新教材2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化分層作業(yè)16鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系魯科版必修第一冊(cè)

鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.以下轉(zhuǎn)化過程不行以通過化合反應(yīng)一步實(shí)現(xiàn)的是()A.Fe→FeCl3 B.Fe→FeCl2C.Fe2O3→Fe(OH)3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)32.下列物質(zhì)溶于稀鹽酸后,滴加KSCN溶液沒有顏色改變,再加氯水呈紅色的是()A.Fe3O4 B.Fe2O3C.FeCl3 D.FeO3.有Fe、H2、Ba(OH)2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液及稀硫酸等六種物質(zhì),在常溫下兩種物質(zhì)間能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)最多有()A.4個(gè) B.5個(gè) C.6個(gè) D.7個(gè)4.下列試劑中,能使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的是()①氯氣②NaCl溶液③KMnO4溶液④次氯酸⑤鹽酸⑥NaNO3溶液A.①②③ B.①③④C.②④⑤ D.②⑤⑥5.[2024湖北鄂州高一期末]FeCl3溶液蝕刻印刷電路板,發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Cu══2FeCl2+CuCl2。分別取適量蝕刻后的溶液進(jìn)行試驗(yàn),下列試驗(yàn)結(jié)論肯定正確的是()A.通入Cl2,再滴入KSCN溶液,溶液變紅,說明所得溶液中已不含F(xiàn)e2+B.加入鐵粉,充分反應(yīng),有固體剩余,說明所得溶液中已不含F(xiàn)e3+C.滴加足量氯水,充分反應(yīng),則所得溶液中n(Fe3+)=2n(Cu2+)D.滴加足量NaOH溶液,充分反應(yīng),理論上所得沉淀中n[Fe(OH)2]=n[Cu(OH)2]6.某同學(xué)向一新制的FeSO4溶液中逐滴滴加NaOH溶液直至過量,生成的白色沉淀快速變成灰綠色,一段時(shí)間后,有紅褐色物質(zhì)生成。下列說法正確的是()A.灰綠色沉淀為Fe(OH)2B.紅褐色物質(zhì)灼燒后可得到鐵單質(zhì)C.在隔絕空氣的條件下進(jìn)行上述試驗(yàn),可長時(shí)間視察Fe(OH)2沉淀的顏色D.沉淀顏色改變的過程中未發(fā)生氧化還原反應(yīng)7.依據(jù)下列試驗(yàn):①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入過量鐵粉,充分反應(yīng),有紅色固體析出,過濾。②?、僦袨V液,向其中滴加KSCN溶液,視察現(xiàn)象。推斷下列說法正確的是()A.氧化性Cu2+>Fe3+B.①中所得固體只含銅C.①中濾液含有Cu2+和Fe2+D.②中不會(huì)視察到溶液變紅8.向肯定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入400mL1mol·L-1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含F(xiàn)e3+。若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物,固體削減的質(zhì)量為()A.2.4g B.3.2g C.4.8g D.6.4g9.[2024河北唐山高一期末]部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A.a可與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成eB.b是一種黑色粉末,在空氣中受熱,快速被氧化生成eC.向c的溶液中加入新制氯水可生成d,此反應(yīng)中c體現(xiàn)氧化性D.e是堿性氧化物,向e中加入鹽酸可生成d10.某鐵的氧化物粉末可能含有FeO、Fe2O3中的一種或兩種。某化學(xué)愛好小組為驗(yàn)證該氧化物粉末的組成,做了如下試驗(yàn):(1)甲同學(xué)利用1mol·L-1的硫酸、KSCN溶液、酸性高錳酸鉀溶液來確定其組成。編號(hào)試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論①取少量粉末放入試管中,注入1mol·L-1的硫酸粉末漸漸溶解,溶液呈黃綠色②將①中所得溶液分成兩份,向其中一份滴加幾滴,振蕩

若溶液,說明有Fe2O3存在

③向另一份溶液中加入少量,振蕩

若溶液,說明有FeO存在

(2)在甲同學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,乙同學(xué)稱取30.4g固體,按以下步驟進(jìn)行試驗(yàn):步驟一:將固體置于燒杯中,加入1mol·L-1的硫酸將固體完全溶解。步驟二:往燒杯中先加入足量的氯水,充分反應(yīng)后再加入足量的氫氧化鈉溶液。步驟三:將步驟二所得的物質(zhì)過濾洗滌后,灼燒至固體質(zhì)量不再改變,得到32g紅棕色固體。①步驟二中加入氯水的目的是

。

②步驟三中洗滌沉淀的操作為

。

③原固體中FeO和Fe2O3的物質(zhì)的量之比為。

B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練11.將12.8g銅粉加到400mL2mol·L-1的FeCl3溶液中,充分反應(yīng)后,下列說法正確的是(假設(shè)溶液總體積不變)()A.溶液中產(chǎn)生了黑色固體B.溶液中金屬陽離子總物質(zhì)的量為2.0molC.溶液中Fe2+物質(zhì)的量濃度為2.0mol·L-1D.溶液中Fe3+和Fe2+物質(zhì)的量之比為1∶112.工業(yè)上曾經(jīng)通過反應(yīng)3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑生產(chǎn)金屬鈉。下列有關(guān)說法正確的是()A.用磁鐵可以將Fe與Fe3O4分別B.將生成的氣體在空氣中冷卻可獲得鈉C.每生成22.4LH2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)肯定為4×6.02×1023D.該反應(yīng)中的氧化劑為NaOH13.[2024江蘇南通高一期中]如圖所示物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色改變,下表選項(xiàng)物質(zhì)對(duì)應(yīng)正確的是()選項(xiàng)MNPQANH3·H2OBa(OH)2溶液銅KSCN溶液BH2O2溶液BaCl2溶液鐵粉KSCN溶液CNaOH溶液Ba(NO3)2溶液鋅粉KSCN溶液DNa2O2MgCl2溶液FeKSCN溶液14.從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下,則下列說法正確的是()A.試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C.試劑c是氯氣,相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2++Cl2══2Cl-+2Fe3+D.可用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)溶液W中是否還有Fe2+15.部分被氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共8.0g,經(jīng)如下處理:下列說法正確的是()A.濾液A中的陽離子為Fe2+、Fe3+、H+B.該樣品中Cu、O元素的質(zhì)量比為10∶1C.V=448D.溶解樣品時(shí)消耗H2SO4的物質(zhì)的量為0.04molC級(jí)學(xué)科情境創(chuàng)新練16.A、D是生活中常見的金屬單質(zhì),B、C、E、F、G、H是中學(xué)常見的6種化合物,A是地殼中含量最多的金屬元素的單質(zhì),反應(yīng)①在高溫條件下進(jìn)行,相關(guān)物質(zhì)間的關(guān)系如下圖所示。(1)H的化學(xué)式是。

(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是

。

(3)反應(yīng)②的離子方程式是。

(4)檢驗(yàn)F溶液中金屬陽離子的操作和現(xiàn)象是。

(5)H轉(zhuǎn)化為G的試驗(yàn)現(xiàn)象是。

(6)為了更清晰地視察到生成H的現(xiàn)象,使F的溶液與NaOH溶液反應(yīng)的正確操作是下圖中的(填字母代號(hào))。

答案：1.C解析鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵,故能一步化合實(shí)現(xiàn),所以A項(xiàng)不符合題意;鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,故能一步化合實(shí)現(xiàn),所以B項(xiàng)不符合題意;氧化鐵不能和水發(fā)生化合反應(yīng)得到氫氧化鐵,故不能一步化合得到,所以C項(xiàng)符合題意;氫氧化亞鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵,能通過化合反應(yīng)一步實(shí)現(xiàn),所以D項(xiàng)不符合題意。2.D解析Fe3O4溶于稀鹽酸,溶液中存在鐵離子和亞鐵離子,滴加硫氰酸鉀溶液后即可變成紅色,故A項(xiàng)不符合題意;Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成了鐵離子,滴加硫氰酸鉀溶液后變成紅色,故B項(xiàng)不符合題意;FeCl3溶于稀鹽酸,溶液中含有鐵離子,滴加硫氰酸鉀溶液后變成紅色,故C項(xiàng)不符合題意;FeO和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵,溶液中沒有鐵離子,滴加硫氰酸鉀溶液沒有顏色改變,加入氯水后,氯水具有很強(qiáng)的氧化性,會(huì)把亞鐵離子氧化成鐵離子,溶液顯示紅色,故D項(xiàng)符合題意。3.B解析常溫下題給物質(zhì)中鐵只能與稀硫酸反應(yīng),氫氣與其他物質(zhì)均不反應(yīng),氫氧化鋇溶液與碳酸鉀溶液及稀硫酸反應(yīng),碳酸鉀溶液能與氫氧化鋇溶液及稀硫酸反應(yīng),氫氧化鈉溶液只能與稀硫酸反應(yīng),所以在常溫下兩種物質(zhì)間能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)最多有5個(gè)。4.B解析要實(shí)現(xiàn)Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,可加入具有氧化性的物質(zhì),其中①氯氣、③KMnO4溶液、④次氯酸都能把Fe2+氧化生成Fe3+,所以B項(xiàng)正確。5.B解析檢驗(yàn)Fe2+用KMnO4溶液或先加入KSCN溶液后通入氯氣,假如先通入Cl2,Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+而干擾Fe2+的檢驗(yàn),無法推斷原溶液是否含有Fe2+,A錯(cuò)誤;加入Fe粉,有固體剩余,無論固體是Fe還是Cu,都能與Fe3+反應(yīng),只要有固體剩余,反應(yīng)后的溶液中肯定不含F(xiàn)e3+,B正確;Cl2具有強(qiáng)氧化性,能氧化Fe2+生成Fe3+,但是原來刻蝕液中可能還含有未反應(yīng)的Fe3+,無法推斷加入氯水后的溶液中n(Fe3+)、n(Cu2+)的關(guān)系,C錯(cuò)誤;加入足量NaOH溶液,分別生成Fe(OH)2、Cu(OH)2,依據(jù)方程式2FeCl3+Cu══2FeCl2+CuCl2知,理論上最終得到的沉淀n[Fe(OH)2]=2n[Cu(OH)2],D錯(cuò)誤。6.C解析Fe(OH)2為白色沉淀,A錯(cuò)誤;紅褐色物質(zhì)是Fe(OH)3,灼燒后可得到Fe2O3,B錯(cuò)誤;Fe(OH)2易被空氣中的氧氣氧化,在隔絕空氣的條件下進(jìn)行題中試驗(yàn),可長時(shí)間視察到Fe(OH)2沉淀的顏色,C正確;沉淀顏色改變的過程中發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3,鐵元素、部分氧元素化合價(jià)有改變,發(fā)生氧化還原反應(yīng),D錯(cuò)誤。7.D解析在反應(yīng)2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+中,氧化劑為Fe3+,氧化產(chǎn)物為Cu2+,即可知氧化性Fe3+>Cu2+,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;①中所得固體含有過量的鐵和置換出的銅,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于加入的鐵是過量的,則溶液中不行能含有Cu2+,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;因在①的濾液中只有Fe2+,沒有Fe3+,則滴加KSCN溶液時(shí)并不會(huì)出現(xiàn)溶液變紅的現(xiàn)象,故D項(xiàng)正確。8.B解析分析整個(gè)過程可以發(fā)覺,用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物,固體削減的質(zhì)量應(yīng)為Fe2O3中O元素的質(zhì)量。而依據(jù)Fe2O3+6HCl══2FeCl3+3H2O可以進(jìn)一步發(fā)覺,混合物中O元素全部在產(chǎn)物水中,且水中O與H的原子個(gè)數(shù)比是1∶2,所以O(shè)原子與HCl的物質(zhì)的量之比是1∶2,HCl的物質(zhì)的量為0.4mol,所以O(shè)原子的物質(zhì)的量為0.2mol,其質(zhì)量為3.2g。9.D解析依據(jù)圖示物質(zhì)所含F(xiàn)e元素化合價(jià)及物質(zhì)分類可知,a是Fe,b是FeO,c是亞鐵鹽,d是鐵鹽,e是Fe2O3。a是Fe,鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成Fe3O4,Fe3O4中鐵元素化合價(jià)為+2、+3價(jià),而e是Fe2O3,A錯(cuò)誤;b是FeO,該物質(zhì)不穩(wěn)定,在空氣中加熱時(shí)簡單被空氣中的氧氣氧化生成Fe3O4,氧化產(chǎn)物不是Fe2O3,B錯(cuò)誤;c是亞鐵鹽,該物質(zhì)具有還原性,簡單被新制氯水氧化為鐵鹽,在該反應(yīng)中c失去電子表現(xiàn)還原性,而不是氧化性,C錯(cuò)誤;e是Fe2O3,Fe元素化合價(jià)為+3價(jià),能夠與酸反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水,因此屬于堿性氧化物。若酸是鹽酸,二者反應(yīng)產(chǎn)生氯化鐵和水,氯化鐵屬于鐵鹽,D正確。10.答案(1)KSCN溶液變紅酸性KMnO4溶液紫色褪去(2)①將Fe2+全部轉(zhuǎn)化成Fe3+②沿玻璃棒往漏斗中接著加蒸餾水至浸沒沉淀,使溶液自然流下,重復(fù)2~3次③2∶1解析(1)②Fe3+遇到KSCN溶液變?yōu)榧t色,若溶液變?yōu)榧t色,則“①”中溶液含有Fe3+,說明原固體中有Fe2O3;③酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+,本身紫色褪去,若向另一份中加入少量酸性KMnO4溶液,紫色褪去,則“①”中溶液含有Fe2+,說明原固體中有FeO。(2)①往燒杯中先加入足量的氯水,充分反應(yīng)后再加入足量的氫氧化鈉溶液,加入氯水的目的是將Fe2+全部轉(zhuǎn)化成Fe3+;②步驟三中洗滌沉淀的操作為沿玻璃棒往漏斗中接著加蒸餾水至浸沒沉淀,使溶液自然流下,重復(fù)2~3次;③步驟一發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeO+2H+══Fe2++H2O,Fe2O3+6H+══2Fe3++3H2O;步驟二發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-,Fe3++3OH-══Fe(OH)3↓;步驟三發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。設(shè)FeO和Fe2O3的物質(zhì)的量分別為x、y,則有72g·mol-1x+160g·mol-1y=30.4g,再依據(jù)步驟三:灼燒至固體質(zhì)量不再改變,得到32g紅棕色固體,依據(jù)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O得出總的Fe3+的物質(zhì)的量為0.4mol,最終依據(jù)FeO+2H+══Fe2++H2O,Fe2O3+6H+══2Fe3++3H2O,2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-,得出x+2y=0.4mol,綜上所述得出方程組:72g·mol-1x+160g·mol11.D解析12.8g銅粉的物質(zhì)的量為0.2mol,將其加入400mL2mol·L-1的FeCl3溶液中,n(FeCl3)=0.4L×2mol·L-1=0.8mol,發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+,反應(yīng)消耗0.4molFe3+,同時(shí)生成0.4molFe2+和0.2molCu2+,還剩余0.4molFe3+,故溶液中金屬陽離子總物質(zhì)的量為0.4mol+0.2mol+0.4mol=1.0mol,A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;反應(yīng)后溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為0.4mol0.4L=1.0mol·L-1,C錯(cuò)誤;溶液中Fe3+和Fe2+物質(zhì)的量之比為0.4mol∶12.D解析Fe與Fe3O4都能被磁鐵吸引,因此不能用磁鐵將Fe與Fe3O4分別,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;鈉可與空氣中的氧氣反應(yīng),所以B項(xiàng)錯(cuò)誤;沒有明確氣體是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定的,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)物只有NaOH中的鈉元素和氫元素化合價(jià)降低,做氧化劑,所以D項(xiàng)正確。13.C解析黃色硫酸鐵溶液中加入Ba(OH)2溶液,生成BaSO4和Fe(OH)3兩種沉淀,視察不到白色沉淀,A錯(cuò)誤。Fe2(SO4)3溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀BaSO4;Fe2(SO4)3溶液中加入H2O2溶液,得不到紅褐色沉淀,B錯(cuò)誤。Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀;Fe2(SO4)3溶液中加入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀BaSO4;Fe2(SO4)3溶液中加入鋅粉生成FeSO4和ZnSO4,溶液變成淺綠色;Fe2(SO4)3溶液中加入KSCN溶液,溶液變成紅色,C正確。Fe2(SO4)3溶液中加入Na2O2,生成Fe(OH)3沉淀;Fe2(SO4)3溶液中加入MgCl2溶液,不發(fā)生反應(yīng),D錯(cuò)誤。14.C解析依據(jù)題意分析,試劑a是鐵,加入過量的鐵,可把銅全部置換出來,并把FeCl3還原為FeCl2,則通過過濾操作Ⅰ得到的濾液X為FeCl2溶液,濾渣Y為銅和過量的鐵;由于最終得到的產(chǎn)品是FeCl3,故試劑b是稀鹽酸,銅不與鹽酸反應(yīng),鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,故通過過濾操作Ⅱ可得到銅單質(zhì),濾液Z為FeCl2溶液,把兩次過濾得到的FeCl2溶液合并,然后向其中通入氯氣,發(fā)生反應(yīng)2Fe2++Cl2══2Cl-+2Fe3+,把FeCl2轉(zhuǎn)化為FeCl3,然后通過操作Ⅲ(蒸發(fā)結(jié)晶、過濾)便可得到氯化鐵晶體。由上述分析可知,試劑a是鐵、試劑b是鹽酸,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;蒸發(fā)結(jié)晶與過濾所運(yùn)用的儀器不行能相同,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤;試劑c是氯氣,將Fe2+氧化生成Fe3+,所以C項(xiàng)正確;溶液W中有Cl-,酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2+,又可氧化Cl-,故不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)溶液W中是否還有Fe2+,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。15.B解析硫酸足量、濾液A不含Cu2+,說明3.2g濾渣全是銅;濾液A中加入足量的氫氧化鈉溶液,濾渣充分灼燒生成氧化鐵,所以氧化鐵的質(zhì)量為6.4g;濾渣中含有銅,所以濾液A不行能含有Fe3+,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)元素守恒,合金樣品中鐵元素的質(zhì)量是6.4g×112160×100%=4.48g,氧元素