2018-2019学年高中化学 课时作业17 铁的重要化合物 新人教版必修1.doc

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课时作业17　铁的重要化合物 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共48分) 1．已知硝酸能将Fe2＋氧化为Fe3＋。下列物质反应后能使KSCN溶液变红的是(　　) 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 ⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸 A．只有①　　　　　　　　　 B．只有①③⑤ C．只有①②③ D．全部 解析：要使KSCN溶液变红，则一定要产生Fe3＋，①和③中Cl2可将铁元素转化为Fe3＋，⑤中相当于有HNO3，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，④中Fe2O3溶于盐酸后产生的Fe3＋能与Fe反应，若Fe过量，则无Fe3＋。 答案：B 2．将2.4 g Fe、Al混合粉末溶于75 mL 4 molL－1的盐酸中，反应一段时间后，再加入250 mL 1.5 molL－1的NaOH溶液，反应完全后，溶液中大量存在的有(　　) A．Na＋、Fe2＋ B．Al3＋、Fe2＋ C．Fe3＋、AlO D．Na＋、AlO 解析：该题可用极值法进行判断。n(HCl)＝0.3 mol，设2.4 g粉末全部为Al(0.089 mol)，由Al～3HCl可知，消耗0.089 mol Al需HCl 0.267 mol，盐酸过量；设2.4 g粉末全部为Fe(0.043 mol)，由Fe～2HCl可知，消耗0.043 mol Fe需HCl 0.086 mol，所以金属混合物全部溶于盐酸中，反应后盐酸有剩余。反应后溶液中剩余的HCl、生成的AlCl3、FeCl2都与NaOH溶液反应，假设Al3＋、Fe2＋沉淀完全，则此时溶液中的溶质为NaCl，根据n(Na＋)＝n(Cl－)，则过量的NaOH的物质的量为n(NaOH)＝0.375 mol－0.3 mol＝0.075 mol，所以Fe2＋被沉淀，Al3＋大部分或全部转化为AlO，故反应后溶液中大量存在的离子为Na＋、AlO和Cl－。 答案：D 3．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(　　) 解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。 答案：B 4．将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL－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－基本不变 B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，仍无色 C．Fe2＋与Fe3＋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 解析：n(Fe)＝0.02 mol，n(FeCl3)＝0.05 mol，由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，Fe3＋过量0.01 mol，铁粉全部溶解，反应生成Fe2＋0.06 mol；Fe3＋过量，滴入无色KSCN溶液，溶液显红色；氧化生成的Fe2＋和还原生成的Fe2＋的物质的量之比为12。 答案：C 5．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　) A．溶液中一定含Cu2＋ B．溶液中一定含Fe2＋ C．加入KSCN溶液一定不变血红色 D．剩余固体中一定含Cu 解析：加入铁粉后，因为Fe3＋氧化性强于Cu2＋，铁粉先与FeCl3反应，然后与CuCl2反应，充分反应后仍存在的固体一定含有Cu，可能含有Fe，D正确；所得溶液中一定不含Fe3＋，可能含有Cu2＋，一定含有Fe2＋，加入KSCN一定不变红色，B、C正确，A错误。 答案：A 6．“百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是(　　) 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C 铁粉 铝粉 加入过量NaOH溶液并过滤 D Fe(OH)3溶液 Fe(OH)2 在空气中灼烧 解析：A项发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，正确；B项发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，正确；C项发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，而Fe不与NaOH溶液反应，正确；D项混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成Fe2O3，错误。 答案：D 7．某溶液由相同物质的量的CuCl2、FeCl3、AlCl3混合而成，向该溶液中加入铁粉，充分搅拌后振荡，铁粉仍有剩余，此时得到的溶液中存在较多的金属阳离子是(　　) A．Fe3＋、Cu2＋ B．Fe2＋、Al3＋ C．Fe3＋、Al3＋ D．Fe2＋、Fe3＋ 解析：向CuCl2、FeCl3、AlCl3混合溶液中加入铁粉时，由于Al的活动性大于Fe的，所以Fe不与Al3＋反应，实际上是Cu2＋、Fe3＋与Fe反应。反应后Fe有剩余，则说明Cu2＋、Fe3＋与Fe分别完全反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，由此可知反应后溶液中存在较多的金属阳离子为Fe2＋、Al3＋。 答案：B 8．将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中，充分反应，固体无剩余。测得参加反应的HCl为0.08 mol，放出标准状况下的气体0.224 L。则下列判断中正确的是(　　) A．原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)＝21 B．向溶液中滴入KSCN溶液，显红色 C．无法计算原混合物的质量 D．溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为31 解析：因为Fe3＋和H＋的氧化性强弱顺序为Fe3＋>H＋，所以当产生氢气时，Fe3＋已经全部被还原为Fe2＋，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变红色；根据题目给出的数据，可以计算出n(Fe)＝0.02 mol，n(Fe2O3)＝0.01 mol。 答案：A 9．有一铁的氧化物样品，用140 mL 5 molL－1的盐酸恰好完全溶解，所得溶液还能与通入的0.56 L氯气(标准状况)反应，使Fe2＋全部转化为Fe3＋，则此氧化物为(　　) A．Fe2O3　 　B．Fe3O4　 　C．Fe4O5　 　D．Fe5O7 解析：铁的氧化物与稀盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和H2O。通入Cl2后Fe2＋被氧化为Fe3＋，则溶液中溶质最终只有FeCl3，可由n(Cl)求n(Fe)。氧化物中的氧与盐酸中的氢结合生成H2O，可由盐酸中的n(H)求n(O)；再由求得铁的氧化物的化学式。n(Cl)＝5 molL－10.14 L＋2＝0.75 mol；n(H)＝5 molL－10.14 L＝0.7 mol，所以＝＝＝，即该氧化物的化学式为Fe5O7。故正确答案为D。 答案：D 10．向200 mL 0.1 mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为(　　) A．1.44 g B．1.6 g C．2.82 g D．4.36 g 解析：在实验过程中发生如下反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3，根据反应前后铁元素守恒从而可得所得固体的质量为1.6 g。 答案：B 11．已知下述三个实验均能发生化学反应： 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 下列判断正确的是(　　) A．实验①中铁钉只做还原剂 B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性 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＋ 解析：实验①中铁钉做还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性，实验③中反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2不是置换反应，分析可知：氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。 答案：A 12．向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 molL－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为(　　) A．3.2 g B．2.4 g C．1.6 g D．0.8 g 解析：Cu、Fe2O3的混合物若用过量的CO在高温下还原，固体减少的质量就是混合物中O的质量，混合物中加入100 mL 1 molL－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，则Fe2O3中的O生成了H2O，生成的H2O中的H来自盐酸，物质的量为n(H)＝0.1 L1 molL－1＝0.1 mol，则n(H2O)＝n(O)＝0.05 mol，氧元素的质量为0.05 mol16 gmol－1＝0.8 g，选D。 答案：D 二、非选择题(共52分) 13．(13分)下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol/L的稀硫酸，其他试剂任选。 请回答下列问题： (1)B装置中盛有一定量的NaOH溶液，A装置中应预先加入的试剂是________，A装置中发生反应的离子方程式是_____________。 (2)实验开始时应先将活塞a________(填“打开”或“关闭”)。 (3)简述制取Fe(OH)2的操作过程_________________________ _________________________________________________________。 (4)实验完毕，拔去B装置中的橡胶塞，放入一部分空气，此时B装置中发生反应的化学方程式为____________________________。 (5)在下图中，装置________(填序号)能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。 解析：(1)题图中A装置的作用是产生H2，利用H2赶走整个装置中的空气，降低Fe2＋被氧化的速率，以便能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，故A装置中应预先加入的试剂为铁屑：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。(2)实验开始时打开活塞a，A装置中产生的H2沿导管进入B装置，赶走装置中的空气。(3)关闭活塞a，气体不能逸出，压迫A装置中的液体通过导管进入B装置，FeSO4与NaOH混合产生Fe(OH)2白色沉淀。(4)实验完毕拔去B装置的橡胶塞，空气进入B装置，O2与Fe(OH)2发生反应，使Fe(OH)2转化为Fe(OH)3红褐色沉淀。(5)①装置用H2SO4与Fe反应产生的H2赶出装置中的空气；②装置与①装置原理相似，只不过在两个试管中进行；③装置没有隔绝空气；④装置中胶头滴管插入液面以下，且有苯在上层隔离空气，故①②④装置都能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。 答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)打开 (3)关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B装置中进行反应 (4)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓ (5)①②④ 14．(13分)过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。 (1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3＋应选用的试剂是________。 (2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，可采用如下图所示实验步骤。请在各空格或括号内填入适当的物质使实验达到预期目的。 (3)写出有关反应的离子方程式__________________。 答案：(1)KSCN(或其他含SCN－可溶性盐) (2)①Fe　③盐酸　⑤Cl2　(A)FeCl2　(B)Fe、Cu　(C)Cu (3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 15.(13分)下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知： ①反应C＋GB＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接； ②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。 回答问题： (1)①中反应的化学方程式为____________________________； (2)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)； _________________________________________________________________________________________________________________。 (3)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_______________；反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为_______________ _________________________________________________________； (4)E在I中燃烧观察到的现象是________________________。 解析：由①中反应C＋GB＋H曾应用于铁轨的焊接，可知该反应为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，又知G、H是B、C分别与A形成的二元化合物，可确定A为O2，C为Al，G为Fe2O3，B为Fe，H为Al2O3。由②中I是一种常见的温室气体，则I为CO2，又知I(CO2)是D和A(O2)形成的二元化合物，则D为碳。结合反应2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%可知，E为Mg，F为MgO。 Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，Fe3＋与铜粉发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。n(Fe2O3)＝＝0.010 mol,0.010 mol Fe2O3生成0.020 mol Fe3＋，Fe3＋与铜粉反应时消耗0.010 mol Cu，即0.64 g。 答案：(1)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe (2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O,2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，n(Cu)＝n(Fe2O3)＝＝0.010 mol，铜粉的质量＝0.010 mol64 gmol－1＝0.64 g (3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (注：不要求写OH－＋CO2===HCO) (4)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的固体 16．(13分)某同学利用如图所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。 (1)试管中发生反应的化学方程式为____________________。 (2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案： ①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B；②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是________(只有一个选项符合题意)，若溶液未变红，则试管中固体是________(只有一个选项符合题意)。 A．一定有Fe3O4，可能有Fe B．只有Fe(OH)3 C．一定有Fe3O4和Fe D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe E．只有Fe3O4 (3)该同学按上述方案进行了实验，溶液未变红色，原因是______________________________________(用化学方程式表示)。  (4)该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按右图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关反应的化学方程式____________________________。 (5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是________，并且配制时应加入少量________。 解析：(1)Fe在加热条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。(2)(3)根据Fe与H2O(g)的反应可知，试管中固体的成分可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物，与盐酸发生反应Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，可能的反应为2FeCl3＋Fe===3FeCl2，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；取溶 液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体一定有Fe3O4，可能含少量Fe；若不变红，则试管中一定有Fe3O4和Fe。 (4)FeCl2溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2易被氧化，使沉淀发生颜色变化。 (5)FeCl2易被氧化而生成FeCl3，故FeCl2溶液应现用现配，并加入少量铁粉以防止被氧化。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)A　C (3)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (4)FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (5)FeCl2易被空气氧化为FeCl3　铁粉