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1、第 8 8 讲 铁及其化合物 A A 组 基础题组 1.某晶体水溶液中加入含 Fe2+的溶液,再加稀硝酸,溶液立即变红,另取该晶体,加入 NaOH溶液 共热产生一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则这种晶体是 ( ) A.KSCN B.NH4SCN C.NH4Cl D.FeCl3 2.(2016 安徽安庆模拟)下列叙述中不正确的是( ) Fe 与 S 混合加热生成 FeS2 Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明 Fe与两种酸均发生置换反应 过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成 FeCl3溶液能与 Cu反应,可用于蚀刻印刷电路板 A. B. C. D. 3.某同学欲探究铁及其化合物的性质,
2、下列实验方案可行的是( ) A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活泼性 B.将热的 NaOH溶液滴入 FeCl3溶液中:制备 Fe(OH)3胶体 C.在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液:制备 FeSO46H2O 晶体 D.将铜粉加入 FeCl3溶液中:验证 Fe3+的氧化性强于 Cu2+ 4.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热 沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是( ) A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3 C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 FeO 5.(2016 河北石
3、家庄模拟)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.CuSO4 B.Fe2(SO4)3 C.HCl D.FeSO4 6.下列物质能用化合反应直接制得的是( ) FeCl2 Fe(OH)3 NaHSO3 Fe(OH)2 A. B. C. D. 1 7.下列有关 Fe2(SO4)3溶液的叙述中正确的是( ) A.该溶液中,K+、Fe2+、C6H5OH、Br-可以大量共存 B.和 KI溶液反应的离子方程式:Fe3+2I- Fe2+I2 C.和 Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3+SO 2 - +Ba2+3OH- Fe(OH)3+BaSO4 4 D.1
4、L 0.1 molL-1该溶液和足量的 Zn 充分反应,生成 11.2 g Fe 8.若用铁制取较纯净的氧化铁,“”且要求符合 绿色化学 思想,下列实验方案最好的是( ) A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化 B.铁在氯气中燃烧,加水溶解,然后加入足量 NaOH溶液,过滤、洗涤,最后充分加热分解 C.使铁溶解于稀硫酸中,然后加入足量 NaOH 溶液,过滤、洗涤,最后充分加热分解 D.使铁与足量稀硝酸反应,然后加入足量 NaOH 溶液,过滤、洗涤,最后充分加热分解 9.(2016 浙江温州入学考试)将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的 Fe3+和 Fe2+ 浓度相等。则已反应的 Fe3+
5、和未反应的 Fe3+的物质的量之比是( ) A.23 B.32 C.12 D.11 10.(2016 湖南岳阳段考)“”类推 这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论,因 此类推的结论最终要经过实践的检验,才能决定其正确与否。下列几种类推结论中错误的是 ( ) Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3,则 Fe 与 I2反应可生成 FeI3 Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解,则 Fe(OH)3受热也易分解 Na 与 O2在不同条件下反应会生成两种不同的氧化物,则 Li与 O2反应也能生成 Li2O 或 Li2O2 铁露置在空气中一段时间后就会生锈,则性质更活泼的铝不能稳定存在于空气
6、中 不能通过电解 AlCl3溶液来制取金属铝,则也不能通过电解 MgCl2溶液来制取金属镁 A. B. C. D. 11.用棕黄色的 FeCl3溶液分别进行下列实验,解释或结论不正确的是( ) 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入 FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3的水解程度变大 B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3+)变小 C 加入足量铁粉 溶液颜色变成浅绿色 2Fe3+Fe 3Fe2+ D 将 FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应 H0 12.(2016 河北衡水模拟)根据下列转化关系,回答有关问题。 2 (1)浅绿色溶液 D 主要成分的化学式为 ,试剂 1 是 。
7、 (2)下列物质不能作为试剂 2 的是 (填序号)。 a.Cl2 b.新制氯水 c.浓硫酸 d.S e.硝酸 (3)固体 A 溶于稀盐酸的化学方程式为 。 (4)溶液 C 到溶液 F 红色加深的原因是 B B 组 提升题组 13.(2016 湖北襄阳期中)将足量铁粉投入一定浓度的氯化铁和氯化铜的混合溶液中,充分反应 后,溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量相同,则原溶液中氯化铁和氯化铜的浓度之比为 ( ) A.27 B.34 C.47 D.23 14.(2016 福建三明期中)铁和氧化铁的混合物共 a mol,加一定量盐酸后固体全部溶解,得到的 溶液中不含 Fe3+,同时收集到 b mol 氢
8、气,则原混合物中氧化铁的物质的量为( ) 1 1 A. (a-b)mol B. (a+b)mol 2 2 C.(a-b)mol D.b mol 15.(2016 江西南昌模拟)A、B、C 为 3 种单质(其中 A 为固体,B、C 为气体),将 D 的饱和溶液滴 入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C 反应的产物 E 易溶于水得到无色溶液。它们之间的转 化关系如图,下列推断正确的是( ) A.物质 B 是 H2 B.物质 C 是 Cl2 C.物质 D 是 FeCl2 D.物质 F 是 FeCl2 16.(2016课标 ,28,15 分)某班同学用如下实验探究 Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问
9、题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成 0.1 molL-1的溶液。在 FeCl2溶液中需加 入少量铁屑,其目的是 。 (2)甲组同学取 2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入 1 滴 KSCN 溶液,溶液变红,说明 Cl2可将 Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。 3 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入 0.5 mL煤油,再于 液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。 (4)丙组同学取 10 mL 0.1 molL-1 KI 溶液,加入 6 mL 0.1 molL-1
10、 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验: 第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; 第二支试管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀; 第三支试管中加入 1 滴 KSCN溶液,溶液变红。 实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在 I-过量的情况下,溶液中仍含 有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。 (5)丁组同学向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应 的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热, 随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是
11、;生成沉淀的 原因是 (用平衡移动原理解释)。 17.FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水 FeCl3,再 用副产品 FeCl3溶液吸收有毒的 H2S。 .经查阅资料得知:无水 FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3的实 验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下: 检验装置的气密性; 通入干燥的 Cl2,赶尽装置中的空气; 用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成; 体系冷却后,停止通入 Cl2,并用干燥的 N2赶尽 Cl2,将收集器密封。 请回答下列问题: (1)装置 A 中反应的化学方程式为 。 4 (2)第步加热
12、后,生成的烟状 FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管 A 右端。要使沉积 的 FeCl3进入收集器,第步操作是 。 (3)操作步骤中,为防止 FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号) 。 (4)装置B 中冷水浴的作用为 ;装置C 的名称为 ; 装置 D 中 FeCl2全部反应后,因失去吸收 Cl2的作用而失效,写出检验 FeCl2是否失效的试 剂: 。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置 E 并注明试剂。 .该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3溶液吸收 H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在 一定条件下电解滤液。 (6)FeCl3与 H2S 反应的离子方程式为 。 (7)
13、电解池中 H+在阴极放电产生 H2,阳极的电极反应式为 。 (8)综合分析实验 的两个反应,可知该实验有两个显著优点: H2S 的原子利用率为 100%; 。 5 答案全解全析 A A 组 基础题组 1.B 稀硝酸能将 Fe2+氧化成 Fe3+,Fe3+与 SCN-作用生成 Fe(SCN)3而使溶液变红,故晶体中含有 SCN-;该晶体中加入 NaOH 溶液共热能生成 NH3,故晶体中含有 NH + ,则该晶体为 NH4SCN。 4 2.B Fe遇强氧化剂(如 HNO3、Cl2等)生成 Fe3+,遇弱氧化剂(如 S 或 I2等)生成 Fe2+,故 Fe与 S 混合加热生成 FeS, 错误;Fe与
14、稀硝酸反应生成的气体为 NO,该反应不是置换反应, 错误。 3.D 热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜等不活泼金属反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中, 不能用于探究铁的活泼性,故 A 项方案不可行;将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中,会得到氢氧 化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故 B 项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液,一方面氧 气可将 FeSO4氧化,另一方面会得到不含结晶水的化合物,故 C 项方案不可行;将铜粉加入 FeCl3 溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故 D 项方案可行。 4.B 铁与稀硫酸反应生成
15、FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀 Fe(OH)2,在空气中加热 Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3 价,最后所得红棕色残渣为 Fe2O3。 5.A 铁与 CuSO4反应后,生成 FeSO4溶液,溶液质量减轻,故 A 正确;铁与 Fe2(SO4)3反应后,生成 FeSO4溶液,溶液质量增加,故 B 错误;铁与盐酸反应后,生成 FeCl2溶液,溶液质量增加,故 C 错 误;铁与 FeSO4溶液不反应,溶液质量不变,故 D 错误。 6.C 2FeCl3+Fe 3FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3、Na2SO3+H2O+SO2 2NaHSO3,以上 反应均为化合反应
16、。Fe(OH)2不能用化合反应直接制得。 7.D Fe3+与 C6H5OH 因发生配合反应而不能大量共存,A 项错误;B项,此离子方程式电荷不守恒, 正确的应为 2Fe3+2I- 2Fe2+I2;C 项,离子配比错误,正确的为 2Fe3+3SO 2 - +3Ba2+6OH- 4 2Fe(OH)3+3BaSO4;D 项,足量的 Zn 将 0.1 mol Fe2(SO4)3还原生成 0.2 mol Fe,质量为 11.2 g,正确。 8.C 铁在潮湿的空气中缓慢氧化,反应时间长,而且制得的氧化铁纯度低,A项错误;B、D 项中 都涉及有污染性物质的使用或生成,“”不符合 绿色化学 的要求。 9.A
17、设已反应的 Fe3+的物质的量为 x,则 Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 2 3 x 1.5x 6 溶液中的 Fe3+和 Fe2+浓度相等,所以未反应的 Fe3+的物质的量为 1.5x,则已反应的 Fe3+和未反应 的 Fe3+的物质的量之比=x1.5x=23。 10.B Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3,而 Fe 与 I2反应生成 FeI2,故错误; 难溶性碱受热易分解, 则 Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解,可知 Fe(OH)3受热也易分解,故正确;Li 与 O2反应只能生成 Li2O,而 Na 与 O2在不同条件下反应会生成两种不同的氧化物,故错误;Al 表面被氧化生成致 密的
18、氧化膜,保护内部 Al,则性质更活泼的铝能稳定存在于空气中,故错误;Mg、Al均为活泼 金属,利用电解法冶炼,通过电解熔融氯化镁、氧化铝冶炼 Mg、Al,不能通过电解 AlCl3溶液来 制取金属铝,也不能通过电解 MgCl2溶液来制取金属镁,故正确。 11.A 在棕黄色的 FeCl3溶液中加入等体积水,溶液被稀释,c(Fe3+)变小,溶液颜色变浅,B 正确; 在棕黄色的 FeCl3溶液中加入足量铁粉,发生反应 2Fe3+Fe 3Fe2+,溶液颜色变成浅绿色,C 正 确;水解反应是吸热反应,将 FeCl3溶液微热可加速 FeCl3的水解,溶液变成红褐色,D正确。 12. 答案 (1)FeCl2
19、KSCN 溶液 (2)d (3)Fe3O4+8HCl 2FeCl3+FeCl2+4H2O (4)溶液中的 Fe2+被氧化剂氧化成 Fe3+,使 Fe3+浓度增大,从而使红色加深 解析 从框图可知,Fe和稀盐酸反应生成 FeCl2溶液,为浅绿色,即 D 的主要成分为 FeCl2,加 入试剂 2 后变为棕黄色溶液,再加入试剂 1 变成深红色溶液 F,可以推断溶液 E 中含 Fe3+,试剂 2 为强氧化剂,能将 Fe2+氧化成 Fe3+。Fe与 H2O(g)反应生成 Fe3O4和 H2,Fe3O4与盐酸反应的化学方 程式为 Fe3O4+8HCl 2FeCl3+FeCl2+4H2O,所以溶液 B 为
20、FeCl3和 FeCl2的混合溶液,加入试剂 1(KSCN 溶液)后,Fe3+变成 Fe(SCN)3,加入试剂 2(强氧化剂),Fe2+被氧化为 Fe3+,并进一步转化为 Fe(SCN)3,所以溶液红色加深。 B B 组 提升题组 13.A 设混合溶液中含有 x mol FeCl3、y mol CuCl2,在 FeCl3和 CuCl2的混合溶液中加入过量 的铁粉,分别发生反应: 2Fe3+Fe 3Fe2+ x 0.5x Fe+Cu2+ Fe2+Cu y y 搅拌使其充分反应,所得固体残渣的质量与原铁粉的质量恰好相等,则消耗的铁的质量应等于 生成的铜的质量,则(0.5x+y)56=64y,xy=
21、27。 7 14.A 根据得失电子守恒,与盐酸反应的铁的物质的量等于生成 H2的物质的量,即 n(Fe)=n(H2)=b mol;其余的铁与 Fe2O3以等物质的量溶于盐酸生成 FeCl2,发生反 1 应:Fe+Fe2O3+6H+ 3Fe2+3H2O,则参加该反应的氧化铁的物质的量为 (a-b)mol。 2 15.D 将D 的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,则 D 为 FeCl3;结合转化关系,根据A 为固体单质,B、C 为气体单质,知 A 为 Fe,B为 Cl2,F为 FeCl2;由 B、C 反应的产物 E 易溶于水得 到无色溶液,知 C 为 H2,E 为 HCl。 16. 答案
22、(1)防止 Fe2+被氧化 (2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl- (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O Fe3+催化 H2O2分解产生 O2 H2O2分解反应放热,促进 Fe3+的水 解平衡正向移动 解析 (1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+ 氧化,反应的离子方程式为 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的 O2氧化,加入煤油, 覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验加入 K3Fe(CN)
23、6溶液,生成蓝色沉淀, 说明含有 Fe2+;实验和说明在 I-过量的情况下,溶液中仍含有 Fe3+,证明该反应为可逆反应。 (5)H2O2溶液中加入酸化的 FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明 Fe2+被 H2O2氧化成 Fe3+,同时生成 的 Fe3+对 H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反应放热,又对 Fe3+的水解起促进作用。 17. 答案 (1)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (2)在沉积的 FeCl3固体下方加热 (3) (4)冷却,使 FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 K3Fe(CN)6溶液 (5) (6)2Fe3+H2S 2Fe2+S+2H+ (7)Fe2+-e- Fe3+ (8)FeCl3得到循环利用 8 解析 (4)检验 D 中 FeCl2是否失效的试剂可以用 K3Fe(CN)6溶液,取 D 中溶液加 K3Fe(CN)6 溶液,有蓝色沉淀说明没有失效。(7)电解滤液时,阳极发生的反应为 2Cl-2e- Cl2,但是 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,故可以理解为:Fe2+-e- Fe3+,电解总反应可以写成:2Fe2+2H+ 2Fe3+H2。 9