高考化学一轮复习方案:第03章金属及其重要化合物 3 第3讲 达标训练 (含详解)
展开1.(深圳一模)《新修本草》是我国古代中药学著作之一,其中关于“青矾”的记载:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃……烧之赤色……”。据此推测,“青矾”的主要成分为( )
A.CuSO4·5H2O B.Fe2(SO4)3·9H2O
C.KAl(SO4)2·12H2O D.FeSO4·7H2O
解析:选D。CuSO4·5H2O俗称胆矾,为蓝色,A项错误;Fe2(SO4)3·9H2O为黄色,B项错误;KAl(SO4)2·12H2O俗称明矾,为白色,C项错误;FeSO4·7H2O俗称绿矾,经煅烧氧化分解为红色Fe2O3,D项正确。
2.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中正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
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产生红色沉淀
解析:选C。赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;+3价铁离子遇KSCN溶液变为红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验+3价铁离子的存在。
3.在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液颜色变化应是( )
A.颜色变浅 B.逐渐变深绿
C.没有改变 D.变棕黄色
解析:选D。Fe(NO3)2溶液中加入稀盐酸时发生反应:3Fe2++4H++NOeq \\al(-,3)===3Fe3++NO↑+2H2O,有棕黄色的Fe3+生成。
4.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是( )
A.实验①③反应制得的物质均为纯净物
B.实验②③均未发生氧化还原反应
C.实验①③均为放热反应
D.实验①②所涉及的物质均为电解质
解析:选B。实验③制得的是Fe(OH)3胶体,属于混合物,且属于吸热反应,选项A、C错误;实验①中涉及的物质Cl2、铁丝均为单质,既不属于电解质,也不属于非电解质,选项D错误。
5.下列有关物质检验方法不合理的是( )
A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+
B.用酸性KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4
C.检验Fe(NO3)2是否已氧化变质,可将Fe(NO3)2溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红
D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
解析:选C。酸性条件下Fe2+被NOeq \\al(-,3)氧化成Fe3+,不能检验Fe(NO3)2是否已氧化变质,C项不合理。
6.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
解析:选C。Cl2与FeCl2反应,A错误;Fe与FeCl3、CuCl2均反应,B错误;D有新的杂质CuSO4生成,D错误。
7.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
解析:选B。本题考查铁及其化合物的性质。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;B项不管固体是铁粉还是铜粉,溶液中一定含有Fe2+;C项若溶液中有Cu2+,可能有部分铜固体析出;D项若溶液中有Fe2+,不一定有Cu析出。
8.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶3∶1
C.3∶3∶8 D.1∶1∶4
解析:选D。据氧化性由强到弱的顺序:HNO3>Fe3+>Cu2+,可知随铁粉的增加,反应的方程式分别为
4HNO3(稀)+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
4 ml 1 ml 1 ml
2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2
2 ml 1 ml 3 ml
Cu(NO3)2+Fe===Fe(NO3)2+Cu
1 ml 1 ml 1 ml
所以原溶液中,Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 ml-1 ml)∶1 ml∶4 ml=1∶1∶4。
9.(江南十校联考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以得到直观形象的效果,下列表达不正确的是( )
A.NaOH溶液与SO2反应时溶液中溶质的情况
B.NaAlO2溶液与盐酸反应后铝的存在形式
C.Fe在Cl2中的燃烧产物
D.Fe和稀HNO3反应后,铁的存在形式
解析:选C。A正确,因为发生的反应为SO2+NaOH===NaHSO3和SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。B正确,因为发生的反应为AlOeq \\al(-,2)+H++H2O===Al(OH)3↓和AlOeq \\al(-,2)+4H+===Al3++2H2O。C不正确,因为不论反应物比例是多少,发生的反应总是2Fe+3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3。D正确,因为如果铁过量,过量的铁与生成的Fe3+继续反应,生成Fe2+。
二、非选择题
10.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识,回答下列问题:
(1)铁和铁合金是生活中的常用材料,下列叙述中正确的是 。
A.纯铁硬度比生铁高
B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈
C.不锈钢是铁合金,只含金属元素
D.铁在一定条件下,可与水蒸气反应
E.铁在冷的浓硫酸中钝化
(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该反应的离子方程式为 ,形成该分散系的分散质的微粒直径范围是 。
(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。请写出 FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:__________________________________________。
欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂:①氯气 ②铁粉 ③浓硝酸 ④浓盐酸 ⑤烧碱 ⑥浓氨水,需要用到的一组试剂是 。
A.①②④ B.①③④⑥
C.②④⑤ D.①④⑥
(4)高铁酸钠Na2FeO4 是一种新型净水剂。
①高铁酸钠主要通过如下反应制取: 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na2FeO4+3X+5H2O。
则X的化学式为 。
②高铁酸钠在水中可以发生如下反应: 4FeOeq \\al(2-,4)+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。
由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有______________________________
性,而能够除去水中悬浮物是因为__________________________________________
________________________________________________________________________。
③下列物质能作净水剂的有 。
A.KAl(SO4)2·12H2O
B.[Fe(OH)(SO4)]n
C.ClO2
D.“84”消毒液
解析:(1)A.纯铁硬度比生铁低,错误;B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈,正确;C.不锈钢是铁合金,含Fe、Mn等金属元素,也含有C、Si等非金属元素,错误;D.铁在一定条件下,可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气,正确;E.铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸,在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜,而阻止了金属的进一步反应,因此Fe在冷的浓硫酸中钝化,正确。(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,这时发生Fe3+的水解反应,产生氢氧化铁胶体和盐酸,该反应的离子方程式为Fe3++3H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)+3H+;形成的该分散系属于胶体,分散质的微粒直径范围是1~100 nm。(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,应该首先向溶液中加入过量的Fe粉,发生反应得到FeCl2溶液,把过量的Fe和置换出的Cu过滤出去,向滤渣中加入盐酸使Fe发生反应得到FeCl2溶液,再过滤除去Cu,把两次的滤液合并,再向其中通入过量的氯气就得到了FeCl3溶液,所以选项A符合题意,而选项B、C、D都会引入杂质离子,不符合题意,错误。(4)①根据原子守恒可得X的化学式是NaCl;②根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子,具有强氧化性,而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物Fe(OH)3在水中形成胶体,有强的吸附能力,能吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去;③A.KAl(SO4)2·12H2O电离产生的Al3+会发生水解反应产生Al(OH)3胶体,因此有净水作用,正确;B.[Fe(OH)(SO4)]n会形成Fe(OH)3胶体,因此有净水作用,正确;C.ClO2 有强氧化性,可以杀菌消毒,危害也小,因此可作净水剂,正确;D.“84”消毒液有杀菌消毒作用,但是碱性太强,气味太浓,不适宜水的净化,错误。
答案:(1)BDE
(2)Fe3++3H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)+3H+
1~100 nm
(3)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ A
(4)①NaCl ②强氧化 生成的Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质 ③ABC
11.根据下列转化关系,回答有关问题。
(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为 ,试剂1是 。
(2)下列物质不能作为试剂2的是 (填序号)。
a.Cl2 b.新制氯水 c.浓硫酸 d.S e.硝酸
(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)溶液C→溶液F红色加深的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质,发现棕黄色褪去,现对褪色原因进行探究。提出你的假设: ;为了对你所提出的假设进行验证,你设计的实验方案是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:从框图可知,Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液,为浅绿色,即D的主要成分为FeCl2,加入试剂2后变为棕黄色溶液,联想最终变成深红色溶液F(硫氰化铁溶液),可以推断溶液E的主要成分为FeCl3,试剂2为强氧化剂,S不符合条件。Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4,Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O,所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入试剂1(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后,Fe3+变成Fe(SCN)3,加入试剂2(强氧化剂),Fe2+被氧化为Fe3+,并进一步转化为Fe(SCN)3,所以溶液红色加深。
答案:(1)FeCl2 KSCN溶液(或NH4SCN溶液)
(2)d (3)Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O
(4)溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+,使Fe3+浓度增大,从而生成更多的硫氰化铁,使红色加深
(5)加入还原剂将Fe3+还原 用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,再加入几滴氯水。若溶液开始不出现红色,加氯水后出现红色,则说明假设正确;若溶液始终不变红色,则假设不正确(其他合理答案均可)
12.铁及其化合物在日常生活中应用广泛。
(1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SOeq \\al(2-,4),从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为_________________________________。
(2)氧化铁是重要的工业颜料,下面是制备氧化铁的一种方法,其流程如下:
①操作Ⅰ的名称是 ;操作Ⅱ为洗涤,洗涤操作的具体方法为____________
________________________________________________________________________。
②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液,生成沉淀的同时有一种气体产生,写出其化学方程式:_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取3.0 g氧化铁产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中,用酸化的0.0100 0 ml·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定2~3次,消耗酸性KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是 (填序号)。
a.稀硝酸 b.稀盐酸
c.稀硫酸 d.浓硝酸
②上述产品中Fe2O3的质量分数为 。
解析:(1)根据离子方程式4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O和题干信息可知,另一个反应必为Fe3+将SO2氧化为SOeq \\al(2-,4),同时自身被还原为Fe2+,从而Fe2+、Fe3+实现循环,达到催化作用。
(2)①根据流程图可知,操作Ⅰ是过滤;洗涤的具体操作方法:沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水,浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复2~3次。②根据题给信息,化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。
(3)①由于高锰酸钾溶液具有强氧化性,盐酸在常温下即可被其氧化,又因Fe2+具有还原性,硝酸不论稀、浓均具有强氧化性,故需选用稀硫酸酸化。②根据反应5Fe2++MnOeq \\al(-,4)+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,可知样品中FeO的质量为0.02 L×0.010 00 ml·L-1×5×72 g·ml-1×eq \f(250 mL,25 mL)=0.72 g,所以产品中Fe2O3的质量分数为eq \f(3.0 g-0.72 g,3.0 g)×100%=76%。
答案:(1)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SOeq \\al(2-,4)+4H+
(2)①过滤 沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复2~3次
②FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
(3)①c ②76%
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
FeSO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Fe2(SO4)3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
Cu
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