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

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 铁及其化合物课后测评，共7页。试卷主要包含了了解铁及其化合物之间的转化关系等内容，欢迎下载使用。
核心要点
1.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。
2.了解铁及其化合物之间的转化关系。
能力构建
一、Fe3+、Fe2+的检验
二、铁及其化合物之间的转化——“铁三角”
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。
(1)Fe3+的形成
由于Fe3+的氧化性较强，要想生成Fe3+，需要强氧化剂，通常有：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。
与Cl2反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−、2Fe+3Cl22FeCl3；
与KMnO4反应：5Fe2+++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
(2)的形成
单质Fe的还原性较强，要想生成单质Fe，得需强还原剂，通常有：Al、Zn、CO、H2。
Fe2++Zn===Fe+Zn2+；
FeO+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O) ；
Fe2O3+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O)。
(3)Fe2+的形成
Fe2+的氧化性、还原性都不强，所以，从Fe→Fe2+，弱氧化剂即可，通常有：S、H+、Cu2+、Fe3+；从Fe3+→Fe2+，能被Fe3+氧化的还原剂有：Fe、Cu、I−、S2−、HS−、SO2、。
A．→Fe2+：
Fe+2H+===Fe2++H2↑；
Fe+Cu2+===Fe2++Cu(湿法炼铜)；
Fe+SFeS。
B．Fe3+→Fe2+：
2Fe3++Fe===3Fe2+(据此反应，用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+；在FeSO4溶液中，常放少量铁粉，就是为了防止FeSO4被氧化)；
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(据此反应，可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板：把一铜板粘在塑料板上，用油漆画出线路图，然后浸在FeCl3溶液中，Cu被FeCl3腐蚀，而用漆画过的线条留了下来，这就成了线路)。
典型例题
例1 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】甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性能使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不能使高锰酸钾褪色，所以检验是否含有Fe2+可以选用高锰酸钾溶液；乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验是否含有Fe3+，可以选用KSCN溶液；故答案为B。
例2 某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，然后白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是
A．一定有Fe2+，一定没有Fe3+、Mg2+
B．一定有Fe3+，一定没有Fe2+、Mg2+
C．一定有Fe3+，可能有Fe2+， 一定没有Mg2+
D．一定有Fe2+，可能有Mg2+，一定没有Fe3+
【答案】D
【分析】加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，则不存在Fe3+，否则生成红褐色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明含有Fe2+，由于红褐色可掩盖白色，则不能证明是否含有Mg2+，以此解答该题。
【解析】加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，则不存在Fe3+，否则生成红褐色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明含有Fe2+，是亚铁离子的特征性质和反应现象，反应为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，由于红褐色可掩盖白色，则不能证明是否含有Mg2+。
答案选D。
例3 某化学实验室产生的废液中含有，，三种金属离子，实验室设计如下方案对废液进行处理，以回收金属并制得氧化铁，保护环境。回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中分离溶液和沉淀的操作是___________。
(2)沉淀A中含有的金属单质是铁、___________(填名称)。
(3)步骤Ⅱ中加入溶液从浅绿色变为黄色，发生反应的离子方程式为___________。
(4)请设计实验方案检验步骤Ⅲ中是否沉淀完全___________。
(5)“可排放废水”中含有的主要离子是___________(填离子符号)。
【答案】过滤 铜、银 静置后，取少量上层清液滴加适量的溶液，若呈血红色说明溶液中还有，若不变色说明溶液中已沉淀完全 、
【分析】含有，，三种金属离子的溶液加入过量铁，置换出Cu、Ag，沉淀A是Fe、Cu、Ag，溶液B中所含阳离子是，B中加入过氧化氢把氧化为，再加入氢氧化钠调节pH生成Fe(OH)3沉淀，灼烧Fe(OH)3生成Fe2O3。
【解析】(1)用过滤法分离固体和液体，步骤Ⅰ中分离溶液和沉淀的操作是过滤；
(2) 含有，，三种金属离子的溶液加入过量铁，置换出Cu、Ag，沉淀A是铁、铜、银；
(3)步骤Ⅱ中加入溶液把氧化为，发生反应的离子方程式为；
(4) 遇KSCN溶液变为血红色，静置后，取少量上层清液滴加适量的溶液，若呈血红色说明溶液中还有，若不变色说明溶液中已沉淀完全；
(5) 溶液C是硫酸铁，加入氢氧化钠生成硫酸钠和氢氧化铁沉淀，“可排放废水”中含有的主要离子是、。
【点睛】本题以含有，，三种金属离子的废液为原料回收金属并制得氧化铁为载体，考查化学工艺流程，明确实验目的和各步骤反应原理是解题关键，掌握常见物质的性质。
学会了吗
1．富脂食品密封保存往往需要在包装袋内装一小包脱氧剂(有效成分是还原铁粉)，某小组为探究脱氧剂中铁粉是否变质，取少量样品溶于稀盐酸，再进行下列实验，下列有关实验现象和结论的说法正确的是
A．若加盐酸时有气体产生，则证明脱氧剂未变质
B．若滴加KSCN溶液，无明显变化，再滴加氯水显血红色，则证明脱氧剂未变质
C．若滴加KSCN溶液，溶液显血红色，则证明脱氧剂已变质
D．若加入铜粉充分反应后，溶液呈蓝色，则证明脱氧剂已完全变质
【答案】C
【解析】A．若加盐酸时有气体产生，说明样品中还有铁粉，但不证明脱氧剂未变质也可能部分变质，A错误；
B．若滴加KSCN溶液，无明显变化，说明加入盐酸后的溶液中没有Fe3+，这可能时Fe+2Fe3+=3Fe2+，也可能时变质时Fe就被氧化为FeO，再滴加氯水显血红色，故不能证明脱氧剂未变质，B错误；
C．若滴加KSCN溶液，溶液显血红色，说明加入盐酸后的溶液中含有Fe3+，所以证明脱氧剂已变质，C正确；
D．若加入铜粉充分反应后，溶液呈蓝色，说明加入盐酸后的溶液中含有Fe3+，发生Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，但不能证明脱氧剂已完全变质，还可能是部分被氧化，D错误；
故答案为：C。
2．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判错误的是（ ）
A．加入KSCN溶液一定不变红色B．溶液中一定含Cu2+
C．溶液中一定含Fe2+D．剩余固体中一定含铜
【答案】B
【分析】在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，由于铁比铜活泼，则固体中一定有铜，由于铜能溶于氯化铁溶液，故溶液中一定没有氯化铁，可分几种情况：①当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu，反应的方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+，一定含有Fe2+；②当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3+，Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu，所以溶液中一定没有Fe3+，可能含有Cu2+，一定含有Fe2+；
【解析】A. 溶液中一定没有氯化铁，加入KSCN溶液一定不变红色，A正确；
B. 固体中一定有铜，溶液中不一定含Cu2+，B错误；
C. 固体中一定有铜，故溶液中一定没有氯化铁、溶液中一定含Fe2+，C正确；
D. 铁比铜活泼，故 剩余固体中一定含铜，D正确；
答案选B。
3．已知固体A是常见的金属，可发生以下转化：
试回答下列问题。
(1)B的化学式为_______，D的化学式为_______。
(2)写出由E转变成F的化学方程式_______。
(3)常用来鉴别G溶液中所含金属阳离子的试剂是_______，向G溶液中加入A，发生反应的离子方程式为_______。
【答案】FeCl2 KCl KSCN溶液
【分析】白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F，说明E为，F为，F与盐酸反应生成G溶液，G溶液为溶液，固体A与氯化铁溶液反应生成B溶液，B溶液与C溶液反应得到白色沉淀E与D溶液，故A为，B为，又D溶液和硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀H，透过蓝色钻玻璃观察到I溶液的焰色反应呈紫色，说明I溶液中含有钾元素，故D为，则C为。
【解析】(1)由上述分析可知，B的化学式为，D的化学式为。故答案为：；；
(2)E转变成F是氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为，故答案为：；
(3)常用溶液鉴别溶液中的，向G溶液中加入，发生反应的离子方程式是。故答案为：KSCN溶液；。Fe2+
Fe3+
(1)观察法
浅绿色
棕黄色
(2)加碱法(NaOH)
①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀
②反应：Fe2++2OH−===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(红褐色)
①现象：红褐色沉淀
②反应：Fe3++3OH−=== Fe(OH)3↓(红褐色)
(3)加盐法(SCN−)
①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液
②反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−
Fe3++3SCN−=== Fe(SCN)3(红色)
①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色
②反应：Fe3++3SCN−===Fe(SCN)3(红色)
选项
甲组
乙组
A
先加新制氯水再加KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
氯水
D
铁粉
酸性KMnO4溶液