2020_2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料1_2铁的重要化合物课时作业含解析新人教版必修第一册

2020_2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料1_2铁的重要化合物课时作业含解析新人教版必修第一册

铁的重要化合物 时间：45分钟 ‎1．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是(　D　)‎ 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：黏土中含有铁元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，铁元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，故D项正确。‎ ‎2．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，可用适当方法在包装袋中装入(　B　)‎ A．无水硫酸铜、蔗糖 B．生石灰、硫酸亚铁 C．食盐、硫酸亚铁 D．生石灰、食盐 解析：为防止食品受潮，包装袋中可加入具有吸水性的物质，为防止食品氧化变质，包装袋内可加入具有还原性的物质。A项，无水硫酸铜能吸水，能防止食品受潮，蔗糖既不能吸水也不能防止食品氧化变质，错误；B项，生石灰能吸水，能防止食品受潮，硫酸亚铁具有还原性，能防止食品氧化变质，正确；C项，食盐不能吸水，不能防止食品受潮，错误；D项，生石灰能吸水，能防止食品受潮，食盐不能防止食品氧化变质，错误。‎ ‎3．下列离子方程式书写正确的是(　C　)‎ A．将氨水滴入FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓‎ B．三氯化铁溶液刻蚀印刷线路板：Cu＋Fe3＋===Fe2＋＋Cu2＋‎ C．用小苏打治疗胃酸过多：H＋＋HCO===H2O＋CO2↑‎ D．氢氧化亚铁在空气中最后变为红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe3＋＋12OH－‎ 解析：将氨水滴入FeCl3溶液中，反应的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，选项A错误；三氯化铁溶液刻蚀印刷线路板，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，选项B错误；用小苏打治疗胃酸过多，反应的离子方程式为H＋＋HCO===H2O＋CO2↑，选项C正确；氢氧化亚铁在空气中最后变为红褐色的氢氧化铁，反应的离子方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，选项D错误。‎ ‎4．将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是(　A　)‎ A．FeO B．Fe2O3‎ C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3‎ 7‎ 解析：由题述现象可知该化合物中含有铁元素，且铁元素化合价为＋2价。A项铁元素为＋2价，正确；B、C、D项中铁元素化合价均为＋3价，错误。‎ ‎5．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(　B　)‎ ‎　　　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。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。‎ ‎6．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(　A　)‎ A．氯化亚铁可以被氧化生成FeCl3，所以氯化亚铁只具有还原性 B．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，能形成胶体 C．新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色 D．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加铁粉后过滤 解析：氯化亚铁中铁元素化合价是＋2价，处于中间价态，既可以被氧化，也可以被还原，A错误；将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热至呈红褐色，即形成胶体，B正确；新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会被氧化为红褐色氢氧化铁沉淀，C正确；除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加铁粉，氯化铁被铁还原为氯化亚铁，然后过滤除去多余的铁粉，D正确。‎ ‎7．“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(　D　)‎ 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 7‎ 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。‎ ‎8．下列离子的检验方法合理的是(　C　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含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，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋‎ 解析：A中现象仅能确定溶液中含有Fe3＋，不能用来判断是否含有Fe2＋；B中如原溶液中含有Fe3＋也会有同样的现象；D中如溶液中含有Mg2＋也有此现象。‎ ‎9．证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　B　)‎ ‎①先加氯水，后加KSCN溶液后显红色；‎ ‎②先加KSCN溶液，不显红色，再加氯水后显红色；‎ ‎③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色；‎ ‎④只滴加KSCN溶液不显红色。‎ A．①② B．②③‎ C．③④ D．①④‎ 解析：①不能排除Fe3＋的干扰；②先加KSCN溶液不显红色，排除了Fe3＋的干扰，再加氯水后显红色，证明原溶液一定含有Fe2＋；③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色，证明一定含有Fe2＋而不含Fe3＋；④只滴加KSCN溶液不显红色，证明一定不含有Fe3＋，但无法证明是否含有Fe2＋，故选B项。‎ ‎10．下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是(　C　)‎ 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 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。‎ ‎11．将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL 0.1 mol·L－1的盐酸中充分反应后，盐酸恰好全部消耗，放出标准状况下气体0.224 L。则下列判断中正确的是(　A　)‎ A．原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)＝21‎ 7‎ B．向溶液中滴入无色的KSCN溶液，显血红色 C．无法计算出原混合物的质量 D．此混合物中铁元素的质量分数为68.6%‎ 解析：因该混合物中只有铁和盐酸反应放出气体，则该气体一定是氢气。由于氧化性：Fe3＋>H＋，所以当产生氢气时，Fe3＋已经全部被还原为Fe2＋，生成氢气的物质的量为＝0.01 mol，HCl物质的量为0.8 L×0.1 mol·L－1＝0.08 mol，反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑消耗0.01 mol Fe和0.01 mol×2＝0.02 mol HCl，故反应Fe＋Fe2O3＋6HCl===3FeCl2＋3H2O中消耗HCl的物质的量为0.08 mol－0.02 mol＝0.06 mol，由方程式可知该反应中消耗Fe的物质的量为0.06 mol×＝0.01 mol，Fe2O3的物质的量为0.06 mol×＝0.01 mol。由以上分析可知，原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)＝(0.01 mol＋0.01 mol)0.01 mol＝21，故A正确；反应后得到的是FeCl2溶液，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变色，故B错误；铁、氧化铁的物质的量已知，根据m＝n×M可以计算混合物的质量，故C错误；根据上述分析可知，原混合物中铁的物质的量是0.02 mol，Fe2O3的物质的量是0.01 mol，则此混合物中铁元素的质量分数为×100%≈82.4%，故D错误。‎ ‎12．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铁屑，A装置中发生反应的离子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。‎ ‎(2)实验开始时应先将活塞a打开(填“打开”或“关闭”)。‎ ‎(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B装置中进行反应。‎ ‎(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4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。‎ 7‎ ‎(5)在下图中，装置①②④(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；发生反应的方程式：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。‎ ‎13．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。‎ ‎(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。‎ ‎(2)设计实验方案，完成下列表格。‎ 探究内容 实验方案 实验现象 探究Fe3＋具有氧化性 取少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液颜色变为浅绿色，加入KSCN溶液后，溶液不变色 ‎(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。‎ ‎(4)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X。‎ 7‎ ‎①已知MnO在反应中得到电子，则X是Fe2＋。‎ ‎②该反应的离子方程式是MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。‎ 解析：(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变色。(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。(4)已知MnO得电子，故MnO是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋，即X为Fe2＋。该反应中反应物为MnO、Fe2＋和H＋，生成物为Mn2＋、Fe3＋和H2O，n(MnO)n(Fe2＋)＝15。‎ ‎14．根据下列转化关系，回答有关问题。‎ ‎(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为FeCl2，试剂1是KSCN溶液(或NH4SCN溶液)。‎ ‎(2)下列物质不能作为试剂2的是d(填序号)。‎ a．Cl2　b．新制氯水　c．浓硫酸　d．S　e．硝酸 ‎(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O。‎ ‎(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深。‎ ‎(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现淡黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：加入还原剂将Fe3＋还原；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是用胶头滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设成立；若溶液不变红色，则假设不成立。‎ 解析：从框图可知，Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为棕黄色溶液，联想最终变成深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为Fe3＋，试剂2为强氧化剂，S不符合条件。Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后，Fe3＋变成Fe(SCN)3，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋被氧化为Fe3＋，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深。‎ 7‎ ‎15．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的溶液，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止Fe2＋被氧化。‎ ‎(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2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(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，煤油的作用是隔绝空气(排除氧气对实验的影响)。‎ ‎(4)丙组同学向盛有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H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；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Fe3＋催化H2O2分解。‎ 解析：(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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)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Fe3＋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Fe3＋催化H2O2分解放出氧气。‎ 7‎