高三化學(xué)總復(fù)習(xí)練習(xí)第三章金屬及其化合物3-10

310[A層基礎(chǔ)練]1．(2018·湖南長(zhǎng)郡中學(xué)月考)我國(guó)清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”：“粵中洋行有舶上鐵絲，……日久起銷，用刀刮其銷，……所刮下之銷末，名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指()A．FeB．FeCl3C．FeO D．Fe2O3【解析】鐵在空氣中容易發(fā)生吸氧腐蝕，根據(jù)題意“舶上鐵絲，……日久起銷”，說明銷是鐵銹，鐵銹的主要成分為Fe2O3，D項(xiàng)正確。【答案】D2．(2017·四川成都一模)下列關(guān)于Fe3＋、Fe2＋性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是()A．用如圖裝置可以制備Fe(OH)2沉淀B．配制FeCl3溶液時(shí)，先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化【解析】反應(yīng)開始時(shí)生成的氫氣進(jìn)入B中，可排出空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段時(shí)間后關(guān)閉止水夾C，A中FeSO4溶液被壓入B中與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2，故A正確；FeCl3易水解，配制FeCl3溶液時(shí)應(yīng)防止Fe3＋因水解而生成氫氧化鐵沉淀，可先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度，故B正確；C項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)艽_定溶液中含有Fe2＋，故錯(cuò)誤；Fe3＋與Fe反應(yīng)可生成Fe2＋，則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化，故D正確?！敬鸢浮緾3．(2018·福建福州檢測(cè))下列檢驗(yàn)試劑選用正確的是()A．用氯水、KSCN溶液檢驗(yàn)FeCl3中是否有FeCl2B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3中是否有FeCl2C．用NaOH溶液檢驗(yàn)MgCl2中是否有FeCl2D．用硝酸檢驗(yàn)?zāi)滁S色固體是純銅還是黃銅【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的干擾無(wú)法消除，不符合題意；B項(xiàng)，酸性KMnO4溶液還能氧化Cl－，不符合題意；C項(xiàng)，雖然Mg2＋也能形成白色沉淀，但若有Fe2＋，則生成的白色沉淀顏色會(huì)發(fā)生變化，符合題意；D項(xiàng)，純銅和黃銅均能溶解在硝酸中，不符合題意?！敬鸢浮緾4．(2018·四川成都崇州考試)在火星上工作的美國(guó)“勇氣號(hào)”“機(jī)遇號(hào)”探測(cè)車的一個(gè)重要任務(wù)就是收集有關(guān)Fe2O3及硫酸鹽的信息，以證明火星上存在或曾經(jīng)存在過水，以下敘述正確的是()A．Fe2O3是一種酸性氧化物B．檢驗(yàn)從火星上帶回來的紅色物質(zhì)是否是Fe2O3的操作步驟為：樣品→粉碎→加水溶解→過濾→向?yàn)V液中滴加KSCN溶液C．分別還原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物質(zhì)的量之比為3∶2∶3D．明礬屬硫酸鹽，含結(jié)晶水，是混合物【解析】Fe2O3與酸反應(yīng)生成鹽和水，屬于堿性氧化物，故A錯(cuò)誤；Fe2O3不溶于水，且和水不反應(yīng)，應(yīng)加入鹽酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液，F(xiàn)e2O3的檢驗(yàn)過程：樣品→粉碎→加酸溶解→過濾→向?yàn)V液中滴加KSCN溶液，故B錯(cuò)誤；amolFe2O3被還原時(shí)得到6amol電子，則消耗H2、Al、CO的物質(zhì)的量分別為3amol、2amol、3amol，物質(zhì)的量之比為3∶2∶3，故C正確；明礬為結(jié)晶水合物，屬于純凈物，故D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾5．(2018·遼寧葫蘆島調(diào)研)下列有關(guān)Fe2(SO4)3溶液的敘述正確的是()A．該溶液中，K＋、Fe2＋、I－、Br－可以大量共存B．用該溶液溶解一定量銅粉，向所得溶液中再加入鐵粉，若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出C．將該溶液蒸干，得到的固體中混有氫氧化鐵D．100mL0.1mol·L－1該溶液和足量的Zn充分反應(yīng)，生成1.12gFe【解析】Fe3＋與I－會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2(SO4)3溶液溶解Cu時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Fe2(SO4)3＋Cu2FeSO4＋CuSO4，此時(shí)若Fe2(SO4)3恰好完全反應(yīng)，再向溶液中加入鐵粉，則發(fā)生反應(yīng)：Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu，析出固體Cu，當(dāng)Cu2＋未反應(yīng)完時(shí)，溶液中有Cu2＋，也有Cu析出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2(SO4)3是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解產(chǎn)生氫氧化鐵和硫酸，由于硫酸沒有揮發(fā)性，二者會(huì)再發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鐵，故將該溶液蒸干，得到的固體不是氫氧化鐵，而是硫酸鐵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；100mL0.1mol·L－1該溶液含有溶質(zhì)0.01mol，和足量的Zn充分反應(yīng)，根據(jù)電子守恒及元素守恒可知反應(yīng)產(chǎn)生0.02molFe，其質(zhì)量是1.12g，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿6．(2017·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模)某化學(xué)興趣小組為研究生鐵(含碳)與濃硫酸的反應(yīng)情況及產(chǎn)物性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問題：(1)按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出)，儀器b的名稱為________；實(shí)驗(yàn)過程中，裝置B中觀察到的現(xiàn)象是________________________________：裝置C中有白色沉淀生成，該沉淀是________(填化學(xué)式)。(2)裝置A中還會(huì)產(chǎn)生CO2氣體，請(qǐng)寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)為了驗(yàn)證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2，應(yīng)先從下列①～④中選出必要的裝置連接A裝置中c處管口，從左到右的順序?yàn)開_______(填序號(hào))；證明裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某同學(xué)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H2，理由是________________________________________________________________________(用離子方程式表示)?！窘馕觥?1)由裝置圖可知，儀器b為分液漏斗，生鐵(含碳)與濃硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫可使?jié)駶?rùn)的品紅試紙褪色，使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅；在酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)具有強(qiáng)氧化性，把二氧化硫通入硝酸鋇溶液，會(huì)生成硫酸鋇沉淀。(2)碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，化學(xué)方程式為C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，因此應(yīng)先用酸性高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，然后通過品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，再通入澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，最后連接盛有堿石灰的干燥管是為了防止空氣中CO2干擾對(duì)生成的CO2的檢驗(yàn)，故檢驗(yàn)CO2氣體的裝置從左到右的連接順序?yàn)棰邰冖堍佟?4)隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸變?yōu)橄×蛩酕e和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑?！敬鸢浮?1)分液漏斗品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅BaSO4(2)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)③②④①品紅溶液不褪色，且澄清石灰水變渾濁(4)Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑7．(2018·四川成都第七中學(xué)入學(xué)考試)鐵觸媒(鐵的氧化物)是硫酸工業(yè)的催化劑。某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方案研究鐵觸媒的組成。方案一：用下列流程測(cè)定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成。(1)步驟④中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和________。(2)若通入Cl2不足量，溶液B中還含有________，會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。(3)若通入Cl2過量且加熱煮沸不充分，溶液B中可能含有Cl2。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)Cl2，完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。限選試劑：0.1mol/L酸性KMnO4溶液、紫色石蕊試液、品紅稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1mol/LKSCN溶液。方案二：用下列裝置測(cè)定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成。(4)干燥管C的作用是_________________________________________________。(5)稱取15.2g鐵觸媒進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。充分反應(yīng)后，測(cè)得干燥管B增重11.0g，則該鐵觸媒的化學(xué)式可表示為________?！窘馕觥?1)步驟④為溶液的稀釋，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管。(2)由于鐵觸媒的主要成分是鐵的氧化物，鐵的氧化物可溶于足量稀硫酸，則溶液A的主要成分是硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸。氯氣具有強(qiáng)氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性，則通入氯氣的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋。若氯氣不足，則溶液B中除含硫酸鐵外還有硫酸亞鐵或氯化亞鐵，F(xiàn)e2＋的存在會(huì)影響滴定時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，影響測(cè)定結(jié)果。(3)若通入氯氣過量，則溶液中只含有Fe3＋，不含F(xiàn)e2＋，F(xiàn)e3＋對(duì)檢驗(yàn)溶液中可能含有的氯氣有干擾，因?yàn)樗鼈兌季哂醒趸?，都能使淀?KI溶液變藍(lán)，因此不能選擇淀粉-KI溶液檢驗(yàn)氯氣的存在，也不能選擇酸性高錳酸鉀溶液或KSCN溶液，因?yàn)樗鼈兣c氯氣相遇時(shí)無(wú)明顯變化，只能根據(jù)氯氣與水反應(yīng)生成的鹽酸的酸性和次氯酸的強(qiáng)氧化性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。(4)干燥管B中堿石灰的作用是吸收CO與鐵觸媒反應(yīng)生成的CO2，干燥管C中堿石灰的作用是防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入干燥管B中，干擾鐵觸媒組成的測(cè)定結(jié)果。(5)由于堿石灰與過量的CO不反應(yīng)，只能吸收CO2，則干燥管B增加的質(zhì)量就是A中反應(yīng)生成的CO2的質(zhì)量，則n(CO2)＝eq\f(11.0g,44g·mol－1)＝0.25mol；根據(jù)碳元素守恒可得關(guān)系式：CO～CO2，則參加反應(yīng)的n(CO)＝n(CO2)＝0.25mol，根據(jù)氧元素質(zhì)量守恒可得，鐵觸媒中氧元素的質(zhì)量為0.25mol×16g/mol＝4.0g；由于鐵觸媒的質(zhì)量為15.2g，則其中鐵元素的質(zhì)量為15.2g－4.0g＝11.2g；則n(Fe)＝eq\f(11.2g,56g·mol－1)＝0.20mol，則鐵觸媒中鐵、氧原子的物質(zhì)的量之比為0.20∶0.25＝4∶5，則鐵觸媒的化學(xué)式為Fe4O5或2FeO·Fe2O3?！敬鸢浮?1)250mL容量瓶(2)Fe2＋(3)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論取適量溶液B于試管中，滴加2～3滴紫色石蕊試液，振蕩，觀察現(xiàn)象，放置一段時(shí)間后，再觀察現(xiàn)象若溶液顯紅色后，紅色又褪去，則溶液B中含Cl2；若溶液不褪色，則溶液B中不含Cl2(4)防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入干燥管B中(5)Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)[B層提升練]8．(2018·遼寧師大附中期中)在某稀硝酸中加入5.6g鐵粉充分反應(yīng)后，鐵粉全部溶解，放出NO氣體，溶液質(zhì)量增加3.2g，則所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為()A．3∶2 B．2∶1C．1∶1 D．4∶1【解析】n(Fe)＝eq\f(5.6g,56g·mol－1)＝0.1mol，生成NO的質(zhì)量為5.6g－3.2g＝2.4g，n(NO)＝eq\f(2.4g,30g·mol－1)＝0.08mol，設(shè)Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則xmol＋ymol＝0.1mol、2xmol＋3ymol＝0.08mol×(5－2)，解得x＝0.06、y＝0.04，所以所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為0.06mol∶0.04mol＝3∶2?！敬鸢浮緼9．(2017·河北邯鄲二模)向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300mL0.5mol·L－1的H2SO4溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后無(wú)紅色出現(xiàn)，則原混合物中Cu和Fe2O3物質(zhì)的量之比為()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．無(wú)法計(jì)算【解析】Cu、Fe2O3的混合物中加入硫酸溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后無(wú)紅色出現(xiàn)，說明不含F(xiàn)e3＋，溶液中溶質(zhì)為CuSO4、FeSO4，根據(jù)得失電子守恒可知：n(Cu)＝n(Fe2O3)，所以原混合物中Cu和Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1。【答案】B10．(2018·河南3月高考測(cè)試，26)PFS是水處理中重要的絮凝劑，下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸應(yīng)是________；PFS中鐵元素的化合價(jià)為________；在酸浸槽中，為了提高浸出率，可以采取的措施有__________________(寫兩條)。(2)若廢鐵屑中含有較多鐵銹(Fe2O3·xH2O)，則酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果反應(yīng)釜中用H2O2作氧化劑，則反應(yīng)的離子方程式為________________；生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜中產(chǎn)生了大量的氣體，且溫度明顯升高，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)。如果溶液酸性過強(qiáng)，造成的后果是________________________________________________________________________。如果溶液酸性太弱又會(huì)生成大量的氫氧化鐵沉淀。若溶液中Fe3＋的濃度為1mol·L－1，當(dāng)Fe3＋開始沉淀時(shí)，溶液的pH約為________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10－39]。【解析】(1)絮凝劑是硫酸鹽，制備時(shí)不能引入雜質(zhì)，要用硫酸酸浸；根據(jù)[Fe2(OH)x(SO4)3－x/2]y中各元素正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，得鐵的化合價(jià)為＋3。(2)Fe2O3·xH2O和Fe均與硫酸反應(yīng)，且氧化性：Fe3＋>H＋。(4)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，酸性過強(qiáng)，F(xiàn)e3＋水解平衡逆向移動(dòng)，不利于Fe(OH)3的生成；若溶液中Fe3＋的濃度為1mol·L－1，當(dāng)Fe3＋開始沉淀時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，則1.0×10－39＝1mol·L－1×c3(OH－)，解得c(OH－)＝10－13mol·L－1，則c(H＋)＝0.1mol·L－1，所以pH＝1?！敬鸢浮?1)H2SO4＋3加熱、攪拌、多次浸取等[C層真題練]11．(2017·江蘇單科，7)在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()【解析】本題考查元素及其化合物的知識(shí)。A項(xiàng)，鐵在Cl2中燃燒只能生成FeCl3，不能生成FeCl2；B項(xiàng)，硫與O2反應(yīng)不能直接生成SO3；C項(xiàng)，CaCO3在高溫條件下分解生成CaO和CO2，CaO與SiO2在高溫條件下化合生成CaSiO3，即CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3；D項(xiàng)，NH3與O2在催化劑加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成NO，NO易與O2反應(yīng)生成NO2，NO2能與水反應(yīng)生成HNO3，但NO不能與水反應(yīng)?！敬鸢浮緾12．(2016·上海單科，17)某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2，恰好將Fe2＋完全氧化。x值為()A．0.80 B．0.85C．0.90 D．0.93【解析】根據(jù)得失電子守恒可知，F(xiàn)exO被氧化為Fe3＋轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol，則有eq\f(1.52,56x＋16)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3－\f(2,x)))·x＝0.01，得x＝0.80，故A正確?！敬鸢浮緼13．(2016·高考選項(xiàng)組合)有關(guān)鐵及其化合物的說法正確的是()A．(2016·全國(guó)卷Ⅱ，13A)將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中，制備Fe(OH)3膠體B．(2016·全國(guó)卷Ⅲ，7B)FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板，說明鐵比銅金屬性強(qiáng)C．(2016·全國(guó)卷Ⅰ，10C)配制氯化鐵溶液時(shí)，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋D．(2016·上海，21C)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推測(cè)Fe與I2反應(yīng)生成FeI3【解析】A項(xiàng)，制備Fe(OH)3膠體，應(yīng)將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中，因而A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鐵離子與銅反應(yīng)生成銅離子和亞鐵離子說明銅的還原性比亞鐵離子的還原性強(qiáng)，無(wú)法證明金屬性的強(qiáng)弱，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在溶液中鐵離子極易發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生難溶性的氫氧化鐵，為了抑制鐵離子的水解，應(yīng)該先將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中，然后再加水稀釋到相應(yīng)的濃度，正確；D項(xiàng)，因I2的氧化性較弱，故與鐵反應(yīng)生成FeI2，錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾14．(2016·全國(guó)甲，28)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)丙組同學(xué)取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；②第二支試管中加入1滴K3[Fe(C