人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第2课时课时练习

第2课时　铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐

课后·训练提升

合格考过关检验

1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是(　　)。

A.Fe2+的水溶液为浅绿色

B.Fe3+的水溶液为棕黄色

C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性

D.向Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀

答案:D

解析:向Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。

2.下列离子方程式正确的是(　　)。

A.铁与FeCl3溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+

B.Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑

C.FeCl2溶液与Cl2反应:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-

D.Fe(OH)3与盐酸反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O

答案:D

解析: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中电荷不守恒,应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。

3.将铁屑溶于过量盐酸后,采取下列措施,溶液中会有三价铁生成的是(　　)。

A.加入稀硫酸 B.通入氯气

C.加入氯化锌 D.加入氯化铜

答案:B

解析:Fe与盐酸发生反应:Fe+2H+Fe2++H2↑,而Fe2+遇强氧化剂才会转化成三价铁。稀硫酸不能把Fe2+氧化成Fe3+;氯气能将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+;氯化锌、氯化铜溶液中的Zn2+、Cu2+有一定的氧化能力,其中Cu2+可以将单质铁氧化成Fe2+,但却不能将Fe2+氧化成Fe3+,Zn2+不能氧化Fe2+。

4.为了防止氯化亚铁溶液被氧化变质,可以加入的物质是(　　)。

A.Zn B.Fe

C.Al D.Cu

答案:B

解析:氯化亚铁中Fe元素为+2价,所以容易被氧化为+3价的铁离子,配制氯化亚铁溶液时,为了防止亚铁离子被氧化,需要加入具有还原性的物质,同时不能引进杂质离子,所以加入的最佳物质是铁粉,A、C、D都会引入金属杂质离子,故选B。

5.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。

甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;

乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。

下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　)。

答案:B

解析:由于Fe3+的干扰,在检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+时应使用酸性KMnO4溶液,只有B项正确。

6.在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,充分反应后发现溶液中存在Cu2+。下列说法错误的是(　　)。

A.容器中肯定无Fe粉存在

B.容器中可能有Cu粉存在

C.溶液中Fe2+的物质的量比Cu2+的物质的量多

D.溶液中肯定不存在Fe3+

答案:D

解析:在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,Fe3+先与铁反应,再与铜反应,溶液中有铜离子,说明铁反应完全,A项正确;如果铜过量,则反应后有铜剩余,B项正确;Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,该反应生成Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2,溶液中还存在反应Fe+2Fe3+3Fe2+,故溶液中Fe2+的物质的量大于Cu2+的物质的量,C项正确;若Fe3+过量,在固体完全溶解后,溶液中还会存在Fe3+,D项错误。

7.下列实验只能制备氢氧化铁沉淀的是(　　)。

A.将氧化铁与水直接加热

B.将水蒸气通过炽热铁粉

C.氧化铁先用盐酸溶解再加烧碱溶液

D.饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中

答案:C

解析:氧化铁不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铁,A项不符合题意;水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气,B项不符合题意;氧化铁先用盐酸溶解生成氯化铁和水,再加烧碱溶液得到氢氧化铁沉淀,C项符合题意;饱和的氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,可制备氢氧化铁胶体,D项不符合题意。

8.有NaCl溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液、MgCl2溶液四种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是(　　)。

A.盐酸 B.烧碱溶液

C.氯水 D.KSCN溶液

答案:B

解析:将过量NaOH溶液分别加入四种溶液中,无明显现象的是NaCl溶液,生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2溶液,生成红褐色沉淀的是FeCl3溶液,生成白色沉淀的是MgCl2溶液。

9.将下列四种化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液,没有颜色变化,再加氯水即呈现红色的是(　　)。

A.FeO B.Fe2O3

C.Fe3O4 D.Fe2(SO4)3

答案:A

解析:Fe3O4与盐酸反应,既有FeCl3生成,又有FeCl2生成。

10.下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据:

根据上表的数据,回答下列问题:

(1)该儿童　　　　元素含量偏低。 

(2)报告单中“μmol·L-1”是　　　　(填“质量”“体积”或“浓度”)的单位。 

(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+。在这个过程中体现维生素C的　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。 

(4)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分,将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是　　　　　　　。

答案:(1)铁　(2)浓度　(3)还原性　(4)防止Fe2+被氧化

解析:(1)从检测结果与参考范围看,该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)μmol·L-1为浓度的单位。(3)Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生还原反应,故维生素C体现还原性。(4)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触,起到防止Fe2+被氧化的作用。

11.把等物质的量的铜粉、铁粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应,然后取出部分溶液。

(1)若滴加一滴KSCN溶液,溶液显红色,则溶液中存在的金属离子有　　　　　　　　　　　。 

(2)若滴加一滴KSCN溶液,溶液不显红色,则溶液中一定存在的金属离子有　　　　　　　　　　。 

(3)若加入的金属全部溶解,则溶液中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=　　　　　。 

(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子,欲从中回收Cu和FeCl3,需要用到的试剂有(按反应顺序填写) 　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+

(2)Fe2+

(3)1∶5

(4)Fe、稀盐酸、新制氯水

解析:还原性:Fe>Cu,故Fe3+优先与Fe反应,2Fe3++Fe3Fe2+,然后与Cu反应,2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。

(1)若滴加KSCN溶液显红色,说明Fe3+过量,则铜粉、铁粉均已溶解,故溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。

(2)若滴加KSCN溶液,溶液不显红色,则Fe3+已完全反应,溶液中一定存在的离子是Fe2+。

(3)通过反应的离子方程式分析,等物质的量的铜粉、铁粉完全溶解,所产生的n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶5。

(4)为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+Fe2++Cu;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HClFeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl22FeCl3。

等级考素养提升

1.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(　　)。

答案:D

解析:A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘单质变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3;C项中铁与盐酸反应生成Fe2+。

2.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是(　　)。

A.11.2 g B.5.6 g

C.2.8 g D.无法计算

答案:C

解析:依题意,恰好反应后溶液中溶质只存在FeCl2,根据原子守恒,可建立关系:n(Fe)=n(Fe2+)=n(Cl-)=n(HCl)=×0.1L×1mol·L-1=0.05mol,m(Fe)=2.8g。

3.向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混合粉末中加入过量的稀硫酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于所得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+

答案:C

解析:加入过量稀硫酸,仍有红色粉末存在,则该红色粉末是Cu,所以溶液中一定没有Fe3+。由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe2O3与H2SO4反应生成的Fe3+无论是与Fe反应,还是与Cu反应,溶液中一定存在Fe2+,当Fe相对过量时,溶液中不存在Cu2+,当Fe不足时,溶液中有Cu2+,C项正确。

4.现有浓度均为1 mol·L-1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100 mL,向该溶液中加入5.6 g铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。下列有关叙述不正确的是(　　)。

A.反应后的溶液中含有Fe2+、Cu2+,不含Fe3+

B.反应后的溶液中含有0.2 mol Fe2+和0.1 mol Cu2+

C.反应后的溶液中Fe2+的浓度增至3 mol·L-1

D.反应后残留固体为3.2 g

答案:B

解析:由于氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故加入铁粉后,铁粉先与Fe3+反应,后与Cu2+反应。根据2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2++Cu可知,Fe3+完全反应,Cu2+只有一半发生反应,反应后的溶液中含有Fe2+、Cu2+,不含Fe3+,A项正确;反应后的溶液中n(Fe2+)=0.3mol,n(Cu2+)=0.05mol,B项错误;反应后的溶液中c(Fe2+)==3mol·L-1,C项正确;反应后残留固体为0.05molCu,质量为3.2g,D项正确。

5.某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”的花肥的主要成分及相关性质。

首先对该花肥的主要成分进行了如下假设:

a.只含有FeSO4,

b.含有FeSO4和Fe2(SO4)3,

c.只含有Fe2(SO4)3。

将花肥固体粉末溶于水中得到溶液X,然后进行如下实验:

(1)提出假设b的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)对实验Ⅰ的预期现象是先产生白色沉淀,然后迅速变为灰绿色,最后变成红褐色沉淀,产生该预期现象的依据是                          (用化学方程式或离子方程式表示)。

(3)由实验Ⅱ得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　。结合实验Ⅰ、Ⅱ推测实验Ⅰ的实际现象与预期现象不相符的原因可能是　           　。

(4)为进一步验证假设,该小组同学进行了以下实验:

实验Ⅳ中氯水参加反应的离子方程式是　　　　　　　　　　。 

(5)通过以上实验,可得到的结论是 　　　　　　　　　　,请表述得出该结论的依据:  　　　　　　　　　　。 

答案:(1)FeSO4具有还原性,露置在空气中,容易被氧气氧化为Fe2(SO4)3

(2)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

(3)花肥中肯定有Fe2(SO4)3(或假设a不成立)　溶液X中存在Fe3+,与NaOH反应产生红褐色沉淀,因此看不到Fe2+与NaOH反应生成的沉淀的颜色变化(或Fe2+已全部被氧化为Fe3+,溶液X中无Fe2+,因此看不到预期现象)

(4)Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+

(5)花肥的主要成分中含有FeSO4和Fe2(SO4)3(或假设b成立)　实验Ⅲ证明溶液X中有Fe3+,实验Ⅳ中加入氯水后溶液颜色变深,说明Fe3+的浓度变大,也就是溶液中原来存在的Fe2+被氯水氧化为Fe3+,因此说明原溶液中有Fe2+,即假设b成立

解析:(1)FeSO4具有还原性,露置在空气中,容易被氧气氧化为Fe2(SO4)3。(2)Fe2+可以与强碱反应得到Fe(OH)2白色沉淀,即Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,Fe(OH)2继续被氧气氧化变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,发生的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)结合实验Ⅰ、Ⅱ的现象,可推知溶液中肯定存在Fe3+,实验Ⅰ的实际现象与预期现象不相符的原因可能是:溶液中存在Fe3+,与NaOH反应产生红褐色沉淀,因此看不到Fe2+与NaOH反应生成的沉淀的颜色变化或Fe2+已全部被氧化为Fe3+,溶液中不存在Fe2+,因此看不到预期的现象。(4)实验Ⅳ中溶液的颜色比实验Ⅲ中溶液的颜色深,说明实验Ⅳ中产生的Fe(SCN)3的浓度大,即溶液X中的亚铁离子被氧化成了铁离子,反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+。