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第頁一、鐵及其化合物的性質(zhì)1.鐵片放入下列溶液中,反應(yīng)時(shí)無氣體放出,取出后鐵片質(zhì)量減輕,則該溶液是()A.稀硫酸 B.濃鹽酸C.AgNO3 D.Fe2(SO4)3解析:鐵片投入稀硫酸、濃鹽酸中,生成相應(yīng)的亞鐵鹽和H2。Fe與AgNO3溶液發(fā)生置換反應(yīng),析出的Ag附著到鐵片表面,鐵片的質(zhì)量增加。Fe與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應(yīng)生成FeSO4,鐵片質(zhì)量減輕,溶液的質(zhì)量增加。答案:D2.下列反應(yīng)最終能生成Fe3+的化合物的是()①過量Fe與稀HNO3溶液反應(yīng)②鐵絲在硫蒸氣中燃燒③向FeBr2溶液中通入少量Cl2④鐵與CuCl2溶液反應(yīng)⑤Fe(OH)2露置于空氣中A.①②③ B.①③⑤C.③④ D.③⑤解析:①過量Fe與稀HNO3溶液反應(yīng)生成Fe(NO3)2、NO和H2O;②Fe與硫蒸氣反應(yīng)生成FeS;③由于Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-,向FeBr2溶液中通入少量Cl2,先氧化Fe2+生成Fe3+;④鐵與CuCl2溶液發(fā)生置換反應(yīng),生成FeCl2和Cu;⑤Fe(OH)2露置于空氣中,被空氣中O2氧化,最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。答案:D3.下列敘述正確的是()A.Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)B.足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3C.Fe和Fe2O3等物質(zhì)的量混合物溶于稀鹽酸時(shí)無氣體放出D.Fe2O3eq\o(→,\s\up15(HClaq))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up15(△))無水FeCl3,在給定的條件下能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化解析:HNO3具有強(qiáng)氧化性,與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO,A項(xiàng)錯(cuò);Fe與Cl2反應(yīng),無論Fe的量是多少,產(chǎn)物都是FeCl3,B項(xiàng)錯(cuò);C項(xiàng)中Fe2O3溶解產(chǎn)生Fe3+恰好將Fe單質(zhì)氧化,因而不能置換出H2,正確;FeCl3溶液加熱時(shí),水解產(chǎn)生的HCl會(huì)揮發(fā),促進(jìn)FeCl3水解,得不到無水FeCl3,D項(xiàng)錯(cuò)。答案:C4.下列物質(zhì)可通過置換反應(yīng)一步得到,也可以通過化合反應(yīng)一步得到的是()①HCl②FeCl3③Fe3O4④NaOHA.只有①②③ B.①②③④都能得到C.①②③④都不能得到 D.只有①③④解析:①通過2HBr+Cl2=2HCl+Br2置換反應(yīng)可以一步得到HCl,通過H2+Cl2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))2HCl化合反應(yīng)也可一步得到HCl,正確,②FeCl3可通過氯氣和溴化鐵發(fā)生置換反應(yīng)生成氯化鐵和溴單質(zhì),也可以通過氯化亞鐵和氯氣化合反應(yīng)一步得到,正確;③高溫下,鐵和水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,也可以通過鐵在氧氣中燃燒的化合反應(yīng)一步得到,正確;④NaOH可以通過2Na+2H2O=2NaOH+H2↑置換反應(yīng)一步得到,也可通過H2O+Na2O=2NaOH化合反應(yīng)一步得到,正確。答案:B5.某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì),他的下列實(shí)驗(yàn)方案可行的是()A.將鐵粉加入熱的濃硫酸中:探究鐵的活潑性B.將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:制備Fe(OH)3膠體C.在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液:制備FeSO4·6H2O晶體D.將銅粉加入FeCl3溶液中:驗(yàn)證Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+解析:熱的濃硫酸不僅能與鐵反應(yīng),還能與銅等不活潑金屬反應(yīng),因此將鐵粉加入熱的濃硫酸中,不能用于探究鐵的活潑性,故A項(xiàng)方案不可行;將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,會(huì)得到氫氧化鐵沉淀而不是氫氧化鐵膠體,故B項(xiàng)方案不可行;在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液,一方面氧氣可將FeSO4氧化,另一方面會(huì)得到不含結(jié)晶水的化合物,故C項(xiàng)方案不可行;將銅粉加入FeCl3溶液中,發(fā)生反應(yīng):Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,該反應(yīng)說明Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+,故D項(xiàng)方案可行。答案:D6.等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定的條件下充分反應(yīng),則在相同的條件下,產(chǎn)生氫氣的體積比是()A.1∶1 B.3∶4C.2∶3 D.4∶3解析:設(shè)Fe的物質(zhì)的量為1mol,則:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑1mol1mol3Fe+4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4+4H21moleq\f(4,3)mol相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比,則兩反應(yīng)中生成氫氣體積之比為1mol∶eq\f(4,3)mol=3∶4。答案:B二、鐵及其氧化物的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)探究7.一定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy,與足量的4mol·L-1硝酸溶液充分反應(yīng),消耗硝酸溶液700mL,生成2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)式為()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O5解析:鐵的氧化物FexOy與足量的4mol·L-1硝酸溶液充分反應(yīng),生成Fe(NO3)3,硝酸被還原生成NO,NO的物質(zhì)的量為eq\f(2.24L,22.4L·mol-1)=0.1mol,根據(jù)氮原子守恒,3n[Fe(NO3)3]+n(NO)=n(HNO3),故3n[Fe(NO3)3]+0.1mol=0.7L×4mol·L-1,解得n[Fe(NO3)3]=0.9mol,令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價(jià)為a,根據(jù)得失電子守恒,則0.9mol×(3-a)=0.1mol×(5-2),解得a=eq\f(8,3),由化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可得eq\f(8,3)x=2y,則x∶y=3∶4,故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。答案:C8.向Fe2O3和鐵粉組成的混合物中,加入適量的稀硫酸,各物質(zhì)均恰好完全反應(yīng),測(cè)得所得溶液中不含F(xiàn)e3+,且Fe2+與H2的物質(zhì)的量之比為4∶1,那么在反應(yīng)中Fe2O3、Fe、H2SO4之間的物質(zhì)的量之比為()A.1∶1∶1 B.1∶2∶4C.1∶2∶3 D.2∶3∶5解析:Fe2O3和鐵粉的混合物中,加入適量稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)镕e2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,又知各物質(zhì)均恰好完全反應(yīng),測(cè)得所得溶液中不含F(xiàn)e3+。Fe2+與H2的物質(zhì)的量之比為4∶1,據(jù)此可知Fe2O3、Fe、H2SO4的物質(zhì)的量之比為1∶2∶4。答案:B9.實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置測(cè)定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的質(zhì)量,裝置D中硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe2O3的混合物。(1)為了安全,在點(diǎn)燃D處的酒精燈之前,必須________。(2)裝置B的作用是______________________________________________________________________________________________;裝置C中裝的液體是________,所起的作用是_______________________________________________________________________。(3)檢驗(yàn)裝置A氣密性的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若FeO和Fe2O3固體混合物的質(zhì)量為23.2g,反應(yīng)完全后U形管的質(zhì)量增加7.2g,則混合物中Fe2O3的質(zhì)量為________g。(5)若裝置中無干燥管F,則測(cè)得的Fe2O3質(zhì)量將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”,下同),若反應(yīng)后得到的殘留固體中還有少量FeO,則測(cè)得的Fe2O3質(zhì)量將____________;證明FeO和Fe2O3固體混合物中含有FeO的方法是____________________________________________________________________________________。解析:(1)裝置D中發(fā)生的是氧化鐵、氧化亞鐵與氫氣的反應(yīng),化學(xué)方程式為:3H2+Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe+3H2O,H2+FeOeq\o(=,\s\up15(高溫))Fe+H2O,氫氣是可燃性氣體,裝置中需要充滿氫氣后方可進(jìn)行加熱反應(yīng),所以需要對(duì)氫氣進(jìn)行驗(yàn)純,避免混有空氣加熱時(shí)發(fā)生爆炸,在b處收集氫氣并驗(yàn)純。(2)由于A中產(chǎn)生的H2中混有HCl和水蒸氣,必須通過洗氣逐一除去,防止干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn),所以B的作用是除去氫氣中的氯化氫,C中裝濃硫酸,用于干燥氫氣。(3)檢查裝置A的氣密性,需要關(guān)閉開關(guān)a,在長(zhǎng)頸漏斗中加入水到下端液面高于試管中的液面,一段時(shí)間后液面不變證明氣密性良好。(4)U形管的質(zhì)量增加的7.2g是水,其物質(zhì)的量是eq\f(7.2g,18g·mol-1)=0.4mol,設(shè)FeO、Fe2O3物質(zhì)的量分別為x、y,則:x+3y=0.4mol根據(jù)質(zhì)量可列式:72g·mol-1x+160g·mol-1y=23.2g解得y=0.1mol,x=0.1mol,所以氧化鐵的質(zhì)量為:160g·mol-1×0.1mol=16g。(5)干燥管F的作用是防止空氣中的水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾,若無干燥管F,空氣中的水蒸氣被E吸收則所測(cè)生成水的質(zhì)量增大,導(dǎo)致氧的含量增大,F(xiàn)e2O3的質(zhì)量將偏大,若反應(yīng)后得到的殘留固體中還有少量FeO,即U形管增加的質(zhì)量將減小,測(cè)得的Fe2O3質(zhì)量將偏小。FeO中n(Fe)∶n(O)=1∶1,F(xiàn)e2O3中n(Fe)∶n(O)=2∶3,裝置D中發(fā)生的是氧化亞鐵、氧

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