2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物鞏固提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE10-第一節(jié)鐵及其化合物夯實(shí)基礎(chǔ)輕松達(dá)標(biāo)1.有關(guān)鐵的氧化物的說法正確的是()A.Fe3O4是黑色固體,有磁性B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸C.FeO是堿性氧化物,可與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中鐵的化合價(jià)相同答案A解析Fe2O3能溶于酸,B錯(cuò)誤;FeO是堿性氧化物,但不能與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)2,C錯(cuò)誤;FeO中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)、Fe2O3中鐵的化合價(jià)為+3價(jià)、Fe3O4中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià),D錯(cuò)誤。2.某溶液中,滴加KSCN溶液時(shí)無明顯現(xiàn)象發(fā)生,再滴入少量氯水,溶液馬上顯紅色。則原溶液中肯定含有的是()A.Fe2+ B.Fe3+ C.K+ D.NH答案A解析某溶液中加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再滴加氯水,溶液馬上變?yōu)榧t色,說明原溶液含有亞鐵離子,加入氯水發(fā)生反應(yīng)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,生成的鐵離子和SCN-生成紅色溶液。3.下列反應(yīng),其產(chǎn)物的顏色按紅色、紅褐色、淡黃色、藍(lán)色依次排列的是()①金屬鈉在純氧中燃燒②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空氣中放置一段時(shí)間③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④無水硫酸銅放入醫(yī)用酒精中A.②③①④ B.③②①④C.③①②④ D.①②③④答案B解析①鈉在純氧中燃燒生成淡黃色的Na2O2;②FeSO4與NaOH反應(yīng)生成Fe(OH)2,在空氣中放置一段時(shí)間生成紅褐色Fe(OH)3;③FeCl3與KSCN反應(yīng)生成紅色Fe(SCN)3;④CuSO4遇醫(yī)用酒精中的水變藍(lán)色。4.下列物質(zhì)反應(yīng)后肯定有+3價(jià)鐵生成的是()①過量的Fe與Cl2反應(yīng)②Fe與過量稀硫酸反應(yīng)③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A.只有① B.只有①③C.只有①②③ D.①②③④答案B解析①中Cl2氧化性強(qiáng),它能將鐵由0價(jià)氧化為+3價(jià),由于不是在溶液中反應(yīng),因此過量的鐵不會(huì)將氯化鐵還原。②中Fe與稀硫酸反應(yīng)只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先發(fā)生Fe與鹽酸生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸生成FeCl3的反應(yīng),但題中未給出反應(yīng)物間相對(duì)量的關(guān)系,若鐵是過量的,則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。5.某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下圖所示的試驗(yàn),試驗(yàn)后組員之間的溝通不合理的是()A.甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃,且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B.乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵C.丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中,加適量的水,加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)D.丁同學(xué)認(rèn)為試管中濕棉花的作用是產(chǎn)生水蒸氣答案C解析鐵與水蒸氣在高溫條件下可反應(yīng),與液態(tài)水加熱也不反應(yīng)。6.(2024浙江溫州“十校聯(lián)合體”期末聯(lián)考)下列物質(zhì)中,不能由金屬跟非金屬單質(zhì)干脆化合得到的是()A.Na2O2 B.NaCl C.FeCl2 D.Fe3O4答案C解析過氧化鈉可由鈉和氧氣在加熱條件下干脆化合得到;氯化鈉可由鈉和氯氣在加熱條件下干脆化合得到;氯化亞鐵無法由金屬跟非金屬單質(zhì)干脆化合得到,鐵和氯氣在加熱條件下會(huì)生成氯化鐵;四氧化三鐵可由鐵和氧氣在點(diǎn)燃條件下干脆化合得到。7.(2024福建四地六市聯(lián)考)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(jì)如下試驗(yàn)方案,其中符合試驗(yàn)要求而且完全正確的是()試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象離子反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)論A在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2++Cl22Fe3++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++ZnFe+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Fe3++Fe2Fe2+鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍(lán)色溶液變成棕黃色溶液2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性答案A解析A項(xiàng),在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水,氯化亞鐵溶液為淺綠色,+2價(jià)的鐵被氯水氧化,生成+3價(jià)的鐵,溶液變成棕黃色,所以正確;B項(xiàng),鋅具有還原性,氯化亞鐵溶液中+2價(jià)的鐵具有氧化性,能氧化鋅,同時(shí)析出黑色固體鐵,試驗(yàn)現(xiàn)象描述不全、且試驗(yàn)結(jié)論應(yīng)為Fe2+具有的,所以錯(cuò)誤;C項(xiàng),離子方程式左右電荷不守恒,正確應(yīng)為2Fe3++Fe3Fe2+,所以錯(cuò)誤;D項(xiàng),試驗(yàn)現(xiàn)象中,溶液的顏色不正確,反應(yīng)前氯化鐵溶液為棕黃色,反應(yīng)后氯化亞鐵溶液為淺綠色,氯化銅溶液為藍(lán)綠色,所以錯(cuò)誤。8.(2024山東臨沂第一中學(xué)高一檢測(cè))電子工業(yè)常用FeCl3溶液腐蝕絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板。從腐蝕廢液(主要含F(xiàn)eCl3、FeCl2、CuCl2)中回收銅,并重新獲得FeCl3溶液。廢液處理流程如下:(1)步驟(Ⅰ)中分別操作名稱是。

(2)沉淀B中主要含有,氣體D是。

(3)寫出步驟(Ⅲ)中生成FeCl3的化學(xué)方程式。

(4)步驟(Ⅲ)中,將氯氣換成H2O2也能達(dá)到同樣的目的,寫出H2O2將Fe2+氧化為Fe3+的離子方程式:。

答案(1)過濾(2)Cu、FeH2(3)2FeCl2+Cl22FeCl3(4)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O解析從腐蝕廢液中回收銅,并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為FeCl3溶液,由流程可知,先加入過量的Fe與氯化鐵、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞鐵、銅,進(jìn)行過濾分別,則濾液A為FeCl2溶液,沉淀B中含F(xiàn)e、Cu,加過量鹽酸,鐵溶解,產(chǎn)生氯化亞鐵和氫氣,過濾得到金屬Cu,濾液C中含F(xiàn)eCl2、HCl,為不引入雜質(zhì),合并后通入足量Cl2,將FeCl2全部轉(zhuǎn)化為FeCl3。(1)步驟(Ⅰ)中分別溶液和沉淀的操作名稱是過濾。(2)鐵與氯化銅發(fā)生置換反應(yīng)生成氯化亞鐵和銅,反應(yīng)中鐵過量,則由流程分析可知,沉淀B中含過量的鐵和產(chǎn)生的銅。沉淀B中加入鹽酸,鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,因此氣體D是氫氣。(3)氯氣具有強(qiáng)氧化性,通入的足量Cl2把氯化亞鐵全部轉(zhuǎn)化為FeCl3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl2+Cl22FeCl3。(4)雙氧水也具有氧化性,H2O2將Fe2+氧化為Fe3+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。提升實(shí)力跨越等級(jí)1.(雙選)下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述中,不正確的是()A.鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是黑色的Fe2O3B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng),放出的氣體點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲C.鐵與水蒸氣的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)D.常溫下,Fe與H2O不反應(yīng),但在空氣中的O2、H2O共同作用下能發(fā)生反應(yīng)答案AC解析鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不純的H2在空氣中點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;常溫下,鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕,D項(xiàng)正確。2.將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L-1的氯化鐵溶液中,充分反應(yīng)后,其結(jié)果是()A.鐵粉剩余,溶液呈淺綠色,Cl-基本不變B.向溶液中滴入無色KSCN溶液,仍無色C.Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為6∶1D.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5答案C解析n(Fe)=0.02mol,n(FeCl3)=0.05mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+過量0.01mol,鐵粉全部溶解,反應(yīng)生成Fe2+0.06mol;Fe3+過量,滴入無色KSCN溶液,溶液顯紅色;氧化生成的Fe2+和還原生成的Fe2+的物質(zhì)的量之比為1∶2。3.(雙選)(2024云南文山州廣南一中高一期中)在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在,下列推斷正確的是()A.加入KSCN溶液可能變紅色B.溶液中肯定含有Fe2+C.溶液中肯定不含Cu2+D.剩余固體中不肯定含有Fe答案BD解析①當(dāng)固體為鐵、銅時(shí),溶液中的Fe3+、Cu2+全部參與反應(yīng)生成Fe2+和Cu,所以溶液中肯定沒有Fe3+、Cu2+,肯定含有Fe2+;②當(dāng)固體為銅時(shí),溶液中肯定沒有Fe3+,Cu2+恰好全部或部分與Fe反應(yīng)生成Fe2+和Cu,所以溶液中肯定沒有Fe3+,可能含有Cu2+,肯定含有Fe2+。由于金屬有剩余,溶液中肯定不存在Fe3+,所以加入KSCN溶液肯定不變紅色,故A錯(cuò)誤;溶液中肯定存在Fe2+,故B正確;溶液中可能有Cu2+,故C錯(cuò)誤;依據(jù)以上分析可知假如鐵不足,剩余的固體中沒有鐵,故D正確。4.將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中,完全反應(yīng)后,溶液中的Fe3+和Fe2+濃度相等。則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比是()A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1答案A解析設(shè)參與反應(yīng)的Fe3+和未參與反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量分別為x、y。2FeCl3+Fe3FeCl2 2 3 x 32由題意32x=y,所以x∶y=2∶5.選擇合適試劑完成甲、乙兩組試驗(yàn)。甲組:檢驗(yàn)含F(xiàn)e3+的溶液中是否含有Fe2+;乙組:檢驗(yàn)含F(xiàn)e2+的溶液中是否含有Fe3+。下列試劑及加入試劑依次能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡氖?)試劑選項(xiàng)甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液氫氧化鈉溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案B解析甲組,在Fe3+存在的條件下,檢驗(yàn)Fe2+,要解除Fe3+干擾。所選試劑具備下列條件:一是能與Fe2+發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng);二是與Fe3+不反應(yīng),不干擾現(xiàn)象視察。酸性KMnO4溶液符合條件:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O?，F(xiàn)象:溶液紫色變淺(或褪色)。乙組:在Fe2+存在的條件下,檢驗(yàn)Fe3+,用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+,Fe2+6.(雙選)(2024湖南益陽4月模擬)高磷鮞狀赤鐵礦(主要含有Fe2O3,還含有少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我國一種重要的沉積型鐵礦資源,以高磷鮞狀赤鐵礦為原料制備純度較高的鐵紅,其流程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀)()A.鐵紅可用于油漆、油墨、建筑物著色劑B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀C.洗滌濾渣時(shí)要用玻璃棒不斷攪拌D.氧化時(shí)不能選用試劑H2O2、NaClO溶液答案CD解析鐵紅的主要成分是氧化鐵,為紅棕色,可用于油漆、油墨、建筑物的著色劑,A項(xiàng)正確;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀,B項(xiàng)正確;洗滌濾渣時(shí)不能用玻璃棒不斷攪拌,否則易導(dǎo)致濾紙破損,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氧化Fe2+時(shí)可選用H2O2、NaClO溶液,反應(yīng)原理分別為:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.將鐵粉投入盛有Cu2+、Fe3+的溶液中,反應(yīng)完畢時(shí),若燒杯底部有鐵粉剩余,溶液中肯定不含有的金屬離子是;若燒杯中沒有鐵粉剩余,則溶液中肯定含有的金屬離子是;若溶液中不含有Cu2+,則溶液中肯定不含有的金屬離子還有。

答案Fe3+、Cu2+Fe2+Fe3+解析溶液中兩種離子的氧化性由強(qiáng)到弱的依次是Fe3+>Cu2+,Fe先與氧化性強(qiáng)的離子反應(yīng),之后才與氧化性弱的離子反應(yīng),離子方程式依次為①Fe+2Fe3+3Fe2+,②Fe+Cu2+Fe2++Cu。當(dāng)Fe剩余時(shí),溶液中Fe3+、Cu2+均不存在;若燒杯中沒有鐵粉,說明至少會(huì)發(fā)生反應(yīng)①,是否發(fā)生反應(yīng)②不確定,故溶液中肯定存在的是Fe2+,其他離子均不能確定;若溶液中不含Cu2+,說明反應(yīng)①②已進(jìn)行完全,則Fe3+不會(huì)存在。8.(2024黑龍江鶴崗一中月考)肯定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒后,將所得固體完全溶于稀鹽酸,制得溶液A。(1)鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式是。

(2)推想A中可能含有的金屬陽離子:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③。甲同學(xué)為探究溶液的組成,試驗(yàn)如下:

試驗(yàn)步驟試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)離子方程式取少量溶液A于試管中,加入KSCN溶液

假設(shè)②不成立,假設(shè)①或③成立;反應(yīng)的離子方程式是

(3)乙同學(xué)接著探究溶液A的組成。查閱資料:16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O試驗(yàn)過程:另取少量溶液A于試管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振蕩,KMnO4溶液紫紅色褪去。試驗(yàn)結(jié)論:(填寫字母序號(hào))。

a.可能有Fe2+b.可能無Fe2+c.肯定有Fe2+依據(jù)你選擇的試驗(yàn)結(jié)論,簡述理由:。

答案(1)2Fe+3Cl22FeCl3(2)含有Fe3+和Fe2+試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)離子方程式溶液呈紅色Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(3)a因?yàn)檫€原性Fe2+>Cl-,逐滴加入的酸性KMnO4溶液,先將Fe2+氧化,而使溶液紫紅色褪去,故可能含有Fe2+(或b加入的酸性KMnO4溶液,將Cl-氧化,而使溶液紫紅色褪去)解析(1)鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵,化學(xué)方程式為2Fe+3Cl22FeCl3。(2)將肯定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒后所得固體完全溶于稀鹽酸,假如鐵粉剩余,Fe可與稀鹽酸反應(yīng)生成Fe2+,且在所得溶液中鐵粉可以把Fe3+還原為Fe2+,所以在溶液中可能含有的金屬陽離子為①只有Fe3+;②只有Fe2+;③含有Fe3+和Fe2+。在溶液中檢驗(yàn)Fe3+常運(yùn)用KSCN溶液,因假設(shè)②不成立,說明溶液中至少含有Fe3+,所以加入KSCN溶液后溶液變?yōu)榧t色。(3)向溶液A中加入酸性高錳酸鉀溶液時(shí),酸性高錳酸鉀可以氧化Fe2+,也可以氧化Cl-,故不能確定溶液中是否含有Fe2+。貼近生活拓展創(chuàng)新★(2024山東濟(jì)南歷城二中月考)試驗(yàn)室用綠礬(FeSO4·7H2O)為原料制備補(bǔ)血?jiǎng)└拾彼醽嗚F[(H2NCH2COO)2Fe],有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下:甘氨酸(H2NCH2COOH)檸檬酸甘氨酸亞鐵易溶于水,微溶于乙醇,兩性化合物易溶于水和乙醇,有酸性和還原性易溶于水,難溶于乙醇試驗(yàn)過程:Ⅰ.配制含0.10molFeSO4的綠礬溶液。Ⅱ.制備FeCO3:向配制好的綠礬溶液中,緩慢加入200mL1.1mol·L-1NH4HCO3溶液,邊加邊攪拌,反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。Ⅲ.制備(H2NCH2COO)2Fe:試驗(yàn)裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略),將試驗(yàn)Ⅱ得到的沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體將C中空氣排凈,接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。回答下列問題:(1)試驗(yàn)Ⅰ中:試驗(yàn)室配制綠礬溶液時(shí),為防止FeSO4被氧化變質(zhì),應(yīng)加入的試劑為(寫化學(xué)式)。

(2)試驗(yàn)Ⅱ中:生成沉淀的離子方程式為。

(3)試驗(yàn)Ⅲ中:①檢查裝置A的氣密性的方法是。

②裝置A中所盛放的藥品是(填序號(hào))。

a.Na2CO3和稀硫酸b.CaCO3和稀硫酸c.CaCO3和稀鹽酸③確認(rèn)C中空氣排盡的試驗(yàn)現(xiàn)象是。

④加入檸檬酸溶液一方面可促進(jìn)FeCO3溶解,另一個(gè)作用是。

⑤洗滌試驗(yàn)Ⅲ中得到的沉淀,所選