2019_2020新教材高中化学课时素养评价十五3.1.3铁及其化合物之间的转化关系（含解析）鲁科版.docx

铁及其化合物之间的转化关系(40分钟70分)一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)1.(2019滨州高一检测)下列物质反应后一定有+3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2反应Fe与过量稀硫酸反应Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.只有B.C.D.【解析】选A。虽然铁粉过量,但铁与Cl2发生反应的产物为FeCl3,故中有+3价铁生成;Fe与稀硫酸反应生成FeSO4,故中只有+2价铁生成;Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中时,若铁粉很多,则过量的铁粉与生成的FeCl3发生反应生成FeCl2,而使溶液中无Fe3+,故中不一定有+3价铁生成,A正确。【补偿训练】(2019邯郸高一检测)下列反应结束后,向其中滴加KSCN溶液,溶液变成红色的是()A.铁锈与过量稀盐酸B.FeCl3溶液与过量铜片C.FeCl3溶液与过量铁粉D.FeCl2溶液与过量Zn粉【解析】选A。铁锈与过量稀盐酸反应生成FeCl3,溶液中存在Fe3+,向其中滴加KSCN溶液,溶液变成红色,故A正确;FeCl3溶液与过量铜片反应生成FeCl2,溶液中不存在Fe3+,向其中滴加KSCN溶液,溶液不变红,故B错误;FeCl3溶液与过量铁粉反应生成FeCl2,溶液中不存在Fe3+,向其中滴加KSCN溶液,溶液不变红,故C错误;FeCl2溶液与过量Zn粉反应生成ZnCl2和Fe,溶液中不存在Fe3+,向其中滴加KSCN溶液,溶液不变红,故D错误。【互动探究】(1)上题反应结束后,过滤,向溶液中滴加KSCN溶液无明显现象,再加入氯水溶液变成红色的是_。提示:B、C。由现象可知,溶液中含有Fe2+,不含Fe3+。(2)上题反应结束后,向溶液中再加入淀粉KI溶液,溶液变蓝的是_。提示:A。铁锈与过量稀盐酸反应生成FeCl3,溶液中存在Fe3+,Fe3+具有氧化性,将KI氧化为I2,使淀粉变蓝。2.用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液在铜片上写“化学”两个字,放置片刻,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中,下列说法正确的是()A.烧杯中的溶液呈棕黄色B.铜片无任何变化C.铜片上有凹陷的“化学”两个字D.发生反应:Fe3+CuCu2+Fe2+【解析】选C。FeCl3溶液与铜的反应为Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2,反应后的溶液中含有Cu2+、Fe2+,A项错误;FeCl3溶液与铜反应,铜片上反应掉的部分会有凹陷,B项错误,C项正确;该反应的离子方程式为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,D项错误。【补偿训练】(2019扶余高一检测)下列不能证明Fe3+的氧化性的事实是()A.硫酸铁溶液可溶解铁粉B.常用氯化铁溶液溶解含铜的印刷电路板C.含Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成红色D.往氯化铁溶液中通入H2S可出现浑浊(生成单质S)【解析】选C。硫酸铁溶液可溶解铁粉,反应的离子方程式为2Fe3+Fe3Fe2+,属于氧化还原反应,Fe3+作氧化剂,表现氧化性,故A正确;氯化铁溶液溶解含铜的印刷电路板,反应的离子方程式为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,属于氧化还原反应,Fe3+作氧化剂,表现氧化性,故B正确;含Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时生成Fe(SCN)3而变成红色,此反应并非氧化还原反应,故C错误;往氯化铁溶液中通入H2S可出现浑浊,反应的化学方程式为2FeCl3+H2S2FeCl2+S+2HCl,属于氧化还原反应,Fe3+作氧化剂,表现氧化性,故D正确。3.把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前减轻的是()A.CuSO4B.Fe2(SO4)3C.HClD.FeSO4【解析】选A。铁把铜置换出来,溶液质量减轻,A对;铁和Fe2(SO4)3反应,溶液质量增加,B错;Fe置换出H,溶液质量增加,C错;Fe与FeSO4不反应,溶液质量不变,D错。【补偿训练】下列变化中,加入铁粉不可能实现的是()A.Ag+AgB.Fe3+Fe2+C.H+H2D.Fe(OH)2Fe(OH)3【解析】选D。铁粉具有还原性,而Fe(OH)2Fe(OH)3中,Fe(OH)2被氧化。4.(2019北京顺义区高一检测)某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析,下列说法正确的是()A.实验、所涉及的物质均为电解质B.实验、发生的均为离子反应C.实验、均未发生氧化还原反应D.实验、反应制得的物质均为纯净物【解析】选C。实验中铁与氯气都是单质,不是电解质,故A错误;实验中铁与氯气反应生成氯化铁,不是离子间发生的反应,不属于离子反应,故B错误;实验中氯化铁溶于水为物理变化,实验中氯化铁水解生成氢氧化铁胶体,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,故C正确;实验得到氢氧化铁胶体,属于混合物,故D错误。5.(2019攀枝花高一检测)下列实验现象描述错误的是()选项实验现象A将水蒸气通过灼热的铁粉黑色粉末变为红褐色B在FeCl2溶液中加入足量氯水溶液由浅绿色变为棕黄色C在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液生成白色沉淀,沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色D加热放在坩埚中的小块钠钠先熔化成光亮的小球,燃烧时,火焰为黄色,燃烧后,生成淡黄色固体【解析】选A。水蒸气通过灼热的铁粉,生成黑色的四氧化三铁固体,不是红褐色,A错误;在FeCl2溶液中加入足量氯水,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,B正确;在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液,发生复分解反应,产生氢氧化亚铁白色沉淀,该物质不稳定,容易被空气氧化为红褐色的氢氧化铁,因此会看到首先生成白色沉淀,白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色,C正确;加热放在坩埚中的小块钠,则钠首先熔化成光亮的小球,钠燃烧时,火焰呈黄色,燃烧后,生成淡黄色过氧化钠固体,D正确。【补偿训练】(2019湛江高一检测)将铁和氧化铁的混合物5.44 g加入50 mL 3.2 molL-1的盐酸,恰好完全反应,滴入KSCN溶液后不显红色。若忽略溶液体积的变化,则在所得溶液中Fe2+的浓度约为()A.0.2 molL-1B.0.4 molL-1C.0.8 molL-1 D.1.6 molL-1【解析】选D。加入KSCN不显红色,则说明Fe恰好完全转化为FeCl2,由Cl-守恒可知,FeCl2的浓度为Cl-浓度的一半,即1.6 molL-1。6.(2019太原高一检测)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是()A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化生成红棕色粉末C.由图可预测:高铁酸盐(Fe)具有强氧化性D.加热Fe(OH)3发生转化,加水溶解可实现转化【解析】选C。铁与高温水蒸气反应生成Fe3O4,A错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,生成Fe3O4,B错误; 由图可预测:高铁酸盐(Fe)中铁的化合价高,具有强氧化性,C正确;加热Fe(OH)3发生转化生成Fe2O3,但Fe(OH)3不溶于水,D错误。【补偿训练】(2019雅安高一检测)下图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况,下列选项中正确的是()MNPQANH3H2OBa(OH)2铜石蕊试液BNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2锌粉KSCNDNaHCO3MgCl2Fe石蕊试液【解析】选C。硫酸铁与Ba(OH)2反应生成硫酸钡白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀,硫酸铁与铜反应不会出现浅绿色,A项错误;硫酸铁与FeO不反应,且FeO难溶于水,B项错误;物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示,C项正确;硫酸铁与MgCl2溶液不反应,D项错误。7.(2019济南高一检测) 实验室在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,充分反应后发现溶液中有Cu2+存在,下列说法错误的是()A.容器中已肯定无Fe粉存在 B.容器中肯定无Cu粉存在C.溶液中Fe2+比Cu2+多 D.溶液中可能存在Fe3+【解析】选B。由于铁的还原性比铜的强,因而铁粉先与Fe3+反应,Fe3+的氧化性大于Cu2+,Cu 和Fe3+可以发生反应,溶液中有Cu2+存在,说明铁粉反应完全,铜粉也发生了反应,但不能判断铜粉过量或不足,溶液中发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+、Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+,则容器中已肯定无Fe粉存在,A正确;容器中肯定无Cu粉存在,不能判断,B错误;根据反应方程式可知,溶液中Fe2+比Cu2+多,C正确;溶液中可能存在Fe3+,D正确。【补偿训练】将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是()选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应B当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+C当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+正确,Cu有剩余,故无Cu2+D当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+不正确,不可能有Fe剩余,而Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应【解析】选D。当铁、铜的量比较少时,溶液中可能有Fe3+存在,A错误;当铁过量时,铜不与Fe3+反应,无Cu2+生成,溶液中不存在Cu2+和Fe3+,B错误;铜有剩余,则溶液中一定无Fe3+,可能有Cu2+,C错误;铁比铜活泼,不可能铁剩余而无铜剩余,D的评价正确。二、非选择题(本题包括2小题,共28分)8.(12分)(2019衡水高一检测)某同学利用如图1所示装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。(1)图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:待试管冷却,取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B;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)该同学按上述方案进行了实验,溶液未变红色,原因是_ (用化学方程式表示)。(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按如图2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的反应的化学方程式_。【解析】(1)Fe在加热条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。(2)(3)根据Fe与H2O(g)的反应可知,试管中固体的成分可能为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。答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2)AC(3)2FeCl3+Fe3FeCl2(4)FeCl2+2NaOHFe(OH)2+2NaCl;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)39.(16分)某同学根据铁元素价态特点,提出这样一个观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉足量时产物是FeCl2,为验证该观点是否正确,该同学将一定质量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:提出假设:假设1:该固体物质是FeCl2。假设2:该固体物质是FeCl3。设计实验方案:取少量固体物质于烧杯中,加适量水溶解,得到溶液A,然后取两份A溶液分别进行实验,结论如下表:(完成下表)实验方法实验现象结论固体物质中有FeCl3固体物质中不含FeCl2【解析】Cl2与铁粉反应,产物可能是FeCl3或FeCl2,加入KSCN溶液呈红色可证明有Fe3+,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色不褪去或不变浅,证明不含Fe2+。答案:实验方法实验现象结论在A溶液中加KSCN溶液溶液呈红色固体物质中有FeCl3在A溶液中加少量酸性KMnO4溶液酸性KMnO4溶液颜色无明显变化固体物质中不含FeCl2(20分钟30分)一、选择题(本题包括1小题,共10分)10.铁的氧化物极为复杂。为测定一种铁的氧化物样本X的化学式,实验过程如下:根据实验结果,该氧化物X的化学式为()A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7【解析】选D。铁的氧化物X加稀硫酸溶解,用过量的氯气氧化,再加氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀,过滤、洗涤、干燥、灼烧,最后得到氧化铁,则生成的氧化铁的物质的量为n(Fe2O3)=0.025 mol,则Fe的物质的量为n(Fe)= 2n(Fe2O3)=20.025 mol=0.05 mol,Fe的质量为m(Fe)=n(Fe)M=0.05 mol56 gmol-1=2.8 g,氧化物X中O的质量为m(O)=3.92 g-2.8 g=1.12 g, n(O)=0.07 mol,n(Fe)n(O)=0.05 mol0.07 mol=57,所以氧化物X的化学式为Fe5O7。选项D合理。【补偿训练】电子工业常用FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某研究小组同学为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,设计了如图流程:下列有关叙述不正确的是()A.FeCl3溶液与铜箔的反应过程中有2 mol电子发生转移,会有64 g铜溶解B.的实验操作属于过滤C.气体C的化学式是Cl2D.中反应消耗铁粉11.2 g,废液中Fe3+的物质的量浓度是0.2 molL-1【解析】选D。Cu和FeCl3发生的反应为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,反应中电子转移2 mol,反应铜1 mol,质量为64 g,A正确;过滤是分离固体和溶液的实验操作,B正确;向废液中加入过量Fe粉,发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+、Cu2+FeCu+Fe2+,然后过滤,固体A中含有Fe、Cu,溶液A中含有FeCl2,向固体A中加入过量稀盐酸,Fe与盐酸发生反应生成FeCl2,然后过滤,得到的6.4 g固体B是Cu,溶液B中含有HCl、FeCl2,将滤液混合,然后通入Cl2,将FeCl2氧化,得到氯化铁溶液,C正确;中反应消耗铁粉11.2 g,物质的量为0.2 mol,铜离子物质的量= =0.1 mol,消耗铁0.1 mol,则和铁离子反应的铁为0.1 mol,消耗Fe3+物质的量0.2 mol,废液中Fe3+的物质的量浓度=0.4 molL-1,D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)11.常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物,市场上一种常见的补铁药物的名称是速力菲。该药品的正式名称是琥珀酸亚铁薄膜片,为棕黄色薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色,药片中Fe2+的含量约为34.0%36.0%。该药片在水和乙醇中的溶解度不大。某学校化学实验小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计了如下几组实验:理论设计方案:(1)甲组:药片白色沉淀灰绿色沉淀