高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料实验活动2 铁及其化合物的性质课后测评

实验活动2　铁及其化合物的性质

课后训练巩固提升

1.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(　　)。

①Fe2+　②Fe2+、Fe3+　③Fe2+、Cu2+　④Cu2+、Fe3+

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③

答案:A

解析:“滤出固体”说明剩余单质Cu或Cu、Fe的混合物,因为氧化性顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+,则溶液中没有Fe3+,有Fe2+,可能有Cu2+。

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

答案:C

解析:加入铁粉后,Cu2++FeCu+Fe2+,2Fe3++Fe3Fe2+,然后将过量的铁粉及Cu过滤即可。

3.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序是(　　)。

①加足量氯水　②加足量KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液

A.①② B.③②

C.③① D.①②③

答案:C

解析:本题检验方法的关键是Fe3+与SCN-反应,溶液显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+可被氧化为Fe3+,与SCN-反应使溶液显红色。KMnO4溶液本身呈紫色,使Fe3+与SCN-反应显红色的实验现象不易观察,C项正确。

4.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。

甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;

乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。

下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　)。

答案:B

解析:甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。KMnO4酸性溶液符合条件:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,实验现象是溶液紫红色变浅。乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+即可,Fe2+不会造成干扰。

5.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是(　　)。

答案:C

解析:A项中Cl2能把FeCl2氧化,B项中Fe能把FeCl3还原,D项除去C和S的同时又引入了Cl-,均不符合要求。A应加适量铁粉,B可加足量铁粉过滤后,向滤液中通入足量Cl2,D应加适量稀硫酸。

6.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:

则下列说法正确的是(　　)。

A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸

B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同

C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

D.用KMnO4酸性溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+

答案:C

解析:A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,错误;B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确;D项,高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验是否含有亚铁离子,错误。

7.某同学利用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。

(1)试管中发生反应的化学方程式为                                                  　。 

(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分,设计了如下方案:

①待试管冷却至室温后,取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B;②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体是　　　　(只有一个选项符合题意),若溶液未变红,则试管中固体是　　　　(只有一个选项符合题意)。 

A.一定有Fe3O4,可能有Fe

B.只有Fe(OH)3

C.一定有Fe3O4和Fe

D.一定有Fe(OH)3,可能有Fe

E.只有Fe3O4

(3)该同学按上述方案进行了实验,溶液未变红色,写出所有可能发生的反应的化学方程式:                                        　。 

(4)该同学马上另取少量溶液B,使其与NaOH溶液反应。若按右图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关反应的化学方程式:                                         　。 

(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知,实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,并且配制时应加入少量　　　　。 

答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

(2)A　C

(3)Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O,2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2↑

(4)FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

(5)FeCl2易被氧气氧化为FeCl3　铁粉

解析:(1)Fe在高温条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。(2)根据Fe与H2O(g)的反应可知,试管中的固体可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物,与盐酸发生反应Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O,可能的反应为2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2↑;取溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体一定有Fe3O4,可能含少量Fe;若不变红,则试管中一定有Fe3O4和Fe。

(4)FeCl2溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2易被氧化,使沉淀颜色发生变化。

(5)FeCl2易被氧化而生成FeCl3,故FeCl2溶液应现用现配,并加入少量铁粉以防止被氧化。