2019-2020学年新教材高中化学课后作业15铁的重要化合物新人教版必修第一册

2019-2020学年新教材高中化学课后作业15铁的重要化合物新人教版必修第一册

‎ 课后作业(十五)‎ ‎ [基础巩固]‎ 一、铁的氧化物和氢氧化物 ‎1．在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现红色。以下结论不正确的是(　　)‎ A．该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B．该灰黑色粉末不可食用 C．小袋中原来装有铁粉 D．小袋中原来装有氧化铁 ‎[解析]　从溶液遇KSCN出现红色看，黑色粉末应该含铁元素。氧化铁为红棕色粉末，D错误；该灰黑色粉末为还原铁粉，起到吸收包装盒中的氧气，防止高档茶叶、点心等食品变质的作用，故A、B、C正确。‎ ‎[答案]　D ‎2．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同时由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，猜测其中的原因可能是(　　)‎ A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3‎ ‎[解析]　土壤中含有铁，经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3，灼烧时不会存在铁粉、铜等，故只有D正确。‎ ‎[答案]　D 二、Fe(OH)2的制备 ‎3．下列物质不能通过化合反应得到的是(　　)‎ A．Al(OH)3 B．Fe(OH)3‎ C．Al2O3 D．Fe3O4‎ ‎[解析]　不溶于水的氧化物，不能与水反应制取相应的氢氧化物，如Fe2O3不溶于水，不能与水化合生成Fe(OH)3，但反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3为化合反应。‎ ‎[答案]　A ‎4．下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是(　　)‎ A．在Fe2(SO4)3溶液中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的NaOH溶液 B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水 8‎ C．在FeCl2溶液上加一层苯，然后将滴管插入到FeCl2溶液液面以下，慢慢滴加NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制FeCl2溶液和NaOH溶液的蒸馏水必须加热煮沸)‎ D．在生成Fe(OH)3的悬浊液中加过量的铁粉 ‎[解析]　必须防止Fe(OH)2被氧化，可以用油封(如苯等)，同时在配制碱和Fe2＋溶液时，也不能用含有氧气的蒸馏水。‎ ‎[答案]　C 三、铁盐和亚铁盐 ‎5．下列离子的检验方法最合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2＋‎ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋‎ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3＋‎ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋‎ ‎[解析]　Fe3＋与SCN－生成红色Fe(SCN)3，A项中现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋的存在，A项不合理；B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3＋，但原溶液是只存在Fe2＋，还是只存在Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋均含有，不能确定，B项不合理；Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现D项所述现象，D项不合理。‎ ‎[答案]　C ‎6．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(　　)‎ 试剂 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、‎ KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 ‎[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，不干扰现象观察。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，现象是紫红色变浅(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。‎ 8‎ ‎[答案]　B ‎7．向某晶体的水溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合溶液出现血红色，由此得出的结论错误的是(　　)‎ A．该晶体的水溶液中一定含有SCN－‎ B．Fe3＋的氧化性比Br2强 C．Fe2＋被Br2氧化成Fe3＋‎ D．Fe2＋与SCN－不能形成血红色的化合物 ‎[解析]　向水溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，溶液无明显变化，随后加入溴水，出现血红色，说明Fe2＋被Br2氧化成Fe3＋，即Br2的氧化性比Fe3＋强，且原溶液中含有SCN－，Fe2＋与SCN－不能形成血红色的化合物。‎ ‎[答案]　B ‎8．将‎1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L－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．溶液中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)＝0.02mol，n(FeCl3)＝0.05mol，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 ‎[能力提升]‎ ‎9．某溶液中含有Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，过滤，在滤渣中再加入过量的盐酸，所得溶液中大量增加的阳离子是(　　)‎ A．Mg2＋ B．Fe2＋‎ C．Fe3＋ D．Al3＋‎ ‎[解析]　‎ ‎ ‎ ‎[答案]　C 8‎ ‎10．某200 mL溶液中含0.1 mol Fe2＋、0.2 mol Fe3＋，加入0.2 mol铁粉，待Fe3＋完全还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)(　　)‎ A．0.4 mol/L B．2 mol/L C．0.8 mol/L D．1.0 mol/L ‎[解析]　根据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，0.2 mol Fe3＋和0.1 mol铁粉反应可生成0.3molFe2＋，故Fe2＋的物质的量浓度为：＝2 mol/L。‎ ‎[答案]　B ‎11．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(　　)‎ 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液 Y FeCl3‎ CuCl2‎ Al Na2CO3‎ Z Cl2‎ Fe NaOH溶液 BaCl2溶液 ‎[解析]　A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了CO和SO又引入了Cl－，均不合要求。‎ ‎[答案]　C ‎12．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。‎ ‎(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是________，证明Fe3＋存在的现象是_____________。‎ ‎(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：‎ ‎______________。‎ ‎(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：‎ A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。‎ ‎①________，②________，③________，‎ ‎④________，⑤________，⑥________。‎ B．请写出相关反应的化学方程式。‎ ‎__________________________________________________，‎ ‎__________________________________________________，‎ 8‎ ‎__________________________________________________，‎ ‎__________________________________________________。‎ ‎[解析]　从腐蚀铜的废液中回收铜。‎ ‎[答案]　(1)KSCN溶液　溶液变成红色 ‎(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2‎ ‎(3)A.①Fe　②FeCl2　③Fe和Cu　④HCl　⑤FeCl2　⑥Cl2‎ B．CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑‎ ‎2FeCl3＋Fe===3FeCl2‎ ‎2FeCl2＋Cl2===2FeCl3‎ ‎13．某班同学用如下实验探究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 mol·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 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于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，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________。‎ 8‎ ‎[解析]　(1)Fe2＋易被氧化，因此加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被氧化。(2)由题意写出离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔绝空气，从而防止空气中的氧气将Fe2＋氧化为Fe3＋对实验造成干扰。(4)实验②中，试管加入K3[Fe(CN)6]，与该溶液作用生成蓝色沉淀，因此实验②中检验的离子是Fe2＋。混合后发生的反应为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，实验①③说明在I－过量时溶液中仍有Fe3＋，因此该反应为可逆反应。(5)由题意写出离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，一段时间后，H2O2仍过量，因此产生气泡的原因为Fe3＋催化H2O2分解产生O2。‎ ‎[答案]　(1)防止Fe2＋被氧化 ‎(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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 ‎14．Ⅰ.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：‎ Fe2＋Fe3＋FeO 回答下列有关问题：‎ ‎(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可选用________(选填字母)。‎ a．Cl2 b．Fe c．Cu d．KMnO4‎ ‎(2)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：‎ 将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN溶液。‎ ‎①请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：‎ 8‎ ‎②能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：___________________。‎ Ⅱ.硫酸亚铁是一种重要的工业原料，同时可以用于制造补血药物，但具有毒性，故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况，设计了如图所示实验方案：‎ ‎(1)该同学在实验中加入了过量新制氯水，放置一段时间后，发现血红色褪去，现对褪色原因进行探究(已知SCN－有还原性)。‎ ‎【提出假设】‎ 假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态；‎ 假设2：_______________________________。‎ ‎【设计方案】‎ ‎(2)为了对你所提出的假设2进行验证，实验方案是 ‎______________。‎ ‎[解析]　Ⅰ.(1)要使产物纯净，必须物质间发生反应后，没有杂质生成；氯气有氧化性，能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时有氯离子生成，没有杂质生成，故a正确；铁与铁离子反应生成二价铁离子，不引入其他杂质，故b正确；铜与铁离子反应生成铜离子和亚铁离子，引入了铜离子杂质，故c错误；酸性高锰酸钾氧化亚铁离子时，产物会有钾离子、锰离子引入，不符合，故d错误；故选ab。(2)①亚铁离子具有还原性，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以若酸性高锰酸钾溶液褪色，说明样品中含有亚铁离子；铁离子与KSCN可以形成血红色的溶液，所以若出现血红色，说明样品中含有铁离子，即样品变质了。a.试管Ⅰ褪色，说明含有亚铁离子，试管Ⅱ不变血红色，说明不含铁离子，即样品没有变质；b.试管Ⅰ不褪色，说明不含有亚铁离子，试管Ⅱ变血红色，说明含铁离子，即样品完全变质；c.试管Ⅰ褪色，说明含有亚铁离子，试管Ⅱ变血红色，说明含铁离子，即样品部分变质。②酸性高锰酸钾溶液呈紫红色，铁离子与KSCN会形成血红色，两者颜色较近，不容易观察到血红色；同时KSCN具有较强的还原性，也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，影响亚铁离子的检验，所以不能将两者滴入同一个试管中进行验证。‎ Ⅱ.(1)实验中加入了过量的新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，说明Fe(SCN)3的浓度逐渐减小。而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，故可能是溶液中的Fe3＋被Cl2氧化为更高的价态，也可能是由于SCN－具有还原性，Cl2是一种强氧化剂，SCN－被过量的新制氯水氧化，导致红色褪去。(2)假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，则只要向褪色后的溶液中加入过量KSCN溶液，溶液出现血红色，说明假设2成立；若溶液不出现血红色，说明假设2不成立。‎ 8‎ ‎[答案]　Ⅰ.(1)ab ‎(2)①a.没有变质　b．完全变质　c．部分变质 ‎②不能。原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验 Ⅱ.(1)SCN－被过量的新制氯水氧化 ‎(2)取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明假设2成立；若溶液不变为血红色，则假设2不成立 8‎