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适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第三章金属及其化合物课时规范练9铁及其重要化合物
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这是一份适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第三章金属及其化合物课时规范练9铁及其重要化合物，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2022湖北枝江月考)下列关于铁的说法正确的是( )
A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
B.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
C.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价
2.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图所示(夹持装置略,气密性已检验),下列推断不合理的是( )
A.B中收集到的气体是H2
B.烧杯中H2O2溶液的作用是将Fe2+还原为Fe3+
C.A中的Fe2O3与HCl反应生成FeCl3
D.烧杯中的溶液在氯化氢气氛下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
3.(2022山东菏泽质检)为验证还原性SO2>Fe2+>Cl-,三组同学分别进行了下图实验,并对溶液1和溶液2中所含离子进行检验,能证明上述还原性顺序的实验组有( )
A.只有甲B.甲、乙
C.甲、丙D.甲、乙、丙
4.实验室测定氧化物X(FexO)的组成实验如下:
3.04 g X溶液Y溶液Z
下列有关说法正确的是( )
A.样品X中氧元素的质量分数约为26.3%
B.溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=2∶1
C.用高锰酸钾酸性溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+
D.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O
5.(2021江苏盐城期初调研)下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
6.(2021河北邯郸六校联考)将一定量的铁粉投入硫酸铜与硫酸铁的混合溶液中,充分反应后有固体剩余。下列分析正确的是( )
A.剩余固体中只含未反应的铁粉
B.若固体中有铜,则反应后的溶液中不可能含有Fe3+
C.若剩余固体中有铁,则反应后的溶液中只有一种溶质
D.若剩余固体中只有铜,则反应后的溶液中含有Fe3+
7.(2021辽宁师大附中高三期末)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.铁红的主要成分是Fe2O3,与HI溶液反应生成Fe3+
B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌
D.氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
8.(2021河北唐山一模)a-FeO(OH)在高档涂料、油墨的生产中有着重要的用途。某化工厂以氧化铁废料(含少量的FeO、SiO2)为原料制备FeO(OH)的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.FeSO4·7H2O被氧化时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.FeO(OH)中Fe的化合价为+3价
C.试剂a是稀硫酸、试剂b是Fe粉
D.料渣1是SiO2、滤液Ⅲ的主要成分是Na2SO4
三、非选择题:本题共2小题。
9.(2021福建龙岩第一次质检)乳酸亚铁晶体
{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,易溶于水,几乎不溶于乙醇,可由乳酸与FeCO3反应制得。
Ⅰ.制备FeCO3
实验步骤如下:
ⅰ.检查装置的气密性,按图示添加药品;
ⅱ.在装置B中制取硫酸亚铁,并将整个装置内的空气排净;
ⅲ.将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀;
ⅳ.将C中混合物分离提纯,获得纯净的碳酸亚铁产品。
(1)仪器A的名称是 。
(2)装置D的作用是 。
(3)装置C中生成FeCO3的离子方程式是 。
(4)步骤ⅱ中应打开的开关是 (填“K2”或“K3”,下同),步骤ⅲ中应打开的开关是 。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75 ℃时搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。经系列操作后得到产品。
(5)加入铁粉的目的为 (用离子方程式表示)。
(6)欲获得尽可能多的产品,上述系列操作指的是:冷却, ,过滤,再洗涤和干燥。
Ⅲ.探究乳酸亚铁晶体中铁元素的含量
甲、乙同学分别设计如下方案,以测定样品中铁元素的含量。
(7)甲方案错误,主要原因是 ,该方案测定结果将明显 (填“偏大”或“偏小”)。
(8)依据乙方案可得出样品中铁元素含量为 (用含有相关字母的代数式表示)。
10.(2021湖北武汉第六中学检测)某校化学兴趣小组的同学利用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。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)甲组同学取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)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液,向其中加入6 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液置于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(5)丁组同学向盛有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 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是 ,生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。
参考答案
课时规范练9 铁及其重要化合物
1.C 解析 Fe与S反应生成FeS,A项错误;纯铁不易发生电化学腐蚀,抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化,B项错误;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种价态,D项错误。
2.B 解析 Fe和HCl反应生成FeCl2和H2,所以B中收集到的气体是H2,A项正确;H2O2溶液具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;Fe2O3为碱性氧化物,可与HCl反应生成FeCl3和H2O,C项正确;因Fe3+易水解,故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体,D项正确。
3.C 解析 向FeCl2溶液中通入Cl2,得到溶液1,再向溶液1中通入SO2,得到溶液2。溶液1中含有Fe3+、Fe2+,说明发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,且Cl2反应完全,可证明还原性Fe2+>Cl-;溶液2中含有S,则说明发生反应2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,可证明还原性SO2>Fe2+,故甲能证明还原性SO2>Fe2+>Cl-;溶液1中含有Fe3+,无Fe2+剩余,则还原性Fe2+>Cl-,但Cl2可能过量,再通入SO2,可能发生的反应是Cl2+SO2+2H2O2Cl-+S+4H+,不能比较SO2与Fe2+的还原性强弱,故乙不能验证;溶液1中含有Fe3+,没有Fe2+,通入SO2后溶液中又含有Fe2+,说明SO2将Fe3+还原得到Fe2+,证明还原性SO2>Fe2+,故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2+>Cl-。
4.A 解析 溶液Y消耗0.01ml氯气,这说明溶液中含有0.02mlFe2+,因此X中相当于含有FeO的物质的量是0.02ml,质量是0.02ml×72g·ml-1=1.44g,则相当于含有Fe2O3的质量是3.04g-1.44g=1.6g,物质的量是0.01ml,即X可以看作是2FeO·Fe2O3,因此x==0.8。样品X中氧元素的质量分数为×100%≈26.3%,A项正确;根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1,B项错误;Z溶液中含有氯离子,氯离子也能被高锰酸钾酸性溶液氧化,不能用高锰酸钾酸性溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+,应该用铁氰化钾,C项错误;根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O,D项错误。
5.A 解析 CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B错误;N+H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,可发生氧化还原反应,有Fe3+生成,Fe3+遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品是否变质,C错误;若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,加入KSCN溶液也会变红,D错误。
6.BC 解析 由于氧化性:Fe3+>Cu2+,加入铁粉先后发生反应:①Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4,②Fe+CuSO4FeSO4+Cu,充分反应后有固体剩余,则一定含有铜,可能有剩余的铁粉,A错误;由于2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,固体中有铜,则溶液中不可能含有Fe3+,B正确;固体中有铁,反应①和②完全,反应后溶液中只有FeSO4,C正确;固体中只有铜,反应后的溶液中一定不含Fe3+,D错误。
7.AC 解析 Fe2O3与HI溶液发生氧化还原反应生成Fe2+,A错误;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,B正确;用玻璃棒不断搅拌会损坏滤纸,C错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,D正确。
8.A 解析 FeSO4·7H2O被氧化时,氧化剂是O2,还原剂是FeSO4,根据得失电子守恒推知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,A错误。FeO(OH)中氧元素显-2价,氢元素显+1价,则铁元素的化合价为+3价,B正确。“酸浸”时加入试剂a,由滤液Ⅱ加入乙醇溶液获得FeSO4·7H2O推知,试剂a是稀硫酸;“滤液Ⅰ”加入试剂b还原Fe3+,则试剂b是铁粉,C正确。SiO2难溶于稀硫酸,则料渣1是SiO2;FeSO4·7H2O与NaOH溶液混合可得到FeO(OH),结合元素守恒推知,滤液Ⅲ的主要成分是Na2SO4,D正确。
9.答案 (1)(球形)分液漏斗
(2)液封,防止空气进入C中氧化Fe2+
(3)Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑
(4)K3 K2
(5)Fe+2Fe3+3Fe2+ (6)加入乙醇
(7)乳酸根也能被高锰酸钾氧化 偏大
(8)%
解析 Ⅰ.(1)仪器A为分液漏斗。
(2)装置D的作用是防止空气中的氧气进入到装置C中将Fe2+氧化。
(3)装置C中FeSO4和NH4HCO3发生反应,离子方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑。
(4)首先关闭活塞K2,打开活塞K1、K3,目的是发生反应制备Fe2+,利用反应产生的氢气排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化;关闭活塞K1,反应一段时间后,关闭活塞K3,打开活塞K2,利用生成氢气使B装置中气压增大,将B装置中的硫酸亚铁溶液压入C中,产生FeCO3沉淀。
Ⅱ.(5)Fe2+容易被氧化为Fe3+,加入铁粉可将Fe3+还原为Fe2+,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。
(6)乳酸亚铁晶体易溶于水,几乎不溶于乙醇,故加入乙醇可让乳酸亚铁析出更多,提高产量。
Ⅲ.(7)乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,使计算所得乳酸亚铁的质量偏大。
(8)滴定终点时,V2mL硫代硫酸钠溶液中所含硫代硫酸钠的物质的量为c2·V2×10-3ml。根据关系式2Fe2+~2Fe3+~I2~2S2,可知样品中[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O的物质的量为c2·V2×10-3ml,则样品中铁元素含量为×100%=%。
10.答案 (1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应
(5)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
解析 (1)亚铁离子具有还原性,能被溶解在溶液中的氧气氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被氧化。
(2)Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+,自身得电子生成Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
(3)煤油的作用是隔绝空气,防止空气中的氧气将Fe2+氧化,产生干扰。
(4)根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
(5)向H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O,含铁离子的溶液呈棕黄色;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成,产生气泡的原因是反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,促使H2O2分解生成O2,同时H2O2分解反应是放热反应,温度升高,促进了Fe3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移动,产生较多的Fe(OH)3,聚集形成沉淀。
序号
溶液1
溶液2
甲
含Fe3+、Fe2+
含S
乙
含Fe3+,无Fe2+
含S
丙
含Fe3+,无Fe2+
含Fe2+
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液置于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
把CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸中溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
D
向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液,变红色
原溶液中含有Fe2+
甲
乙
称取w1 g样品溶于水,用c1 ml·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,当溶液恰好显浅紫色,且30 s内不恢复,停止滴定,测得消耗标准溶液V1 mL。由此求得n(Fe)=5c1V1×10-3 ml
称取w2 g样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用c2 ml·L-1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2+2S2S4+2I-),滴定终点时,测得消耗标准溶液V2 mL
1.(2022湖北枝江月考)下列关于铁的说法正确的是( )
A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
B.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
C.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价
2.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图所示(夹持装置略,气密性已检验),下列推断不合理的是( )
A.B中收集到的气体是H2
B.烧杯中H2O2溶液的作用是将Fe2+还原为Fe3+
C.A中的Fe2O3与HCl反应生成FeCl3
D.烧杯中的溶液在氯化氢气氛下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
3.(2022山东菏泽质检)为验证还原性SO2>Fe2+>Cl-,三组同学分别进行了下图实验,并对溶液1和溶液2中所含离子进行检验,能证明上述还原性顺序的实验组有( )
A.只有甲B.甲、乙
C.甲、丙D.甲、乙、丙
4.实验室测定氧化物X(FexO)的组成实验如下:
3.04 g X溶液Y溶液Z
下列有关说法正确的是( )
A.样品X中氧元素的质量分数约为26.3%
B.溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=2∶1
C.用高锰酸钾酸性溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+
D.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O
5.(2021江苏盐城期初调研)下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
6.(2021河北邯郸六校联考)将一定量的铁粉投入硫酸铜与硫酸铁的混合溶液中,充分反应后有固体剩余。下列分析正确的是( )
A.剩余固体中只含未反应的铁粉
B.若固体中有铜,则反应后的溶液中不可能含有Fe3+
C.若剩余固体中有铁,则反应后的溶液中只有一种溶质
D.若剩余固体中只有铜,则反应后的溶液中含有Fe3+
7.(2021辽宁师大附中高三期末)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.铁红的主要成分是Fe2O3,与HI溶液反应生成Fe3+
B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌
D.氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
8.(2021河北唐山一模)a-FeO(OH)在高档涂料、油墨的生产中有着重要的用途。某化工厂以氧化铁废料(含少量的FeO、SiO2)为原料制备FeO(OH)的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.FeSO4·7H2O被氧化时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.FeO(OH)中Fe的化合价为+3价
C.试剂a是稀硫酸、试剂b是Fe粉
D.料渣1是SiO2、滤液Ⅲ的主要成分是Na2SO4
三、非选择题:本题共2小题。
9.(2021福建龙岩第一次质检)乳酸亚铁晶体
{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,易溶于水,几乎不溶于乙醇,可由乳酸与FeCO3反应制得。
Ⅰ.制备FeCO3
实验步骤如下:
ⅰ.检查装置的气密性,按图示添加药品;
ⅱ.在装置B中制取硫酸亚铁,并将整个装置内的空气排净;
ⅲ.将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀;
ⅳ.将C中混合物分离提纯,获得纯净的碳酸亚铁产品。
(1)仪器A的名称是 。
(2)装置D的作用是 。
(3)装置C中生成FeCO3的离子方程式是 。
(4)步骤ⅱ中应打开的开关是 (填“K2”或“K3”,下同),步骤ⅲ中应打开的开关是 。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75 ℃时搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。经系列操作后得到产品。
(5)加入铁粉的目的为 (用离子方程式表示)。
(6)欲获得尽可能多的产品,上述系列操作指的是:冷却, ,过滤,再洗涤和干燥。
Ⅲ.探究乳酸亚铁晶体中铁元素的含量
甲、乙同学分别设计如下方案,以测定样品中铁元素的含量。
(7)甲方案错误,主要原因是 ,该方案测定结果将明显 (填“偏大”或“偏小”)。
(8)依据乙方案可得出样品中铁元素含量为 (用含有相关字母的代数式表示)。
10.(2021湖北武汉第六中学检测)某校化学兴趣小组的同学利用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。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)甲组同学取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)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液,向其中加入6 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液置于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(5)丁组同学向盛有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 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是 ,生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。
参考答案
课时规范练9 铁及其重要化合物
1.C 解析 Fe与S反应生成FeS,A项错误;纯铁不易发生电化学腐蚀,抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化,B项错误;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种价态,D项错误。
2.B 解析 Fe和HCl反应生成FeCl2和H2,所以B中收集到的气体是H2,A项正确;H2O2溶液具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;Fe2O3为碱性氧化物,可与HCl反应生成FeCl3和H2O,C项正确;因Fe3+易水解,故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体,D项正确。
3.C 解析 向FeCl2溶液中通入Cl2,得到溶液1,再向溶液1中通入SO2,得到溶液2。溶液1中含有Fe3+、Fe2+,说明发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,且Cl2反应完全,可证明还原性Fe2+>Cl-;溶液2中含有S,则说明发生反应2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,可证明还原性SO2>Fe2+,故甲能证明还原性SO2>Fe2+>Cl-;溶液1中含有Fe3+,无Fe2+剩余,则还原性Fe2+>Cl-,但Cl2可能过量,再通入SO2,可能发生的反应是Cl2+SO2+2H2O2Cl-+S+4H+,不能比较SO2与Fe2+的还原性强弱,故乙不能验证;溶液1中含有Fe3+,没有Fe2+,通入SO2后溶液中又含有Fe2+,说明SO2将Fe3+还原得到Fe2+,证明还原性SO2>Fe2+,故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2+>Cl-。
4.A 解析 溶液Y消耗0.01ml氯气,这说明溶液中含有0.02mlFe2+,因此X中相当于含有FeO的物质的量是0.02ml,质量是0.02ml×72g·ml-1=1.44g,则相当于含有Fe2O3的质量是3.04g-1.44g=1.6g,物质的量是0.01ml,即X可以看作是2FeO·Fe2O3,因此x==0.8。样品X中氧元素的质量分数为×100%≈26.3%,A项正确;根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1,B项错误;Z溶液中含有氯离子,氯离子也能被高锰酸钾酸性溶液氧化,不能用高锰酸钾酸性溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+,应该用铁氰化钾,C项错误;根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O,D项错误。
5.A 解析 CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B错误;N+H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,可发生氧化还原反应,有Fe3+生成,Fe3+遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品是否变质,C错误;若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,加入KSCN溶液也会变红,D错误。
6.BC 解析 由于氧化性:Fe3+>Cu2+,加入铁粉先后发生反应:①Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4,②Fe+CuSO4FeSO4+Cu,充分反应后有固体剩余,则一定含有铜,可能有剩余的铁粉,A错误;由于2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,固体中有铜,则溶液中不可能含有Fe3+,B正确;固体中有铁,反应①和②完全,反应后溶液中只有FeSO4,C正确;固体中只有铜,反应后的溶液中一定不含Fe3+,D错误。
7.AC 解析 Fe2O3与HI溶液发生氧化还原反应生成Fe2+,A错误;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,B正确;用玻璃棒不断搅拌会损坏滤纸,C错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,D正确。
8.A 解析 FeSO4·7H2O被氧化时,氧化剂是O2,还原剂是FeSO4,根据得失电子守恒推知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,A错误。FeO(OH)中氧元素显-2价,氢元素显+1价,则铁元素的化合价为+3价,B正确。“酸浸”时加入试剂a,由滤液Ⅱ加入乙醇溶液获得FeSO4·7H2O推知,试剂a是稀硫酸;“滤液Ⅰ”加入试剂b还原Fe3+,则试剂b是铁粉,C正确。SiO2难溶于稀硫酸,则料渣1是SiO2;FeSO4·7H2O与NaOH溶液混合可得到FeO(OH),结合元素守恒推知,滤液Ⅲ的主要成分是Na2SO4,D正确。
9.答案 (1)(球形)分液漏斗
(2)液封,防止空气进入C中氧化Fe2+
(3)Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑
(4)K3 K2
(5)Fe+2Fe3+3Fe2+ (6)加入乙醇
(7)乳酸根也能被高锰酸钾氧化 偏大
(8)%
解析 Ⅰ.(1)仪器A为分液漏斗。
(2)装置D的作用是防止空气中的氧气进入到装置C中将Fe2+氧化。
(3)装置C中FeSO4和NH4HCO3发生反应,离子方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑。
(4)首先关闭活塞K2,打开活塞K1、K3,目的是发生反应制备Fe2+,利用反应产生的氢气排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化;关闭活塞K1,反应一段时间后,关闭活塞K3,打开活塞K2,利用生成氢气使B装置中气压增大,将B装置中的硫酸亚铁溶液压入C中,产生FeCO3沉淀。
Ⅱ.(5)Fe2+容易被氧化为Fe3+,加入铁粉可将Fe3+还原为Fe2+,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。
(6)乳酸亚铁晶体易溶于水,几乎不溶于乙醇,故加入乙醇可让乳酸亚铁析出更多,提高产量。
Ⅲ.(7)乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,使计算所得乳酸亚铁的质量偏大。
(8)滴定终点时,V2mL硫代硫酸钠溶液中所含硫代硫酸钠的物质的量为c2·V2×10-3ml。根据关系式2Fe2+~2Fe3+~I2~2S2,可知样品中[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O的物质的量为c2·V2×10-3ml,则样品中铁元素含量为×100%=%。
10.答案 (1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应
(5)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
解析 (1)亚铁离子具有还原性,能被溶解在溶液中的氧气氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被氧化。
(2)Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+,自身得电子生成Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
(3)煤油的作用是隔绝空气,防止空气中的氧气将Fe2+氧化,产生干扰。
(4)根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
(5)向H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O,含铁离子的溶液呈棕黄色;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成,产生气泡的原因是反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,促使H2O2分解生成O2,同时H2O2分解反应是放热反应,温度升高,促进了Fe3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移动,产生较多的Fe(OH)3,聚集形成沉淀。
序号
溶液1
溶液2
甲
含Fe3+、Fe2+
含S
乙
含Fe3+,无Fe2+
含S
丙
含Fe3+,无Fe2+
含Fe2+
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液置于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
把CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸中溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
D
向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液,变红色
原溶液中含有Fe2+
甲
乙
称取w1 g样品溶于水,用c1 ml·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,当溶液恰好显浅紫色,且30 s内不恢复,停止滴定,测得消耗标准溶液V1 mL。由此求得n(Fe)=5c1V1×10-3 ml
称取w2 g样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用c2 ml·L-1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2+2S2S4+2I-),滴定终点时,测得消耗标准溶液V2 mL
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