高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第2课时测试题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第2课时测试题，共22页。试卷主要包含了亚铁盐的性质等内容，欢迎下载使用。

题组一 铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质
1.(2020四川雅安高一期末)下列叙述中错误的是( )
A.Fe2O3难溶于水
B.含Fe3+的水溶液为黄色
C.Fe(OH)2容易被空气氧化
D.含Fe3+的溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
2.(2019湖北孝感高级中学高一上期中)随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被人们广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是( )
A.无水硫酸铜B.硫酸亚铁
C.食盐 D.生石灰
3.用毛笔蘸取少量30% FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”,放置片刻,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中。下列说法正确的是( )
A.烧杯中的溶液呈黄色
B.铜片无任何变化
C.铜片上有凹陷的“Cu”
D.发生了反应:Fe3++Cu Cu2++Fe2+
4.(2019山西应县第一中学高一期末)下列说法正确的是( )
A.含Fe3+的水溶液呈红褐色,含Fe2+的水溶液呈浅绿色
B.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
C.含Fe3+的溶液中滴入KSCN溶液,立即出现红色沉淀
D.铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe2O3
5.已知如下三个实验均能发生化学反应:
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁做还原剂
B.实验②中Fe2+既表现氧化性又表现还原性
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+
6.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变
B.向溶液中通入无色KSCN溶液,不显红色
C.溶液中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
题组二 铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的检验
7.(2020山东济宁高一期末)能证明某溶液中只含Fe2+而不含Fe3+的实验及现象是( )
A.只需滴加KSCN溶液,溶液不显红色
B.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
C.先滴加KSCN溶液,溶液呈红色,再加足量铁粉红色消失
D.先滴加KSCN溶液,溶液不显红色,再滴加氯水后显红色
8.(2019天津高一上期末)某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时是白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。下列结论正确的是( )
A.一定有Fe2+存在,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+存在,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+存在,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+存在,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
9.(2019江苏无锡一中模拟)下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,立即得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
10.某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定,实验过程及现象如下图所示:
现对A、B、C、D做出的如下推断中,不正确的是( )
A.A盐一定是FeCl3
B.白色沉淀B可能是AgCl
C.C中一定含Fe3+
D.无法确定A中是否含有Fe2+
题组三 Fe3+与Fe2+的转化
11.(双选)(2020江苏苏州高一期末)将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是( )
A.硫酸锌 B.氯水 C.双氧水 D.氯化铜
12.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.①③
C.①②③D.全部
13.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是 ( )
14.(2019湖北荆州中学高一上期末)化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质,为了保护环境,这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子:Fe3+、Cu2+,化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境。
(1)步骤①中得到沉淀A和溶液A的操作名称是 。
(2)沉淀A中含有的金属单质有 。
(3)步骤②中观察到的实验现象是 。
(4)步骤③中发生反应的离子方程式为 。
15.(2019吉林长春外国语学校高一上期末)某同学为了检验一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。据此回答下列相关问题:
(1)将药品研细的目的是 。
(2)过滤所用到的主要玻璃仪器除烧杯外还有 。
(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。
(4)已知高锰酸钾在酸性溶液中的还原产物为Mn2+,写出酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式: 。
题组四 Fe2+、Fe3+的除杂问题
16.下列有关除杂的操作中不正确的是( )
A.FeSO4溶液中含少量CuSO4杂质:加入过量的Fe粉,过滤
B.碳酸钠粉末中含有少量碳酸氢钠粉末:加热
C.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2:加入新制氯水
D.CO2中混有HCl气体:通入饱和的碳酸钠溶液
17.(2019黑龙江哈尔滨六中高一上月考)下列有关含铁物质的叙述正确的是( )
A.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液生成红褐色沉淀
B.Fe3+与KSCN溶液反应产生红色沉淀
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤
D.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加入过量铁粉
18.[2019福建福州八县(市)协作校高一上期末]电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下:
(1)步骤(Ⅰ)中分离操作名称是 。
(2)沉淀B中主要含有 ,气体D是 。
(3)写出步骤(Ⅲ)中生成FeCl3的化学方程式: 。
(4)步骤(Ⅲ)中,将氯气换成H2O2也能达到同样的目的,写出H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式: 。
能力提升练
题组一 铁盐、亚铁盐
1.(2020湖北十堰高一期末,)下列应用或现象对应的离子方程式不正确的是( )
A.用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜:2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+
B.钠浮于水面且与水剧烈反应:Na+2H2O Na++2OH-+H2↑
C.将FeCl3溶液加入淀粉KI溶液中,溶液变为蓝色:2Fe3++2I- 2Fe2++I2
D.将KOH溶液加入FeCl3溶液中,产生红褐色沉淀:Fe3++3OH- Fe(OH)3↓
2.(2019山东济南一中高一上期末,)《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中肯定错误的是( )
A.绿矾的化学式为FeSO4·7H2O
B.绿矾分解过程中没有发生电子的转移
C.“色赤”物质可能是Fe2O3
D.流出的液体中可能含有硫酸
3.(2019浙江名校协作体联考,)某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验的流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.步骤①研磨时需要在研钵中进行
B.步骤②中加入氨水的作用是将Fe2+完全沉淀
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g
4.(2019江西九江一中高一期末,)8.34 g FeSO4·7H2O(相对分子质量:278)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。下列说法正确的是( )
A.温度为78 ℃时固体物质M的化学式为FeSO4·5H2O
B.温度为159 ℃时固体N的化学式为FeSO4·2H2O
C.取适量380 ℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650 ℃,得到一种固体物质Q,同时只有一种无色气体生成
D.在隔绝空气条件下,N得到P的化学方程式为FeSO4·H2O FeSO4+H2O
5.(2019辽宁省实验中学高一上期末,)FeSO4可发生如图所示的一系列反应,下列说法错误的是 ( )
A.碱式硫酸铁反应能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂
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是否被氧化
D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
6.(2019黑龙江鹤岗第一中学高一期末,)A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X在常温下是无色气体,其水溶液是一种无氧强酸溶液,E为黑色固体,H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应产物已略去)。
(1)写出下列物质的化学式:D ,X 。
(2)在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是 (填编号)。
(3)反应⑥的离子方程式为 。
(4)往G溶液中加入NaOH溶液观察到的现象是 。
(5)反应⑦的化学方程式为 ;该反应中每消耗0.3 ml的A,可转移电子 ml。
(6)除去D溶液中混有的少量G的反应的离子方程式为 。
题组二 与Fe2+、Fe3+相关的实验探究
7.()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( )
8.()FeCl3易潮解、易升华,实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是 ( )
A.导管g的作用是增强装置的气密性
B.试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水
C.直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞
D.出于简化装置的目的,F装置可拆除
9.(2020湖南常德高一期末,)某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”的化肥的主要成分及相关性质。首先对该化肥的成分进行了如下假设:
a.只含有FeSO4
b.含有FeSO4和Fe2(SO4)3
c.只含有Fe2(SO4)3
取少量化肥溶于水中得到溶液(记为X),进行如下实验:
(1)请用文字表述作出假设b的依据: 。
(2)对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀、迅速变为灰绿色、最后变为红褐色,预期产生该现象的依据是(用化学方程式或离子方程式表示) 、
。
(3)由实验ⅱ得出的结论是 。结合实验ⅰ、ⅱ,推测实验ⅰ实际现象与预期现象不符的原因可能是 。为进一步验证假设,小组同学进行了以下实验:
(4)实验ⅳ中氯水参加反应的离子方程式是 。
(5)通过以上实验,可得到的结论是 ,请完整表达该结论是如何得出的: 。
10.(2019北京东城高一期末,)某兴趣小组同学为探究木耳的含铁量,进行如下实验。
已知:ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100 g黑木耳含铁高达185 mg。
ⅱ.紫红色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性,其还原产物是无色的Mn2+。
Ⅰ.为确定黑木耳中含有铁元素,甲同学设计实验方案如下。
(1)步骤②得到滤液A的操作是 。
(2)步骤④检验Fe3+所用试剂是 溶液。
(3)下列有关上述实验能得出的结论是 (填字母)。
a.黑木耳中一定含Fe2+和Fe3+
b.滤液A中一定含Fe2+和Fe3+
c.白色沉淀中一定含Fe(OH)2
Ⅱ.为测定黑木耳中铁元素的含量,乙同学设计实验方案如下。
(4)可选做试剂B的物质是 (填字母)。
a.Na b.Zn c.Fe d.Cu
(5)步骤⑦中观察到的实验现象是 ,反应的离子方程式是 。
(6)若乙同学实验操作规范,但测得的含铁量远大于实际的含量,其可能的原因是 。
答案全解全析
基础过关练
1.D Fe2O3难溶于水也不与水反应,A正确;含Fe3+的水溶液呈黄色,B正确;Fe(OH)2容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,C正确;含Fe3+的溶液中滴入含SCN-的溶液,溶液立即出现红色,而不是生成沉淀,D错误。
2.B 无水硫酸铜能吸收水分,但不能防止食物被氧化;硫酸亚铁具有还原性,可以防止食品氧化变质;食盐、生石灰均不能防止食品被氧化。
3.C FeCl3溶液与铜片发生反应:2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,FeCl2溶液呈浅绿色,CuCl2溶液呈蓝色,A错误;FeCl3溶液与铜片发生了反应,B错误;D项,电荷不守恒,错误。
4.B 含Fe2+的水溶液呈浅绿色,含Fe3+的水溶液呈黄色,A错误;含Fe3+的溶液中滴入KSCN溶液,溶液立即变红色,但不形成沉淀,C错误;铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4,不生成Fe2O3,D错误。
5.A 实验①中铁做还原剂,则氧化性:Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中发生的反应为2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,该反应不是置换反应,氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+。
6.C n(Fe)=0.02 ml,n(FeCl3)=0.05 ml,由Fe+2Fe3+ 3Fe2+知,Fe3+过量,反应后Fe3+剩余0.01 ml,铁粉全部溶解,反应生成0.06 ml Fe2+,故A错误、C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色,故B错误;Fe被氧化生成的Fe2+和Fe3+被还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2,故D错误。
7.D 滴加KSCN溶液,溶液不显红色,只能说明溶液中不含有Fe3+,无法证明其中含有Fe2+,故A不符合题意;先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色,只能证明加入氯水后,溶液中含有Fe3+,无法证明原溶液中是否含有Fe2+,故B不符合题意;先滴加KSCN溶液,溶液呈红色,说明原溶液中含有Fe3+,故C不符合题意;先滴加KSCN溶液,溶液不显红色,说明原溶液中不含Fe3+,再滴加氯水后显红色,说明原溶液中含有Fe2+,故D符合题意。
8.D Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化可掩盖其他白色沉淀,故溶液中可能含有Mg2+,D正确。
9.C 向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明含有Fe3+,不能确定Fe2+是否存在,A项错误;向某溶液中通入Cl2,然后再滴加KSCN溶液变红色,说明原溶液中可能含有Fe2+或Fe3+或二者都有,B项错误;加入NaOH溶液后得到白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明含有Fe2+,但不能确定是否含有Mg2+,D项错误。
10.A 因为A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液,HNO3可以把Fe2+氧化成Fe3+,所以A盐也可能为FeCl2。
11.BC 亚铁离子和硫酸锌不反应,故A不符合题意;氯水具有强氧化性,可将亚铁离子氧化成铁离子,故B符合题意;亚铁离子、氢离子和过氧化氢反应生成铁离子和水,故C符合题意;亚铁离子和铜离子不反应,故D不符合题意。
12.B ①中Cl2的氧化性强,它能将铁氧化为FeCl3,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原为氯化亚铁;②中Fe与稀硫酸反应只能生成FeCl2;③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+;④中Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3和水,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
13.A 氯气能够将Fe2+(浅绿色)氧化为Fe3+(棕黄色),A项正确;锌置换出铁,锌逐渐溶解,溶液变为无色,且析出黑色固体,实验现象错误,实验结论应是Fe2+具有氧化性,B项错误;C项,离子方程式错误,正确的离子方程式应为2Fe3++Fe 3Fe2+;D项,实验现象应该是铜粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为蓝色。
14.答案 (1)过滤
(2)铁、铜
(3)溶液由浅绿色变为棕黄色,有气泡产生
(4)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+
解析 (1)步骤①加入过量的铁屑,由于铁的化学性质比铜活泼,因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+。(2)步骤①得到的沉淀中含有金属铜和铁。(3)Fe2+能被过氧化氢氧化生成Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,生成的Fe3+能加快过氧化氢的分解,有少量气泡出现。(4)溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,溶液B中加入氨水,发生反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3NH4+。
15.答案 (1)增大接触面积,加快反应速率
(2)漏斗、玻璃棒
(3)FeSO4部分被氧化
(4)5Fe2++MnO4-+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O
解析 (1)将药品研细的目的是增大接触面积,加快反应速率。(2)过滤所用到的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。(3)加入酸性高锰酸钾溶液后褪色说明含有Fe2+,而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3+,两者现象说明FeSO4部分被氧化。(4)已知高锰酸钾在酸性溶液中的还原产物为Mn2+,则酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O。
16.D 加入过量的铁粉,发生反应Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,再经过过滤,能够除去杂质,A正确;NaHCO3受热易分解:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,B正确;新制氯水与FeCl2反应:2FeCl2+Cl2 2FeCl3,可以除去杂质,C正确;CO2中混有HCl气体,通入饱和的碳酸钠溶液,除去HCl的同时,CO2也被消耗:Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3,D错误。
17.C FeCl2溶液中加入NaOH溶液先生成白色沉淀,后白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,A项错误;Fe3+与KSCN反应形成红色溶液而不是红色沉淀,B项错误;向含有少量FeCl3的FeCl2溶液中加入过量Fe粉:2FeCl3+Fe 3FeCl2,过滤即可除杂,C项正确;Fe与氯化铁反应,将原物质除去,不能除杂,应向该溶液中通入足量的氯气,D错误。
18.答案 (1)过滤
(2)Cu、Fe H2
(3)2FeCl2+Cl2 2FeCl3
(4)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
解析 从腐蚀废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3,由流程可知,应加入过量的Fe,Fe与FeCl3反应生成FeCl2,与CuCl2反应生成FeCl2和Cu,过滤进行分离,则滤液A为FeCl2溶液,沉淀B中含Fe、Cu,加过量盐酸,铁溶解,产生FeCl2和H2,过滤得到金属Cu,滤液C中含有FeCl2、HCl,为了不引入杂质,将铁的化合物全部转化为FeCl3,则通入足量Cl2进行氧化。
(1)步骤(Ⅰ)中分离溶液和沉淀的操作名称是过滤。
(2)Fe与CuCl2发生置换反应生成FeCl2和Cu,反应中Fe过量,则由流程分析可知沉淀B中含过量的Fe和产生的Cu。沉淀B中加入盐酸,Fe与盐酸反应产生H2,因此气体D是H2。
(3)Cl2具有强氧化性,能将FeCl2氧化为FeCl3,发生反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2 2FeCl3。
(4)H2O2也具有氧化性,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O。
能力提升练
1.B 用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜,反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+,选项A正确;钠浮于水面且与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑,选项B不正确;将FeCl3溶液加入淀粉KI溶液中,反应生成氯化亚铁和碘单质,碘遇淀粉变为蓝色,反应的离子方程式为2Fe3++2I- 2Fe2++I2,选项C正确;将KOH溶液加入FeCl3溶液中,产生红褐色沉淀氢氧化铁,同时生成氯化钾,反应的离子方程式为Fe3++3OH- Fe(OH)3↓,选项D正确。
2.B 绿矾在受热时会分解,化学方程式为2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,Fe的化合价由+2价升高到+3价,S由+6价降低到+4价,所以绿矾分解是氧化还原反应,有电子转移。三氧化硫是酸性氧化物,溶于水生成硫酸。
3.B 步骤①是将补血剂磨成细粉,便于溶解,研磨时需要在研钵中进行,故A正确;步骤②中加入过氧化氢的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,然后用过量氨水将Fe3+完全转化为氢氧化铁红褐色沉淀,故B错误;步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中Fe元素的含量,所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重,故C正确;w g氧化铁中铁元素的质量为10片补血剂中Fe的质量,所以每片补血剂中铁元素的质量为wg×112 g·ml-1160 g·ml-110=0.07w g,故D正确。
4.D 8.34 g FeSO4·7H2O的物质的量为8.34 g278 g/ml=0.03 ml,其中m(H2O)=0.03 ml×7×18 g/ml=3.78 g,如果晶体失去全部结晶水,固体的质量应为8.34 g-3.78 g=4.56 g,据图可知在加热到373 ℃之前,晶体失去部分结晶水。A项,温度为78 ℃时,固体质量为6.72 g,其中m(FeSO4)=0.03 ml×152 g/ml=4.56 g,m(H2O)=6.72 g-4.56 g=2.16 g,n(H2O)=2.16 g18 g/ml=0.12 ml,n(H2O)∶n(FeSO4)=0.12 ml∶0.03 ml=4∶1,则M的化学式为FeSO4·4H2O,错误。B项,温度为159 ℃时,固体N的质量为5.10 g,其中m(FeSO4)=0.03 ml×152 g/ml=4.56 g,m(H2O)=5.10 g-4.56 g=0.54 g,n(H2O)=0.54 g18 g/ml=0.03 ml,n(H2O)∶n(FeSO4)=0.03 ml∶0.03 ml=1∶1,则N的化学式为FeSO4·H2O,错误。C项,加热至633 ℃时,固体质量为2.40 g,其中n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)=0.03 ml,m(Fe)=0.03 ml×56 g/ml=1.68 g,则固体中m(O)=2.40 g-1.68 g=0.72 g,n(O)=0.72 g16 g/ml=0.045 ml,n(Fe)∶n(O)=0.03 ml∶0.045 ml=2∶3,所以固体Q的化学式为Fe2O3,则由P得到Q的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑,得到2种无色气体,错误。D项,根据以上分析可知,N为FeSO4·H2O,P为FeSO4,在隔绝空气条件下,N得到P的化学方程式为FeSO4·H2O FeSO4+H2O,故正确。
5.D 碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生反应生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,A正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,B正确;KSCN溶液遇Fe2+,溶液无现象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+,溶液变红,C正确;(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,D错误。
6.答案 (1)FeCl3 HCl
(2)③⑥
(3)Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
(4)生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(5)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 0.8
(6)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
解析 单质A和C反应生成的E为黑色固体,黑色固体E和X(酸)溶液反应生成D、G、H,其中D、G之间可以相互转化,说明A为变价金属Fe,和C在点燃条件下生成的黑色固体E为Fe3O4,C为O2,依据D+A G,知D为含Fe3+的化合物,F为含SCN-的化合物,G为含Fe2+的化合物,H为H2O;依据G+B D分析判断B是强氧化剂,且B为黄绿色气体,说明B为Cl2,所以推断D为FeCl3,则G为FeCl2,X为HCl。依据上述分析结合转化关系图知:①为铁和氯气反应,为氧化还原反应;②为铁和氧气反应,为氧化还原反应;③为四氧化三铁和盐酸反应,不是氧化还原反应;④为氯化铁和铁反应,为氧化还原反应;⑤为氯化亚铁和氯气反应,为氧化还原反应;⑥是氯化铁和SCN-反应,不是氧化还原反应;⑦为铁和水蒸气在高温条件下反应,为氧化还原反应。(2)综上可知,在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是③⑥。(4)向FeCl2溶液中加入NaOH溶液观察到的现象是有白色沉淀生成,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。(6)氯化亚铁易被氯气氧化为氯化铁,则除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是向混合溶液中通入足量的氯气,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
7.B 甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰,所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生反应且能观察到明显实验现象;二是与Fe3+不反应。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++MnO4-+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O,实验现象是溶液紫红色变浅(或褪色)。乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+即可,Fe2+不会造成干扰。
8.C 导管g的作用是平衡气压,保证液体顺利滴下,A错误;为得到干燥纯净的Cl2,应先用饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸干燥气体,B错误;FeCl3易潮解,而F中的浓硫酸起干燥的作用,防止G中水蒸气进入D中,不能拆除,D错误。
9.答案 (1)FeSO4具有还原性,露置在空气中,容易被氧气氧化为Fe2(SO4)3
(2)Fe2++2OH- Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
(3)化肥中肯定有Fe2(SO4)3(或假设a不成立) 溶液中存在Fe3+,Fe3+遇NaOH产生红褐色沉淀,红褐色沉淀将Fe(OH)2白色沉淀掩盖,因此看不到Fe2+与NaOH反应生成沉淀的颜色变化(或Fe2+已全部被氧化为Fe3+,溶液中无Fe2+,因此看不到预期现象)
(4)Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+
(5)化肥成分是FeSO4和Fe2(SO4)3(或假设b成立) 实验ⅲ证明了溶液中有Fe3+;实验ⅳ中加入氯水后溶液颜色变深,说明Fe3+的量增加,证明原溶液中有Fe2+,所以原溶液中既有Fe3+,也有Fe2+,即假设b成立
解析 (1)作出假设b的依据是FeSO4具有还原性,露置在空气中,容易被氧气氧化为Fe2(SO4)3。
(2)根据实验ⅰ的预期现象,先出现白色沉淀、迅速变为灰绿色、最后变为红褐色可知相应的方程式为Fe2++2OH- Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(4)实验ⅳ中氯水中的Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式是Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+。
10.答案 (1)过滤
(2)KSCN
(3)bc
(4)d
(5)酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去 5Fe2++MnO4-+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O
(6)黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C)
解析 (1)难溶性固体和液体的分离可采用过滤的方法,因此步骤②得到滤液A的操作是过滤。
(2)一般用KSCN溶液检验铁离子,实验现象是溶液变为红色,则步骤④检验Fe3+所用试剂是KSCN溶液。
(3)根据步骤③中产生蓝色沉淀可知滤液A中含有亚铁离子,则白色沉淀中含有Fe(OH)2;根据步骤④可知滤液A中含有铁离子,由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子,所以黑木耳中不一定含有铁离子,a错误,b、c正确。
(4)滤液A中含有铁离子,需要利用还原剂将其转化为亚铁离子,且不能影响滤液A中铁元素的含量,也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生成NaOH,NaOH与铁离子反应生成沉淀,得不到亚铁离子,a错误;金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应,b错误;金属铁和铁离子反应生成亚铁离子,增大了铁元素的含量,c错误;金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子,且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应,d正确。
(5)酸性高锰酸钾溶液与亚铁离子反应生成铁离子、锰离子和水,则步骤⑦中观察到的实验现象是酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去,反应的离子方程式是5Fe2++MnO4-+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O。
(6)由于黑木耳中含有其他还原性物质,如维生素C,导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加,所以测得的含铁量远大于实际的含量。
①
②
③
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
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中通入氯气
溶液由浅绿色变成棕黄色
2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
Fe2+具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
溶液由浅绿色变成无色
Fe2++Zn Fe+Zn2+
Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
溶液由棕黄色变成浅绿色
Fe3++Fe 2Fe2+
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
溶液由蓝色变成棕黄色
2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
实验序号
操作
现象
ⅰ
取2 mL溶液X,加入1 mL 1 ml·L-1NaOH溶液
产生红褐色沉淀
ⅱ
取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液
溶液显红色
实验序号
操作
现象
ⅲ
取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液,再加入1 mL水
溶液显红色
ⅳ
取2 mL溶液X,加入1滴KSCN溶液,再加入1 mL氯水
溶液显红色,颜色比ⅲ深
1.D
2.B
3.C
4.B
5.A
6.C
7.D
8.D
9.C
10.A
11.BC
12.B
13.A
16.D
17.C
1.B
2.B
3.B
4.D
5.D
7.B
8.C