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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试课后测评
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试课后测评，共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本章达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021吉林白城高一上月考)下列有关金属或合金的说法中不正确的是 ( )
A.生铁属于合金
B.一般合金的熔点比各成分金属的低
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
D.改变原料的配比、生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
2.(2021海南中学高三月考)氧化铝常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器,是因为氧化铝 ( )
A.是白色固体 B.不溶于水
C.熔点很高 D.是金属氧化物
3.(2021浙江名校联盟高二上期中)将表面被氧化膜包裹紧密的铝条插入下列溶液中,几乎不反应的是 ( )
A.稀硝酸 B.NaOH溶液
C.Cu(NO3)2溶液 D.稀硫酸
4.(2021浙江绍兴高一上月考)下列物质之间的转化不能通过一步化合反应实现的是 ( )
A.FeO→Fe3O4 B.Fe→FeCl2
C.Fe2O3→Fe(OH)3 D.Na2CO3→NaHCO3
5.(2021广东珠海二中高一上月考)为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入 ( )
A.NaOH B.铁片
C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
6.(2021湖北华中师范大学附属中学高一上月考)下列有关金属及其化合物的说法正确的是 ( )
A.铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2O
B.钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O
C.铁在氧气中燃烧生成Fe2O3
D.碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应生成NaOH和CaCO3
7.下列实验现象描述错误的是 ( )
选项
实验
现象
A
加热放在坩埚中的小块钠
钠先熔化成光亮的小球,燃烧时,火焰为黄色,燃烧后,生成淡黄色固体
B
在酒精灯上加热铝箔
铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着
C
在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液
先生成白色沉淀,沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色
D
在空气中久置的铝条放入NaOH溶液中
立刻产生大量无色气体,铝条逐渐变细
8.向一定质量FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐渐加入足量的锌粒,下列图像不能正确反映对应关系的是( )
9.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是 ( )
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰
B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C.丙同学认为将少量还原铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应
D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
10.有一种铁的“氧化物”样品,用140 mL 5 mol/L的盐酸完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气,恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+,该样品可能的化学式是 ( )
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图所示(夹持装置省略,气密性已检验),下列推断不合理的是( )
A.B中收集到的气体是氢气
B.烧杯中H2O2的作用是将Fe2+还原为Fe3+
C.A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水
D.烧杯中反应后的溶液在氯化氢气氛下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
12.(2021广东珠海二中高一上月考)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 ( )
选项
操作、现象
解释
A
向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向盐酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe被氧化为Fe3+
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
13.若m g Al在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+21.3) g,将m g Al投入总质量为95.2 g的NaOH水溶液中恰好完全反应。下列判断正确的是 ( )
A.m=2.7
B.Al与Cl2反应的产物溶于水,所得溶液中加入足量氨水,出现白色沉淀
C.若在原NaOH溶液中通入足量Cl2,理论上可生成0.2 mol NaClO
D.Al与NaOH溶液反应后所得溶液中溶质的质量分数为16.4%
14.将3.6 g炭粉和29 g Fe3O4质量分数为80%的磁铁矿粉混合后,隔绝空气加强热,充分反应后收集反应生成的气体和固体。下列说法正确的是 ( )
A.反应后固体为Fe
B.反应后固体为Fe和Fe3O4
C.收集反应生成的气体是CO、CO2的混合物,其中CO的体积占12
D.收集反应生成的气体是CO、CO2的混合物,其中CO的体积占23
15.为确定Fe2O3和Cu混合物的组成(假设混合均匀),某兴趣小组称取五份不同质量的样品,分别投入30.0 mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后,每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.各组样品均发生反应:Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
B.1.76 g样品充分反应后,溶液中一定存在Fe2+和Cu2+,一定不存在Fe3+
C.该混合物中n(Fe2O3)∶n(Cu)=1∶3
D.稀硫酸的浓度为3.00 mol·L-1
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021广东珠海二中高一上月考)工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)的流程如图所示(已知二氧化硅不溶于稀硫酸,与稀硫酸不反应):
(1)FeO属于碱性氧化物,写出FeO与硫酸反应的化学方程式:
。
(2)FeCl3可用作净水剂,是因为其溶于水形成的Fe(OH)3胶体具有 性,FeCl3溶液中分散质粒子的直径 (填“>”或“<”)10-9m。
(3)“转化”是为了将溶液中的Fe2(SO4)3转化为FeSO4。一种方法是向溶液中加入铁粉,发生反应的离子方程式为 ;另一种方法是向溶液中通入SO2,发生反应的离子方程式为 。
17.(12分)回答下列问题:
(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有
性。(填“还原”或“氧化”)
(2)新配制的FeCl2溶液加入 可以防止FeCl2转化为FeCl3。
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式: 。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是
(用离子方程式表示);处理过程中需定期添加的原料是 (填物质名称)。
(5)某同学为检验某未知溶液是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知溶液于试管中 溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案是否合理?若不合理,如何改进?
18.(12分)(2021安徽舒城中学高一上月考)Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。
(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈+2价,能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力。药品美蓝是其有效的解毒剂,解毒时美蓝发生
(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl2溶液,请设计实验检验其中是否含有Fe3+:
。
(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气,该氧化物和氢气在高温下发生反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2(标准状况下),则转移电子数目为 ;“引火铁”是一种极细的铁粉,它在空气中可以自燃,其原因是
。
Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分,由两种元素组成。为了研究其组成,设计如下实验:
气体甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答:
(4)M的化学式为 。
(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是(用化学方程式表示)
。
(6)高温条件下,丁与甲反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为
。
19.(12分)下图中的每一方格表示一种反应物或生成物,其中甲、乙、丙、丁为常见单质,其余均为化合物。A是一种常见的液态化合物,B是具有磁性的氧化物,D和丁既能和酸反应又能和碱反应,乙在丙中燃烧产生苍白色火焰,H在空气中很容易被氧化成I。它们的转化关系如下:(有些反应的条件和部分产物未注明)
(1)写出下列物质化学式:B ,F ; 易错
(2)写出反应①的化学方程式: ;
(3)H在空气中很容易被氧化成I,该过程的实验现象是
;
(4)将足量的CO2通入E溶液中,离子方程式是
;
(5)将G的饱和溶液滴入沸水中得红褐色液体,该液体具有的性质有
(填字母)。
A.丁达尔效应
B.红褐色液体可用过滤的方法提纯
C.液体中分散质微粒直径小于1 nm
D.取适量液体加入K2SO4溶液会产生红褐色沉淀
E.它能较稳定地存在,因其带正电荷
20.(14分)为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已省略,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开止水夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸溶液,一段时间后关闭K3。
Ⅵ.更换试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)过程Ⅰ的目的是 。
(2)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 。
(3)若向过程ⅢB中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的化学方程式: 。
(4)若将制取的SO2通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的离子方程式为 。
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。
过程Ⅳ,B溶液中含
有的离子
过程Ⅵ,B溶液中含
有的离子
甲
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
乙
既有Fe3+又有Fe2+
有SO42-
丙
有Fe3+无Fe2+
有SO42-
(6)将B中的FeCl2溶液换成100 mL FeBr2溶液并向其中通入2.24 L Cl2(标准状况下),若溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为 。
答案全解全析
1.C
2.C
3.C
4.C
5.C
6.D
7.D
8.D
9.C
10.D
11.B
12.D
13.BD
14.AD
15.D
1.C 生铁由铁和碳等元素组成,属于合金,A正确;形成合金后,结构发生了改变,一般合金的熔点比各成分金属的低,B正确;合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同,C错误;改变原料的配比、生成合金的条件,组成合金的成分、结构不同,对合金的性质产生不同的影响,可以得到具有不同性能的合金,D正确。
2.C 氧化铝俗称刚玉,具有很高的熔点,所以常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。
3.C 稀硝酸能与氧化铝反应生成硝酸铝和水;NaOH溶液能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水;Cu(NO3)2溶液与氧化铝不反应;稀硫酸能与氧化铝反应生成硫酸铝和水。
4.C FeO在空气中高温灼烧可转化成Fe3O4;铁与FeCl3发生化合反应生成FeCl2;Fe2O3→Fe(OH)3不能通过一步化合反应实现;Na2CO3→NaHCO3能通过一步化合反应实现:Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3。
5.C FeCl2溶液变质,是由于亚铁离子有强还原性,被氧气氧化为Fe3+,即检验是否有Fe3+即可,可向溶液中加入KSCN溶液,若出现红色,则FeCl2溶液已变质,反之没有变质。
6.D 铝和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2,化学方程式为2Al+2H2O+2NaOH 2NaAlO2+3H2↑,A错误;钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,化学方程式为2Na+O2 Na2O2,B错误;铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,化学方程式为3Fe+2O2 Fe3O4,C错误;碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应生成NaOH和CaCO3,化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,D正确。
7.D 在空气中久置的铝条表面有一层致密的Al2O3薄膜,放入NaOH溶液中,不会立刻产生大量无色气体。
8.D 金属的活动性:锌>铁>铜,故锌先与氯化铜反应,当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应:
Zn+CuCl2 Cu+ZnCl2 溶液增加的质量
65 g 64 g 65 g-64 g=1 g
Zn+FeCl2 Fe+ZnCl2 溶液增加的质量
65 g 56 g 65 g-56 g=9 g
锌先与氯化铜反应,铜的质量不断增加,直至氯化铜反应完全,A正确;由上述分析可知,Zn与CuCl2反应时溶液质量增加的幅度小于Zn与FeCl2反应时溶液质量增加的幅度,B正确;随着锌与氯化亚铁反应,氯化亚铁的质量逐渐减小,完全反应后FeCl2的质量为0,C正确;原溶液中不存在氯化锌,曲线起点应为0,D错误。
9.C 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁,故丙同学的观点不正确。
10.D 盐酸中HCl的物质的量为5 mol/L×0.140 L=0.7 mol,0.56 L氯气的物质的量为0.56 L22.4 L/mol=0.025 mol。铁的“氧化物”样品,用盐酸完全溶解,所得溶液能吸收标准状况下0.56 L氯气,说明溶液中有Fe2+,根据氯原子守恒和得失电子守恒,可以计算出溶液中Fe2+的物质的量为0.025 mol×2=0.05 mol,即该铁的“氧化物”与盐酸反应后的溶液中有0.05 mol Fe2+、0.7 mol Cl-,根据电荷守恒可知,溶液中还有Fe3+,Fe3+的物质的量为0.7mol-0.05mol×23=0.2 mol,所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为0.05∶0.2=1∶4,写成氧化物的形式为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。
11.B 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以B中收集到的气体是氢气,A项正确;H2O2具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;氧化铁为碱性氧化物,可与盐酸反应生成氯化铁和水,C项正确;FeCl3溶液在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到氯化铁晶体,D项正确。
12.D 氯化铁将KI氧化,生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,铁离子与淀粉不反应,A错误;生铁放置于潮湿的空气中,形成的红棕色的斑点为氧化铁,不是Fe(OH)3,B错误;Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,Fe被氧化为Fe2+,C错误;氢氧化亚铁易被氧化,则新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色,D正确。
13.BD 设生成NaAlO2的质量为x g,生成H2的质量为y g。由2Al+3Cl2 2AlCl3和2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑得关系式:
2Al ~ 2AlCl3 ~ 2NaAlO2~3H2~2NaOH
54 267 164 6 2
m g (m+21.3) g x g y g n(NaOH)
54mg=267(m+21.3) g=164xg=6yg=2n(NaOH),解得:m=5.4,x=16.4 g,y=0.6 g,n(NaOH)=0.2 mol,则ω(NaAlO2)=16.4 g(5.4+95.2-0.6) g×100%=16.4%,A错误、D正确;向AlCl3溶液中加足量氨水,生成Al(OH)3白色沉淀,B正确;由Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O可知,0.2 mol NaOH完全反应生成0.1 mol NaClO,C错误。
14.AD n(C)=3.6 g12 g·mol-1=0.3 mol,n(O)=4n(Fe3O4)=4×29 g×80%232 g·mol-1=0.4 mol,题给Fe3O4能被完全还原为Fe,由于12
16.答案 (1)FeO+H2SO4 FeSO4+H2O
(2)吸附 <
(3)2Fe3++Fe 3Fe2+ 2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++SO42-+4H+
解析 (1)FeO属于碱性氧化物,与硫酸反应生成硫酸亚铁和水。
(2)FeCl3可用作净水剂,是因为其溶于水形成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,FeCl3溶液中分散质粒子的直径小于10-9 m。
(3)铁粉具有还原性,可将硫酸铁还原为硫酸亚铁,反应的离子方程式是2Fe3++Fe 3Fe2+,如果通入二氧化硫,铁元素的化合价降低,硫元素的化合价升高,生成硫酸亚铁和硫酸。
17.答案 (1)还原
(2)铁粉
(3)Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+
(4)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 铁粉
(5)不合理,改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中有Fe2+。
解析 (1)铁元素的化合价降低,被还原,说明维生素C具有还原性。(2)新配制的FeCl2溶液中加入铁粉可以防止FeCl2转化为FeCl3。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,该反应的离子方程式为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+。(4)向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+ 3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉。(5)当原溶液中含Fe3+时,向溶液中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液也会变红,所以此方案不合理;改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,若溶液变红,则溶液中含有Fe2+。
18.答案 (1)氧化
(2)取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有Fe3+,反之则没有
(3)4NA 引火铁表面积很大,加快了与氧气的反应速率
(4)Fe4N
(5)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
(6)Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O
解析 (1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2的结合能力,药品美蓝是其有效的解毒剂,这说明该物质具有还原性,因此解毒时美蓝被氧化,发生氧化反应。
(2)一般用硫氰化钾溶液检验铁离子,操作为取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有Fe3+,反之则没有。
(3)H元素由+1价降低为0价,标准状况下44.8 L H2的物质的量为2 mol,反应过程中转移的电子数目为2×2×NA=4NA;引火铁表面积很大,加快了与氧气的反应速率,因此在空气中可以自燃。
(4)由白色沉淀乙 红褐色沉淀丙可知乙为Fe(OH)2,丙为Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解为Fe2O3和H2O,丁为Fe2O3,且n(Fe2O3)=14.40 g160 g/mol=0.09 mol,M含Fe元素,M中Fe元素的物质的量为0.09 mol×2=0.18 mol,M中Fe元素的质量为0.18 mol×56 g/mol=10.08 g;反应液加足量NaOH溶液产生气体甲,甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则甲为NH3,M含N元素,N元素的质量为10.71 g-10.08 g=0.63 g,N元素的物质的量为0.63 g14 g/mol=0.045 mol,则M中Fe和N的个数比=0.18 mol∶0.045 mol=4∶1,因此M的化学式为Fe4N。
(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(6)氨气有还原性,高温下将氧化铁还原,两种单质为铁、氮气。
19.答案 (1)Fe3O4 FeCl2
(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(3)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(4)AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3↓+HCO3-
(5)AD
解析 甲、乙、丙、丁为常见单质,其余均为化合物,A是一种常见的液态化合物,则A为H2O,B是具有磁性的氧化物,则B为Fe3O4,D和丁既能和酸反应又能和碱反应,则丁为Al,D为Al2O3,E为NaAlO2,结合转化关系可知,甲为Fe,乙为H2,丙为Cl2,C为HCl,F为FeCl2,H在空气中很容易被氧化成I,则H为Fe(OH)2,I为Fe(OH)3,G为FeCl3。
(1)通过以上分析可知,B、F分别是Fe3O4、FeCl2。
(2)A与甲反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
(3)H为Fe(OH)2,I为Fe(OH)3,Fe(OH)2是白色沉淀,Fe(OH)3是红褐色沉淀,Fe(OH)2不稳定,极易被空气中的O2氧化成红褐色的Fe(OH)3,看到的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(4)E是偏铝酸钠,足量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O Al(OH)3↓+HCO3-。
(5)将FeCl3的饱和溶液滴入沸水中得红褐色液体,该液体是Fe(OH)3胶体,具有丁达尔效应,其分散质微粒直径在1~100 nm之间,能透过滤纸但不能透过半透膜,能和电解质溶液发生聚沉现象,故选AD。
易错点拨
20.答案 (1)排出装置中的空气,防止干扰
(2)Fe2+容易被空气中的氧气氧化,铁粉可以将氧化得到的Fe3+还原为Fe2+
(3)2FeCl3+H2S 2FeCl2+2HCl+S↓
(4)2MnO4-+5SO2+2H2O 2Mn2++5SO42-+4H+
(5)甲、乙
(6)1 mol/L
解析 (1)打开K1~K4,通入一段时间N2,目的是排出装置中的空气,防止其氧化Fe2+,干扰实验。(2)Fe2+被空气中的O2氧化变为Fe3+,若加入铁粉,会发生反应:2Fe3++Fe 3Fe2+,从而可以起到防止Fe2+变质的作用。(3)Fe3+具有强氧化性,可以与H2S反应,生成S单质、Fe2+、HCl,反应的化学方程式为2FeCl3+H2S 2FeCl2+2HCl+S↓。(4)SO2具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,SO2被氧化成硫酸,KMnO4被还原为MnSO4,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O 2Mn2++5SO42-+4H+。(5)乙中过程Ⅳ,说明氯气不足,氯气氧化性大于铁离子,过程Ⅵ有硫酸根离子,说明发生SO2与Fe3+的反应,则氧化性:Fe3+>SO2,甲中过程Ⅳ有Fe3+,无Fe2+,则氧化性:Cl2>Fe3+,过程Ⅵ有Fe2+,说明发生SO2与Fe3+的反应,则氧化性:Fe3+>SO2。(6)设FeBr2的物质的量浓度为c,根据得失电子守恒可知,2.24 L22.4 L/mol×2×1=c×0.1 L×(3-2)+c×0.1 L×2×12×(1-0),解得c=1 mol/L。
本章达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021吉林白城高一上月考)下列有关金属或合金的说法中不正确的是 ( )
A.生铁属于合金
B.一般合金的熔点比各成分金属的低
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
D.改变原料的配比、生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
2.(2021海南中学高三月考)氧化铝常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器,是因为氧化铝 ( )
A.是白色固体 B.不溶于水
C.熔点很高 D.是金属氧化物
3.(2021浙江名校联盟高二上期中)将表面被氧化膜包裹紧密的铝条插入下列溶液中,几乎不反应的是 ( )
A.稀硝酸 B.NaOH溶液
C.Cu(NO3)2溶液 D.稀硫酸
4.(2021浙江绍兴高一上月考)下列物质之间的转化不能通过一步化合反应实现的是 ( )
A.FeO→Fe3O4 B.Fe→FeCl2
C.Fe2O3→Fe(OH)3 D.Na2CO3→NaHCO3
5.(2021广东珠海二中高一上月考)为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入 ( )
A.NaOH B.铁片
C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
6.(2021湖北华中师范大学附属中学高一上月考)下列有关金属及其化合物的说法正确的是 ( )
A.铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2O
B.钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O
C.铁在氧气中燃烧生成Fe2O3
D.碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应生成NaOH和CaCO3
7.下列实验现象描述错误的是 ( )
选项
实验
现象
A
加热放在坩埚中的小块钠
钠先熔化成光亮的小球,燃烧时,火焰为黄色,燃烧后,生成淡黄色固体
B
在酒精灯上加热铝箔
铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着
C
在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液
先生成白色沉淀,沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色
D
在空气中久置的铝条放入NaOH溶液中
立刻产生大量无色气体,铝条逐渐变细
8.向一定质量FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐渐加入足量的锌粒,下列图像不能正确反映对应关系的是( )
9.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是 ( )
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰
B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C.丙同学认为将少量还原铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应
D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
10.有一种铁的“氧化物”样品,用140 mL 5 mol/L的盐酸完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气,恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+,该样品可能的化学式是 ( )
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图所示(夹持装置省略,气密性已检验),下列推断不合理的是( )
A.B中收集到的气体是氢气
B.烧杯中H2O2的作用是将Fe2+还原为Fe3+
C.A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水
D.烧杯中反应后的溶液在氯化氢气氛下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
12.(2021广东珠海二中高一上月考)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 ( )
选项
操作、现象
解释
A
向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向盐酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe被氧化为Fe3+
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
13.若m g Al在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+21.3) g,将m g Al投入总质量为95.2 g的NaOH水溶液中恰好完全反应。下列判断正确的是 ( )
A.m=2.7
B.Al与Cl2反应的产物溶于水,所得溶液中加入足量氨水,出现白色沉淀
C.若在原NaOH溶液中通入足量Cl2,理论上可生成0.2 mol NaClO
D.Al与NaOH溶液反应后所得溶液中溶质的质量分数为16.4%
14.将3.6 g炭粉和29 g Fe3O4质量分数为80%的磁铁矿粉混合后,隔绝空气加强热,充分反应后收集反应生成的气体和固体。下列说法正确的是 ( )
A.反应后固体为Fe
B.反应后固体为Fe和Fe3O4
C.收集反应生成的气体是CO、CO2的混合物,其中CO的体积占12
D.收集反应生成的气体是CO、CO2的混合物,其中CO的体积占23
15.为确定Fe2O3和Cu混合物的组成(假设混合均匀),某兴趣小组称取五份不同质量的样品,分别投入30.0 mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后,每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.各组样品均发生反应:Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
B.1.76 g样品充分反应后,溶液中一定存在Fe2+和Cu2+,一定不存在Fe3+
C.该混合物中n(Fe2O3)∶n(Cu)=1∶3
D.稀硫酸的浓度为3.00 mol·L-1
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021广东珠海二中高一上月考)工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)的流程如图所示(已知二氧化硅不溶于稀硫酸,与稀硫酸不反应):
(1)FeO属于碱性氧化物,写出FeO与硫酸反应的化学方程式:
。
(2)FeCl3可用作净水剂,是因为其溶于水形成的Fe(OH)3胶体具有 性,FeCl3溶液中分散质粒子的直径 (填“>”或“<”)10-9m。
(3)“转化”是为了将溶液中的Fe2(SO4)3转化为FeSO4。一种方法是向溶液中加入铁粉,发生反应的离子方程式为 ;另一种方法是向溶液中通入SO2,发生反应的离子方程式为 。
17.(12分)回答下列问题:
(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有
性。(填“还原”或“氧化”)
(2)新配制的FeCl2溶液加入 可以防止FeCl2转化为FeCl3。
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式: 。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是
(用离子方程式表示);处理过程中需定期添加的原料是 (填物质名称)。
(5)某同学为检验某未知溶液是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知溶液于试管中 溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案是否合理?若不合理,如何改进?
18.(12分)(2021安徽舒城中学高一上月考)Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。
(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈+2价,能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力。药品美蓝是其有效的解毒剂,解毒时美蓝发生
(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl2溶液,请设计实验检验其中是否含有Fe3+:
。
(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气,该氧化物和氢气在高温下发生反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2(标准状况下),则转移电子数目为 ;“引火铁”是一种极细的铁粉,它在空气中可以自燃,其原因是
。
Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分,由两种元素组成。为了研究其组成,设计如下实验:
气体甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答:
(4)M的化学式为 。
(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是(用化学方程式表示)
。
(6)高温条件下,丁与甲反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为
。
19.(12分)下图中的每一方格表示一种反应物或生成物,其中甲、乙、丙、丁为常见单质,其余均为化合物。A是一种常见的液态化合物,B是具有磁性的氧化物,D和丁既能和酸反应又能和碱反应,乙在丙中燃烧产生苍白色火焰,H在空气中很容易被氧化成I。它们的转化关系如下:(有些反应的条件和部分产物未注明)
(1)写出下列物质化学式:B ,F ; 易错
(2)写出反应①的化学方程式: ;
(3)H在空气中很容易被氧化成I,该过程的实验现象是
;
(4)将足量的CO2通入E溶液中,离子方程式是
;
(5)将G的饱和溶液滴入沸水中得红褐色液体,该液体具有的性质有
(填字母)。
A.丁达尔效应
B.红褐色液体可用过滤的方法提纯
C.液体中分散质微粒直径小于1 nm
D.取适量液体加入K2SO4溶液会产生红褐色沉淀
E.它能较稳定地存在,因其带正电荷
20.(14分)为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已省略,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开止水夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸溶液,一段时间后关闭K3。
Ⅵ.更换试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)过程Ⅰ的目的是 。
(2)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 。
(3)若向过程ⅢB中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的化学方程式: 。
(4)若将制取的SO2通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的离子方程式为 。
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。
过程Ⅳ,B溶液中含
有的离子
过程Ⅵ,B溶液中含
有的离子
甲
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
乙
既有Fe3+又有Fe2+
有SO42-
丙
有Fe3+无Fe2+
有SO42-
(6)将B中的FeCl2溶液换成100 mL FeBr2溶液并向其中通入2.24 L Cl2(标准状况下),若溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为 。
答案全解全析
1.C
2.C
3.C
4.C
5.C
6.D
7.D
8.D
9.C
10.D
11.B
12.D
13.BD
14.AD
15.D
1.C 生铁由铁和碳等元素组成,属于合金,A正确;形成合金后,结构发生了改变,一般合金的熔点比各成分金属的低,B正确;合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同,C错误;改变原料的配比、生成合金的条件,组成合金的成分、结构不同,对合金的性质产生不同的影响,可以得到具有不同性能的合金,D正确。
2.C 氧化铝俗称刚玉,具有很高的熔点,所以常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。
3.C 稀硝酸能与氧化铝反应生成硝酸铝和水;NaOH溶液能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水;Cu(NO3)2溶液与氧化铝不反应;稀硫酸能与氧化铝反应生成硫酸铝和水。
4.C FeO在空气中高温灼烧可转化成Fe3O4;铁与FeCl3发生化合反应生成FeCl2;Fe2O3→Fe(OH)3不能通过一步化合反应实现;Na2CO3→NaHCO3能通过一步化合反应实现:Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3。
5.C FeCl2溶液变质,是由于亚铁离子有强还原性,被氧气氧化为Fe3+,即检验是否有Fe3+即可,可向溶液中加入KSCN溶液,若出现红色,则FeCl2溶液已变质,反之没有变质。
6.D 铝和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2,化学方程式为2Al+2H2O+2NaOH 2NaAlO2+3H2↑,A错误;钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,化学方程式为2Na+O2 Na2O2,B错误;铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,化学方程式为3Fe+2O2 Fe3O4,C错误;碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应生成NaOH和CaCO3,化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,D正确。
7.D 在空气中久置的铝条表面有一层致密的Al2O3薄膜,放入NaOH溶液中,不会立刻产生大量无色气体。
8.D 金属的活动性:锌>铁>铜,故锌先与氯化铜反应,当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应:
Zn+CuCl2 Cu+ZnCl2 溶液增加的质量
65 g 64 g 65 g-64 g=1 g
Zn+FeCl2 Fe+ZnCl2 溶液增加的质量
65 g 56 g 65 g-56 g=9 g
锌先与氯化铜反应,铜的质量不断增加,直至氯化铜反应完全,A正确;由上述分析可知,Zn与CuCl2反应时溶液质量增加的幅度小于Zn与FeCl2反应时溶液质量增加的幅度,B正确;随着锌与氯化亚铁反应,氯化亚铁的质量逐渐减小,完全反应后FeCl2的质量为0,C正确;原溶液中不存在氯化锌,曲线起点应为0,D错误。
9.C 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁,故丙同学的观点不正确。
10.D 盐酸中HCl的物质的量为5 mol/L×0.140 L=0.7 mol,0.56 L氯气的物质的量为0.56 L22.4 L/mol=0.025 mol。铁的“氧化物”样品,用盐酸完全溶解,所得溶液能吸收标准状况下0.56 L氯气,说明溶液中有Fe2+,根据氯原子守恒和得失电子守恒,可以计算出溶液中Fe2+的物质的量为0.025 mol×2=0.05 mol,即该铁的“氧化物”与盐酸反应后的溶液中有0.05 mol Fe2+、0.7 mol Cl-,根据电荷守恒可知,溶液中还有Fe3+,Fe3+的物质的量为0.7mol-0.05mol×23=0.2 mol,所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为0.05∶0.2=1∶4,写成氧化物的形式为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。
11.B 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以B中收集到的气体是氢气,A项正确;H2O2具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;氧化铁为碱性氧化物,可与盐酸反应生成氯化铁和水,C项正确;FeCl3溶液在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到氯化铁晶体,D项正确。
12.D 氯化铁将KI氧化,生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,铁离子与淀粉不反应,A错误;生铁放置于潮湿的空气中,形成的红棕色的斑点为氧化铁,不是Fe(OH)3,B错误;Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,Fe被氧化为Fe2+,C错误;氢氧化亚铁易被氧化,则新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色,D正确。
13.BD 设生成NaAlO2的质量为x g,生成H2的质量为y g。由2Al+3Cl2 2AlCl3和2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑得关系式:
2Al ~ 2AlCl3 ~ 2NaAlO2~3H2~2NaOH
54 267 164 6 2
m g (m+21.3) g x g y g n(NaOH)
54mg=267(m+21.3) g=164xg=6yg=2n(NaOH),解得:m=5.4,x=16.4 g,y=0.6 g,n(NaOH)=0.2 mol,则ω(NaAlO2)=16.4 g(5.4+95.2-0.6) g×100%=16.4%,A错误、D正确;向AlCl3溶液中加足量氨水,生成Al(OH)3白色沉淀,B正确;由Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O可知,0.2 mol NaOH完全反应生成0.1 mol NaClO,C错误。
14.AD n(C)=3.6 g12 g·mol-1=0.3 mol,n(O)=4n(Fe3O4)=4×29 g×80%232 g·mol-1=0.4 mol,题给Fe3O4能被完全还原为Fe,由于12
16.答案 (1)FeO+H2SO4 FeSO4+H2O
(2)吸附 <
(3)2Fe3++Fe 3Fe2+ 2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++SO42-+4H+
解析 (1)FeO属于碱性氧化物,与硫酸反应生成硫酸亚铁和水。
(2)FeCl3可用作净水剂,是因为其溶于水形成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,FeCl3溶液中分散质粒子的直径小于10-9 m。
(3)铁粉具有还原性,可将硫酸铁还原为硫酸亚铁,反应的离子方程式是2Fe3++Fe 3Fe2+,如果通入二氧化硫,铁元素的化合价降低,硫元素的化合价升高,生成硫酸亚铁和硫酸。
17.答案 (1)还原
(2)铁粉
(3)Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+
(4)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 铁粉
(5)不合理,改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中有Fe2+。
解析 (1)铁元素的化合价降低,被还原,说明维生素C具有还原性。(2)新配制的FeCl2溶液中加入铁粉可以防止FeCl2转化为FeCl3。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,该反应的离子方程式为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+。(4)向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+ 3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉。(5)当原溶液中含Fe3+时,向溶液中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液也会变红,所以此方案不合理;改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,若溶液变红,则溶液中含有Fe2+。
18.答案 (1)氧化
(2)取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有Fe3+,反之则没有
(3)4NA 引火铁表面积很大,加快了与氧气的反应速率
(4)Fe4N
(5)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
(6)Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O
解析 (1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2的结合能力,药品美蓝是其有效的解毒剂,这说明该物质具有还原性,因此解毒时美蓝被氧化,发生氧化反应。
(2)一般用硫氰化钾溶液检验铁离子,操作为取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有Fe3+,反之则没有。
(3)H元素由+1价降低为0价,标准状况下44.8 L H2的物质的量为2 mol,反应过程中转移的电子数目为2×2×NA=4NA;引火铁表面积很大,加快了与氧气的反应速率,因此在空气中可以自燃。
(4)由白色沉淀乙 红褐色沉淀丙可知乙为Fe(OH)2,丙为Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解为Fe2O3和H2O,丁为Fe2O3,且n(Fe2O3)=14.40 g160 g/mol=0.09 mol,M含Fe元素,M中Fe元素的物质的量为0.09 mol×2=0.18 mol,M中Fe元素的质量为0.18 mol×56 g/mol=10.08 g;反应液加足量NaOH溶液产生气体甲,甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则甲为NH3,M含N元素,N元素的质量为10.71 g-10.08 g=0.63 g,N元素的物质的量为0.63 g14 g/mol=0.045 mol,则M中Fe和N的个数比=0.18 mol∶0.045 mol=4∶1,因此M的化学式为Fe4N。
(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(6)氨气有还原性,高温下将氧化铁还原,两种单质为铁、氮气。
19.答案 (1)Fe3O4 FeCl2
(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(3)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(4)AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3↓+HCO3-
(5)AD
解析 甲、乙、丙、丁为常见单质,其余均为化合物,A是一种常见的液态化合物,则A为H2O,B是具有磁性的氧化物,则B为Fe3O4,D和丁既能和酸反应又能和碱反应,则丁为Al,D为Al2O3,E为NaAlO2,结合转化关系可知,甲为Fe,乙为H2,丙为Cl2,C为HCl,F为FeCl2,H在空气中很容易被氧化成I,则H为Fe(OH)2,I为Fe(OH)3,G为FeCl3。
(1)通过以上分析可知,B、F分别是Fe3O4、FeCl2。
(2)A与甲反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
(3)H为Fe(OH)2,I为Fe(OH)3,Fe(OH)2是白色沉淀,Fe(OH)3是红褐色沉淀,Fe(OH)2不稳定,极易被空气中的O2氧化成红褐色的Fe(OH)3,看到的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(4)E是偏铝酸钠,足量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O Al(OH)3↓+HCO3-。
(5)将FeCl3的饱和溶液滴入沸水中得红褐色液体,该液体是Fe(OH)3胶体,具有丁达尔效应,其分散质微粒直径在1~100 nm之间,能透过滤纸但不能透过半透膜,能和电解质溶液发生聚沉现象,故选AD。
易错点拨
20.答案 (1)排出装置中的空气,防止干扰
(2)Fe2+容易被空气中的氧气氧化,铁粉可以将氧化得到的Fe3+还原为Fe2+
(3)2FeCl3+H2S 2FeCl2+2HCl+S↓
(4)2MnO4-+5SO2+2H2O 2Mn2++5SO42-+4H+
(5)甲、乙
(6)1 mol/L
解析 (1)打开K1~K4,通入一段时间N2,目的是排出装置中的空气,防止其氧化Fe2+,干扰实验。(2)Fe2+被空气中的O2氧化变为Fe3+,若加入铁粉,会发生反应:2Fe3++Fe 3Fe2+,从而可以起到防止Fe2+变质的作用。(3)Fe3+具有强氧化性,可以与H2S反应,生成S单质、Fe2+、HCl,反应的化学方程式为2FeCl3+H2S 2FeCl2+2HCl+S↓。(4)SO2具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,SO2被氧化成硫酸,KMnO4被还原为MnSO4,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O 2Mn2++5SO42-+4H+。(5)乙中过程Ⅳ,说明氯气不足,氯气氧化性大于铁离子,过程Ⅵ有硫酸根离子,说明发生SO2与Fe3+的反应,则氧化性:Fe3+>SO2,甲中过程Ⅳ有Fe3+,无Fe2+,则氧化性:Cl2>Fe3+,过程Ⅵ有Fe2+,说明发生SO2与Fe3+的反应,则氧化性:Fe3+>SO2。(6)设FeBr2的物质的量浓度为c,根据得失电子守恒可知,2.24 L22.4 L/mol×2×1=c×0.1 L×(3-2)+c×0.1 L×2×12×(1-0),解得c=1 mol/L。
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