高一化学人教版必修第一册巩固练习：第三章　第一节　第2课时　铁及其化合物的转化及铁离子的检验 含解析

PAGE第2课时铁及其化合物的转化及铁离子的检验课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是()A.硫酸 B.氯水C.硫酸锌 D.氯化铜答案:B解析:Fe+2HClFeCl2+H2↑,选项中,H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应,但氯水中的Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。2.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断错误的是()A.加入KSCN溶液一定不变红色B.溶液中一定含Fe2+C.溶液中一定含Cu2+D.剩余固体中一定含铜答案:C解析:氧化性Fe3+>Cu2+,加入Fe先还原Fe3+,然后再还原Cu2+。3.已知下述三个实验均能发生化学反应:①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A.实验①中铁钉是还原剂B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+答案:A解析:实验①中铁钉是还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A项正确,B、C、D三项错误。4.下列叙述正确的是()A.向某溶液中加入KSCN溶液后无明显现象,证明溶液中不含有Fe3+B.FeCl2无法直接通过化合反应而得到C.向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+D.因为在金属活动性顺序中Cu排在Fe后面,故把铜粉加入FeCl3溶液中不发生反应答案:A解析:FeCl2可由化合反应Fe+2FeCl33FeCl2而得到;判断溶液中含有Fe2+的正确方法是先加入KSCN溶液,溶液不变色(无Fe3+),再通入Cl2后变为红色,从而证明有Fe2+;Fe3+具有较强氧化性,可与Cu发生反应:Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。5.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生反应Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+。根据该反应判断下列说法错误的是()A.铜是还原剂B.Fe3+具有氧化性C.Cu2+为还原产物D.该反应属于离子反应答案:C解析:该反应中铜元素化合价升高,Cu被氧化,为还原剂,Cu2+为氧化产物;铁元素化合价降低,Fe3+被还原,Fe3+为氧化剂;但该反应为离子反应。6.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀答案:C解析:Fe3O4为具有磁性的黑色晶体,A项错误;Fe与H2O(g)在高温下反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,Fe3+与KSCN溶液反应的生成物Fe(SCN)3不是沉淀,B、D项错误;向含FeCl3的FeCl2溶液中加入铁粉时,因发生反应2FeCl3+Fe3FeCl2可将FeCl3除去。7.把铁放入下列溶液中,铁被溶解而溶液质量减小的是()A.FeCl3溶液 B.稀硫酸C.NaOH溶液 D.CuSO4溶液答案:D解析:将Fe放入FeCl3溶液中,因发生反应2FeCl3+Fe3FeCl2而使Fe溶解,但溶液质量增大;将Fe放入稀硫酸中,发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,Fe被溶解,溶液质量增大;将Fe放入NaOH溶液,不发生反应,Fe不溶解;将Fe放入CuSO4溶液,发生反应CuSO4+FeCu+FeSO4,Fe被溶解,置换出Cu,溶液质量减小。8.要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2,可行的方法是()A.滴入KSCN溶液B.通入氯气C.加入适量铜粉并过滤D.加入适量铁粉并过滤答案:B解析:KSCN溶液只能检验Fe3+的存在,A项错误;通入氯气能将FeCl2氧化为FeCl3,B项正确;加入铜粉发生反应Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,引入新杂质Cu2+,C项错误;加入铁粉发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,过滤除去剩余铁粉,得到纯净的FeCl2溶液,D项错误。9.同是由黏土烧制的砖瓦,有的是黑色的,有的却是红色的,你猜测其中的原因可能是()A.土壤中含有铁粉、二氧化锰等B.黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑,红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C.土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色CuO和红色CuD.土壤中含有的铁元素经过不同工艺烧制,分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3答案:D解析:黏土中含有铁元素,在烧制砖瓦时,与O2反应,生成氧化物,铁元素的氧化物有3种,FeO与Fe3O4为黑色,Fe2O3为红棕色,D项正确。10.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是,证明Fe3+存在的现象是。

(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:。

(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤:A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。①,②,③,

④,⑤,⑥。

B.请写出相关反应的化学方程式。,

,

,

。

答案:(1)KSCN溶液溶液变成红色(2)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2(3)A.①Fe②FeCl2③Fe和Cu④HCl⑤FeCl2⑥Cl2B.CuCl2+FeFeCl2+Cu2FeCl3+Fe3FeCl2Fe+2HClFeCl2+H2↑2FeCl2+Cl22FeCl3解析:从腐蚀铜的废液中回收铜。选考奠基素养提升1.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是()A.用如图装置可以制备Fe(OH)2B.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化答案:C解析:反应开始时打开止水夹K,生成的H2进入乙中,可排出其中的空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化,一段时间后关闭止水夹K,甲中溶液进入乙中可生成Fe(OH)2,A项正确;铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,通过过滤可除去多余的铁粉,B项正确;Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,D项正确。2.已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。下列物质反应后一定能使KSCN溶液变红的是()①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸A.① B.①③⑤ C.②④ D.①②③④⑤答案:B解析:要使KSCN溶液变红,则一定要产生Fe3+,①和③中Cl2可将铁元素转化为Fe3+,⑤中相当于有HNO3,可将Fe2+氧化为Fe3+,④中Fe2O3溶于盐酸后产生的Fe3+能与Fe反应,若Fe过量,则无Fe3+。3.在Fe2(SO4)3溶液中加入ag铜,完全溶解后,再加bg铁,充分反应后得到cg残余固体,且a>c,下列说法正确的是()A.残余固体是铜和铁B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+C.将残余固体加入稀硫酸中,有气泡产生D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+答案:B解析:因为a>c,说明bg铁完全反应,溶液中含Cu2+、Fe2+,不含Fe3+,B项正确。4.小明在学习了铁及其化合物的性质后,进行了如下探究。(1)实验前小明预测说:Fe2+既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是

。

(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂:锌粒、铜片、0.1mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。①若小明计划在0.1mol·L-1FeCl2溶液中滴入新制氯水,探究Fe2+的还原性,你预计可能发生的反应为(写离子方程式),溶液由浅绿色变为色。

②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现色的现象,证明小明的观点和实验方案是正确的。

③小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没有明显变化,锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为。

答案:(1)因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态,既可以升高也可以降低(2)①Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+棕黄②KSCN溶液红③Zn>Fe>Cu解析:(2)①在0.1mol·L-1FeCl2溶液中滴入新制氯水,氯气具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+;溶液颜色从浅绿色变为棕黄色。②通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据,需要的试剂为KSCN溶液,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,溶液变红色。③金属单质都具有还原性,分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没有明显变化,锌粒逐渐变小,发生反应Zn+Fe2+Fe+Zn2+;氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物,三种金属的还原性顺序为Zn>Fe>Cu。5.利用下图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。图中甲~己均含铁元素。回答下列问题:(1)K2FeO4常用作杀菌消毒剂,从铁元素化合价的角度分析是因其具有性;下列关于乙的说法正确的是。

A.属于酸性氧化物,能与碱反应B.属于碱性氧化物,能与酸反应C.属于两性氧化物,既能与酸反应,又能与碱反应(2)戊与烧碱溶液反应生成丙,放置一段时间后丙转化为丁。丙转化为丁的化学方程式为,现象为。

答案:(1)氧化B(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色解析:由题图可知,甲为Fe,乙为FeO,丙为Fe(OH)2,丁为Fe(OH)3,戊为二价铁盐,己为三价铁盐。(1)K2FeO4中Fe的化合价为+6价,具有强氧化性;FeO属于碱性氧化物,能与酸反应,故选B。(2)Fe(OH)2与O2、H2O反应生成Fe(OH)3,反应现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。综合测评(A)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12个小题,每小题5分,共60分,每小题只有1个选项符合题意)1.分类法是化学学习中的一种重要方法,下列分类图正确的是()答案:B解析:离子反应与氧化还原反应是交叉关系,A项错误;Al2O3属于氧化物,但既不是酸性氧化物,也不是碱性氧化物,而是两性氧化物,C项错误;有些化学反应不属于四种基本类型的反应,如CO+CuOCO2+Cu,D项错误。2.下列说法中正确的是()A.氯化钠在电流的作用下产生能自由移动的Na+和Cl-,所以氯化钠溶液能导电B.二氧化碳的水溶液能够导电,所以二氧化碳属于电解质C.NaHSO4和NaHCO3在水中反应的离子方程式为H++HCO3-H2O+CO2D.氯气的水溶液能使有色布条褪色,所以氯气具有漂白性答案:C解析:水溶液中NaCl在水分子的作用下发生电离,A项错误;二氧化碳本身不能电离出自由移动的离子,故二氧化碳不是电解质,B项错误;使有色布条褪色的是氯水中的HClO,氯气没有漂白性,D项错误。3.实验室欲用18mol·L-1的浓硫酸配制500mL3mol·L-1的稀硫酸,下列说法正确的是()A.应用量筒量取83.33mL浓硫酸B.在烧杯中稀释后,应立即将溶液转移至容量瓶中C.加水定容时,若仰视刻度线,会使所配溶液浓度偏大D.转移溶液后,若未洗涤烧杯内壁和玻璃棒并将洗涤液转移至容量瓶中,会使所配溶液浓度偏小答案:D解析:量筒的精确度较低,一般准确到0.1mL,A项错误;浓硫酸稀释时放出热量,应待溶液恢复至室温后再转移溶液,B项错误;定容时仰视刻度线,溶液体积偏大,所配溶液的浓度偏小,C项错误。4.在强碱性溶液中,下列离子组能大量共存的是()A.Na+、K+、SO42B.Na+、Cu2+、SO42C.Mg2+、Na+、SO42D.Ba2+、HCO3-、NO答案:A解析:强碱性溶液中,Cu2+、Mg2+、HCO35.某化学兴趣小组在实验中发现一瓶溶液标签上标有“CaCl20.1mol·L-1”的字样,下面是该小组成员对溶液的叙述,正确的是()A.配制1L该溶液,可将0.1molCaCl2溶于1L水中B.Ca2+和Cl-的物质的量浓度都是0.1mol·L-1C.从试剂瓶中取该溶液的一半,则所取溶液的物质的量浓度为0.05mol·L-1D.将该瓶溶液稀释至原体积的2倍,则所得溶液的c(Cl-)为0.1mol·L-1答案:D解析:溶液的体积不能确定,A项错误;Cl-物质的量浓度为0.2mol·L-1,B项错误;所取溶液物质的量浓度为0.1mol·L-1,C项错误;原溶液中c(Cl-)=0.2mol·L-1,将溶液稀释至原体积的2倍后,则溶液的c(Cl-)=0.1mol·L-1,D项正确。6.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是()A.标准状况下,22.4L由NH3和CH4组成的混合气体,所含分子数为NAB.1molCl2与足量的Ca(OH)2溶液完全反应,转移电子的数目为NAC.0.5mol·L-1MgCl2溶液中,含有Cl-的数目为NAD.常温常压下,NA个氯气分子的体积大于22.4L答案:C解析:C项中溶液的体积未知,不能计算Cl-的物质的量。7.W、X、Y、Z4种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示,其中Z位于第ⅦA族。下列判断错误的是()A.常压下4种元素的单质中,W单质的熔点最高B.Z的阴离子电子层结构与氩原子相同C.Z的氧化物对应水化物的酸性比X的氧化物对应水化物的酸性强D.Y元素的非金属性比X元素的非金属性强答案:C解析:根据四种元素的位置关系可知,W、X、Y、Z分别为C、P、O、Cl。Z的最高价氧化物对应水化物(HClO4)的酸性比X的最高价氧化物对应水化物(H3PO4)的酸性强,C项错误。8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效的饮用水处理剂,工业上可由下列方法制得:Fe2O3+3Na2O22Na2FeO4+Na2O关于该反应的说法正确的是()A.反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂B.Fe2O3可以通过铁丝在氧气中燃烧制得C.生成1molNa2FeO4,有3mol电子转移D.在Na2FeO4中Fe为+6价,具有强还原性,能消毒杀菌答案:C解析:根据元素化合价的变化可知,反应中Na2O2只是氧化剂,A项错误;铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4,B项错误;Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,D项错误。9.下列实验现象和结论不相符的是()选项操作及现象结论A某溶液中加入盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体该溶液中一定含有COB某溶液进行焰色试验,焰色为黄色溶液中一定含有Na+C某气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊该气体可能是CO2D向某溶液中先加KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水,溶液变红溶液中一定含有Fe2+答案:A解析:A项中,若溶液中存在HCO310.将11.6gFe3O4加入10.0mL某浓度的盐酸中,再加入9.8g铁粉,反应停止时,溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液,未见颜色变化,为了中和过量的盐酸(不考虑HCl的挥发),且使铁完全转化成Fe(OH)2,共消耗5.0mol·L-1NaOH溶液16.0mL。原盐酸中HCl的物质的量浓度为()A.2.0mol·L-1 B.4.0mol·L-1C.6.0mol·L-1 D.8.0mol·L-1答案:D解析:由题意可知,最终得到的是NaCl溶液,根据电荷守恒,有n(Cl-)=n(Na+),c(HCl)×0.0100L=5.0mol·L-1×0.0160L,c(HCl)=8.0mol·L-1。11.某学生利用如图装置对电解质溶液导电性进行实验探究。下列说法中正确的是()A.闭合开关K,电流计指针发生偏转,证明HCl溶液是电解质B.闭合开关K,向烧杯中加入NaCl固体,由于HCl与NaCl不反应,故电流计指针不发生偏转C.闭合开关K,向溶液中加入CaCO3固体,电流计示数不变D.选取相同浓度的硫酸替换0.1mol·L-1的HCl溶液,电流计的示数相同答案:C解析:HCl溶液为混合物,不是电解质,A项错误;加入NaCl固体,溶液中自由移动的离子浓度增大,导电能力增强,电流计示数增大,B项错误;向HCl溶液中加入CaCO3固体,2H++CaCO3Ca2++CO2↑+H2O,溶液中离子所带电荷的总浓度基本不变,导电性不变,电流计示数不变,C项正确;盐酸和硫酸浓度相同时溶液中离子浓度不同,电荷浓度不同,导电能力不同,电流计示数不同,D项错误。12.已知:5PbO2+2Mn2++4H+5Pb2++2MnO4-+2H2A.PbO2为还原剂,具有还原性B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶2C.生成1mol的Pb2+,转移的电子数为5molD.酸性环境下PbO2的氧化性强于MnO答案:D解析:PbO2中铅元素的化合价由+4价降低为+2价,故PbO2为氧化剂,具有氧化性,A项错误;MnO4-为氧化产物,Pb2+为还原产物,其物质的量之比为2∶5,B项错误;生成1molPb2+时,转移电子2mol,C项错误;在化学反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性二、非选择题(共4小题,共40分)13.(5分)下图分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(X为核电荷数,Y为元素的有关结构或性质)。(1)表示第ⅥA族元素原子的最外层电子数变化规律的是(填字母,下同)。

(2)表示第三周期五种主族元素的最高化合价变化规律的是。

(3)表示O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径变化规律的是。

(4)表示碱金属单质密度的变化规律的是。

(5)表示卤族元素单质熔点的变化规律的是。

答案:(1)B(2)C(3)A(4)D(5)C解析:(1)第ⅥA族元素原子的最外层电子数都是6,不随核电荷数的变化而变化,图像B符合。(2)第三周期,主族元素的最高正价等于其最外层电子数,所以随着核电荷数的增加,其最高正价逐渐升高,图像C符合。(3)核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,图像A符合。(4)碱金属单质的密度随核电荷数的递增呈增大趋势,但K的密度比Na的密度小,图像D符合。(5)卤族元素单质熔点随核电荷数的递增逐渐升高,图像C符合。14.(11分)现有CO和CO2的混合气体20g,其体积为11.2L(标准状况)。回答下列问题:(1)该混合气体的总物质的量为,其平均摩尔质量为。

(2)混合气体中碳原子的个数为。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)

(3)若将该混合气体全部通过如图所示装置进行实验。则:①气球中收集的气体是,原混合气体中该气体的质量为;

②A瓶中发生反应的离子方程式为

。

③若要证明A瓶溶液中的阳离子未沉淀完全,其方法为

。

答案:(1)0.5mol40g·mol-1(2)0.5NA(3)①CO3.5g②Ba2++2OH-+CO2BaCO3↓+H2O③待A瓶中充分沉淀后,取少量上层清液放入试管中,滴加硫酸钠溶液,若有白色沉淀产生,说明Ba2+未沉淀完全(或其他合理方法)解析:(1)该混合气体的总物质的量为11.2L22.4L·mol-1(2)混合气体共0.5mol,且每个CO或CO2分子中都只有1个碳原子,所以混合气体中碳原子的个数为0.5NA。(3)①混合气体通过Ba(OH)2溶液时CO2被吸收,气球中收集到的气体是CO。设原混合气体中CO的物质的量为n,则有28g·mol-1×n+44g·mol-1×(0.5mol-n)=20g,解得n=0.125mol,CO的质量为28g·mol-1×0.125mol=3.5g。②A瓶中发生的反应是Ba(OH)2与CO2反应。③可利用反应Ba2++SO42-BaSO415.(12分)某学习小组在实验室制备FeCl3固体。已知FeCl3固体易吸水潮解。实验装置如下:(1)分液漏斗①中盛有浓硫酸,烧瓶②中盛放固体氯化钠和二氧化锰,将浓硫酸滴加到烧瓶中共热。分两步写出反应的化学方程式:①,

②。

(2)为了获得纯净干燥的氯气,B瓶中的试