第頁一、鐵及其化合物的性質1．鐵片放入下列溶液中，反應時無氣體放出，取出后鐵片質量減輕，則該溶液是()A．稀硫酸 B．濃鹽酸C．AgNO3 D．Fe2(SO4)3解析：鐵片投入稀硫酸、濃鹽酸中，生成相應的亞鐵鹽和H2。Fe與AgNO3溶液發(fā)生置換反應，析出的Ag附著到鐵片表面，鐵片的質量增加。Fe與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應生成FeSO4，鐵片質量減輕，溶液的質量增加。答案：D2．下列反應最終能生成Fe3＋的化合物的是()①過量Fe與稀HNO3溶液反應②鐵絲在硫蒸氣中燃燒③向FeBr2溶液中通入少量Cl2④鐵與CuCl2溶液反應⑤Fe(OH)2露置于空氣中A．①②③ B．①③⑤C．③④ D．③⑤解析：①過量Fe與稀HNO3溶液反應生成Fe(NO3)2、NO和H2O；②Fe與硫蒸氣反應生成FeS；③由于Fe2＋的還原性強于Br－，向FeBr2溶液中通入少量Cl2，先氧化Fe2＋生成Fe3＋；④鐵與CuCl2溶液發(fā)生置換反應，生成FeCl2和Cu；⑤Fe(OH)2露置于空氣中，被空氣中O2氧化，最終轉化為Fe(OH)3。答案：D3．下列敘述正確的是()A．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應B．足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3C．Fe和Fe2O3等物質的量混合物溶于稀鹽酸時無氣體放出D．Fe2O3eq\o(→,\s\up15(HClaq))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up15(△))無水FeCl3，在給定的條件下能實現轉化解析：HNO3具有強氧化性，與Fe反應產生的氣體為NO，A項錯；Fe與Cl2反應，無論Fe的量是多少，產物都是FeCl3，B項錯；C項中Fe2O3溶解產生Fe3＋恰好將Fe單質氧化，因而不能置換出H2，正確；FeCl3溶液加熱時，水解產生的HCl會揮發(fā)，促進FeCl3水解，得不到無水FeCl3，D項錯。答案：C4．下列物質可通過置換反應一步得到，也可以通過化合反應一步得到的是()①HCl②FeCl3③Fe3O4④NaOHA．只有①②③ B．①②③④都能得到C．①②③④都不能得到 D．只有①③④解析：①通過2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2置換反應可以一步得到HCl，通過H2＋Cl2eq\o(=,\s\up15(點燃))2HCl化合反應也可一步得到HCl，正確，②FeCl3可通過氯氣和溴化鐵發(fā)生置換反應生成氯化鐵和溴單質，也可以通過氯化亞鐵和氯氣化合反應一步得到，正確；③高溫下，鐵和水蒸氣發(fā)生置換反應生成四氧化三鐵和氫氣，也可以通過鐵在氧氣中燃燒的化合反應一步得到，正確；④NaOH可以通過2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑置換反應一步得到，也可通過H2O＋Na2O=2NaOH化合反應一步得到，正確。答案：B5．某同學欲探究鐵及其化合物的性質，他的下列實驗方案可行的是()A．將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B．將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C．在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO4·6H2O晶體D．將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3＋的氧化性強于Cu2＋解析：熱的濃硫酸不僅能與鐵反應，還能與銅等不活潑金屬反應，因此將鐵粉加入熱的濃硫酸中，不能用于探究鐵的活潑性，故A項方案不可行；將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中，會得到氫氧化鐵沉淀而不是氫氧化鐵膠體，故B項方案不可行；在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會得到不含結晶水的化合物，故C項方案不可行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，該反應說明Fe3＋的氧化性強于Cu2＋，故D項方案可行。答案：D6．等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定的條件下充分反應，則在相同的條件下，產生氫氣的體積比是()A．1∶1 B．3∶4C．2∶3 D．4∶3解析：設Fe的物質的量為1mol，則：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑1mol1mol3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4＋4H21moleq\f(4,3)mol相同條件下體積之比等于物質的量之比，則兩反應中生成氫氣體積之比為1mol∶eq\f(4,3)mol＝3∶4。答案：B二、鐵及其氧化物的計算及實驗探究7．一定質量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4mol·L－1硝酸溶液充分反應，消耗硝酸溶液700mL，生成2.24LNO(標準狀況)。則該鐵的氧化物的化學式為()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe4O5解析：鐵的氧化物FexOy與足量的4mol·L－1硝酸溶液充分反應，生成Fe(NO3)3，硝酸被還原生成NO，NO的物質的量為eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，根據氮原子守恒，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，故3n[Fe(NO3)3]＋0.1mol＝0.7L×4mol·L－1，解得n[Fe(NO3)3]＝0.9mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價為a，根據得失電子守恒，則0.9mol×(3－a)＝0.1mol×(5－2)，解得a＝eq\f(8,3)，由化合物中正負化合價代數和為0可得eq\f(8,3)x＝2y，則x∶y＝3∶4，故該氧化物的化學式為Fe3O4。答案：C8．向Fe2O3和鐵粉組成的混合物中，加入適量的稀硫酸，各物質均恰好完全反應，測得所得溶液中不含Fe3＋，且Fe2＋與H2的物質的量之比為4∶1，那么在反應中Fe2O3、Fe、H2SO4之間的物質的量之比為()A．1∶1∶1 B．1∶2∶4C．1∶2∶3 D．2∶3∶5解析：Fe2O3和鐵粉的混合物中，加入適量稀硫酸，發(fā)生反應的順序為Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4、Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，又知各物質均恰好完全反應，測得所得溶液中不含Fe3＋。Fe2＋與H2的物質的量之比為4∶1，據此可知Fe2O3、Fe、H2SO4的物質的量之比為1∶2∶4。答案：B9．實驗室用如圖裝置測定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的質量，裝置D中硬質雙通玻璃管中的固體物質是FeO和Fe2O3的混合物。(1)為了安全，在點燃D處的酒精燈之前，必須________。(2)裝置B的作用是______________________________________________________________________________________________；裝置C中裝的液體是________，所起的作用是_______________________________________________________________________。(3)檢驗裝置A氣密性的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若FeO和Fe2O3固體混合物的質量為23.2g，反應完全后U形管的質量增加7.2g，則混合物中Fe2O3的質量為________g。(5)若裝置中無干燥管F，則測得的Fe2O3質量將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)，若反應后得到的殘留固體中還有少量FeO，則測得的Fe2O3質量將____________；證明FeO和Fe2O3固體混合物中含有FeO的方法是____________________________________________________________________________________。解析：(1)裝置D中發(fā)生的是氧化鐵、氧化亞鐵與氫氣的反應，化學方程式為：3H2＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3H2O，H2＋FeOeq\o(=,\s\up15(高溫))Fe＋H2O，氫氣是可燃性氣體，裝置中需要充滿氫氣后方可進行加熱反應，所以需要對氫氣進行驗純，避免混有空氣加熱時發(fā)生爆炸，在b處收集氫氣并驗純。(2)由于A中產生的H2中混有HCl和水蒸氣，必須通過洗氣逐一除去，防止干擾后續(xù)實驗，所以B的作用是除去氫氣中的氯化氫，C中裝濃硫酸，用于干燥氫氣。(3)檢查裝置A的氣密性，需要關閉開關a，在長頸漏斗中加入水到下端液面高于試管中的液面，一段時間后液面不變證明氣密性良好。(4)U形管的質量增加的7.2g是水，其物質的量是eq\f(7.2g,18g·mol－1)＝0.4mol，設FeO、Fe2O3物質的量分別為x、y，則：x＋3y＝0.4mol根據質量可列式：72g·mol－1x＋160g·mol－1y＝23.2g解得y＝0.1mol，x＝0.1mol，所以氧化鐵的質量為：160g·mol－1×0.1mol＝16g。(5)干燥管F的作用是防止空氣中的水蒸氣對實驗干擾，若無干燥管F，空氣中的水蒸氣被E吸收則所測生成水的質量增大，導致氧的含量增大，Fe2O3的質量將偏大，若反應后得到的殘留固體中還有少量FeO，即U形管增加的質量將減小，測得的Fe2O3質量將偏小。FeO中n(Fe)∶n(O)＝1∶1，Fe2O3中n(Fe)∶n(O)＝2∶3，裝置D中發(fā)生的是氧化亞鐵、氧