2019_2020学年新教材高中化学课时跟踪检测十四3.1第二课时铁及其化合物之间的转化含解析鲁科版必修第一册.doc
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课时跟踪检测(十四) 铁及其化合物之间的转化 A级—学业水平考试达标练 1.下列试剂能用来区分Fe3+与Fe2+的是( ) A.NaCl B.HCl C.KNO3 D.KSCN 解析:选D A、B、C三项中的物质均不与Fe3+或Fe2+反应,故无法区分;KSCN与Fe3+反应使溶液变成红色,而与Fe2+不反应。 2.(2019·济南高一期末)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可行的办法是( ) A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气 C.加入铜粉 D.加入铁粉 解析:选D A项,滴入KSCN溶液可以检验Fe3+,不能除去FeCl3,错误;B项,通入氯气把FeCl2氧化为FeCl3,错误;C项,加入铜粉与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2,引入新杂质,错误;D项,加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,可以除去FeCl3杂质,正确。 3.在FeCl3和CuCl2混合液中,加入过量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子是( ) A.Fe2+ B.Fe3+和Fe2+ C.Cu2+和Fe2+ D.Cu2+ 解析:选A 氧化性:Fe3+>Cu2+,加入过量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,则溶液中的金属离子是Fe2+。 4.下列离子的检验方法合理的是( ) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+ B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+ C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+ 解析:选C A项,加入KSCN后呈红色,说明含Fe3+,但不能说明不含有Fe2+,不合理;B项,通入Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含Fe3+,而原溶液中是否含有Fe3+、Fe2+无法判断,不合理;D项,当溶液中含有Fe2+和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时,同样会出现上述现象,因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时,颜色很容易掩盖其他白色沉淀的现象,不合理。 5.下列各组物质充分反应后,再加KSCN溶液一定显红色的是( ) A.铁粉和稀硫酸反应后的溶液 B.向FeCl3溶液中加入过量铁粉 C.带锈的铁片放入稀硫酸中 D.四氧化三铁和盐酸反应后的溶液 解析:选D KSCN溶液遇Fe3+显红色。铁粉和稀硫酸反应生成FeSO4,A错误;过量铁粉与FeCl3溶液反应生成FeCl2,B错误;带锈的铁片放入稀硫酸中,表层的铁锈Fe2O3与稀硫酸生成Fe3+,但是内层过量的铁单质会和Fe3+反应生成Fe2+,C错误;Fe3O4中的铁元素有+2价和+3价两种价态,和盐酸反应后的溶液一定含有Fe3+,D正确。 6.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入下列固体粉末:①FeCl2、②Fe2O3、③Zn、④Fe2(SO4)3,铜粉可溶解的是( ) A.①② B.②④ C.②③ D.①④ 解析:选B 要使铜粉溶解,必须有强氧化性物质存在。Fe2O3、Fe2(SO4)3中铁元素均为+3价,加入后都能使铜粉溶解。 7.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是( ) A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+ B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+ C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+ D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+ 解析:选D 加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有Fe2+的特性,若有Fe3+,则产生Fe(OH)3的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在,而Mg(OH)2是白色沉淀,有可能存在。 8.(2019·济宁高一期末)下列各试剂中,不能用来鉴别FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的是( ) A.NaOH溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.BaCl2溶液 D.KSCN溶液 解析:选C A项,向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色,向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后生成红褐色沉淀,可鉴别;B项,FeSO4具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,Fe2(SO4)3不能,可鉴别;C项,二者均与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,不可鉴别;D项,加入KSCN溶液立即呈红色的是Fe2(SO4)3溶液,无明显变化的是FeSO4溶液,可鉴别。 9.要证明溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为( ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液 A.①③ B.②③ C.③① D.①②③ 解析:选C 先加入少量KSCN溶液,若溶液不变红,则证明无Fe3+;再加入氯水,如有Fe2+则被氧化为Fe3+,与KSCN反应使溶液变红。KMnO4溶液也能氧化Fe2+,但其本身是紫色,使颜色变化不易观察。 10.在烧制砖瓦时,用黏土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物转化成____________而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的____________气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是____________,同时还有未燃烧的碳的颗粒,而制得了青色砖瓦。 解析:向窑顶加水发生下列反应:C+H2O(g)CO+H2。CO和H2都具有还原性,可将Fe2O3还原至Fe3O4、FeO,需注意铁的氧化物的颜色。 答案:Fe2O3 CO和H2 Fe3O4和FeO 11.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示: Fe2+Fe3+FeO 请回答下列有关问题: (1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①、④的转化,要求产物纯净,可选用的试剂分别是________、________。(填标号) a.Cl2 B.Fe c.Cu D.KMnO4 (2)在化学方程式Fe2O3+3NaClO+4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)+3NaCl+2H2O中,还原剂是________,具有________性。 (3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_____________、_____________。 解析:(1)将Fe2+氧化成Fe3+需加入氧化剂,但KMnO4会引入杂质离子,故可通入Cl2;将Fe3+还原成Fe2+需加入还原剂,但Cu会引入杂质离子,故加入Fe。(2)该反应中Fe元素由+3价→+6价,故Fe2O3做还原剂,具有还原性。(3)高铁酸钾(K2FeO4)在水中发生反应生成氢氧化铁胶体,能凝聚水中的悬浮杂质从而可作净水剂,而+6价→+3价的过程,表现其强氧化性,因此可作消毒剂。 答案:(1)a b (2)Fe2O3 还原 (3)净水 消毒 12.A、B、C、D、E分别是铁的单质或铁的化合物。其相互反应关系如图所示: 请回答下列问题: (1)写出下列物质的化学式: A_____________;B_____________;C_____________; D_____________;E_____________。 (2)写出各步反应的化学方程式: ④_______________________________________________________________________; ⑤_______________________________________________________________________; ⑥_______________________________________________________________________。 解析:解答该题的关键是第⑦步,可知D是Fe(OH)3,则E是Fe2O3,A是Fe,B是FeCl3,C是FeCl2。 答案:(1)Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3 (2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 2FeCl3+Fe===3FeCl2 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl 13.铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。市场上一种常见的补铁药物的主要成分是琥珀酸亚铁,呈暗黄色。该药物不仅能溶于水还能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该药片中Fe2+的存在,设计并进行了如图实验: (1)该药片的外表包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是________________________________________________________________________。 (2)试剂1是________,试剂2是________,加入试剂2后溶液呈淡红色,说明________________________________________________________________________, 加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?________。若你认为不合理,请说明理由(若你认为合理,该空不要作答):_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)亚铁盐易被氧化,药片外表糖衣的作用是保护Fe2+不被空气中的氧气氧化。(3)红色溶液变为无色溶液的原因不可能是+3价铁被还原为+2价铁,因为体系中不存在还原性物质,只可能是氯水的作用,Fe(SCN)3 中SCN-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,溶液仍然不变红来证明。 答案:(1)保护Fe2+不被空气中的氧气氧化 (2)稀盐酸 KSCN溶液 药片已部分失效(或部分被氧化) 2Fe2++Cl2===2Fe3++ 2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (3)不合理 Fe(SCN)3中SCN-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,溶液仍然不变红来证明 B级—选考等级考试增分练 1.电子工业中常用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板,欲从腐蚀后的废液中回收Cu及制取纯净的FeCl3溶液,需要下列试剂:①蒸馏水;②铁粉;③浓H2SO4;④浓盐酸;⑤烧碱;⑥浓氨水;⑦Cl2中的( ) A.①②④⑦ B.①③④⑥ C.②④⑥⑦ D.①④⑥⑦ 解析:选A 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板发生的反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,用蒸馏水稀释腐蚀后的废液,其中存在Fe2+和Cu2+,加入足量铁粉,发生的反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,过滤后可得到Cu粉和Fe粉的混合物,此时再加入浓盐酸,将Fe粉溶解,过滤后即可回收Cu。在原滤液(主要是Fe2+)中通入足量Cl2,则可得到FeCl3溶液,归纳所用试剂为蒸馏水、铁粉、浓盐酸、氯气。 2.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)。试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和剩余的金属单质。 (1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有________。 (2)若CuCl2有剩余,则容器中一定有________,可能有________。 (3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有________,可以有________。 (4)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有________。 解析:本题涉及的反应有:①Fe+2FeCl3===3FeCl2;②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2;③Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2。(1)若铁粉有剩余,则容器中发生反应①和②,Fe3+和Cu2+都因为反应消耗完不可能存在,溶液中只有FeCl2。(2)若CuCl2有剩余,则容器中一定发生反应①,可能发生反应②,所以溶液中一定没有Fe,一定生成了FeCl2。若只发生反应①,则可能剩余Fe3+;若反应①②都发生了,则有Cu。(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中一定只发生反应①,且FeCl3过量,所以Fe和Cu都不存在。但是一定生成了FeCl2。(4)若FeCl3有剩余,根据反应①③可知,一定不存在Fe和Cu。 答案:(1)Fe3+、Cu2+ (2)Fe2+ Fe3+或Cu (3)Fe、Cu Fe2+ (4)Fe、Cu 3.为了探究铁与氯气的反应,某同学甲设计了一套实验方案。其实验装置如图(加热用的酒精灯省略): 请回答下列问题: (1)试管B中的现象是_______________________________________________________, 反应的离子方程式:_____________________________________________________。 (2)试管C中NaOH溶液的作用是_____________________________________________, 反应的离子方程式:_______________________________________________________。 (3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁,为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应),请你设计实验方案:________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)某同学丙查阅了资料得知:氯化铁易溶于水,熔沸点低,受热易变为气态,而遇冷又易变为固态,故认为甲同学上述实验装置有缺陷。你认为丙同学判断的依据是 ________________________________________________________________________。 (5)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。写出该反应的离子方程式:_______________________________________________________。 解析:(1)氯气与铁反应生成红棕色的烟(氯化铁)进入B,溶液变红色。(2)C中NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气。(3)验证氯化铁存在时的氯化亚铁,应利用Fe2+的还原性,可选用酸性KMnO4溶液,若紫红色溶液褪去,则证明含有Fe2+。(4)生成的烟在遇冷时凝结成固体,也可能堵塞导气管;因氯化铁易溶于水,也可能发生倒吸。 答案:(1)溶液变红色 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (2)吸收未反应完的Cl2,以防污染空气 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O (3)取玻璃管内少量固体于试管中,用适量的蒸馏水溶解后,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去,则证明含有Fe2+ (4)通入KSCN溶液的导管口径太小,易发生堵塞(或易发生倒吸现象等,其他合理答案均可) (5)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ - 7 -- 配套讲稿:
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