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文檔簡介

跟蹤檢測(七)鐵及其重要化合物1.下列離子方程式正確的是()A.鐵屑與稀硫酸反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑B.FeCl3溶液腐蝕銅板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+C.FeO與稀硝酸反應(yīng):FeO+2H+=Fe2++H2OD.Fe3O4與稀硝酸反應(yīng):3Fe3O4+28H++NOeq\o\al(-,3)=9Fe3++NO↑+14H2O解析:選DA項,應(yīng)為Fe+2H+=Fe2++H2↑;B項,應(yīng)為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;C項,應(yīng)為3FeO+10H++NOeq\o\al(-,3)=3Fe3++NO↑+5H2O。2.為了驗證Fe3+的性質(zhì),某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖所示的一組實驗,其中實驗方案設(shè)計錯誤的是()A.④ B.③C.③④ D.①②③④⑤解析:選C③不反應(yīng),實驗方案及現(xiàn)象均錯誤;④檢驗的是Cl-,與Fe3+的性質(zhì)無關(guān)。3.將銅和氧化鐵的混合物溶于足量稀鹽酸,再向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.容器中可能有固體殘渣B.所得溶液中存在Fe2+、Fe3+、Cu2+C.原固體中n(Fe2O3)>n(Cu)D.再加入銅后,溶液紅色逐漸褪去解析:選A將銅和氧化鐵的混合物溶于足量稀鹽酸中,發(fā)生反應(yīng)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出現(xiàn)紅色,說明鐵離子過量,銅在溶液中一定全部溶解,容器中不可能有固體殘渣,A錯誤,B正確;根據(jù)化學(xué)方程式可得關(guān)系式Fe2O3~2Fe3+~Cu,鐵離子過量,所以原固體中n(Fe2O3)>n(Cu),C正確;再加入Cu和Fe3+反應(yīng),溶液紅色褪去,D正確。4.檢驗用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵,可選用的試劑是()A.NaOH B.KMnO4C.KSCN D.苯酚解析:選B加入NaOH,因含有Fe3+,可生成紅褐色沉淀,不能檢驗是否含有Fe2+,A錯誤;Fe2+具有還原性,可與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng),KMnO4溶液褪色,可鑒別,B正確;Fe2+與KSCN、苯酚不反應(yīng),不能鑒別,只能鑒別Fe3+,C、D錯誤。5.為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性,某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案,其中符合實驗要求且完全正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象離子反應(yīng)實驗結(jié)論A在氯化亞鐵溶液中通入氯氣淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe2+具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2++Zn=Fe+Zn2+Zn具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉棕黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3++Fe=3Fe2+鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍色溶液變成棕黃色溶液2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性解析:選A氯氣能夠氧化Fe2+(淺綠色)為Fe3+(棕黃色),A項正確;B項鋅置換出鐵,鋅逐漸溶解,溶液變?yōu)闊o色,且析出黑色固體鐵,實驗現(xiàn)象錯誤;C項離子方程式錯誤,正確的應(yīng)為2Fe3++Fe=3Fe2+;D項實驗現(xiàn)象應(yīng)該是銅粉逐漸溶解,溶液由棕黃色變?yōu)樗{色。6.在Fe2(SO4)3溶液中,加入ag銅,完全溶解后,再加bg鐵,充分反應(yīng)后得到cg殘余固體,且a>c,下列說法正確的是()A.殘余固體是銅和鐵B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+C.將殘余固體加入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+解析:選B因為a>c,說明bg鐵完全反應(yīng),溶液中含Cu2+、Fe2+,不含F(xiàn)e3+,B正確。7.下列關(guān)于Fe3+、Fe2+性質(zhì)實驗的說法錯誤的是()A.用如圖裝置可以制備Fe(OH)2B.配制FeCl3溶液時,先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中,再加水稀釋到所需要的濃度C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯血紅色,此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2+被氧化解析:選C反應(yīng)開始時生成的H2進入B中,可排出其中的空氣,防止生成的Fe(OH)2被氧化,一段時間后關(guān)閉止水夾C,A中硫酸亞鐵進入B中可生成Fe(OH)2,A正確;FeCl3易水解,為防止水解配制溶液時先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中,再加水稀釋到所需要的濃度,B正確;Fe3+與鐵反應(yīng)可生成Fe2+,則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2+被氧化,D正確。8.在檢驗用FeCl3溶液生產(chǎn)銅制印刷線路板后所得廢液成分的實驗中,下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是()A.向廢液中加入少量的葡萄糖溶液,無紅色沉淀產(chǎn)生,說明廢液中不含Cu2+B.向廢液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明廢液中含有Cl-C.向廢液中加少量鐵粉,充分反應(yīng)后無固體剩余,說明廢液中含有Fe3+D.向廢液中滴加KSCN溶液,無現(xiàn)象,再加入氯水后溶液呈血紅色,說明廢液中含有Fe2+解析:選A葡萄糖溶液與銅離子不反應(yīng),不能檢驗,A錯誤;向廢液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,白色沉淀為AgCl,說明廢液中含有Cl-,B正確;向廢液中加少量鐵粉,充分反應(yīng)后無固體剩余,則發(fā)生Fe+2Fe3+=3Fe2+,說明廢液中含有Fe3+,不發(fā)生Fe與銅離子的反應(yīng),C正確;向廢液中滴加KSCN溶液,無現(xiàn)象,則溶液中不含F(xiàn)e3+,再加入氯水后溶液呈血紅色,說明廢液中含有Fe2+,D正確。9.下列離子的檢驗方法合理的是()A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+B.向某溶液中滴加氯水,然后再加入KSCN溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液,得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明該溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+解析:選CA項,加入KSCN溶液后呈紅色,說明含有Fe3+,但不能說明是否含有Fe2+。B項,滴加氯水后再加入KSCN溶液變紅色,說明所得的溶液中含F(xiàn)e3+,而原溶液中是否含有Fe3+、Fe2+不能判斷。C項,加NaOH溶液得紅褐色沉淀,說明含有Fe3+。D項,當(dāng)溶液中含有Fe2+和其他能與堿反應(yīng)生成白色沉淀的離子時,同樣會出現(xiàn)上述現(xiàn)象,因為Fe(OH)2轉(zhuǎn)變成Fe(OH)3時,顏色很容易掩蓋其他的白色沉淀。10.實驗室用某冶金廠的廢渣(Fe2O3、Al2O3和少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)[Fe(OH)(SO4)]n和高純度的Al2O3,過程如下:(1)寫出酸浸時廢渣中主要成分發(fā)生反應(yīng)的一個離子方程式:____________________,過程①中FeS轉(zhuǎn)化為Fe3+和硫單質(zhì),寫出此反應(yīng)的離子方程式:________________。(2)將濾渣灼燒可得到純度較高的晶體,產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中,溶液不會褪色的是____(填字母)。A.品紅溶液B.酸性KMnO4溶液C.紫色石蕊溶液D.溴水(3)加入K2CO3,溶液中Fe3+、Al3+的相對含量的變化如下圖所示,則x值的范圍為____________,控制溶液的溫度為70~80℃的目的是______________________。(4)過程③中若用NaOH代替氨水會造成鋁元素的損失,其原因是______________________(用離子方程式表示)。解析:(2)廢渣中的SiO2不能與酸反應(yīng),故濾渣中含有未溶解的SiO2和生成的S,故濾渣灼燒時生成SO2,能使品紅溶液褪色(體現(xiàn)SO2的漂白性),也能使KMnO4溶液和溴水褪色(利用SO2的還原性),但不能使紫色石蕊溶液褪色。(3)在流程圖中可知,調(diào)節(jié)pH=x是為了使Fe3+沉淀完全而不能使Al3+沉淀,結(jié)合圖示可知控制pH范圍為2.5~3.5;溫度太低水解速率太慢,溫度太高Fe3+容易水解得到Fe(OH)3膠體而不能形成聚鐵。(4)調(diào)節(jié)溶液的pH,過濾后的溶液中主要含有Al3+,若加入NaOH,過量的NaOH能將Al(OH)3溶解得到NaAlO2,從而造成Al損失。答案:(1)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(或Al2O3+6H+=2Al3++3H2O)4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O(2)C(3)2.5~3.5溫度太低不利于水解,溫度過高難于生成聚鐵(4)Al(OH)3+OH-=AlOeq\o\al(-,2)+2H2O11.鐵及其化合物在日常生活中很常見。(1)氧化鐵是重要工業(yè)顏料,用廢鐵屑制備它的流程如下:①操作Ⅱ所包含的兩項主要基本操作是______________。上述流程中,F(xiàn)e(OH)2轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3時的化學(xué)方程式為____________________________。②將FeCl2溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。(2)有些同學(xué)認為用KMnO4溶液能進行綠礬(FeSO4·7H2O)產(chǎn)品中鐵元素含量的測定,反應(yīng)的離子方程式為____________________________________,該滴定過程中是否還需要指示劑________(填“是”或“否”)。實驗步驟如下:a.考慮綠礬產(chǎn)品可能因為保存不當(dāng)而被空氣中氧氣所氧化,所以事先取少量綠礬產(chǎn)品溶于水,滴加________溶液進行驗證;b.稱取2.850g綠礬產(chǎn)品,溶解,在250mL容量瓶中定容;c.量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中;d.用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL。①實驗前,首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250mL,配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需______________。②某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式,最合理的是____(填字母)。③計算上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為________。解析:(2)高錳酸鉀溶液具有強氧化性,將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為5Fe2++MnOeq\o\al(-,4)+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;高錳酸鉀為紫色,當(dāng)?shù)味ǖ浇K點時,F(xiàn)e2+被完全氧化,加入的最后一滴高錳酸鉀不反應(yīng),溶液變?yōu)闇\紫紅色,不需要另外加入指示劑。②用高錳酸鉀滴定試樣,酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,應(yīng)盛放在酸式滴定管中。③n(MnOeq\o\al(-,4))=0.01000mol·L-1×0.02L=2×10-4mol,由5Fe2++MnOeq\o\al(-,4)+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知,n(Fe2+)=5×2×10-4mol=1×10-3mol,所以250mL溶液中含有n(Fe2+)=1×10-3mol×eq\f(250mL,25.00mL)=1×10-2mol,則m(FeSO4·7H2O)=278g·mol-1×1×10-2mol=2.78g,樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(2.78g,2.850g)×100%=97.5%。答案:(1)①過濾、洗滌4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3②4FeCl2+4H2O+O2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe2O3+8HCl(2)5Fe2++MnOeq\o\al(-,4)+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O否KSCN①250mL容量瓶②b③97.5%12.綠礬被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)上兩種制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示,根據(jù)題意回答下列問題:方法一:利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS2)制取綠礬(1)試劑a和試劑b分別是________________,操作1的名稱是________。(2)有一種細菌在有氧氣存在的稀硫酸中,可以將CuFeS2氧化成硫酸鹽,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________。方法二:利用工業(yè)廢鐵屑制取綠礬(3)加入適量Na2CO3溶液的作用是____________。(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器名稱有_____________________________。(5)通過檢驗COeq\o\al(2-,3)來判斷操作Ⅰ是否洗滌干凈,檢驗的方法是_________________________________________________________________________________________。解析:(1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3,而目標產(chǎn)物為綠礬(FeSO4·7H2O),所以試劑a為稀H2SO4,起溶解作用,b為鐵粉,起還原作用;由流程圖可知操作1為過濾,其作用為除去過量的鐵粉。(2)由題意可知,在細菌的作用下,氧氣氧化黃銅礦的反應(yīng)方程式為4CuFeS2+17O2+2H2SO4=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。(3)COeq\o\al(2-,3)水解時使溶液呈堿性,可以除去油污。(4)因為操作Ⅰ為過濾與洗滌,所用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。答案:(1)稀H2SO4、鐵粉過濾(2)4CuFeS2+17O2+2H2SO4=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O(3)除去油污(4)燒杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中,滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則已經(jīng)洗滌干凈;若有白色沉淀生成,則未洗滌干凈13.(2018·東北三省四市一模)煉鋅廠的銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素,其含量依次減少。對這些元素進行提取分離能減少環(huán)境污染,同時制得ZnSO4·7H2O實現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。已知FeAsO4難溶于水;ZnSO4·7H2O易溶于水,難溶于酒精。金屬離子Fe3+Zn2+Mn2+Cu2+Cd2+開始沉淀pH2.76.57.75.26.9沉淀完全pH3.28.09.86.49.4請回答下列問題:(1)提高浸出率可以采用的方法是(寫出

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