第8講鐵及其重要化合物課時(shí)訓(xùn)練選題表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)鐵單質(zhì)、氧化物和氫氧化物1,4,6Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及檢驗(yàn)2,3,8鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用5,7,9,10綜合11,12,13,141.下列關(guān)于鐵及其化合物的說法正確的是(C)A.Fe2O3可以直接溶于水生成Fe(OH)3B.Fe(OH)2在空氣中充分加熱最終產(chǎn)生FeO和H2OC.Fe3O4可以通過置換反應(yīng)或化合反應(yīng)制備D.鐵在空氣中放置,表面會(huì)生成致密的氧化膜從而阻止鐵被繼續(xù)腐蝕解析:A.Fe2O3難溶于水,不能直接溶于水生成Fe(OH)3,錯(cuò)誤;B.Fe(OH)2在空氣中容易被氧化,所以氫氧化亞鐵在空氣中加熱被氧化成氫氧化鐵,最終分解成氧化鐵和水,錯(cuò)誤;C.Fe與水蒸氣在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe3O4和H2,Fe在O2中點(diǎn)燃,發(fā)生化合反應(yīng)生成Fe3O4,故Fe3O4可以通過置換反應(yīng)或化合反應(yīng)制備,正確;D.鐵在空氣中生成Fe2O3,表面變得疏松多孔,不能阻止鐵被繼續(xù)腐蝕,錯(cuò)誤。2.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí),最佳順序?yàn)?C)①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③ B.③② C.③① D.①②③解析:在溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不變紅色,證明無Fe3+存在,再加入氯水,將Fe2+氧化成Fe3+,溶液變?yōu)榧t色。酸性KMnO4溶液呈紫紅色,溶液顏色變化不明顯,所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)。3.下列事實(shí)不能證明Fe3+有氧化性的是(C)A.電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕電路板上的銅B.FeCl3溶液滴在淀粉KI試紙上,試紙變?yōu)樗{(lán)色C.將FeCl3溶液滴入過氧化氫溶液中,產(chǎn)生氣泡D.將H2S氣體通入FeCl3溶液中,產(chǎn)生淡黃色沉淀解析:A項(xiàng)中2Fe3++CuCu2++2Fe2+,Fe3+表現(xiàn)氧化性;B項(xiàng)中2Fe3++2I-2Fe2++I2,Fe3+表現(xiàn)氧化性;D項(xiàng)中H2S+2Fe3+S↓+2Fe2++2H+,Fe3+表現(xiàn)氧化性;C項(xiàng)中Fe3+為H2O2分解的催化劑,不能證明其氧化性。4.某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì),下列實(shí)驗(yàn)方案可行的是(D)A.室溫下,將鐵粉加入濃硫酸中: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.將鐵粉加入CuCl2溶液中:驗(yàn)證Cu2+的氧化性強(qiáng)于Fe2+解析:A項(xiàng),室溫下,鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化,無法探究其活潑性;B項(xiàng),將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀;C項(xiàng),Fe2+可能被氧化,同時(shí)也難以保證結(jié)晶水的數(shù)目。5.如圖為鐵元素的價(jià)類二維圖,其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法不正確的是(A)A.鐵與水蒸氣在高溫條件下的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B.加熱Fe(OH)3可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③C.高鐵酸鹽(FeO4D.FeCl2溶液與H2O2溶液在酸性條件下反應(yīng),可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑥解析:A.鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成Fe3O4,不正確;B.Fe(OH)3不穩(wěn)定,受熱分解為Fe2O3和水,加熱Fe(OH)3可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③,正確;C.高鐵酸鹽(FeO42-)中鐵的化合價(jià)為+6價(jià),容易得到電子轉(zhuǎn)化為低價(jià)鐵的化合物,具有較強(qiáng)的氧化性,正確;D.FeCl2中的Fe2+有較強(qiáng)的還原性,H2O2有較強(qiáng)的氧化性,FeCl2溶液與H2O2溶液在酸性條件下反應(yīng),Fe2+6.將1.12g鐵粉加入25mL2mol/L的氯化鐵溶液中,充分反應(yīng)后,其結(jié)果是(B)A.鐵粉有剩余,溶液呈淺綠色,Cl-濃度基本不變B.往溶液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色C.Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為5∶1D.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5解析:n(Fe)=1.12g56g/mol=0.02mol,n(FeCl3)=2mol/L×0.025L=0.05mol,由反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+7.如圖是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程。下列說法正確的是(A)A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能變?yōu)榧t色B.溶液B轉(zhuǎn)化為溶液C發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4H++2Fe2++O22Fe3++2H2OC.溶液酸性:A>B>CD.加氧化亞鐵可以使溶液C轉(zhuǎn)化為溶液A解析:SO2與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+和SO42-,若二氧化硫足量,則溶液中無Fe3+,加入KSCN溶液,溶液不變紅色,若二氧化硫不足,則溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液顯紅色,A正確;電荷不守恒,B錯(cuò)誤;溶液A轉(zhuǎn)化為溶液B后溶液酸性增強(qiáng),C錯(cuò)誤;FeO與H+8.將0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后,取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn),能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2的是(A)A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黃色沉淀生成C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有藍(lán)色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色解析:0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合,KI過量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色,說明溶液中仍含有Fe3+,能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2,A項(xiàng)正確;KI過量,溶液中存在I-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)生成Fe2+,向混合液中滴入K3[Fe(CN)9.工業(yè)上常用硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,M=392g/mol]處理含鉻元素(Cr2O7A.在空氣中,硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩(wěn)定B.處理后溶液中c(Fe3+)∶c(Cr3+)=3∶1C.處理后調(diào)節(jié)溶液pH可將鐵元素和鉻元素轉(zhuǎn)化為沉淀,從而除去D.處理100L含0.001mol/LCr2O7解析:A.由題中信息,工業(yè)上常用硫酸亞鐵銨處理含鉻元素的酸性廢水,而一般不用硫酸亞鐵,可知在空氣中,硫酸亞鐵銨比硫酸亞鐵更穩(wěn)定,正確;B.廢水處理過程中,發(fā)生的轉(zhuǎn)化有Fe2+～Fe3+、Cr2O72-～2Cr3+,反應(yīng)中,當(dāng)有3molFe3+生成時(shí),轉(zhuǎn)移3mol電子,根據(jù)得失電子守恒,可知有1molCr3+產(chǎn)生,即c(Fe3+)∶c(Cr3+)=3∶1,正確;C.調(diào)節(jié)溶液的pH可將鐵元素和鉻元素轉(zhuǎn)化為氫氧化物的沉淀,從而除去,正確;D.廢水中含有n(Cr2O72×3=0.6mol,質(zhì)量為0.6mol×392g/mol=235.2g,錯(cuò)誤。10.某爐渣的主要成分為鐵的氧化物及SiO2等,用它制備聚鐵[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m和綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示:下列說法正確的是(D)A.A酸可以是鹽酸,固體W是SiO2B.調(diào)節(jié)溶液X的pH,加入的藥品是FeOC.溶液X生成溶液Y需要加入鐵粉,溶液Y過濾得綠礬D.檢驗(yàn)溶液Y中是否含有Fe3+,可取試樣滴加KSCN溶液,若呈紅色,則含有Fe3+解析:爐渣的主要成分為鐵的氧化物及SiO2等,加入A酸、氧氣,則鐵的氧化物均溶解于酸溶液且變?yōu)?3價(jià)鐵離子,不溶物為二氧化硅,則固體W為SiO2,通過流程可知,最終制取的聚鐵或綠礬均含硫酸根離子,則加入的A酸為硫酸,溶液X為硫酸鐵和硫酸的混合溶液。A.根據(jù)分析可知,A酸為硫酸,錯(cuò)誤;B.調(diào)節(jié)溶液X的pH最終得到聚鐵[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,其中鐵顯+3價(jià),且加入的物質(zhì)不能引入新的雜質(zhì),則應(yīng)加入Fe2O3,錯(cuò)誤;C.溶液Y需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾等操作得到綠礬,錯(cuò)誤;D.可用KSCN溶液檢驗(yàn)溶液Y中是否含有Fe3+,若滴加KSCN溶液后試樣變成紅色,則說明含有Fe3+,若無明顯現(xiàn)象,則無Fe3+,正確。11.向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉,充分反應(yīng)后溶液中剩余固體的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。忽略溶液體積的變化,下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.a點(diǎn)時(shí)溶液中的陽離子為Cu2+、Fe2+和Fe3+B.b點(diǎn)時(shí)溶液中發(fā)生的是鐵與硫酸銅的置換反應(yīng)C.c點(diǎn)時(shí)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/LD.原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1解析:由氧化性的強(qiáng)弱(Fe3+>Cu2+)及圖像變化可知,①加入0～0.56gFe時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+;②加入鐵粉由0.56g變?yōu)?.68g時(shí),消耗鐵1.12g,剩余固體為1.28g,而1.28gCu的物質(zhì)的量為0.02mol,此時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu2+Cu+Fe2+;③加入鐵粉由1.68g變?yōu)?.24g(即加入0.56gFe)時(shí),固體增加1.84g-1.28g=0.56g,所以此時(shí)溶液中不含Cu2+,反應(yīng)完全。A.加入0～0.56gFe時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+,a點(diǎn)時(shí)溶液中陽離子為Cu2+、Fe2+和Fe3+,正確;B.由上述分析可知,b點(diǎn)時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu2+Cu+Fe2+,即發(fā)生的是鐵與硫酸銅的置換反應(yīng),正確;C.由題中圖像可知,原溶液中Fe3+為0.02mol,即Fe2(SO4)3為0.01mol,n(SO42-3n[Fe2(SO4)3]=0.03mol,Cu2+為0.02mol,即CuSO4為0.02mol,n(SO42-)=n(CuSO4)=0.02mol,當(dāng)加入鐵粉由1.68g變?yōu)?.24g(即加入0.56gFe)時(shí),固體增加1.84g-1.28g=0.56g,溶液中不含Cu2+,溶液中溶質(zhì)為FeSO4,n(SO42-)=0.02mol+0.03mol=0.05mol,根據(jù)SO42-守恒有n(FeSO4)=n(SO4212.某混合物X由Fe2O3、Cu、SiO2三種物質(zhì)組成,進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn):下列有關(guān)說法正確的是(D)A.由Ⅰ可知Cu能與過量的鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)B.藍(lán)色溶液中一定含有Cu2+、Fe2+,可能含有Fe3+C.原混合物X中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量是4.48g,SiO2的質(zhì)量為3.0gD.將Ⅰ和Ⅱ的順序互換,不影響實(shí)驗(yàn)最后殘留固體的質(zhì)量解析:Fe2O3和過量鹽酸反應(yīng)生成FeCl3和H2O,FeCl3再和Cu反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2,藍(lán)色溶液為HCl、CuCl2和FeCl2的混合溶液,4.92g固體為SiO2(可能有Cu);Cu不能和NaOH溶液反應(yīng),SiO2和NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O,4.92g固體加過量NaOH溶液后剩余1.92g固體,則4.92g固體中含1.92gCu,含4.92g-1.92g=3.0gSiO2,則9.4gX中含F(xiàn)e2O3、Cu共9.4g-3.0g=6.4g;設(shè)X中Cu的物質(zhì)的量為xmol,Fe2O3的物質(zhì)的量為ymol,則64x+160y=6.4,根據(jù)Fe原子守恒,加鹽酸后產(chǎn)生的Fe3+的物質(zhì)的量為2ymol,根據(jù)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+可知步驟Ⅰ反應(yīng)的Cu的物質(zhì)的量可表示為ymol,則64y+1.92=6.4-160y,聯(lián)立兩式解得y=0.02,x=0.05,則9.4gX中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量為160×0.02g=3.2g,Cu的質(zhì)量為64×0.05g=3.2g,SiO2的質(zhì)量為3.0g。A項(xiàng),Cu不能和過量的鹽酸發(fā)生置換反應(yīng),Ⅰ中銅反應(yīng)了一部分,發(fā)生的反應(yīng)是2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,錯(cuò)誤;B項(xiàng),結(jié)合分析可知,藍(lán)色溶液中一定含有Cu2+、Fe2+,4.92g固體中含有Cu,則在藍(lán)色溶液中一定不含F(xiàn)e3+,錯(cuò)誤;C項(xiàng),由分析可知,原混合物X中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量是3.2g,SiO2的質(zhì)量為3.0g,錯(cuò)誤;D項(xiàng),將Ⅰ和Ⅱ的順序互換,則Ⅰ后剩余固體為Fe2O3和Cu,因Fe2O3和Cu的質(zhì)量在Ⅰ中沒有損失,則Ⅱ發(fā)生的是原來Ⅰ的反應(yīng),最后剩余固體仍然為過量的1.92gCu,即將Ⅰ和Ⅱ的順序互換,不影響實(shí)驗(yàn)最后殘留固體的質(zhì)量,正確。13.某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應(yīng)制備氫氧化亞鐵。Ⅰ.制備硫酸亞鐵溶液(1)步驟①,加入稀硫酸的目的是。(2)步驟②,加入還原鐵粉后觀察到的現(xiàn)象是

。

Ⅱ.制備氫氧化亞鐵(3)選擇圖中的裝置制備氫氧化亞鐵,連接順序?yàn)?按氣流從左到右的方向,用裝置字母表示)。反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通一段時(shí)間的N2,目的是

。(4)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。裝置C的作用是。Ⅲ.探究思考反應(yīng)后將裝置B中固體過濾時(shí),白色沉淀會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色。在查閱不同資料后,有同學(xué)認(rèn)為灰綠色物質(zhì)是Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化后生成的Fe3(OH)8。(5)Fe3(OH)8中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=,用氧化物的形式表示可寫成。

(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明灰綠色物質(zhì)Fe3(OH)8中含有+2價(jià)鐵和+3價(jià)鐵:

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解析:實(shí)驗(yàn)的目的是利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應(yīng)制備氫氧化亞鐵。Ⅰ.制備硫酸亞鐵溶液,向硫酸鐵晶體中加入去氧蒸餾水和稀硫酸,再加入過量的還原鐵粉,將Fe3+還原成Fe2+,得到硫酸亞鐵溶液。(1)步驟①,加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解。(2)步驟②,加入還原鐵粉后,鐵粉和H+、Fe3+反應(yīng),觀察到的現(xiàn)象是鐵粉逐漸溶解,有無色氣體生成,溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色。Ⅱ.制備氫氧化亞鐵,原理是將氨氣通入新制硫酸亞鐵溶液中,此過程的關(guān)鍵是隔絕空氣。(3)制備氫氧化亞鐵的裝置中,裝置A的作用是放出氨氣,氮?dú)獾淖饔檬菍⒀b置中的空氣全部排出,裝置B的作用是氨氣和硫酸亞鐵溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化亞鐵,裝置C的作用是作為安全瓶,防止倒吸,裝置D的作用是吸收尾氣,故裝置連接順序?yàn)锳CBD;反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通一段時(shí)間的N2,目的是將裝置中殘留的氨氣全部排入裝置D中被吸收,防止拆除裝置時(shí)殘留的氨氣逸出污染空氣。(4)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Fe2++2NH3+2H2OFe(OH)2↓+2NH4+Ⅲ.(5)Fe3(OH)8中,3個(gè)Fe帶8個(gè)正電荷,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2;用氧化物的形式表示可寫成FeO·Fe2O3·4H2O。(6)要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明灰綠色物質(zhì)Fe3(OH)8中含有+2價(jià)鐵和+3價(jià)鐵,則Fe2+可用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn),Fe3+用KSCN溶液檢驗(yàn)。答案:(1)抑制Fe3+的水解(2)鐵粉逐漸溶解,有無色氣體生成,溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色(3)ACBD防止拆除裝置時(shí)殘留的氨氣逸出污染空氣(4)Fe2++2NH3+2H2OFe(OH)2↓+2NH4+(5)1∶2FeO·Fe2O3·4H2O(6)取少量灰綠色物質(zhì)于試管中,加入稀鹽酸(或稀硫酸)溶解,將溶液分成兩份,一份滴入幾滴KSCN溶液,變?yōu)榧t色;另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀,則灰綠色物質(zhì)Fe3(OH)8中含有+2價(jià)鐵和+3價(jià)鐵14.某研究小組為了探究一種有機(jī)鹽X(僅含四種元素)的組成與性質(zhì),設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn):已知:A、B、C均為常見物質(zhì),氣體A為無色、無味混合氣體,兩種氣體組成元素相同。(1)有機(jī)鹽X的化學(xué)式為。(2)寫出X受熱分解的化學(xué)方程式: