内容正文:
[对应知能达标训练P37]
[基础达标]
1.铁有+2价和+3价两种价态,下列反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A.用还原铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B.铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
D.氢氧化铁受热分解
解析 氢氧化铁受热分解得到氧化铁和水,是非氧化还原反应,铁元素价态不变。其他选项都涉及氧化还原反应,铁元素价态发生变化。
答案 D
2.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系,下列叙述中正确的是( )
A.A为Fe,B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化:浅绿色→棕黄色
C.④的离子方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+
D.⑤的离子方程式:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
解析 由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,“黑色晶体”B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,故A错,B正确。⑤的离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+,④的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故C、D错。
答案 B
3.下列实验能制备氢氧化铁沉淀的是( )
A.将氧化铁和水直接加热
B.将水蒸气通过炽热铁粉
C.氧化铁先用盐酸溶解再加烧碱溶液
D.饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中
解析 氧化铁不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铁,A不选;水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气,B不选;氧化铁先用盐酸溶解生成氯化铁和水,再加烧碱溶液得到氢氧化铁沉淀,C选;饱和的氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,可制备氢氧化铁胶体,D不选。
答案 C
4.1 mol氢氧化亚铁在空气中变质,理论上需要标准状况下的空气(假设氧气占空气体积的)( )
A.5.6 L B.22.4 L
C.28 L D.2.8 L
解析 由反应方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3可知,1 mol氢氧化亚铁在空气中变质,需要氧气的物质的量为1 mol÷4=0.25 mol,理论上需要标准状况下的空气的体积0.25 mol×22.4 L/mol÷=28 L,所以C正确。
答案 C
5.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①②③ B.①②④
C.①②③④ D.②③④
解析 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;④中液面加苯阻止了空气进入;③由于空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。
答案 B
6.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时,除加硫酸防止生成Fe(OH)2外,还需加入____________________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2,常采用____________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液的液面以下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法二:在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是______________________________________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_____________________________________________。
(3)为了制得白色的Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是______________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 方法一:(1)硫酸亚铁水解,且易被氧化,所以配制FeSO4溶液时,需加入稀硫酸和铁屑,抑制Fe2+的水解并防止Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+;
(2)气体的溶解度随温度的升高而减小,则可以通过加热煮沸蒸馏水除去其中溶解的O2;
(3)Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化,为了防止被空气中的氧气氧化,实验时生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。
方法二:(1)试管Ⅰ中提供还原性气体氢气和硫酸亚铁溶液,可用硫酸和铁屑反应生成,即在试管Ⅰ里加入的试剂是稀H2SO4、铁屑;
(2)试管Ⅱ中应为NaOH溶液,与试管Ⅰ中生成的FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2沉淀,即在试管Ⅱ里加入的试剂是NaOH溶液;
(3)打开止水夹,Fe与H2SO4反应生成H2充满整个装置,反应一段时间后关闭止水夹,左侧试管内气压升高,反应生成的硫酸亚铁沿导管进入右侧试管与NaOH反应生成白色沉淀Fe(OH)2,若过早关闭止水夹,使左侧试管中的硫酸压入右侧试管中,将NaOH中和,则得不到Fe(OH)2溶液,因此塞紧塞子后的实验步骤是检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹;
(4)由于装置中充满H2,外界空气不易进入,所以沉淀的白色可维持较长时间,即生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色的理由为:试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入。
答案 方法一:(1)铁屑
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OH)3沉淀
方法二:(1)稀H2SO4、铁屑
(2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入
[能力提升]
7.下列氢氧化物具有还原性的是( )
A.氢氧化镁 B.氢氧化亚铁
C.氢氧化铁 D.氢氧化铝
解析 给定的四种氢氧化物只有氢氧化亚铁具有还原性。
答案 B
8.关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的下列叙述中正确的是( )
A.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液即可制得纯净的Fe(OH)2
B.Fe(OH)2在空气中加热,可得到FeO
C.隔绝空气的条件下,向FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色沉淀Fe(OH)3
D.Fe2O3不与水反应生成Fe(OH)3,所以不能通过化合反应得到Fe(OH)3
解析 Fe(OH)2在空气中容易被氧化为Fe(OH)3,A项错误;Fe(OH)2在空气中容易被氧化为Fe(OH)3,加热时分解生成Fe2O3,B项错误;向FeCl2溶液中加入Na2O2,发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl,O2将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3,C项正确;反应4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3为化合反应,D项错误。
答案 C
9.已知:①绿茶中含有大量的鞣酸;②鞣酸亚铁溶液为无色,鞣酸铁溶液为蓝黑色。根据如图所示的实验流程分析,下列叙述错误的是( )
绿茶叶水蓝黑色恢复为原色不变色变为血红色
A.绿茶叶水与FeSO4反应生成的鞣酸亚铁易被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色
B.维生素C可将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁
C.④中发生的反应有2个
D.服用补铁剂时不能喝绿茶冲服
解析 鞣酸亚铁溶液为无色,鞣酸铁溶液为蓝黑色,在绿茶叶水中加入FeSO4,出现蓝黑色,说明鞣酸亚铁易被氧气氧化成鞣酸铁,A正确;向蓝黑色溶液中加入维生素C,溶液由蓝黑色恢复原色,说明维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁,B正确;④中发生的反应有维生素C、Fe2+被H2O2氧化,Fe3+与SCN-的络合反应等,反应不止2个,C错误;因为绿茶叶水中的鞣酸与补铁剂中的Fe2+反应生成鞣酸亚铁,鞣酸亚铁不稳定,易被氧化为鞣酸铁,故服用补铁剂时不能喝绿茶,D正确。
答案 C
10.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是( )
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+,Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Fe2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
解析 加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性,若有Fe3+,则产生的氢氧化铁红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在Fe3+,而Mg(OH)2是白色沉淀,有可能存在。
答案 D
11.铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)下列物质中所含的铁元素只有还原性的是____________(填字母)。
A.Fe B.FeCl2
C.FeCl3 D.Fe2O3
(2)当人体缺铁时,往往需要吃补铁保健品。人体能够吸收的是+2价的铁,但是+2价的铁很容易被氧化。
①如何检验某固体补铁剂中铁元素是否已被氧化?写出操作过程、现象及结论。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②服用维生素C,可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。由此可推知,维生素C具有____________(填化学性质)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能的绿色水处理剂。湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:____________Fe(OH)3+____________ClO-+____________===____________FeO+____________Cl-+____________。
解析 (1)A.Fe的化合价为0价,处于最低价,只有还原性;B.FeCl2中Fe的化合价为+2价,处于中间价,既有氧化性又有还原性;C.FeCl3中Fe的化合价为+3价,既有氧化性又有还原性;D.Fe2O3中Fe的化合价为+3价,既有氧化性又有还原性;故选A。(2)①检验补铁剂中铁元素是否已被氧化,只要检验补铁剂中是否含+3价铁即可;所以操作过程及现象为研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变血红色,说明已被氧化,反之说明未被氧化。②服用维生素C后,Fe3+转化为Fe2+,发生了还原反应,所以维生素C表现还原性。(3)1 mol Fe(OH)3失去3 mol电子生成1 mol FeO,1 mol ClO-得到2 mol电子生成1 mol Cl-,根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO+3Cl-+5H2O。
答案 (1)A (2)①研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变血红色,说明已被氧化 ②还原性 (3)2 3 4OH- 2 3 5H2O
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