PAGEPAGE8鐵的單質及其化合物1．關于下列反應的分析中正確的是()A．鐵與過量稀硫酸反應可得到鐵鹽B．Fe3O4與過量鹽酸反應生成鐵鹽和水C．鐵與AgNO3溶液反應可得到亞鐵鹽D．鐵與Br2、I2反應均生成鐵鹽解析：選C鐵與稀硫酸、鹽酸及不活潑金屬的鹽溶液反應只能生成亞鐵鹽，A錯誤，C正確；Fe3O4與鹽酸反應生成FeCl2、FeCl3與H2O，B錯誤；鐵與I2反應只能生成FeI2，D錯誤。2．欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量雜質，應選用的試劑是()A．氨水 B．鋁粉C．鐵粉 D．NaOH溶液解析：選CCuSO4和Fe2(SO4)3都可以與鐵粉反應，生成FeSO4，若用鋁粉，會生成Al3＋，引入新的雜質。3．將11.2g鐵粉加入250mL2mol·L－1的氯化鐵溶液中，充分反應后，其結果是()A．鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－濃度基本不變B．往溶液中滴入KSCN溶液，不顯紅色C．Fe2＋與Fe3＋的物質的量之比為6∶1D．氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶5解析：選CFe＋2Fe3＋=3Fe2＋，11.2g鐵粉的物質的量是0.2mol,250mL2mol·L－1的氯化鐵溶液中含氯化鐵的物質的量是0.5mol，所以鐵反應完全，剩余0.1molFe3＋，生成0.6molFe2＋。鐵沒有剩余，氯化鐵有剩余，Cl－濃度基本不變，A項錯誤；氯化鐵有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液，顯紅色，B項錯誤；Fe2＋與Fe3＋的物質的量之比為0.6mol∶0.1mol＝6∶1，C項正確；鐵被氧化生成的Fe2＋與Fe3＋被還原生成的Fe2＋的物質的量之比是1∶2，則氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶2，D項錯誤。4．將Fe、Cu、Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反應，若Fe有剩余，則容器中只能有()A．Cu、Fe3＋ B．Fe2＋、Fe3＋C．Cu、Cu2＋、Fe D．Cu、Fe2＋、Fe解析：選D因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，還原性：Fe＞Cu，若Fe有剩余，則剩余的金屬肯定有Cu，溶液中不存在Fe3＋、Cu2＋，只含有Fe2＋，故選D。5．下列關于Fe2＋和Fe3＋的敘述中，錯誤的是()A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為棕黃色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有還原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，馬上出現紅色沉淀解析：選D含Fe2＋、Fe3＋的水溶液分別顯淺綠色和棕黃色。Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有還原性。Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液呈紅色，不會生成紅色沉淀，故D錯誤。6．下列有關鐵的化合物的說法中，錯誤的是()A．Fe(OH)2是一種黑色固體，不穩定，在空氣中易被氧化轉變為紅褐色B.如圖所示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反應制得D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透亮，能發生丁達爾效應解析：選AFe(OH)2是一種白色固體，故A錯誤；煤油能防止FeSO4溶液與氧氣接觸，可以避開試管中部分氧氣對氫氧化亞鐵的氧化，故B正確；鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O4，該反應為化合反應；用4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3制取Fe(OH)3也是化合反應，C正確；Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透亮，能發生丁達爾效應，故D正確。7．把表面有氧化膜的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中充分反應，所得溶液中金屬離子為()A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe3＋和Fe2＋ D．只有Fe2＋解析：選D表面有氧化膜的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中充分反應，發生：氧化銅和鹽酸的反應、氧化鐵與鹽酸的反應，生成Fe3＋和Cu2＋，已知還原性：Fe＞Cu，且氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，則表面氧化膜溶解后，依次發生鐵和FeCl3、CuCl2的反應，最終和過量的鹽酸反應，最終溶液中的金屬離子只有Fe2＋，故答案為D。8．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③ B．①②④C．②③④ D．①②③④解析：選B因為Fe(OH)2在空氣中很簡潔被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，反應的化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要解除裝置中的氧氣(或空氣)。①、②原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的愛護中；④中液面加苯阻擋了空氣進入；③由于空氣中的氧氣能快速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。9．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵屑，反應結束后濾出固體物質，濾液中的陽離子可能是()①只有Fe2＋②Fe2＋和Fe3＋③Fe2＋和Cu2＋④Cu2＋和Fe3＋A．①③ B．②④C．①④ D．②③解析：選A由于Fe3＋能氧化Fe、Cu，充分反應后濾去固體物質，固體為Cu或Fe、Cu，所以濾液中肯定無Fe3＋，可解除②④，固體物質存在兩種可能：1.當固體為鐵、銅時，溶液中的Fe3＋、Cu2＋全部參與反應生成Fe2＋和Cu，反應的化學方程式為2FeCl3＋Fe=3FeCl2、CuCl2＋Fe=Cu＋FeCl2，所以溶液中肯定沒有Fe3＋、Cu2＋，肯定含有Fe2＋，故①正確；2.當固體為銅時，Cu2＋恰好全部參與反應或部分反應生成Fe2＋和Cu，所以溶液中肯定沒有Fe3＋，可能含有Cu2＋，肯定含有Fe2＋，故③正確；綜上可知：濾液中肯定含有Fe2＋，故選A。10．鐵及其化合物是中學化學中的一類重要物質，下列關于鐵元素的敘述中不正確的是()A．2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋成立說明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋B．25℃，在酸性溶液中，Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、MnOeq\o\al(－,4)、Fe2＋可以大量共存C．5.6g鐵與足量的氯氣反應失去0.3mol電子D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O解析：選BA項，依據氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性可知，氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，正確；B項，酸性溶液中MnOeq\o\al(－,4)能與Fe2＋發生氧化還原反應而不能大量共存，錯誤；C項，5.6g鐵為0.1mol，鐵與氯氣反應生成氯化鐵，因此失去0.3mol電子，正確；D項正確。11．在常溫下，Fe與水并不發生反應，但在高溫下，Fe與水蒸氣可發生反應。應用下圖所示裝置，在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應試驗”。請回答該試驗中的問題：(1)A裝置的作用是________________，燒瓶底部放碎瓷片的作用是______________。(2)裝置B中發生反應的化學方程式為________________，該反應中，水表現出_________(填“還原”或“氧化”)性，1molFe參與反應后，電子轉移_______mol。(3)干燥管中盛裝的物質是__________。(4)可用下列改進后的裝置進行鐵與水蒸氣反應的試驗。①請敘述檢驗產生可燃性氣體的試驗操作及現象：________________________________________________________________________。②請分析用該裝置進行試驗與上述裝置相比，有何優點？______________________________________________________________________________________________(至少回答2點)。(5)取反應后的固體產物于試管中，加入適量稀硫酸使固體全部溶解，下列試驗中可證明溶解液中含有Fe3＋的是___________(填字母，下同)；可證明溶解液中含有Fe2＋的是___________。A．先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色；B．滴加KSCN溶液顯紅色；C．滴加NaOH溶液，先產生白色沉淀，快速變為灰綠色，最終變為紅褐色；D．滴加NaOH溶液，生成紅褐色沉淀；E．滴加KMnO4溶液，紫色快速褪去。解析：(1)A裝置的作用是加熱產生水蒸氣，在制取水蒸氣的燒瓶底部放碎瓷片，作用是防止加熱時液體暴沸；(2)在裝置B中Fe與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，發生反應的化學方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H2，該反應中，水表現出氧化性，依據化學方程式可知：3molFe發生反應時，轉移8mol電子，則1molFe參與反應后，轉移電子的物質的量是eq\f(8,3)mol。(3)干燥管中應盛裝固體物質，其能夠干燥H2，具有吸水性，該物質可以是堿石灰。(4)①反應產生的氣體是H2，檢驗氫氣的方法是用火柴點燃肥皂泡，肥皂泡裂開，聽到爆鳴聲或有火焰產生，說明有氫氣產生。②對比兩個裝置圖，可看出用該裝置進行試驗與上述裝置相比，具有所用藥品少、操作簡潔、現象明顯、平安等優點。(5)A項，先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色，說明反應后的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋可能是原來就含有的，也可能是Fe2＋被氧化產生的，因此不能確定含有哪種離子，A不符合題意；B項，滴加KSCN溶液顯紅色，說明溶液中含有Fe3＋；C項，滴加NaOH溶液，先產生白色沉淀，快速變為灰綠色，最終變為紅褐色，說明溶液中含有Fe2＋；D項，滴加NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，說明含有Fe3＋；E項，滴加KMnO4溶液，紫色快速褪去，說明溶液中含有還原性的Fe2＋；因此能夠檢驗Fe3＋存在的合理選項是B、D；能夠檢驗Fe2＋存在的選項是C、E。答案：(1)產生水蒸氣防止加熱時液體暴沸(2)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H2氧化eq\f(8,3)(3)堿石灰(4)①用火柴點燃肥皂泡，肥皂泡裂開，聽到爆鳴聲或有火焰產生②所用藥品少、操作簡潔、現象明顯、平安等(5)BDCE12．A～H分別表示中學化學中常見的某種物質，它們之間的相互轉化關系如下圖所示(部分反應物、生成物未列出)。已知：C、D、E、F、G五種物質中均含有同一種元素；A為淡黃色固體化合物；G為紅褐色固體。(1)寫出化學式：A．____________；C．____________；F．____________。(2)寫出下列反應的化學方程式：②________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________。(3)寫出下列反應的離子方程式：③________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________。(4)生成24gB須要轉移________mol電子。解析：由F在空氣中放置生成G，G為紅褐色固體，可推知G是Fe(OH)3，則F是Fe(OH)2；而C、D、E、F、G含同一種元素，應聯想到含有的同一種元素是Fe元素，則D含Fe2＋，E含Fe3＋，由E與H反應生成G[Fe(OH)3]可推知H為強堿；C能轉化為Fe2＋和Fe3＋，則C只能是Fe3O4，則B為O2。A為淡黃色固體化合物，能生成O2和強堿，則A為Na2O2，H是NaOH。答案：(1)Na2O2Fe3O4Fe(OH)2(2)2O2＋3Feeq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O44Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OFe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(4)1.513．向10mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中漸漸加入鐵粉，充分反應后溶液中剩余固體的質量與加入鐵粉的質量如圖所示。下列說法錯誤的是()A．a點時溶液中的金屬陽離子有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋B．b點時溶液中的離子反應有兩種C．原溶液中n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝1∶1D．原溶液中Fe2(SO4)3的物質的量濃度為1mol·L－1解析：選B依據圖像分析：加入鐵粉的質量為0～0.56g時，發生的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，無固體剩余；為0.56～1.68g時，發生的反應為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；加入鐵粉的質量為1.68g以后不再發生反應。a點時發生的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，此時Fe3＋沒有反應完全，Cu2＋沒有參與反應，所以溶液中的金屬陽離子有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋，A正確；b點時發生的反應只有：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，B錯誤；原溶液中n(Fe3＋)＝eq\f(0.56g,56g·mol－1)×2＝0.02mol，n(Cu2＋)＝eq\f(1.68g－0.56g,56g·mol－1)＝0.02mol，所以原溶液中n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝1∶1，C正確；原溶液中Fe2(SO4)3的物質的量濃度為eq\f(0.02mol×\f(1,2),10×10－3L)＝1mol·L－1，D正確。14．向肯定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·L－1的鹽酸，恰好使混合物完全反應，放出11.2mL(標準狀況)氣體，所得溶液加入KSCN溶液不變紅色。用足量的CO在高溫下還原相同質量的此混合物，所得鐵的質量為()A．2.8g B．11.2gC．5.6g D．無法計算解析：選A鹽酸恰好使混合物完全反應，鹽酸沒有剩余，向反應后所得溶液中加KSCN溶液無紅色出現，說明溶液為FeCl2溶液，依據氯元素守恒可知n(FeCl2)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝eq\f(1,2)×0.1L×1mol·L－1＝0.05mol；用足量的CO在高溫下還原相同質量的混合物得到鐵單質，依據鐵元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.05mol，質量為0.05mol×56g·mol－1＝2.8g。15．A、B、C為中學常見單質，其中一種為金屬；通常狀況下A為固體、B為黃綠色氣體、C為無色氣體。D、E、F、G、H、X均為化合物，其中X常溫下是無色氣體，其水溶液是一種無氧強酸溶液，E為黑色固體，H在常溫下為液體。它們之間的轉化如圖所示(某些反應條件和部分反應產物已略去)。(1)寫出下列物質的化學式：D____________________，X____________________。(2)在反應①～⑦中，不屬于氧化還原反應的是_________(填數字編號)。(3)反應⑥的離子方程式為______________________________________________。(4)反應⑦的化學方程式為______________________；該反應中每消耗0.3mol的A，可轉移________mol電子。(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是：______________________。解析：單質A和C反應生成黑色固體E，E和X的水溶液反應生成D、G、H，其中D、G之間可以實現相互轉化，說明A為變價金屬Fe，E為Fe3O4，C為O2，依據D＋A=G說明D為含三價鐵離子的化合物，F為含硫氰酸根離子的化合物，G為含Fe2＋的化合物，H在常溫下為液體，H為H2O，B為黃綠色氣體，B是氯氣，依據G＋B=D推斷D為FeCl3、G為FeCl2、X為HCl。(4)反應⑦是鐵與水蒸氣反應生成Fe3O4和氫氣，其化學方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H2；3mol鐵反應轉移8mol電子，所以反應中每消耗0.3mol的鐵，可轉移0.8mol電子。(5)FeCl2與氯氣反應生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入足量的氯氣。答案：(1)FeCl3HCl(2)③⑥(3)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(4)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H20.8(5)向混合液中通入足量氯氣(或氯水)(或加入足量H2O2)16．用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入稀H2SO4和________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2，常采納________的方法。(3)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溶液液面以下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_______________________________。方法二：在如圖所示裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是____________________。(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是_______