2020届一轮复习人教版铁及其化合物的实验探究题作业

2020届一轮复习人教版铁及其化合物的实验探究题作业

铁及其化合物的实验探究题 1.下列关于 Fe(OH)2 的制备能够成功的是( ) A． 向 FeCl2 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液 B． 向 FeSO4 溶液中逐滴加入氨水 C． 先将装有 NaOH 溶液的长滴管插入 FeSO4 溶液液面下，再挤出 NaOH 溶液可制得 Fe(OH)2 白色 沉淀 D． 取适量新配制的 FeSO4 溶液于试管中，再加入一层植物油(密度小于水，且不溶于水)，然后向 试管内逐滴加入 NaOH 溶液 2.将几滴 KSCN(SCN－是“类卤离子”)溶液加入酸性的含有 Fe3＋的溶液中，溶液变成红色，将该红色 溶液分为两份，①一份中加入适量 KMnO4 溶液，红色褪去；②向另一份中通入 SO2，红色也褪去。 下列说法不正确的是( ) A． ①红色褪去的原因是 KMnO4 将 SCN－氧化，使 Fe(SCN)3 消失 B． ②红色褪去的原因是 SO2 将 Fe3＋还原为 Fe2＋ C． ②红色褪去的原因是 SO2 将 SCN－还原 D． SCN－在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)2 3.为了验证 Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是 ( ) A． ④ B． ③ C． ③④ D． ①②③④⑤ 4.有 NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3 五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是 ( ) A． 盐酸 B． 烧碱溶液 C． 氨水 D． KSCN 溶液 5.某学生设计了如下方法对 X 盐进行鉴定： 由此分析，下列结论中正确的是 ( ) A． X 中一定有 Fe3＋ B． Z 中一定有 Fe3＋ C． Y 为 AgI 沉淀 D． X 一定为 FeBr2 溶液 6.要证明某溶液中不含 Fe3＋而可能含有 Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为( ) ①加入足量氯水 ②加入足量 KMnO4 溶液 ③加入少量 NH4SCN 溶液 A． ①③ B． ③② C． ③① D． ①②③ 7.下列离子的检验方法合理的是( ) 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，说明该溶液中只含有 Fe2＋，不含有 Mg2＋ 8.下列中学常见实验的现象或表述正确的是( ) A． 过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加 KSCN 溶液，溶液 显血红色 B． 制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧 化亚铁 C． 检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加 KSCN 溶液 2～3 滴，溶液显血红色即可证明 D． 向 CuSO4 溶液中滴入过量 NaOH 溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会， 然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体” 9.某学生以铁丝和 Cl2 为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是( ) A． 实验①、③反应制得的物质均为纯净物 B． 实验②、③均未发生氧化还原反应 C． 实验①、③均为放热反应 D． 实验①、②所涉及的物质均为电解质 10.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( ) 11.通过对实验现象的观察、分析、推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的 解释正确的是( ) 12.向某晶体的溶液中加入 Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出 下列的结论错误的是( ) A． Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强 B． 该晶体中一定含有 SCN－ C． Fe2＋与 SCN－不能形成红色化合物 D． Fe2＋被溴氧化成 Fe3＋ 13.在检验用 FeCl3 溶液生产铜制印刷线路板后所得的废液成分的实验中，下列根据实验现象得出的 结论不正确的是( ) A． 向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无红色沉淀产生，说明废液中不含 Cu2＋ B． 向废液中滴加硝酸酸化的 AgNO3 溶液，产生白色沉淀，说明废液中含有 Cl－ C． 向废液中加少量铁粉，充分反应后无固体剩余，说明废液中含有 Fe3＋ D． 向废液中滴加 KSCN 溶液，无现象，再加入氯水后溶液呈红色，说明废液中含有 Fe2＋ 14.在含有 0.1 mol FeBr2、0.1 mol FeI2 的 1 L 溶液中，若先向该溶液中通入一定量的氯气，再向反应 后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液变为红色，则下列结论的评价都符合实验事实的是( ) 15.在通风橱中进行下列实验： 下列说法不正确的是( ) A． Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B． Ⅱ中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化膜，阻止 Fe 进一步反应 C． 对比Ⅰ、Ⅱ中的现象，说明稀 HNO3 的氧化性强于浓 HNO3 D． 针对Ⅲ中的现象，在 Fe、Cu 之间连接电流计，可判断 Fe 是否被氧化 16.无水 FeCl3 呈棕红色，极易潮解， 100 ℃ 左右时升华，工业上常用作有机合成催化剂。实验室 可用下列装置(夹持仪器略去)制备并收集无水 FeCl3。 (1)装置 A 中反应的离子方程式为____________________________________________。 (2)装置 F 中所加的试剂为________。 (3)导管 b 的作用为________________________________________________________； 装置 B 的作用为__________________________________________________________。 (4)实验时应先点燃 A 处的酒精灯，反应一会儿后，再点燃 D 处的酒精灯，原因为 ________________________________________________________________________。 (5)反应结束后，拆卸装置前，必须进行的操作是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)为检验所得产品为 FeCl3，可进行如下实验：取 E 中收集的产物少许，加水溶解，向所得溶液中 加入___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(填试剂名称和 现象)。 17.氯化铁是常见的水处理剂，无水 FeCl3 易升华。工业上制备无水的 FeCl3 的一种工艺如图所示： (1)加入吸收塔的吸收剂 X 应是 __________(填字母编号)。 a．NaOH 溶液 b．饱和食盐水 c．FeCl2 溶液 d．淀粉 KI 溶液 (2)取 0.5 mL 饱和 FeCl3 溶液滴入 50 mL 沸水中，得红褐色氢氧化铁胶体，则发生反应的离子方程式 为 __________，胶体粒子的直径一般不超过 __________。 (3)实验室中从 FeCl3 溶液制得 FeCl3·6H2O 晶体的过程中，需先加入 __________且保持过量，然后 进行的操作依次为__________、冷却结晶、过滤。 (4)将 H2S 气体通入 FeCl3 溶液中会出现浑浊，则其反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (5)铁铬氯化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示(电极材料为石墨)，工作原 理： 则电池放电时，Cl－将移向 __________极(填“正”或“负”)；充电时，阴极的电极反应式为 __________。 18.在众多的化学反应现象中，化学振荡现象最为令人惊奇，化学振荡实验很多，其中酸与铁丝的反 应就是其中一例。某合作小组的同学查阅文献资料后，拟做铁丝与酸的化学振荡实验并进行探究。 实验步骤： ①将 2 cm 左右的铁丝夹成多段，放在培养皿中，先用热的碳酸钠溶液除去铁丝表面的油污，用蒸 馏水冲洗后，再用某种试剂 X 浸泡到有大量气泡时取出，用蒸馏水冲洗干净。 ②在细口瓶中加入 30 mL 1.0 mol·L－1 的 H2PO4、3 mL 30%的 H2O2 溶液，将处理后的铁丝放入其中。 ③观察现象：铁丝表面产生气泡，随后消失，再产生气泡，再消失的周而往复的化学振荡现象出现， 振荡周期约 20 秒，可维持数小时。 试回答下列问题： (1)步骤①中，用试剂 X 可除去铁钉表面的铁的氧化物或镀层，所用的试剂 X 可能是___________(填 序号)。 A．NaOH B．盐酸 C．酒精 (2)对振荡中产生的气体的成分，甲、乙两同学分别提出了假设，丙同学进行了验证。 甲同学认为是 H2，其可能的理由是_______________________________________________。 乙同学认为是 O2，其可能的理由是______________________________________________。 丙同学在细口瓶中插入数据采集器氧气传感器，密封进行实验一小时，结果发现瓶中氧气的百分含 量呈现逐渐减小的趋势，从而证明产生的气体是_________________。 (3)丁同学猜想酸与铁丝振荡体系中的反应机理及过程： (a)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2 (b)2Fe2＋＋H2O2＋H2O===Fe2O3＋4H＋ (c)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (d)2Fe3＋＋H2===2Fe2＋＋2H＋ 依据过程：(a)→(b)→(c)→(d)→(a)…周而复始。 依据此机理，四步反应总的反应方程式为________________________________________。 (4)戊同学对本次实验中的所用铁钉中单质铁的含量进行测定，他们先配制一定物质的量浓度的硫 酸，然后将一定质量的铁与硫酸(加入适量的铜粉)充分反应，并收集产生的气体，有关数据如下表： 所配硫酸的物质的量浓度为________mol·L－1；铁钉中单质铁的质量分数为____________。 19.常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物，市场上一种常见的补铁药物的商品名称是：速力 菲，正式名称是：琥珀酸亚铁薄膜片，为棕黄色薄膜衣片，除去薄膜衣后显暗黄色，药片中 Fe2＋的 含量约为 34.0～36.0%。该药片在水和乙醇中的溶解度不大。某学校化学实验小组为了检测“速力菲” 药片中 Fe2＋的存在，设计了如下几组理论实验设计方案： Ⅰ.甲组方案： 药片,溶于水,NaOH 溶液白色沉淀―→灰绿色沉淀―→红褐色沉淀 (提示：白色的 Fe(OH)2 在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色) 甲组同学按照设计的方案完成实验，但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果。分析甲组实验失败 的可能原因：__________________________________________________________。 Ⅱ.乙组同学在参考书上查得如下资料： ①人体胃液中有大量盐酸，能溶解多种物质。 ②H2O2 不稳定，光照、加热和微量杂质会促使其分解； H2O2 中氧元素为－1 价，它既有氧化性又有还原性。 他们认真思考了甲组实验失败的原因，模拟药服用后在人体中溶解的变化过程，重新设计并完成下 列实验： 乙组方案： 药片 淡黄色浑浊 淡红色溶液 红色加深，有气体产生，后又褪色 (1)试剂 1 为________，试剂 2 为________。 (2)加入试剂 2 后，溶液显淡红色的原因：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)加双氧水后，红色加深的原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 根据氧化还原反应中化合价变化情况，试写出在酸性条件下 Fe2＋与双氧水反应的离子方程式： ___________________________________________________________________________。 Ⅲ.丙组同学对乙组实验中最后红色褪去的现象产生了浓厚的兴趣，欲探究其褪色的原因。根据粒子 的组成，他们认为有两种可能原因： ①[Fe(SCN)]2＋中的三价铁被还原为亚铁； ②________________________________________________________________________。 请你对其中一种可能进行实验验证： 实验方案(用文字叙述)：____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 根据预期现象判断结论：__________________________________________________。 20.某氯化铁与氯化亚铁的混合物，现要测定其中铁元素的质量分数，实验按以下步骤进行： Ⅰ.请根据上面流程，回答以下问题： (1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有________、________(填仪器名称)。 (2)请写出加入溴水发生的离子反应方程式：_______________________________________。 (3)将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量其质量为 b1g，再次加热并冷却至室温称量其质量为 b2g， 若 b1－b2＝0.3 g，则接下来还应进行的操作是______________________________ _______________________________________________________________________________。 若蒸发皿质量是 W1g，蒸发皿与加热后固体总质量是 W2g，则样品中铁元素的质量分数是 ____________________________________________________________________________。 Ⅱ.有同学提出，还可以采用以下方法来测定： (4)溶解样品改用了硫酸，而不再用盐酸，为什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)选择的还原剂是否能用铁________(填“是”或“否”)，原因是： ________________________________________________________________________。 (6)若滴定用掉 cmol·L－1KMnO4 溶液 bmL，则样品中铁元素的质量分数是 ________________________________________________________________________。 21.某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下： 请回答下列问题： (1)步骤①中先加入热的 Na2CO3 溶液除油污，操作甲的名称是________。 (2)步骤②中，除发生反应 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)溶液 C 的颜色是________，溶液 D 中可能含有的金属阳离子有________。 (4)可以验证溶液 B 中是否含有 Fe2＋的一种试剂是________(填字母)。 a．稀硫酸 b．铁 c．硫氰化钾 d．酸性高锰酸钾溶液 (5)操作乙的名称是________，步骤⑤产生金属铜的化学方程式为______________________。 22.铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。 (1)写出 Fe(OH)2 转化为 Fe(OH)3 的化学方程式_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)绿矾(FeSO4·7H2O)是补血剂的原料，易变质。 检验绿矾是否变质的试剂是_______________________________________________。 设计实验检验绿矾是否完全变质___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下： ①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量 FeCO3·nH2O 在空气中被氧化为 FeOOH，该反应的化学方程式为_______________________________________________。 ②取干燥后的 FeCO3 样品 12.49 g 焙烧，最终得到还原铁粉 6.16 g，计算样品中杂质 FeOOH 的质量 ________。 (4)以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离、提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂 质)，反应装置如下图。 Fe(s)＋5CO(g)鸠馞 e(CO)5(g) ΔH＜0 T1____T2(填“＞”“＜”或“＝”)，判断理由是____________________________ ________________________________________________________________________。 23.用不含 Fe3＋的 FeSO4 溶液与不含 O2 的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需要加入________。 (2)除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用________的方法。 (3)生成 Fe(OH)2 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶液液面下， 再挤出 NaOH 溶液，这样操作的理由是________________________________________。 24.如图所示，此装置可用来制取和观察 Fe(OH)2 在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑 和 6 mol·L－1 的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白： (1)B 中盛有一定量的 NaOH 溶液，A 中应预先加入的药品是________。A 中反应的离子方程式是 _________________________________________________________________________。 (2)实验开始时先将弹簧夹 a________(填“打开”或“关闭”)。 (3)装置 B 中生成 Fe(OH)2 的离子方程式为_________________________________________。 (4)实验完毕，打开 b 处弹簧夹，放入一部分空气，此时 B 瓶中发生的反应为 ________________________________________________________________________。 (5)下列各图示中________(填序号)能较长时间看到 Fe(OH)2 白色沉淀。 25.一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后，将所得固体完全溶于稀盐酸，制得溶液 A。 (1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是_______________________________________________。 (2)推测 A 中可能含有的金属阳离子：①只有 Fe3＋；②只有 Fe2＋；③________。甲同学为探究溶液 的组成，实验如下： (3)乙同学继续探究溶液 A 的组成。 查阅资料：16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 实验过程：另取少量溶液 A 于试管中，逐滴加入酸性 KMnO4 溶液，充分振荡，KMnO4 溶液紫色褪 去。 实验结论：________(填写字母序号)。 a．可能有 Fe2＋ b．可能无 Fe2＋ c．一定有 Fe2＋ 根据你选择的实验结论，简述理由：________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题： (1)方法一中，装置 A 的作用___________________________________________________。 方法二中，装湿棉花的作用____________________________________________________。 (2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加 KSCN 溶液，溶液颜色无明显变 化，试解释原因：__________________________________________________________。 27.某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并 共同解答下列问题： 探究一 设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。 (1)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_________________________________________。 (2)反应前 A 中投放碎瓷片的目的是_______________________________________________。 (3)装置 E 中的现象是___________________________________________________________。 探究二 设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。 (4)待硬质玻璃管 B 冷却后，取少许其中的固体物质溶于________后，将所得溶液分成两份。 (5)一份滴加几滴 KSCN 溶液。若溶液变红色，推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为________(选 填序号，下同)；若溶液未变红色，推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为________。 ①一定有 Fe3O4 ②一定有 Fe ③只有 Fe3O4 ④只有 Fe (6)另一份用________(填仪器名称)加入__________________________________，可以证明溶液中存 在 Fe2＋。 探究三 设计如下流程测定反应后硬质玻璃管 B 中固体含铁元素的质量分数。 (7)试剂 b 的化学式是________。 (8)计算反应后 B 装置中铁元素的质量分数为________。 28.某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题： (1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是________。 (2)请帮他们完成以下实验报告： 实验目的：____________________________________________________________________。 试剂：铁粉、FeCl3 溶液、FeCl2 溶液、氯水、锌片、铜片。 实验记录(划斜线部分不必填写)： 实验结论：Fe 只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。 联想发散： ①简述 Fe2＋的检验方法：__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②将 FeCl2 溶液加热蒸干并灼烧，最后得到的固体物质是________，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 29.某同学为了验证 Fe3＋是否能将 H2SO3 氧化成 SO ，他用 50 mL 0.1 mol·L－1FeCl3 溶液吸收制取 SO2 气体的尾气后，进行以下实验： (1)检验吸收液中的 SO ：________________，证明 Fe3＋能够把 H2SO3 氧化成 SO 。 (2)请配平并完成上述反应中的化学方程式： 2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反应中的氧化产物是________(写化学 式)。 (3)吸收液中除了含有 H＋、Cl－、SO 以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究： ①提出假设。 假设 1：溶液中存在 Fe3＋，Fe2＋； 假设 2：溶液中存在________。 ②设计方案，进行实验，验证假设。 请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、 0.1 mol·L－1KMnO4 溶液、0.1 mol·L－1KSCN 溶液、品红稀溶液。 答案解析 1.【答案】C 【解析】Fe(OH)2 可用含 Fe2＋的盐溶液与碱反应制得，但由于 Fe(OH)2 具有还原性容易被空气中的 氧气氧化生成 Fe(OH)3，所以制备时特别注意隔绝 Fe(OH)2 与空气的接触。 2.【答案】C 【解析】由于 SCN－是“类卤离子”，与卤素离子性质相似，可以被 KMnO4(H＋)氧化为(SCN)2，而使 红色消失。Fe3＋具有氧化性，可被 SO2 还原为 Fe2＋，也可使红色消失。综上分析可知 C 项错误。 3.【答案】C 【解析】③不反应，实验方案及现象均错；④检验的是 Cl－，与 Fe3＋的性质无关。 4.【答案】B 【解析】将过量 NaOH 溶液分别加入上述几种溶液，无明显现象的是 NaCl，生成白色沉淀且迅速变 为灰绿色，最后变为红褐色的是 FeCl2，生成红褐色沉淀的是 FeCl3，生成白色沉淀不溶解的是 MgCl2， 生成白色沉淀又溶解的是 AlCl3，而氨水虽然能区分出 NaCl、FeCl2、FeCl3，但不能将 MgCl2 与 AlCl3 区分开。 5.【答案】B 【解析】由反应过程可知，Z 与 KSCN 溶液反应后溶液显红色，Z 中一定有 Fe3＋；而 X 中不一定有 Fe3＋，也可能是 Fe2＋被酸化硝酸根氧化为 Fe3＋，AgI 沉淀为黄色而不是淡黄色，AgBr 为淡黄色沉淀， 所以只有 B 项正确。 6.【答案】C 【解析】在该溶液中先加入少量 NH4SCN 溶液，溶液不变血红色，无 Fe3＋存在，再加入氯水，将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4 溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用 KMnO4 溶液。 7.【答案】C 【解析】A 项，Fe2＋遇到 KSCN 不变色，Fe2＋是否存在不确定；B 项，Fe3＋干扰 Fe2＋的检验，若原 溶液中含有 Fe3＋不含 Fe2＋，也会产生同样的现象；D 项，Mg(OH)2 为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩 盖，不确定。 8.【答案】C 【解析】过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是 Fe2＋，A 错误；制备氢氧化亚铁应避免被 氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把长胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌， B 错误；CuSO4 溶液中滴入过量 NaOH 溶液充分反应后生成 Cu(OH)2 沉淀，加热后过滤，滤纸上留 有的是 CuO(黑色)，D 错误。 9.【答案】B 【解析】实验③制得的是 Fe(OH)3 胶体，属于混合物，且属于吸热反应，选项 A、C 错误；实验① 中涉及的物质 Cl2、铁丝均为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质，选项 D 错误。 10.【答案】D 【解析】A 选项,过量的 Fe 粉会与 Fe3＋反应,最后溶液中有 Fe2＋、无 Fe3＋，错误；B 选项，不论溶液 中是否含有 Fe3＋,只要溶液中有还原性物质,都能使高锰酸钾酸性溶液褪色,错误；C 选项，钝化也属 于化学变化，错误；D 选项，加氯水后，可以把 Fe2＋氧化为 Fe3＋，正确；选 D。 11.【答案】D 【解析】A 项是 Fe3＋将 I－氧化生成了 I2；B 项红棕色斑点是 Fe2O3，C 项气体是 NO，选 D。 12.【答案】A 【解析】某晶体的溶液中没有与 Fe2＋发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2＋一定被氧化成 Fe3＋，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有 SCN－的盐，很明显判断出 B，C，D 均正确，在 Br2 与 Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2 是氧化剂，所以 Br2 的氧化性应比 Fe3＋氧化性强。 13.【答案】A 【解析】A 项，葡萄糖在碱性条件下能与新制 Cu(OH)2 反应生成红色 Cu2O 沉淀，但废液为酸性， 错误；B 项，Ag＋与 Cl－反应生成 AgCl 沉淀，正确；C 项，若无 Fe3＋，Fe 与 Cu2＋反应则会有铜沉 淀生成，正确；D 项，为 Fe2＋的间接检验，正确。 14.【答案】C 【解析】根据实验现象可得出：一定有铁离子生成，由于铁离子能氧化 I－，故 I－肯定完全被氧化， ①结论不正确，评价不正确；②结论正确，评价不正确；③结论和评价都正确；④氯气可能恰好完 全反应，结论不正确，评价正确；⑤仅由上述实验不能得到离子还原性顺序，结论不正确，评价不 正确。 15.【答案】C 【解析】A 项，铁与稀硝酸反应生成 NO，NO 与空气中 O2 反应生成 NO2,2NO＋O2===2NO2，正确； B 项，铁遇浓硝酸钝化，阻止铁继续与浓硝酸反应，正确；C 项，对比Ⅰ、Ⅱ，说明浓硝酸的氧化 性强于稀硝酸，错误；D 项，装置Ⅲ形成原电池，通过电流计指针偏转的方向，可判断铁是否被氧 化，正确。 16.【答案】(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－=== Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)浓硫酸(或浓 H2SO4) (3)平衡压强(或使浓盐酸顺利流下) 除去 Cl2 中的 HCl 气体，判断实验过程中导管是否被产品堵塞 (4)排尽实验装置中的空气 (5)打开活塞 a，通入空气把装置内残留的 Cl2 排出，保证吸收更彻底(其他合理答案均可) (6)KSCN 溶液，溶液变红 【解析】(2)FeCl3 极易潮解，气体必须干燥，因而 F 中盛放的是浓硫酸； (3)当烧瓶中产生大量气体时压强增大，分液漏斗中的液体可能无法滴下，而导管 b 将烧瓶和分液漏 斗上端连接，使压强相同，液体便能顺利滴下；装置 B 盛放饱和食盐水除去 Cl2 中的 HCl 气体，若 装置中有堵塞，体系的压强增大，长颈漏斗中的液面就会上升； (4)若先点燃 D 处酒精灯，铁丝会与装置中的空气反应，所以先点燃 A 处酒精灯的作用是利用生成 的氯气排装置中的空气； (5)因氯气有毒拆装置前必须进行尾气吸收。 (6)检验产品中含有 Fe3＋。 17.【答案】(1)c (2)Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3H＋ 100 nm (3)盐酸 蒸发浓缩 (4)H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (5)负 Cr3＋＋e－===Cr2＋ 【解析】(1)通过工业上制备无水 FeCl3 的工艺流程图可知，从反应炉中排出的尾气是反应剩余的 Cl2， 与吸收剂 X 在吸收塔中反应生成 FeCl3 溶液，则吸收剂 X 应是 FeCl2 溶液。 (2)FeCl3 溶液滴入 50 mL 沸水中，FeCl3 发生水解，再煮沸片刻得红褐色透明液体，形成氢氧化铁胶 体；胶体粒子的直径为 1～100 nm。 (3)根据 Fe3＋的水解，需先加入盐酸且保持过量，然后依次进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作。 (4)H2S 气体通入 FeCl3 溶液中，Fe3＋将 H2S 氧化为 S，Fe3＋被还原为 Fe2＋。 (5)电池工作时，电解质溶液中的阴离子移向负极；充电时，阴极阳离子得到电子发生还原反应。 18.【答案】(1)B (2)铁与磷酸反应产生氢气 双氧水分解产生氧气 氢气 (3)Fe＋H2O2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O (4)2 98.5% 【解析】(1)铁钉表面的铁的氧化物或镀层可以与酸反应，所以，要除去氧化物或镀层可以选择盐酸； (2)在 H3PO4、H2O2 溶液中加入铁丝后，可能发生反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑和 2H2O2===2H2O＋O2↑， 所出现的气体就有可能是 H2 或 O2，根据氧气的百分含量呈现逐渐减小的趋势，可知产生的气体应 当是氢气。(3)依据题中所提供的实验操作可以看出参加反应的物质有 Fe、H2O2 及酸，根据题中信 息(a)、(b)、(c)、(d)可知，在反应中部分铁与酸反应产生 Fe2＋和 H2，Fe2＋被 H2O2 氧化成 Fe2O3，Fe2O3 在酸性条件下将前面产生的 H2 氧化成水，自身被还原为 Fe2＋，所以四步反应总反应的产物为 Fe2＋ 和 H2O。(4)将题中表格所提供的三组数据进行比较分析，可以看出②和③中铁的量在①的基础上增 加了，但产生的氢气没有增加，说明酸不足，铁过量，即①中酸过量，铁钉完全溶解，所以硫酸的 物质的量浓度可以根据②或③中的有关数据进行计算，参加反应的铁则用①中的数据进行计算。 设 50 mL 溶液中硫酸的物质的量为 xmol。5 g 铁钉中铁的质量为 yg。 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 mol 1 mol xmol ＝0.1 mol ＝ x＝0.1 稀硫酸的物质的量浓度＝ ＝2 mol·L－1 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 56 g 1 mol yg ＝ y＝4.925 单质铁的质量分数＝ ×100%＝98.5% 即稀硫酸的物质的量浓度为 0.2 mol·L－1，铁钉中单质铁的质量分数为 98.5%。 19.【答案】Ⅰ.该药片在水中溶解度不大，少量溶解后的溶液中几乎不存在 Fe2＋，所以得不到预期 的实验现象 Ⅱ.(1)盐酸 KSCN 溶液 (2)在溶液形成过程中有少量 Fe2＋已经氧化成 Fe3＋，滴加 KSCN 溶液后，Fe3＋与 SCN－结合成浓度较 小的红色[Fe(SCN)]2＋ (3)加入的 H2O2 能将 Fe2＋氧化为 Fe3＋，导致溶液中 Fe3＋浓度增大，[Fe(SCN)]2＋浓度也随之增大，所 以红色加深 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Ⅲ.②SCN－被双氧水氧化 实验方案：在褪色后溶液中加入 FeCl3 溶液或在褪色后溶液中加入 KSCN 溶液； 根据预期现象判断结论：在褪色后溶液中加入 FeCl3 溶液 现象：变红色 结论：褪色原因是因为①；不变红色 结论：褪色原因是因为② (或在褪色后溶液中加入 KSCN 溶液 现象：变红色 结论：褪色原因是因为②；不变红色 结论： 褪色原因是因为① ) 【解析】Ⅰ.题目信息说该药片在水和乙醇中的溶解度不大，甲组方案设计用水溶解药片，溶液中几 乎没有 Fe2＋，所以得不到预期的实验现象。 Ⅱ.(1)乙组方案模拟药服用后在人体中溶解的变化过程，设计并完成实验。药片在盐酸作用下，形成 Fe2＋，Fe2＋再被 H2O2 氧化成 Fe3＋。(2)Fe2＋还原性很强，极易空气中 O2 氧化为 Fe3＋，在溶液形成过 程中有少量 Fe2＋已经氧化成 Fe3＋。 (3)Fe2＋还原性很强，H2O2 在酸性条件下将 Fe2＋氧化为 Fe3＋。 Ⅲ.显红色是因为[Fe(SCN)]2＋存在，[Fe(SCN)]2＋不存在，颜色退去，由溶液存在平衡： Fe3＋＋2SCN－鸠馵 Fe(SCN)]2＋，可知 Fe3＋、SCN－浓度减少均会导致颜色的改变。 20.【答案】Ⅰ.(1)250 mL 容量瓶 胶头滴管 (2)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ (3)再次加热冷却并称量，直至两次质量差小于 0.1 g ×100% Ⅱ.(4)过量的盐酸对后面 KMnO4 的滴定有干扰 (5)否 如果用铁作还原剂，会与过量的硫酸反应生成 Fe2＋，干扰铁元素的测定 (6) 【解析】首先必须认真审题，明确实验的目的与要求，并根据题目所给信息，综合已学过的知识， 通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。 第Ⅰ题根据如下关系式求解。设铁元素的质量分数为 x% 2Fe ～ Fe2O3 112 160 a×x% W2－W1 x%＝ ×100% 第Ⅱ题根据如下关系式求解。设铁元素的质量分数为 x% 5Fe ～ 5Fe2＋ ～ KMnO4 5×56 1 mol a× ×x% c×b×10－3mol x%＝ ×100%＝ 21.【答案】(1)过滤 (2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (3)棕黄色 Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋ (4)d (5)电解 CuCl2 Cu＋Cl2↑ 【解析】 22.【答案】(1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)KSCN 溶液 取样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质(或 滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质) (3)①4FeCO3·nH2O＋O2===4FeOOH＋4CO2＋(4n－2)H2O ②0.89 g (4)＜ 铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成易挥发的羰基合铁，羰基合铁易挥发， 杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到较高温度区域 T2 时，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端， 一氧化碳循环利用 【解析】(2)检验绿矾是否变质即为检验是否有 Fe3＋，检验绿矾是否完全变质即为检验产物中是否还 存在 Fe2＋，通常可用酸性高锰酸钾溶液。(3)②设样品中 FeCO3 的物质的量为 xmol，FeOOH 的物质 的量为 ymol，则 116x＋89y＝12.49，x＋y＝ ＝0.11，解得 y＝0.01 mol，样品中杂质 FeOOH 的 质量为 0.89 g；(4)反应 Fe(s)＋5CO(g)鸠馞 e(CO)5(g) ΔH＜0，铁粉和一氧化碳合成羰基合铁时放出 热量 ，低温有利于合成易挥发的羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合 铁挥发到较高温度区域 T2 时，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端，一氧化碳循环利用，故 T1＜T2。 23.【答案】(1)稀 H2SO4，铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2 而被氧化 【解析】Fe2＋易水解，要加入稀 H2SO4 防止其水解；Fe2＋易被空气中的 O2 氧化，要加铁粉，将被氧 化生成的 Fe3＋还原成 Fe2＋。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的 O2 减少。 优点：装置简单。 缺点：难以控制 FeSO4、NaOH 中不含氧气。即使加热煮沸 FeSO4、NaOH 溶液，在冷却和实验过程 中还会有少量氧气溶解。 24.【答案】(1)铁屑 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)打开 (3)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ (4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (5)①②③⑤ 【解析】(1)题目提供的药品是铁屑和 6 mol·L－1 的硫酸，由试剂的状态可以判断装置中分液漏斗盛 放的是稀硫酸，而 A 中预先加入的药品只能是铁屑。 (2)打开弹簧夹 a，能使产生的 H2 由 A 装置进入 B 装置，从而排出装置中的空气。 (3)装置 B 中，NaOH 溶液与 A 装置生成的 FeSO4 溶液反应生成 Fe(OH)2 沉淀。 (4)打开 b 处弹簧夹，空气进入，O2 能将白色的 Fe(OH)2 氧化成红褐色的 Fe(OH)3。 (5)若长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀，则 Fe(OH)2 不能与 O2 接触，①、②中利用反应产生的 H2 排 出装置中的空气，起保护气的作用；③、⑤中加入的汽油或苯覆盖在溶液的上方，防止了 Fe(OH)2 与空气的接触，从而长时间观察到白色沉淀。 25.【答案】(1)2Fe＋3Cl2 2FeCl3 (2)含有 Fe3＋和 Fe2＋ (3)a 因为还原性 Fe2＋＞Cl－，逐滴加入的酸性 KMnO4 溶液，先将 Fe2＋氧化，而使 KMnO4 紫色褪去， 故可能含有 Fe2＋(或 b 溶液中可能无 Fe2＋，加入的酸性 KMnO4 溶液，将 Cl－氧化，而使 KMnO4 紫 色褪去) 【解析】Fe3＋可以和铁单质反应生成 Fe2＋，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性又有还原性，氯气具 有强氧化性，与铁反应生成 Fe3＋。将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸， 假如铁粉剩余，在所得溶液中铁粉可以把 Fe3＋还原为 Fe2＋，所以在溶液中可能含有的金属阳离子为 ①Fe3＋；②Fe2＋；③Fe3＋和 Fe2＋。在溶液中检验 Fe3＋常使用 KSCN 溶液，若加入 KSCN 溶液后溶液 变为红色，说明溶液中含有 Fe3＋；若不变红色，说明不含 Fe3＋。向溶液 A 中加入酸性高锰酸钾溶液 时，酸性高锰酸钾可以氧化 Fe2＋，也可以氧化 Cl－，故不能确定溶液中是否含有 Fe2＋。 26.【答案】(1)提供水蒸气 提供水蒸气 (2)在溶液中 Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为 Fe2＋ 【解析】 27.【答案】(1)3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 (2)防止暴沸 (3)黑色固体变红，右端管壁有水珠 (4)稀硫酸 (5)① ② (6)胶头滴管 酸性 KMnO4 溶液，溶液褪色 (7)NaOH (8)77.8% 【解析】 28.【答案】(1)试管 (2)实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性 实验记录：①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ ②Fe2＋具有氧化性 ③铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在 FeCl3 溶液中加入铜片 联想发散：①取适量待测液于试管中，滴加少量 KSCN 溶液，无红色出现，向混合液中滴入少量氯 水，溶液变为红色，则证明有 Fe2＋(或其他合理答案) ②Fe2O3 在 FeCl2 溶液中存在平衡 FeCl2＋2H2O===Fe(OH)2＋2HCl，加热时，HCl 挥发，平衡右移， 生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁，灼烧时氢氧化铁分解生成 Fe2O3 【解析】检验 Fe2＋的方法不止一种，例如在含有 Fe2＋的溶液中加入 NaOH 溶液，可以生成白色的氢 氧化亚铁沉淀，而氢氧化亚铁具有很强的还原性，少量氢氧化亚铁立即被溶解在水中的氧气氧化， 使沉淀颜色变为灰绿色，然后逐渐被空气中的氧气氧化，直至完全转化成红褐色的氢氧化铁沉淀； 再如，在含有 Fe2＋的溶液中加入 KSCN 溶液，不会出现红色，然后滴加适量氯水，可以把 Fe2＋氧化 成 Fe3＋，Fe3＋与 SCN－反应得到红色溶液。在 FeCl2 溶液存在平衡 FeCl2＋2H2O===Fe(OH)2＋2HCl， 加热蒸干过程中，HCl 挥发，促使 Fe2＋的水解平衡向右移动，生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧 化铁，灼烧时氢氧化铁分解生成 Fe2O3。 29.【答案】(1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉 淀生成 (2)2H2O 2FeCl2 2HCl H2SO4 (3)①Fe2＋ H2SO3 ② 【解析】(3)验证“假设 2”不能使用 KMnO4 溶液，因它可以同时氧化 Fe2＋和 H2SO3。 由于用 FeCl3 溶液吸收制取 SO2 气体的尾气，Fe3＋可以氧化 H2SO3，故 Fe3＋与 H2SO3 不能大量共存， 溶液中有 H2SO3 就一定有 Fe2＋。所以用品红验证了 H2SO3 的存在就不必再验证 Fe2＋。