mol,由铁原子个数守恒可知,生成氧化铁的物质的量为1mol,设反应消耗氧气的物质的量为amol,由得失电子数目守恒可得:4a+1=1×2+3,解得a=1,则反应的化学方程式为;
(4)①由图可知,反应中铁元素的化合价升高被氧化,纳米铁粉为反应的还原剂,表现还原性;
②从图中原理可以看出Fe2+在酸性条进下与硝酸根反应生成氮气,反应中铁化合价由+2变为+3、氮化合价由+5变为0,结合电子守恒,离子方程式为;在铁粉总量一定的条件下,若废水中的溶解氧过多,氧气会将亚铁离子氧化为铁离子,由得失电子数目守恒可知,亚铁离子的物质的量减少,消耗溶液中硝酸根离子的物质的量减少,所以废水中的溶解氧过多不利于硝酸根离子去除。
8.(2024-2025高一上·黑龙江牡丹江·期末)铜和三氧化二铁在工农业生产中用途广泛,用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu为+1价、Fe为+3价、S为-2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示
已知:
(1)高温焙烧时发生的主要反应是: ,该反应的氧化剂是 :高温0.5mol O2参加反应时,反应中转移电子 mol。
(2)将黄铜矿粉碎的目的 ;操作a为 。写出向滤液A中通入氯气生成Fe3+的离子方程式 。
(3)向溶液B中通入NH3生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式为 。
(4)滤液C的主要成分是 (填化学式),操作b后检验滤渣已经洗涤干净的实验操作为:取少量最后一次洗涤液于试管中, ,则证明沉淀已经洗涤干净。
【答案】(1) 和 3
(2) 增大反应物接触面积,加快化学反应速率(合理即可) 过滤
(3)
(4) 加入稀硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成
【解析】将黄铜矿粉碎后在氧气中焙烧,生成铜、硫化亚铁和SO2,再用盐酸溶解固体混合物,生成H2S,经过滤除去不溶于酸的铜,所得滤液为氯化亚铁,向滤液中通入过量Cl2,得氯化铁溶液,再向氯化铁溶液中通入氨气生成氯化铵和Fe(OH)3沉淀,过滤,将沉淀高温焙烧制得氧化铁,滤液C中主要含氯化铵。
(1)根据化学反应方程式可知,反应中铜元素的化合价由+1价变成0价,氧元素的化合价由0价变为-2价,S元素的化合价从-2价变成+4价,故氧化剂是和,反应中转移6个电子;0.5mol O2参加反应时,反应中转移电子0.5mol×5=3mol。
(2)将黄铜矿粉碎的目的是增大反应物接触面积,加快化学反应速率;由流程图可知,操作a将未溶固体与滤液 A 分离,为过滤。向滤液A中通入氯气,Fe2+被氧化为Fe3+,离子方程式为:。
(3)溶液B为三氯化铁溶液,通入氨气生成氢氧化铁沉淀,离子方程式为:。
(4)滤液C的主要成分是NH4Cl;检验滤渣是否洗干净实际上检验氯离子有无剩余,故操作为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则证明沉淀已经洗涤干净。
9.(2024-2025高一上·辽宁五校·期末)某铁矿石A的主要成分是,还含少量的、。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用,其中F为常见的补铁剂,工艺流程如图(已知不溶于水和碱,但溶于稀硫酸:)。根据流程回答下列问题:
(1)A中加入氢氧化钠溶液的目的是 ,试剂X是 (写化学式)。
(2)检验溶液D中的最佳试剂是 (写名称),仅用一步反应就可以检验溶液D中是否含有,其原理是 (用离子方程式表示)。
(3)已知二价铁能被人体更好的吸收,所以F常与维生素C一起服用效果更好,维生素C表现了 性。
(4)在溶液F中滴加NaOH溶液的现象是 。
(5)已知为红色固体,如何证明固体中是否有?(写出实验操作和现象) 。
【答案】(1) 除去铁矿石中的
(2) 硫氰化钾溶液 5
(3)还原
(4)白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
(5)向E中滴加稀硫酸,溶液不变为蓝色,则证明E中无
【解析】磁铁矿石A的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4),还含少量的Al2O3、Cu2O,向磁铁矿石A中加入氢氧化钠溶液时,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,四氧化三铁和氧化亚铜不溶解,过滤得到含有四氧化三铁、氧化亚铜的固体B和四羟基合铝酸钠溶液C;向固体B中加入稀硫酸,四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水,氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜,反应生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,过滤得到含有硫酸亚铁、硫酸铜的溶液D和铜(固体E);向溶液D中加入过量的铁(试剂X),硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜,过滤得到硫酸亚铁溶液F和含有铜、铁的固体Ⅱ;向固体Ⅱ中加入足量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与稀硫酸反应,过滤得到铜固体E和硫酸亚铁溶液F。
(1)根据分析,A中加入NaOH溶液目的是除去Al2O3,答案为:除去铁矿石中的;
试剂X为Fe单质,目的是置换出Cu单质;
(2)检验Fe3+用硫氰化钾溶液,加入KSCN溶液变红色,说明含有Fe3+;混合液中所含的Fe2+具有还原性,可以用酸性KMnO4溶液检验,KMnO4溶液的紫红色褪色,即证明有Fe2+,离子方程式为:;
(3)Fe2+容易被氧化为Fe3+,维生素C的目的是将Fe3+还原为Fe2+,维生素C表现了还原性;
(4)溶液F为FeSO4溶液,加入NaOH溶液先生成白色沉淀Fe(OH)2,后被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,现象是:白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(5)由于Cu2O加如硫酸后会生成Cu单质和Cu2+,证明固体中是否有的方法是:向E中滴加稀硫酸,溶液不变为蓝色,则证明E中无。
地 城
考点02
铁的氢氧化物
10.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是
A.X在高温下可与反应生成
B.N在空气中不稳定,利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化
C.N在氧气中被氧化为M所发生的化学方程式中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D.若P为盐酸盐,可将其饱和溶液逐滴滴入氨水中制备胶体
【答案】D
【解析】由题干铁的价类二维图可知,X为、Y为、Z为、M为、N为,Q为亚铁盐,P为铁盐,据此分析解题。
A.由分析可知,X为,在高温下可与(g)反应生成,A正确;
B.由分析可知,N为,不稳定,图乙装置生成的可排出装置中的空气,从而减缓被氧化,B正确;
C.在氧气中被氧化为发生的化学方程式为,为氧化剂,为还原剂,两者物质的量之比为1∶4,C正确;
D.由分析结合若P为盐酸盐可知,P为,实验制备胶体的方法为将烧杯中的蒸馏水加热煮沸后,向沸水中滴加5~6滴饱和氯化铁溶液,继续加热至溶液呈红褐色停止加热,即可制备胶体,D错误;
故答案为D。
11.(2024-2025高一上·吉林通化·期末)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是
A.①②④ B.①②③ C.①② D.②③④
【答案】A
【解析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀,即发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出装置中的氧气或空气,据此分析;
①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故①选;
②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出,且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故②选;
③没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,故③不选;
④苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故④选;
综上所述①②④均符合题意。
故选A。
12.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)下列实验装置能达到实验目的的是
A.验证Na和水的反应是否为放热反应
B.制取Fe(OH)3胶体
C.观察碳酸钠焰色试验的现象
D.制取纯净的Fe(OH)2沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.钠与水的反应若为放热反应,大试管中气体受热膨胀,U型管中液面左低右高,能实现目的,A正确;
B.制备氢氧化铁胶体时,将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,若滴入氨水中,得到氢氧化铁沉淀,该实验不能实现目的,B错误;
C.铜元素能产生焰色,应选用洁净的铁丝或铂丝进行焰色试验,该实验不能实现目的,C错误;
D.氯化亚铁与氢氧化钠溶液反应产生的氢氧化亚铁沉淀易被氧气氧化,制备时需要隔绝空气,该实验不能实现目的,D错误;
故选A。
13.(2024-2025高一上·辽宁五校·期末)下列实验符合操作要求且能达到实验目的的是
A.I制备NaHCO3
B.II可用于除去CO2中的HCl
C.用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D.用IV制备氢氧化亚铁
【答案】B
【解析】A.向饱和的食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳发生反应,而不是先通二氧化碳,故A不选;
B.HCl与饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,二氧化碳不与碳酸氢钠反应,II可用于除去CO2中的HCl,故B选;
C.溶解氢氧化钠固体应在烧杯中进行,不能在容量瓶中溶解固体,故C不选;
D.装有铁粉试管上方的导管没有插入液面以下,铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁溶液无法进入右侧氢氧化钠溶液中反应,故D不选;
故选B。
14.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的,实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A.X可以是稀硫酸但不能是稀盐酸
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b
C.最终在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀
D.实验结束后,将抽滤瓶露置于空气中,最终观察到红褐
【答案】D
【解析】A.X可以是稀硫酸也可以是稀盐酸,A错误;
B.先打开止水夹a与b、分液漏斗旋塞,利用稀硫酸和铁反应生成的氢气排除装置内的空气,验纯后关闭止水夹a,B错误;
C.一段时间后,蒸馏烧瓶中压强增大,将液体压入抽滤瓶中,抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成,C错误;
D.反应结束后,将抽滤瓶露置于空气中,极易被氧化,最终得到红褐色沉淀,D项正确;
故答案选D。
15.(2024-2025高一上·吉林友好学校·期末)如图为制取无水氯化铁粉末的装置,已知氯化铁粉末很容易吸水生成含结晶水的化合物。
回答下列问题:
(1)按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序): 。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(3)装置E的作用是 。
(4)这套实验装置的缺陷是没有尾气处理装置,应增加一个装有溶液的烧杯吸收尾气,发生反应的化学方程式为 。
(5)利用制取的无水氯化铁固体配制少量饱和溶液并制备胶体。
①溶解制取的无水氯化铁固体时,发现溶液偏浅绿色,取少量溶液于试管中,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,发现高锰酸钾颜色褪去,发生反应的离子方程式为 。
②向沸水中滴加少量饱和溶液,继续煮沸,至 (填实验现象)时停止,得到胶体。反应发生的化学反应方程式 。
【答案】(1)agfdeb(c)
(2)
(3)除去中混有的杂质
(4)
(5) 液体呈红褐色
【解析】用浓盐酸和二氧化锰制取氯气,因为盐酸具有挥发性,故在a出来的氯气中混有HCl、H2O,用过饱和食盐水去除氯气中的HCl,用浓硫酸吸收氯气中的水蒸气,将干燥纯净的氯气通入B中制取氯化铁,因氯气有毒,故需要在实验仪器尾部增加尾气处理装置。
(1)A装置制备氯气,E中饱和食盐水除氯气中的氯化氢,D装置干燥氯气,E、D中导气管“长进短出”,B中干燥氯气和铁粉反应生成氯化铁,按照气体流向从左到右顺序a→g→f→d→→e→b:
(2)装置A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,发生反应的离子方程式为;
(3)A中制取的氯气中含有杂质HCl,装置E中饱和食盐水的作用是除去中混有的杂质;
(4)氯气有毒,这套实验装置的缺陷是没有尾气处理装置,应增加一个装有溶液的烧杯吸收尾气,氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,发生反应的化学方程式为。
(5)①溶解制取的无水氯化铁固体时,发现溶液偏浅绿色,说明溶液中含有Fe2+,取少量溶液于试管中,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,Fe2+把高锰酸根离子还原为锰离子,高锰酸钾颜色褪去,发生反应的离子方程式为。
②向沸水中滴加少量饱和溶液,继续煮沸,至液体呈红褐色时停止,得到胶体。反应发生的化学反应方程式。
地 城
考点03
铁盐和亚铁盐
16.(2024-2025高一上·黑龙江牡丹江·期末)向100mL FeBr2溶液中通入氯气3.36L(标准状况下),氯气全部被还原,反应后的溶液中,则原FeBr2溶液的浓度为mol·L-1(已知:
A.1 B.1.5 C.2 D.2.5
【答案】C
【解析】标准状况下的3.36 L C12的物质的量为0.15mol,C12全部被还原,可知转移电子的物质的量为0.3mol,溶液中的Cl–的物质的量为0.3mol。由于还原性:Fe2+>Br–,所以通入氯气后,Fe2+先被氯气氧化。若只有Fe2+被氧化,由于溶液中c(Br–)=c(Cl–),所以n(Br–)=2n(Cl2)=0.3mol,n(FeBr2)=n(Br–)=0.15mol,n(Fe2+)=0.15mol,0.15moLFe2+被氧化为Fe3+,只转移0.15mol电子,所以应该还有部分Br–被氧化,则氧化后的溶液中有Fe3+、Br–和Cl–,Br–和Cl–的物质的量均为0.3mol,根据电荷守恒,Fe3+的物质的量为=0.2mol,所以原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量即为0.2mol,物质的量浓度为=2mol/L,故选C。
17.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验,操作如图所示。查阅资料可知:①Fe3+可将S2-氧化为淡黄色S沉淀。②FeS为不溶于水的黑色沉淀,能溶于盐酸。③电解质可使胶体发生聚沉。
根据实验现象,下列分析正确的是
A.向②后试管加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解
B.根据反应现象分析,①~④的变化中,有2处涉及氧化还原反应
C.若改变相互滴加顺序,将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中,产生的现象与图中①、②相同
D.过程④为Fe(OH)3胶体聚沉,产生该现象是因为Na2CO3属于电解质
【答案】D
【解析】①中发生反应:,②中发生反应,③中发生反应为,④中继续发生反应,据此作答。
A.向②后试管加入足量稀盐酸,FeS溶解,而S不溶解,故沉淀部分溶解,故A错误;
B.由分析可知,①~④的变化中,①中产生淡黄色的沉淀S,溶液变为淡绿色,说明有亚铁离子生成,属于氧化还原反应,②中是Fe2++S2-=FeS,不是氧化还原反应,③中铁离子与碳酸根离子发生了双水解反应生成氢氧化铁胶体和二氧化碳,是非氧化还原反应,④是氢氧化铁胶体在盐的作用下发生聚沉,是非氧化还原反应,故只有1处涉及氧化还原反应,故B错误;
C.若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中,则直接发生反应2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓,溶液不会变成淡绿色,产生的现象与图中①、②现象不同,故C错误;
D.④中是向胶体中加入盐溶液,故氢氧化铁胶体发生聚沉,生成大量的红褐色沉淀,因此碳酸钠为电解质,故D正确;
故答案选D。
18.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)高铁酸钾()是常见的水处理剂,其原理如图所示。下列说法中错误的是
A.过程①中活细菌表现了还原性,该过程的还原产物是
B.该方法与煮沸杀菌的处理方式相比,更加节能高效
C.根据原理分析,处理河水时有两个重要的作用
D.图中净化水与河水的本质区别是丁达尔效应
【答案】D
【解析】过程①中转化为铁离子,铁元素化合价降低,说明与活细菌发生了氧化还原反应,为氧化剂,活性菌为还原剂;过程②中与河水发生反应生成了胶体,过程③中胶体吸附悬浮物等后发生聚沉,河水被净化。
A.结合分析知,过程①中活细菌被氧化,活细菌表现了还原性,为反应的氧化剂,活性菌为还原剂,该过程的还原产物是,A正确;
B.该方法与煮沸杀菌的处理方式相比,不需要加热,更加节能高效,B正确;
C.结合分析知,处理河水时有两个重要的作用:杀菌消毒、净水,C正确;
D.图中河水属于胶体,净化水可视为溶液,二者的本质区别是分散质粒子的直径不同,D错误;
故选D。
19.(2024-2025高一上·辽宁五校·期末)在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3:2:1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子物质的量浓度之比变为1:2:4,则参加反应的铁粉和原溶液中Fe3+的物质的量之比为
A.2:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4
【答案】C
【解析】在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3:2:1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1:2:4,假设Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3mol、2mol、1mol,加入铁后发生2Fe3++Fe=3Fe2+,则三种离子物质的量分别变为1mol、2mol、4mol,说明有2mol Fe3+和1mol Fe反应变为3mol Fe2+,因此参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1:3,故C符合题意;
综上所述,答案为C。
20.(2024-2025高一上·辽宁点石联考·期末)已知某工业废水中含有大量的,还含有较多的、,以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收晶体及固体单质。已知氧化性:。下列说法错误的是
A.步骤1、步骤2和步骤3的操作均为过滤
B.若步骤2中铁粉不足,将导致制备的晶体不纯
C.步骤2可确定含有,步骤3中试剂X为稀盐酸
D.步骤4中涉及的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
【答案】C
【解析】工业废水中含有大量的,还含有较多的、以及部分污泥。过滤除去污泥,溶液1加过量的铁粉把还原为Fe2+,把还原为Cu,过滤,固体混合物中含有Cu、Fe,溶液2含有;固体混合物加硫酸溶解Fe,过滤出固体单质Cu。滤液为,滤液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得。
A.步骤1、步骤2和步骤3都是固液分离,操作均为过滤,故A正确;
B.若步骤2中铁粉不足,溶液中含有,将导致制备的晶体不纯,故B正确;
C.步骤3中用试剂X溶解铁粉,为了不引入杂质,X为稀硫酸,故C错误;
D. 溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得,故D正确;
选C。
21.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)向1L含有和0.2molCuCl2的某混合溶液中加入0.3molFe,充分反应后(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是
A.析出0.2molCu
B.剩余0.1molFe
C.溶液中
D.反应后溶液中还能溶解 0.1molFe
【答案】D
【解析】已知Fe3+的氧化性强于Cu2+,故向1L含有和0.2molCuCl2的某混合溶液中加入0.3molFe,先发生Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,后发生Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,据此分析解题。
A.由分析可知,结合方程式0.2mol Fe2(SO4)3先消耗掉0.2molFe,生成0.6molFeSO4,剩余0.3-0.2=0.1molFe只能析出0.1molCu,生成0.1molFeCl2,A错误;
B.由A项分析可知,没有Fe剩余,B错误;
C.由A项分析可知,溶液中c(Fe2+)==0.7mol/L,C错误;
D.由A项分析可知,反应后溶液中含有0.1molCuCl2,故还能溶解 0.1molFe,D正确;
故答案为:D。
22.(2024-2025高一上·吉林八校·期末)将1.12g铁粉加入的氯化铁溶液中,充分反应后的结果与下列叙述不相符的是
A.铁粉完全溶解,溶液中浓度基本不变
B.反应后,铁粉没有剩余
C.和的物质的量之比为6:1
D.往溶液中滴入溶液,溶液不显红色
【答案】D
【解析】1.12g铁粉的物质的量,n(Fe)=,n(Fe3+)=,发生反应:,铁粉完全溶解,生成0.02mol×3=0.06mol,溶液中剩余0.05mol-0.02mol×2=0.01mol Fe3+,以此解答。
A.由分析可知,铁无剩余,由可知,C1-未参与反应,浓度基本不变,A正确;
B.由分析可知,反应后,铁粉没有剩余,B正确;
C.由分析可知,反应生成的物质的量为0.06mol,Fe3+的物质的量为0.01mol,和Fe3+的物质的量之比为6:1,C正确;
D.由分析可知,溶液中剩余有Fe3+,往溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,D错误;
故选:D。
23.(2024-2025高一上·黑龙江·期末)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的流程如图。下列说法正确的是
A.试剂a是铁粉,试剂b是稀硫酸
B.操作I、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c可以是氯气,相应反应的离子方程式为
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
【答案】C
【解析】试剂a是铁,加入过量的铁,可把铜全部置换出来,并把FeCl3还原为FeCl2,则通过过滤得到的滤液X为FeCl2溶液,滤渣Y为铜和过量的铁的混合物;由于最终得到的产品是FeCl3,故试剂b是稀盐酸,铜不与盐酸反应,铁与盐酸反应生成FeCl2,故通过过滤可得到铜单质,滤液Z为FeCl2溶液和过量的盐酸,在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气,发生反应,把FeCl2转化为FeCl3,然后通过蒸发结晶便可得到氯化铁晶体。
A.根据上述分析,试剂a是铁粉,试剂b是稀盐酸,A错误;
B.根据上述分析,操作、是过滤,操作是蒸发结晶,所用仪器不同,B错误;
C.在两次过滤得到的溶液中通入氯气,发生反应,把FeCl2转化为FeCl3,C正确;
D.亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化,用酸性溶液不能检验溶液中是否还有,D错误;
故选C。
24.(2024-2025高一上·内蒙古乌兰察布·期末)天然气的主要成分是甲烷,硫化氢是其中常见的杂质,大多数利用天然气的情况都必须预先除去硫化氢,某种脱除硫化氢(以下简称脱硫)的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.过程1中转移个电子,可以生成2molS
B.在过程2中作还原剂,发生氧化反应
C.整个脱硫工艺流程不宜在碱性环境中进行
D.消耗32g可以除去2mol
【答案】A
【解析】A.过程1发生反应,转移2mol电子生成1molS,则转移个电子,可以生成1molS, A错误;
B.过程2发生反应,该过程氧气把Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+做还原剂,发生氧化反应, B正确;
C.若在碱性条件下,Fe3+、Fe2+会生成氢氧化铁、氢氧化亚铁沉淀,而由流程图可知,铁元素以铁离子、亚铁离子存在, C正确;
D.总反应为,消耗32g氧气即1mol氧气可除去2mol, D正确;
故答案为:A。
25.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)下列操作及现象与结论相对应的是
选项
操作及现象
结论
A
取样于试管中,加入适量稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
溶液中一定含有
B
取样于试管中,加入溶液,产生白色沉淀
溶液中一定含有
C
用洁净铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色
溶液中一定含有,没有
D
取样于试管中,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,再加入少量新制氯水,溶液变红
溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.与稀盐酸反应生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,溶液中也可能含有等,A项错误;
B.溶液中可能含有等阴离子,加入溶液也会产生白色沉淀,B项错误;
C.观察,需要透过蓝色钴玻璃,未进行此操作,无法确定,C项错误;
D.先加KSCN溶液,无明显现象,说明不含,加入少量新制氯水变红,说明溶液中含有,D项正确;
故答案选D。
26.(2024-2025高一上·内蒙古通辽·期末)将溶液与溶液混合(忽略混合后溶液体积变化),向其中加入一定质量的Fe粉,充分反应后,固体质量不变,则反应后溶液中的物质的量浓度为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先发生反应:,再发生反应:,充分反应后,固体质量不变,说明参加反应Fe的质量等于析出Cu的质量,,溶液中完全反应消耗Fe为,生成为,设析出的Cu为xmol,则析出xmolCu消耗Fe为xmol,则有:,解得x=0.7,则反应后溶液中,故,
答案选C。
27.(2024-2025高一上·内蒙古通辽·期末)高铁酸钾(可以用于饮用水杀菌消毒并作净水剂,实验室合成高铁酸钾(的过程如下图所示,已知KClO的溶解度小于KOH。下列说法错误的是
A.检验Fe(NO3)3溶液中是否存在Fe2+,可以加入KSCN溶液,观察溶液颜色变化
B.K2FeO4净水的原理是溶于水生成Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附性
C.气体a的主要成分为
D.反应2为
【答案】A
【解析】高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,氯气中混有HCl气体,通过饱和食盐水洗气除去HCl气体,得到气体a的主要成分为Cl2,氯气和饱和KOH溶液在10~15℃条件下反应生成KClO,由于的溶解度小于KOH,会析出KClO白色沉淀,将Fe(NO3)3和KOH加入饱和次氯酸钾中发生反应生成K2FeO4,以此解答。
A.Fe2+的检验使用铁氰化钾试剂,若出现蓝色沉淀,则证明存在Fe2+,A错误;
B.用K2FeO4给水消毒、杀菌时得到的Fe3+,Fe3+水解得氢氧化铁胶体可以净水,B正确;
C.由分析可知,气体a的主要成分为Cl2,C正确;
D.反应2中Fe(NO3)3和KClO在碱性条件下发生氧化还原反应生成K2FeO4和KCl,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:,D正确;
故选A。
28.(2024-2025高一上·黑龙江哈尔滨·期末)实验探究是化学的魅力所在,某实验小组设计了如下两组实验, 回答下列问题:
Ⅰ.探究元素周期表中元素性质的递变规律。
(1)将大小相同的钠、镁、铝(除去氧化膜)分别投入冷水中 (填“钠”“镁”或“铝”)反应最剧烈;取两份未除去氧化膜的铝片,分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液,结果铝片都溶解,说明氧化膜是 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物,该实验中金属Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。
(2)向NaBr溶液中通入氯气,溶液呈黄色,可证明Cl的非金属性比Br强,反应的离子方程式为 。
Ⅱ.对市售的某补铁药片(有效成分为)是否变质进行检测,请帮助完成实验报告。
步骤1:取该补铁药片于试管中,加入适量蒸馏水溶解,药片部分溶解。
步骤2:取少量步骤1所得溶液于试管,滴加……,说明补铁药片已变质。
(3)补充步骤2中的操作和现象: 。
(4)用,制成药片时,外表包有一层特殊的糖衣, 推测糖衣的作用是 。含有的补铁药片与维生素C同服,可以达到更好的补铁效果, 这个过程中体现维生素C的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(5)易被氧化,请写出浊液中的被溶解在浊液中的氧化的化学方程式: 。
【答案】(1) 钠 两性
(2)
(3)滴加溶液,溶液出现红色
(4) 隔绝空气,防止被氧化 还原性
(5)
【解析】(1)钠比镁、铝活泼,因此钠与冷水反应最剧烈;取两份未除去氧化膜的铝片,分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液,结果铝片都溶解,该实验说明既能和酸反应,也能和碱反应,说明是两性氧化物;金属Al与氢氧化钠溶液反应生成和氢气,离子方程式为:;
(2)向NaBr溶液中通入氯气,发生反应,反应产生的使溶液变为橙黄色,反应的离子方程式为;
(3)检测补铁药片是否变质,如若变质,会转化为,所以取补铁药片于试管中,加蒸馏水溶解,取所得溶液于试管,滴加几滴溶液,溶液变红,说明补铁药片已变质;
(4)药片外表的糖衣可以隔绝空气,防止被氧化,与维生素C同服,可使变质的转化为,铁元素化合价降低,被还原,维生素C起还原作用;
(5)二价的亚铁均易被氧化,浊液中的被溶解在浊液中的氧化,可以观察到白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,化学方程式为。
29.(2024-2025高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)含铜电路板可以用FeCl3进行刻蚀,对刻蚀后的液体(FeCl3、FeCl2和CuCl2)进行处理以提取FeCl2·4H2O、胆矾,流程如图,回答下列问题。
(1)含铜电路板用FeCl3进行刻蚀发生反应的离子方程式 。
(2)检验刻蚀后的液体中是否含有Fe2+,能否用酸性KMnO4溶液,并说明理由 。
(3)过程②中选择的试剂为 ;过程③中加入铁粉的目的是 。
(4)过程④发生反应的化学方程式为 。
(5)胆矾中结晶水含量测定:称量样品,经灼烧至胆矾全部变为白色,冷却,称量,重复上述操作,最终样品质量恒定为。
①从下列仪器中选出灼烧,冷却需使用的仪器 (填标号)。
②根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。
【答案】(1)Cu+2Fe3+=Cu2++3Fe2+
(2)不能,刻蚀后的液体中有Cl-,也能被酸性KMnO4氧化
(3) 盐酸 防止Fe2+被氧化为Fe3+
(4)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(5) AC 160(m1-m2)/18m2
【解析】刻蚀后的液体主要含FeCl3、FeCl2和CuCl2等,加入过量铁粉,发生反应Fe+2FeCl3=3FeCl2,Fe+CuCl2=Cu+FeCl2,过滤,得到滤液主要为FeCl2溶液,滤渣的成分为过量的Fe和反应生成的Cu,向滤渣中加入盐酸,,得到的滤液为FeCl2,向该溶液中加入少量铁粉,防止亚铁离子被氧化,最后经过一系列处理得到FeCl2·4H2O晶体,将铜与硫酸和过氧化氢反应,生成硫酸铜溶液,反应的化学方程式为,经过一系列操作,得到,据此分析作答。
(1)FeCl3具有氧化性,能将Cu氧化,含铜电路板用FeCl3进行刻蚀发生反应的离子方程式:Cu+2Fe3+=Cu2++3Fe2+。
(2)检验刻蚀后的液体中是否含有Fe2+,不能用酸性KMnO4溶液,并说明理由:刻蚀后的液体中有Cl-,也能被酸性KMnO4氧化。
(3)由分析知,过程②中选择的试剂为盐酸;过程③中加入铁粉的目的是防止亚铁离子被氧化。
(4)由分析知,过程④铜与硫酸和过氧化氢反应,生成硫酸铜溶液,过程④发生反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。
(5)①胆矾中结晶水含量测定中,灼烧时应该选用坩埚,故选A,冷却时应该选C,C中有干燥剂,可以减少误差,故答案为AC。
②称量样品,经灼烧至胆矾全部变为白色,冷却,称量,重复上述操作,最终样品质量恒定为。可知水的质量为,则水的物质的量为,由可得, 胆矾分子中结晶水的个数为。
30.(2024-2025高一上·辽宁沈阳·期末)综合利用废弃物,对资源利用和环境保护具有现实意义。现利用某废旧金属材料(主要含Fe、Cu、Al及这几种金属的氧化物)制备绿矾,并回收部分金属。流程如下:
已知:在酸性条件下易被还原为Mn2+。
请完成下列问题。
(1)碱浸时发生反应的物质有 (填化学式)。
(2)滤液1与过量CO2反应的离子方程式为 。
(3)向酸浸1后的溶液中加入过量的试剂a,其作用是:①消耗过量的酸;②防止Fe2+被氧化;③ (用离子反应方程式表示)。
(4)测定所得绿矾中Fe2+的含量,步骤如下:
步骤I:称取ag绿矾样品,并将其配制成100mL溶液。
步骤II:取出25mL步骤I中配制的溶液,加入适量稀硫酸,滴入bmol/L的KMnO4溶液直至反应完全,共消耗KMnO4溶液cmL。
步骤I中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。计算硫酸亚铁晶体样品中Fe2+的质量分数 (用含a、b、c的代数式表示)。
(5)8.34 g绿矾()晶体样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示:
温度为159℃时固体N的化学式为 ,取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃得到一种固体物质Q,同时有两种体积相等的无色气体生成,请写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)Al、
(2)[Al(OH)4]- +CO2=Al(OH)3↓+
(3)
(4) 100mL容量瓶
(5) FeSO4·H2O 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【解析】废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、A12O3、CuO等,加入氢氧化钠溶液“碱浸”,Al、A12O3溶解可得到偏铝酸钠溶液,操作I为过滤,滤液I为偏铝酸钠溶液,通入过量二氧化碳得到滤渣III:氢氧化铝沉淀,可用于提取铝,滤渣I含有Fe、Cu、Fe2O3、FeO、CuO等,加入试剂X即“酸浸”,可生成硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜,加入过量试剂a:铁粉,可用于除去硫酸铜,并与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,得到滤液Ⅱ为硫酸亚铁,滤渣Ⅱ为Fe、Cu,加入稀硫酸酸浸,Cu不与硫酸反应,过滤得到铜,滤液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾。
(1)根据分析,碱浸时发生反应的物质有:Al、A12O3;
(2)滤液1与过量CO2反应的离子方程式为:[Al(OH)4]- +CO2=Al(OH)3↓+;
(3)向酸浸1后的溶液中加入过量的试剂a,其作用是:①消耗过量的酸;②防止Fe2+被氧化;③除去硫酸铜,离子方程式为:;
(4)步骤I中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶;II中关系式为:,硫酸亚铁晶体样品中Fe2+的质量分数为:;
(5)8.34g绿矾()晶体的物质的量为,M点时失重的质量为:,失重的分子量为:,故失去了6各结晶水,故M点的化学式为:;P的相对分子质量为,为FeSO4,隔绝空气加热至650℃得到一种固体物质Q,同时有两种体积相等的无色气体生成,应为SO2和SO3,化学方程式为:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
31.(2024-2025高一上·辽宁点石联考·期末)铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。查阅有关资料如下:
ⅰ.:熔点为306℃;易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500~600℃的铁粉中通入来制备无水。
ⅱ.:熔点为670℃,易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入来制备无水。
某化学活动小组用如图所示的装置(部分夹持装置略去)模拟工业生产制备无水(铁粉足量)。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)在装置A中,用与浓盐酸反应制取氯气,该反应的化学方程式为 。
(3)B中盛放的试利X是 。D中盛放的碱石灰的作用是 (答两条)。
(4)取装置C中的少量产物溶于稀盐酸中配成稀溶液,经检测发现其中混有, (填“能”或“不能”)说明生成的同时还生成了,理由是 (用离子方程式表示)。
(5)取装置C中的产物,按以下步骤进行测定:
①称取m g装置C中的产物溶于过量的稀盐酸中;
②加入足量溶液;
③再加入足量溶液;
④过滤、洗涤后干燥沉淀;
⑤称量所得固体为a g。
则装置C中的产物中铁元素的质量分数为 %(用带有m和a的式子表示)。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2)
(3) 浓硫酸 吸收氯气防止污染、防止空气中的水蒸气进入C中使潮解
(4) 不能
(5)
【解析】(1)根据装置图,仪器a的名称为圆底烧瓶;
(2)在装置A中,与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气、水,反应的化学方程式为。
(3)易吸收空气中的水分而潮解,需用干燥的氯气和铁反应制取,B中盛放的试利X作用是干燥氯气,X是浓硫酸。氯气有毒,D中盛放的碱石灰的作用是吸收氯气,防止污染,同时D中碱石灰防止空气中的水蒸气进入C中使潮解。
(4)取装置C中的少量产物溶于稀盐酸中配成稀溶液,经检测发现其中混有,铁粉能把还原为,反应反应,所以不能说明生成的同时还生成了。
(5)①称取m g装置C中的产物溶于过量的稀盐酸中;②加入足量溶液;③再加入足量溶液;④过滤、洗涤后干燥沉淀,所得沉淀为Fe(OH)3;⑤称量所得固体为a g,根据Fe元素守恒,装置C中的产物中铁元素的质量分数为。
32.(2024-2025高一上·吉林吉林一中·期末)由硫铁矿烧渣(主要成分:和FeO得到绿矾,再通过绿矾制备铁黄(铁为+3价)的流程如下:
已知:和铁黄均难溶于水;
(1)步骤①选用 (化学式)来溶解烧渣,不改变反应温度的情况下,能增加浸取率的方法有 (举一例即可)。
(2)步骤②中加入所涉及的离子反应方程式为 ,可用 代替。
为验证得到的绿矾粗产品的纯度,进行了如下实验:使用分析天平称取2.50g绿矾晶体,溶于20mL2mol/L的稀硫酸,恰好能使的溶液褪色。
(3)反应的离子方程式为 。
(4)绿矾粗产品的纯度为 (以百分数表示,保留一位小数),造成此结果偏大的原因可能为 。
【答案】(1) 搅拌(或粉碎烧渣)
(2)
(3)
(4) 产品风化失去部分结晶水或产品中混有其它还原性物质
【解析】步骤①(酸溶):为制备绿矾,选用溶解烧渣(主要成分、),这样可避免引入杂质离子。将烧渣中的铁的氧化物转化为和。 步骤②(加入):加入是为了将还原为,离子反应方程式为。也可用粉代替,与发生反应,同样能实现到的转化。步骤③(制备绿矾):从含的溶液中获取绿矾,需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。因为绿矾含有结晶水,不能直接蒸干溶液,否则结晶水会失去,得不到绿矾晶体。 步骤④(制备铁黄):绿矾中的在氨水和空气作用下,被氧化并转化为铁黄。反应过程中,先与氨水反应生成,再被空气中的氧化,逐步转化为,要控制反应条件(如氨水用量、空气通入量等),否则可能会生成等杂质,影响铁黄纯度。
(1)要得到绿矾,为了不引入新的杂质,步骤①选用来溶解烧渣。在不改变反应温度的情况下,增加浸取率的方法可以是搅拌(增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高浸取率)或者将烧渣粉碎(增大反应物的接触面积)等。
(2)步骤②中加入,中S为- 1价,具有还原性,溶液中的具有氧化性,二者发生氧化-还原反应,离子反应方程式为。可以用代替,因为也能与反应生成,反应方程式为。
(3)具有强氧化性,能将氧化为,自身被还原为,反应的离子方程式为。
(4)根据可知,。,则。绿矾的物质的量n = 0.01mol,理论上其质量。绿矾粗产品的纯度。造成此结果偏大的原因可能为产品风化失去部分结晶水,即消耗高锰酸钾偏多或产品中混有其它还原性物质,即消耗高锰酸钾偏多,从而计算出的绿矾纯度偏大。
33.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)电子工业中常用FeCl3溶液做“腐蚀液”,腐蚀覆铜板制作印刷电路板。为使“腐蚀液”能得到循环利用并回收铜的流程图如下:
(1)写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式 。
(2)滤渣的成分为 (填化学式)。
(3)加足量氯水后反应的离子方程式为 。
(4)将少量溶液B滴入氢氧化钠溶液中,产生的现象是 。
(5)能在酸性环境下将氧化为的氧化剂有KMnO4、KClO3、H2O2、Cl2等。已知下列四种氧化剂氧化Fe2+后对应的还原产物如下:
氧化剂
KMnO4
KClO3
H2O2
Cl2
还原产物
Mn2+
H2O
①判断等物质的量的四种氧化剂分别与足量的酸性FeSO4溶液反应,得到最多的是 (填化学式)。
②写出KClO3溶液与酸性FeSO4溶液反应的离子方程式 。
【答案】(1)
(2)Cu、Fe
(3)
(4)先生成白色沉淀,随后变为灰绿色,最后变为红褐色
(5) KClO3
【解析】由流程可知,Cu与过量FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2,加入过量的Fe,铁与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜,过滤,滤渣中含有铜和未反应的铁,加入足量稀盐酸与Fe反应生成溶液B为FeCl2,通入足量氯水将FeCl2氧化为FeCl3。
(1)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为:,故答案为:;
(2)根据分析,铁与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜,过滤,滤渣中含有Cu和未反应的Fe,故答案为:Cu、Fe;
(3)加足量氯水将FeCl2氧化为FeCl3,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)溶液B为FeCl2,滴入氢氧化钠溶液生成白色沉淀Fe(OH)2,易被氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3,产生的现象是先生成白色沉淀,随后变为灰绿色,最后变为红褐色,故答案为:先生成白色沉淀,随后变为灰绿色,最后变为红褐色;
(5)①根据表格中还原产物分析,1mol四种氧化剂分别得到电子物质的量为5mol、6mol、2mol、2mol,1mol FeSO4被氧化为失去1mol电子,根据得失电子守恒,得到最多的是KClO3,故答案为:KClO3;
②KClO3溶液与酸性FeSO4溶液发生氧化还原反应生成KCl、Fe2(SO4)3和H2O,离子方程式为,故答案为:。
34.(2024-2025高一上·吉林长春·期末)Ⅰ.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比、、、氧化性更强,无二次污染,工业上先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)湿法制备高铁酸钾()是在碱性环境中进行,反应体系中有六种反应微粒:、、、、、。
①请依据上述信息,写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式: 。
②若反应过程中转移了电子,则还原产物的物质的量为 。
Ⅱ.工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
(2)试剂是 ,操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)滤液、中都有同一种溶质,它们转化为溶液的离子方程式为 。
(4)上述流程中操作Ⅲ包括 、 、过滤、洗涤等。
【答案】(1) 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O 0.25mol
(2) Fe 漏斗
(3)
(4) 蒸发浓缩 冷却结晶
【解析】由流程可知:腐蚀液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2,向腐蚀液中加入过量的试剂a,得到滤渣Y和滤液X,加入的a为Fe,滤渣Y为Cu、Fe,滤液X为FeCl2,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作Ⅰ为过滤;向滤渣Y中加入试剂b为稀盐酸,然后过滤得到Cu和滤液Z,Z中含有FeCl2和过量稀盐酸,Z与X合并然后加入试剂c,应该加入氯水,将FeCl2氧化为FeCl3,最后将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体,以此来解答。
(1)①湿法制备高铁酸钾时,Fe(OH)3失电子被氧化生成K2FeO4,则ClO-作氧化剂被还原生成Cl-,该反应在碱性条件下进行,则反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O;
②反应2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O中,Fe(OH)3中Fe的化合价由+3价升高至+6价,ClO-作氧化剂,发生还原反应生成Cl-,即Cl-为还原产物,Cl的化合价由+1价降低至-1价,每生成1molCl-转移2mol电子,若反应中转移了0.5mol电子,则还原产物的物质的量为0.25mol;
(2)由分析可知,试剂a是铁,操作I是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(3)滤液X、Z中都有FeCl2,FeCl2溶液中通入氯气,转化为FeCl3,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−;
(4)操作Ⅲ是氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到氯化铁晶体。
35.(2024-2025高一上·吉林白城·期末)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行):
①称取9.95gFeCl2•4H2O(Mr=199),配成50mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中。
②向三颈烧瓶中加入100mL14mol•L-1KOH溶液。
③持续磁力搅拌,将FeCl2溶液以2mL•min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中,100℃下回流3h。
④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在40℃干燥。
⑤管式炉内焙烧2h,得产品3.24g。
部分装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ;使用恒压滴液漏斗的原因是 。
(2)实验室制取N2有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为 ,对应的装置为 (填字母)。
可供选择的试剂:CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、饱和NaNO2(aq)、饱和NH4Cl(aq)
可供选择的发生装置(净化装置略去):
(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4,离子方程式为 。
(4)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为 ;使用乙醇洗涤的目的是 。
(5)该实验所得磁性材料的产率为 (保留3位有效数字)。
【答案】(1) 球形冷凝管 保持气压平衡,使液体顺利流下
(2) A(或B) 或NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑
(3)4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe3O4↓+4H2O
(4) 稀硝酸、硝酸银溶液 除去晶体表面水分,便于快速干燥。
(5)90.0%
【解析】实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,常见的可以是将氨气通入灼热的氧化铜中反应,可选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应,还可利用饱和NaNO2(aq)和饱和NH4Cl(aq)在加热下发生氧化还原反应制备氮气,可选择液体与液体加热制备气体型;
(1)仪器a的名称是球形冷凝管;恒压滴液漏斗在使用过程中可保持气压平衡,使液体顺利流下。
(2)据分析,将氨气通入灼热的氧化铜中反应可制得氮气:;可选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应,即选择A装置。还可利用饱和NaNO2(aq)和饱和NH4Cl (aq)在加热下发生氧化还原反应制备氮气,反应的化学方程式为:NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑,可选择液体与液体加热制备气体型,所以选择B装置也可;
(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4,离子方程式为:4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe3O4↓+4H2O;
(4)因为反应后溶液中有氯离子,所以在步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,需取最后一次洗涤液,加入稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则证明已洗涤干净;故所需试剂为稀硝酸、硝酸银溶液;水与乙醇互溶、乙醇易挥发,则使用乙醇洗涤的目的是:除去晶体表面水分,便于快速干燥。
(5)9.95gFeCl2•4H2O的物质的量为,根据发生反应的离子方程式:4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe3O4↓+4H2O,可知理论上所得的Fe和Fe3O4的物质的量各自为0.0125mol,所以得到的黑色产品质量应为0.0125mol×(56g/mol+232g/mol)=3.6g,实际得到的产品3.24g,所以其产率为=90.0%。
36.(2024-2025高一上·内蒙古锡林郭勒·期末)某样品中含有、、杂质。现从该样品中提纯,并回收铁红。
(1)操作①是 ,在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有 。
(2)样品和试剂①反应的化学方程式是 。白色固体②受热的化学方程式: 。
(3)溶液③中金属阳离子是 ,来源: 、 (离子方程式)。检测其存在的方法及现象: 。
(4)溶液③中通入某气体可能是 (化学式)。
【答案】(1) 过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒
(2) 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑ 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(3) Fe2+ Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+2Fe3+=3Fe2+ 取少量溶液③于试管中,加入KSCN,无明显现象,再加氯水,溶液变为红色。
(4)O2或Cl2
【解析】样品中加入试剂①NaOH溶液,、、与NaOH溶液不反应,Al与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],过滤后,得到的固体①为、、,溶液①为Na[Al(OH)4],溶液①中通入过量CO2,生成的白色固体②为Al(OH)3,固体①中加入稀盐酸,可能发生反应,Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2H+=2Fe2++3H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+ ;所以溶液③中含有Fe2+,加入氧化性气体,如O2或Cl2,Fe2+转化为Fe3+,加入过量试剂①NaOH,生成Fe(OH)3红褐色固体,再加热得到铁红。
(1)进行操作①后,得到固体①和溶液①,可推知,操作①为过滤,过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
(2)样品中加入试剂①NaOH溶液, Al与NaOH溶液发生反应的化学方程式是:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑,Na[Al(OH)4]中通入过量CO2,生成的白色固体
②为Al(OH)3,受热的化学方程式:2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(3)固体①为、、,加入稀盐酸,可能发生反应,Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+ ;所以溶液③中含有Fe2+,取少量溶液③于试管中,加入KSCN,无明显现象,再加氯水,溶液变为红色,可证明Fe2+的存在。
(4)溶液③中含有Fe2+,加入氧化性气体,如O2或Cl2,Fe2+转化为Fe3+,再加入过量试剂①NaOH,生成Fe(OH)3红褐色固体。
37.(2024-2025高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)刚玉在工业上有广泛的用途,其主要成分为a氧化铝。利用铝灰(主要成分为,含少量杂质、FeO、)制备刚玉的工艺流程如下:
已知:是酸性氧化物,且不与水反应。
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分是 (填化学式);过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和 。
(2)“氧化”操作的目的为 ,该过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
氢氧化物
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
用氨水“调节pH”,pH的范围是 。
(4)写出用氨水调节pH生成沉淀的离子方程式: 。
【答案】(1) 玻璃棒
(2) 将溶液中的全部氧化为
(3)2.8≤pH<3.4
(4)
【解析】铝灰与稀硫酸反应,生成Al3+、Fe2+、Fe3+,SiO2不溶于硫酸成为滤渣;加入双氧水后,因为双氧水具有强氧化性与亚铁离子反应生成铁离子,加入氨水并调节pH,使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,避免Al3+生成沉淀,调节pH在2.8~3.4之间,硫酸铝铵溶液经过结晶、干燥、煅烧生成Al2O3;
(1)据上述分析,滤渣为SiO2,过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)据上述分析,氧化的目的是使Fe2+完全转化为Fe3+,便于后续将铁离子转化为沉淀和铝离子分离,反应为过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子和水,;
(3)据所给信息及上述分析,用氨水调节 pH 的目的,使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,避免Al3+生成沉淀,所以pH范围应该为:2.8≤pH<3.4;
(4)铁离子和一水合氨生成氢氧化铁沉淀和铵根离子:。
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
$