課時21-鐵的氫氧化物-鐵鹽、亞鐵鹽(人教2019必修第一冊)(解析版)

課時21鐵的氫氧化物鐵鹽、亞鐵鹽1．既有氧化性，又有還原性的微粒是()A．FeB．Fe2+C．Fe3+D．Cu2+【答案】B【解析】Fe2+是鐵的中間價態(tài)微粒，化合價既可以升高也可以降低，因此既有氧化性，又有還原性。2．鐵片放入下列溶液中，反應時無氣體放出，取出后鐵片質量減輕，則該溶液是()A．稀硫酸B．濃鹽酸C．AgNO3D．Fe2(SO4)3【答案】D【解析】鐵片投入稀硫酸、濃鹽酸中，生成相應的亞鐵鹽和H2。Fe與AgNO3溶液發(fā)生置換反應，析出的Ag附著到鐵片表面，鐵片的質量增加。Fe與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應生成FeSO4，鐵片質量減輕，溶液的質量增加。3．常溫下，下列物質不能與鐵粉反應生成FeCl2的是()A．少量氯水 B．氯化銅溶液 C．濃鹽酸 D．液氯【答案】D【解析】A項，氯水中有HH，鐵可以和稀鹽酸反應Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故A不符合題意；B項，氯化銅溶液會和鐵反應Fe+Cl2=FeCl2+,故B不符合題意；C項，濃鹽酸會和鐵反應Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故C不符合題意；D項，氯氣和鐵需要加熱條件下才反應而且反應產物是氯化鐵，故D符合題意；故選D。4．欲除去FeSO4溶液中少量的Fe2(SO4)3，可選用的物質是()A．氫氧化鈉溶液B．鐵粉 C．銅粉 D．氯水【解析】B【解析】A項，氫氧化鈉與硫酸亞鐵和硫酸鐵均能反應，分別生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵，不能除去硫酸鐵，A錯誤；B項，鐵粉可以把硫酸鐵還原生成硫酸亞鐵，不會引入新的雜質，B正確；C項，銅能夠還原硫酸鐵，但引入了銅離子產生新的雜質，C錯誤；D項，氯水可以把亞鐵離子氧化，D錯誤；故選B。5．下列鐵的化合物通過化合反應、置換反應、復分解反應均能得到的是()A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3C．FeCl2 D．Fe(OH)3【答案】C【解析】Fe3O4無法通過復分解反應得到，A不符合題意；硫酸鐵可以通過FeSO4與O2化合得到，也可以通過Fe(OH)3與稀H2SO4發(fā)生復分解反應得到，但無法通過置換反應得到，B不符合題意；FeCl2可以由FeCl3和Fe化合得到，也可以由Fe(OH)2和HCl發(fā)生復分解反應得到，也可以由Fe和HCl置換得到，C符合題意；Fe(OH)3可以通過Fe(OH)2、O2和水的化合得到，也可以通過FeCl3和NaOH發(fā)生復分解反應得到，但無法通過置換得到，D不符合題意。6．證明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的實驗方法是()A．依次滴加氯水和硫氰化鉀溶液后，溶液顯紅色B．先滴加硫氰化鉀溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色C．通入氨氣，產生白色沉淀，無紅褐色沉淀D．加入鋅片，片刻取出，質量減輕；加入銅片，片刻取出，質量不變【答案】B【解析】A項，先滴加氯水，氯氣將Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含F(xiàn)e3+，滴加KSCN溶液后也顯紅色，無法證明原溶液是否含有Fe3+，故A錯誤；B項，KSCN與Fe3+作用使溶液顯紅色，與Fe2+作用無此現(xiàn)象，先滴加KSCN溶液，不顯紅色，說明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后顯紅色，說明滴加氯水后溶液中有Fe3+，證明原溶液含有Fe2+，故B正確；C項，溶液中若含有Mg2+也有該現(xiàn)象，故C錯誤；D項，溶液中若含有Cu+，也有該現(xiàn)象，故D錯誤；故選B。7．在給定條件下，下列物質間的轉化不能實現(xiàn)的是()A．FeFeCl3 B．FeFeSO4C．FeFe3O4 D．FeFeCl2【答案】B【解析】A項，F(xiàn)e和Cl2在加熱條件下發(fā)生反應生成FeCl3：2Fe+3Cl22FeCl3，物質間的轉化能實現(xiàn)，故A不符合；B項，常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化不能繼續(xù)反應，物質間的轉化不能實現(xiàn)，故B符合；C項，F(xiàn)e和H2O(g)在高溫條件下發(fā)生反應生成Fe3O4和H2：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，物質間的轉化能實現(xiàn)，故C不符合；D項，F(xiàn)e和FeCl3溶液反應生成FeCl2：Fe+2Fe3+=3Fe2+，物質間的轉化能實現(xiàn)，故D不符合；故選B。8．在下列各溶液中分別加入鐵片，片刻后取出鐵片洗凈、干燥、稱量，使鐵片質量增加的溶液是()A．稀H2SO4 B．Zn(NO3)2 C．CuSO4 D．FeCl3【答案】C【解析】A項，鐵片和稀H2SO4反應生成FeSO4和H2，反應片刻后將鐵片取出、洗凈、干燥、稱量，鐵片質量減少，A項不符合題意；B項，Zn(NO3)2與鐵片不反應，B項不符合題意；C項，鐵片和CuSO4反應生成FeSO4和Cu，析出的銅附著在鐵片上，根據反應方程式可知，每消耗56g鐵同時析出64g銅，故反應片刻后將鐵片取出、洗凈、干燥、稱量，鐵片質量增加，C項符合題意；D項，鐵片和FeCl3反應生成FeCl2，反應片刻后將鐵片取出、洗凈、干燥、稱量，鐵片質量減少，D項不符合題意；故選C。9．將Na2O2投入FeCl2溶液中，可觀察到的現(xiàn)象是()A．生成白色沉淀及氣泡 B．生成紅褐色沉淀及氣泡C．僅有氣泡產生 D．無變化【答案】B【解析】將Na2O2投入FeCl2溶液中，Na2O2與溶液中的水發(fā)應生成NaOH和O2，有氣泡產生，生成的NaOH和O2再和FeCl2反應生成紅褐色沉淀Fe(OH)3，故B選項符合題意。故選B。10．下列鐵及其化合物性質與用途具有對應關系的是()A．Fe粉具有還原性，可用作抗氧化劑 B．Fe2O3粉末呈紅棕色，可用于制取鐵鹽C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作凈水劑 D．FeCl3溶液呈酸性，用于蝕刻銅電路板【答案】A【解析】A項，F(xiàn)e粉具有還原性，可用作抗氧化劑，A正確；B項，F(xiàn)e2O3粉末呈紅棕色，可用于染料，B錯誤；C項，F(xiàn)e3+水解，生成氫氧化鐵膠體，可用作凈水劑，C錯誤；D項，F(xiàn)eCl3溶液具有氧化性，用于蝕刻銅電路板，D錯誤；故選A。11．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氫氧化鈉，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述白色沉淀和紅棕色殘渣分別是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2Fe3O4【答案】B【解析】Fe與稀硫酸反應生成FeSO4，再加氫氧化鈉生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱時被氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3受熱分解后生成Fe2O3，故B項符合題意。12．下列反應的離子方程式正確的是()A．將銅屑加入Fe3+溶液中：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+B．將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O4+8H+＝3Fe3++4H2OC．FeCl2酸性溶液放在空氣中變質：2Fe2++4H++O2＝2Fe3++2H2OD．將鐵粉加入稀硫酸中：2Fe+6H+＝2Fe3++3H2↑【答案】A【解析】A項，題中離子方程式符合實驗事實，原子、電荷均守恒，A項正確；B項，該離子方程式中電荷不守恒，F(xiàn)e3O4中Fe有兩種價態(tài)：＋2、＋3，所以產物中有Fe2＋、Fe3＋，正確的離子方程式為：Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2＋+4H2O，B項錯誤；C項，該離子方程式中電荷不守恒，得失電子不守恒，正確的離子方程式為：4Fe2++4H++O2＝4Fe3++2H2O，C項錯誤；D項，離子方程式不符合客觀事實，將鐵粉加入稀硫酸中反應后只能產生Fe2＋和H2，正確的離子方程式為：Fe+2H+＝Fe2++H2↑，D項錯誤；故選A。13．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③④⑤ B．①②⑤C．①②③④ D．②④⑤【答案】B【解析】根據題中信息可知要較長時間保存Fe(OH)2沉淀，必須在制取過程中盡可能減少和空氣接觸，對比5個實驗明顯可以發(fā)現(xiàn)⑤加入有機物隔離空氣，②中Fe和稀硫酸反應生成氫氣能排出裝置中的氧氣，所以也能減少與氧氣接觸，①中導管口插入水中，鐵與稀硫酸反應生成氫氣可以排出裝置中氧氣，則能減少與氧氣接觸；③④生成的氫氧化亞鐵能夠與空氣中氧氣發(fā)生反應：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，導致不能長時間觀察到氫氧化亞鐵。14．把一定量的鐵粉投入氯化鐵溶液中，完全反應后，所得溶液中Fe3＋和Fe2＋物質的量濃度之比為2:3，則已反應的Fe3＋和未反應的Fe3＋物質的量之比為()A．1:1 B．2:3 C．2:1 D．3:2【答案】A【解析】鐵粉放入三氯化鐵溶液中，發(fā)生的反應為：Fe+2Fe3+＝3Fe2+，設已反應的Fe3+的物質的量為n，則Fe+2Fe3+＝3Fe2+23n1.5n所得溶液中Fe3＋和Fe2＋物質的量濃度之比為2:3，所以未反應的Fe3+的物質的量為n，則已反應的Fe3+和未反應的Fe3+的物質的量之比=n：n=1：1，故選A。15．從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下。下列說法正確的是()A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C．試劑c是氯氣，相應的反應為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否含有Fe2＋【答案】C【解析】A項，由最終要得到的氯化鐵及流程圖知b是鹽酸，A錯誤；B項，操作Ⅰ和操作Ⅱ是過濾，操作Ⅲ為蒸發(fā)結晶，所用儀器有差異，B錯誤；C項，濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，因此c為氯氣，C正確；D項，高錳酸鉀能氧化氯離子而褪色，因此不能用于檢驗是否含有亞鐵離子，D錯誤；故選C。18．請完成下列問題。(1)下列物質所含鐵元素既有氧化性又有還原性的物質是___________(填字母)。A．Fe B．FeSO4 C．FeCl3 D．Fe2O3(2)工業(yè)鹽的主要成分是NaNO2，曾多次發(fā)生過因誤食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人體內的Fe2+轉化為Fe3+而失去與O2結合的能力，這說明NaNO2具有___________性。下列不能實現(xiàn)上述轉化的物質是___________(填字母)。A．Cl2B．O2C．FeCl3D．KMnO4(H+)(3)工業(yè)鹽中毒后，可服用維生素C來緩解中毒狀況，這說明維生素C具有_____性。(4)配平離子方程式：Fe2++MnO4-+H+=Fe3++Mn2++H2O，______________。【答案】(1)B(2)氧化性C(3)還原性(4)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O【解析】(1)A項，F(xiàn)e元素為0價，為最低價，只有還原性，故A不符合題意；B項，F(xiàn)eSO4中Fe元素的化合價為+2，屬于中間價態(tài)，所以既有氧化性又有還原性，故B符合題意；C項，F(xiàn)eCl3中Fe元素的化合價為+3，屬于最高價態(tài)，所以只有氧化性，故C不符合題意；D項，F(xiàn)e2O3中Fe元素的化合價為+3，屬于最高價態(tài)，所以只有氧化性，故D不符合題意；故選B(2)NaNO2把人體內的Fe2+氧化為Fe3+，說明NaNO2具有較強氧化性，根據Cl2和水反應生成次氯酸，次氯酸分解放出氧氣，說明氧化性：Cl2>HClO>O2；又因為KMnO4(H+)能和濃鹽酸反應放出氯氣，說明氧化性KMnO4(H+)>Cl2，所以不能實現(xiàn)上述反應的物質為FeCl3，故C符合題意；(3)工業(yè)鹽的主要成分是NaNO2，曾多次發(fā)生過因誤食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人體內的Fe2+轉化為Fe3+而失去與O2結合的能力，體現(xiàn)了Fe2+的還原性，工業(yè)鹽中毒后，可服用維生素C來緩解中毒狀況，這說明維生素C具有還原性(4)還原劑：Fe2+-Fe3+-e-，氧化劑：MnO4--Mn2+-5e-，根據得失電子守恒，該反應的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。1．下列實驗操作和現(xiàn)象、結論或目的均正確的是()選項操作和現(xiàn)象結論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵BCO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色黑色固體中沒有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色該Fe(NO3)2試樣已經變質D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色原溶液中含有Fe2＋【答案】A【解析】CO還原Fe2O3得到單質Fe，即使有Fe3O4，其溶于鹽酸后產生的Fe3＋與Fe發(fā)生反應：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不顯紅色，B項錯誤；NOeq\o\al(－,3)＋H＋具有強氧化性，而Fe2＋具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈紅色，不能證明樣品是否變質，C項錯誤；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此現(xiàn)象，D項錯誤。2．為確定Fe2O3和Cu混合物的組成(假設混合均勻)，某興趣小組稱取五份不同質量的樣品，分別投入30.0mL某濃度的稀硫酸中。充分反應后，每組樣品剩余固體的質量與原樣品質量的關系如圖所示。下列說法不正確的是()A．各組樣品均發(fā)生反應：Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋B．1.76g樣品充分反應后，溶液中一定存在Fe2＋和Cu2＋，一定不存在Fe3＋C．該混合物中n(Fe2O3)︰n(Cu)＝1︰3D．稀硫酸的濃度為3.00mol·L－1【答案】D【解析】A項，樣品中先發(fā)生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，生成的Fe3+與銅反應，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，A項正確；B項，根據圖知1.76g樣品與稀硫酸反應，此時銅過量，生成Fe2+、Cu2+，沒有Fe3+，B項正確；C項，根據c(5.28，1.92)，設為Fe2O3為xmol，F(xiàn)e2O3+6H+=2Fe3++3H2O，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，則反應的銅也為xmol，故5.28=160x+64x+1.92，解得x=0.15mol，n(Cu)=(x+0.03)mol=0.45mol，n(Fe2O3)：n(Cu)=1：3，C項正確；D項，由C項得n(H+)=6x=0.9mol，n(H2SO4)=0.45mol，故c(H2SO4)=0.45mol/0.03L=0.15mol·L-1，D項錯誤。故選D。3．常溫下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反應原理如下所示。關于該反應過程的說法正確的是()Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++MⅡ：M+H++H2O2→H2O+M(以上兩個反應均未配平)A．在該反應過程中，M是Fe3+，M′是Fe2+B．當反應Ⅰ有1molO2生成時，轉移2mol電子C．在H2O2分解過程中，F(xiàn)e3+是催化劑，且反應后溶液的pH降低D．H2O2的氧化性比Fe3+強，還原性比Fe2+弱【答案】B【解析】反應Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++M(未配平)中，氧元素從-1價升高到0價、則M′中元素化合價降低；反應Ⅱ：M+H++H2O2→H2O+M′(未配平)中，氧元素從-1價降低到-2價、M中元素化合價升高，則M′是Fe3+，M是Fe2+。A項，據分析，在該反應過程中，M′是Fe3+，M是Fe2+，A錯誤；B項，反應Ⅰ為4Fe3++2H2O2=4Fe2++2O2↑+4H+，氧元素從-1價升高到0價，每生成2molO2轉移4mol電子，則當有1molO2生成時，轉移2mol電子，B正確；C項，合并反應ⅠⅡ，即得到2H2O2=2H2O+O2↑，則在H2O2分解過程中，F(xiàn)e3+是催化劑，隨著雙氧水消耗、水不斷增加，溶液酸性下降、反應后溶液的pH增大，C錯誤；D項，還原劑的還原性大于還原產物，4Fe3++2H2O2=4Fe2++2O2↑+4H+中H2O2還原性比Fe2+強；氧化劑的氧化性大于氧化產物，反應2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O中H2O2的氧化性比Fe3+強，D錯誤；故選B。4．某學習小組為認識鐵及其化合物的性質、分散系的性質做了如下一組綜合實驗，根據實驗流程回答相關問題：(1)請寫出Fe2O3與①反應的離子方程式：___________。(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最終生成Fe(OH)3濁液，該過程的現(xiàn)象為___________，此過程中發(fā)生的氧化還原反應為(用化學方程式表式)___________。(3)將FeCl3飽和溶液滴入沸水中，并繼續(xù)煮沸至紅褐色，制得的分散系③為___________，把它與FeCl3溶液、Fe(OH)3濁液的區(qū)別開來的實驗方法是___________?！敬鸢浮?1)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O(2)生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3)膠體Fe(OH)3濁液可通過直接觀察可以區(qū)別出來，而膠體與FeCl3溶液兩種分散系，其中膠體有丁達爾效應，F(xiàn)eCl3溶液沒有丁達爾效應【解析】Fe2O3發(fā)生反應后變?yōu)镕eCl3可知是Fe2O3與鹽酸反應可知①是鹽酸，三氯化鐵有氧化性可以和鐵單質反應生成氯化亞鐵；另外把三氯化鐵滴入沸水中可以制得氫氧化鐵膠體(1)Fe2O3發(fā)生反應后變?yōu)镕eCl3可知是Fe2O3與鹽酸反應，離子方程式為：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2是白色沉淀，容易被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3，這個過程的現(xiàn)象為：生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，發(fā)生氧化還原反應的反應是Fe(OH)2被氧化的反應，化學方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；(3)將FeCl3飽和溶液滴入沸水中并繼續(xù)煮沸至紅褐色，制得Fe(OH)3膠體；膠體與FeCl3溶液、Fe(OH)3濁液這三種分散系，其中Fe(OH)3濁液可通過直接觀察可以區(qū)別出來，而膠體與FeCl3溶液兩種分散系，其中膠體有丁達爾效應。5．小熊同學在學習酸堿鹽有關知識時，對一些沉淀物質的顏色產生了興趣。老師告訴他氫氧化銅是藍色，氫氧化鐵是紅褐色，讓他探究氫氧化亞鐵的顏色。下面請你和他一起探究。(查閱資料)①鐵有兩種氫氧化物，它們可以分別由相對應的可溶性鹽與堿溶液反應而制得。②氫氧化亞鐵在空氣中立即被氧氣氧化。③硫酸銅溶液是藍色，硫酸亞鐵溶液是淺綠色。(提出猜想)氫氧化亞鐵是淺綠色。(1)(實驗過程)在2支試管里分別加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，觀察現(xiàn)象，請補充完成下表：FeCl3溶液FeSO4溶液滴入NaOH溶液的現(xiàn)象生成紅褐色沉淀先生成白色絮狀沉淀，慢慢變化，最后變成紅褐色沉淀化學方程式___________，基本反應類型屬于___________反應FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；_Fe(OH)2＋_O2＋_H2O=___________(完成并配平此方程式)__________(學習交流)氫氧化亞鐵是白色而不是淺綠色。(2)小熊聯(lián)系到CO2與C的化合反應，認為FeCl3溶液可以轉化為FeCl2溶液，請模仿寫出這個轉化的化學方程式：___________?！敬鸢浮?1)FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl復分解反應4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(2)2FeCl3+Fe=3FeCl2【解析】(1)FeCl3溶液和NaOH溶液反應的方程式：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl，此反應屬于復分解反應；FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮狀沉淀是氫氧化亞鐵沉淀，白色氫氧化亞鐵在水中不穩(wěn)定，容易跟水中的氧氣反應生成紅棕色的氫氧化鐵；由于氫氧化亞鐵有少量溶于水中，亞鐵離子顯綠色，所以溶液呈綠色，同時也會轉化成黃色的鐵離子，灰色就是白色、紅棕、