题型04 钠、铝和铁的性质（期末真题汇编，天津专用）高一化学上学期

题型04 钠、铝和铁的性质 1．(24-25高一上·天津西青区·期末)利用下图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题： (1)是一种新型饮用水消毒剂，工业上其制备方法为：。 设代表阿伏加德罗常数的值，当反应转移电子的数目是时，所消耗氧化剂的物质的量为 。 (2)打印机使用的墨粉中含有，下列关于的说法正确的是___________(填字母)。 A．有磁性，是与的混合物 B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应 C．在空气里受热能迅速生成 D．与水蒸气在高温下反应能生成 (3)维生素易溶于水，可将转化为被人体吸收。为检验转化产物，设计如下实验：取适量溶液置于试管中，加入过量维生素片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸溶液，紫色褪去。该设计能否检验并说明理由： (4)溶液在空气中易变质，利用部分变质的溶液制备。 ①请在括号内填写所需试剂或条件，在方框内填写含铁物质的化学式 。 ②若该溶液最终制得，不考虑过程损失，变质前溶液的浓度为 。 2．(24-25高一上·天津南开中学·期末)物质A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K存在下图转化关系，其中有部分生成物未在框架图中列出。其中A、B、D、H为单质，溶液C在进行焰色反应时肉眼观察到黄色火焰，试回答： (1)金属元素H在周期表中的位置为： ，D离子的结构示意图： 。 (2)写出C与D反应的化学方程式： 。 (3)实验室用溶液制取G的离子方程式是 。 (4)写出I与C反应的实验现象： ，为避免此反应生成K一般在密闭环境下实验，同时可在反应试剂中加入少量 (选填“铁粉”、“硝酸”或“溶液”)。 (5)金属A、D、H在一定条件都能与水下反应，其中H与反应的化学方程式是 ； 将0.2molA和0.2molD同时放入足量的中，充分反应后得到气体在标况下的体积为 。 (6)甲、乙两烧杯中各盛有的溶液E和C溶液，向两烧杯中分别加入等质量的D，反应结束后，测得生成的气体体积比为，则加入D的质量为 。 3．(24-25高一上·天津红桥区·期末)1.物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价-类”二维图。 请回答下列问题： (1)物质①与水反应的离子方程式为 ，所以通常将其保存在 中。 (2)写出淡黄色固体②的电子式： 。 (3)从核心元素价态的视角看，NaH中H元素的化合价为 。 II．铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。小组同学进行与铁元素有关的相关实验。 (4)操作1的名称是 。 (5)溶液②为浅红色，说明溶液①中含有 (填离子符号)。 (6)溶液③中 (填实验现象)，证明溶液②中还含有，用离子方程式表达参与的反应： 。 (7)可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾()，氧化性比、、、更强，在制备过程中部分主要反应物和生成物关系如下：；该反应中每生成1moL，转移电子的数目为： 。 4．(24-25高一上·天津滨海新区·期末)某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的补铁药硫酸亚铁粉末的主要成分及相关性质。先对该粉末的成分进行了如下假设： a.只含有硫酸亚铁；b.含有硫酸亚铁和硫酸铁；c.只含有硫酸铁 然后将该补铁药粉末溶于水中得到溶液(记为)，进行如下实验： 实验序号 操作 现象 i 取溶液，加入溶液 产生红褐色沉淀 ii 取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液 溶液显红色 (1)对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀。 由实验ⅱ得出的结论是 ，结合实验ⅰ和ⅱ，推测实验ⅰ实际现象与预期现象不符的原因可能是 。 为进一步验证假设，小组同学又进行了以下实验： 实验序号 操作 现象 ⅲ 取溶液，加入1滴KSCN溶液，再加入水 溶液显红色 ⅳ 取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1mL氯水 溶液显红色，颜色比ⅲ深 (2)实验ⅳ中氯水参与反应的离子方程式是 。 (3)通过实验，可得到的结论是粉末中有 ，理由是 。 明确了的组成后，该小组同学进一步探究与锌粉的反应，进行实验： 实验序号 操作 现象 ⅴ 取溶液，加入一定量锌粉(mg) 无明显现象 在操作过程中，发现锌粉漂浮在试管中，影响实验现象的观察，因此未观察到明显现象。最后，该小组同学为确认反应的发生，查阅资料发现亚铁离子遇铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀，并据此对实验ⅴ进行了改进，进行实验ⅵ和ⅶ： 实验序号 操作 现象 ⅵ 取溶液，加入3滴铁氰化钾溶液 产生蓝色沉淀 ⅶ 取溶液，加入一定量锌粉(mg)，再加入3滴铁氰化钾溶液 产生蓝色沉淀，沉淀量比ⅵ多 (4)由此确认：实验ⅴ未观察到明显现象，并不意味着未发生反应。根据实验ⅶ的现象，写出锌和铁离子一定会发生的反应的离子方程式： ，ⅶ能否加入过量的锌粉 (填能或否)。 5．(24-25高一上·天津南开区·期末)含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如图所示。 回答下列问题： (1)Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水。写出该反应的化学方程式： 。 (2)利用废铁屑(杂质不溶于酸)制备X i．取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤 ii．向滤液中加入足量氯水 iii．再加入过量的氢氧化钠溶液，有沉淀Y生成 iv．过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到bg固体X ①步骤ii中氯水的作用是 。 ②沉淀Y的颜色为 。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 (3)写出图中Z转化为Y的化学方程式： 。 (4)制作广告牌时，用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，该反应的离子方程式为 。可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是 (填名称)。 (5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的原理为3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。 ①每生成1mol Na2FeO4时转移电子的数目为 。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。 6．(22-23高一上·天津河东区·期末)中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质，N在空气中切开后光亮的表面很快变暗，F为黄绿色气体单质，I为红褐色固体。回答下列问题： (1)B的化学式为 ，E在F中燃烧的火焰颜色为 。 (2)M生成A的化学方程式为 。 (3)物质C和物质D的溶液常温下在空气中反应的实验现象是 。 (4)物质H与O2生成物质I的化学方程式为 。 (5)加热物质I，可生成一种红棕色粉末，请写出该红棕色粉末的一种用途 。 (6)实验室制备气体F的化学方程式为 。 (7)将过量的物质P加入到紫色石蕊溶液中，振荡，观察到的现象为 。 7．(24-25高一上·天津耀华中学·期末)铁为日常生活中用量最大的金属单质.利用如图装置来探究铁与水蒸气的反应： (1)装置B中发生反应的化学方程式为 。 (2)装置A、B加热的先后顺序是 ；石棉绒的作用是 。 (3)关于该实验，下列说法错误的是 (填字母)。 A．装置C中盛放的固体可能是碱石灰(固体和的混合物)，起干燥作用 B．如果反应后B中残留的固体为黑色纯净物，则该固体可能为，或中的一种 C．装置D采用向下排空气法收集反应产生的气体 8．(24-25高一上·天津五区县重点校·期末)某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3、SiO2)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： 已知SiO2能溶于NaOH溶液。 (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为 (2)①“氧化”的目的是 ； ② (填能或否)用H2O2代替O2。 (3)“沉铁”步骤可观察到现象是 。 (4)“操作b”的名称为 ，用到的玻璃仪器有 。 (5)操作c中所发生的化学反应方程式为 。 9．(24-25高一上·天津河西区·期末)以废铁屑(含少量、FeS等杂质)为原料，制备绿矾晶体()，流程示意图如下。 查阅资料：①晶体溶解度随温度升高增大，受热易分解。 ②是二元弱酸，有毒性。 (1)的结构式 ，处理尾气的试剂为 。 (2)操作X包含：蒸发浓缩、 。 (3)酸浸时，稀溶解废铁屑中的相关物质，发生的离子反应有：、和 。 (4)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。 酸浸时间 1min 30min 120min 用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红 ①1min时检验，溶液变红，说明所得溶液中含有 。 ②30min时检验，用离子方程式表示溶液未变红的原因 。 ③120min时检验，溶液又变红色，用离子方程式说明原因 。 (5)测定所得硫酸亚铁晶体的含量，步骤如下： Ⅰ：称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成100mL溶液。 Ⅱ：取出10mL溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol·L-1的溶液，至反应完全共消耗溶液cmL(被还原为)， ①配制100mL溶液需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、 。 ②硫酸亚铁晶体的质量分数 。(的摩尔质量为278g/mol) (6)为探究存在是否会干扰与反应，设计如下实验，分别向下列各组混合溶液中分别滴加2滴0.1mol/L溶液，并记录现象。 实验组 实验操作 现象 实验① 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL蒸馏水 紫红色不褪去 实验② 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL0.1mol/L硫酸 紫红色不褪去 实验③ 2mL___________溶液＋0.5mL6mol/L硫酸 紫红色明显变浅 回答下列问题： ①可能干扰与反应的原因是 。 ②实验③空白处是 ；根据三组实验可得出的结论是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 钠、铝和铁的性质 1．(24-25高一上·天津西青区·期末)利用下图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题： (1)是一种新型饮用水消毒剂，工业上其制备方法为：。 设代表阿伏加德罗常数的值，当反应转移电子的数目是时，所消耗氧化剂的物质的量为 。 (2)打印机使用的墨粉中含有，下列关于的说法正确的是___________(填字母)。 A．有磁性，是与的混合物 B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应 C．在空气里受热能迅速生成 D．与水蒸气在高温下反应能生成 (3)维生素易溶于水，可将转化为被人体吸收。为检验转化产物，设计如下实验：取适量溶液置于试管中，加入过量维生素片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸溶液，紫色褪去。该设计能否检验并说明理由： (4)溶液在空气中易变质，利用部分变质的溶液制备。 ①请在括号内填写所需试剂或条件，在方框内填写含铁物质的化学式 。 ②若该溶液最终制得，不考虑过程损失，变质前溶液的浓度为 。 【答案】(1)1.5mol (2)CD (3)不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有生成 (4) 【详解】（1）氧化剂为次氯酸钠，氯元素由+1价降低到-1价，3molClO-被完全还原，转移电子6mol，所以当反应转移电子的数目是3NA时，所消耗氧化剂的物质的量为1.5mol； 故答案为：1.5mol； （2）A．四氧化三铁有磁性，四氧化三铁是由与按照一定比例组成的纯净物，故A错误； B．四氧化三铁只与酸反应，不与碱反应，不属于两性氧化物，故B错误； C．FeO中铁元素为+2价，还原性较强，在空气里受热，发生氧化还原反应，能迅速生成Fe3O4，故C正确； D．与水蒸气高温下反应能生成Fe3O4和氢气，故D正确； 故答案为：CD； （3）维生素C具有强的还原性，亚铁离子、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，干扰了亚铁离子的检验，此实验方案设计不严密； 故答案为：不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有生成； （4）部分变质的氯化亚铁溶液中含有少量的氯化铁，变质后的溶液中加入酸化的双氧水，亚铁离子被氧化为铁离子，然后向溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成氢氧化铁红褐色固体，给该固体加热，氢氧化铁分解为氧化铁和水； ①结合以上分析可知，方框内和括号内各物质化学式为：； 故答案为：； ②的物质的量为=0.01mol，铁元素的物质的量n(Fe)=0.02mol；根据铁元素守恒规律，变质前n(FeCl2)= n(Fe)=0.02mol，则100mL该溶液中，c(FeCl2)= =0.2mol/L； 故答案为：0.2mol/L。 2．(24-25高一上·天津南开中学·期末)物质A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K存在下图转化关系，其中有部分生成物未在框架图中列出。其中A、B、D、H为单质，溶液C在进行焰色反应时肉眼观察到黄色火焰，试回答： (1)金属元素H在周期表中的位置为： ，D离子的结构示意图： 。 (2)写出C与D反应的化学方程式： 。 (3)实验室用溶液制取G的离子方程式是 。 (4)写出I与C反应的实验现象： ，为避免此反应生成K一般在密闭环境下实验，同时可在反应试剂中加入少量 (选填“铁粉”、“硝酸”或“溶液”)。 (5)金属A、D、H在一定条件都能与水下反应，其中H与反应的化学方程式是 ； 将0.2molA和0.2molD同时放入足量的中，充分反应后得到气体在标况下的体积为 。 (6)甲、乙两烧杯中各盛有的溶液E和C溶液，向两烧杯中分别加入等质量的D，反应结束后，测得生成的气体体积比为，则加入D的质量为 。 【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 (2) (3) (4) 先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 铁粉 (5) 8.96L (6)3.6g 【分析】金属A与水反应生成碱和氢气，则气体B为H2，C溶液焰色试验观察到黄色火焰，C含有Na元素，则C是NaOH，A是金属钠；B（H2）与Cl2反应生成HCl，则E是HCl，溶液E是盐酸；Cl2与金属H反应后生成FeCl3，则H是铁；溶液E（盐酸）与H（Fe）反应生成FeCl2和H2，则I是FeCl2；FeCl3与溶液C（NaOH溶液）反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀，则K是Fe(OH)3；溶液C（NaOH溶液）与金属D反应生成B（H2）和溶液F，则金属D是Al，F是Na[Al(OH)4]，溶液F与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3白色胶状沉淀，则G是Al(OH)3。据此答题。 【详解】（1） H是Fe，在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族。D是Al，的结构示意图为：。 （2）C是NaOH，D是Al，C与D反应的化学方程式为：。 （3）G是Al(OH)3，实验室用AlCl3溶液与氨水制取Al(OH)3，反应的离子方程式为：。 （4）I是FeCl2，C是NaOH，两者反应生成Fe(OH)2和NaCl，Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3，反应的实验现象为：先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色； FeCl2容易被氧化，而铁粉可与反应生成，在FeCl2溶液中加入少量铁粉，能有效防止FeCl2溶液氧化变质。因此，为避免I与C反应时生成K，一般在密闭环境下实验，同时可在反应试剂中加入少量铁粉。 （5）A是Na，D是Al，H是Fe，Fe能与水蒸气在高温下发生反应，反应的化学方程式为：。 0.2mol Na与水反应时有： ， 生成的NaOH与Al恰好完全反应，有： 因此，将0.2molA和0.2molD同时放入足量的中，充分反应后得到气体在标况下的体积为。 （6）溶液E是盐酸，含HCl ，C溶液是NaOH溶液，含NaOH ，D是Al，甲、乙烧杯中反应的化学方程式分别为：、，若铝完全反应，两者生成的H2体积相同，现测得生成的气体体积比为，说明甲中Al过量，则： ， 因此，乙中生成的H2物质的量为，根据方程式，若完全反应，生成的H2为，则乙中NaOH过量，Al完全反应，有： 因此，加入的Al的质量是3.6g。 3．(24-25高一上·天津红桥区·期末)1.物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价-类”二维图。 请回答下列问题： (1)物质①与水反应的离子方程式为 ，所以通常将其保存在 中。 (2)写出淡黄色固体②的电子式： 。 (3)从核心元素价态的视角看，NaH中H元素的化合价为 。 II．铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。小组同学进行与铁元素有关的相关实验。 (4)操作1的名称是 。 (5)溶液②为浅红色，说明溶液①中含有 (填离子符号)。 (6)溶液③中 (填实验现象)，证明溶液②中还含有，用离子方程式表达参与的反应： 。 (7)可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾()，氧化性比、、、更强，在制备过程中部分主要反应物和生成物关系如下：；该反应中每生成1moL，转移电子的数目为： 。 【答案】(1) 煤油 (2) (3) (4)过滤 (5) (6) 红色加深 (7) 【分析】I．根据物质①为Na，淡黄色固体②为Na2O2，单质钠与水反应，生成NaOH和H2； II．菠菜剪碎后，加入稀硫酸加热酸浸，过滤除去不溶物，铁离子进入滤液中，加硫氰化钾，溶液先浅红色，说明含有铁离子，再加过氧化氢溶液，红色加深，说明滤液中还含有亚铁离子； 【详解】（1）从“价-类”二维图中可以看出，物质①为Na，单质钠与水反应，生成NaOH和H2，反应的离子方程式为，实验室中Na通常保存在煤油中； （2） 淡黄色固体②为Na2O2，由过氧根和钠离子构成，电子式为：； （3）NaH中Na为+1价，H元素的化合价为-1价； （4）操作1为分离溶液和不溶性固体，是过滤； （5）硫氰化钾溶液遇到铁离子变红，溶液②为浅红色，说明溶液①中含有Fe3+； （6）溶液③中红色加深，说明铁离子增多，证明溶液②中还含有Fe2+，是因为Fe2+被过氧化氢溶液氧化为Fe3+，离子方程式为； （7）该反应中Fe元素的化合价由+2价变为+6价，Na2O2中的O元素化合价由-1价变为0价和-2价，同时Na2O2中还有部分O升高为0价，生成O2，反应中有的Na2O2作氧化剂，每生成1mol O2，作氧化剂的Na2O2有5mol，转移电子的物质的量为5mol×2×[(-1)-(-2)]=10mol，则转移电子数为10NA。 4．(24-25高一上·天津滨海新区·期末)某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的补铁药硫酸亚铁粉末的主要成分及相关性质。先对该粉末的成分进行了如下假设： a.只含有硫酸亚铁；b.含有硫酸亚铁和硫酸铁；c.只含有硫酸铁 然后将该补铁药粉末溶于水中得到溶液(记为)，进行如下实验： 实验序号 操作 现象 i 取溶液，加入溶液 产生红褐色沉淀 ii 取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液 溶液显红色 (1)对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀。 由实验ⅱ得出的结论是 ，结合实验ⅰ和ⅱ，推测实验ⅰ实际现象与预期现象不符的原因可能是 。 为进一步验证假设，小组同学又进行了以下实验： 实验序号 操作 现象 ⅲ 取溶液，加入1滴KSCN溶液，再加入水 溶液显红色 ⅳ 取2mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1mL氯水 溶液显红色，颜色比ⅲ深 (2)实验ⅳ中氯水参与反应的离子方程式是 。 (3)通过实验，可得到的结论是粉末中有 ，理由是 。 明确了的组成后，该小组同学进一步探究与锌粉的反应，进行实验： 实验序号 操作 现象 ⅴ 取溶液，加入一定量锌粉(mg) 无明显现象 在操作过程中，发现锌粉漂浮在试管中，影响实验现象的观察，因此未观察到明显现象。最后，该小组同学为确认反应的发生，查阅资料发现亚铁离子遇铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀，并据此对实验ⅴ进行了改进，进行实验ⅵ和ⅶ： 实验序号 操作 现象 ⅵ 取溶液，加入3滴铁氰化钾溶液 产生蓝色沉淀 ⅶ 取溶液，加入一定量锌粉(mg)，再加入3滴铁氰化钾溶液 产生蓝色沉淀，沉淀量比ⅵ多 (4)由此确认：实验ⅴ未观察到明显现象，并不意味着未发生反应。根据实验ⅶ的现象，写出锌和铁离子一定会发生的反应的离子方程式： ，ⅶ能否加入过量的锌粉 (填能或否)。 【答案】(1) 粉末中肯定有 与生成的红褐色沉淀遮盖了与生成的白色沉淀或溶液中的都被氧化成 (2) (3) 和 实验ⅳ中加入氯水后溶液颜色变深，说明原溶液中的被氯水氧化为 (4) 否 【分析】该实验探究某袋敞口放置一段时间的补铁药硫酸亚铁粉末的主要成分及相关性质，首先提出假设，再结合Fe2+和Fe3+的性质进行实验验证，最后检验Fe3+与Zn的反应。 【详解】（1）取2mL溶液X，加入1滴KSCN，溶液变红色证明含铁离子，即说明粉末中肯定有；实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀，因为Fe2+与NaOH反应生成白色氢氧化亚铁，进而被氧化为氢氧化铁，结合实验ⅰ和ⅱ，推测实验ⅰ实际现象与预期现象不符的原因可能是与生成的红褐色沉淀遮盖了与生成的白色沉淀或溶液中的都被氧化成； （2）取2mL溶液X，加入1滴KSCN，再加入1mL氯水，溶液显红色，颜色比ⅲ深证明铁离子结合SCN-生成的Fe(SCN)3浓度大，说明亚铁离子被氧化生成了铁离子，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+； （3）通过以上实验，可得到的结论是：粉末成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假设b成立)，原因为：实验ⅲ证明了溶液中有Fe3+；实验ⅳ中加入氯水后溶液颜色变深，说明Fe3+增加，也就是溶液中的Fe2+被氯水氧化为Fe3+，因此证明原溶液中有Fe2+．即可证明溶液中既有Fe3+，也有Fe2+，即假设b成立； （4）实验ⅴ未观察到明显现象，并不意味着未发生反应。根据实验ⅶ的现象：产生的蓝色沉淀比vi多，说明有更多的Fe2+生成，说明一定发生反应：Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+；不能加入过量的锌粉，因为过量的锌粉能与亚铁离子反应，影响对亚铁离子数量的检验。 5．(24-25高一上·天津南开区·期末)含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如图所示。 回答下列问题： (1)Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水。写出该反应的化学方程式： 。 (2)利用废铁屑(杂质不溶于酸)制备X i．取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤 ii．向滤液中加入足量氯水 iii．再加入过量的氢氧化钠溶液，有沉淀Y生成 iv．过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到bg固体X ①步骤ii中氯水的作用是 。 ②沉淀Y的颜色为 。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 (3)写出图中Z转化为Y的化学方程式： 。 (4)制作广告牌时，用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，该反应的离子方程式为 。可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是 (填名称)。 (5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的原理为3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。 ①每生成1mol Na2FeO4时转移电子的数目为 。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。 【答案】(1)Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O (2) 氧化亚铁离子生成铁离子 红褐色 ×100% (3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (4) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 硫氰酸钾溶液 (5) 3NA 铁酸钠被还原后的产物Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性 【分析】根据铁元素的“价类二维图”，X是Fe2O3、Y是Fe(OH)3、Z是Fe(OH)2。 【详解】（1）Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水，铁元素化合价由0升高为+3、硝酸中N元素化合价由+5降低为+2，根据得失电子守恒，配平该反应的化学方程式为Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。 （2）i．取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤得到硫酸亚铁溶液； ii．向滤液中加入足量氯水，氯水把氯化亚铁氧化为氯化铁； iii．再加入过量的氢氧化钠溶液，氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠； iv．过滤，加热氢氧化铁沉淀，氢氧化铁分解为氧化铁和水； ①步骤ii中氯水的作用是氧化亚铁离子生成铁离子。 ②Y是氢氧化铁，颜色为红褐色。 ③得到bg固体X为Fe2O3，根据铁元素守恒，该废铁屑中铁元素的质量分数=×100%。 （3）Z转化为Y是氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； （4）用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，该反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。KSCN遇Fe3+溶液变红，可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是硫氰酸钾溶液。 （5）①铁元素化合价由+3升高为+6，每生成1mol Na2FeO4时转移电子的数目3NA。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是：铁酸钠被还原后的产物Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮杂质。 6．(22-23高一上·天津河东区·期末)中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质，N在空气中切开后光亮的表面很快变暗，F为黄绿色气体单质，I为红褐色固体。回答下列问题： (1)B的化学式为 ，E在F中燃烧的火焰颜色为 。 (2)M生成A的化学方程式为 。 (3)物质C和物质D的溶液常温下在空气中反应的实验现象是 。 (4)物质H与O2生成物质I的化学方程式为 。 (5)加热物质I，可生成一种红棕色粉末，请写出该红棕色粉末的一种用途 。 (6)实验室制备气体F的化学方程式为 。 (7)将过量的物质P加入到紫色石蕊溶液中，振荡，观察到的现象为 。 【答案】(1) FeCl3 苍白色 (2)3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 (3)先变成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 (4)4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 (5)颜料 (6)MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (7)产生气泡，溶液先变蓝后褪色 【分析】F为黄绿色气体单质，说明F为Cl2，I为红褐色固体，I是Fe(OH)3，H和O2反应生成Fe(OH)3，H为Fe(OH)2，C与Cl2反应生成B、B与金属单质M反应生成C，说明C中含有Fe2+，Fe2+与Cl2反应生成的B中含有Fe3+，亚铁离子和D生成氢氧化亚铁，则D为碱，常见活泼金属单质N与水在常温下反应生成碱，N为Na，D为NaOH、E为H2，H2与Cl2反应生成的G为HCl，HCl与Fe(OH)3反应的B为FeCl3，FeCl3可以和Fe反应生成FeCl2，所以金属单质M为Fe，Fe与水蒸气在高温下反应生成A为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3；钠与氧气在点燃条件下反应生成的P为过氧化钠。 【详解】（1）B的化学式为FeCl3；H2在Cl2中燃烧时发出苍白色火焰； （2）Fe与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2； （3）FeCl2、NaOH在溶液中反应生成Fe(OH) 2，Fe(OH) 2很快被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，实验现象为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色； （4）FeCl2、NaOH在溶液中反应生成Fe(OH) 2，Fe(OH) 2很快被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，反应为4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3； （5）加热物质氢氧化铁分解生成氧化铁红棕色粉末和水，氧化铁可以用于红色颜料； （6）二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水：； （7）过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠溶液，氢氧化钠使得石蕊溶液变为蓝色，且过氧化钠具有强氧化性，使得石蕊试液褪色，故现象为：产生气泡，溶液先变蓝后褪色。 7．(24-25高一上·天津耀华中学·期末)铁为日常生活中用量最大的金属单质.利用如图装置来探究铁与水蒸气的反应： (1)装置B中发生反应的化学方程式为 。 (2)装置A、B加热的先后顺序是 ；石棉绒的作用是 。 (3)关于该实验，下列说法错误的是 (填字母)。 A．装置C中盛放的固体可能是碱石灰(固体和的混合物)，起干燥作用 B．如果反应后B中残留的固体为黑色纯净物，则该固体可能为，或中的一种 C．装置D采用向下排空气法收集反应产生的气体 【答案】(1) (2) 先加热A后加热B 防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口 (3)B 【详解】（1）装置B中铁与水蒸气在高温条件下反应，发生化学方程式为：。 答案为：。 （2）先点燃B处，铁与氧气发生反应，故先加热A后加热B；石棉绒的作用可以防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口。 答案为：先加热A后加热B；防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口。 （3）A．装置C的作用为出去氢气中的水蒸气，其干燥作用，可以盛放的固体干燥剂，可能是碱石灰或无水氯化钙，故正确； B．如果反应后B中残留的固体为黑色纯净物，则该固体可能为Fe3O4、FeO中的一种， Fe2O3为红棕色固体，不可能含有，故错误； C．氢气的密度小于空气，采用向下排空气法收集，故正确。 答案为：B。 8．(24-25高一上·天津五区县重点校·期末)某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3、SiO2)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： 已知SiO2能溶于NaOH溶液。 (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为 (2)①“氧化”的目的是 ； ② (填能或否)用H2O2代替O2。 (3)“沉铁”步骤可观察到现象是 。 (4)“操作b”的名称为 ，用到的玻璃仪器有 。 (5)操作c中所发生的化学反应方程式为 。 【答案】(1)Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O (2) 将FeSO4氧化后得到Fe2(SO4)3 能 (3)有红褐色沉淀产生 (4) 过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗 (5)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 【分析】先对废渣碱浸，SiO2、Al2O3和NaOH反应生成硅酸钠、四羟基合铝酸钠进入溶液，Fe3O4不反应，过滤后用稀硫酸溶解滤渣，即溶解Fe3O4，得到含有Fe2+、Fe3+的溶液，通入氧气将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH溶液，过滤得到Fe(OH)3沉淀，灼烧Fe(OH)3沉淀即可得Fe2O3。 【详解】（1）碱浸时Al2O3和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和水，SiO2和NaOH反应生成硅酸钠和水，发生的反应有SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O、Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]；酸溶时主要是硫酸和Fe3O4反应得到硫酸亚铁和硫酸铁，化学方程式为Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O； （2）酸溶后所得溶液中含有Fe2+、Fe3+，目的是得到Fe2O3，所以氧化的目的是将FeSO4氧化后得到Fe2(SO4)3；过氧化氢具有强氧化性，且不引入新杂质，故能用H2O2代替O2； （3）沉铁过程中生成氢氧化铁沉淀，所以现象为有红褐色沉淀产生； （4）由分析可知，操作b为分离固液的操作，为过滤；用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯； （5）操作c为加热分解Fe(OH)3生成Fe2O3和水，化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。 9．(24-25高一上·天津河西区·期末)以废铁屑(含少量、FeS等杂质)为原料，制备绿矾晶体()，流程示意图如下。 查阅资料：①晶体溶解度随温度升高增大，受热易分解。 ②是二元弱酸，有毒性。 (1)的结构式 ，处理尾气的试剂为 。 (2)操作X包含：蒸发浓缩、 。 (3)酸浸时，稀溶解废铁屑中的相关物质，发生的离子反应有：、和 。 (4)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。 酸浸时间 1min 30min 120min 用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红 ①1min时检验，溶液变红，说明所得溶液中含有 。 ②30min时检验，用离子方程式表示溶液未变红的原因 。 ③120min时检验，溶液又变红色，用离子方程式说明原因 。 (5)测定所得硫酸亚铁晶体的含量，步骤如下： Ⅰ：称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成100mL溶液。 Ⅱ：取出10mL溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol·L-1的溶液，至反应完全共消耗溶液cmL(被还原为)， ①配制100mL溶液需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、 。 ②硫酸亚铁晶体的质量分数 。(的摩尔质量为278g/mol) (6)为探究存在是否会干扰与反应，设计如下实验，分别向下列各组混合溶液中分别滴加2滴0.1mol/L溶液，并记录现象。 实验组 实验操作 现象 实验① 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL蒸馏水 紫红色不褪去 实验② 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL0.1mol/L硫酸 紫红色不褪去 实验③ 2mL___________溶液＋0.5mL6mol/L硫酸 紫红色明显变浅 回答下列问题： ①可能干扰与反应的原因是 。 ②实验③空白处是 ；根据三组实验可得出的结论是 。 【答案】(1) NaOH溶液 (2)冷却结晶(降温结晶) (3) (4) (5) 100mL容量瓶 (6) 氯的化合价为-1价，有还原性 0.3mol/LNaCl溶液 随着增加，还原性增强，也能与反应，会对反应产生干扰 【分析】废铁屑(含少量、FeS等杂质)，加硫酸酸浸取时，Fe、、FeS均溶于硫酸，反应得到硫酸亚铁，氢气、硫化氢气体，硫化氢有毒需用NaOH溶液吸收处理；硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得到，据此分析解答。 【详解】（1）的结构式为；为酸性有毒气体，处理应用NaOH溶液； （2）操作X目的是从硫酸亚铁溶液中获得，应采用蒸发浓缩、冷却结晶、然后过滤得到； （3）废铁屑中溶于硫酸生成硫酸铁和水，反应离子方程式为：； （4）①1min时用KSCN溶液检验，溶液变红，说明所得溶液中含有； ②30min时用KSCN溶液检验，溶液未变红，说明溶液中不含Fe3+，其原因为Fe3+被Fe还原为Fe2+，其反应为2 Fe3++Fe=3Fe2+； ③120min时检验，溶液复又变红，说明在酸性条件下，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O； （5）①配制100mL溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶； ②与Fe2+发生反应：；10mL溶液，消耗 bmol·L-1的溶液cmL，则n(Fe2+)=5n()=5×bmol·L-1×c×10-3L=5bc×10-3mol，则原样品中n(Fe2+)=5bc×10-3mol×=5bc×10-2mol，硫酸亚铁晶体的质量分数。 （6）①中氯的化合价为-1价，有还原性，也能被高锰酸钾溶液氧化； ②根据控制变量思想，应保持三组溶液中氯化钠浓度体积相等， 只改变硫酸的浓度，因此空白处应为0.3mol/LNaCl溶液；结合现象可知随着增加，还原性增强，也能与反应，会对反应产生干扰。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $