高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物课堂检测

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1．苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含有Fe2＋，在空气中易转变为Fe3＋。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有( )
A．还原性 B．氧化性 C．碱性 D．酸性
A [饮料中的Fe2＋在空气中易被氧化为Fe3＋，加入维生素C，可有效防止这种现象的发生，则说明维生素C具有还原性。]
2．硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入( )
A．硝酸和硝酸银溶液
B．盐酸酸化的BaCl2溶液
C．KSCN溶液
D．硝酸酸化的Ba(NO3)2
C [A.硝酸和硝酸银溶液，通常用于检验Cl－的存在；B.盐酸酸化的BaCl2溶液，通常用于检验SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在；C.KSCN溶液，通常用于检验Fe3＋的存在，符合题意；D.硝酸酸化的Ba(NO3)2可用于检验不含SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的溶液中SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在。]
3．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．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
D [Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色物质，不是红色沉淀。]
4．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是( )
A．铜是还原剂 B．Fe3＋具有氧化性
C．该反应是置换反应 D．该反应属于离子反应
C [该反应中铜元素化合价升高，被氧化，为还原剂；铁元素化合价降低，被还原，Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质，不是置换反应；该反应为离子反应。]
5．在FeCl3和CuCl2混合溶液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋ C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋
A [在混合液中发生如下反应：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。当铁过量时，Fe3＋和Cu2＋均完全反应，再由上述方程式可知，充分反应后溶液中只含Fe2＋一种金属离子。]
6．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
下列分析不合理的是( )
A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．实验②与③可以调换顺序
C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋
B [向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。]
7．将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是( )
A．NaOH B．BaCl2 C．KSCN D．HCl
A [A.分别滴加NaOH溶液时，产生白色沉淀的是氯化镁；先产生沉淀，后沉淀溶解的是氯化铝；产生红褐色沉淀的是氯化铁；产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最后变成红褐色的是氯化亚铁；无明显现象的是氯化钠，现象不同，可鉴别，故A选；B.氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与氯化钡反应，不能鉴别，故B不选；C.KSCN只能鉴别出氯化铁，故C不选；D.氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与盐酸反应，不能鉴别，故D不选。]
8．根据不同价态铁元素之间的相互转化关系，回答下列问题。
(1)配制含Fe2＋的溶液时，常常向溶液中加入少量 ________ ，使被氧气氧化形成的Fe3＋还原为Fe2＋。
(2)为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为________，再转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为 ____________ 。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为 ________________________ ；处理过程中需定期添加的原料是________________________________________________________。
[解析] (1)配制硫酸亚铁溶液时，利用还原剂防止亚铁离子被氧化，且不能引入新杂质，则加入铁粉(铁钉也可)以防止Fe2＋被氧化；(2)为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为铁离子，铁离子易转化为氢氧化铁沉淀；(3)FeCl3溶液与金属铜反应，生成氯化亚铁、氯化铜，化学反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所以离子反应方程式为：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；(4)Cl2与FeCl2溶液反应生成FeCl3，其反应的化学方程式为：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，离子反应方程式为：Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，铁粉与FeCl3反应生成FeCl2，其反应的化学方程式为：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，离子反应方程式为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据两个反应可知，处理过程中消耗的原料是铁粉。
[答案] (1)铁粉
(2)Fe3＋
(3)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
(4)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 铁粉
[能力提升练]
9．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
C [用NH4SCN溶液可以检验溶液中是否含有Fe3＋，故先向溶液中加入NH4SCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3＋；然后加入足量氯水，溶液呈红色，说明溶液中含Fe2＋，Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将NH4SCN氧化影响实验，因此氧化剂不选用KMnO4溶液，故最佳顺序为③①。]
10．制印刷电路时常用氯化铁溶液做腐蚀液，有关反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯中不可能出现的是( )
A．有铜粉无铁粉 B．有铁粉无铜粉
C．铁粉、铜粉都有 D．铁粉、铜粉都无
B [向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，由于铁粉的还原性较强，故铁粉首先与氯化铁溶液反应，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，当铁粉完全反应后，若氯化铁还有剩余，铜粉才与氯化铁溶液反应，2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。若铁粉较少，铜粉较多，会出现A中情况；由前面的分析可知，B中情况不会出现；若铁粉较多，会出现C中情况；若铁粉和铜粉都较少，会出现D中情况。]
11．某研究小组欲探究Fe2＋能否与H2O2溶液反应。
[查阅资料]
ⅰ.Fe2＋具有较强的还原性，O2具有较强的氧化性。
ⅱ.Fe3＋遇SCN－可生成Fe(SCN)3，Fe(SCN)3溶液呈红色，KSCN可用于Fe3＋的检验。
[提出猜想]
(1)小组同学经过讨论后，认为H2O2溶液可以与FeSO4溶液反应，请从化合价的角度加以解释：__________。
[设计实验]
(2)实验Ⅰ：在试管中加入FeSO4溶液和H2O2溶液，再加入KSCN溶液，发现溶液________，小组同学认为Fe2＋和H2O2溶液反应生成了Fe3＋。
(3)甲同学注意到盛放FeSO4溶液的试剂瓶中有空气，因此不同意该结论，他的理由是________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
重新设计实验：
实验Ⅱ：在试管中加入FeSO4溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显变化，再加入H2O2溶液，发现溶液变红。
[获得结论]
(4)过氧化氢 __________ (填“能”或者“不能”)氧化Fe2＋。
[发现异常]
乙同学继续向实验Ⅱ所得溶液中滴加H2O2溶液，发现溶液褪色。
小组同学经过重新查阅资料后，发现H2O2可以将SCN－氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。乙同学设计实验Ⅲ并证实了该资料中的说法。
(5)补全实验Ⅲ的方案：在试管中加入H2O2溶液，加入KSCN溶液，再加入 __________ ，产生 __________ 。
[解析] (1)H2O2中氧元素为－1价，在反应中可以降为－2价，做氧化剂，FeSO4中铁元素为＋2价，在反应中可以升为＋3价，做还原剂，因此H2O2溶液可以与FeSO4溶液反应；(2)在试管中加入FeSO4溶液和H2O2溶液，反应生成Fe3＋，再加入KSCN溶液，发现溶液变红；(3)盛放FeSO4溶液的试剂瓶中有空气，空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子；(4)通过实验Ⅱ，在试管中加入FeSO4溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显变化，说明Fe2＋未被氧化，再加入H2O2溶液，发现溶液变红，说明生成了铁离子，则可以知道过氧化氢能氧化Fe2＋；(5)H2O2可以将SCN－氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，设计实验Ⅲ是验证SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在，操作为：在试管中加入H2O2溶液，加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在。
[答案] (1)H2O2中氧元素为－1价，在反应中可以降为－2价，做氧化剂，FeSO4中铁元素为＋2价，在反应中可以升为＋3价，做还原剂
(2)变红
(3)空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子
(4)能
(5)BaCl2溶液 白色沉淀
实验操作
对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉
ⅰ.溶液由黄色变为浅绿色
②滴加KSCN溶液
ⅱ.溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水
ⅲ.溶液变红