2024-2025年新教材高中化學(xué)課時(shí)檢測15鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE7鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1．以下轉(zhuǎn)化過程不行以通過化合反應(yīng)一步實(shí)現(xiàn)的是()A．Fe→FeCl3 B．Fe→FeCl2C．Fe2O3→Fe(OH)3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3解析：選CA項(xiàng)，鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，故能一步化合實(shí)現(xiàn)；B項(xiàng)，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，故能一步化合實(shí)現(xiàn)；C項(xiàng)，氧化鐵不能和水發(fā)生化合反應(yīng)得到氫氧化鐵，故不能一步化合實(shí)現(xiàn)；D項(xiàng)，氫氧化亞鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，能通過化合反應(yīng)一步實(shí)現(xiàn)。2．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含F(xiàn)e2＋，進(jìn)行如下試驗(yàn)操作時(shí)，最佳依次是()①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①② B．③②C．③① D．①②③解析：選C本題檢驗(yàn)方法的關(guān)鍵是Fe3＋遇SCN－生成Fe(SCN)3，溶液呈現(xiàn)紅色，而Fe2＋遇SCN－不反應(yīng)溶液不顯紅色，加入KSCN溶液不顯紅色證明無Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋，則可被氧化為Fe3＋，遇SCN－溶液顯紅色。酸性KMnO4溶液也能氧化Fe2＋，但因其本身呈紫紅色，使Fe3＋與SCN－作用顯示的紅色不易視察。3．在稀鹽酸溶液中加入適量鐵粉，反應(yīng)完全后再加入足量NaOH溶液，放置片刻，從反應(yīng)體系中視察到顏色的改變是()A．無色→灰綠→紅褐B．灰綠→紅褐→藍(lán)灰色→紅棕C．無色→白色→淺綠→灰綠→紅褐D．無色→淺綠→白色→灰綠→紅褐解析：選D在稀鹽酸中加入適量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，然后加入NaOH溶液：FeCl2＋2NaOH=2NaCl＋Fe(OH)2↓，反應(yīng)產(chǎn)生的Fe(OH)2白色沉淀不穩(wěn)定，簡潔被溶解的O2氧化產(chǎn)生Fe(OH)3，因此會看到沉淀由白色變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。故反應(yīng)現(xiàn)象中顏色的改變是無色→淺綠→白色→灰綠→紅褐，故選D。4．為了驗(yàn)證Fe3＋的性質(zhì)，某化學(xué)愛好小組設(shè)計(jì)了下圖所示的一組試驗(yàn)，其中試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的是()A．② B．③C．③④ D．①②③④⑤解析：選C①鐵離子與鐵反應(yīng)生成淺綠色的亞鐵離子，正確；②鐵離子與硫氰酸鉀溶液反應(yīng)溶液顯紅色，據(jù)此能夠檢驗(yàn)鐵離子，正確；③硫酸銅與氯化鐵溶液不反應(yīng)，混合后溶液不會變成無色，錯(cuò)誤；④氯化鐵溶液與硝酸銀反應(yīng)生成白色的氯化銀沉淀，但該性質(zhì)不是鐵離子的性質(zhì)，錯(cuò)誤；⑤鐵離子與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，據(jù)此可以檢驗(yàn)是否存在鐵離子，正確。5．A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。A為一種金屬單質(zhì)，其產(chǎn)量干脆關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈。反應(yīng)①②③均為化合反應(yīng)，反應(yīng)④為置換反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是()A．①中所加試劑可能是氯氣B．③中須要加具有氧化性的試劑C．A與稀硝酸反應(yīng)肯定能實(shí)現(xiàn)元素M在①中發(fā)生的價(jià)態(tài)改變D．元素M在②中發(fā)生的價(jià)態(tài)改變也能通過加碘化鉀溶液實(shí)現(xiàn)解析：選CA項(xiàng)，依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可確定A為變價(jià)金屬，應(yīng)為Fe，反應(yīng)①中加入氯氣能實(shí)現(xiàn)，B為氯化鐵，C為氯化亞鐵，所以正確；B項(xiàng)，反應(yīng)③中鐵元素由＋2價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，須要加具有氧化性的試劑，所以正確；C項(xiàng)，A與稀硝酸反應(yīng)，如A(Fe)過量，則生成Fe2＋，不能生成Fe3＋，所以錯(cuò)誤；D項(xiàng)，F(xiàn)e3＋可以將I－氧化生成Fe2＋和I2，所以正確。6．向肯定量的銅和Fe2O3的混合物中加入200mL1.5mol·L－1的稀硫酸，完全反應(yīng)后固體無剩余，得到的溶液中只有兩種溶質(zhì)，假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變，則下列說法正確的是()A．原混合物中Cu和Fe2O3的質(zhì)量之比為1∶2B．反應(yīng)后的溶液中CuSO4的物質(zhì)的量的濃度為1mol·L－1C．若用CO還原等質(zhì)量的原混合物，充分反應(yīng)后，質(zhì)量將削減4.8克D．該反應(yīng)過程均發(fā)生氧化還原反應(yīng)解析：選C在溶液中發(fā)生以下反應(yīng)：Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O，Cu＋Fe2(SO4)3=CuSO4＋2FeSO4；“完全反應(yīng)后固體無剩余，得到的溶液中只有兩種溶質(zhì)”，則溶液中的溶質(zhì)為CuSO4、FeSO4，且二者滿意物質(zhì)的量之比為1∶2的關(guān)系。則原混合物中Cu和Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1，質(zhì)量比為64∶160＝2∶5，A不正確；n(CuSO4)∶n(FeSO4)＝1∶2，依據(jù)SOeq\o\al(2－,4)守恒，反應(yīng)后的溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為＝eq\f(1.5mol·L－1,3)＝0.5mol·L－1，B不正確；原混合物與硫酸反應(yīng)，生成硫酸鹽和水，n(H2SO4)＝0.3mol，則原混合物中含0.1molFe2O3，含0.3mol氧原子，若用CO還原等質(zhì)量的原混合物，則削減的質(zhì)量等于原混合物中所含氧的質(zhì)量，即為0.3mol×16g·mol－1＝4.8g，C正確；該反應(yīng)過程中，F(xiàn)e2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O為非氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。7．在FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中加入鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束后，將剩余的固體濾出，發(fā)覺固體能被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中大量存在的陽離子是()A．Fe2＋ B．H＋C．Cu2＋和Fe2＋ D．Fe3＋和Cu2＋解析：選A發(fā)覺固體能被磁鐵吸引，說明肯定含有鐵，則反應(yīng)后溶液中肯定不能存在氫離子、鐵離子和銅離子，大量存在的陽離子是亞鐵離子。8．鐵的化合物常見的有①FeO②Fe2O3③Fe3O4④FeS⑤Fe(OH)3⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O⑦FeSO4，將上述物質(zhì)分別溶于足量稀鹽酸后進(jìn)行試驗(yàn)，已知K3[Fe(CN)6]溶液遇亞鐵鹽會產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。下列說法不正確的是()A．滴加KSCN溶液不顯紅色，滴加新制氯水后顯紅色的是①④⑦B．加銅片能發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋的是②⑤⑥C．滴加KSCN溶液顯紅色，滴加KMnO4溶液紫紅色褪去的是③D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，能產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的是①③④⑦解析：選B題述含鐵元素的化合物溶于足量稀鹽酸后的溶液中含F(xiàn)e2＋不含F(xiàn)e3＋的為①FeO、④FeS、⑦FeSO4；含F(xiàn)e3＋不含F(xiàn)e2＋的為②Fe2O3、⑤Fe(OH)3、⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O；既含F(xiàn)e2＋又含F(xiàn)e3＋的為③Fe3O4。A選項(xiàng)說明溶液中含F(xiàn)e2＋不含F(xiàn)e3＋，符合題意的為①④⑦；B選項(xiàng)說明溶液中含有Fe3＋，符合題意的為②③⑤⑥；C選項(xiàng)說明溶液中既含F(xiàn)e2＋又含F(xiàn)e3＋，符合題意的為③；D選項(xiàng)說明溶液中含有Fe2＋，符合題意的有①③④⑦。9．選擇合適的試劑完成甲、乙兩組試驗(yàn)。甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列試劑及加入試劑依次能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡氖?)分組選項(xiàng)甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液解析：選B甲組，在Fe3＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe2＋，要解除Fe3＋的干擾，所選試劑應(yīng)具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是與Fe3＋不反應(yīng)。只有酸性KMnO4溶液符合條件，現(xiàn)象是紫紅色變淺(或褪去)。乙組，在Fe2＋存在的條件下，檢驗(yàn)Fe3＋，可用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，F(xiàn)e2＋不產(chǎn)生干擾。10．鐵是人類較早運(yùn)用的金屬之一。運(yùn)用鐵及其化合物的學(xué)問，完成下列問題。(1)中國古代四大獨(dú)創(chuàng)之一的指南針是由自然磁石制成的，其主要成分是________________。(2)在配制FeCl2溶液時(shí)，經(jīng)常向溶液中加入少量鐵粉，其目的是___________________。(3)試驗(yàn)室在制備Fe(OH)2時(shí)必需隔絕空氣，否則發(fā)生的現(xiàn)象是________________________________________________________________________，對應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。(4)工業(yè)上常用FeCl3溶液做銅電路板的刻蝕液，反應(yīng)的離子方程式是________________________。若向FeCl3溶液中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)果不行能出現(xiàn)的是__________(填字母)。A．有銅剩余，溶液中陽離子僅含F(xiàn)e2＋B．無固體剩余，溶液中陽離子含F(xiàn)e2＋和Cu2＋C．有銅剩余，溶液中陽離子含F(xiàn)e3＋和Cu2＋D．只有鐵剩余，溶液中陽離子含F(xiàn)e2＋和Cu2＋(5)紅磚是用黏土高溫?zé)Y(jié)而成的，因其含有Fe2O3呈紅色或棕紅色而得名，常用作建筑材料。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡潔試驗(yàn)證明紅磚中含有Fe3＋：_________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)磁性氧化鐵，其主要成分是Fe3O4；(2)在配制FeCl2溶液時(shí)，常向溶液中加入少量鐵粉，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，其目的是防止Fe2＋被氧化為Fe3＋；(3)Fe(OH)2具有較強(qiáng)的還原性，試驗(yàn)室在制備Fe(OH)2時(shí)必需隔絕空氣，否則發(fā)生的現(xiàn)象是白色沉淀快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，對應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；(4)若向FeCl3溶液中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，F(xiàn)e的還原性大于Cu，所以加入Fe、Cu時(shí)Fe先參與反應(yīng)，當(dāng)Fe剛好完全反應(yīng)后，有銅剩余時(shí)，溶液中陽離子僅含F(xiàn)e2＋，故A不符；加入鐵和銅剛好將溶液中的Fe3＋還原，無固體剩余時(shí)，溶液中陽離子含F(xiàn)e2＋和Cu2＋，故B不符；有銅剩余時(shí)，可發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，溶液中陽離子不行能含F(xiàn)e3＋，故C符合；只有鐵剩余時(shí)，可發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，溶液中陽離子不行能含Cu2＋，故D符合；(5)試驗(yàn)證明紅磚中含有Fe3＋的操作：將樣品粉碎，用鹽酸浸泡后取上層清液，滴加KSCN溶液后顯紅色。答案：(1)Fe3O4(2)防止Fe2＋被氧化為Fe3＋(3)白色沉淀快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋CD(5)將樣品粉碎，用鹽酸浸泡后取上層清液，滴加KSCN溶液后顯紅色11．有一種鐵的氧化物樣品，用40mL5mol·L－1的鹽酸恰好完全溶解，所得溶液還需汲取0.56LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)才能使Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，則該氧化物中Fe原子與O原子的物質(zhì)的量之比為()A．2∶3 B．3∶4C．5∶6 D．7∶8解析：選C鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物和水，因n(HCl)＝5mol·L－1×0.040L＝0.2mol，則易推知生成0.1mol水，因此該氧化物中n(O)＝0.1mol；由2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，簡潔算出n(Fe2＋)＝0.05mol，則鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)生成的FeCl2的物質(zhì)的量為0.05mol，從而推出與鹽酸反應(yīng)生成的FeCl3所含Cl－的物質(zhì)的量為n(Cl－)＝0.2mol－2×0.05mol＝0.1mol，則有n(Fe3＋)＝eq\f(1,3)n(Cl－)＝eq\f(1,30)mol，故該氧化物中Fe原子與O原子的物質(zhì)的量之比為eq\f(nFe,nO)＝eq\f(nFe2＋＋nFe3＋,nO)＝eq\f(0.05mol＋\f(1,30)mol,0.1mol)＝eq\f(5,6)。12．元素的“價(jià)—類”二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)學(xué)問的重要模型和工具，它指的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元素的“價(jià)—類”二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是()A．鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B．FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，快速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末C．由圖可預(yù)料：高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(2－,4))具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒。FeOeq\o\al(2－,4)與水反應(yīng)最終可生成Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可用作凈水劑D．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③解析：選CA項(xiàng)，鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)時(shí)生成Fe3O4，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，F(xiàn)eO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，快速反應(yīng)生成Fe3O4，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖可預(yù)料：高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(2－,4))中的鐵元素處于最高價(jià)態(tài)，簡潔得到電子，具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)發(fā)生還原反應(yīng)后最終可生成Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可用作凈水劑，正確；D項(xiàng)，加熱Fe(OH)3分解生成Fe2O3，而Fe(OH)3不溶于水，錯(cuò)誤。13．某班同學(xué)用以下試驗(yàn)探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取肯定量氯化鐵、氯化亞鐵、溴化亞鐵固體，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，溶液變紅色，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)為甲組的試驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再向下層溶液中依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅色。煤油的作用是_________________________。(4)丙組同學(xué)取10mL上述FeBr2溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振蕩后溶液呈黃色。某同學(xué)對產(chǎn)生黃色的緣由提出了假設(shè)：假設(shè)1：Br－被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；假設(shè)2：Fe2＋被Cl2氧化成Fe3＋。請完成下表，驗(yàn)證假設(shè)。試驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象結(jié)論①向溶液中加入____________，振蕩、靜置，現(xiàn)象：__________________________假設(shè)1正確②向溶液中加入____________，現(xiàn)象：__________________________________假設(shè)2正確(5)已知：Br2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Br－。若在50mL上述FeBr2溶液中通入112mLCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，反應(yīng)的離子方程式為________________________________。解析：(1)Fe2＋具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化變質(zhì)，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是防止氯化亞鐵被氧化；(2)氯氣具有氧化性，能將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－；(3)煤油難溶于水，且密度比水小，分層后可以隔離溶液與空氣接觸，解除氧氣對試驗(yàn)的影響；(4)①若為假設(shè)1則有Br2生成，向溶液中加入CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯橙紅說明生成Br2，說明假設(shè)1正確；②若為假設(shè)2則有Fe3＋生成，向溶液中加入KSCN溶液，溶液變紅色，說明有鐵離子生成，假設(shè)2正確；(5)已知：Br2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Br－，則氯氣先和亞鐵離子反應(yīng)，再和溴離子反應(yīng)；n(Cl2)＝eq\f(0.112L,22.4L·mol－1)＝0.005mol，n(FeBr2)＝0.1mol·L－1×0.05L＝0.005mol，依據(jù)得失電子守恒分析得反應(yīng)中有0.005mol亞鐵離子被氧化，有0.005mol溴離子被氧化，則離子方程式為2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2=2Fe3＋＋Br2＋4Cl－。答案：(1)防止Fe2＋被氧化(2)Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔絕空氣(解除氧氣對試驗(yàn)的影響)(4)①CCl4下層呈橙紅色，上層呈無色②KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色(5)2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2=2Fe3＋＋Br2＋4Cl－14．鐵是人體不行缺少的微量元素，硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上做補(bǔ)血?jiǎng)?。某課外小組測定該補(bǔ)血?jiǎng)?每片b克)中鐵元素的含量。試驗(yàn)步驟如下：請回答下列問題：(1)步驟②中H2O2的作用是使Fe2＋完全被________(填“氧化”或“還原”)為Fe3＋。(2)步驟③所得的紅褐色懸濁液中除含H2O2、氨水外，主要還含________和________(填化學(xué)式)。(3)步驟④中一系列處理的操作步驟為________、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。(4)試驗(yàn)中用已經(jīng)精確量取的濃硫