高中化學(xué) 第8講 鐵及其化合物練習(xí) 新人教版必修1.doc

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第8講 鐵及其化合物 A組 基礎(chǔ)題組 1.(2018北京昌平期末)在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是( ) A.FeFeCl2Fe(OH)2 B.Cl2Ca(ClO)2HClO C.SSO2H2SO4 D.NaNa2ONaOH 2.下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化,可在常溫下用鋁制貯罐貯運(yùn)濃硫酸 B.鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4 C.金屬鋁排在金屬活動(dòng)性順序中氫元素的前面,鋁與強(qiáng)酸反應(yīng)一定放出氫氣 D.將鐵粉加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,充分反應(yīng)后剩余的固體中不一定有鐵 3.向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。下列說法正確的是( ) A.反應(yīng)后溶液可能呈中性 B.反應(yīng)停止后一定有固體剩余 C.反應(yīng)過程中一定有氧化還原反應(yīng)發(fā)生 D.若只有Cu剩余,向溶液中滴入鐵氰化鉀溶液不會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 4.Fe和Mg與H2SO4反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)如下: 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡 Fe表面產(chǎn)生氣泡后迅速停止 Mg表面迅速產(chǎn)生大量氣泡 Fe表面有大量氣泡,Mg表面有少量氣泡 關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)的說法不合理的是( ) A.Ⅰ中產(chǎn)生氣體的原因是:Fe+2H+Fe2++H2↑ B.取出Ⅱ中的鐵棒放入CuSO4溶液立即析出紅色固體 C.Ⅲ中現(xiàn)象說明Mg在濃H2SO4中沒被鈍化 D.Ⅳ中現(xiàn)象說明Mg的金屬性比Fe強(qiáng) 5.實(shí)驗(yàn): ①0.005 molL-1 FeCl3溶液和0.015 molL-1 KSCN溶液各1 mL混合得到紅色溶液a,均分溶液a置于b、c兩支試管中; ②向b中滴加3滴飽和FeCl3溶液,溶液顏色加深; ③再向上述b溶液中滴加3滴1 molL-1 NaOH溶液,溶液顏色變淺且出現(xiàn)渾濁; ④向c中逐漸滴加1 molL-1 KSCN溶液2 mL,溶液顏色先變深后變淺。 下列分析不正確的是( ) A.實(shí)驗(yàn)②中增大Fe3+濃度使平衡Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3正向移動(dòng) B.實(shí)驗(yàn)③中發(fā)生反應(yīng):Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ C.實(shí)驗(yàn)③和④中溶液顏色變淺的原因相同 D.實(shí)驗(yàn)②、③、④均可說明濃度改變對(duì)平衡移動(dòng)的影響 6.(2017北京東城期末,19)從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。以FeCl3溶液為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,探究其與堿性物質(zhì)之間反應(yīng)的多樣性。實(shí)驗(yàn)如下: (1)①中反應(yīng)的離子方程式是 。 (2)②中逸出的無色氣體是 。從物質(zhì)類別的角度分析,Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的共性是 (寫一條);從化合價(jià)的角度分析,Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的差異是(寫一條) 。 (3)對(duì)于③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,同學(xué)們有諸多猜測(cè),繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn): Ⅰ.甲?、壑械募t棕色溶液少許,滴入少量鹽酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。 甲得出結(jié)論:FeCl3與Na2SO3發(fā)生了氧化還原反應(yīng),離子方程式是 。 Ⅱ.乙認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn),重新設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)了甲的結(jié)論是正確的,其實(shí)驗(yàn)方案是 。 (4)受以上實(shí)驗(yàn)的啟發(fā),同學(xué)們對(duì)pH≈8的1 mol/L NaF溶液與FeCl3溶液混合時(shí)的現(xiàn)象產(chǎn)生了興趣并進(jìn)行實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 ④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol/L NaF溶液,溶液變無色 ⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL蒸餾水,溶液顏色變淺 Ⅰ.⑤的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖? 。 Ⅱ.為探究④中溶液變無色的原因,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 資料顯示:FeF3溶液為無色。 用平衡移動(dòng)原理解釋紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因: 。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn),FeCl3溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與 有關(guān)。 B組 提升題組 7.(2017北京順義二模,28)某興趣小組制備氫氧化亞鐵沉淀: 實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 產(chǎn)生白色絮狀沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,振蕩,試管壁上有紅褐色沉淀生成 (1)實(shí)驗(yàn)1中產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是 。 (2)為了探究沉淀變灰綠色的原因,該小組同學(xué)展開如下探究: ①甲同學(xué)推測(cè)灰綠色物質(zhì)為Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。查閱資料后根據(jù)調(diào)色原理認(rèn)為白色和紅褐色的調(diào)和色不可能是灰綠色,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)灰綠色物質(zhì)中不含有Fe(OH)3,方案是 。 ②乙同學(xué)查閱文獻(xiàn):Fe(OH)2在大量S存在的情況下形成Fe6(SO4)2(OH)4O3(一種氧基堿式復(fù)鹽)。并設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證實(shí)該假設(shè):向試管中加入 ,再往試管中加入 ,振蕩,現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)1相同,結(jié)論是該假設(shè)不成立。 ③乙同學(xué)繼續(xù)查閱文獻(xiàn):Fe(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性,灰綠色可能是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的。推測(cè)所用的硫酸亞鐵溶液的濃度應(yīng)越小越好;氫氧化鈉溶液濃度應(yīng)越大越好;設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案: 試管中為10 mL NaOH溶液 滴加FeSO4溶液 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)2 6 mol/L NaOH溶液 0.2 mol/L FeSO4溶液 產(chǎn)生懸浮于溶液中的白色沉淀(帶有少量灰綠色),沉淀下沉后,大部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨? 實(shí)驗(yàn)3 6 mol/L NaOH溶液 0.1 mol/L FeSO4溶液 產(chǎn)生懸浮于溶液中的白色沉淀(帶有極少量灰綠色),沉淀下沉后,底部都為白色沉淀 該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是 ;能說明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的證據(jù)是 。丙同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案不足以證明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的,還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是 ,證明該假設(shè)成立。 (3)丙同學(xué)探究溫度對(duì)氫氧化亞鐵制備實(shí)驗(yàn)的影響:取少量灰綠色沉淀,在水浴中加熱,顏色由灰綠變白,且有絮狀白色沉淀下沉,原因?yàn)? 。 (4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究,若盡可能制得白色Fe(OH)2沉淀,需要控制的實(shí)驗(yàn)條件是 。 8.(2017北京理綜,28)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。 (1)檢驗(yàn)產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體,洗滌后, (填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明溶液中含有 。 (2)針對(duì)“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是 (用離子方程式表示)。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn): ①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān),對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下: 序號(hào) 取樣時(shí)間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀,較3 min時(shí)量少;溶液紅色較3 min時(shí)加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀,較30 min時(shí)量少;溶液紅色較30 min時(shí)變淺 (資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN) ②對(duì)Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè): 假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)b:空氣中存在O2,由于 (用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)c:酸性溶液中的N具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)d:根據(jù) 現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。 ③下述實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。 實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向硝酸酸化的 溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min時(shí)溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無色。 實(shí)驗(yàn)Ⅱ:裝置如下圖。其中甲溶液是 ,操作及現(xiàn)象是 。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因: 。 答案精解精析 A組 基礎(chǔ)題組 1.B A項(xiàng),鐵與氯氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)只能生成FeCl3;B項(xiàng),Cl2與氫氧化鈣反應(yīng)能生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2與CO2反應(yīng)可以生成HClO;C項(xiàng),SO2與水反應(yīng)生成H2SO3;D項(xiàng),金屬鈉在加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成Na2O2,常溫下緩慢氧化生成Na2O。 2.C A項(xiàng),濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能使鋁發(fā)生鈍化,因此常溫下可用鋁制貯罐貯運(yùn)濃硫酸;B項(xiàng),鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵,鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣;C項(xiàng),金屬鋁和氧化性酸(硝酸、濃硫酸等)反應(yīng)得不到氫氣;D項(xiàng),各物質(zhì)的用量不確定,所以充分反應(yīng)后剩余固體中不一定有鐵。 3.C A項(xiàng),反應(yīng)后生成的鹽屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,溶液顯酸性;B項(xiàng),涉及的反應(yīng)有:Fe+2H+Fe2++H2↑,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,Fe2O3足量時(shí),不會(huì)有固體剩余;C項(xiàng),Fe與H+的反應(yīng)及Cu與Fe3+的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng);D項(xiàng),若有銅剩余,則溶液中無Fe3+,有Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。 6.答案 (1)3Mg(OH)2+2Fe3+2Fe(OH)3(膠體)+3Mg2+ (2)CO2 都為強(qiáng)堿弱酸鹽,都能與強(qiáng)酸反應(yīng) Na2CO3無還原性;Na2SO3具有較強(qiáng)的還原性 (3)Ⅰ.2Fe3++S+H2O2Fe2++S+2H+ Ⅱ.?、壑械募t棕色溶液少許,滴加鐵氰化鉀溶液,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 (4)Ⅰ.排除加水稀釋對(duì)溶液顏色變化的影響 Ⅱ.無色溶液中存在平衡:Fe3++3F-FeF3,加入NaOH后,Fe3+更易與OH-結(jié)合生成難溶的Fe(OH)3 (5)堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì) 解析 (2)Na2CO3與Na2SO3都為強(qiáng)堿弱酸鹽,都能與強(qiáng)酸反應(yīng);但Na2CO3中碳元素為最高正價(jià),無還原性;Na2SO3中硫元素為+4價(jià),處于中間價(jià)態(tài),具有較強(qiáng)還原性。 (3)S被Fe3+氧化的離子方程式為2Fe3++S+H2O2Fe2++S+2H+,反應(yīng)中Na2SO3過量,甲中的沉淀也可能是BaSO3,故應(yīng)檢驗(yàn)Fe3+是否被還原為Fe2+。 (5)通過實(shí)驗(yàn)可以看到,FeCl3溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH及離子的性質(zhì)有關(guān)。 B組 提升題組 7.答案 (1)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 解析 (1)實(shí)驗(yàn)1中氫氧化鈉與硫酸亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀,離子方程式為Fe2++2OH-Fe(OH)2↓。 (2)①證實(shí)灰綠色物質(zhì)中不含有Fe(OH)3,可將沉淀溶解,檢驗(yàn)其中是否含有鐵離子。 ②用等濃度、等體積的氯化亞鐵與等濃度、等體積的氫氧化鈉溶液反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)1對(duì)比即可證實(shí)假設(shè)是否成立。 ③由實(shí)驗(yàn)可知:在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下,硫酸亞鐵溶液的濃度越小,產(chǎn)生白色沉淀的現(xiàn)象越明顯;實(shí)驗(yàn)2中沉淀下沉后,大部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨?實(shí)驗(yàn)3中沉淀下沉后,底部都為白色沉淀,說明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的;要證實(shí)假設(shè)成立,需要向?qū)嶒?yàn)2(或?qū)嶒?yàn)3)的白色沉淀中繼續(xù)加入過量的硫酸亞鐵溶液,白色沉淀變成灰綠色。 (3)Fe2+在加熱時(shí)易發(fā)生水解,生成Fe(OH)2,因此顏色變白,同時(shí)沉淀的量增加,導(dǎo)致出現(xiàn)絮狀白色沉淀。 8.答案 (1)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀 ②Fe2+ (2)2Fe3++Fe3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀 ③0.05 molL-1 NaNO3 FeSO4溶液