高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物练习

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课时分层作业(十六)


(建议用时：25分钟)


[合格过关练]


1．化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用某溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印，该溶液不可能是( )


A．FeSO4溶液


B．Fe2(SO4)3溶液


C．FeCl2与FeCl3的混合液


D．FeCl3溶液


A [Fe3＋与SCN－结合生成红色的Fe(SCN)3。]


2．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。]


3．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )


A．加入氢氧化钠溶液B．通入氯气


C．加入铜粉D．加入铁粉


D [要实现Fe3＋―→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。]


[教师备选] 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )


A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋


B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋


C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出


D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出


B [FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有Fe3＋；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。]


4．把表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为( )


A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋


C．Fe2＋和Fe3＋D．Fe2＋


D [本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。]


5．下列关于铁及其化合物的说法不正确的是( )


A．铁与沸腾的水不发生反应


B．FeCl2既有氧化性又有还原性


C．Fe2O3、FeO都是不溶于水的碱性氧化物


D．铁与CuSO4溶液反应后滴加KSCN溶液，溶液变红


D [Fe与CuSO4溶液反应生成Fe2＋，Fe2＋遇KSCN溶液不变红，D不正确。]


[教师备选] 下列反应中，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )


①金属钠在纯氧中燃烧 ②向FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间 ③将FeCl3溶液滴入KSCN溶液中 ④无水硫酸铜放入医用酒精中


A．②③①④B．③②①④


C．③①②④D．①②③④


[答案] B


6．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入( )


A．NaOH溶液 B．铁片


C．KSCN溶液D．石蕊溶液


C [FeCl2变质生成Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液显红色。]


[教师备选] 为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )





A．只有④B．只有③


C．③④ D．③④⑤


C [实验③中现象错误，CuSO4溶液为蓝色，CuSO4与FeCl3不反应，混合后溶液不会变成无色；实验④涉及反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，体现的是Cl－的性质。]


7．某同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋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·L－1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，加入几滴氯水，再加入1滴 KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与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溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是


_____________________________________________________。


(4)两同学取10 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·L－1FeCl3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；写出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______________。


[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)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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接触，排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成，这是由于铁离子氧化碘化钾，发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋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，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。


[答案] (1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 (5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O


[素养培优练]


8．(素养题)在一些高档茶叶、点心等的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色。下列说法不正确的是( )


A．小袋中原来装有氧化铁


B．小袋中原来装有铁粉


C．该灰黑色粉末不可食用


D．该灰黑色粉末用作抗氧化剂


A [从题中信息“滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色”判断，黑色粉末中含有铁元素。Fe2O3为红棕色粉末，A项错误；该灰黑色粉末为还原铁粉，用于吸收包装盒中的氧气，防止高档茶叶、点心等变质，B、C、D项正确。]


9．(易错题)将现有Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44 g加入含0.1 ml HCl的盐酸中恰好完全溶解，并收集到气体22.4 mL(标准状况)。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化。若将1.72 g该混合物粉末在高温下与足量的CO充分反应，残留固体的质量为( )


A．1.4 g B．1.3 g


C．1.2 gD．1.1 g


A [将Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44 g加入含0.1 ml HCl的盐酸中恰好完全溶解，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化，说明生成物是FeCl2，根据Cl原子守恒可知FeCl2的物质的量是0.05 ml，所以混合物中铁原子的物质的量是0.05 ml，铁原子的质量是0.05 ml×56 g·ml－1＝2.8 g。将1.72 g该混合物粉末在高温下与足量的CO充分反应后，残留固体是Fe，则其质量为2.8 g÷2＝1.4 g。]


10．(素养题)铁是人体必需的微量元素之一。补铁剂中的Fe2＋在空气中很容易被氧化为Fe3＋，影响铁元素在人体中的吸收利用。某实验小组进行如图所示的对照实验，验证补铁剂和维生素C一起服用的科学性。





[实验操作]第一步：在A、B两支试管中加入对比试剂；第二步：振荡；第三步：滴加KSCN溶液。


[实验现象](1)A试管中溶液变________色，B试管中无明显现象。


[实验结论](2)维生素C具有________(填“氧化性”或“还原性”)，能防止Fe2＋被氧化为Fe3＋，所以补铁剂和维生素C一起服用具有科学依据。


[生活应用](3)某品牌泡腾片的主要成分为维生素C和NaHCO3，放入水中立即产生大量气泡(CO2)使口感更好，说明维生素C具有________(填“酸性”或“碱性”)。


(4)为防止烹调时蔬菜中维生素C的损失，烹调蔬菜应注意_____________________________________________________(写一条即可)。


[答案] (1)红 (2)还原性 (3)酸性 (4)避免与氧化性物质接触(或避免与碱性物质接触)


[教师备选] (素养题)对于铁粉与水蒸气反应生成的黑色物质，有三个学习小组提出了三种不同的猜想，以下是小组同学进行的实验猜想与探究，请你根据小组的思路与提示完成相关空白。


实验之前查阅资料得知已知Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。


【猜想】甲组：黑色物质是FeO


乙组：黑色物质是Fe3O4


丙组：_____________________________________；


【实验探究】


(1)丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误：取生成的黑色物质少许于烧杯中，加稀盐酸使其完全溶解，再加________溶液以检验Fe3＋，观察到溶液有无出现________现象即可判断。


(2)乙组认为可通过定量测定来确定生成的黑色物质的组成，以验证该组猜想正确。取生成的黑色物质2.32 g溶解于适量稀盐酸后，加入新制氯水，加入氯水后反应的离子方程式为_________________________，再加入足量NaOH溶液后，过滤洗涤烘干灼烧称量，若称得固体质量为________，即可判断乙组同学猜想正确。


[解析] Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO、Fe3O4是黑色固体；黑色物质若为纯净物，可能为FeO，也可能为Fe3O4，若是混合物，则为FeO和Fe3O4的混合物。(1) Fe3＋的盐溶液遇SCN－变为红色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若观察到溶液没有变红色即可判断无Fe3＋，即原固体为FeO。 (2)金属氧化物溶于盐酸后，向该溶液中通入Cl2，由于氯气有氧化性，会与溶液中的Fe2＋发生氧化还原反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，发生反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，将沉淀过滤、洗涤、灼烧，发生分解反应：2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up10(△))Fe2O3＋3H2O。若乙组同学猜想正确，则2.32 g全为Fe3O4，其物质的量为n(Fe3O4)＝2.32 g÷232 g·ml－1＝0.01 ml，根据Fe元素守恒，可得n(Fe2O3)＝(0.01 ml×3)÷2＝0.015 ml，称得固体质量为m(Fe2O3)＝0.015 ml×160 g·ml－1＝2.4 g。


[答案] 黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物


(1)KSCN 红色 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2.4 g