1、第2课时铁及其化合物之间的转化基础过关练题组一不同价态铁元素之间的转化1.(2019黑龙江哈尔滨三中高一上月考)以下各化合物能通过对应元素单质经化合反应制取的是()A.Fe(OH)3B.FeCl2C.FeSD.Fe2S32.(2020山东滕州一中高一上月考)下列反应中有三价铁生成的是()铁丝在空气中生锈向FeCl2溶液中通入足量Cl2将铁片置于CuCl2溶液中Fe(OH)2暴露在空气中向FeSO4溶液中滴加双氧水高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4A.B.C.D.全部3.(2020河北邯郸大名一中高一上月考)向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关
2、于溶液中阳离子的判断正确的是()A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+4.(2019江西景德镇一中高一上期末)元素的“价类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的“价类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是()A.在高温条件下,铁与水蒸气的反应可实现上述转化B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化生成红棕色粉末C.由图可预测:高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性,可
3、用于消毒,FeO42-与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体,从而吸附水中的悬浮物,故高铁酸盐可做净水剂D.加热Fe(OH)3发生转化,加水溶解可实现转化5.(2020北京清华附中高一上期中)室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体。在合适反应条件下,它们可以按下面框图进行反应;又知D溶液为棕黄色,E溶液为无色。请回答:(1)B是,F是(填化学式);(2)反应的离子方程式为;(3)反应的离子方程式为。6.(2020天津静海一中高一上能力调研)A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下,A为固体,B、C均为气体。D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X是一种无氧强酸、E为黑
4、色固体,H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。(1)在反应中,不属于氧化还原反应的是(填编号)。(2)反应的离子方程式:。(3)反应的化学方程式为;该反应中每消耗0.3 mol的A,可转移电子mol。7.(2020山东枣庄高一上期末)电子工业中,人们常用FeCl3溶液蚀刻印刷电路板,并回收Cu和综合利用FeCl3溶液。实验室模拟流程如图所示:回答下列问题:(1)过滤操作除铁架台(附铁圈)、烧杯、滤纸外还需要的仪器为。(2)滤渣1成分的化学式为;试剂Y为。(3)可替代气体Z的试剂为(填序号)。A.硝酸B.酸性高锰酸钾溶液C.过氧化氢(4)写出FeCl
5、3溶液腐蚀镀铜电路板的离子方程式:。(5)用实验证明滤液1中只含有Fe2+:。8.从元素化合价和物质类别两个角度研究物质的性质是一种行之有效的方法。如图是由铁元素组成的物质的部分信息。(1)分别写出X、Y的化学式:、。(2)写出FeO与稀硫酸反应的化学方程式:。(3)FeCl2既有氧化性又有还原性,分别写出体现其氧化性、还原性的离子方程式。离子方程式氧化性(一个即可)还原性(一个即可)(4)某同学猜测Fe3+可以与S2-发生反应,为验证其猜测,他结合资料信息,选择了两种试剂进行实验,确认了Fe3+与S2-能发生反应。资料:部分硫化物的溶解性表(室温)化学式溶解性Na2S可溶Fe2S3不溶FeS
6、不溶选取的试剂是和;可能发生的两种不同原理的反应的离子方程式是:、。题组二与铁有关的计算9.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol铁粉,待Fe3+完全被还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)()A.0.4 mol/LB.0.6 mol/LC.0.8 mol/L D.1.0 mol/L10.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的混合溶液中,加入0.015 mol铁粉,充分搅拌后,产生的变化是()A.铁溶解,没有任何金属生成B.只析出银,且溶液中不含有Fe3+C.析
7、出0.01 mol Ag和0.01 mol CuD.析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu11.(2020河北唐山一中高一上期末)将一块铁片放入500 mL 1 molL-1 CuSO4溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净后干燥称量,铁片增重0.8 g,则反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是(假设反应前后溶液的体积不变)()A.0.9 molL-1B.0.85 molL-1C.0.8 molL-1D.0.75 molL-112.(2020安徽合肥六中高一上期末)把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀盐酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的
8、H2的物质的量之比为31,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为()A.11B.12C.35D.2513.(2020湖北沙市中学高一上期末)向200 mL 0.1 molL-1的FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再充分灼烧后得到固体的质量为()A.1.44 gB.1.6 gC.1.8 gD.2.14 g14.某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路板。实验小组的同学对生产印刷电路板的废液成分进行了如下探究:取少量废液,滴加KSCN溶液显红色。取10 mL废液,加入足量的AgNO3溶液,析出沉淀8.61 g。另取1
9、0 mL废液,加入一定质量的铜片,充分反应后,测得铜片的质量减少了0.256 g。再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变色。根据探究实验得出结论:(1)废液中含有的金属离子是。(2)根据有关数据计算该厂使用的FeCl3溶液的物质的量浓度(假设腐蚀电路板后溶液体积不变。写出计算过程)。(3)10 mL废液中铜离子的物质的量是多少?(写出计算过程)能力提升练题组一不同价态铁元素之间的转化1.(2019江苏南京六校联合体联考,)下列物质的转化在给定条件下能实现的是()A.FeS2SO3H2SO4B.NaCl(aq)NaNa2O2C.FeFeSO4(aq)Fe(OH)2Fe2O3D.Fe2O3FeCl
10、3(aq)Fe2.(2020安徽合肥一六八中学高一上期中,)下列各物质含少量杂质,除去这些杂质应选用的试剂或操作方法不正确的是()选项物质杂质除杂应选用的试剂或操作方法AKNO3溶液KOH加入FeCl3溶液,并过滤BFeSO4溶液CuSO4加入过量铁粉,并过滤CCaCO3粉末CaCl2溶解,过滤DH2CO2依次通过盛NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶3.(2020湖南娄底一中高一上期末,)下图是物质间发生化学反应的颜色变化,下表选项物质对应正确的是()选项MNPQANH3H2OBa(OH)2铜KSCNBNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2铁粉KSCNDNa2O2MgCl2锌粉KSC
11、N4.()高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,其在消毒(发生氧化还原反应)后可形成Fe(OH)3胶体,常用于处理饮用水。工业上有干法与湿法两种制备高铁酸钾的方法。(1)干法制备高铁酸钾时,先制备得到Na2FeO4,反应为2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2。该反应中,氧化剂是,氧化产物是。每生成1 mol Na2FeO4,转移mol电子。(2)配平湿法制备高铁酸钾反应的离子方程式:Fe(OH)3+ClO-+OH- FeO42-+Cl-+H2O(3)取少量K2FeO4溶液,滴加盐酸,有Cl2产生,该反应表明氧化性:K2FeO4(填“”或“(4)
12、FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl解析(1)2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2中,由化合价的变化可知氧化剂是Na2O2,氧化产物是Na2FeO4和O2。化学方程式中Fe元素的化合价由+2价升高到+6价,O元素的化合价由-1价升高到0价,所以生成1 mol Na2FeO4,转移5 mol电子。(2)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O。(3)取少量K2FeO4溶液,滴加盐酸,有Cl2产生,氧化剂为K2FeO4,氧化产物为Cl2,所以氧化性为K2
13、FeO4Cl2。(4)实验室制备Fe(OH)3胶体是在煮沸的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液,反应的化学方程式为FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl。5.CFe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为321,设Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量分别为3n、2n和n。氧化性强弱顺序:Fe3+Cu2+Fe2+,加入铁粉后,Fe3+有剩余,则发生反应:2Fe3+Fe3Fe2+,设与Fe3+反应的铁粉的物质的量为x,则消耗Fe3+的物质的量为2x,生成Fe2+的物质的量为3x,反应后溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为124,则有3n-2xn+3x=14,解得x=n,所以
14、参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为13,C项正确。6.A因为Fe3+的氧化性强于Cu2+,所以加入0.1 mol Fe时先发生的反应为2Fe3+Fe 3Fe2+,又加入0.1 mol Fe时发生的反应为Cu2+Fe Fe2+Cu,b点Cu2+反应完,此时滴加NaOH溶液不会产生蓝色沉淀,故A错误;a点Fe3+刚好反应完,溶液中存在的阳离子为Cu2+、Fe2+,故B正确;0.1 mol Fe参加反应需要Fe3+的物质的量为0.2 mol,需要Cu2+的物质的量为0.1 mol,二者物质的量之比为21,物质的量浓度之比为21,故C正确;根据电荷守恒可得n(Cl-)=3n(Fe3+)+
15、2n(Cu2+)=0.8 mol,所以c(Cl-)=8.0 molL-1,故D正确。7.答案(1)Cu(2)Fe3+(3)Fe3+Cu2+Fe2+(4)6解析(1)加入铁粉前,溶液中有Cu2+、Fe2+、Cl-,可能还有Fe3+,16.8 g Fe的物质的量为0.3 mol,19.2 g Cu的物质的量为0.3 mol,若无Fe3+,那么16.8 g Fe恰好可置换出19.2 g Cu,现在只有9.6 g不溶物,所以不可能为Fe,只能是Cu。(2)Fe的还原性强于Cu,Fe先和过量的Fe3+反应,再置换部分Cu2+,溶液中一定不存在的金属离子为Fe3+。(3)由化学方程式Cu+2FeCl3 C
16、uCl2+2FeCl2,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,即溶液中氧化性Fe3+大于Cu2+,根据金属活动性顺序知,氧化性Cu2+Fe2+,所以氧化性顺序为Fe3+Cu2+Fe2+。(4)Fe先和过量的Fe3+反应,再置换部分Cu2+;溶液中剩余的Cu元素为19.2 g-9.6 g=9.6 g,即0.15 mol,综合来看,溶液中是9.6 g Cu和16.8 g Fe恰好完全还原了Fe3+,Cu失电子0.3 mol,Fe失电子0.6 mol,合计0.9 mol,所以原有Fe3+0.9 mol,最后所有的Fe元素都变成Fe2+,故c(Fe2+)=0.3+0.90.2molL-1=6 molL-
17、1。8.答案(1)2.24(2)1.00解析混合物与盐酸恰好完全反应,所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现,说明溶液中的溶质为FeCl2,发生反应:Fe+2H+ Fe2+H2、Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Fe+2Fe3+ 3Fe2+。(1)生成氢气物质的量为0.672 L22.4 L/mol=0.03 mol,设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol,则:Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2Oy mol 2y molFe+2Fe3+ 3Fe2+y mol2y molFe+2H+ Fe2+H2(x-y)mol (x-y)mol根据题意得x-y=0.0356x+160y=3.84,解得x=0.04,y=0.01所以m(Fe)=0.04 mol56 gmol-1=2.24 g。(2)参与反应的n(HCl)=2n(FeCl2)=2n(Fe)+2n(Fe2O3)=2(0.04 mol+20.01 mol)=0.12 mol,c(HCl)=0.12mol0.12 L=1.00 molL-1。
