課后提升訓(xùn)練鐵的重要化合物

課后提升訓(xùn)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(yīng)，則冷卻后剩余固體的質(zhì)量為 ( )A.(m-0.8)g B.(m-1.2)gC.(m-1.6)g D.無法計(jì)算【解析】選C。由關(guān)系式 CuO～CuSO4，F(xiàn)eO～FeSO4，F(xiàn)e2O3～Fe2(SO4)3可知 S 的物質(zhì)的量等于金屬氧化物中氧元素的物質(zhì)的量，n(S )=0.1L×1mol〃L-1=0.1mol，所以金屬氧化物中氧元素的質(zhì)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(yīng)，冷卻后剩余固體為金屬單質(zhì)，則金屬質(zhì)量為氧化物的質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量，故冷卻后剩余金屬質(zhì)量為mg-1.6g=(m-1.6)g。【方法規(guī)律】本題考查混合物的計(jì)算，注意利用整體法分析，抓住酸中的硫酸根離子的物質(zhì)的量與混合物中的氧元素的物質(zhì)的量相等進(jìn)行計(jì)算。為了防止FeSO4被氧化而變質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室在配制FeSO4溶液時(shí)，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(jià)，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(zhì)。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(yīng)后仍有固體剩余，設(shè)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(qiáng)弱順序?yàn)?/p>

Fe3+>Cu2+>Fe2+，單質(zhì)的還原性

Fe>Cu。溶液中首先發(fā)生反應(yīng)

Fe+2Fe3+

3Fe2+。若

Fe3+有剩余，再發(fā)生反應(yīng)

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(yīng)，則c(Fe2+)=0.3mol〃L-1；c(Cl-)不受反應(yīng)的影響，故c(Cl-)=0.6mol〃L-1，所以C、D兩項(xiàng)正確。【易錯(cuò)提醒】解答本題，首先要了解 Fe2+、Fe3+、Cu2+三者氧化性強(qiáng)弱的順序，即Fe3+>Cu2+>Fe2+，因此溶液中有Fe3+時(shí)，不可能剩余Cu、Fe，溶液中有Cu2+時(shí)，F(xiàn)e無剩余。然后再進(jìn)行有序思維分析計(jì)算。已知下述三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：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(shí)驗(yàn)①中鐵釘只作還原劑實(shí)驗(yàn)②中Fe2+既顯氧化性又顯還原性C.實(shí)驗(yàn)③中發(fā)生的是置換反應(yīng)D.上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2+【解析】選A。實(shí)驗(yàn)①中鐵釘作還原劑，氧化性：Cu2+>Fe2+；實(shí)驗(yàn)②中Fe2+只表現(xiàn)還原性；實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，不是置換反應(yīng)，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(cuò)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(yīng)，冷卻后稱得剩余固體質(zhì)量比原混合物減少 0.8g；將等質(zhì)量的原混合物與鹽酸反應(yīng)，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(zhì)量即為原混合物中 O的質(zhì)量，則 n(O)= =0.05mol。原混合物與鹽酸反應(yīng)，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(bǔ)償訓(xùn)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(zhì)量的原混合物，固體減少的質(zhì)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(zhì)量就是混合物中 O的質(zhì)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(zhì)的量為 n(H)=0.1L×1mol〃L-1=0.1mol，則n(H2O)=n(O)=0.05mol，氧元素的質(zhì)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(xué)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(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述 FeSO4溶液時(shí)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(huì)觀察到什么現(xiàn)象：___________________________________________________________________?！窘馕觥?1)根據(jù)FeSO4具有易被氧化的特點(diǎn)，在配制其溶液時(shí)還要加入鐵屑；(2)蒸餾水中若溶有O2，則會(huì)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(huì)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(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)。(1) 試 管 中 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式為__________________________________________ __________ __________ __________ __________ ___________。該同學(xué)欲確定反應(yīng)一段時(shí)間后試管中固體物質(zhì)的成分，設(shè)計(jì)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(gè)選項(xiàng)符合題意)，若溶液未變紅，則試管中固體是________(只有一個(gè)選項(xiàng)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(xué)按上述方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，溶液未變紅色，原因是__________________ ______________________________________________用(化學(xué)方程式表示)。該同學(xué)馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應(yīng)。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(qǐng)寫出與上述現(xiàn)象相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方 程式________________________________________________________________________________________________________________________________。一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)(3)中未變紅的溶液變成紅色。由此可知，實(shí)驗(yàn)室FeCl2溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是__

__

__________

______________________，并且配制時(shí)應(yīng)加入少量

________?！窘馕觥?/p>

(1)Fe

在加熱條件下可與

H2O(g)

反應(yīng)生成

Fe3O4和

H2。(2)(3)

根據(jù)

Fe與

H2O(g)

的反應(yīng)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(yīng)Fe3O4+8HCl FeCl2+2FeCl3+4H2O，可能的反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(bǔ)償訓(xùn)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(zhì)廣泛應(yīng)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(jìn)行?；卮鹣铝袉栴}：PAFC中鐵元素的化合價(jià)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(shè)計(jì)如下流程：①在廢料中加入過量稀鹽酸，發(fā)生多個(gè)離子反應(yīng)，請(qǐng)補(bǔ)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(hào))。A.Al3+ B.Fe2+ C.Fe3+ D.H+為證明該離子確實(shí)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)_____________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)加入A后會(huì)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?yàn)?Al(OH)3會(huì)溶于氫氧化鈉溶液，通過操作Ⅱ得到的溶液是 NaAlO2溶液，由NaAlO