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1、高中化學 第8講 鐵及其化合物練習 新人教版必修1 1.(2018北京昌平期末)在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現的是( ) A.FeFeCl2Fe(OH)2 B.Cl2Ca(ClO)2HClO C.SSO2H2SO4 D.NaNa2ONaOH 2.下列有關說法不正確的是( ) 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濃硫酸 B.鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4 C.金屬鋁排在金屬活動性順序中氫元素的前面,鋁與強酸反應一定放出氫氣 D.將鐵粉加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,充分反應后剩余的固體中不一定有鐵 3.向

2、Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸發(fā)生反應。下列說法正確的是( ) A.反應后溶液可能呈中性 B.反應停止后一定有固體剩余 C.反應過程中一定有氧化還原反應發(fā)生 D.若只有Cu剩余,向溶液中滴入鐵氰化鉀溶液不會產生藍色沉淀 4.Fe和Mg與H2SO4反應的實驗如下: 實 驗 現 象 Fe表面產生大量無色氣泡 Fe表面產生氣泡后迅速停止 Mg表面迅速產生大量氣泡 Fe表面有大量氣泡,Mg表面有少量氣泡 關于上述實驗的說法不合理的是( ) A.Ⅰ中產生氣體的原因是:Fe+2H+Fe2++H2↑ B.取出Ⅱ中的鐵棒放入CuSO4溶

3、液立即析出紅色固體 C.Ⅲ中現象說明Mg在濃H2SO4中沒被鈍化 D.Ⅳ中現象說明Mg的金屬性比Fe強 5.實驗: ①0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和0.015 mol·L-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 mol·L-1 NaOH溶液,溶液顏色變淺且出現渾濁; ④向c中逐漸滴加1 mol·L-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.實驗②中增大Fe3+濃度使平衡Fe3+ + 3SCN-Fe(SC

4、N)3正向移動 B.實驗③中發(fā)生反應:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ C.實驗③和④中溶液顏色變淺的原因相同 D.實驗②、③、④均可說明濃度改變對平衡移動的影響 6.(2017北京東城期末,19)從宏觀現象探究微觀本質是重要的化學學科素養(yǎng)。以FeCl3溶液為實驗對象,探究其與堿性物質之間反應的多樣性。實驗如下: (1)①中反應的離子方程式是 。 (2)②中逸出的無色氣體是 。從物質類別的角度分析,Na2CO3與Na2SO3在化學性質方面的共性是 (寫一條);從化合價的角度分析,Na2CO3

5、與Na2SO3在化學性質方面的差異是(寫一條) 。 (3)對于③中的實驗現象,同學們有諸多猜測,繼續(xù)進行實驗: Ⅰ.甲?、壑械募t棕色溶液少許,滴入少量鹽酸酸化的BaCl2溶液,產生白色沉淀。 甲得出結論:FeCl3與Na2SO3發(fā)生了氧化還原反應,離子方程式是 。 Ⅱ.乙認為甲的實驗不嚴謹,重新設計并進行實驗,證實了甲的結論是正確的,其實驗方案是 。 (4)受以上實驗的啟發(fā),同學們對pH≈8的1 mol/L NaF溶液與FeCl3溶液混合時的現象產生了興趣并進行實驗:

6、 實驗操作及現象 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的實驗目的是 。 Ⅱ.為探究④中溶液變無色的原因,進行如下實驗: 資料顯示:FeF3溶液為無色。 用平衡移動原理解釋紅褐色沉淀產生的原因:

7、 。 (5)根據實驗,FeCl3溶液與堿性物質之間的反應的多樣性與 有關。 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: 實驗1 實驗現象 產生白色絮狀沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,振蕩,試管壁上有紅褐色沉淀生成 (1)實驗1中產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,該小組同學展開如下探究: ①甲同學推測灰綠色物質為Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。查閱資料后根據調色原理認為白色和紅褐色的調和色不可能是灰綠色,并設計實

8、驗證實灰綠色物質中不含有Fe(OH)3,方案是 。 ②乙同學查閱文獻:Fe(OH)2在大量S存在的情況下形成Fe6(SO4)2(OH)4O3(一種氧基堿式復鹽)。并設計對比實驗證實該假設:向試管中加入 ,再往試管中加入 ,振蕩,現象與實驗1相同,結論是該假設不成立。 ③乙同學繼續(xù)查閱文獻:Fe(OH)2沉淀具有較強的吸附性,灰綠色可能是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的。推測所用的硫酸亞鐵溶液的濃度應越小越好;氫氧

9、化鈉溶液濃度應越大越好;設計了如下實驗方案: 試管中為10 mL NaOH溶液 滴加FeSO4溶液 實驗現象 實驗2 6 mol/L NaOH溶液 0.2 mol/L FeSO4溶液 產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? 實驗3 6 mol/L NaOH溶液 0.1 mol/L FeSO4溶液 產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 該實驗得出的結論是 ;能說明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的證據是

10、 。丙同學認為該實驗方案不足以證明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的,還需補充的實驗是 ,證明該假設成立。 (3)丙同學探究溫度對氫氧化亞鐵制備實驗的影響: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,原因為 。 (4)根據以上實驗探究,若盡可能制得白色Fe(OH)2沉淀

11、,需要控制的實驗條件是 。 8.(2017北京理綜,28)某小組在驗證反應“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+,發(fā)現和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol·L-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)檢驗產物 ①取出少量黑色固體,洗滌后, (填操作和現象),證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產生藍色沉淀,說

12、明溶液中含有 。 (2)針對“溶液呈黃色”,甲認為溶液中有Fe3+,乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+,乙依據的原理是 (用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗: ①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實了甲的猜測。同時發(fā)現有白色沉淀產生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關,對比實驗記錄如下: 序號 取樣時間/min 現象 ⅰ 3 產生大量白色沉淀;溶液呈紅色 ⅱ 30 產生白色沉淀,較3 min時量少;溶液紅色較3 min時加深 ⅲ 120 產生白色沉淀,較30 min時量少;溶液紅色較30 min時變淺 (資料:Ag+

13、與SCN-生成白色沉淀AgSCN) ②對Fe3+產生的原因作出如下假設: 假設a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產生Fe3+; 假設b:空氣中存在O2,由于 (用離子方程式表示),可產生Fe3+; 假設c:酸性溶液中的N具有氧化性,可產生Fe3+; 假設d:根據 現象,判斷溶液中存在Ag+,可產生Fe3+。 ③下述實驗Ⅰ可證實假設a、b、c不是產生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設d成立。 實驗Ⅰ:向硝酸酸化的 溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min

14、時溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無色。 實驗Ⅱ:裝置如下圖。其中甲溶液是 ,操作及現象是 。 (3)根據實驗現象,結合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因: 。 答案精解精析 A組 基礎題組 1.B A項,鐵與氯氣在點燃條件下反應只能生成FeCl3;B項,Cl2與氫氧化鈣反應能生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2與CO2反應可以生成HClO;C項,SO2與水反應生成H2SO3;D項,金屬鈉在加熱條件下與氧氣反應生成Na2O2,常溫下緩慢氧化生成Na

15、2O。 2.C A項,濃硫酸具有強氧化性,能使鋁發(fā)生鈍化,因此常溫下可用鋁制貯罐貯運濃硫酸;B項,鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵,鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣;C項,金屬鋁和氧化性酸(硝酸、濃硫酸等)反應得不到氫氣;D項,各物質的用量不確定,所以充分反應后剩余固體中不一定有鐵。 3.C A項,反應后生成的鹽屬于強酸弱堿鹽,溶液顯酸性;B項,涉及的反應有:Fe+2H+Fe2++H2↑,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,Fe2O3足量時,不會有固體剩余;C項,Fe與H+的反應及Cu與Fe3+的反應均為氧化還原反應;D項,若有銅剩余,則溶液中無

16、Fe3+,有Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]會產生藍色沉淀。 6.答案 (1)3Mg(OH)2+2Fe3+2Fe(OH)3(膠體)+3Mg2+ (2)CO2 都為強堿弱酸鹽,都能與強酸反應 Na2CO3無還原性;Na2SO3具有較強的還原性 (3)Ⅰ.2Fe3++S+H2O2Fe2++S+2H+ Ⅱ.取③中的紅棕色溶液少許,滴加鐵氰化鉀溶液,出現藍色沉淀 (4)Ⅰ.排除加水稀釋對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-結合生成難溶的Fe(OH)3 (5)堿性物質的pH、離子的性質 解析 (2)Na2CO

17、3與Na2SO3都為強堿弱酸鹽,都能與強酸反應;但Na2CO3中碳元素為最高正價,無還原性;Na2SO3中硫元素為+4價,處于中間價態(tài),具有較強還原性。 (3)S被Fe3+氧化的離子方程式為2Fe3++S+H2O2Fe2++S+2H+,反應中Na2SO3過量,甲中的沉淀也可能是BaSO3,故應檢驗Fe3+是否被還原為Fe2+。 (5)通過實驗可以看到,FeCl3溶液與堿性物質之間的反應的多樣性與堿性物質的pH及離子的性質有關。 B組 提升題組 7.答案 (1)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 解析 (1)實驗1中氫氧化鈉與硫酸亞鐵反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀,離子方程式為Fe

18、2++2OH-Fe(OH)2↓。 (2)①證實灰綠色物質中不含有Fe(OH)3,可將沉淀溶解,檢驗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與實驗1對比即可證實假設是否成立。 ③由實驗可知: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,產生白色沉淀的現象越明顯;實驗2中沉淀下沉后,大部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨?實驗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;要證實假設成立,需要向實驗2(或實驗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+在加熱時易發(fā)生水解,生成Fe(OH)2,因此顏色變白,同時沉淀的量增加,導致出現絮狀白色沉淀。 8.答案 (1)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產生白色沉淀 ②Fe2+ (2)2Fe3++Fe3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產生白色沉淀 ③0.05 mol·L-1 NaNO3 FeSO4溶液