1、1课时规范练 8 铁的获取及应用一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列叙述不正确的是( )Fe 与 S 混合加热生成 FeS2Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明 Fe 与两种酸均发生置换反应过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成FeCl 3溶液能与 Cu 反应,可用于蚀刻印刷电路板A. B. C. D.2.下列叙述中正确的是( )A.将高温水蒸气通过炽热的铁粉,铁粉变红色B.向 Fe(OH)3胶体中滴加稀硫酸,先出现沉淀,后沉淀溶解C.向 FeCl2溶液中加入几滴 KSCN 溶液,溶液变为血红色,则 FeCl2溶液完全变质D.
2、铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属3.(2019 湖北武汉武昌调研)向 Cu、Fe 和 Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸发生反应。下列说法正确的是( )A.反应后溶液可能呈中性B.反应停止后一定有固体剩余C.反应过程中一定有氧化还原反应发生D.若只有 Cu 剩余,向溶液中滴入铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀4.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )选项 操作和现象 结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加 KSCN溶液 23 滴,溶液呈血红色红砖中含有氧化铁BCO 还原 Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入 KSCN 溶液,溶液不显血红色黑色固体中没
3、有Fe3O4C取少量 Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加 KSCN 溶液,溶液变为血红色该 Fe(NO3)2试样已经变质D 向某溶液中通入 Cl2,然后再加入 KSCN 溶液变成血红色 原溶液中含有 Fe2+5.(2018 江苏化学,6)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是( )A.向 FeCl2溶液中滴加 NH4SCN 溶液,溶液显血红色B.KAl(SO4)212H2O 溶于水可形成 Al(OH)3胶体C.NH4Cl 与 Ca(OH)2混合加热可生成 NH32D.Cu 与 FeCl3溶液反应可生成 CuCl26.(2019 湖南师大附中月考)从某含有 FeCl2、FeCl 3、
4、CuCl 2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:则下列说法正确的是( )A.试剂 a 是铁、试剂 b 是稀硫酸B.操作、操作、操作所用仪器相同C.试剂 c 是氯气,相应的反应为 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-D.用酸性 KMnO4溶液可检验溶液 W 中是否含有 Fe2+7.常温时,将 0.1 mol Fe(NO3)3和 2 mol HCl 溶于水得 2 L 混合溶液,然后向该溶液投入 m g 铁粉使其充分反应后,滴加 KSCN 溶液不变血红色。下列有关说法正确的是 ( )A.由于氧化性 Fe3+H+,首先发生的反应是 Fe+2Fe3+ 3Fe2+B.当加入 16.8 g 铁粉时
5、,可生成标准状况下 6.72 L 气体C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以 Fe2+和 Fe3+的形式存在D.m 至少等于 28,反应过程中溶液的质量一直在减小8.(2019 浙江金华模拟)向一定量的 Fe、FeO、Fe 2O3的混合物中加入 120 mL 4 molL-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出 1.344 L NO(标准状况),往所得溶液中加入 KSCN 溶液,无血红色出现。若用足量的 CO 在加热下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为( )A.0.24 mol B.0.21 molC.0.16 mol D.0.14 mol二、非选择题(本题共 4 小题,共 52 分)
6、9.(2019 湖北随州二中质检)(13 分)一定量的铁粉在氯气中充分燃烧,将所得固体完全溶解于稀盐酸,制得溶液 A。(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式为 。 (2)推测 A 中可能含有的金属阳离子:只有 Fe3+;只有 Fe2+; 。 甲同学为探究溶液的组成,实验如下:实验操作 实验现象 实验结论及反应的离子方程式取少量溶液 A 置于试管中,加入 KSCN 溶液假设不成立,假设或成立;反应的离子方程式是 (3)乙同学继续探究溶液 A 的组成。3查阅资料:16HCl+2KMnO 4 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H 2O实验过程:另取少量溶液 A 置于试管中,逐滴加入酸性 KMnO4溶液,
7、充分振荡,KMnO 4溶液紫色褪去,实验结论: (填字母)。 a.可能有 Fe2+b.可能无 Fe2+c.一定有 Fe2+根据你选择的实验结论,简述理由: 。 10.(2019 天津静海月考)(14 分)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO 2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe 2O3),具体生产流程如下:硫铁矿烧渣 滤液 X 滤液Y FeCO3固体 产品氧化铁试回答下列问题:(1)滤液 X 中含有的金属阳离子是 (填离子符号)。 (2)步骤中可选用 (填字母)调节溶液的 pH。 A.稀硝酸 B.氨水C.氢氧化钠溶液 D.高锰酸钾溶液(3)步骤中,FeCO 3完全沉淀后,
8、溶液中含有少量 Fe2+,为检验 Fe2+向溶液中滴加 NaOH 溶液,现象为 ,发生反应的离子方程式为 。 (4)步骤的反应温度一般需控制在 35 以下,其目的是 。 (5)在空气中煅烧 FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为 。 11.(2019 广西南宁模拟)(12 分)铁及其化合物有丰富多彩的化学性质。回答下列问题:(1)铁元素在周期表中的位置为第 周期第 族。 (2)FeCl3溶液可用于吸收工业尾气中的 SO2,写出该反应的离子方程式: 。 (3)某化学兴趣小组同学用如图装置,充分加热硫酸亚铁晶体(FeSO 4xH2O)至完全分解。装置 A 中需持续通入 N2,其目的是 。 充分反应
9、一段时间后,小组同学观察到实验现象为:装置 A 中残留有红棕色固体,装置 B 中固体变蓝,C 中溶液褪色,请写出 FeSO4分解的化学方程式: 。 装置 D 中干燥管的作用为 。 4小组同学利用数字化实验仪器测定了不同温度时 FeSO4xH2O 分解的质量变化情况,得到如图关系:实验结束后,装置 B 质量增加 12.6 g,结合上图数据,确定 FeSO4xH2O 中的 x= 。 12.(13 分)绿矾(FeSO 47H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:已知:在 H2S 饱和溶液中,SnS 沉淀完全时溶液的 pH 为 1.6;FeS 开始
10、沉淀时溶液的 pH 为 3.0,沉淀完全时的 pH 为 5.5。(1)检验所得绿矾晶体中是否含有 Fe3+的实验操作是 。 (2)操作在溶液中用硫酸酸化至 pH=2 的目的是 ;通入硫化氢至饱和的目的是: 除去操作所得溶液中含有的 Sn2+等杂质离子; 。 (3)操作的顺序依次为 、结晶、 。 (4)操作得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:除去晶体表面附着的硫酸等杂质; 。 (5)测定绿矾产品中 FeSO47H2O 含量的方法是:a.称取 2.850 0 g 绿矾产品,溶解,在 250 mL 容量瓶中定容;b.量取 25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的 0.010 00
11、molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗 KMnO4溶液体积的平均值为 20.00 mL(滴定时发生反应的离子方程式为 5Fe2+Mn +8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O)。-4计算上述样品中 FeSO47H2O 的质量分数为 。 若用上述方法测定的样品中 FeSO47H2O 的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 ; 。 5课时规范练 8 铁的获取及应用1.B Fe 是变价金属,遇强氧化剂(如 HNO3、Cl 2等)生成+3 价铁,遇弱氧化剂(如 S 或 I2等)生成+2价铁,故 Fe 与 S 混合加热生成 FeS,错误;Fe 与稀硝酸反应生成的气体为 NO,该反应
12、不是置换反应,错误。2.B 将高温水蒸气通过炽热的铁粉生成四氧化三铁和氢气,铁粉变黑色,A 项错误;向 Fe(OH)3胶体中滴加电解质溶液稀硫酸,胶体聚沉,加过量稀硫酸,氢氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,沉淀溶解,B 项正确;向 FeCl2溶液中加入几滴 KSCN 溶液,溶液变为血红色,只能说明氯化亚铁已经变质,但不能说明 FeCl2溶液完全变质,C 项错误;铝是活泼的金属,在空气中其表面形成一层致密的氧化膜而耐腐蚀,D 项错误。3.C 反应后生成的盐属于强酸弱碱盐,溶液显酸性,A 项错误;涉及的反应有:Fe+2H+ Fe2+H2,Fe 2O3+6H+ 2Fe3+3H2O,Cu+2Fe3+ C
13、u2+2Fe2+,Fe2O3足量时,不会有固体剩余,B 项错误;Fe 与 H+的反应及 Cu 与 Fe3+的反应均为氧化还原反应,C 项正确;若有铜剩余,则溶液中一定没有 Fe3+,一定有 Fe2+,滴入 K3Fe(CN)6会产生蓝色沉淀,D 项错误。4.A CO 还原 Fe2O3得到单质 Fe,即使有 Fe3O4,其溶于盐酸后产生的 Fe3+与 Fe 发生反应:Fe+2Fe 3+3Fe2+,加入 KSCN 溶液也不显血红色 ,B 项错误;N 在酸性条件下具有强氧化性,而 Fe2+具有还-3原性,两者发生氧化还原反应,有 Fe3+生成,遇 KSCN 溶液呈血红色,不能证明样品是否变质,C 项错
14、误;若原溶液中不存在 Fe2+存在 Fe3+,加入 KSCN 后溶液也变成血红色,D 项错误。5.A Fe 2+不能与 SCN-反应,使溶液显血红色,A 项错误;KAl(SO 4)212H2O 溶于水后 Al3+可发生水解生成 Al(OH)3胶体,B 项正确;实验室常用 NH4Cl 与 Ca(OH)2混合加热制取 NH3,C 项正确;由于 Fe3+的氧化性强于 Cu2+的,故 Cu 与 FeCl3溶液反应可生成 CuCl2,D 项正确。6.C A 项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b 应是盐酸,错误;B 项,操作和操作是过滤,操作为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C 项,滤液 Z 和 X
15、中均含有氯化亚铁,因此 c 为氯气,正确;D项,高锰酸钾能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验是否含有亚铁离子,错误。7.B 酸性条件下,N 有氧化性,因此首先发生的反应是 Fe+N +4H+ NO+Fe 3+2H2O,然后-3 -3发生反应 Fe+2Fe3+ 3Fe2+, 最后发生反应 Fe+2H+ Fe2+H2,A 项错误;当加入 16.8 g 铁粉时,刚好发生上述反应,生成标准状况下的 6.72 L NO 气体,生成 0.3 mol Fe3+,消耗 1.2 mol H+,B 项正确;根据滴加 KSCN 溶液不变血红色说明溶液中不含 Fe3+,C 项错误;根据方程式计算则至少消耗铁16.8
16、g+(0.1+0.3) mol0.556 g mol-1=28 g,但反应过程中溶液的质量一直在增大,D 项错误。8.B n(HNO3)=0.12 L4 molL-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L22.4 Lmol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入 KSCN 溶液,无血红色出现,说明全部生成 Fe2+,溶液中溶质为 Fe(NO3)2,则原混合物中的铁原子为(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol,故用足量的 CO 还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为 0.21 mol。69.答案 (1)2Fe+3Cl 2 2FeCl3(2)含有 Fe2+和 Fe
17、3+ 溶液变红色Fe3+3SCN- Fe(SCN)3(3)ab 因为还原性 Fe2+Cl-,逐滴加入酸性 KMnO4溶液,Fe 2+将 Mn 还原为 Mn2+,使紫色褪去,-4故可能含有 Fe2+;若溶液中无 Fe2+,Cl-也能将 Mn 还原为 Mn2+,从而使紫色褪去,因而溶液中也可-4能无 Fe2+10.答案 (1)Fe 2+、Fe 3+ (2)B(3)生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe 2+2OH- Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3(4)防止 NH4HCO3在较高温度时分解并减少 Fe2+的水解(5)4FeCO3+O2 2Fe2O3+4
18、CO2解析 (1)硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO 2等)酸浸后过滤,SiO 2为滤渣,滤液中含有的金属阳离子是 Fe2+、Fe 3+。(2)步骤要把 pH 调高,步骤还要加 NH4HCO3,若使用氢氧化钠溶液,产品中容易混入 Na+,所以选 B。(4)NH 4HCO3受热易分解,且高温会促进 Fe2+水解。11.答案 (1)四 (2)2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+S +4H+2-4(3)持续充入氮气,可排出装置中的空气,并将晶体分解的气体产物全部从 A 中排出 2FeSO 4 Fe2O3+SO2+SO 3 防止氢氧化钠溶液倒吸 7解析 (1)铁的原子序数是 26,位
19、于元素周期表中第四周期第族。(2)SO 2通入 FeCl3溶液中,Fe 3+被还原为 Fe2+,SO2被氧化为 S ,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出离子方程式:2-42Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+S +4H+。(3)装置 A 中需持续通入氮气的作用主要是排出装置中的空2-4气及将装置 A 中生成的气体全部排出。装置 A 中残留有红棕色固体,说明产物中有 Fe2O3,装置 C中高锰酸钾溶液褪色,说明还有 SO2气体生成,根据氧化还原反应的规律及质量守恒可写出发生反应的化学方程式为 2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO 3。装置 D 中的干燥管可防止发生倒吸。根据图像可知,最
20、终生成氧化铁的质量是 8 g,装置 B 增重 12.6 g,说明生成水的质量为 12.6 g。根据化学式FeSO4xH2O,可知铁原子和 H2O 的个数比为 1 x,则 =1 x,解得28 160 -1 12.6 18 -1x=7。12.答案 (1)取少量晶体溶于水,滴加 KSCN 溶液,若不出现血红色,表明不含有 Fe3+,反之则含有 Fe3+(2)使 Sn2+完全变成 SnS 沉淀,而 Fe2+不沉淀 防止 Fe2+被氧化(3)蒸发浓缩 过滤(洗涤)(4)降低洗涤过程中 FeSO47H2O 的损耗(5)97.54% 样品中存在少量的杂质(如 H2O、H 2SO4等) 样品部分被氧化7解析
21、(1)Fe 3+遇 SCN-会反应生成血红色 Fe(SCN)3,证明铁离子的存在。(2)已知:在 H2S 饱和溶液中,SnS 沉淀完全时溶液的 pH 为 1.6;FeS 开始沉淀时溶液的 pH 为 3.0,沉淀完全时的 pH 为 5.5,操作在溶液中用硫酸酸化至 pH=2 的目的是,使 Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀,通入硫化氢至饱和的目的是除去 Sn2+等杂质离子,同时硫化氢具有强还原性,可以防止亚铁离子被氧化。(3)从溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩、结晶析出、过滤洗涤等操作,所以操作的顺序依次为:蒸发浓缩、结晶、过滤(洗涤)。(4)冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面
22、的杂质离子,同时降低绿矾溶解带来的损失。(5)a.称取 2.850 0 g 绿矾产品,溶解,在 250 mL 容量瓶中定容;b.量取25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的 0.010 00 molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为 20.00 mL;依据反应方程式进行计算:5Fe2+Mn +8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O-45 1n(Fe2+) 0.010 00 molL-10.020 0 L计算得到; n(Fe2+)=0.001 mol;则 250 mL 溶液中含 n(Fe2+)=0.001 mol =0.01 mol;25025则 FeSO47H2O 物质的量为 0.01 mol,其质量为 0.01 mol278 gmol-1=2.78 g;质量分数为 100%97.54%。用上述方法测定的样品中 FeSO47H2O 的质量分数偏低2.78 2.85 (测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因是洗涤不彻底,亚铁离子被空气中的氧气部分氧化等。
