高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物练习

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物练习，共9页。试卷主要包含了基础巩固，拓展提升等内容，欢迎下载使用。
第三单元 金属材料第一节 铁及其化合物（二）  一、基础巩固1．某固体混合物X，可能含有BaCl2、NaHCO3、Fe2O3、Cu、NaAlO2中的一种或几种，进行如下实验：①取一定量样品溶于水中，得到固体A和溶液B；②向A中加入足量稀盐酸，得到澄清溶液C．下列说法不正确的是（　　）A．固体A可能溶于NaOH溶液 B．溶液C能与NaHCO3溶液反应产生沉淀 C．向溶液C中加入KSCN溶液，若不变色，则混合物X不含Fe2O3 D．向溶液B中加入NaOH溶液，若出现白色沉淀，则X中必定有BaCl2和NaHCO3【答案】C。【解析】A、NaHCO3、NaAlO2在水中发生反应H2O+AlO2﹣+HCO3﹣＝Al（OH）3↓+CO32﹣，生成Al（OH）3固体可能溶于NaOH溶液，故A正确；B、Al（OH）3固体入足量稀盐酸，得到澄清溶液AlCl3能与NaHCO3溶液反应产生沉淀，故B正确；C、固体A若为Fe2O3和Cu的混合物，若FeCl3和Cu恰好反应，向溶液C中加入KSCN溶液，若不变色，则混合物X不含Fe2O3就错了，故C错误；D、若溶液B是BaCl2、NaHCO3、NaAlO2中的一种，加入NaOH溶液不出现白色沉淀，若是BaCl2和NaHCO3的混合液，加入NaOH溶液出现白色沉淀，若是Na2CO3和NaHCO3的混合液，加入NaOH溶液不出现白色沉淀，向溶液B中加入NaOH溶液，若出现白色沉淀，则X中必定有BaCl2和NaHCO3，故D正确；故选：C。2．不能和铁反应的溶液是（　　）A．H2S B．NaOH C．Fe2（SO4）3 D．Cl2【答案】B。【解析】A．铁排在氢的前面，则H2S和铁反应生成FeS和氢气，故A不选；B．铁不与氢氧化钠溶液反应，故B选；C．铁和Fe2（SO4）3发生归中反应生成硫酸亚铁，故C不选；D．氯气具有强氧化性，则铁和氯气反应生成氯化铁，故D不选；故选：B。3．亚硝酸亚铁Fe（NO2）2易分解，若分解产物之一是红色粉末Fe2O3，则另一分解产物可能是（　　）A．NO B．N2O3 C．NO2 D．N2O5【答案】A；【解析】A、由以上分析得出NO的氮元素化合价为+2，比+3化合价低，故A正确；B、N2O3的氮元素化合价为+3价，与Fe（NO2）2中氮元素化合价相同，化合价没有发生变化，故B错误；C、NO2的氮元素化合价为+4价，高于Fe（NO2）2中氮元素的+3价，故C错误；D、N2O5的氮元素化合价为+5价，高于Fe（NO2）2中氮元素的+3价，故D错误；故选：A。4．用KI溶液和FeCl3溶液进行如下实验。下列说法中错误的是（　　）A．实验i发生的反应为：2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2 B．黄色溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl﹣、K+、I﹣离子 C．实验iii水溶液中c（Fe2+）小于i中c（Fe2+） D．若向实验iii 所得液体中滴加KSCN溶液，水层红色比实验ii浅【答案】C。【解析】A、KI溶液中I﹣具有还原性，FeCl3溶液中Fe3+具有氧化性，二者发生氧化还原反应，给的量可以看出滴加的氯化铁是少量的，结果反应后溶液依然显示黄色，说明铁离子反应不完全，发生的反应是可逆的，即2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2，故A正确；B、氯化铁（少量）和碘化钾之间的反应，产物是氯化亚铁、氯化钾，碘单质，并且碘化钾剩余，反应是可逆的，还存在少量的氯化铁，即黄色溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl﹣、K+、I﹣离子，故B正确；C、实验iii中生成的I2萃取到CCl4层，从溶液中分离出产物I2，使反应2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2正向移动，使c（Fe2+）大于i中c（Fe2+），故C错误；D、实验iii 是向所得液体中滴加CCl4，萃取了碘单质，反应2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2正向移动，铁离子浓度减小，所得液体中滴加KSCN溶液，水层红色变浅，故D正确。故选：C。5．可用于检验久置的FeSO4溶液是否变质的试剂（　　）A．过氧化钠 B．铁粉 C．盐酸 D．KSCN溶液【答案】D。【解析】A、过氧化钠和水反应生成氢氧化钠溶液，FeSO4和NaOH反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，能迅速被氧化成灰绿色、最终氧化成红褐色，检验效果不如硫氰化钾溶液，故A错误；B、铁片不与溶液中硫酸亚铁反应，无法检验硫酸亚铁是否变质，故B错误；C、盐酸不与铁离子和亚铁离子反应，使用盐酸无法检验硫酸亚铁是否变质，故C错误；D、如果FeSO4溶液变质，变质后的物质是硫酸铁，Fe3+能和SCN﹣生成络合物，使溶液呈现血红色现象明显，这一反应是Fe3+的特征反应，所以用KSCN溶液，故D正确；故选：D。6．某同学采用硫铁矿焙烧后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4•7H2O），设计了如图流程：下列说法不正确的是（　　）A．溶液1中的阳离子可与NH4+、I﹣、SO42﹣在同一溶液中大量共存 B．固体1为SiO2，试剂X为Fe C．向固体2中加入足量NaOH溶液，发生反应的离子方程式：Al（OH）3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O D．从溶液2得到FeSO4•7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解【答案】A。【解析】烧渣中加入足量酸，因为最终制取的是七水合硫酸亚铁，所以加入的酸是稀硫酸，Fe2O3、Al2O3和稀硫酸生成可溶性硫酸盐，SiO2不溶于稀硫酸，过滤后得到的固体1为SiO2，滤液1中含有硫酸铁、硫酸铝和硫酸；加入NaOH溶液控制溶液的pH得到固体2和溶液2，溶液2中含有亚铁离子，则试剂X能还原铁离子生成亚铁离子且不能引进新的杂质，则X为Fe，固体2为氢氧化铝和过量的Fe，将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4•7H2O，A．通过以上分析知，溶液1中含有铁离子、铝离子和氢离子，铁离子和碘离子发生氧化还原反应而不能大量共存，故A错误；B．通过以上分析知，固体1为SiO2，试剂X为Fe，故B正确；C．固体2中含有氢氧化铝，氢氧化铝能和NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al（OH）3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O，故C正确；D．亚铁离子易被空气中的氧气氧化，而且受热易失去结晶水，所以从溶液2得到FeSO4•7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解，故D正确；故选：A。7．为了探究铁与氯气的反应，某同学甲设计了如下的实验方案。其实验装置为：其实验步骤为：（1）用注射器吸取20mL左右的氯气。（2）在硬质玻璃管内加入一定量的细铁丝，一支试管内加入硫氰化钾溶液，另一支试管中加入氢氧化钠溶液。按图所示连接实验装置，并固定在铁架台上。经检验装置不漏气。（3）加热硬质玻璃管内铁丝约1min，然后把注射器中的氯气注入到硬质玻璃管内，观察实验现象。可观察到硬质玻璃管内　     　，盛硫氰化钾溶液的试管内显　   　。（4）请写出试管中所发生反应的离子方程式：　    　。其中，氢氧化钠溶液的作用是　     　。（5）某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁，其为了探究生成物中是否含有氯化亚铁（假设铁已完全反应），设计了一个实验方案。现只有H2O2溶液、酸性KMnO4溶液和KSCN溶液，而没有其他试剂，你认为需要用到的试剂有　            　。【答案】（3）铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟；红色；（4）Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3；Cl2+2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H2O；吸收尾气Cl2；（5）酸性高锰酸钾溶液。【解析】（3））铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁，生成红褐色烟，放热放热，铁丝保持红热，铁离子与KSCN发生络合反应，溶液变红色，故答案为：铁丝剧烈燃烧、保持红热，产生棕褐色的烟；红色；（4）铁离子与KSCN发生络合反应，离子方程式为Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3，氯气与氢氧化钠反应生成NaCl、NaClO，离子方程式为Cl2+2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H2O，氢氧化钠吸收氯气，避免污染环境，故答案为：Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3；Cl2+2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+H2O；吸收尾气Cl2；（5）探究生成物中是否含有氯化亚铁，实验步骤为取出甲实验后的玻璃管中的固体少量，放入小烧杯中加适量蒸馏水，搅拌、溶解；滴加少量酸性高锰酸钾溶液并振荡，如果溶液的紫色褪去，则证明原生成物中含有氯化亚铁，否则原生成物中不含氯化亚铁，由于含有铁离子，且加入KSCN不能检验，故答案为：酸性高锰酸钾溶液。二、拓展提升8．铁不能与冷、热水反应，但是能与水蒸气反应．实验装置如图所示．在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验． 请回答：（1）写出该反应的化学方程式          　．（2）实验前必须对整套装置进行的操作是　    　，实验开始时应先点燃　    　（填“酒精灯”或“酒精喷灯”），实验结束时应先熄灭　   （填“酒精灯”或“酒精喷灯”）．（3）圆底烧瓶中盛有水，该装置受热后的主要作用是　   　；烧瓶里应事先放置　    　，其作用是　   　；干燥管中盛装的物质是　   　．（4）待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B，取少量溶液B滴加　   　溶液，若　   　（填实验现象），则说明溶液B中含有Fe3+．【答案】（1）3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；（2）检验装置的气密性；酒精灯；酒精喷灯；（3）为实验提供水蒸气；碎瓷片；防止暴沸；碱石灰；（4）KSCN；溶液变红色．【解析】（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应，生成Fe3O4和H2：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；故答案为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，空气中的氧气会和金属铁反应，进行金属铁和水蒸气的反应试验，为防止干扰，应该先用水蒸气将空气排净，故应该先点燃酒精灯，制取水蒸气，再点燃酒精喷灯防止加热铁粉与空气反应； 故答案为：检验装置的气密性；酒精灯；酒精喷灯；（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气；加热液体时要防止暴沸，故应加入少量碎瓷片防止暴沸发生；最后生成的气体为氢气，干燥氢气可以用碱石灰；故答案为：为实验提供水蒸气；碎瓷片；防止暴沸；碱石灰；（4）若要验证溶液B中含有Fe3+，用KSCN溶液检验，若溶液变红色，说明有三价铁离子；故答案为：KSCN；溶液变红色．9．按要求回答下列问题。（1）为了防止FeSO4溶液变质，应在溶液中加入少量的　 　（元素符号表示）。（2）人体血液中的下列物质不属于电解质的是　 　（填序号，下同）。a．H2CO3b．葡萄糖（C6H12O6）c．NaHCO3d．NaCl（3）区分Na2CO3和NaHCO3溶液可选用的方法或试剂是　 　。a．CaCl2溶液b。焰色试验c。Ca（OH）2溶液d。NaOH溶液（4）下列变化中，不涉及氧化还原反应的是　 　。a．金属的冶炼b。钢铁的锈蚀c。钟乳石的形成d。食物的变质（5）下列过程必须加入氧化剂才能实现的是　  　。a．Cl2→ClO﹣b．NH3→NH4+c．KMnO4→MnO2d．Fe2+→Fe3+（6）质量相同的两份铝粉，分别放入足量的盐酸和NaOH溶液，放出的H2在同温同压下体积之比为　   　。（7）明矾[硫酸铝钾的结晶水合物：KAl（SO4）2•12H2O]是一种常用添加剂，明矾在水中能电离出两种金属离子和酸根离子。写出硫酸铝钾电离方程式：　       　。【答案】（1）Fe；（2）b；（3）a；（4）c；（5）d；（6）1：1；（7）KAl（SO4）2＝K++Al3++2SO42﹣。【解析】（1）FeSO4中Fe为+2价，所以极易被氧化为+3价，加入铁粉后，会与+3价的铁反应使之成为亚铁离子后，融入到FeSO4溶液中，这样便有效地减少FeSO4的损失，故答案为：Fe；（2）a．H2CO3是碳酸属于电解质，故a不符合；b．葡萄糖（C6H12O6）不能电离属于非电解质，故b符合；c．NaHCO3 属于盐为电解质，故c不符合；d．NaCl是盐属于电解质，故d不符合；故答案为：b；（3）a．CaCl2溶液和碳酸氢钠不反应，和碳酸钠反应生成白色沉淀，可以鉴别二者，故a正确；b．碳酸钠和碳酸氢钠都含钠离子，焰色反应相同不能鉴别，故b错误c．Ca（OH）2溶液和碳酸钠、碳酸氢钠都发生反应生成白色沉淀，不能鉴别，故c错误d．NaOH溶液和碳酸钠不反应，和碳酸氢钠反应无明显现象，不能鉴别二者，故d错误；故答案为：a；（4）a．金属的冶炼是化合态转化为游离态，发生还原反应，故a不符合；b．钢铁的锈蚀是铁被氧化发生氧化还原反应，故b不符合；c．钟乳石的形成是碳酸氢钙分解生成，过程中无元素化合价变化为费氧化还原反应，故c符合；d．食物的变质是发生了氧化还原反应，故d不符合；故答案为：c；（5）a．Cl2→ClO﹣过程中氯元素化合价升高失电子发生还原反应，同时氯元素0价可以降低发生还原反应，不需要加入氧化剂，故a错误；b．NH3→NH4+ 过程中无元素化合价变化，不是氧化还原反应，故b错误；c．KMnO4→MnO2 锰元素化合价降低，需要加入还原剂实现，故c错误；d．Fe2+→Fe3+过程中铁元素化合价升高失电子发生氧化反应，需要加入氧化剂，故d正确；故答案为：d；（6）足量的盐酸和氢氧化钠溶液，Al完全反应，相同质量的铝粉，失去电子相同，则生成氢气相同，则放出的氢气在同温同压下的体积之比是1：1。（7）硫酸铝钾是盐，为强电解质，能够完全电离生成钾离子、铝离子、硫酸根离子，电离方程式为：KAl（SO4）2＝K++Al3++2SO42﹣。10．固体A由四种元素组成的化合物，为探究固体A的组成，设计并完成如下实验：已知：固体B是一种单质，气体E、F都是G和另外一种气体组成。请回答：（1）组成A的四种元素是　                　，气体E是　    　。（2）固体A隔绝空气加热分解的化学方程式是　                   　。（3）蓝色溶液D和乙醇反应可获得固体A，同时还生成一种常见的温室气体，该反应的化学方程式为　                                                　。【答案】Cu、C、N、O；CO和N2；（2）Cu（CNO）2Cu+CO↑+N2↑；（3）3Cu（NO3）2+4CH3CH2OH＝3Cu（CNO）2+2CO2↑+12H2O。【解析】气体E、F都是G和另外一种气体组成，气体E与灼热CuO反应生成气体F，气体F通入澄清石灰水得到沉淀H和气体G，说明气体E中气体G和CO，气体F中含有CO2和气体G，则A中含有C、O元素，且气体G性质较稳定，不与CuO、氢氧化钙反应；固体B是一种单质，能够与稀硝酸反应生成气体C和蓝色溶液D，则气体C为NO，D为Cu（NO3）2，n（NO）＝＝0.01mol，结合电子守恒可知n（Cu）＝＝0.015mol，说明2.22gA中含有0.015molCu元素；沉淀H为CaCO3，n（CO）＝n（CO2）＝n（CaCO3）＝＝0.03mol，则2.22gA中含有0.03molC、0.03molO；结合“蓝色溶液D和乙醇反应可获得固体A”可知，A中还应该含有N元素，气体E中含有的另一种气体应该为N2，n（N2）＝﹣0.03mol＝0.015mol，则2.22gA中含有0.03molN元素，所以A中含有的n（Cu）：n（C）：n（N）：n（O）＝0.015mol：0.03mol：（0.015mol×2）：0.03mol＝1：2：2：2，则A的化学式为Cu（CNO）2。（1）根据分析可知，组成A的四种元素是Cu、C、N、O；气体E为CO和N2。（2）A的化学式为Cu（CNO）2，固体A隔绝空气加热分解生成Cu、CO和N2，该反应的化学方程式为：Cu（CNO）2Cu+CO↑+N2↑。（3）蓝色溶液D为Cu（NO3）2，Cu（NO3）2和乙醇反应可获得固体A[Cu（CNO）2]，同时还生成一种常见的温室气体，说明生成的气体为CO2，该反应的化学方程式为3Cu（NO3）2+4CH3CH2OH＝3Cu（CNO）2+2CO2↑+12H2O。