課后提升訓練鐵的重要化合物

課后提升訓練

十六鐵的重要化合物(30

分鐘

50分)一、選擇題

(本題包括

5小題，每小題

5分，共

25分)1.(2017

·紹興高一檢測

)現(xiàn)有

CuO、FeO、Fe2O3組成的混合物

mg，向其中加入

100mL1mol·L-1

硫酸，恰好完全溶解，若

mg該混合物在過量氫氣流中加熱充分反應，則冷卻后剩余固體的質量為 ( )A.(m-0.8)g B.(m-1.2)gC.(m-1.6)g D.無法計算【解析】選C。由關系式 CuO～CuSO4，F(xiàn)eO～FeSO4，F(xiàn)e2O3～Fe2(SO4)3可知 S 的物質的量等于金屬氧化物中氧元素的物質的量，n(S )=0.1L×1mol〃L-1=0.1mol，所以金屬氧化物中氧元素的質量為0.1mol×16g〃mol-1=1.6g。若將mg原混合物在過量氫氣流中加熱，使其充分反應，冷卻后剩余固體為金屬單質，則金屬質量為氧化物的質量減去氧元素的質量，故冷卻后剩余金屬質量為mg-1.6g=(m-1.6)g。【方法規(guī)律】本題考查混合物的計算，注意利用整體法分析，抓住酸中的硫酸根離子的物質的量與混合物中的氧元素的物質的量相等進行計算。為了防止FeSO4被氧化而變質，實驗室在配制FeSO4溶液時，常在溶液中加入少量的()A.銅粉 B.鐵粉C.鋅粉 D.Fe2(SO4)3【解析】選B。FeSO4中鐵元素為+2價，F(xiàn)e2+具有還原性，極易被氧化為Fe3+，加入鐵粉后，能將Fe3+還原為Fe2+，且不引入新的雜質。3.(雙選)取100mL0.2mol·L-1FeCl3溶液置于燒杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反應后仍有固體剩余，設溶液體積不變，不考慮水解因素，下列敘述正確的是 ( )A.若燒杯中有Fe無Cu，c(Fe2+)=0.2mol·L-1B.若燒杯中有Cu無Fe，c(Fe2+)=0.3mol·L-1C.若燒杯中有Cu無Fe，c(Cl-)=0.6mol·L-1D.若燒杯中Fe、Cu均有，c(Fe2+)=0.3mol·L-1【解析】選

C、D。陽離子的氧化性強弱順序為

Fe3+>Cu2+>Fe2+，單質的還原性

Fe>Cu。溶液中首先發(fā)生反應

Fe+2Fe3+

3Fe2+。若

Fe3+有剩余，再發(fā)生反應

3+Cu+2Fe

2+2+Cu+2Fe，故燒杯中不可能有

Fe無

Cu；若有Cu無Fe，則有c(Fe2+)≤0.3mol〃L-1；若Fe、Cu均有，則說明Cu未參加反應，則c(Fe2+)=0.3mol〃L-1；c(Cl-)不受反應的影響，故c(Cl-)=0.6mol〃L-1，所以C、D兩項正確?！疽族e提醒】解答本題，首先要了解 Fe2+、Fe3+、Cu2+三者氧化性強弱的順序，即Fe3+>Cu2+>Fe2+，因此溶液中有Fe3+時，不可能剩余Cu、Fe，溶液中有Cu2+時，F(xiàn)e無剩余。然后再進行有序思維分析計算。已知下述三個實驗均能發(fā)生化學反應：① ② ③將鐵釘放入硫酸銅溶液 向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯 將銅絲放入氯化鐵中 水 溶液中下列判斷正確的是( )實驗①中鐵釘只作還原劑實驗②中Fe2+既顯氧化性又顯還原性C.實驗③中發(fā)生的是置換反應D.上述實驗證明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2+【解析】選A。實驗①中鐵釘作還原劑，氧化性：Cu2+>Fe2+；實驗②中Fe2+只表現(xiàn)還原性；實驗③中反應為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，不是置換反應，分析可知，氧化性：3+2+Fe>Cu。綜上可知氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+，故A正確，B、C、D錯誤。5.(2017·邯鄲高一檢測)現(xiàn)有一定量FeO、Fe2O3的混合物，在足量 H2氣流中加熱充分反應，冷卻后稱得剩余固體質量比原混合物減少 0.8g；將等質量的原混合物與鹽酸反應，欲使之完全溶解，則需1mol·L-1鹽酸的體積至少為( ) D.1L【解析】選B。剩余固體比原混合物減少的質量即為原混合物中 O的質量，則 n(O)= =0.05mol。原混合物與鹽酸反應，生成氯化物和水，則n(H+)=2n(O)=0.05mol×2=0.1mol，n(HCl)=0.1 mol，需1mol〃L-1鹽酸的體積至少為 =0.1L?！狙a償訓練】向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入 100mL1mol·L-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含 Fe3+，若用過量的 CO在高溫下還原相同質量的原混合物，固體減少的質量為

(

)

【解析】選

D。Cu、Fe2O3的混合物若用過量的

CO在高溫下還原，固體減少的質量就是混合物中 O的質量，混合物中加入100mL1mol〃L-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，則 Fe2O3中的O生成了H2O，生成的H2O中的H來自鹽酸，物質的量為 n(H)=0.1L×1mol〃L-1=0.1mol，則n(H2O)=n(O)=0.05mol，氧元素的質量為0.05mol×16g〃mol-1=0.8g，選D。二、非選擇題(本題包括2小題，共25分)6.(11分)(2017·大連高一檢測)某同學用如下方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。用不含

Fe3+的

FeSO4溶液與用不含

O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述 FeSO4溶液時除了加入稀硫酸FeSO4溶于水生成Fe(OH)2]外，還要加入________。

[

防止除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是____________________________________________________________________________________________。若長滴管不插入FeSO4溶液液面下，會觀察到什么現(xiàn)象：___________________________________________________________________?！窘馕觥?1)根據FeSO4具有易被氧化的特點，在配制其溶液時還要加入鐵屑；(2)蒸餾水中若溶有O2，則會加速Fe(OH)2氧化，因此可采用煮沸法除去O2。(3)為避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2，可用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。若長滴管不插入FeSO4溶液液面下，生成的Fe(OH)2會被氧化為Fe(OH)3。答案：(1)鐵屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2 (4)生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色7.(14 分)(能力挑戰(zhàn)題)某同學利用如圖所示裝置進行鐵跟水蒸氣反應的實驗，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質。(1) 試 管 中 發(fā) 生 反 應 的 化 學 方 程 式為__________________________________________ __________ __________ __________ __________ ___________。該同學欲確定反應一段時間后試管中固體物質的成分，設計了如下方案：①待試管冷卻，取其中固體少許溶于稀鹽酸得溶液B；②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則試管中固體是________(只有一個選項符合題意)，若溶液未變紅，則試管中固體是________(只有一個選項符合題意)。A.一定有Fe3O4，可能有FeB.只有Fe(OH)3D.一定有Fe(OH)3，可能有FeE.只有Fe3O4該同學按上述方案進行了實驗，溶液未變紅色，原因是__________________ ______________________________________________用(化學方程式表示)。該同學馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應。若按右圖所示的操作，可觀察到生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象，請寫出與上述現(xiàn)象相關反應的化學方 程式________________________________________________________________________________________________________________________________。一段時間后，該同學發(fā)現(xiàn)(3)中未變紅的溶液變成紅色。由此可知，實驗室FeCl2溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是__

__

__________

______________________，并且配制時應加入少量

________?！窘馕觥?/p>

(1)Fe

在加熱條件下可與

H2O(g)

反應生成

Fe3O4和

H2。(2)(3)

根據

Fe與

H2O(g)

的反應可知，試管中固體的成分可能為

Fe3O4或Fe3O4與Fe的混合物，與鹽酸發(fā)生反應Fe3O4+8HCl FeCl2+2FeCl3+4H2O，可能的反應為 2FeCl3+Fe 3FeCl2，F(xiàn)e+2HCl FeCl2+H2↑；取溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則試管中固體一定有 Fe3O4，可能含少量 Fe；若不變紅，則試管中一定有Fe3O4和Fe。(4)FeCl2溶液與NaOH溶液反應生成 Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)2易被氧化，使沉淀發(fā)生顏色變化。(5)FeCl2易被氧化而生成 Fe3+，故FeCl2溶液應現(xiàn)用現(xiàn)配，并加入少量鐵粉以防止被氧化。答案：(1)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(2)A C(3)2FeCl3+Fe 3FeCl2(4)FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl；4Fe(OH)2+O2+2HO 4Fe(OH)3(5)FeCl2易被空氣氧化為 FeCl3 鐵粉【補償訓練】高效凈水劑聚合氯化鋁鐵 (PAFC)的組成可表示為[AlFe(OH)nCl6-n]m，該物質廣泛應用于日常生活用水和工業(yè)廢水的處理。為檢測PAFC中鋁和鐵元素的含量，采用如圖所示流程進行?；卮鹣铝袉栴}：PAFC中鐵元素的化合價為________。②步驟Ⅰ中的A是________(填“氫氧化鈉溶液”或“氨水” )；步驟Ⅲ中的B是________。③步驟Ⅱ的操作是________，用到的主要玻璃儀器為__ _ _________________。某工廠欲以工業(yè)廢料(鐵、鐵和鋁的氧化物)為原料制取PAFC，設計如下流程：①在廢料中加入過量稀鹽酸，發(fā)生多個離子反應，請補全離子方程式：+ 2+FeO+2H Fe+H2O+3+AlO+6H2Al+3HO232Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O___________________________________________________________________。②所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子是 ______(填序號)。A.Al3+ B.Fe2+ C.Fe3+ D.H+為證明該離子確實存在，可采用的操作 (必須指明所采用的試劑及觀察 到 的 現(xiàn) 象 ) 是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③往酸性溶液中加入試劑 X的目的是(用離子方程式表示)_____________________________________________________________________________________。【解析】(1)加入A后會生成Fe(OH)3沉淀，知道A是堿，如果加入的是氨水，那么生成的堿有 Fe(OH)3、Al(OH)3兩種，現(xiàn)只得到 Fe(OH)3說明加入的是氫氧化鈉溶液，因為 Al(OH)3會溶于氫氧化鈉溶液，通過操作Ⅱ得到的溶液是 NaAlO2溶液，由NaAlO