高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性课时训练

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性课时训练，共9页。试卷主要包含了关于下列反应的分析中正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．关于下列反应的分析中正确的是( )
A．铁与过量稀硫酸反应可得到铁盐
B．Fe3O4与过量盐酸反应生成铁盐和水
C．铁与AgNO3溶液反应可得到亚铁盐
D．铁与Br2、I2反应均生成铁盐
解析：选C 铁与稀硫酸、盐酸及不活泼金属的盐溶液反应只能生成亚铁盐，A错误，C正确；Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3与H2O，B错误；铁与I2反应只能生成FeI2，D错误。
2．欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质，应选用的试剂是( )
A．氨水 B．铝粉
C．铁粉D．NaOH溶液
解析：选C CuSO4和Fe2(SO4)3都可以与铁粉反应，生成FeSO4，若用铝粉，会生成Al3＋，引入新的杂质。
3．将11.2 g铁粉加入250 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )
A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色
C．Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为6∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
解析：选C Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，11.2 g铁粉的物质的量是0.2 ml, 250 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中含氯化铁的物质的量是0.5 ml，所以铁反应完全，剩余0.1 ml Fe3＋，生成0.6 ml Fe2＋。铁没有剩余，氯化铁有剩余， Cl－浓度基本不变，A项错误；氯化铁有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B项错误；Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为0.6 ml∶0.1 ml＝6∶1，C项正确；铁被氧化生成的Fe2＋与Fe3＋被还原生成的Fe2＋的物质的量之比是 1∶2，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D项错误。
4．将Fe、Cu、Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反应，若Fe有剩余，则容器中只能有( )
A． Cu、Fe3＋ B． Fe2＋、Fe3＋
C． Cu、Cu2＋、FeD． Cu、Fe2＋、Fe
解析：选D 因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，还原性：Fe＞Cu，若Fe有剩余，则剩余的金属一定有Cu，溶液中不存在Fe3＋、Cu2＋，只含有Fe2＋，故选D。
5．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为棕黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
解析：选D 含Fe2＋、Fe3＋的水溶液分别显浅绿色和棕黄色。Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性。Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液呈红色，不会生成红色沉淀，故D错误。
6．下列有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B. 如图所示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
解析：选A Fe(OH)2是一种白色固体，故A错误；煤油能防止FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，故B正确；铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，该反应为化合反应；用4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3也是化合反应，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，故D正确。
7．把表面有氧化膜的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，所得溶液中金属离子为( )
A． Fe3＋和Cu2＋ B． Fe2＋和Cu2＋
C． Fe3＋和Fe2＋D． 只有Fe2＋
解析：选D 表面有氧化膜的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，发生：氧化铜和盐酸的反应、氧化铁与盐酸的反应，生成Fe3＋和Cu2＋，已知还原性：Fe＞Cu，且氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，则表面氧化膜溶解后，依次发生铁和FeCl3、CuCl2的反应，最后和过量的盐酸反应，最终溶液中的金属离子只有Fe2＋，故答案为D。
8．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②③B．①②④
C．②③④D．①②③④
解析：选B 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气(或空气)。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
9．在 FeCl3 和 CuCl2 的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是( )
①只有Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Cu2＋和Fe3＋
A．①③B．②④
C．①④D．②③
解析：选A 由于Fe3＋能氧化Fe、Cu，充分反应后滤去固体物质，固体为Cu或Fe、Cu，所以滤液中一定无Fe3＋，可排除②④，固体物质存在两种可能：1.当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3＋、Cu2＋全部参加反应生成Fe2＋和Cu，反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2、CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3＋、Cu2＋，一定含有Fe2＋，故①正确；2.当固体为铜时，Cu2＋恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2＋和Cu，所以溶液中一定没有Fe3＋，可能含有Cu2＋，一定含有Fe2＋，故③正确；综上可知：滤液中一定含有Fe2＋，故选A。
10．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中不正确的是( )
A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立说明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋
B．25 ℃，在酸性溶液中，Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、MnOeq \\al(－,4)、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去0.3 ml电子
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
解析：选B A项，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，正确；B项，酸性溶液中MnOeq \\al(－,4)能与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存，错误；C项，5.6 g铁为0.1 ml，铁与氯气反应生成氯化铁，因此失去0.3 ml电子，正确；D项正确。
11．在常温下，Fe与水并不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题：
(1)A装置的作用是________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是______________。
(2)装置B中发生反应的化学方程式为 ________________，该反应中，水表现出_________(填“还原”或“氧化”)性，1 ml Fe参与反应后，电子转移_______ml。
(3)干燥管中盛装的物质是__________。
(4)可用下列改进后的装置进行铁与水蒸气反应的实验。
①请叙述检验产生可燃性气体的实验操作及现象：
________________________________________________________________________。
②请分析用该装置进行实验与上述装置相比，有何优点？______________________
________________________________________________________________________(至少回答2点)。
(5)取反应后的固体产物于试管中，加入适量稀硫酸使固体全部溶解，下列实验中可证明溶解液中含有Fe3＋的是___________(填字母，下同)；可证明溶解液中含有Fe2＋的是___________。
A．先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后显红色；
B．滴加KSCN溶液显红色；
C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
D．滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀；
E．滴加KMnO4溶液，紫色迅速褪去。
解析：(1)A装置的作用是加热产生水蒸气，在制取水蒸气的烧瓶底部放碎瓷片，作用是防止加热时液体暴沸；(2)在装置B中Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，发生反应的化学方程式为 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))Fe3O4＋4H2，该反应中，水表现出氧化性，根据化学方程式可知：3 ml Fe发生反应时，转移8 ml电子，则1 ml Fe参与反应后，转移电子的物质的量是eq \f(8,3) ml。(3)干燥管中应盛装固体物质，其能够干燥H2，具有吸水性，该物质可以是碱石灰。(4)①反应产生的气体是H2，检验氢气的方法是用火柴点燃肥皂泡，肥皂泡破裂，听到爆鸣声或有火焰产生，说明有氢气产生。②对比两个装置图，可看出用该装置进行实验与上述装置相比，具有所用药品少、操作简单、现象明显、安全等优点。(5)A项，先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，说明反应后的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋可能是原来就含有的，也可能是Fe2＋被氧化产生的，因此不能确定含有哪种离子，A不符合题意；B项，滴加KSCN溶液显红色，说明溶液中含有Fe3＋；C项，滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋；D项，滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明含有Fe3＋；E项，滴加KMnO4溶液，紫色迅速褪去，说明溶液中含有还原性的Fe2＋；因此能够检验Fe3＋存在的合理选项是B、D；能够检验Fe2＋存在的选项是C、E。
答案：(1)产生水蒸气 防止加热时液体暴沸 (2)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))Fe3O4＋4H2 氧化 eq \f(8,3) (3)碱石灰 (4)①用火柴点燃肥皂泡，肥皂泡破裂，听到爆鸣声或有火焰产生 ②所用药品少、操作简单、现象明显、安全等 (5)BD CE
12．A～H分别表示中学化学中常见的某种物质，它们之间的相互转化关系如下图所示(部分反应物、生成物未列出)。已知：C、D、E、F、G五种物质中均含有同一种元素；A为淡黄色固体化合物；G为红褐色固体。
(1)写出化学式：A．____________；C．____________；
F．____________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
②________________________________________________________________________；
⑥________________________________________________________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式：
③________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
(4)生成24 g B需要转移________ml电子。
解析：由F在空气中放置生成G，G为红褐色固体，可推知G是Fe(OH)3，则F是Fe(OH)2；而C、D、E、F、G含同一种元素，应联想到含有的同一种元素是Fe元素，则D含Fe2＋，E含Fe3＋，由E与H反应生成G[Fe(OH)3]可推知H为强碱；C能转化为Fe2＋和Fe3＋，则C只能是Fe3O4，则B为O2。A为淡黄色固体化合物，能生成O2和强碱，则A为Na2O2，H是NaOH。
答案：(1)Na2O2 Fe3O4 Fe(OH)2
(2)2O2＋3Feeq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(4)1.5
13．向10 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示。下列说法错误的是( )
A．a点时溶液中的金属阳离子有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋
B．b点时溶液中的离子反应有两种
C．原溶液中n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝1∶1
D．原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为1 ml·L－1
解析：选B 根据图像分析：加入铁粉的质量为0～0.56 g时，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，无固体剩余；为0.56～1.68 g时，发生的反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；加入铁粉的质量为1.68 g以后不再发生反应。a点 时发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，此时Fe3＋没有反应完全，Cu2＋没有参与反应，所以溶液中的金属阳离子有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋，A正确；b点时发生的反应只有：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，B错误；原溶液中n(Fe3＋)＝eq \f(0.56 g,56 g·ml－1)×2＝0.02 ml，n(Cu2＋)＝eq \f(1.68 g－0.56 g,56 g·ml－1)＝0.02 ml，所以原溶液中n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝1∶1，C正确；原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为eq \f(0.02 ml×\f(1,2),10×10－3 L)＝1 ml·L－1，D正确。
14．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 ml·L－1 的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出 11.2 mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为( )
A．2.8 gB．11.2 g
C．5.6 gD．无法计算
解析：选A 盐酸恰好使混合物完全反应，盐酸没有剩余，向反应后所得溶液中加KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)＝eq \f(1,2)n(HCl)＝eq \f(1,2)×0.1 L×1 ml·L－1＝0.05 ml；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁单质，根据铁元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.05 ml，质量为0.05 ml×56 g·ml－1＝2.8 g。
15．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示(某些反应条件和部分反应产物已略去)。
(1)写出下列物质的化学式：D____________________，X____________________。
(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是_________(填数字编号)。
(3)反应⑥的离子方程式为______________________________________________。
(4)反应⑦的化学方程式为______________________；该反应中每消耗0.3 ml的A，可转移________ml电子。
(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是：______________________。
解析：单质A和C反应生成黑色固体E，E和X的水溶液反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据D＋A===G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2＋的化合物，H在常温下为液体，H为H2O，B为黄绿色气体，B是氯气，依据G＋B===D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。(4)反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，其化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))Fe3O4＋4H2；3 ml铁反应转移8 ml电子，所以反应中每消耗0.3 ml的铁，可转移0.8 ml电子。(5)FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入足量的氯气。
答案：(1)FeCl3 HCl (2)③⑥ (3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 (4)3Fe＋4H2O(g) eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))Fe3O4＋4H2 0.8 (5)向混合液中通入足量氯气(或氯水)(或加入足量H2O2)
16．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4和________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______________________________。
方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是____________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______________________________________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________________________。
解析：方法一的原理：＋2价的铁有还原性，其化合物无论是在空气中还是在水中，都易被氧化为＋3价铁的化合物。因此，无论是制取、保存还是使用＋2价铁的化合物时，都要采取适当的措施以防止＋2价铁被氧化。在一般的实验条件下，下列措施都可较好地防止＋2价铁被氧化：①加Fe还原Fe3＋(2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋)；②用除去氧气的水(如经过充分煮沸后的水)配制Fe2＋的溶液；③加保护剂(如苯、汽油、氢气、二氧化碳气体等)保护＋2价铁；④让＋2价铁的沉淀生成于溶液的深处。
方法二的原理：向试管Ⅰ中加铁屑和稀硫酸，向试管Ⅱ中加NaOH溶液，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借用生成的氢气将两支试管内的空气都排尽，使氢气充满试管Ⅰ和试管Ⅱ(起保护气的作用)。为保证氢气完全将试管内空气排出，应收集试管Ⅱ出口处的气体，检验氢气的纯度。当确定氢气充满两支试管以后，关闭止水夹，试管Ⅰ内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管Ⅱ的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在。
答案：方法一：(1)铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
方法二：(1)稀H2SO4、铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再关闭止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，外界空气不容易进入