高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 探究铁及其化合物的转化第一课时课后作业题

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1.[2023江苏淮安马坝高中期中]铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法,正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.FeCl2溶液可用来腐蚀电路板
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
D.Fe3+与KSCN产生血红色沉淀
2.[2023天津河东区期末]将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加入氯水即可显红色的是( )
A.FeOB.Fe2O3
C.FeCl3D.Fe(OH)3
3.[2023福建泉州期中]实验室有一瓶购置时间较长的绿矾(FeSO4·7H2O),老师将其交给化学研究小组检验该药品是否变质。这位同学取绿矾做了简单的检验,得出的结论是已经开始变质。该同学所用的试剂和现象是( )
4.已知下述三个实验均能发生化学反应:
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
5.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应 ③FeCl2溶液中通入少量Cl2 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.只有①B.只有①③
C.只有②③D.全部
6.把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中,充分反应后加入KSCN溶液不显血红色,下列情况不能成立的是( )
A.铁不剩余,铜剩余B.铁、铜均剩余
C.铁剩余,含Cu2+D.铜剩余,含Fe2+
7.[2023江苏宿迁北附同文实验学校月考]要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2,可行的方法是( )
A.滴入KSCN溶液
B.通入氯气
C.加入适量铜粉并过滤
D.加入适量铁粉并过滤
8.[2023福建三明一中期中]电子工业上常用氯化铁溶液作印刷电路铜板的腐蚀液,使用过的腐蚀废液中的金属离子主要有Fe3+、F和Cu2+。化学兴趣小组设计如下流程对废液进行处理并回收氯化铁溶液。
(1)步骤(Ⅰ)中加入H2O2溶液的目的是将F (填“氧化”或“还原”)成Fe3+;取少量溶液A于试管中,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液显 (填“血红色”或“蓝色”)。
(2)步骤(Ⅱ)中分离溶液B和沉淀的操作名称是 ;所需用到的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗和 。滤液B中的阳离子除了H+外,主要还有 。
(3)写出步骤(Ⅲ)中Fe(OH)3与稀盐酸反应的离子方程式: 。
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9.[2023天津新华中学期末]只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开,该试剂是( )
A.BaCl2溶液B.CuCl2溶液
C.FeCl3溶液D.FeCl2溶液
10.[2023江苏扬州统考期中]常温下,在Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀盐酸,溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是( )
A.Fe3+、Cl-、N能大量共存
B.在上述浅黄色溶液中滴加少量KMnO4溶液,紫色褪去,证明Fe2+有剩余
C.在上述浅黄色溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液为血红色
D.在Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸时反应的离子方程式:3Fe2++4H++N3Fe3++2H2O+NO↑
11.[2023浙江温州期中]某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收金属Cu和硫酸亚铁晶体,流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.检验硫酸亚铁晶体中的金属阳离子时,滴加的试剂依次是KSCN溶液、氯水
B.试剂A为铁粉,试剂B可能是稀硫酸
C.操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥
D.溶液Z中的离子只有Fe2+、S
12.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法错误的是( )
A.碱式硫酸铁中铁元素为+3价
B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行
C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被完全氧化
D.(NH4)2Fe(SO4)2溶解度受温度的影响较大
13.[2023江苏镇江统考期末]室温下,根据下列实验操作和现象能得到相应正确实验结论的是( )
14.[2023江苏连云港海头高级中学阶段练习]铁、铜混合粉末12.0 g加入100 mL 3.0 ml·FeCl3溶液中,充分反应后,剩余固体的质量为2.8 g。下列说法正确的是( )
A.剩余固体是铁、铜混合物
B.原固体混合物中铜的质量是9.6 g
C.反应后溶液中n(Fe3+)=0.10 ml
D.反应后溶液中n(Fe2+)+ n(Cu2+)=0.45 ml
15.[2023江苏盐城统考期中]将1 ml∙L-1的稀硫酸加入含有氧化铁的铁屑中,当固体混合物恰好完全溶解时,消耗稀硫酸300 mL,同时收集到标准状况下的气体3.36 L,往溶解的溶液中滴加几滴KSCN溶液,无明显现象。则混合物中铁单质与氧化铁的物质的量之比约为( )
A.4∶1 B.3∶2 C.1∶1D.2∶1
16.[2023江苏常州统考期中]铁元素的常见价态有+2、+3价,实验室可用赤血盐}溶液检验Fe2+,黄血盐}溶液检验Fe3+。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3,工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下:
下列有关说法不正确的是( )
A.“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌,可提高铁元素的浸出率
B.“反应”时发生的主要反应为2Fe3+
C.“检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D.将第二次“过滤”所得滤液加热,经蒸发结晶可以制得绿矾
17.[2023江苏南通期末]据史料记载,我国在明代就有了利用绿矾和硝酸钾制备硝酸的工艺,其主要流程如图所示。已知“煅烧”后产生SO2、SO3和H2O三种气体。
下列说法不正确的是( )
A.FeSO4·7H2O中既含有离子键也含有共价键
B.将烧渣溶于硫酸后加入KSCN可判断煅烧是否完全
C.“吸收”过程中发生的氧化还原反应为2SO2+2H2O+O22H2SO4
D.加入硝酸钾制得硝酸是因为硫酸的沸点高于硝酸
18.[2023江苏镇江中学阶段练习]以铁屑(表面含少量Fe2O3)为原料先制备FeC2O4·2H2O,再通过灼烧、还原制备高纯度还原铁粉的工艺流程如下:
(1)酸溶。将铁屑溶于足量的稀H2SO4中过滤,所得溶液经检验不含Fe3+。检验酸溶后的溶液不含Fe3+的实验操作是
。
(2)沉淀、过滤。向酸溶后的溶液中滴加稍过量的H2C2O4,过滤得FeC2O4·2H2O。沉淀中FeC2O4·2H2O含量的测定可用酸性KMnO4标准液滴定,完全反应时,FeC2O4·2H2O中的Fe2+被酸性KMnO4氧化生成Fe3+,并有气体产生,发生反应的离子方程式为 。
(3)灼烧。在氧气流中灼烧FeC2O4·2H2O得Fe2O3、CO2。灼烧时发生反应的化学方程式为
。
(4)二氧化锰是电池工业的一种非常重要的原料。含纳米Al2O3颗粒的酸性MnSO4溶液可以制备掺铝二氧化锰。悬浮纳米Al2O3颗粒会在电场作用下向电极移动,与生成的MnO2共沉淀。
①写出生成MnO2的电极反应式:
。
②电解液中纳米Al2O3颗粒表面所带电荷的电性为 。
③测定软锰矿中MnO2含量的方法如下。
步骤一:称取0.150 0 g软锰矿样品于碘量瓶中,加适量硫酸及足量碘化钾溶液充分反应。
步骤二:待反应完全后加入少量淀粉溶液,用0.100 0 ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液22.00 mL,计算软锰矿中MnO2的质量分数: 。(已知:I2+S2I-+S4)
19.同学们用如下实验探究F、F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·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,加入几滴新制氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变血红色,说明Cl2可将F氧化。FeCl2溶液与新制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溶液和几滴新制氯水,溶液变血红色,煤油的作用是 。
(4)丙同学取10 mL 0.1 ml· KI溶液,加入6 mL 0.1 ml· FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中,加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色,发生反应的离子方程式为 。
(5)丁同学向盛有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 。
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20.[2023江苏南通统考期末]通过下列实验探究SO2与Fe3+的反应。将过量的SO2通入FeCl3溶液后,将溶液分为3份并进行以下实验。
实验1:第一份溶液中加入少量KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
实验2:第二份溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
实验3:第三份溶液中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀
下列说法正确的是( )
A.“实验1”中使KMnO4溶液褪色的一定是Fe2+
B.“实验2”说明溶液中含有Fe2+,一定不含Fe3+
C.“实验3”中产生的白色沉淀是BaSO3
D.SO2与Fe3+反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2+++4H+
21.[2023河北石家庄二中期末]铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。某化学实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量,设计并进行了如下实验:
[查阅资料]
①该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。
②KSCN中的硫元素为-2价。
③K3[Fe(CN)6]与Fe2+会产生蓝色沉淀。
实验一:检验该补铁剂中铁元素的价态。
(1)已知甲同学为了检验药品中Fe2+的存在。将药物碾碎、水溶后过滤。取少量所得滤液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,未出现明显现象,其主要原因为 。
改进后进行如下操作:
1片
补铁剂接近无色
的溶液①
浅红色
溶液②深红色溶液③,又迅
速变为无色溶液④
(2)试剂1是 , 试剂2是 。
(3)加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有 。
(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是 。
(5)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a.甲同学猜测的依据是
。
b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,其实验方案及现象是
。
实验二:测定该补铁剂中铁元素的含量。
m片
补铁剂
接近无色
的溶液红褐色
沉淀红棕色
固体a g
(6)计算每片该补铁剂含铁元素的质量: g。
(7)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是
。
第二单元 探究铁及其化合物的转化
第1课时 反应的合理选择
1.C 解析 用于炼铁的主要有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)和菱铁矿(FeCO3),故A错误;氯化铁和铜生成氯化亚铁和氯化铜,故FeCl3溶液可用来腐蚀电路板,故B错误;加入过量Fe单质除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2,故C正确;Fe3+与KSCN溶液产生红色的络合物,这种络合物是溶于水的,产生红色溶液,故D错误。
2.A 解析 FeO与稀盐酸反应生成氯化亚铁,氯化亚铁与KSCN不反应,加入氯水后氯化亚铁被氧化成氯化铁,三价铁遇KSCN变红色,A符合题意;Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁,滴加KSCN溶液变红色,B不符合题意;FeCl3溶于稀盐酸,电离出三价铁离子,滴加KSCN溶液变红色,C不符合题意;Fe(OH)3与稀盐酸反应生成氯化铁,滴加KSCN溶液变红色,D不符合题意。
3.D 解析 氯水能将亚铁离子氧化成铁离子,即使硫酸亚铁未变质,加入氯水后也会出现黄褐色,A错误;亚铁离子能与氢氧根离子反应,先生成氢氧化亚铁白色沉淀,随后氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁,沉淀变为红褐色,即使硫酸亚铁没有变质也是这个实验现象,B错误;高锰酸钾可氧化亚铁离子,自身紫红色褪去,即使硫酸亚铁没有变质也是这个实验现象,C错误;只含亚铁离子的溶液中加入KSCN无明显变化,含有铁离子的溶液中加入KSCN会出现血红色,现有较浅的血红色,说明部分亚铁离子变质生成铁离子,D正确。
4.A 解析 实验①中铁钉作还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2不是置换反应,分析可知氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。
5.B 解析 ①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,Fe可与盐酸生成FeCl2,也可与FeCl3反应,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
6.C 解析 铁还原性大于铜,铜有剩余,铁可能不剩余,溶液中不会存在Fe3+,故A不符合题意;铁过量,会出现铁、铜均剩余,溶液中不存在Fe3+,故B不符合题意;若是铁剩余,溶液中一定不含Cu2+,不能成立,故C符合题意;铜有剩余,不会存在Fe3+,但是溶液中一定有Fe2+,故D不符合题意。
7.B 解析 KSCN与氯化铁溶液发生反应,不与氯化亚铁反应,A错误;氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁,B正确;铜粉能与氯化铁反应生成氯化亚铁,C错误;铁粉能与氯化铁反应生成氯化亚铁,D错误。
8.答案(1)氧化 血红色 (2)过滤 玻璃棒 Cu2+ (3)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
解析 (1)过氧化氢具有强氧化性,步骤(Ⅰ)中加入H2O2溶液的目的是将F氧化成Fe3+;取少量溶液A于试管中,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液显血红色。
(2)分离固体和液体,为过滤操作,步骤(Ⅱ)中分离溶液B和沉淀的操作名称是过滤;所需用到的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗和玻璃棒。滤液B中的阳离子除了H+外,主要还有Cu2+。
(3)步骤(Ⅲ)中Fe(OH)3与稀盐酸反应生成氯化铁和水。
9.C 解析 加入BaCl2溶液不能检验AgNO3和H2SO4,二者都生成沉淀,也不能检验KSCN和NaOH,与二者都不反应,A不符合;加入CuCl2溶液,硝酸银产生白色沉淀,与氢氧化钠反应生成蓝色沉淀,与KSCN、稀硫酸均不反应,不能检验,B不符合;加入FeCl3溶液,AgNO3溶液生成白色沉淀,KSCN溶液变为血红色,稀H2SO4无现象,NaOH溶液生成红褐色沉淀,可鉴别,C符合;加入FeCl2溶液,硝酸银产生白色沉淀,与氢氧化钠反应生成白色沉淀,且迅速变为灰绿色最终变为红褐色沉淀,与KSCN、稀硫酸均不反应,不能检验,D不符合。
10.B 解析 Fe3+、Cl-、NO三者不反应,能大量共存,故A正确;在上述浅黄色溶液中滴加少量KMnO4溶液,紫色褪去,可能是由于高锰酸根在酸性条件下与氯离子反应,不能证明Fe2+有剩余,故B错误;溶液为浅黄色,生成了铁离子,在上述浅黄色溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液为血红色,故C正确;在溶液中滴加稀盐酸时反应生成铁离子、一氧化氮和水,其反应的离子方程式:3Fe2++4H++N3Fe3++2H2O+NO↑,故D正确。
11.D 解析 工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+,向溶液中加入过量铁粉,充分反应生成铜和亚铁离子,还有未反应的铁粉,过滤,向固体中加入稀硫酸,铁粉溶解,铜不溶解,过滤,将滤液混合,经过一系列操作得到硫酸亚铁晶体。检验硫酸亚铁晶体中的金属阳离子(亚铁离子)时,滴加的试剂依次是KSCN溶液、氯水,先滴加KSCN溶液,无现象,再滴加氯水,溶液出现红色,则证明含有亚铁离子,A正确;试剂A为铁粉,铁和铜离子反应生成亚铁离子和铜单质,试剂B可能是稀硫酸,稀硫酸和过量铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与稀硫酸反应,B正确;操作Ⅱ是从溶液中得到晶体,一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥,C正确;工厂废水可能含有其他离子,溶液Z中的离子含有Fe2+、S,可能含有H+或其他离子,D错误。
12.C 解析 根据化合物中元素化合价代数和为0,结合物质化学式可知,在碱式硫酸铁中铁元素为+3价,A正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解产生氨气、水和二氧化碳,为防止 NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,B正确;检验硫酸亚铁铵是否被完全氧化,就需要检验是否含有Fe2+,KSCN溶液只能用于检验Fe3+,而无法检验Fe2+,C错误;FeSO4与(NH4)2SO4的混合溶液冷却结晶可以得到硫酸亚铁铵,说明其溶解度随温度降低会大幅度减小,即溶解度受温度的影响较大,D正确。
13.C 解析 氯水过量,亚铁离子被氧化成铁离子,KSCN被氯水氧化成了KCl和(SCN)2,导致不变红,A错误;+2价的铁可能是因为单质铁和三价铁反应生成,而不是生锈的铁钉里有+2价的铁,B错误;碘离子过量,如果不是可逆反应,铁离子会完全反应,滴入KSCN发现其变红,证明铁离子仍然存在,即两者的反应是可逆反应,C正确;与新制氢氧化铜的反应必须在碱性环境中进行,D错误。
14.D 解析 因为有固体剩余,所以FeCl3全部消耗,所以消耗的n(Fe3+)=0.3ml,设反应消耗的铁为xml,反应消耗的铜为yml,则可列方程组:,解得;铁比铜活泼,铁首先反应,然后铜反应,因为铜已开始消耗,所以剩余固体为铜,故A错误;因为消耗的铜为0.1ml,质量为6.4g,再加上剩余的2.8g铜,原固体混合物中铜的质量是9.2g,故B错误;铜会和铁离子反应生成亚铁离子、铜离子,铜过量,故反应后溶液中没有Fe3+,故C错误;因为反应后溶液溶质为FeCl2和CuCl2,所以2[n(Fe2+)+n(Cu2+)]=n(Cl-)=0.3×3ml,故n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.45ml,故D正确。
15.A 解析 根据题意说明溶液中为亚铁离子,产生标准状况下的气体3.36L即0.15ml氢气,根据质量守恒得到n(FeSO4)=n(H2SO4)=1ml∙L-1×0.3L=0.3ml,根据Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,有0.15mlFe与稀硫酸反应生成氢气和0.15mlFeSO4,则Fe+Fe2(SO4)33FeSO4反应中生成FeSO4物质的量为0.15ml,则消耗0.05mlFe和0.05mlFe2(SO4)3,根据Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,说明有0.05mlFe2O3被消耗,则混合物中铁单质与氧化铁的物质的量之比为(0.15ml+0.05ml)∶0.05ml=4∶1,故A符合题意。
16.D 解析 硫铁矿烧渣酸溶后过滤,滤渣为SiO2,滤液中含Fe3+、Al3+,加过量铁粉后铁离子被还原为亚铁离子,下一步用黄血盐溶液检验Fe3+是否有剩余,再加NaOH溶液调pH值,将Al3+转化为Al(OH)3沉淀,过滤后的溶液经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到绿矾晶体。“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌,可提高铁元素的浸出率,A正确;“反应”时加过量铁粉后铁离子被还原为亚铁离子,发生的主要反应为2Fe3+,B正确;根据分析,用黄血盐溶液检验Fe3+是否有剩余,C正确;绿矾晶体含结晶水,故根据分析,将第二次“过滤”所得滤液经过冷却结晶可以制得绿矾,D错误。
17. B 解析 绿矾煅烧得到氧化铁和SO2、SO3、H2O,二氧化硫被氧气氧化、被水吸收得到硫酸,加入硝酸钾得到硫酸钾和硝酸,蒸馏得到硝酸。FeSO4·7H2O中亚铁离子与硫酸根离子形成离子键,S与O、O与H之间形成共价键,则既含有离子键也含有共价键,故A正确;将烧渣溶于硫酸后加入KSCN可检验铁离子,不能检验亚铁离子,则不能判断煅烧是否完全,故B错误;“吸收”过程中二氧化硫被氧化,则发生的氧化还原反应为2SO2+2H2O+O22H2SO4,故C正确;因硫酸难挥发,硝酸易挥发,则加入硝酸钾制得硝酸是因为硫酸的沸点高于硝酸,故D正确。
18.答案 (1)取样,滴加KSCN溶液,无血红色出现,则无Fe3+
(2)5FeC2O4·2H2O+3Mn+24H+5Fe3++3Mn2++10CO2↑+22H2O
(3)3O2+4FeC2O4·2H2O2Fe2O3+8CO2+8H2O
(4)①Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+ ②负 ③63.8%
解析 由工艺流程分析可知,铁屑酸溶后加入稍过量的H2C2O4溶液,得到含FeC2O4·2H2O的混合溶液,再经过过滤、洗涤、干燥得到FeC2O4·2H2O,将FeC2O4·2H2O在O2气流中灼烧得到Fe2O3,最后还原得到Fe单质,据此结合已知信息分析解答。
(1)可用KSCN溶液检验溶液中是否含Fe3+。则检验酸溶后的溶液是否含Fe3+的实验操作是取少量酸溶后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液不变血红色,则不含Fe3+。
(2)根据题意二价铁可以被酸性高锰酸钾氧化为三价铁,本身被还原为锰离子,同时草酸根离子被氧化为二氧化碳,方程式为5FeC2O4·2H2O+3Mn+24H+5Fe3++3Mn2++10CO2↑+22H2O。
(3)在氧气流中灼烧FeC2O4·2H2O得Fe2O3、CO2。按得失电子数守恒、元素质量守恒,灼烧时发生反应的化学方程式为4FeC2O4·2H2O+3O22Fe2O3+8CO2+8H2O。
(4)①酸性MnSO4溶液被氧化为二氧化锰,可得电极反应式为Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。②二氧化锰在阳极产生,电解池中阴离子移向阳极,悬浮纳米Al2O3颗粒会在电场作用下向电极移动,与生成的MnO2共沉淀,故电解液中纳米Al2O3颗粒表面所带电荷的电性为负。③二氧化锰与KI的反应为MnO2+4H++2I-Mn2++I2+2H2O,且Na2S2O3与I2的反应为I2+2S22I-+S4,由关系式可知MnO2~I2~2S2,n=0.1×22×10-3×ml=1.1×10-3ml,故软锰矿中MnO2的质量分数为×100%=63.8%。
19.答案 (1)防止F被氧化 (2)2F+Cl22F+2Cl- (3)隔绝空气(或排除氧气对实验的影响) (4)2F+2I-2F(5)H2O2+2F+2H+2F+2H2O
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,能将氯化亚铁氧化为氯化铁,反应的离子方程式为2F+Cl22F+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,排除氧气对实验的影响。
(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成,发生反应的离子方程式为2F+2I-2F+I2。
(5)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,说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2F+2H+2F+2H2O。
20.D 解析 二氧化硫能与高锰酸钾发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色,故第一份溶液中加入少量KMnO4溶液,溶液紫红色褪去,不一定是Fe2+,A错误;第二份溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明该溶液中含有Fe2+,但不能确定是否含有Fe3+,B错误;第三份溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀,说明有生成,产生的白色沉淀是BaSO4,C错误;根据实验现象可知,具有还原性的SO2与具有氧化性的FeCl3发生氧化还原反应,根据质量守恒和电子转移守恒,SO2与FeCl3溶液的离子方程式为 2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++,D正确。
21.答案 (1)该补铁剂不溶于水 (2)稀盐酸 KSCN溶液
(3)铁离子(或F) (4)加入过氧化氢溶液后,溶液②变为深红色 (5)a.KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,过氧化氢具有氧化性,两者会发生反应导致SCN-被消耗 b.取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变红色 (6) (7)亚铁离子容易被氧化,而维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化
解析 (1)甲同学将药物碾碎、水溶后过滤。少量滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液未出现明显现象,主要原因为该补铁剂不溶于水。
(2)根据资料①知,试剂1是稀盐酸。铁离子能和KSCN溶液反应使溶液变红色,而亚铁离子不行,过氧化氢具有强氧化性能将亚铁离子氧化为铁离子,结合实验流程可知,试剂2是KSCN溶液。
(3)Fe3+遇KSCN溶液变红,加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有铁离子(或F)。
(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是加入过氧化氢溶液后,溶液②变为深红色,说明亚铁离子被氧化生成了更多的铁离子,Fe2+与H2O2发生反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O22Fe3++2H2O。
(5)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。a. 甲同学猜测的依据是KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,过氧化氢具有氧化性,两者会发生反应导致SCN-被消耗,所以溶液褪色。b. 由于SCN-被消耗,溶液变无色,故乙同学通过实验要证实甲同学的猜测,其实验方案及现象是取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明甲同学的猜测正确。
(6)根据铁元素守恒,m片补铁剂中铁元素质量等于ag氧化铁中铁元素的质量,为g,则每片该补铁剂含铁元素的质量为g。
(7)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是亚铁离子容易被氧化,而维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化。
选项
A
B
C
D
试剂
氯水
氢氧化
钠溶液
高锰酸
钾溶液
KSCN
溶液
现象
出现黄
褐色
先生成白色沉淀,最后转化成红褐色沉淀
紫红色褪去
有较浅的血红色
序号
①
②
③
实验
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,无现象,再加入过量氯水,振荡,溶液不变红
Fe2+未被氯水氧化
B
将生锈的铁钉溶于过量的稀H2SO4,向所得溶液中滴加酸性KMnO4溶液,振荡,紫红色褪去
生锈的铁钉中含有+2价的铁
C
向5 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液中加入1 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,再加入2mL CCl4,振荡、静置。向上层溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液变红
Fe3+与I-所发生的反应为可逆反应
D
向试管中加入4 mL淀粉溶液,滴入少量20%的硫酸溶液,煮沸4~5分钟,冷却后加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,未出现砖红色沉淀
淀粉没有水解