内容正文:
[对应知能达标训练P35]
[基础达标]
1.(2025·安徽卷)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是( )
选项
实验
粒子组
A
稀硝酸与铜片制NO
H+、Cu2+、NO、NO
B
70%硫酸与Na2SO3制SO2
H+、Na+、SO、HSO
C
浓盐酸与KMnO4制Cl2
H+、K+、Mn2+、Cl-
D
双氧水与FeCl3溶液制O2
H+、Fe2+、Cl-、H2O2
解析 稀硝酸与铜反应生成H+、Cu2+、NO和NO,NO难溶于水,无法大量存在,A不符合题意;70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2,溶液中应含H+、Na+、SO,但HSO在强酸性条件下会转化为SO2和H2O,无法大量存在,B不符合题意;浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2,产物为K+、Mn2+、Cl-和H+,这些离子在酸性环境中稳定共存,无后续反应干扰,C符合题意;FeCl3催化H2O2分解生成O2,溶液中应含Fe3+而非Fe2+,D不符合题意。
答案 C
2.将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加入氯水即可显血红色的是( )
A.FeO B.Fe2O3
C.FeCl3 D.Fe(OH)3
解析 FeO溶于盐酸生成氯化亚铁和水,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加入氯水时,氯水把亚铁离子氧化为铁离子,铁离子与KSCN溶液反应即可显血红色,A项正确;Fe2O3溶于盐酸生成氯化铁和水,滴加KSCN溶液显血红色,B项错误;FeCl3溶于水,滴加KSCN溶液显血红色,C项错误;Fe(OH)3溶于盐酸生成氯化铁和水,滴加KSCN溶液显血红色,D项错误。
答案 A
3.下列除杂的操作不正确的是( )
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量镁充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量铁粉充分反应后过滤
C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2:先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO充分反应后过滤
解析 FeCl3溶液中加入足量Mg,能除去Fe3+,A正确;加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B正确;先用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再利用FeCl3的水解,加入的CuO与H+反应将Fe3+转化成Fe(OH)3而除去,D正确;C项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求。
答案 C
4.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,A错误、C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显血红色,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,D错误。
答案 C
5.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 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。
答案 D
6.金属单质A可发生以下反应。试推断:
(1)写出下列物质的化学式(B写主要成分):
A____________、B____________、C____________、D________________、E____________。
(2)写出反应③和⑤的离子方程式:
③________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2
(2)Fe+Cu2+===Fe2++Cu
Fe+2H+===Fe2++H2↑
[能力提升]
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硫酸酸化的双氧水
解析 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,引入H2SO4杂质,不可行,D项错误。
答案 C
8.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
答案 B
9.有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是( )
A.盐酸 B.烧碱溶液
C.硫氰酸钾溶液 D.硝酸银溶液
解析 将过量NaOH溶液分别加入题述溶液中,无明显现象的是NaCl,生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变成红褐色的是FeCl2,立即生成红褐色沉淀的是FeCl3,生成白色沉淀且沉淀颜色无变化的是MgCl2。
答案 B
10.向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是( )
A.a表示n(Fe2+)的关系曲线
B.n1=0.75
C.P点时,n(Fe3+)=0.45 mol
D.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4 g
解析 该反应可以看作两步:①Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O,硝酸根离子过量,氢离子不足;②2Fe3++Fe===3Fe2+。a表示n(Fe3+)的关系曲线,故A错误;溶液中共有3 mol H+参加反应,消耗铁为0.75 mol,B正确;P点n(Fe2+)=n(Fe3+),二者均为0.45 mol,C正确;剩余0.45 mol Fe3+,消耗0.225 mol铜,质量为14.4 g,D正确。
答案 A
11.某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究:
(1)装置的连接顺序为a→____________→_____________→____________→____________→b→c→f。
(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接,这样做的优点是________________________________________________________________________。
(3)反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却后,将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
试剂X中溶质的化学式为____________;固体产物的成分可能为____________(填字母)。
A.Fe和FeCl3 B.FeCl2和FeCl3
C.Fe、FeCl2和FeCl3 D.Fe和FeCl2
(4)加入少许植物油的作用是_____________________________________________,加入新制氯水后溶液红色加深的原因:______________________________________ _______________________________________________(用离子方程式表示)。
(5)现有一种含FeCl2和FeCl3混合物的样品,用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为____________。(计算结果保留两位有效数字)
解析 (1)浓硫酸具有吸水性,能作氯气的干燥剂,碱石灰具有碱性而吸收氯气,饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解。装置的排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理。
(2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟,冷却易生成固体,导气管口较细,易堵塞,所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。
(3)Fe3+用KSCN溶液检验,Fe3+和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色,所以试剂X为KSCN溶液;固体和氯气反应时可能没有完全反应,剩余的Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁,固体中成分可能为Fe和FeCl3,A选项正确。
(4)Fe2+不稳定易被氧化,所以植物油的作用是隔绝空气,防止Fe2+被氧化;Fe2+被氯气氧化生成Fe3+,从而增大了Fe3+的浓度,Fe3+、SCN-反应生成Fe(SCN)3,从而增大了络合物浓度,溶液颜色加深,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(5)FeCl2和FeCl3的混合物的样品中FeCl2物质的量为x,FeCl3的物质的量为y,则(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1,得到x∶y=9∶1,则样品中氯化铁的物质的量分数=×100%=10%。
答案 (1)g h d e (2)防止堵塞
(3)KSCN(或NH4SCN) A
(4)隔绝空气,防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(5)0.10或10%
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