2021学年第1节 铁的多样性第2课时同步练习题

这是一份2021学年第1节 铁的多样性第2课时同步练习题，共24页。试卷主要包含了下列关于铁的叙述中正确的个数是等内容，欢迎下载使用。
第2课时　铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
基础过关练
题组一　铁的性质
1.(2021北京昌平新学道临川学校高一月考)下列物质中,不能由单质直接化合而成的是 (　　)
A.CuCl2　　　B.FeCl2　　　C.HCl　　　D.AlCl3
2.(2021山东潍坊实验中学高一阶段测试)下列各组物质相互反应后,再向得到的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色的是 (　　)
A.新制氯水和氯化亚铁溶液
B.铁屑和氯化铜溶液
C.铁屑和过量稀硫酸
D.过量铁屑和氯化铁溶液
3.下列关于铁的叙述中正确的个数是 (　　)
①铁能被磁铁吸引,但纯铁易被腐蚀
②铁在潮湿的空气中容易生锈
③铁是用量最大、用途最广的合金
④铁在氯气中燃烧生成FeCl2
⑤铁能在氧气中剧烈燃烧生成Fe3O4
⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
4.(2020湖北部分重点高中高一上月考)铁不能与冷、热水反应,但能与水蒸气反应。关于铁与水蒸气反应的实验的说法不正确的是 (　　)
A.组装该实验装置用到的玻璃仪器可仅为一个酒精灯、一支大试管和导气管
B.可通过加热湿棉花产生水蒸气
C.可将产物之一通入肥皂液中用燃烧法检验
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
5.(2020北京清华附中高一上期中)下列物质中,与氯气、盐酸都能发生反应且生成不同氯化物的是(　　)
A.Fe B.Al C.Cu D.Zn
题组二　铁的氧化物
6.(2021辽宁大石桥三中高一月考)关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中,不正确的是 (　　)
A.铁元素化合价不相同
B.氧元素的化合价完全相同
C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色固体
D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
7.(2020山东泰安检测)某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣,查阅资料后制成以下卡片:
在空气中把铁灼烧到500 ℃就形成Fe3O4;温度再升高,可形成Fe2O3;在更高的温度下加热Fe2O3(约1 400 ℃)时,又得到Fe3O4。
即:FeFe3O4Fe2O3
下列说法正确的是 (　　)
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.反应②的温度比反应③的温度高
C.热稳定性顺序:FeO>Fe2O3
D.四氧化三铁中铁元素的化合价复杂,若写成氧化物的形式,则化学式可写为FeO·Fe2O3
题组三　铁的氢氧化物
8.(2021安徽芜湖一中高一月考)铁的合金是当今世界使用量最大的合金,下列关于铁及其化合物的说法正确的是 (　　)
A.Fe2O3可以直接溶于水生成Fe(OH)3
B.Fe(OH)2在空气中充分加热最终产生FeO和H2O
C.Fe3O4可以通过置换反应或化合反应制备
D.铁在空气中放置,表面会生成致密的氧化膜从而阻止铁被继续腐蚀
9.(2020江西石城中学高一月考)下图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol/L的稀硫酸,其他试剂任选。

请回答下列问题:
(1)B装置中盛有一定量的NaOH溶液,A装置中应预先加入的试剂是　　　　,A装置中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)实验开始时应先将活塞a　　　　(填“打开”或“关闭”)。 
(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程:关闭活塞a,使　　　　　流入　　　　　　中进行反应。 
(4)实验完毕,拔去B装置中的橡胶塞,放入一部分空气,此时B装置中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)在下图中,装置　　　　(填序号)能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。 


题组四　铁及其化合物之间的转化
10.(2021江苏泰兴中学、南菁高级中学高一阶段考试)下列物质间的转化不能通过一步化合反应实现的是 (　　)
A.Fe Fe3O4 B.Fe FeCl3
C.FeCl2 Fe(OH)2 D.FeCl3 FeCl2
11.(2020安徽合肥一六八中学高一上期中)下列各物质含少量杂质,除去这些杂质应选用的试剂或操作方法不正确的是 (　　)
选项
物质
杂质
除杂应选用的试剂或操作方法
A
KNO3溶液
KOH
加入FeCl3溶液,并过滤
B
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉,并过滤
C
CaCO3粉末
CaCl2
溶解,过滤
D
H2
CO2
依次通过盛NaOH溶液和
浓硫酸的洗气瓶
12.(2021黑龙江鹤岗一中高一月考)元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的“价—类”二维图,箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是 (　　)

A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.由图可预测:高铁酸钠(Na2FeO4)具有强氧化性,可用于消毒
D.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水可溶解Fe(OH)3
13.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体。在合适的反应条件下,它们可以按下面框图进行反应(反应条件已省略);又知D溶液为棕黄色,E溶液为无色。请回答:

(1)B是　　　　,F是　　　　(填化学式)。 
(2)反应③的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)反应④的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组五　补铁剂中的铁元素的检验
14.(2021四川眉山仁寿二中高一月考)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上用作补血剂。某课外小组设计实验测定该补血剂中铁元素的含量,并检验该补血剂是否变质。实验流程图如下:

请回答下列问题:
(1)向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色,据此可知该滤液中含有的金属阳离子是　　　　(填离子符号);检验滤液中还存在Fe2+的方法为　　　 　　　　　　　。 
(2)步骤②加入过量H2O2的目的是　　　　　　　　。 
(3)步骤③中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 
(4)步骤④中一系列操作包括:过滤、　　　　、干燥、灼烧、冷却、称量。 
(5)假设实验中的损耗忽略不计,则每片补血剂含铁元素的质量为　　　　g。 
能力提升练
题组一　不同价态铁元素之间的转化
1.(2020黑龙江哈尔滨六中月考,)用废铁屑制备磁性胶体粒子,制取过程如下:

下列说法不正确的是 (　　)
A.加稀H2SO4是为了使铁溶解生成FeSO4
B.通入N2是为了防止空气中的O2氧化Fe2+
C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O
D.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为2∶1
2.()高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,其在消毒(发生氧化还原反应)后可形成Fe(OH)3胶体,常用于处理饮用水。工业上有干法与湿法两种制备高铁酸钾的方法。
(1)干法制备高铁酸钾时,先制备得到Na2FeO4,反应为2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
①该反应中,氧化剂是　　　　,氧化产物是　　　　。 
②每生成1 mol Na2FeO4,转移　　　　mol电子。 
(2)配平湿法制备高铁酸钾反应的离子方程式:
　　　　Fe(OH)3+　　　　ClO-+　　　　OH- 　　　　FeO42-+　　　　Cl-+　　　　H2O 
(3)取少量K2FeO4溶液,滴加盐酸,有Cl2产生,该反应表明氧化性:K2FeO4　 　　　(填“>”或“　(4)FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl
解析　(1)①2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中,由化合价的变化可知氧化剂是Na2O2,氧化产物是Na2FeO4和O2。②化学方程式中Fe元素的化合价由+2价升高到+6价,O元素的化合价由-1价升高到0价,所以生成1 mol Na2FeO4,转移5 mol电子。(2)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O。(3)取少量K2FeO4溶液,滴加盐酸,有Cl2产生,氧化剂为K2FeO4,氧化产物为Cl2,所以氧化性为K2FeO4>Cl2。(4)实验室制备Fe(OH)3胶体是在煮沸的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液,反应的化学方程式为FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl。
3.答案　(1)Fe2O3　Fe(OH)2　
(2)FeO+H2SO4 FeSO4+H2O　
(3)Zn+Fe2+ Zn2++Fe　2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-(答案合理即可)　
(4)FeCl3　Na2S　2Fe3++3S2- Fe2S3↓　2Fe3++S2- 2Fe2++S↓(或2Fe3++3S2- 2FeS↓+S↓)
解析　(1)由图可知X、Y中Fe元素的化合价分别为+3价、+2价,则X的化学式为Fe2O3,Y的化学式为Fe(OH)2。(2)FeO与稀硫酸反应的化学方程式为FeO+H2SO4 FeSO4+H2O。(3)FeCl2既有氧化性又有还原性,在反应Zn+Fe2+ Zn2++Fe中,Fe2+表现氧化性;在反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-中,Fe2+表现还原性。(4)猜测Fe3+可以与S2-发生反应,可以通过FeCl3和Na2S反应来验证,可能发生的反应为2Fe3++3S2- Fe2S3↓、2Fe3++S2- 2Fe2++S↓或2Fe3++3S2- 2FeS↓+
S↓。
4.答案　(1)取少量酸溶后所得溶液于试管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,则含有Fe2+　(2)2.5　(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O　(4)+6　223.5
解析　(1)Fe2+具有还原性,证明含Fe2+的方法:取少量酸溶后所得溶液于试管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,则含有Fe2+。(2)氧化Ⅰ过程中H2O2做氧化剂,氧元素的化合价从-1价降低到-2价,设被还原的H2O2的物质的量为x mol,转移的电子的物质的量为5 mol,则2x=5,解得x=2.5。(3)Cl2与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(4)Na2FeO4中各元素的化合价之和等于0,设铁元素的化合价为x,(+1)×2+x+(-2)×4=0,解得x=+6,铁元素的化合价为+6价;Na2FeO4的还原产物中铁元素的化合价为+3价,
2 mol Na2FeO4得电子的物质的量为6 mol;NaClO的还原产物中氯元素的化合价为-1价,1 mol NaClO得电子的物质的量为2 mol;则2 mol Na2FeO4氧化消毒能力相当于3 mol NaClO氧化消毒能力,NaClO的质量为3 mol×74.5 g/mol=223.5 g。
5.D　设原混合物中含有x mol Fe2O3,y mol Fe,则
Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O
x 2x
2FeCl3+Fe 3FeCl2
2x x 3x
Fe+2HCl FeCl2+H2↑
y-x y-x y-x
[3x+(y-x)]∶(y-x)=3∶1,则x∶y=2∶5,故选D。
6. A　混合物与盐酸反应后,盐酸有剩余,则滤渣中没有Fe,只有Cu;滤液中含有剩余的HCl及FeCl2,根据原子守恒:n总(HCl)=n剩余(HCl)+2n(FeCl2),即0.1 L×
4.4 mol/L=0.32 L×0.25 mol/L+2n(FeCl2),解得n(FeCl2)=0.18 mol;n(CuO)=n(Cu)=1.28 g64 g/mol=0.02 mol,n(H2)=0.896 L22.4 L/mol=0.04 mol;设原混合粉末中Fe为x mol,Fe2O3为y mol,由原子守恒,可得x+2y=0.18,根据得失电子守恒,可得2x=2y+2×0.02+2×0.04,联立方程,解得:x=0.1,y=0.04;原混合粉末中单质铁的质量为56 g/mol×0.1 mol=5.6 g。
7.答案　(1)2.24　(2)1.00
解析　混合物与盐酸恰好完全反应,所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现,说明溶液中的溶质为FeCl2,发生反应:Fe+2H+ Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+。
(1)生成氢气物质的量为0.672 L22.4 L·mol-1=0.03 mol,设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol,则:
Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
y mol 2y mol
Fe　+　2Fe3+ 3Fe2+
y mol 2y mol
Fe+2H+ Fe2++H2↑
(x-y)mol (x-y)mol
根据题意得x-y=0.0356x+160y=3.84,解得x=0.04,y=0.01。
所以m(Fe)=0.04 mol×56 g·mol-1=2.24 g。
(2)参与反应的n(HCl)=2n(FeCl2)=2[n(Fe)+2n(Fe2O3)]=2×(0.04 mol+2×0.01 mol)=0.12 mol,c(HCl)=0.12mol0.12 L=1.00 mol·L-1。
8.答案　Ⅰ.4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
Ⅱ.(1)①还原性、酸性　②2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O
(2)K2FeO4在酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+　
(3)①4　20　3　4　10H2O　②79.2%
解析　Ⅰ.Fe(OH)2不稳定,容易被O2氧化,根据原子守恒和得失电子守恒,可得其被氧化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
Ⅱ.(1)①在装置A中,KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2,发生的化学反应为2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。在该反应中HCl显示出来的性质为还原性和酸性。②在C装置中KClO与Fe(OH)3在碱性环境中反应产生K2FeO4,该反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O。
(2)取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明溶液a中含有Fe3+,该离子的产生可能是由K2FeO4被Cl-还原而形成的,也可能是在酸性溶液中K2FeO4快速反应产生O2,其自身转化为Fe3+。
(3)①根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,配平该反应的离子方程式:4FeO42-+20H+ 3O2↑+4Fe3++10H2O。②标准状况下,0.672 L O2的物质的量是0.672 L22.4 L/mol=0.03 mol,根据①中配平的离子方程式可知:4 mol K2FeO4反应会产生
3 mol O2,则反应产生0.03 mol O2时消耗K2FeO4的物质的量是0.04 mol,其质量是0.04 mol×198 g/mol=7.92 g,故样品中高铁酸钾的质量分数为7.92 g10 g×100%=79.2%。
9.答案　Ⅰ.(1)Fe2++2OH- Fe(OH)2↓　4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3　(2)酸性KMnO4溶液褪色　(3)加入KSCN溶液后无明显现象,加入氯水后溶液变红色　Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+
Ⅱ.(4)糖浆中含有其他还原性物质　(5)酸性高锰酸钾溶液褪色说明被还原,葡萄糖酸亚铁糖浆中除了有Fe2+,还有其他还原性物质,因此褪色不一定是高锰酸钾与Fe2+反应
解析　Ⅰ.(1)若糖浆中含有Fe2+,滴加NaOH溶液后,产生白色沉淀,逐渐变为灰绿色,最终变为红褐色,产生白色沉淀的离子方程式为Fe2++2OH- Fe(OH)2↓,最终变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(2)Fe2+具有还原性,向含有Fe2+的糖浆中滴加酸性KMnO4溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)向含有Fe2+的糖浆中加入KSCN溶液后无明显现象,加入氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,所以溶液变红色,反应中氯水参与反应的离子方程式是Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+。
Ⅱ.(4)向葡萄糖酸亚铁糖浆中滴加NaOH溶液后,产生灰绿色浑浊,长时间不变红褐色,说明糖浆中含有其他还原性物质,抗氧化;加入过量的氯水,氯水把还原性物质氧化,所以最终溶液变成红色。
(5)酸性高锰酸钾溶液褪色说明被还原,葡萄糖酸亚铁糖浆中除了有Fe2+,还有其他还原性物质,因此褪色不一定是高锰酸钾与Fe2+反应。