1、第三章铁金属材料第一节铁及其化合物课后篇巩固提升夯实基础轻松达标1.有关铁的氧化物的说法正确的是()A.Fe3O4是黑色固体,有磁性B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同答案A解析Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。2.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入()A.NaOH溶液B.铁片C.KSCN溶液D.石蕊溶液答案C解
2、析Fe2+易被氧化为Fe3+,可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+。3.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是()金属钠在纯氧中燃烧FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间FeCl3溶液中滴入KSCN溶液无水硫酸铜放入医用酒精中A.B.C.D.答案B解析钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2;FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3;FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3;CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2反应Fe与过量稀硫酸反应FeCl2溶液中
3、通入少量Cl2Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.B.C.D.答案B解析中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2,Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。5.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是()A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C.丙同
4、学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应D.丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气答案C解析铁与水蒸气在高温条件下可反应,与液态水加热也不反应。6.下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()答案C解析C项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后又有红褐色物质生成。7.今有铁粉、氯水、NaOH溶液、酸性高锰酸钾溶液、KSCN溶液。用代表它们的序号填空:(1)与FeCl3溶液反应溶液变红色的是。(2)与FeCl3溶液反应产生红褐色沉淀的是。反应的离子方程式为。(3)能将FeCl3转化为FeCl2的是。反应的离子方程式
5、为。答案(1)(2)Fe3+3OH-Fe(OH)3(3)2Fe3+Fe3Fe2+解析由题给试剂可知,与FeCl3溶液反应溶液变红色的为,产生红褐色沉淀的为,能将FeCl3还原为FeCl2的为。提升能力跨越等级1.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是()A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应答案A解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A项错误;不纯的H2在空气中
6、点燃时能发出爆鸣声,B项正确;该反应为氧化还原反应,C项正确;常温下,铁在潮湿的空气中被缓慢氧化,D项正确。2.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是()A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为61D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为25答案C解析n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红
7、色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为12。3.要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量KSCN溶液A.B.C.D.答案C解析先加入少量KSCN溶液,若无红色,证明无Fe3+,然后加足量的氯水,若出现红色,说明有Fe2+存在。不用酸性KMnO4溶液的原因是酸性KMnO4溶液是紫红色,会干扰Fe2+检验。4.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是()A.23B.32C.12D.11答案A解析设参加反应
8、的Fe3+和未参加反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。2FeCl3+Fe3FeCl223x32x由题意32x=y所以xy=23。5.已知下述三个实验均能发生化学反应:将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A.实验中铁钉只做还原剂B.实验中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+Fe2+Cu2+答案A解析实验中铁钉做还原剂,氧化性:Cu2+Fe2+;实验中Fe2+只表现还原性;实验中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知,氧化性:Fe3+Cu2+。综上可知氧化性
9、:Fe3+Cu2+Fe2+,故A正确,B、C、D错误。6.将铁粉投入盛有Cu2+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有。答案Fe3+、Cu2+Fe2+Fe3+解析溶液中两种离子的氧化性由强到弱的顺序是Fe3+Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+Cu2+Fe2+Cu。当Fe剩余时,溶液中Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应,是否发生反应不确定
10、,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应已进行完全,则Fe3+不会存在。7.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 molL-1硫酸,其他试剂任选。回答下列问题:(1)仪器D的名称为,该仪器中需要放入,装置B中盛有一定量的NaOH溶液,装置A中应预先加入的试剂是,装置A中发生反应的离子方程式为。(2)实验开始时应先将活塞E(填“打开”或“关闭”),装置C中收集到的气体主要为;待装置中空气排尽后,将活塞E(填“打开”或“关闭”),此时装置B中可能发生的化学反应是(用离子方程式表
11、示)。(3)拔去装置B中的橡胶塞,使空气进入,此时B中发生反应的化学方程式为。答案(1)分液漏斗6 molL-1硫酸铁屑Fe+2H+Fe2+H2(2)打开H2关闭H+OH-H2O、Fe2+2OH-Fe(OH)2(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3解析该实验制取Fe(OH)2的原理:通过装置A制得FeSO4溶液,并产生H2,H2提供还原性氛围,从而能使生成的Fe(OH)2较长时间不被氧化。(1)装置A中应先加入铁屑,用分液漏斗滴加稀硫酸,控制反应速率。反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2+H2。(2)实验开始时,要利用H2排尽装置中的空气,并将H2收集到装置C中,所以实验开始时
12、应先打开活塞E,使H2从支管处逸出。装置中空气排尽后,关闭活塞E,气体无法逸出,使装置A中气体压强增大,将装置A中产生的FeSO4溶液压入装置B中,FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和Na2SO4;同时也会使装置A中剩余的H2SO4溶液压入装置B中,H2SO4溶液与NaOH溶液反应生成H2O和Na2SO4。(3)拔去装置B中的橡胶塞,空气进入装置B中,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。贴近生活拓展创新某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 FeCl2溶液、KSCN溶
13、液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式:。(2)设计实验方案,完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3+具有氧化性取少量0.1 molL-1 FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液加入铁粉后,溶液颜色变为。加入KSCN溶液,溶液(3)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为。(4)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、MnO4-、H2O和一种未知离子X。已知MnO4-在反应中得
14、到电子,则X是。该反应的离子方程式是。答案(1)2FeCl2+Cl22FeCl3(2)浅绿色不变色(3)Fe2+ZnZn2+Fe(4)Fe2+MnO4-+5Fe2+8H+Mn2+5Fe3+4H2O解析(1)在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用新制氯水,反应为2FeCl2+Cl22FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3+Fe3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红。(3)向FeCl2溶液中加入锌粉,发生反应的离子方程式为Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(4)已知MnO4-得电子,故MnO4-是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+,即X为Fe2+。该反应中反应物为MnO4-、Fe2+和H+,生成物为Mn2+、Fe3+和H2O,且MnO4-和Fe2+个数比为15。