铁的多样性 同步练习题 高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

3.1铁的多样性同步练习题一、选择题1．在生产和生活中，钢铁和铝合金已经成为大量使用的金属材料，下列说法错误的是A．钢铁的主要成分为铁B．在地壳中，铝的含量高于铁C．一定条件下，单质铝可与铁的某种化合物发生置换反应D．铝餐具可用来长时间存放酸性食物2．某兴趣小组用油性笔在一小块覆铜板上写上“化学”，然后浸入盛有溶液的小烧杯中。一段时间后取出覆铜板，用水洗净并晾干，制作流程如下。该小组继续对反应后的溶液进行定量分析，测得溶液中与之比为。下列说法错误的是A．小烧杯中发生反应的离子方程式为：B．反应后的溶液再生为溶液的步骤：加入足量铁粉，过滤，向滤液中通入氯气C．反应后的溶液中：D．反应后的溶液中：3．某实验小组测定铁的氧化物的化学式，已知该氧化物中铁元素只有和两种价态，实验步骤如图，下列说法错误的是A．只有步骤②发生了氧化还原反应B．溶液a中阳离子有和C．溶液b中D．通过计算可得该氧化物的化学式为：4．生活中处处有化学。下列叙述错误的是A．Fe2O3常用作红色油漆和涂料B．可以用食醋除去水垢中的碳酸钙C．苏打的主要成分是碳酸氢钠，能使培制出的糕点疏松多孔D．国家采用在某些酱油中加入铁强化剂，可以减少缺铁性贫血问题的发生5．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（）A．K B．Na C．Fe D．Al6．磁山(在今河北省邯郸市武安)是我国四大发明之一指南针的发源地。据《古矿录》记载：《明史地理志》称：“磁州武安县西南有磁山，产磁铁石。”文中的磁铁石的主要化学成分应该是（）A．Fe2O3 B．FeO C．Fe3O4 D．Fe(OH)37．常温下，c(H+)=0.1mol/L的某溶液中可能含有Na+、Fe3+、Fe2+、I-、Cl-、中的某几种离子，现取100mL该溶液进行如图所示实验：已知氧化性Fe3+>I2，根据实验结果，判断下列说法正确的是A．Fe3+与Fe2+至少有一种B．一定存在Fe2+、I-、Cl-C．一定不存在，可能存在Na+和Cl-D．该溶液中一定存在Fe2+、I-，可能含Cl-8．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是A．a可与e反应生成bB．b只有还原性，没有氧化性C．可将溶液e加入浓碱液中制得d的胶体D．不可能存在b→c→d→e→b的循环转化关系9．已知：K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2+的试剂，若溶液中存在Fe2+，将产生蓝色沉淀。将0.1mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“”2Fe3++2I-2Fe2++I2的是实验编号实验操作实验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色A．①和③ B．②和④ C．③和④ D．①和②10．有关铁及其化合物的说法正确的是A．将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体B．FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强C．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3D．K2FeO4是一种高效的净水剂，具有杀菌消毒的作用二、填空题11．人类生活离不开化学，如：①硫酸亚铁片用于治疗贫血(下图是其说明书)，②复方氢氧化铝用于治疗胃酸过多，③明矾用作净水剂，等等。阅读上方“硫酸亚铁片”的标签说明，回答：（1）“鉴别”中，“加稀盐酸1滴”的作用是；不是加稀硫酸的原因是。（2）复方氢氧化铝治疗胃酸过多时，氢氧化铝作为中和过多胃酸；氢氧化铝也能跟烧碱溶液反应，反应的离子方程式为。（3）明矾能净水是因为①Al3+能水解，②水解产物氢氧化铝具有能力。设计一个简单实验验证明矾溶于水发生了水解。12．关于中学化学中常见的物质A、B、C、D，它们之间转化关系如图所示(部分产物和条件已略去)，回答下列问题：(1)若C固体的颜色为黄色，A为金属单质，D为。(2)若A为黄绿色气体，D为常见金属，C为。13．Fe、Cl是中学化学常见的元素。回答下列问题：(1)①实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气，否则发生的现象是。反应化学方程式为。②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量的盐酸，会出现一系列变化：先出现原因：；随后，原因(用离子方程式表示)。③要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时的最佳顺序为。a.加入足量氯水b.加入足量KMnO4溶液c.加入少量KSCN溶液A．acB．cbC．caD．abc(2)饮用水质量是关系人类健康的重要问题。①氯气是最早用于饮用水消毒的物质，其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸，该反应的离子方程式为：。②写出工业上制取漂白粉的化学反应方程式：。③ClO2是一种广谱型的消毒剂，将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为。14．取48.0gFe2O3，一定温度下加热，残留固体47.36g。将该剩余固体溶于足量盐酸，此过程没有气体产生；所得溶液中再加入足量KI溶液。请计算：(1)生成I2的物质的量。(2)若分解产物为Fe3O4，求Fe2O3的分解率。15．化合物M是一种白色粉末，由四种原子序数小于30的元素组成。为探究M的组成，某高中探究性学习小组进行如下实验：已知：①白色固体B可溶于无色气体C的水溶液中得到无色溶液②流程中部分生成物已略去，气体产物完全逸出，沉淀均洗涤干净。请回答：(1)组成M的非金属元素有，C分子的电子式为。(2)写出M与盐酸反应的化学方程式。(3)请写出白色固体B溶于无色气体C的水溶液中得到无色溶液的离子方程式。(4)无色气体C可用于处理硝酸工厂的尾气，把尾气中的氮氧化物()转化为对空气无污染的物质，请写出该反应的化学方程式。(5)试设计实验检验沉淀D中的阳离子：。16．某实验小组在实验室进行Fe2+与Fe3+相互转化的实验。(1)向试管a中加入过量铁粉的离子方程式是。(2)试管b中的实验现象是。(3)试管c中产生白色沉淀，一段时间后部分沉淀变为红褐色。写出白色沉淀变为红褐色的化学方程式。(4)实验小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如下(w表示质量分数)：实验序号w(FeSO4)/%w(NaOH)/%t/si2.515149ii515138iii101599iv525142v535180①实验i、ii、iii的目的是。②小组同学通过实验得出结论：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好，推断的证据是。【参考答案】一、选择题1．D解析：A．钢铁的成分为铁和碳，主要成分为铁，A正确；B．在地壳中，元素前五位的是氧、硅、铝、铁、钙，铝的含量高于铁，B正确；C．一定条件下，单质铝可与铁的氧化物发生铝热反应，生成铝和氧化铁，是置换反应，C正确；D．铝餐具易被酸性物质腐蚀，铝进入食物，影响人体健康，故不能用铝餐具来长时间存放酸性食物，D错误；故答案为：D。2．C解析：A．小烧杯中铜被铁离子氧化，发生反应的离子方程式为：，A正确；B．反应后的溶液中含有铜离子，需要先置换出铜，然后在把亚铁离子氧化为铁离子，所以再生为溶液的步骤：加入足量铁粉，过滤，向滤液中通入氯气，B正确；C．反应测得溶液中与之比为，根据可知反应后的溶液中：，C错误；D．氯离子不参与反应，浓度最大，依据选项C可判断反应后的溶液中：，D正确；答案选C。3．C【分析】该氧化物与盐酸反应后得到含有有Fe3+和Fe2+的溶液，通入氯气后溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+，其反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−。解析：A．步骤①为复分解反应，步骤②为氧化还原反应，故A正确；B．因为盐酸过量，所以溶液a中除了含有Fe3+和Fe2+外，还有H+，故B正确；C．因为盐酸过量，且未知量，所以溶液b中Fe3+与Cl−的物质的量之比无法计算，故C错误；D．步骤②反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−，其中消耗0.1molCl2，则Fe2+的物质的量为0.2mol，原氧化物中Fe2+也为0.2mol，该氧化物中Fe2+以FeO形式存在，其质量为0.2×72=14.4g，则其中Fe3+以Fe2O3形式存在，其质量为30.4−14.4=16g，物质的量为=0.1mol，则该氧化物可以写成Fe2O3·2FeO，即Fe4O5，故D正确；故选C。4．C解析：A．Fe2O3是红色固体，常用作红色油漆和涂料，故A正确；B．碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳、水，可以用食醋除去水垢中的碳酸钙，故B正确；C．小苏打的主要成分是碳酸氢钠，能使培制出的糕点疏松多孔，故C错误；D．人体缺铁可引起贫血，国家采用在某些酱油中加入铁强化剂，可以减少缺铁性贫血问题的发生，故D正确；选C。5．D解析：K、Na性质非常活泼，在空气中极易被氧化，表面不能形成保护内部金属不被氧化的氧化膜，Fe在空气中被氧化后形成的氧化膜比较疏松，起不到保护内层金属的作用；金属铝的表面易形成致密的氧化物薄膜保护内层金属不被腐蚀。答案选D。6．C解析：根据题干信息可知磁铁石应具有磁性，Fe2O3、FeO、Fe(OH)3都不具有磁性，Fe3O4俗称磁铁，具有磁性，所以磁铁矿的主要成分主要为Fe3O4，故答案为C。7．B【分析】溶液中已经含有0.1mol/L的H+，所以与其不能大量共存的一定不存在；由于加入适量Cl2、加四氯化碳分液后下层分离出了紫黑色固体，说明有碘单质生成，那么原溶液中一定含有I-；由于氧化性Fe3+＞I2，所以I-会被Fe3+氧化，所以原溶液中一定不会存在Fe3+；根据I2的质量为2.54g可知，100mL的原溶液含有I-0.02mol，所以原溶液中；对分液后的水层加入足量的氢氧化钠会生成沉淀，所以原溶液中一定有Fe2+，那么1.60g固体即Fe2O3，所以100mL原溶液中，Fe2+的量为0.02mol，即原溶液中；由于第一步中加入的Cl2会转变为Cl-，所以不能通过生成AgCl白色沉淀证明原溶液中含有Cl-；通过上述分析，原溶液中，，，电荷并不守恒，所以原溶液中一定还含有Cl-，由于上述检验过程并未证明溶液中一定不含Na+，所以；当，溶液中不含Na+，当，溶液中一定有Na+。解析：A．通过分析可知，溶液中一定不含Fe3+，A错误；B．通过分析可知，一定存在Fe2+、I-、Cl-，B正确；C.通过分析可知，原溶液中一定不含；原溶液中一定还含有Cl-，且当，溶液中不含Na+，当，溶液中一定有Na+，C项错误；D．通过分析可知，溶液中一定含有Cl-，且，D错误；答案选B。8．A【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为、、等铁的二价盐类物质，c为，d为，e为、、等铁的三价盐类物质。解析：A．铁与铁的三价盐类物质可发生反应生成铁的二价盐类物质，如，A正确；B．为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，B错误；C．铁的三价盐类物质与浓碱液反应生成沉淀，不能生成氢氧化铁胶体，C错误；D．可能存在b→c→d→e→b的转化，如，D错误；故选A。9．D解析：反应存在化学平衡，则反应物均有剩余，即溶液中存在铁离子和碘离子，①是检验铁离子，②是检验碘离子，③检验亚铁离子，④检验碘单质，所以①和②能证明反应存在化学平衡；故选D。10．D解析：A．制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，A错误；B．FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，是铁离子和铜反应生成铜离子和亚铁离子，说明铁离子氧化性大于铜离子，不能说明铁比铜金属性强，B错误；C．碘氧化性较弱，和铁反应生成FeI2，C错误；D．K2FeO4具有强氧化性，是一种高效的净水剂，且具有杀菌消毒的作用，D正确；故选D。二、填空题11．抑制FeSO4水解加稀硫酸会干扰硫酸根离子的检验碱（或弱碱）Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O吸附用pH试纸或pH计测试明矾溶液，pH<7证明溶液呈酸性（或用石蕊试液，其它合理也可以）解析：（1）硫酸亚铁为强酸弱碱盐，溶于水发生水解，从而使溶液变浑浊，所以在硫酸亚铁片溶解过程中，常加酸抑制水解，在后续验证中，还需要验证硫酸根离子，加加硫酸酸化，将会引入硫酸根离子，干扰原药片中硫酸根离子的检验，故答案为：抑制FeSO4水解；加稀硫酸会干扰硫酸根离子的检验；（2）胃酸为盐酸，加氢氧化铝中和酸，从而表现出碱性，氢氧化铝与烧碱（NaOH）溶液反应的离子反应方程式为：Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O，故答案为：碱；Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O；（3）明矾能净水是因为Al3+能水解生成Al(OH)3的胶体，具有吸附能力，能吸附水中的悬浮物，用pH试纸或pH计测试明矾溶液，pH<7证明溶液呈酸性（或用石蕊试液，其它合理也可以），故答案为：吸附；用pH试纸或pH计测试明矾溶液，pH<7证明溶液呈酸性（或用石蕊试液，其它合理也可以）；12．(1)O2(或氧气)(2)FeCl2(或氯化亚铁)解析：（1）若C固体的颜色为黄色，则为过氧化钠，A为金属单质，则为Na，D为氧气；故答案为：O2(或氧气)。（2）若A为黄绿色气体，则A为氯气，D为常见金属，根据图中得到D为变价金属，为金属铁，铁和氯气反应生成氯化铁，氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，C为FeCl2；故答案为：FeCl2(或氯化亚铁)。13．(1)生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后沉淀变为红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3红褐色沉淀盐酸使Fe(OH)3胶体聚沉红褐色沉淀溶解Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OC(2)Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl-2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O2：1解析：（1）①氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧化铁，发生的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后沉淀变为红褐色，反应化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；②电解质盐酸电离出的Cl-使Fe(OH)3胶体发生聚沉，生成红褐色沉淀；氢氧化铁胶体聚沉后会产生氢氧化铁沉淀，继续加入硫酸，会发生酸碱中和反应，红褐色沉淀溶解，生成氯化铁和水，此反应的离子方程式是Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O；③要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时的最佳顺序为先加入KSCN溶液不变色，再加入足量氯水变红色，故答案为：C；（2）①氯气溶于水后生成了次氯酸和盐酸，氯气、水、次氯酸在离子反应中保留化学式，则离子反应为Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl-，故答案为：Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl-；②氯气通入石灰乳中反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，该反应为2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O，故答案为：2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O；③根据题意知，酸性条件下，NaClO3和Na2SO3发生氧化还原生成ClO2和Na2SO4，同时生成水，该反应中Cl元素化合价由+5价变为+4价、S元素化合价由+4价变为+6价，其转移电子数为2，根据转移电子相等配平方程式为H2SO4+2NaClO3+Na2SO3=2Na2SO4+2ClO2+H2O，所以该反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1。14．(1)0.26mol(2)40%解析：(1)根据题意可知Fe2O3分解生成Fe3O4，48.0gFe2O3的物质的量为=0.3mol，加热后残留固体47.36g，减少的质量为O元素质量，n(O)==0.04mol，则此过程中被还原的n(Fe)=0.04mol×2=0.08mol，所以剩余n(Fe3+)=0.3mol×2-0.08mol=0.52mol，根据方程式2Fe3++2I-=2Fe2++I2，可知被氧化生成的碘单质的物质的量为0.52mol÷2=0.26mol；(2)加热过程中，被还原的n(Fe)=0.04mol×2=0.08mol，即产生了0.08molFe2+，则生成的n(Fe3O4)=0.08mol，消耗了n(Fe2O3)==0.12mol，所以分解率为×100%=40%。15．(1)H、N、Cl(2)(3)或(4)(5)取沉淀D少量，加入足量的盐酸，把溶液分成两份，其中一份滴入KSCN溶液，溶液显明显的血红色，另一份滴加铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀(或：取沉淀D少量，加入足量的稀硫酸，把溶液分成两份，其中一份滴入KSCN溶液，溶液显明显的血红色，另一份滴加酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾的红色褪去)【分析】溶液A分为两等分，一分加入硝酸和硝酸银，生成5.740g白色沉淀B是AgCl，则化合物X中含有Cl的物质的量是×2-20×10-3L×3mol/L=0.02mol，溶液A与足量的氢氧化钠溶液反应生成氨气，气体C是氨气，0.672L放出氨气的物质的量是=0.03mol，说明溶液A中含有铵根，则A含有NH的物质的量为0.03mol×2=0.06mol，沉淀D灼烧得0.400g红棕色固体E，E是Fe2O3，说明溶液A中含有铁，铁的物质的量为×2×2=0.01mol，所以A中含有铁元素0.01mol、N元素0.06mol、C1元素0.02mol；根据质量守恒，A中含有H元素的物质的量是=0.18mol，则X