高考化学一轮复习专题9铁及其化合物新.docx
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高考化学一轮复习专题9铁及其化合物新
2011届高考化学一轮复习专题模拟检测:
专题9铁及其化合物(含解析)
一、选择题
1.(2010·南开中学模拟)已知2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
向100mlFeBr2溶液中通入标准状况下的Cl23.36L,充分反应后测得溶液中Cl-与Br-的物质的量浓度相等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为
A.2mol/LB.1mol/LC.0.4mol/LD.0.2mol/L
【答案】A
2.(2010·湖南雅礼中学模拟)现有44gMg、Al、Zn、Fe多种活泼金属粉末的混合物与1L含有一定质量的20%硫酸溶液恰好完全反应,得到无水盐140g,则下列说法正确的是
A.电子转移为1molB.生成的气体体积(标准状况)为22.4L
C.硫酸溶液的质量为540gD.硫酸物质的量浓度为2mol/L
【解析】选B.因为金属与硫酸恰好完全反应,故得到无水盐的质量即为44gMg、Al、Zn、Fe的质量和相应SO42-的质量,即SO42-的质量为140g-44g=96g,所以参加反应的H2SO4
的物质的量为1mol,根据H2SO4~H2~2mole-,可知电子转移为2mol,生成的H2体积(标准状况)为22.4L,硫酸物质的量浓度为1mol/L,硫酸溶液的质量为98g÷20%=490g。
3.(2010·南开中学模拟)A-D是含同一元素的四种物质,相互之间有如图的转化关系,其中A是单质,D是最高价氧化物的水合物。
那么A不可能是()
A.SB.SiC.AlD.Fe
【答案】D
4.(2010·山东实验中学模拟)某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定,实验过程及现象如图所示:
现对A、B、C、D作出的如下推断中,不正确的是
A.盐A一定是FeBr3B.浅黄色沉淀B是AgBr
C.滤液C中一定含Fe3+D.D溶液中有[Fe(SCN)]2
【答案】A
二、非选择题
5.(2010·河南焦作模拟)某工业铁红中混有一种黑色的铁的氧化物杂质,为了解杂质的成分及测定铁红的纯度,化学兴趣小组的同学进行了实验探究。
请你参与过程分析与交流。
[
查阅资料]
①铁的常见氧化物氧化亚铁(FeO)黑色固体,ω(Fe)=77.8%;氧化铁(Fe2O3)红色固体,俗称铁红,ω(Fe)=70.0%;四氧化三铁(Fe3O4)黑色固体,俗称磁性氧化铁,ω(Fe)=72.4%。
②草酸(乙二酸H2CO4)在浓H2SO4存在下受热分解的化学方程式为:
[实验准备]
①实验的装置图如下
②药品及试剂
a、草酸b、工业铁红c、NaOH溶液d、澄清石灰水e、浓H2SO4f、盐酸
[实验及数据]
取不同质量的样品进行实验,所得实验数据如下:
[讨论与分析]
(1)兴趣小组的同学拟以纯净的CO还原铁的氧化物,所设计的实验装置中D、E、F应分别盛放的试剂为、、、(填写序号,下同),其作用依次是。
上述装置
还有不完善之处,你建议改进措施是
(2)由实验数据不难得出,有—组实验数据不可靠,该组数据是(填序号),该工业粗铁红所含杂质的化学式为。
(3)该工业铁红中ω(Fe2O3)=。
【答案】
6.(2010·天津南开中学模拟)下图表示各物质之间的转化关系。
已知:
常温下D、E、F、I、J为气体,且D、I是水煤气的主要成分;B是无色液体,M为红褐色固体,C的焰色反应为黄色。
(1)基于反应①原理的化学工业称为,写出该反应的化学方程式。
(2)写出K和E反应的离子方程式_
____________________________________。
写出F溶液和H反应的离子方程式___________________________________。
(3)已知:
由G分解得到的H、I、J三者的物质的量之比为1∶1∶1,则G的化学式为
(4)已知在稀溶液中1molC与1molF恰好完全反应放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式
【答案】
(1)氯碱工业2NaCl+2H2O
H2↑+C12↑+2NaOH
(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—FeO+2H+=Fe2++H2O
(3)FeC2O4
(4)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);H=-akJ/mol[(2010·福建泉州模拟)一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g);△H>0
(1)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,求8分钟内CO的平均反应速率v(CO)=。
(2)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是(填序号)。
A.升高温度B.增大压强C.充入一定量氮气D.再加入一些铁粉
(3)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,则CO2的转化率将(填“增大”、“减小”、“不变”)
(4)铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛。
①FeCl3溶液可用于天然气脱硫,写FeCl3溶液与天然气中H2S反应的离子方程式:
。
②高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。
高铁酸钠生产方法之一是:
强碱性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物,该反应的离子方程式为。
(5)已知:
2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)△H=-566kJ/mol;2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol。
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式
【答案】
(1)0.075mol·L-1·min-1(2分)
(2)A(1分)
(3)不变(2分)
(4)①2Fe3++H2S==2Fe2++S↓+2H+(3分)
②2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O(3分)
(5)CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
7.(2010·重庆一中模拟)如图所示为A~J相互间发生的反应及其转化关系(部分反应的生成物略去),其中A为无色晶体,B为黑色固体,D为固态单质,C、F为气态单质,H的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃),G、H均由四种元素组成。
(1)A的化学式为,F的结构式为。
(2)H晶体中的化学键类型为,在熔融状态下的电离方程式为
。
(3)写出反应③的离子方程式:
。
(4)将J的饱和溶液滴入到沸水中,发生反应的离子方程式为。
【答案】
(1)KClO3(2分);Cl—Cl(2分)
(2)离子键和共价键(2分)KHSO4=K++HSO4
(2分):
(3)
(2分)
(4)
(3分)
8.(2010·广西贵港模拟)ABCDEF六种物质在一定条件下有下图所示的相互转化关系,所有反应物和生成物均已给出试回答:
(1)若反应①②③均为溶液中的置换反应,ADE为常见金属单质,则ADE的还原性由强到弱的顺序为__________。
请写出满足以上要求的离子方程式反应①________________________________________________。
反应②________________________________________________。
(2)若反应①②③均为复分解反应且AE均为常见碱,溶液中形成的D是白色沉淀请写出满足要求的化学方程式:
反应①________________________________________________。
反应②________________________________________________。
(2)若B是水,C是一种有磁性的化合物,E是一种无色无味的有毒气体,则反应①的化学方程式是_____________________________
【答案】
(1)E>A>D
反应①:
Fe+Cu2+====Fe2++Cu;反应②:
Zn+Fe2+====Zn2++Fe
(或反应①:
Cu+2Ag+===Cu2++2Ag;反应②:
Fe+Cu2+===Fe2++Cu等)
(其他合理答案也可)
(2)反应①:
3NH3·H2O+AlCl3===3NH4Cl+Al(OH)3↓
反应②:
NH4Cl+NaOH===NH3·H2O+NaCl
(其他合理答案也可)
(3)3Fe+4H2O(g)====Fe3O4+4H2
9.(2010·南开中学模拟)下图所示的转化
关系图中(部分反应物或生成物未列出),B、C为常见的两种金属单质,且B和C的摩尔质量之比为7:
8;A为常见的非金属单质;E为一种具有磁性的黑色粉末;H为红褐色沉淀;I为白色沉淀。
请回答下列问题:
(1)A的化学式为,H的化学式为。
(2)反应①中阴极的电极反应式为。
(3)反应⑦的化学方程式为。
(4)单质C与G溶液反应的离子方程式为。
【答案】(13分)
(1)O2,Fe(OH)3(各2分)
(2)Cu2++2e-=Cu
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4F
e(OH)3
(4)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
10.(2010·南开中学模拟)物质A、B、C、D为中学常见单质,其组成元素的原子序数依次减小,且其中只有三种是短周期元素,B为黄绿色气体;物质A、E、F、G、J中含相同元素X。
试根据下图中物质的相互转化关系回答下列问题。
(1)X为_________元素(填“金属”或“非金属”);
(2)在
的转化中,A的作用是;在①~⑥的反应中,不属于氧化还原反应的是。
(多填或少填
无分)
(3)A在
高温下与H反应产生产生E和D,每产生0.4molD至少消耗物质A
mol。
(4)写出反应⑥的化学反应方程式
______________________________________________________________。
(5)已知在101kPa条件下,2molD的完全燃烧生成气态H放出483.6kJ热量;1molH(液态)汽化时吸热44kJ。
请书写表示D燃烧热的热化学方程式:
______________________________________________________________。
【答案】(17分)
(1)金属(2分)
(2)还原剂(2分)⑤⑥(4分)(多填或少填无分)(3)0.3(3分)(4)FeCl3+3H2O
Fe(OH)3↓+3HCl↑(3分)
(5)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);⊿H=—285.8kJ/mol
11.(2010·南开中学模拟)硫酸亚铁铵是一种重要的化学试剂,实验室制备方法如下:
已知三种盐的溶解度(单位为g/(100gH2O))数据如下表:
温度
FeSO47H2O
(NH4)2SO4
(NH4)2SO4FeSO47H2O
10C
20.0
73.0
17.2
20C
26.5
75.4
21.6
30C
32.9
78.0
28.1
硫酸亚铁晶体的制备:
将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用蒸馏水洗涤2~3次;
向洗涤后的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50C~80C之间直到铁屑耗尽;
趁热过滤,将滤液转移到密闭容器中,静置,冷却、结晶;
待结晶完毕,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干;
硫酸亚铁铵晶体的制备:
在室温下将称量的硫酸铵配成饱和溶液,然后倒入上面制得的FeSO47H2O晶体上,混合均匀,并调节溶液的pH为1~2,在水浴锅上蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶时为止(蒸发过程不宜搅动),从水浴锅上取下蒸发皿,放置,冷却,即有硫酸亚铁铵晶体析出。
待冷至室温时,用特殊装置过滤,最后用少量的乙醇洗涤晶体,将晶体取出。
将制得的硫酸亚铁铵晶体放在一个小的广口瓶中,密闭保存。
请回答下列问题:
(1)实验步骤
的目的是;加热的作用是
(2)实验步骤
明显不合理,理由是
(3)实验步骤
用少量冰水洗涤晶体的目的是
(4)实验步骤
中调节溶液pH为1~2之间,即溶液维持较强的酸性,其原因是;加热时能否将溶液蒸干,为什么?
。
析出晶体是(NH4)2SO4FeSO47H2O而不是(NH4)2SO4或FeSO47H2O,原因是
;纯净的晶体是浅蓝色,若晶体略带黄色是由于生成了Fe(OH)22SO4,写出硫酸亚铁铵在溶液中转化为该物质的离子方程式
(5)检验产品的纯度(或杂质的存在)常用比色法(与标准液体比较液体颜色的深浅),检验硫酸亚铁铵中Fe3+的存在最好选用的无机试剂为(填化学式)。
【答案】(14分)
(1)去油污;(1分)溶液温度升高,溶液碱性增强,去污能力增强(1分)
(2)应该保证铁屑过量(或反应后溶液中应该有铁粉剩余),否则溶液中的Fe2+容易被空气中的氧气氧化为Fe3+;(2分)
(3)洗涤除去晶体表面的硫酸等杂质成分,用冰水洗涤可减少洗涤过程中晶体的损失;(2分)
(4)防止硫酸亚铁水解,析出沉淀(1分);不能(1分),否则晶体会失去结晶水,并导致硫酸亚铁铵晶体分解(1分);(NH4)2SO4FeSO47H2O晶体的溶解度最小(2分)4Fe2++O2+2H2O+SO42-=Fe(OH)22SO4+2Fe3+(2分)
(5)KSCN(1分)
12.(2010·南开中学模拟)下图中A、B均为固体,其中B为单质。
下图可用于工业生产F。
回答下列问题:
(1)A的分子式为;
(2)反应①是一个氧化还原反应,该反应发生时,每生成4mol气体C,转移电子mol;
(3)写出D与铝单质反应的化学方程式;
(4)反应②是可逆反应,在2L的密闭容器中投入4molC和3molX,10分钟后反应达到平衡,平衡时混合气体共6mol,则下列说法正确的是(填写序号字母);
A.工业制取F时,C和X生成E的反应是在吸收塔进行
B.这10分钟内,X的平均反应速率是0.1mol/(L·min)
C.当C和X的消耗速率比为2:
1时,标志着反应达到平衡
D.平衡时C的转化率是50%
E.在工业生产中可以通过增加X浓度来提高C的转化率
F.工业生产中直接用水来吸收E
(5)写出过量气体C与氢氧化钠溶液反应的化学方程式
;
(6)将5mL0.02mol/L的F溶液与5mL0.02mol/L的NaOH溶液充分混合,若混合后溶液的体积为10mL,则混合液的pH是。
【答案】(17分)
(1)FeS2(2分)
(2)22(2分)(3)
(3分)(4)DE(4分)(5)SO2+NaOH=NaHSO3(3分)(6)2
13.(2010·南开中学模拟)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。
某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。
探究过程如下:
查阅资料:
Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO
提出假设
假设1:
红色粉末是Fe2O3
假设2:
红色粉末是Cu2O
假设3:
红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
设计探究实验
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设
1成立,则实验现象是。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。
你认为这种说法合理吗?
简述你的理由(
不需写出反应的方程式)
。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是,写出发生反应的离子方程式
。
探究延伸
经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。
取ag固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为bg(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为。
(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矶(CuS04.5H20)°经查阅资料得知,
在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
实验室有下列试剂可供选择:
A.氯水B.H2O2C.NaOHD.Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案:
试回答:
①试剂
为,试剂
为(填字母)。
②固体X的化学式为。
操作
为。
【解析】
(1)若假设1成立,则溶液中含有Fe3+,遇到KSCN溶液呈红色。
(2)如果混合物中含有Cu2O,遇到酸产生Cu,Cu能与Fe3+反应,故此种说法不正确。
(3)若固体全部溶解,则一定存在Fe2O3和Cu2O,因为Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSO4,而H2SO4不能溶解Cu,所以混合物中必须有Fe2O3存在,使其生成的Fe3+溶解产生的Cu。
(4)依据题意,能发生反应的物质为Cu2O,最后变成CuO,增加的质量就是反应的氧气的质量,根据质量
差计算可以得出Cu2O的质量分数。
(5)根据表格可知,Fe(OH)3完全沉淀时,pH最小,故应将Fe2+先转化为Fe3+,在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe3+,但是所加物质不能增加新的杂质,故第一步氧化剂应是H2O2,在加入Cu2(OH)2CO3,调节pH,使溶液中的Fe3+生成沉淀除去。
【答案】
(1)溶液变为血红色(2分)
(2)不合理Cu能将Fe3+还原为Fe2+(2分)
(3)Fe2O3和Cu2O的混合物Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OCu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(8分)
(4)
(2分)
(5)
BD
Fe(OH)3
加热蒸发(2010·南开中学模拟)已知A为酸式盐,B为某二价主族金属的化合物,C、D、F、G、I在常温常压下均呈气态,且D燃烧时产生的氧炔焰常用来焊接或切割金属。
等物质的量A、B与少量的水充分混合能恰好完全反应。
图中反应条件(除高温外)均已略去。
(1)写出B的电子式,D的结构简式
(2)写出A与B反应的化学方程式。
(3)将I气体通入溶有饱和C气体的NaCl溶液,是侯氏制碱法的一步关键反应,该反应的化学方程式为。
(4)写出下列反应的离子方程式:
①在A溶液中加入M。
②在A溶液中加入过量NaOH溶液,并加热:
。
③已知Fe3O4能溶于M溶液并产生F气体,该离子反应为:
【答案】.(19分)
(1)
;
(各2分)
(2)CaC2+NH4HCO3=NH3↑+C2H2↑+CaCO3(或分步书写)
(3)NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
(4)①HCO3-+H+=H2O+CO2↑
②NH4++HCO3-+2OH-
NH3↑+2H2O+CO32-
③3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O
14.(2010·潍坊模拟)铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。
其中一个反应为3FeS2+8O2
6SO2+Fe3O4,3molFeS2参加反应转移mol电子。
(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为_______________。
从腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂_____________。
(3)与明矾相似,硫酸铁也可用作絮凝剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是。
(4)钢铁的析氢腐蚀简单示意图如右。
该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请直接在图中作出修改并标出电子流动方向。
【解析】
(1)3FeS2+8O2
6SO2+Fe3O4,3molFeS2参加反应时有8O2参加反应,转移32mol电子。
(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
从腐蚀废液回收得到金属铜,需要加入铁粉将Cu2+还原为金属铜,过滤后加入稀硫酸除去过量的铁粉。
(3)酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体,所以不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去。
(4)连接外加电源,使铁作阴极,或者将碳电极换为比铁活泼的锌电极,都可以将铁保护。
【答案】
(1)32
(2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+铁粉、稀硫酸
(3)酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体
(4)
15.(2010·湖南师大附中模拟)单质A在适宜条件下有如图所示的一系列转化,其中F是一种红褐色物质。
(1)写出下列物质的化学式:
A,B。
(2)用化学方程式表示下列转化过程B+H2SO4→C+D:
___________________________。
I露置在空气中转化为F:
___________________________。
(3)G可能是_________或_________
【答案】
(1)FeFe3O4
(2)Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
4Fe(OH)2+O2+H2O==4Fe(OH)3↓
(3)H2OAl2O3(不分先后)
16.(2010·山东潍坊模拟)下图是无机物A~M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。
其中,I是第三周期半径最小的金属元素组成的单质,K是一种红棕色气体。
请填写下列空白:
(1)A的化学式为,I的原子结构示意图为。
(2)在周期表中,组成单质G的元素在周期表中的位置是___________________________。
(3)写出反应⑦的化学方程式
当有0.3mol电子转移时,生成G的物质的量为。
(4)在反应②、③、⑥、⑨中,既属于化合反应又能属于非氧化还原反应的是____________(填写序号)。
(5)G在潮湿的空气中容易发生腐蚀,写出其发生腐蚀时正极上的电极反应式
___________________________________________。
(6)用惰性电极电解C的稀溶液时,阴极产生标况下的气体11.2L时,阳极产物的物质的量是________,阳极发生反应的电极反应式为_________________________________。
(7)写出反应④的离子方程式是____________________________________________。
(8)将化合物D与KNO3、KOH混合,在高温条件下可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾),同时还生成KNO2和H2O。
该反应的化学方程式是____
【答案】
(1)SO