第三章第三節一、選擇題1．(2016·安徽安慶模擬)下列敘述不正確的是()①Fe與S混合加熱生成FeS2②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發生置換反應③過量的鐵與濃硝酸加熱反應有氣體生成④FeCl3溶液能與Cu反應，可用于蝕刻印刷電路板A．①③ B．①②C．②④ D．②③【答案】B【解析】Fe是變價金屬單質，遇強氧化劑(如HNO3、Cl2等)生成＋3價鐵，遇弱氧化劑(如S或I2等)生成＋2價鐵，故Fe與S混合加熱生成FeS，①錯誤；Fe與稀硝酸反應生成的氣體為NO，該反應不是置換反應，②錯誤。2．某同學欲探究鐵及其化合物的性質，他的下列實驗方案可行的是()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．在蒸發皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO4·7H2O晶體D．將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3＋的氧化性強于Cu2＋【答案】D【解析】熱的濃硫酸不僅能與鐵反應，還能與銅等不活潑金屬反應，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項錯誤；將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中，會得到氫氧化鐵沉淀而不是氫氧化鐵膠體，故B項錯誤；在蒸發皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會得到不含結晶水的化合物，故C項錯誤；將銅粉加入FeCl3溶液中，發生反應：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，該反應說明Fe3＋的氧化性強于Cu2＋，故D項正確。3．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質間的反應。下列各對應反應的離子方程式書寫不正確的是()A．Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O【答案】B【解析】Fe3O4與稀硝酸反應時，Fe2＋會被氧化為Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NOeq\o\al(－,3)=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。4．(2016·河北石家莊模擬)把鐵片分別放入下列物質的溶液中，充分反應后，溶液質量比反應前減輕的是()A．CuSO4 B．Fe2(SO4)3C．HCl D．FeSO4【答案】A5．(2016·河南安陽模擬)下列說法正確的是()A．Fe在一定條件下與水反應生成H2和Fe(OH)3B．Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液顯血紅色C．FeCl2溶液蒸干灼燒后得到FeCl2固體D．將FeCl3飽和溶液滴入NaOH溶液中可制備Fe(OH)3膠體【答案】B6．若用鐵制取較純凈的氧化鐵，且要求符合“綠色化學”思想，下列實驗方案最好的是()A．使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B．鐵在氯氣中燃燒，加水溶解，加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解C．使鐵溶解于稀硫酸中，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解D．使鐵與足量稀硝酸反應，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解【答案】C7．(2016·廣東深圳調研)將金屬銅、鐵置于氯化鐵溶液中充分反應，下列對反應情況設想的評價正確的是()選項反應情況設想評價A當鐵、銅均不剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定無Fe3＋正確，Fe3＋和Fe、Cu均可反應B當鐵、銅均有剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，無Fe3＋正確，Fe和Cu與Fe3＋都反應，故有Fe2＋和Cu2＋，無Fe3＋C當銅有剩余，鐵無剩余時，溶液中一定只有Fe2＋，無Cu2＋正確，Cu有剩余，故無Cu2＋D當鐵有剩余，銅無剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋不正確，不可能有Fe剩余而無Cu剩余，因為Fe比Cu優先與Fe3＋反應【答案】D【解析】當鐵、銅的量比較少時溶液中可能有Fe3＋存在，A項錯誤；當鐵過量時，銅不與Fe3＋反應，無Cu2＋生成，此時溶液中不存在Cu2＋和Fe3＋，B項錯誤；銅有剩余則溶液中一定無Fe3＋，可能有Cu2＋，C項錯誤；鐵比銅活潑，不可能鐵剩余而銅無剩余，D項正確。8．(2016·安徽蕪湖模擬)在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0．1mol的混合溶液中加入0．1mol鐵粉，充分攪拌后鐵完全反應，同時析出0．1molAg。則下列結論中不正確的是()A．向反應后的溶液中繼續加入少量鐵粉，鐵粉可以繼續溶解B．氧化性：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Zn2＋C．反應后溶液的質量減輕D．反應后溶液中Cu2＋與Fe2＋的物質的量之比為1∶1【答案】D【解析】各0．1mol的混合溶液中加入0．1mol鐵粉，充分攪拌后鐵完全反應，同時析出0．1molAg，且Fe3＋和Ag＋亦完全反應：2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag,2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，向反應后的溶液中繼續加入少量鐵粉，發生Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，鐵粉可以繼續溶解，故A正確；根據金屬活動順序表可知氧化性：Zn2＋<Cu2＋<Ag＋，根據金屬銅和三價鐵反應生成氯化銅和氯化亞鐵可知，氧化性：Cu2＋<Fe3＋，故B正確；0．1molFe完全反應進入溶液，置換出0．1molAg,0．1molFe的質量小于0．1molAg的質量，導致溶液質量減輕，故C正確；由反應2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag,2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋可知，共生成0．2molFe2＋，而0．1molCu2＋沒有參加反應，則反應后溶液中Cu2＋與Fe2＋的物質的量之比為1∶2，故D錯誤。9．(2016·陜西榆林模擬)往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液顏色由棕黃色變成淺綠色，同時有白色沉淀產生。下列說法正確的是()A．該實驗表明FeCl3有還原性 B．白色沉淀為BaSO3C．該實驗表明SO2有漂白性 D．反應后溶液酸性增強【答案】D【解析】SO2通入混合液中，發生反應：SO2＋2H2O＋2FeCl3=H2SO4＋2FeCl2＋2HCl，溶液由棕黃色變為淺綠色，FeCl3作氧化劑，表現氧化性，SO2表現還原性；H2SO4與BaCl2反應得到BaSO4白色沉淀和HCl，故A、B、C選項均不正確，D項正確。10．(2016·河北石家莊模擬)某學生鑒定甲鹽的流程如圖所示，下列說法正確的是()A．如果甲中含有S2－，則乙是硫黃沉淀B．如果乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3C．丙中肯定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2D．甲中含鐵元素，可能顯示＋2價或者＋3價【答案】D【解析】如果甲中含有S2－，則乙應為Ag2S沉淀，A項錯誤；AgCl是白色沉淀，與題意不符，B項錯誤；丙與KSCN溶液反應后溶液顯紅色，則丙中一定含有Fe3＋，又因為甲中滴加酸性AgNO3溶液后得到丙，故甲中一定含有鐵元素，可能為＋2價，也可能為＋3價，C項錯誤；D項正確。二、非選擇題11．(2016·山東德州模擬)某同學為了檢驗家中的一瓶補鐵藥(成分為FeSO4)是否變質，查閱了有關資料，得知Fe2＋能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，并結合已學的知識設計了如下實驗：將藥片除去糖衣研細后，溶解過濾，取濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中滴入酸性高錳酸鉀溶液，在另一支試管中滴入KSCN溶液。請你填出該同學實驗中出現以下現象時應得出的結論：(1)若滴入酸性高錳酸鉀溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不變紅，結論是_______________________________________________。(2)若滴入酸性高錳酸鉀溶液后不褪色，滴入KSCN溶液變紅，結論是________________________________________________________。(3)若滴入酸性高錳酸鉀溶液后褪色，滴入KSCN溶液變紅，結論是______________________________________________________。(4)能不能將KMnO4和KSCN滴入同一試管中進行驗證，為什么？試進行解釋：________________________________________________________________________。【答案】(1)沒有被氧化(2)完全被氧化(3)部分被氧化(4)不能，原因是KMnO4溶液呈紫紅色，影響Fe3＋的檢驗；KSCN具有還原性，影響Fe2＋的檢驗【解析】加KMnO4溶液只要褪色就說明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液變紅則說明含有Fe3＋，所以前三問的答案很容易得出。而第(4)問中的原因可歸結為兩條：一是KMnO4溶液呈紫紅色，影響觀察Fe(SCN)3的紅色；二是KSCN具有較強的還原性，可以被KMnO4氧化，影響Fe2＋的檢驗。12．(2016·江西南昌模擬)新型材料納米級鐵粉與普通鐵粉具有不同的性質。已知：在不同溫度下，納米級鐵粉與水蒸氣反應的固體產物不同，溫度低于570℃時，生成FeO；高于570℃時，生成Fe(1)寫出溫度低于570℃時反應的化學方程式：(2)中學教材中用右圖所示實驗裝置，完成鐵粉與水蒸氣反應的演示實驗。實驗中使用肥皂液的作用是__________________________________。(3)甲同學對實驗后的黑色固體產物X含有哪些物質進行了如下實驗：實驗步驟實驗操作實驗現象Ⅰ取少量黑色固體產物X(假定成分分布均勻)放入試管中，加入鹽酸，微熱黑色粉末逐漸溶解，有少量氣泡產生Ⅱ取實驗Ⅰ反應后的溶液少量，滴加幾滴KSCN溶液，振蕩溶液沒有出現紅色Ⅲ取實驗Ⅰ反應后的溶液少量，滴加幾滴酸性KMnO4溶液，振蕩高錳酸鉀溶液褪色根據以上實驗事實，能確定固體X中存在的物質是__________，但不能確定X的成分，原因是______________________________________________________________________。(4)乙同學為了探究實驗后的固體產物是否存在Fe3O4(假定鐵全部反應完全)設計下列實驗方案：①取實驗所得固體產物m1g，溶于足量的稀鹽酸②向①反應后的溶液中加入足量H2O2和氨水，充分反應后，過濾、洗滌、干燥；③將②中所得固體進行灼燒，得到紅棕色固體m2溶液中發生氧化還原反應的離子方程式為__________________________；m1與m2符合____________關系時，才能確定固體樣品中一定只存在Fe3O4?！敬鸢浮?1)Fe＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋H2(2)檢驗反應中生成的H2(3)Fe不能確定是否含有Fe3O4或FeO，如果混合物中存在Fe3O4，溶于鹽酸生成的Fe3＋與Fe反應會生成了Fe2＋；且溶液中的Fe2＋也有可能是FeO與鹽酸反應的產物(4)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2Oeq\f(m1,m2)≈0．97【解析】(2)根據反應一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，當聽到爆鳴聲時，說明“鐵與水蒸氣”反應有氫氣生成。(3)與鹽酸反應產生氣體，說明X中含有Fe；與KSCN溶液反應未出現紅色現象，說明實驗Ⅰ后的溶液中無Fe3＋，但不能說明X中無四氧化三鐵，因為即便X中含有四氧化三鐵，溶于鹽酸生成的Fe3＋與Fe反應也會生成Fe2＋；使高錳酸鉀溶液褪色，說明實驗Ⅰ后的溶液中含有亞鐵離子，但不能說明X中含有FeO，因為鐵與鹽酸反應也生成亞鐵離子，所以不能確定是否含有Fe3O4或FeO。(4)H2O2的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋，氨水的作用是沉淀Fe3＋；m2是Fe2O3的質量，若固體樣品中一定只存在Fe3O4，則根據鐵守恒有2Fe3O4～3Fe2O3，即m(Fe3O4)/m(Fe2O3)≈0．97。13．(2016·湖北武漢模擬)茶是我國人民喜愛的飲品。某校化學興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素。【查閱部分資料】草酸銨[(NH4)2C2O4]屬于弱電解質。草酸鈣(CaC2O4)難溶于水。Ca2＋、Al3＋、Fe3＋完全沉淀的pH為Ca(OH)2：pH≥13；Al(OH)3：pH≥5．5；Fe(OH)3：pH≥4．113．請根據上述過程及信息填空：(1)步驟②加鹽酸的作用是___________________________________________。(2)寫出檢驗Ca2＋的離子方程式：_________________________________。(3)寫出沉淀C所含主要物質的化學式：______________________________________。(4)寫出步驟⑧用A試劑生成紅色溶液的離子方程式：________________________________________________________________________。(5)步驟⑨的作用是______________________________________________。(6)稱取400g茶葉樣品灼燒得茶葉灰后，加入過量鹽酸后過濾，將所得濾液加入過量的(NH4)2C2O4溶液，再過濾、洗滌、干燥、稱量得到5．12【答案】(1)使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出(2)Ca2＋＋(NH4)2C2O4=CaC2O4↓＋2NHeq\o\al(＋,4)(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(5)使Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀(6)0．4%【解析】(1)茶葉經灼燒后，茶葉灰中含鈣、鋁、鐵元素，加鹽酸的作用是使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出。(2)利用草酸根離子與鈣離子結合成沉淀的方法檢驗鈣離子：Ca2＋＋(NH4)2C2O4=CaC2O4↓＋2NHeq\o\al(＋,4)。(3)步驟④調節pH6～7并加熱，可使Al3＋、Fe3＋沉淀，所以沉淀C所含主要物質的化學式為Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)檢驗鐵離子用SCN－，離子方程式是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。(5)沉淀C是Fe(OH)3、Al(OH)3，加鹽酸得溶液2，調節pH4～5時鐵離子沉淀完全而鋁離子不會形成沉淀，以便⑩中檢驗鋁離子。(6)5．12g沉淀是CaC2O4，所含鈣元素的質量是5．12×(40/128)＝1．6(g)，原茶葉中鈣元素的質量分數為1．6g/400g14．(2016·河北唐山一模)摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一種復鹽，其制備步驟如下：Ⅰ．鐵屑除油：取mg鐵屑置于燒杯中，加入15mL10%的Na2CO3溶液，小火加熱，用傾析法分離并洗滌鐵屑。Ⅱ．硫酸亞鐵制備：向盛鐵屑的燒杯中加入15mL3mol·L－1硫酸，水浴加熱，趁熱過濾。Ⅲ．硫酸亞鐵銨制備：根據反應鐵屑的質量算出生成硫酸亞鐵的量，加入含等物質的量硫酸銨的飽和溶液，再進行一定的操作，即可得到摩爾鹽晶體。請回答下列問題：(1)步驟Ⅰ中Na2CO3溶液的作用是________________________；下列情況適合傾析法的有________(填字母)。a．沉淀呈膠狀b．沉淀呈絮狀c．沉淀容易沉降d．沉淀顆粒較大(2)步驟Ⅱ中鐵屑過量的目的是____________________(用離子方程式表示)。(3)步驟Ⅲ中加入硫酸銨溶液后，要得到摩爾鹽晶體，需要經過的操作有加熱蒸發、______________，用無水乙醇洗滌得到摩爾鹽。(4)為檢驗晶體中的Fe2＋，某同學發現滴入KSCN溶液后，溶液有淺紅色出現，于是他對自己的實驗方法產生了懷疑。經過思考后，該同學仍使用此方法，依____________________現象可以證明有Fe2＋存在。(5)為了測定摩爾鹽中Fe2＋的含量，稱取4．0g摩爾鹽樣品，溶于水配成溶液并加入稀硫酸，用0．2mol·L－1KMnO4溶