1、1第 3 课时 铁的重要化合物基础巩固1 指南针是我国的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是( )A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe答案 C2 随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是( )A.无水硫酸铜 B.硫酸亚铁C.食盐 D.生石灰解析 防止食品氧化变质,则所选物质应具有较强还原性,使氧气氧化它,而不氧化食物,选项中只有硫酸亚铁具有较强还原性。答案 B3 下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和
2、 H2C.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.Fe3+与 KSCN 反应产生红色沉淀解析 Fe3O4为具有磁性的黑色晶体,A 项错误;Fe 与 H2O(g)在高温下反应方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,Fe3+与 KSCN 反应生成物 Fe(SCN)3不是沉淀,B、D 项错误;向含FeCl3的 FeCl2溶液中加入铁粉时,因发生反应 2FeCl3+Fe 3FeCl2可将 FeCl3除去。答案 C4 要除去 FeCl3溶液中少量的 FeCl2,可行的方法是( )A.滴入 KSCN 溶液B.通入氯气C.加入适量铜粉并过滤2D.加入适量铁
3、粉并过滤解析 KSCN 溶液只能检验 Fe3+的存在,A 错误;通入氯气能将 FeCl2氧化为 FeCl3,B 正确;加入铜粉发生 Cu+2Fe3+ 2Fe2+Cu2+,引入新杂质 Cu2+,C 错误;加入铁粉发生 Fe+2Fe3+ 3Fe2+,过滤除去剩余铁粉,得到纯净 FeCl2溶液,D 错误。答案 B5 把铁放入下列溶液中 ,铁溶解而溶液质量减小的是 ( )A.FeCl3B.稀硫酸C.NaOHD.CuSO4解析 将 Fe 放入 FeCl3溶液中时,因发生反应 2FeCl3+Fe 3FeCl2而使 Fe 溶解,但溶液质量增大;将 Fe 放入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4 FeSO4+
4、H2,Fe 溶解,溶液质量增大;将 Fe放入 NaOH 溶液,不发生反应,Fe 不溶解;将 Fe 放入 CuSO4溶液,发生反应CuSO4+Fe Cu+FeSO4,Fe 被溶解,置换出 Cu,溶液质量减小。答案 D6 下列叙述正确的是 ( )A.向某溶液中加入 KSCN 溶液后无明显现象,证明溶液中不含有 Fe3+B.FeCl2无法直接通过化合反应而得到C.向某溶液中通入 Cl2,再加入 KSCN 溶液变红色,说明原溶液中含有 Fe2+D.因为在金属活动性顺序中 Cu 排在 Fe 后面,故把铜粉加入 FeCl3溶液中不发生反应解析 FeCl2可由化合反应 Fe+2FeCl3 3FeCl2而得到
5、;判断溶液中含有 Fe2+的正确方法是先加入 KSCN 溶液,溶液不变色(无 Fe3+),再通入 Cl2后变为红色,从而证明有 Fe2+;Fe3+具有较强氧化性,可与 Cu 发生反应:Cu+2Fe 3+ Cu2+2Fe2+。答案 A7 已知下述三个实验均能发生化学反应: 将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中3下列判断正确的是( )A.实验中铁钉只作还原剂B.实验中 Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe 3+Fe2+Cu2+解析 实验中铁钉作还原剂,氧化性 Cu2+Fe2+;实验中 Fe2+只表现还原性;实验中反应
6、为 2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知:氧化性:Fe 3+Cu2+。综上可知氧化性 Fe3+Cu2+Fe2+,故 A 正确,B、C、D 错误。答案 A8 下列反应 ,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是 。 金属钠在纯氧中燃烧 FeSO 4溶液中滴入 NaOH 溶液,并在空气中放置一段时间 FeCl 3溶液中滴入 KSCN 溶液 无水硫酸铜放入医用酒精中解析 钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的 Na2O2,FeSO 4与 NaOH 反应生成 Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色 Fe(OH)3,FeCl 3与 KSCN 反应生成红色 Fe(SCN)3
7、,CuSO 4遇医用酒精中的水变蓝色。答案 9 将铁粉、铜粉、 FeCl3溶液和 CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有的离子是 ;铜单质 (填“一定”或“可能”)存在。 (2)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有的单质是 ,Fe 2+ (填“一定”或“可能”)存在。 解析 本题涉及的反应有:Fe+2FeCl 3 3FeCl2Fe+CuCl 2 Cu+FeCl2Cu+2FeCl 3 2FeCl2+CuCl2(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有 Fe3+、Cu 2+,因为它们能发生上
8、述反应。4(2)若 FeCl3和 CuCl2都有剩余,则容器中一定没有 Fe、Cu,一定有 Fe2+。答案 (1)Fe3+、Cu 2+ 一定(2)Fe、Cu 一定10 电子工业常用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。(1)检验溶液中 Fe3+存在的试剂是 ,证明 Fe3+存在的现象是 。 (2)写出 FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式: 。 (3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得 FeCl3溶液,准备采用下列步骤:A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。 , , , , , 。 B.请写出相关反应的化学方程式。, , , 。 解
9、析 从腐蚀铜的废液中回收铜。答案 (1)KSCN 溶液 溶液变成红色(2)2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2(3)A.Fe FeCl 2 Fe 和 Cu HClFeCl 2 Cl 2B.CuCl2+Fe FeCl2+Cu2FeCl3+Fe 3FeCl2Fe+2HCl FeCl2+H22FeCl2+Cl2 2FeCl3能力提升1(2017 广东学业水平测试)铁是目前世界上用量最大的金属材料,有关铁及其化合物的说法正确的是( )5A.磁铁矿的成分是 Fe2O3B.Fe2+遇 KSCN 溶液显红色C.Fe 可被冷的浓硝酸钝化D.Fe2+可被还原剂还原为 Fe3+答案 C2 向 200 mL
10、 0.1 molL-1的 Fe(NO3)2溶液中加入适量的 NaOH 溶液,使 Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化,此时固体的质量为( )A.1.44 g B.1.6 gC.2.82 g D.4.36 g解析 在实验过程中发生如下反应:Fe 2+2OH- Fe(OH)2,加热、灼烧时又会发生下列变化:Fe(OH)2Fe(OH) 3Fe 2O3,根据反应前后铁元素守恒可得所得固体的质量为 1.6 g。答案 B3 将 1.12 g 铁粉加入到 25 mL 2 molL-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B.向溶液中滴入无
11、色 KSCN 溶液,仍无色C.Fe2+与 Fe3+物质的量之比为 61D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 25解析 n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由 Fe+2Fe3+ 3Fe2+知,Fe 3+过量 0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成 Fe2+ 0.06 mol;Fe3+过量,滴入无色 KSCN 溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的 Fe2+的物质的量之比为 12。答案 C4 下列各图示中 ,不能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是( )6解析 C 项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
12、答案 C 5 将 8 g Fe2O3投入 150 mL 某浓度的稀硫酸中,再投入 7 g 铁粉收集到 1.68 L H2(标准状况),同时,Fe 和 Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗 4 molL-1的 NaOH 溶液 150 mL。则原稀硫酸中 H2SO4的物质的量浓度为( )A.1.5 molL-1 B.0.5 molL-1C.2 molL-1 D.1.2 molL-1解析 采用终态分析法,铁元素完全沉淀时,溶液中只含有 Na2SO4,则有 n(Na+)=2n(S ),即O2-44 molL-10.15 L=20.15 Lc(H2SO4),解得 c(
13、H2SO4)=2 molL-1。答案 C6 除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质),将选用的试剂和分离方法填在题后的横线上,并写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。(1)Fe2O3Fe(OH)3 ; (2)Fe2O3(Al2O3) ; (3)FeCl3(FeCl2) ; (4)FeCl2(FeCl3) ; (5)FeCl2(CuCl2) ; (6)Fe(Al) 。 解析 (1)根据 Fe(OH)3的不稳定性,采用加热的方法,杂质可转化为提纯物;(2)Al 2O3能溶于NaOH 溶液中,反应后过滤分离;(3)通入 Cl2(或加入氯水)使杂质转化为被提纯物;(4)加入铁7粉,将杂
14、质转化为被提纯物;(5)加入铁粉,置换出铜,过滤加以分离;(6)Al 可以溶于 NaOH 溶液,反应后过滤。答案 (1)加热;2Fe(OH) 3 Fe2O3+3H2O(2)加入过量的 NaOH 溶液,过滤;Al 2O3+2OH- 2Al +H2OO-2(3)通入足量的 Cl2;2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-(4)加入足量铁粉,过滤;2Fe 3+Fe 3Fe2+(5)加入足量铁粉,过滤;Fe+Cu 2+ Fe2+Cu(6)加入过量的 NaOH 溶液,过滤;2Al+2OH -+2H2O 2Al +3H2O-2 7 某研究性学习小组在用 CO 还原 Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末
15、 X,有人认为 X 不一定只是 Fe,因为温度不同、受热不匀时生成的 Fe3O4也能被磁铁吸引。为了探究X 的组成,进行如下实验:.定性检验(1)将固体 X 溶于盐酸,加入适量的 KSCN 溶液,若未变为红色, (填“能”或“不能”)表明固体中不含有四氧化三铁,简述理由 。 (2)某同学采用还原法检验 X 中是否含有四氧化三铁。按下图装置连接好仪器,检查装置的气密性。B 洗气瓶中试剂名称是 。打开开关 K,点燃 C 处的酒精灯之前需要排尽装置内的空气,原因是 ; 如何检验装置里空气是否排尽?简述操作方法: 。 若加热一段时间后,装置 D 中白色粉末变为蓝色,得出的结论是 。 .定量测定方法 1
16、:沉淀法。按如下流程图转化、称量、计算。8(1)操作 Z 的名称是 、 、转移固体。 (2)上述操作中需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有 、 。 (3)写出溶液 Y 中滴加氯水时发生反应的离子方程式: 。 (4)通过以上数据,测出黑色粉末 X 中各成分的物质的量为 。 方法 2:还原法。用足量氢气按上述装置还原 W g X,停止加热继续通入氢气直至固体粉末冷却,称得固体粉末质量为 m g。(1)停止加热后,继续通入氢气的目的是 。 (2)根据 W 与 m 的大小关系,判断 X 成分:若 W=m,则 X 为纯铁粉,若 X 为纯四氧化三铁,则 m= ;若mW,则 X 组成为 。 21W29解
17、析 .(1)固体 X 溶于足量的盐酸,发生的相关反应可能有:Fe3O4+8HCl 2FeCl3+FeCl2+4H2O,Fe+2FeCl3 3FeCl2,Fe+2HCl FeCl2+H2。在溶液中加入 KSCN 溶液,未变红色,有两种可能:一种情况是 X 只含铁粉,无四氧化三铁;另一种情况是四氧化三铁和铁粉共存,铁粉将+3 价铁还原成+2 价铁。(2)利用氢气还原 X,检验产物是否生成水,进而确认 X 组成,通入的氢气必须纯净,不能带水蒸气,B 洗气瓶里装浓硫酸,用于干燥氢气。实验前排尽装置里空气有两个目的:避免氢气与空气混合,受热发生爆炸;避免空气对检验 X 组成的干扰,氧气与氢气反应生成水。
18、收集气体,验纯,确认装置里空气是否排尽。如果白色硫酸铜粉末变成蓝色,说明 X 含有四氧化三铁。.方法 1:滴加氯水,氯水中氯气氧化亚铁离子生成铁离子。最终红棕色固体是氧化铁,根据铁元素守恒知,氧化铁中铁的质量等于 X 中铁元素的质量: n(Fe)= 2=0.04 3.20 g160 gmol-1mol,m(Fe)=0.04 mol56 gmol-1=2.24 g,X 中氧元素质量为 2.88 g-2.24 g=0.64 g,n(O)= =0.04 mol,氧来源于四氧化三铁,所以 n(Fe3O4)=0.01 mol,综上所述,2.88 g X 中0.64 g16 gmol-1含有 0.01 m
19、ol Fe 和 0.01 mol Fe3O4。方法 2:若 X 是纯四氧化三铁,则 Fe3O4 4O,m= 。21W29答案 .(1)不能 因为四氧化三铁溶于盐酸生成的 F 还能被铁单质还原为 Fe2+ (2)e3+9浓硫酸 避免氢气与氧气混合受热发生爆炸;排尽空气中氧气防止氧气与氢气反应生成水 收集一小试管气体,检验其纯度,若排出的气体纯净,则装置里空气已排尽 X 中含四氧化三铁.方法 1:(1)过滤 洗涤 (2)烧杯 漏斗 (3)2Fe 2+Cl2 2Fe3+2Cl- (4)0.01 mol Fe,0.01 mol Fe3O4方法 2:(1)避免赤热铁粉被空气中氧气氧化成铁的氧化物 (2)
20、 铁和四氧化三铁的21W29混合物8 为了检验某未知溶液是否是 FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加 KSCN 溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是 FeCl2溶液。回答以下问题:(1)你认为此方案是否合理 (填“合理”或“不合理”),若不合理,要检验 Fe2+应如何操作 (若填“合理”,则此空可不答)。 (2)现向一支装有 FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象是 ,有关的化学方程式为 , 。 (3)实验室在保存 FeCl2溶液时为了防止 FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示)
21、。 解析 本题主要考查 Fe3+与 Fe2+的相互转化及检验。(1)若先向溶液中通入 Cl2,再滴加 KSCN 溶液,溶液呈血红色,说明通入 Cl2的溶液中含Fe3+,不能证明原未知液是 FeCl2,若为 FeCl3或 FeCl2与 FeCl3混合溶液,现象与上述实验完全相同,故应先加 KSCN 溶液。(2)向 FeCl2溶液中滴加 NaOH 溶液,会反应生成白色 Fe(OH)2沉淀,因 Fe(OH)2易被氧化为 Fe(OH)3,故生成物颜色会迅速加深,变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe(OH)3。答案 (1)不合理 先加 KSCN 溶液,无明显现象,再通入氯气,溶液变成红色,则原溶液含有Fe2+(2)出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色FeCl2+2NaOH Fe(OH)2+2NaCl 4Fe(OH) 2+O2+2H2O 4Fe(OH)3(3)2Fe3+Fe 3Fe2+
