課時(shí)作業(yè)17鐵的重要化合物時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1已知硝酸能將Fe2氧化為Fe3。下列物質(zhì)反應(yīng)后能使KSCN溶液變紅的是()過(guò)量的Fe與Cl2反應(yīng)Fe與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)FeCl2溶液中通入少量Cl2Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中向Fe(NO3)2溶液中加入過(guò)量稀硫酸A只有B只有C只有 D全部解析：要使KSCN溶液變紅，則一定要產(chǎn)生Fe3，和中Cl2可將鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe3，中相當(dāng)于有HNO3，可將Fe2氧化為Fe3，中Fe2O3溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3能與Fe反應(yīng)，若Fe過(guò)量，則無(wú)Fe3。答案：B2將2.4 g Fe、Al混合粉末溶于75 mL 4 molL1的鹽酸中，反應(yīng)一段時(shí)間后，再加入250 mL 1.5 molL1的NaOH溶液，反應(yīng)完全后，溶液中大量存在的有()ANa、Fe2 BAl3、Fe2CFe3、AlO DNa、AlO解析：該題可用極值法進(jìn)行判斷。n(HCl)0.3 mol，設(shè)2.4 g粉末全部為Al(0.089 mol)，由Al3HCl可知，消耗0.089 mol Al需HCl 0.267 mol，鹽酸過(guò)量；設(shè)2.4 g粉末全部為Fe(0.043 mol)，由Fe2HCl可知，消耗0.043 mol Fe需HCl 0.086 mol，所以金屬混合物全部溶于鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸有剩余。反應(yīng)后溶液中剩余的HCl、生成的AlCl3、FeCl2都與NaOH溶液反應(yīng)，假設(shè)Al3、Fe2沉淀完全，則此時(shí)溶液中的溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)n(Na)n(Cl)，則過(guò)量的NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)0.375 mol0.3 mol0.075 mol，所以Fe2被沉淀，Al3大部分或全部轉(zhuǎn)化為AlO，故反應(yīng)后溶液中大量存在的離子為Na、AlO和Cl。答案：D3選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)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順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)解析：甲組，在Fe3存在的條件下檢驗(yàn)Fe2，要排除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)。只有酸性KMnO4溶液符合條件：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是紫色變淺(或褪去)。乙組，在Fe2存在的條件下，檢驗(yàn)Fe3，用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3，F(xiàn)e2無(wú)干擾。答案：B4將1.12 g鐵粉加入到25 mL 2 molL1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(wú)色KSCN溶液，仍無(wú)色CFe2與Fe3物質(zhì)的量之比為61D氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為25解析：n(Fe)0.02 mol，n(FeCl3)0.05 mol，由Fe2Fe3=3Fe2知，F(xiàn)e3過(guò)量0.01 mol，鐵粉全部溶解，反應(yīng)生成Fe20.06 mol；Fe3過(guò)量，滴入無(wú)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12。答案：C5FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后仍有固體存在，則下列判斷不正確的是()A溶液中一定含Cu2B溶液中一定含F(xiàn)e2C加入KSCN溶液一定不變血紅色D剩余固體中一定含Cu解析：加入鐵粉后，因?yàn)镕e3氧化性強(qiáng)于Cu2，鐵粉先與FeCl3反應(yīng)，然后與CuCl2反應(yīng)，充分反應(yīng)后仍存在的固體一定含有Cu，可能含有Fe，D正確；所得溶液中一定不含F(xiàn)e3，可能含有Cu2，一定含有Fe2，加入KSCN一定不變紅色，B、C正確，A錯(cuò)誤。答案：A6“百煉成鋼”是指反復(fù)將熾熱的生鐵在空氣中錘打，轉(zhuǎn)化為堅(jiān)硬的鋼，其實(shí)質(zhì)是對(duì)生鐵的不斷除雜過(guò)程。下列敘述不正確的是()選項(xiàng)被提純物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑或方法AFeCl3溶液FeCl2通入適量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入過(guò)量鐵粉并過(guò)濾C鐵粉鋁粉加入過(guò)量NaOH溶液并過(guò)濾DFe(OH)3溶液Fe(OH)2在空氣中灼燒解析：A項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)：2FeCl2Cl2=2FeCl3，正確；B項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)：Fe2FeCl3=3FeCl2，正確；C項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，而Fe不與NaOH溶液反應(yīng)，正確；D項(xiàng)混合物在空氣中灼燒時(shí)會(huì)發(fā)生分解最終生成Fe2O3，錯(cuò)誤。答案：D7某溶液由相同物質(zhì)的量的CuCl2、FeCl3、AlCl3混合而成，向該溶液中加入鐵粉，充分?jǐn)嚢韬笳袷?，鐵粉仍有剩余，此時(shí)得到的溶液中存在較多的金屬陽(yáng)離子是()AFe3、Cu2 BFe2、Al3CFe3、Al3 DFe2、Fe3解析：向CuCl2、FeCl3、AlCl3混合溶液中加入鐵粉時(shí)，由于Al的活動(dòng)性大于Fe的，所以Fe不與Al3反應(yīng)，實(shí)際上是Cu2、Fe3與Fe反應(yīng)。反應(yīng)后Fe有剩余，則說(shuō)明Cu2、Fe3與Fe分別完全反應(yīng)：FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=3Fe2，由此可知反應(yīng)后溶液中存在較多的金屬陽(yáng)離子為Fe2、Al3。答案：B8將a g鐵和氧化鐵的混合物加入足量的鹽酸中，充分反應(yīng)，固體無(wú)剩余。測(cè)得參加反應(yīng)的HCl為0.08 mol，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體0.224 L。則下列判斷中正確的是()A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21B向溶液中滴入KSCN溶液，顯紅色C無(wú)法計(jì)算原混合物的質(zhì)量D溶液中Fe2和Fe3的物質(zhì)的量之比為31解析：因?yàn)镕e3和H的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镕e3>H，所以當(dāng)產(chǎn)生氫氣時(shí)，F(xiàn)e3已經(jīng)全部被還原為Fe2，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不變紅色；根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出n(Fe)0.02 mol，n(Fe2O3)0.01 mol。答案：A9有一鐵的氧化物樣品，用140 mL 5 molL1的鹽酸恰好完全溶解，所得溶液還能與通入的0.56 L氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)反應(yīng)，使Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe3，則此氧化物為()AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7解析：鐵的氧化物與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、FeCl3和H2O。通入Cl2后Fe2被氧化為Fe3，則溶液中溶質(zhì)最終只有FeCl3，可由n(Cl)求n(Fe)。氧化物中的氧與鹽酸中的氫結(jié)合生成H2O，可由鹽酸中的n(H)求n(O)；再由求得鐵的氧化物的化學(xué)式。n(Cl)5 molL10.14 L20.75 mol；n(H)5 molL10.14 L0.7 mol，所以，即該氧化物的化學(xué)式為Fe5O7。故正確答案為D。答案：D10向200 mL 0.1 mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入適量的NaOH溶液，使Fe2恰好完全沉淀，過(guò)濾，小心加熱沉淀，直到水分蒸干，再灼燒到質(zhì)量不再變化，此時(shí)固體的質(zhì)量為()A1.44 g B1.6 g C2.82 g D4.36 g解析：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生如下反應(yīng)：Fe22OH=Fe(OH)2，加熱、灼燒時(shí)又會(huì)發(fā)生下列變化：Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，根據(jù)反應(yīng)前后鐵元素守恒從而可得所得固體的質(zhì)量為1.6 g。答案：B11已知下述三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是()A實(shí)驗(yàn)中鐵釘只做還原劑B實(shí)驗(yàn)中Fe2既顯氧化性又顯還原性C實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的是置換反應(yīng)D上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性：Fe3Fe2Cu2解析：實(shí)驗(yàn)中鐵釘做還原劑，氧化性Cu2Fe2；實(shí)驗(yàn)中Fe2只表現(xiàn)還原性，實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)為：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2不是置換反應(yīng)，分析可知：氧化性：Fe3Cu2，綜上可知氧化性Fe3Cu2Fe2，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案：A12向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 molL1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(guò)量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物，固體減少的質(zhì)量為()A3.2 g B2.4 g C1.6 g D0.8 g解析：Cu、Fe2O3的混合物若用過(guò)量的CO在高溫下還原，固體減少的質(zhì)量就是混合物中O的質(zhì)量，混合物中加入100 mL 1 molL1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，則Fe2O3中的O生成了H2O，生成的H2O中的H來(lái)自鹽酸，物質(zhì)的量為n(H)0.1 L1 molL10.1 mol，則n(H2O)n(O)0.05 mol，氧元素的質(zhì)量為0.05 mol16 gmol10.8 g，選D。答案：D二、非選擇題(共52分)13(13分)下圖所示裝置可用來(lái)制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6 mol/L的稀硫酸，其他試劑任選。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)B裝置中盛有一定量的NaOH溶液，A裝置中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是_，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先將活塞a_(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”)。(3)簡(jiǎn)述制取Fe(OH)2的操作過(guò)程_。(4)實(shí)驗(yàn)完畢，拔去B裝置中的橡膠塞，放入一部分空氣，此時(shí)B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)在下圖中，裝置_(填序號(hào))能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀。解析：(1)題圖中A裝置的作用是產(chǎn)生H2，利用H2趕走整個(gè)裝置中的空氣，降低Fe2被氧化的速率，以便能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀，故A裝置中應(yīng)預(yù)先加入的試劑為鐵屑：FeH2SO4=FeSO4H2。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)活塞a，A裝置中產(chǎn)生的H2沿導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，趕走裝置中的空氣。(3)關(guān)閉活塞a，氣體不能逸出，壓迫A裝置中的液體通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，F(xiàn)eSO4與NaOH混合產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀。(4)實(shí)驗(yàn)完畢拔去B裝置的橡膠塞，空氣進(jìn)入B裝置，O2與Fe(OH)2發(fā)生反應(yīng)，使Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3紅褐色沉淀。(5)裝置用H2SO4與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的H2趕出裝置中的空氣；裝置與裝置原理相似，只不過(guò)在兩個(gè)試管中進(jìn)行；裝置沒(méi)有隔絕空氣；裝置中膠頭滴管插入液面以下，且有苯在上層隔離空氣，故裝置都能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀。答案：(1)鐵屑Fe2H=Fe2H2(2)打開(kāi)(3)關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液壓入B裝置中進(jìn)行反應(yīng)(4)4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3(5)14(13分)過(guò)去電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷線路板，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(1)檢驗(yàn)腐蝕后的溶液中是否含有Fe3應(yīng)選用的試劑是_。(2)為了從使用過(guò)的廢腐蝕液中回收銅，并重新制得純凈的FeCl3溶液，可采用如下圖所示實(shí)驗(yàn)步驟。請(qǐng)?jiān)诟骺崭窕蚶ㄌ?hào)內(nèi)填入適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目的。(3)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式_。答案：(1)KSCN(或其他含SCN可溶性鹽)(2)Fe鹽酸Cl2(A)FeCl2(B)Fe、Cu(C)Cu(3)2Fe3Fe=3Fe2，F(xiàn)eCu2=Fe2Cu，F(xiàn)e2H=Fe2H2，2Fe2Cl2=2Fe32Cl15.(13分)下圖中，A、B、C、D、E是單質(zhì)，G、H、I、F是B、C、D、E分別和A形成的二元化合物。已知：反應(yīng)CGBH能放出大量的熱，該反應(yīng)曾應(yīng)用于鐵軌的焊接；I是一種常見(jiàn)的溫室氣體，它和E可以發(fā)生反應(yīng)：2EI2FD，F(xiàn)中E元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?；卮饐?wèn)題：(1)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；(2)1.6 g G溶于鹽酸，得到的溶液與銅粉完全反應(yīng)，計(jì)算至少所需銅粉的質(zhì)量(寫(xiě)出離子方程式和計(jì)算過(guò)程)；_。(3)C與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；反應(yīng)后溶液與過(guò)量化合物I反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；(4)E在I中燃燒觀察到的現(xiàn)象是_。解析：由中反應(yīng)CGBH曾應(yīng)用于鐵軌的焊接，可知該反應(yīng)為2AlFe2O3Al2O32Fe，又知G、H是B、C分別與A形成的二元化合物，可確定A為O2，C為Al，G為Fe2O3，B為Fe，H為Al2O3。由中I是一種常見(jiàn)的溫室氣體，則I為CO2，又知I(CO2)是D和A(O2)形成的二元化合物，則D為碳。結(jié)合反應(yīng)2EI2FD，F(xiàn)中E元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%可知，E為Mg，F(xiàn)為MgO。Fe2O3溶于鹽酸生成Fe3，F(xiàn)e3與銅粉發(fā)生反應(yīng)2Fe3Cu=2Fe2Cu2。n(Fe2O3)0.010 mol,0.010 mol Fe2O3生成0.020 mol Fe3，F(xiàn)e3與銅粉反應(yīng)時(shí)消耗0.010 mol Cu，即0.64 g。答案：(1)2AlFe2O3Al2O32Fe(2)Fe2O36H=2Fe33H2O,2Fe3Cu=2Fe2Cu2，n(Cu)n(Fe2O3)0.010 mol，銅粉的質(zhì)量0.010 mol64 gmol10.64 g(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(注：不要求寫(xiě)OHCO2=HCO)(4)鎂條劇烈燃燒，生成白色粉末，反應(yīng)器內(nèi)壁附著有黑色的固體16(13分)某同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)。(1)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)該同學(xué)欲確定反應(yīng)一段時(shí)間后試管中固體物質(zhì)的成分，設(shè)計(jì)了如下方案：待試管冷卻，取其中固體少許溶于稀鹽酸得溶液B；取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則試管中固體是_(只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)，若溶液未變紅，則試管中固體是_(只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)。A一定有Fe3O4，可能有FeB只有Fe(OH)3C一定有Fe3O4和FeD一定有Fe(OH)3，可能有FeE只有Fe3O4(3)該同學(xué)按上述方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，溶液未變紅色，原因是_(用化學(xué)方程式表示)。(4)該同學(xué)馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應(yīng)。若按右圖所示的操作，可觀察到生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象，請(qǐng)寫(xiě)出與上述現(xiàn)象相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(5)一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)(3)中未變紅的溶液變成紅色。由此可知，實(shí)驗(yàn)室FeCl2溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是_，并且配制時(shí)應(yīng)加入少量_。解析：(1)Fe在加熱條件下可與H2O(g)反應(yīng)生成Fe3O4和H2。(2)(3)根據(jù)Fe與H2O(g)的反應(yīng)可知，試管中固體的成分可能為Fe3O4或Fe3O4與Fe的混合物，與鹽酸發(fā)生反應(yīng)Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O，可能的反應(yīng)為2FeCl3Fe=3FeCl2，F(xiàn)e2HCl=FeCl2H2；取溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則試管中固體一定有Fe3O4，可能含少量Fe；若不變紅，則試管中一定有Fe3O4和Fe。(4)FeCl2溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)2易被氧化，使沉淀發(fā)生顏色變化。(5)FeCl2易被氧化而生成FeCl3，故FeCl2溶液應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配，并加入少量鐵粉以防止被氧化。答案：(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)AC(3)2FeCl3Fe=3FeCl2(4)FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)FeCl2易被空氣氧化為FeCl3鐵粉