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考点十七 铁及其化合物1在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是()A Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体B 制备Al用电解法,制备Fe、Cu可用还原法C 将SO2通入BaCl2溶液中至饱和,有沉淀产生D 检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液【答案】B2将Fe、Cu、FeCl2、FeCl3、CuCl2盛于同一容器中充分反应,如Fe有剩余,则容器中只能有的金属或金属离子是 ( )A Cu、Fe3+ B Fe2+、Fe3+ C Cu、Cu2+、Fe D Cu、Fe2+、Fe【答案】D【解析】将Fe、Cu、FeCl2、FeCl3、CuCl2盛于同一容器中充分反应,因氧化性:FeCl3CuCl2FeCl2,还原性FeCu,如Fe有剩余,则剩余的金属一定有Cu,溶液中不存在Fe3+、Cu2+,含有Fe2+,故答案选D。3下列装置能达到相应实验目的的是( )【答案】A【解析】A. 煤油隔绝空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,则图中装置可制取Fe(OH)2并观察其颜色,所以A选项是正确的;B. NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢遇冷又生成NH4Cl,因此得不到氨气,故B错误;C. 碘易溶于酒精,不分层,不能利用分液漏斗来分离,故C错误;D.二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮气体,不能用排水法收集二氧化氮,故D错误。4下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是选项实验操作现象结论A向Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴入KSCN溶液溶液变红稀硫酸能氧化Fe2BCu与浓硫酸反应,将反应混合物冷却后,再向反应器中加入冷水溶液变蓝验证生成Cu2C向盛有Na2SO3溶液的试管中向加入BaCl2溶液,再滴入稀硝酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀原Na2SO4溶液已被空气中O2氧化D电解FeCl2和盐酸的混合溶液,电解一段时间后,在阳极附近滴加 KSCN溶液阳极附近溶液变红,并无气泡产生Fe2的还原性强于Cl【答案】D5下列关于Fe3、Fe2的说法错误的是()A 用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2B 配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度C 用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀D 向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化【答案】A6下列实验操作、实验现象和实验结论不正确的是选项实验操作实验现象实验结论A将大小相同的金属钠分别投入水和乙醇中钠与水反应比钠与乙醇反应剧烈碱性:乙醇钠氢氧化钠B向KNO3和KOH混合溶液中加入铝粉并加热,管口放置湿润的红色石蕊试纸试纸变为蓝色NO3-被还原为NH3C向KI溶液中加少量苯,然后加FeCl3溶液有机层呈橙红色还原性:Fe2+I-D向1mL 0.1mo/L Na2S溶液中滴入1mL0.1mol/L ZnSO4溶液再加入0.1mol/L CuSO4溶液开始有白色沉淀生成,后有黑色沉淀生成Ksp(CuS)Ksp(ZnS)【答案】C【解析】A.钠与水和乙醇反应都能置换出氢气,大小相同的钠与水反应比与乙醇反应剧烈,说明水中的氢原子比乙醇羟基上的氢原子活泼,则有碱性:乙醇钠氢氧化钠,故A说法正确;B. 氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则NO3-被还原为NH3,故B说法正确;C. 向KI溶液中加少量苯,然后加FeCl3溶液,发生反应2Fe3+2I-=2Fe2+I2,碘被苯从水层萃取出来,有机层呈紫红色,说明还原性:Fe2+I-,故C说法错误;D.向1mL 0.1mo/L Na2S溶液中滴入1mL0.1mol/L ZnSO4溶液,再加入0.1mol/L CuSO4溶液,由于Na2S在与ZnSO4反应时,开始有白色沉淀生成,说明生成了ZnS沉淀,后有黑色沉淀生成,说明ZnS转化成了CuS,从而说明Ksp(CuS)Fe3+。下列说法不正确的是( )A 铈(Ce)元素在自然界中主要以化合态形式存在B 铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为:Ce + 4HI = CeI4 + 2H2C 用Ce(SO4)2溶液滴定硫酸亚铁溶液,其离子方程式为:Ce4+Fe2+ = Ce3+Fe3+D 四种稳定的核素13658Ce、13858Ce、14058Ce、14258Ce,它们互称为同位素【答案】B11下列有关铁元素的叙述中正确的是()A Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2溶液的酸碱性不同20高铁酸钾(K2Fe04)是一种理想的绿色高效水处理剂。某学习小组用如图所示装置(夹持仪器已略去)制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备K2Fe04。查阅资料知K2FeO4的部分性质如下:可溶于水、微溶于浓KOH溶液;在0-5、强碱性溶液中比较稳定;在Fe3和Fe(OH)3催化作用下发生分解;在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。请回答下列问题:(1)仪器C和D中都盛有KOH溶液,其中C中KOH溶液的用途是_。(2)Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。为保证反应生成KClO,需要将反应温度控制在0-5,在不改变KOH溶液浓度的前提下,实验中可以采取的措施是_。(3)在搅拌条件下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2Fe04,写出该反应的化学方程式_;该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,其原因是_。(4)制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质。一种提纯方案为:将一定量的K2Fe04粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中,用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2-3次后,在真空干燥箱中干燥。第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是(填化学式)_、_。晶体用乙醇洗涤的原因是_。【答案】和氯气反应制备KClO装置C加冰水浴冷却Fe(NO3)33KClO10KOH=2K2FeO43KCl6KNO35H2O生成的K2FeO4在Fe3催化作用下会发生分解Fe(OH)3K2FeO4乙醇挥发时带走水分,防止K2FeO4与水发生反应中,其原因是生成的K2FeO4在Fe3催化作用下会发生分解;(4)因为Fe(OH)3不溶于水,所以第一次用砂芯漏斗过滤,除去Fe(OH)3,则得到的固体为Fe(OH)3,由于K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和的KOH溶液,析出K2FeO4晶体,再进行过滤,则第二次用砂芯漏斗过滤,得到K2FeO4晶体;乙醇挥发时带走水分,防止K2FeO4与水发生反应21铁及其化合物有丰富多彩的化学性质。回答下列问题:(1)铁元素在周期表中的位置为第_周期_族。(2)FeCl3溶液可用于吸收尾气中的SO2,写出该反应的离子方程式:_。(3)某化学兴趣小组同学用如图装置,充分加热硫酸亚铁晶体(FeSO4xH2O)至完全分解。 装置A中需持续通入N2,其目的是_。 充分反应一段时间后,小组同学观察到实验现象为:装置A中残留有红棕色固体,装置B中固体变蓝,C中溶液褪色,请写出FeSO4分解的化学方程式:_。 装置D中干燥管的作用为_。【答案】四2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42-+4H+持续充入氮气,可排除装置中的空气,将晶体分解的气体产物全部从A中排出2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3防止氢氧化钠溶液倒吸;A中排出;因此,本题正确答案是:持续充入氮气,可排除装置中的空气,将晶体分解的气体产物全部从A中排出。装置A中残留有红棕色固体为氧化铁,装置B中固体变蓝,说明有水生成,C中溶液褪色,说明产生二氧化硫气体,结合原子及电子守恒可以知道,FeSO4分解的化学方程式:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3;综上所述,本题答案是:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。 装置D中干燥管的作用为防止氢氧化钠溶液倒吸;因此,本题正确答案是:防止氢氧化钠溶液倒吸。22完成下列填空:(1)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的原因是_(用文字表达),又变为棕黄色的离子方程式是_。(2)近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:Pt(a)电极是电池的_极,电极反应式为_;Pt(b)电极发生_反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为_(3)已知铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。A是铅蓄电池的_极,铅蓄电池正极反应式为_,Ag电极的电极反应式是_,Cu电极的电极反应式是_,CuSO4溶液的浓度_(填“减小”“增大”或“不变”)。【答案】Fe3+被还原为Fe2+ 3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O负2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+还原3O212H12e=6H2O负PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O2H2e=H2Cu2e=Cu2不变23工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:试回答下列问题:(1)滤液X中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_(填字母)调节溶液的pH。A稀硝酸 B氨水C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液(3)步骤中,FeCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2,检验Fe2的方法是_(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是_。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为_。【答案】Fe2、Fe3B取少量溶液,加入硫氰化钾溶液,不显红色,然后滴加氯水,溶液变为红色防止NH4HCO3分解,减少Fe2的水解4FeCO3O22Fe2O34CO224以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体,再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2气体的吸收率。具体情况如下图所示。请回答下列问题:(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是_ ,达到此要求采取的适宜措施是_。(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3氧化成SO42,写出制备二氧化氯的离子方程式:_。(3)某校化学学习小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品质量6.0 g,通过反应和吸收可得400 mL ClO2溶液,取出20 mL,加入37.00 mL 0.500 molL1(NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应,过量Fe2再用0.0500 molL1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL。反应原理如下:4HClO25Fe2=Cl5Fe32H2O14H6Fe2Cr2O72=2Cr36Fe37H2O试计算ClO2的“产率”为_。【答案】30水浴加热(或水浴控制恒温)15ClO3FeS214H=15ClO2Fe37H2O2SO4256.25%25绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁(FeSO4xH2O),在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:_、_。(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是_。将下列实验操作步骤正确排序_(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却至室温根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x =_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为BaCl2溶液、品红溶液。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为产生白色沉淀、品红溶液褪色。写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_。【答案】样品中无Fe3+硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁干燥管dabfce偏小2FeSO4Fe2O3+SO2+SO326Fe元素是地壳中最丰富的元素之一,在金属中仅次于铝,铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为:3FeS28O26SO2+Fe3O4有3 mol FeS2参加反应,转移_mol电子。(2)自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_。(3)氧化铁是重要工业颜料,工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产它的工艺流程如下:已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀的pH值见下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.53.4沉淀完全3.29.74.4回答下列问题:操作I、的名称分别是_。铁屑与稀硫酸反应前,应用1

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