高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性课后作业题

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性课后作业题，共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
3.1铁的多样性同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、选择题
1．下列关于物质应用说法正确的是
A．食物腐败、氢氧化铝胶体净水、光合作用都与氧化还原反应有关
B．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可做储氢材料
C．纯铝可以用于制造飞机外壳
D．“雨过天晴云破处”所描述的青瓷，来自氧化铁
2．磁记录材料有记录和存储信息的功能，Fe/Fe3O4复合物是一种高密度磁记录材料。实验室中可以用FeCl2溶液制备Fe/Fe3O4复合物，具体实验装置和实验操作如下：在氩气气氛中，向装有lmol·L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶中逐滴加14 mol·L−1KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100°C下回流3小时，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40°C干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品。有关实验的叙述不正确的是
  
A．反应需在氩气气氛中进行，是为了防止Fe2+被空气中的O2氧化。同理，焙烧操作也应隔绝空气进行
B．三颈烧瓶中发生的离子反应方程式为：4Fe2++8OH−Fe↓+Fe3O4↓+4H2O
C．某同学检验三颈烧瓶中反应是否进行完全的操作是：取少量反应后的溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红
D．用乙醇洗涤沉淀，既能够洗去可溶性杂质，又方便后续的干燥
3．如图为铁元素的价类二维图，“”表示物质间的转化关系。下列说法错误的是
  
A．铁与高温水蒸气的反应可实现转化①
B．可应用于瓷器制作中使釉呈绿色
C．由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒
D．加热可实现转化⑥，加入盐酸可实现转化③
4．下列实验能达到目的的是

实验目的
实验方法或操作
A
测定84消毒液的
用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在试纸上，变色稳定后与标准比色卡对照
B
检验铁锈中是否含有二价铁
将铁锈溶于浓盐酸，再滴入溶液
C
比较氧化性：
向溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉溶液
D
制备少量二氧化硫气体
向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
A．A B．B C．C D．D
5．能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．氯化铁溶液腐蚀铜箔：
B．向溶液中通入过量：
C．向氢氧化钡溶液中加入硫酸氢钠溶液至溶液呈中性：
D．用“胃舒平”治疗胃酸过多：
6．黄铁矿(主要成分为FeS2杂质为Al2O3、SiO2)是重要的矿产资源，以黄铁矿为原料制备绿矾FeSO4∙7H2O的工艺流程如下。
  
已知：金属离子生成氢氧化物沉淀的pH范围见下表。
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH

1.5
3.2

3.0
5.0

6.3
8.3
下列说法错误的是
A．焙烧的尾气可用氨水吸收得到副产物氮肥
B．为提高产率用KSCN溶液来检验“还原”的溶液是否达标
C．可以用生成的氢氧化铝来调节溶液PH值且调节范围为5.0≤pH Cl2，所以氧化性MnO>>Cl2，C项正确；
D．具有较强的氧化性，(VO2)2SO4溶液中滴加FeSO4会发生氧化还原反应，则被还原为VO2+，Fe2+被氧化为Fe3+，D项正确；
故答案选A。
13．C
【详解】Al2O3和 Fe2O3分别与H2SO4反应生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，加入氢氧化钠后开始出现沉淀，发生的反应为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓，当沉淀达到最大值时再加入氢氧化钠，此时氢氧化铝开始溶解，反应的方程式为NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少时，所得沉淀全部为Fe(OH)3，根据NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O可知，若溶解Al(OH)3消耗的NaOH体积为10mL，设NaOH的浓度为cmol/L，说明Al3+的物质的量为0.01cmol，则Fe3+的物质的量为0.01cmol，故沉淀Al3+和Fe3+的NaOH的物质的量为(0.01cmol+0.01cmol)×3=0.06cmol，体积为=0.06L=60mL，因此C选项所对应的图象符合题意；
故选C。
14．D
【分析】由题意可知，制备磁性四氧化三铁胶体粒子的过程为废旧镀锌铁皮中加入足量氢氧化钠溶液共热碱浸，将锌转化为Na2ZnO2，过滤、水洗得到含有偏锌酸钠的滤液和不溶物；将不溶物加入稀硫酸调节溶液pH始终保持在1〜2之间酸溶，将铁转化为亚铁离子后，加入适量次氯酸钠溶液将亚铁离子部分氧化为铁离子，再向溶液中滴加氢氧化钠溶液并加热，同时向溶液中持续通入氮气充分反应将亚铁离子氧化为四氧化三铁，用渗析的方法分离得到四氧化三铁胶体粒子。
【详解】A．由分析可知，①中过滤所得的滤液中含有，不含有锌离子，故A错误；
B．由分析可知，②中加入适量次氯酸钠溶液的目的是将亚铁离子部分氧化为铁离子，若加入过量次氯酸钠溶液会将亚铁离子完全氧化为铁离子，不可能碱溶反应得到四氧化三铁，故B错误；
C．由分析可知，③中分离操作为用渗析的方法分离得到四氧化三铁胶体粒子，故C错误；
D．由题给数据可知，四氧化三铁胶体粒子的产率为×100%=，故D正确；
故选D。
15．B
【分析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成的气体为H2，溶液中含Ni2+、Co2+、Cr3+、Fe2+，加入Na2S分离出滤渣CoS和NiS，Cr3+和Fe2+不会沉淀，再加入草酸除铁生成FeC2O4，过滤分理出硫酸铬。
【详解】A．加入稀硫酸溶解合金，产生的气体为氢气，A错误；
B．共有四种金属，由流程可知，沉铁后分理出硫酸铬，则“除杂”的目的是除去Ni、Co元素，所以“滤渣1”的主要成分为NiS、CoS，B正确；
C．“沉铁”所用物质为草酸是一种弱酸，不能拆，正确的离子方程式为：，C错误；
D．流程中未产生六价铬化合物，D错误；
故选B。
16．(1) 0
(2) Na[Al(OH)4] 4:1 3:4
(3) Mg2＋+2HCO＝MgCO3↓+CO2↑+H2O 慢

【详解】（1）③与焦炭在高温下生成两种可燃性气体，根据原子守恒可知应该是氢气和CO，该反应的化学方程式为。
④，已知该反应中B元素化合价没有变化，说明B的化合价是+3价，由于N的化合价是－3价，则依据化合价代数和为0可知分子中6个H原子的化合价之和为0。
（2）②已知反应，根据原子守恒可知X的化学式为Na[Al(OH)4]。
a．将铁、铝、硅三种单质均匀混合，并分成两等份。第一份加入足量盐酸充分反应，其中硅不反应，第二份加入足量的氢氧化钠溶液充分反应，其中铁不反应，由于在反应中1mol铝均是生成1.5mol氢气，若二者生成等量的氢气，说明铁和盐酸反应生成的氢气等于硅和氢氧化钠溶液反应生成的氢气，假设均生成2mol氢气，则根据方程式Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑、可知需要铁2mol，硅1mol，所以混合物中，铁与硅的质量比为。
b．假设每一份混合物中铝的物质的量均是8mol，则根据方程式8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe、Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑、可知第一份生成9mol铁，相应氢气是9mol，第二份生成氢气是12mol，所以前后两种情况下生成的氢气分子的个数比为9:12＝3:4。
（3）a．镁是活泼的金属，能与水缓慢反应生成镁离子和氢气，镁离子能与碳酸根离子反应生成碳酸镁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为Mg2＋+2HCO＝MgCO3↓+CO2↑+H2O。
b．由于反应过程中，溶液的碱性越来越强，镁离子转化为氢氧化镁沉淀，所以实验中产生的速率会逐渐变慢。
17．(1)A
(2)吸收未反应完的，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入装置B中
(3)
(4) 分解产生的氧化的可能 将氧化成

【分析】浓盐酸与MnO2反应制备Cl2，由于盐酸易挥发，生成的氯气中还有氯化氢，所以利用饱和食盐水除去氯气中的,氯化氢。又因为三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解，所以再遇铁反应之前还需要干燥，且还需要防止空气中的水蒸气进入，同时还需要尾气处理；铁离子的检验试剂为硫氰化钾溶液，溶液显红色；过氧化氢、氧气等具有氧化性，可将亚铁离子氧化为铁离子，据此分析解答；
【详解】（1）反应开始时，先点燃A处的酒精灯，使装置中充满氯气，再点燃B处酒精灯；
（2）碱石灰的作用是除去未反应的氯气，以及防止空气中水蒸气进入装置B中；
（3）淡黄色溶液中还有铁离子，加入X后显淡红色，这说明X是KSCN溶液；反应中铁过量遇氯化铁反应生成氯化亚铁，即溶液中还有氯化亚铁，加入双氧水可以把亚铁离子氧化为铁离子，因此红色加深，所以淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是双氧水将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为。
（4）取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化，说明溶液中不存在KSCN溶液；第二份滴加试剂X，溶液出现红色，这说明溶液中存在铁离子；第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液，产生白色沉淀，这说明溶液中有硫酸根，所以根据实验①可知SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应，另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化，这说明红色褪去不是氧气氧化导致的，即实验②的目的是排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能；综合以上分析可知溶液褪色的原因是H2O2将SCN-氧化成。
18．(1)研磨熔炼后的固体或搅拌
(2) 产生有毒气体硫化氢 取最后一次洗涤液于试管中，加入氯化钡溶液，无沉淀产生，证明已洗涤干净
(3) 促进PbS转化为[PbCl4]2-、促进Ag+沉淀
(4)
(5)氧化分银

【分析】分银渣(主要成分SnO2、Sb2O3、Ag、PbCl2)中加入Na2S∙9H2O、NaOH进行浆化熔炼，SnO2、Sb2O3转化为可溶性Na2SnS3和Na3SbS3，PbCl2转化为更难溶的PbS；加入80℃H2O溶浸、过滤，滤液中含有Na2SnS3和Na3SbS3等，滤渣1中含有Ag和PbS。滤液1加入H2O2，并调节pH＞14，进行氧化分锑，过滤得到粗NaSbO3∙3H2O，滤液2 中加入H2SO4进行沉锡，得到粗Sn(OH)2。滤渣1中加入FeCl3、NaCl、加热，Ag转化为AgCl，PbS转化为[PbCl4]2-，过滤后往滤液3中加入H2SO4沉铅，[PbCl4]2-转化为PbSO4；滤液2中加入Na2S2O3和NaOH溶液，AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3-，过滤得硫磺，滤液4中加入足量甲醛，生成粗Ag。
【详解】（1）“溶浸”时为提高浸取速率，可以增大接触面积、提高溶浸温度、增大浓度等，则采取的方法有：研磨熔炼后的固体或搅拌。
（2）“沉锡”时调节pH过低，除导致沉淀不完全，还可能将Na2S转化为H2S，则产生的问题有：产生有毒气体硫化氢；证明“沉锡”后所得粗Sn(OH)4洗涤干净，即证明洗涤液中不存在，具体操作为：取最后一次洗涤液于试管中，加入氯化钡溶液，无沉淀产生，证明已洗涤干净。
（3）“氧化分银”时，含Pb微粒PbS被Fe3+氧化，转化为[PbCl4]2-，离子方程式为；滤渣1中含有AgCl、PbS，加入饱和NaCl有利于它们的转化，则目的是：促进PbS转化为[PbCl4]2-、促进Ag+沉淀。
（4）碱性环境下，加入足量甲醛，将[Ag(S2O3)2]3-转化为Ag，得到粗Ag的离子方程式为：。
（5）废液2中含有FeCl2等，经除杂、双氧水氧化处理后，FeCl2转化为FeCl3，可循环入上述氧化分银操作。
【点睛】检验沉淀是否洗涤干净时，通常是取最后一次洗涤滤液，加入某种试剂，检验是否含有过滤前溶液中含有的某种离子。
19．(1)NH4Cl、ZnCl2
(2) 将三价锰转化为四价锰且将炭黑转化为二氧化碳除去
(3) 催化作用 氧化剂 稀硫酸 过氧化氢溶液
(4)3.7