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化学必修 第一册第一节 铁及其化合物第2课时同步练习题
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这是一份化学必修 第一册第一节 铁及其化合物第2课时同步练习题，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.食物强化是我国营养改善策略的重要组成内容。下列物质中,最适合用于铁强化的是( )
A.酱油 B.食盐 C.牛奶 D.奶粉
【解析】选A。根据人们的饮食习惯及酱油成分,最适合在酱油中添加铁营养强化剂,故A正确。
2.(2020·南通高一检测)下列各组物质反应后,再滴入KSCN溶液,显红色的是
( )
A.过量铁与稀盐酸
B.过量氯水与FeCl2溶液
C.过量铁粉与CuCl2溶液
D.过量铁粉与FeCl3溶液
【解析】选B。铁与盐酸发生反应,生成的是亚铁离子,滴入KSCN溶液,溶液不会显示红色,故A错误;氯水能够将亚铁离子氧化成铁离子,滴入KSCN溶液,显红色,故B正确;铁粉过量,铁置换出铜,同时生成亚铁离子,滴入KSCN溶液,溶液不会显示红色,故C错误;过量铁粉与氯化铁溶液反应生成的是氯化亚铁,溶液中不存在铁离子,滴入KSCN溶液,溶液不会显示红色,故D错误。
3.下列除杂的操作正确的是( )
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量Fe充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量铁粉充分反应后过滤
C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:先加入过量Cu粉将Fe3+还原成Fe2+,再过滤
【解析】选B。FeCl3溶液中加入足量Fe,能除去Fe3+,但引入Fe2+,A错误;加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B正确;C项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,C错误;D项中Cu与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,但无法除去Fe2+,D项错。
【加固训练】
将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L-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,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,不显红色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】选C。n(Fe)=0.02 ml,n(FeCl3)=0.05 ml,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 ml,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 ml,故A错误、C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2,故D错误。
4.将一浅绿色溶液,置于空气中,变黄色。将此黄色溶液逐滴滴入沸水中,形成一种红褐色胶体,下列说法中错误的是( )
A.该浅绿色溶液中含有Fe2+,在空气中被氧化为Fe3+
B.欲检验该黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2+,向其中滴加KSCN溶液
C.配制该浅绿色溶液,要向其中加少量铁粉,目的是防止Fe2+被氧化
D.欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3+,滴入KSCN溶液,看是否变红色
【解析】选B。向该黄色溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,可以证明含有Fe3+,无法证明是否含有未被氧化的Fe2+。
5.(2020·临沂高一检测) 下列离子方程式正确的是( )
A.Fe跟FeCl3溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+
B.Fe跟稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
C.FeCl2溶液跟Cl2反应:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-
D.Fe(OH)3跟盐酸反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
【解析】选D。A中电荷不守恒,应为Fe+2Fe3+3Fe2+;B中违反反应事实,应为Fe+2H+Fe2++H2↑;C中得失电子、电荷均不守恒,应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
6.向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A.只有Fe2+和Cu2+
B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+
C.一定有Fe2+,可能有Cu2+
D.只有Fe2+
【解析】选C。混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2+,一定没有Fe3+,可能有Cu2+。
7.在下列有FeCl3溶液参加的反应中,与Fe3+的氧化性无关的是( )
A.FeCl3与Fe反应
B.FeCl3使淀粉KI溶液变蓝
C.FeCl3滴入沸水中制得Fe(OH)3胶体
D.FeCl3用于腐蚀电路板
【解析】选C。A、B、D中Fe3+分别将Fe、I-、Cu氧化为Fe2+、I2和Cu2+,表现氧化性;C的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,Fe3+的化合价没有变化,没有表现氧化性。
8.有关铁的化合物的说法中,错误的是( )
A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色
B.由图示操作可制取Fe(OH)2
C.Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应
【解析】选A。Fe(OH)2是一种白色固体,A错误;煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触,可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化,B正确;铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4,可通过化合反应:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3制取Fe(OH)3,C正确;Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应,D正确。
9.(2020·蚌埠高一检测)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
B.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
C.Fe3+与KSCN溶液产生红色沉淀
D.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
【解析】选D。铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,A项错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,B项错误;Fe3+与KSCN溶液反应生成络合物Fe(SCN)3,是红色溶液,不是红色沉淀,C项错误;铁粉将FeCl3还原为FeCl2,从而除去FeCl3,过量的铁粉过滤除去,D项正确。
10.(原创题)取某含铁元素的固体A进行如下实验:
根据下列转化关系,下列叙述不正确的是( )
A.试剂1是KSCN溶液
B.试剂2可以是新制氯水
C.溶液B中只有Fe3+无Fe2+
D.溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+,使Fe3+浓度增大
【解析】选C。从框图可知,A和稀盐酸反应生成棕黄色溶液,加入试剂1变成淡红色溶液C,可以推断溶液B中含有Fe3+,加入KSCN溶液生成Fe(SCN)3;加入试剂2得到深红色溶液F,可知试剂2为强氧化剂,溶液B中含有Fe2+,加入试剂2(强氧化剂),Fe2+被氧化为Fe3+,并进一步转化为Fe(SCN)3,所以溶液红色加深,故C错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(15分)根据不同价态铁元素之间的相互转化关系,回答下列问题:
(1)配制含Fe2+的溶液时,常常向溶液中加入少量________,将被氧气氧化生成的Fe3+还原为Fe2+。
(2)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为________,再根据Fe3+的性质使Fe3+转化为红褐色的____________沉淀析出。
(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。反应的离子方程式为 ________________________________。
(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,这一处理过程可用两个离子方程式表示为 __________________,
__;处理过程中需定期添加的原料是_______________。
【解析】 (1)配制含Fe2+的溶液时,需利用还原剂防止亚铁离子被氧化,且不能引入新杂质,则加入铁粉(或铁钉)防止Fe2+被氧化;(2)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为铁离子,铁离子极易转化为氢氧化铁沉淀; (3)FeCl3溶液与金属铜反应的化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,离子方程式为Cu+
2Fe3+Cu2++2Fe2+;(4)Cl2与FeCl2溶液反应生成FeCl3,其反应的化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3,离子方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-,铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,其反应的化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,根据两个反应可知,处理过程中消耗的原料是铁粉。
答案:(1)铁粉 (2)Fe3+ Fe(OH)3
(3)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
(4)Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+3Fe2+ 铁粉
12.(15分)(2020·哈尔滨高一检测)同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 ml·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 __。
(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 ________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是
__________________________。
(4)丙同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ________________________。
【解析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。
(2)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响。
(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。
答案:(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O
【易错警示】警惕Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性
设置实验情境考查Fe2+的还原性,Fe3+的氧化性及其检验方法,是一种常见的题型。需要注意的是:
(1)Fe2+的还原性大于Br-的,但比I-的弱。亚铁盐在溶液中遇到强氧化剂(如氯气、硝酸、酸性高锰酸钾溶液、溴水、双氧水等)时,一般
能被氧化成铁盐。
(2)Fe3+具有较强的氧化性,可跟Fe、Cu及SO2、H2S、HI等还原性物质反应,还原产物为Fe2+。
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)
13.将金属铜、铁投入氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( )
【解析】选D。当铁、铜均不剩余时,Fe3+和Fe、Cu均可反应,故溶液中一定有Fe2+、Cu2+,若恰好完全反应,则无Fe3+,若氯化铁过量,则含有Fe3+,故A错误;当铁、铜均有剩余时,Fe与Cu2+和Fe3+都反应,故溶液中一定有Fe2+,无Fe3+、Cu2+,故B错误;当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定有Fe2+,若铁与Fe3+恰好完全反应,则无Cu2+,若Fe3+过量,则含有Cu2+,故C错误;不可能有Fe剩余,Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应,故D正确。
14.(双选)(2020·枣庄高一检测)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性(平均直径25 nm)纳米Fe3O4的流程示意图如图:
下列叙述不正确的是( )
A.可以用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+
B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe3Fe2+
C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无需除去
D.纳米Fe3O4属于胶体
【解析】选C、D。根据题意可知,滤液B的溶质为氯化亚铁,可以用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+,A正确;滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原铁离子和反应过量的盐酸,主要反应的离子方程式:2Fe3++Fe
3Fe2+,故B正确;步骤④中,防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,故C错误;Fe3O4粒子分散在水中,可形成胶体,但Fe3O4不能称为胶体,故D错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共14分)
15.铁是人体必需的微量元素,铁在生活中分布较广。
(1)目前市售补铁营养品较多,某研究性学习小组对补铁剂中铁的含量进行了测定。
提供药品:FeCl2溶液(浅绿色)、FeCl3溶液(棕黄色)、铁粉、铜粉、KSCN溶液、氯水。
仪器自选。
①将补铁剂中的Fe2+转化成Fe3+,应该选什么试剂?写出相关的离子方程式。
②若将Fe3+转化成Fe2+,应该选什么试剂?写出相关的离子方程式。
(2)“服用维生素C,可使食品中的三价铁离子被还原成二价铁离子”这句话指出维生素C具有什么性质?
(3)某同学根据铁元素价态特点,提出这样一个观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉足量时产物是FeCl2,为验证该观点是否正确,该同学将一定质量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:
①提出假设
假设1:该固体物质是FeCl2。
假设2:该固体物质是FeCl3。
②设计实验方案
取少量固体物质于烧杯中,加适量水溶解,得到A溶液,然后取两份A溶液分别进行实验,实验现象与结论如下表:(完成下表)
【解析】(1)将Fe2+转化成Fe3+,需用氧化剂Cl2;将Fe3+转化成Fe2+,加入铁粉或铜粉均可以实现。
(2)维生素C将Fe3+→Fe2+,说明维生素C具有还原性,作还原剂。
(3)Cl2与铁粉反应,产物可能是FeCl3或FeCl2,加入KSCN溶液呈红色可证明有Fe3+,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色不褪去或不变浅,证明不含Fe2+。
答案:(1)①氯水;2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
②铁粉(或铜粉);2Fe3++Fe3Fe2+(或2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+) (2)还原性
(3)
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项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+
正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应
B
当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+
正确,Fe和Cu均与Fe3+反应,故溶液中有Fe2+和Cu2+,无Fe3+
C
当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定有Fe2+,一定无Cu2+
正确,Cu有剩余,故溶液中无Cu2+
D
当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+和Cu2+
不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe与Cu相比, Fe优先与Fe3+反应
实验方法
实验现象
结论
固体物质中有FeCl3
固体物质中不含FeCl2
实验方法
实验现象
结论
在A溶液中加KSCN溶液
溶液呈红色
固体物质中有FeCl3
在酸性
KMnO4溶液中加少量A溶液
酸性KMnO4溶液颜色无明显变化
固体物质中不含FeCl2
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.食物强化是我国营养改善策略的重要组成内容。下列物质中,最适合用于铁强化的是( )
A.酱油 B.食盐 C.牛奶 D.奶粉
【解析】选A。根据人们的饮食习惯及酱油成分,最适合在酱油中添加铁营养强化剂,故A正确。
2.(2020·南通高一检测)下列各组物质反应后,再滴入KSCN溶液,显红色的是
( )
A.过量铁与稀盐酸
B.过量氯水与FeCl2溶液
C.过量铁粉与CuCl2溶液
D.过量铁粉与FeCl3溶液
【解析】选B。铁与盐酸发生反应,生成的是亚铁离子,滴入KSCN溶液,溶液不会显示红色,故A错误;氯水能够将亚铁离子氧化成铁离子,滴入KSCN溶液,显红色,故B正确;铁粉过量,铁置换出铜,同时生成亚铁离子,滴入KSCN溶液,溶液不会显示红色,故C错误;过量铁粉与氯化铁溶液反应生成的是氯化亚铁,溶液中不存在铁离子,滴入KSCN溶液,溶液不会显示红色,故D错误。
3.下列除杂的操作正确的是( )
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量Fe充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量铁粉充分反应后过滤
C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:先加入过量Cu粉将Fe3+还原成Fe2+,再过滤
【解析】选B。FeCl3溶液中加入足量Fe,能除去Fe3+,但引入Fe2+,A错误;加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B正确;C项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,C错误;D项中Cu与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,但无法除去Fe2+,D项错。
【加固训练】
将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L-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,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,不显红色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】选C。n(Fe)=0.02 ml,n(FeCl3)=0.05 ml,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 ml,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 ml,故A错误、C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2,故D错误。
4.将一浅绿色溶液,置于空气中,变黄色。将此黄色溶液逐滴滴入沸水中,形成一种红褐色胶体,下列说法中错误的是( )
A.该浅绿色溶液中含有Fe2+,在空气中被氧化为Fe3+
B.欲检验该黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2+,向其中滴加KSCN溶液
C.配制该浅绿色溶液,要向其中加少量铁粉,目的是防止Fe2+被氧化
D.欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3+,滴入KSCN溶液,看是否变红色
【解析】选B。向该黄色溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,可以证明含有Fe3+,无法证明是否含有未被氧化的Fe2+。
5.(2020·临沂高一检测) 下列离子方程式正确的是( )
A.Fe跟FeCl3溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+
B.Fe跟稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
C.FeCl2溶液跟Cl2反应:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-
D.Fe(OH)3跟盐酸反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
【解析】选D。A中电荷不守恒,应为Fe+2Fe3+3Fe2+;B中违反反应事实,应为Fe+2H+Fe2++H2↑;C中得失电子、电荷均不守恒,应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
6.向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A.只有Fe2+和Cu2+
B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+
C.一定有Fe2+,可能有Cu2+
D.只有Fe2+
【解析】选C。混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2+,一定没有Fe3+,可能有Cu2+。
7.在下列有FeCl3溶液参加的反应中,与Fe3+的氧化性无关的是( )
A.FeCl3与Fe反应
B.FeCl3使淀粉KI溶液变蓝
C.FeCl3滴入沸水中制得Fe(OH)3胶体
D.FeCl3用于腐蚀电路板
【解析】选C。A、B、D中Fe3+分别将Fe、I-、Cu氧化为Fe2+、I2和Cu2+,表现氧化性;C的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,Fe3+的化合价没有变化,没有表现氧化性。
8.有关铁的化合物的说法中,错误的是( )
A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色
B.由图示操作可制取Fe(OH)2
C.Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应
【解析】选A。Fe(OH)2是一种白色固体,A错误;煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触,可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化,B正确;铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4,可通过化合反应:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3制取Fe(OH)3,C正确;Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应,D正确。
9.(2020·蚌埠高一检测)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
B.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
C.Fe3+与KSCN溶液产生红色沉淀
D.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
【解析】选D。铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,A项错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,B项错误;Fe3+与KSCN溶液反应生成络合物Fe(SCN)3,是红色溶液,不是红色沉淀,C项错误;铁粉将FeCl3还原为FeCl2,从而除去FeCl3,过量的铁粉过滤除去,D项正确。
10.(原创题)取某含铁元素的固体A进行如下实验:
根据下列转化关系,下列叙述不正确的是( )
A.试剂1是KSCN溶液
B.试剂2可以是新制氯水
C.溶液B中只有Fe3+无Fe2+
D.溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+,使Fe3+浓度增大
【解析】选C。从框图可知,A和稀盐酸反应生成棕黄色溶液,加入试剂1变成淡红色溶液C,可以推断溶液B中含有Fe3+,加入KSCN溶液生成Fe(SCN)3;加入试剂2得到深红色溶液F,可知试剂2为强氧化剂,溶液B中含有Fe2+,加入试剂2(强氧化剂),Fe2+被氧化为Fe3+,并进一步转化为Fe(SCN)3,所以溶液红色加深,故C错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(15分)根据不同价态铁元素之间的相互转化关系,回答下列问题:
(1)配制含Fe2+的溶液时,常常向溶液中加入少量________,将被氧气氧化生成的Fe3+还原为Fe2+。
(2)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为________,再根据Fe3+的性质使Fe3+转化为红褐色的____________沉淀析出。
(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。反应的离子方程式为 ________________________________。
(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,这一处理过程可用两个离子方程式表示为 __________________,
__;处理过程中需定期添加的原料是_______________。
【解析】 (1)配制含Fe2+的溶液时,需利用还原剂防止亚铁离子被氧化,且不能引入新杂质,则加入铁粉(或铁钉)防止Fe2+被氧化;(2)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为铁离子,铁离子极易转化为氢氧化铁沉淀; (3)FeCl3溶液与金属铜反应的化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,离子方程式为Cu+
2Fe3+Cu2++2Fe2+;(4)Cl2与FeCl2溶液反应生成FeCl3,其反应的化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3,离子方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-,铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,其反应的化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,根据两个反应可知,处理过程中消耗的原料是铁粉。
答案:(1)铁粉 (2)Fe3+ Fe(OH)3
(3)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
(4)Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+3Fe2+ 铁粉
12.(15分)(2020·哈尔滨高一检测)同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 ml·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 __。
(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 ________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是
__________________________。
(4)丙同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ________________________。
【解析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。
(2)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响。
(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。
答案:(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O
【易错警示】警惕Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性
设置实验情境考查Fe2+的还原性,Fe3+的氧化性及其检验方法,是一种常见的题型。需要注意的是:
(1)Fe2+的还原性大于Br-的,但比I-的弱。亚铁盐在溶液中遇到强氧化剂(如氯气、硝酸、酸性高锰酸钾溶液、溴水、双氧水等)时,一般
能被氧化成铁盐。
(2)Fe3+具有较强的氧化性,可跟Fe、Cu及SO2、H2S、HI等还原性物质反应,还原产物为Fe2+。
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)
13.将金属铜、铁投入氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( )
【解析】选D。当铁、铜均不剩余时,Fe3+和Fe、Cu均可反应,故溶液中一定有Fe2+、Cu2+,若恰好完全反应,则无Fe3+,若氯化铁过量,则含有Fe3+,故A错误;当铁、铜均有剩余时,Fe与Cu2+和Fe3+都反应,故溶液中一定有Fe2+,无Fe3+、Cu2+,故B错误;当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定有Fe2+,若铁与Fe3+恰好完全反应,则无Cu2+,若Fe3+过量,则含有Cu2+,故C错误;不可能有Fe剩余,Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应,故D正确。
14.(双选)(2020·枣庄高一检测)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性(平均直径25 nm)纳米Fe3O4的流程示意图如图:
下列叙述不正确的是( )
A.可以用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+
B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe3Fe2+
C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无需除去
D.纳米Fe3O4属于胶体
【解析】选C、D。根据题意可知,滤液B的溶质为氯化亚铁,可以用KSCN溶液检验滤液B中是否有Fe3+,A正确;滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原铁离子和反应过量的盐酸,主要反应的离子方程式:2Fe3++Fe
3Fe2+,故B正确;步骤④中,防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,故C错误;Fe3O4粒子分散在水中,可形成胶体,但Fe3O4不能称为胶体,故D错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共14分)
15.铁是人体必需的微量元素,铁在生活中分布较广。
(1)目前市售补铁营养品较多,某研究性学习小组对补铁剂中铁的含量进行了测定。
提供药品:FeCl2溶液(浅绿色)、FeCl3溶液(棕黄色)、铁粉、铜粉、KSCN溶液、氯水。
仪器自选。
①将补铁剂中的Fe2+转化成Fe3+,应该选什么试剂?写出相关的离子方程式。
②若将Fe3+转化成Fe2+,应该选什么试剂?写出相关的离子方程式。
(2)“服用维生素C,可使食品中的三价铁离子被还原成二价铁离子”这句话指出维生素C具有什么性质?
(3)某同学根据铁元素价态特点,提出这样一个观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉足量时产物是FeCl2,为验证该观点是否正确,该同学将一定质量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:
①提出假设
假设1:该固体物质是FeCl2。
假设2:该固体物质是FeCl3。
②设计实验方案
取少量固体物质于烧杯中,加适量水溶解,得到A溶液,然后取两份A溶液分别进行实验,实验现象与结论如下表:(完成下表)
【解析】(1)将Fe2+转化成Fe3+,需用氧化剂Cl2;将Fe3+转化成Fe2+,加入铁粉或铜粉均可以实现。
(2)维生素C将Fe3+→Fe2+,说明维生素C具有还原性,作还原剂。
(3)Cl2与铁粉反应,产物可能是FeCl3或FeCl2,加入KSCN溶液呈红色可证明有Fe3+,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色不褪去或不变浅,证明不含Fe2+。
答案:(1)①氯水;2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
②铁粉(或铜粉);2Fe3++Fe3Fe2+(或2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+) (2)还原性
(3)
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项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+
正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应
B
当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+
正确,Fe和Cu均与Fe3+反应,故溶液中有Fe2+和Cu2+,无Fe3+
C
当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定有Fe2+,一定无Cu2+
正确,Cu有剩余,故溶液中无Cu2+
D
当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+和Cu2+
不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe与Cu相比, Fe优先与Fe3+反应
实验方法
实验现象
结论
固体物质中有FeCl3
固体物质中不含FeCl2
实验方法
实验现象
结论
在A溶液中加KSCN溶液
溶液呈红色
固体物质中有FeCl3
在酸性
KMnO4溶液中加少量A溶液
酸性KMnO4溶液颜色无明显变化
固体物质中不含FeCl2
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