届人教版 铁及其重要化合物 单元测试.docx
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届人教版铁及其重要化合物单元测试
铁及其重要化合物测试题
一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分,每小题仅有一个选项符合题意)
1.下列说法正确的是( )
A.Fe2(SO4)3溶液和KI溶液反应的离子方程式:
Fe3++2I-===Fe2++I2
B.1L0.1mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液和足量Zn充分反应,生成11.2gFe
C.检验Fe(NO3)2晶体是否已被氧化变质的实验方案为将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
D.因为Fe3+具有氧化性,故用KSCN溶液可以鉴别Fe3+
解析:
A项,违背电荷守恒;C项,加酸后Fe2+被HNO3氧化为Fe3+,不能检验Fe3+的生成;D项,KSCN检验Fe3+不是利用Fe3+的氧化性。
答案:
B
2.一定条件下,下列物质可通过化合反应制得的共有( )
①小苏打 ②硫酸铝 ③氯化亚铁 ④磁性氧化铁 ⑤氢氧化铜 ⑥氢氧化铁
A.3种 B.4种
C.5种D.6种
解析:
①Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3,属于化合反应;③2FeCl3+Fe===3FeCl2,属于化合反应;④Fe与O2在点燃条件下生成Fe3O4,是化合反应;⑥4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,是化合反应。
答案:
B
3.等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( )
A.FeOB.Fe2O3
C.FeSO4D.Fe3O4
解析:
根据得失电子守恒,还原剂提供的电子越多,氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。
1g题述四种物质能提供的电子的物质的量为A.
×1mol;B.0;C.
×1mol;D.
×1mol(Fe3O4也可以写为Fe2O3·FeO),等质量时提供电子的物质的量最多的为FeO。
答案:
A
4.在含有下列离子组的溶液中,加入Fe(NO3)2固体后,仍然能够大量共存的离子组是( )
A.K+、SO
、NH
、CO
B.K+、Ba2+、OH-、Cl-
C.Na+、H+、Cl-、SO
D.Na+、Mg2+、Cl-、NO
解析:
A中CO
和Fe2+不能大量共存;B中Fe2+和OH-不能大量共存;C中H+、NO
和Fe2+因发生氧化还原反应而不能大量共存。
答案:
D
5.(2017·河南罗山高中高三检测)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。
对下列实验事实的解释正确的是( )
选项
操作、现象
解释
A
向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
解析:
A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3;C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。
答案:
D
6.(2016·上海卷)下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( )
A.氧化镁中混有氧化铝
B.氯化铝溶液中混有氯化铁
C.氧化铁中混有二氧化硅
D.氯化亚铁溶液中混有氯化铜
解析:
A项,MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应,而Al2O3是两性氧化物,可以与NaOH发生反应产生NaAlO2,过滤后洗涤,就得到纯净的MgO,错误;B项,向溶液中加入过量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,当沉淀达到最大值中,过滤,得到Al(OH)3,再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解,就得到氯化铝溶液,除去了杂质,错误;C项,二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁与NaOH不能发生反应。
加入过量的NaOH,然后过滤洗涤,就得到纯净的氧化铁,错误;D项,二者都可以与NaOH发生反应,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解,不能分离、提纯二者,正确。
答案:
D
7.(2015·乐山一模)某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。
则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1B.1∶3∶1
C.3∶3∶8D.1∶1∶4
解析:
据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3+>Cu2+,可知随铁粉的增加,反应的方程式分别为
4HNO3(稀)+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
4mol 1mol 1mol
2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2
2mol 1mol 3mol
Cu(NO3)2+Fe===Fe(NO3)2+Cu
1mol 1mol 1mol
所以原溶液中,Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2mol-1mol)∶1mol∶4mol=1∶1∶4。
答案:
D
二、非选择题(本题包括4个小题,共58分)
8.(14分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为____________。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是________(填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。
硝酸分解的化学方程式为_______________________________________________________。
②步骤Ⅱ中发生反应:
4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为__________________。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是_________(任写一项)。
解析:
(1)①金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。
②发生吸氧腐蚀,越靠近液面接触到的O2越多,腐蚀得越严重。
(2)①硝酸分解生成NO2、H2O和O2。
②根据图示可知Fe和HNO3反应生成Fe(NO3)2和NH4NO3,结合电子守恒可写出化学方程式。
③因为HNO3的还原产物主要是NH4NO3,1molHNO3作氧化剂转移8mol电子,故产生的氮氧化物较少,节约原料。
答案:
(1)①吸氧腐蚀 ②B
(2)①4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
②4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+
3H2O
③氮氧化物排放少(污染少)
9.(2015·广东五校高三联考)(14分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。
工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。
已知:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示。
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
回答下列问题。
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的________沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是____________________________。
(2)在实际生产中,反应Ⅱ中常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作________。
若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为________。
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+可部分水解生成聚合离子Fe2(OH)
。
该水解反应的离子方程式为___________________。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。
根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO
。
为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为________(填字母)。
A.氯水B.KSCN溶液
C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液
解析:
(1)废铁屑中含有氧化铝,反应Ⅰ中引入了杂质Al3+,加入NaHCO3调节pH至4.4可使Al3+完全沉淀。
“搅拌”的目的是使反应物充分接触,从而加快化学反应速率。
(2)硫酸亚铁溶液中加入NaNO2得到Fe(OH)SO4,铁的化合价升高而N的化合价降低,故NaNO2在反应中作氧化剂。
1molO2可得到4mol电子,1molNaNO2可得到1mol电子,标况下11.2LO2的得电子能力与2molNaNO2相当。
(4)Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可用酸性KMnO4溶液检验产品中是否含有Fe2+。
答案:
(1)Al3+ 加快反应速率
(2)氧化剂 2mol
(3)2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)
+2H+
(4)D
10.(15分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。
实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。
交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。
计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:
__________________________________________________
_______________________________________________________
________________________________________(列出计算过程)。
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________。
在实验室中,FeCl2可用铁粉和__________反应制备,FeCl3可用铁粉和__________反应制备。
解析:
解答此题的关键是明确阴离子交换柱交换出的OH-的物质的量等于Cl-的物质的量,从而求出FeClx中x的值。
(1)首先明确阳离子交换柱和阴离子交换柱的作用,根据离子等量交换,溶液中OH-的物质的量等于FeClx中Cl-的物质的量。
通过中和滴定知n(OH-)=n(H+)=0.40mol·L-1×25.0×10-3L=0.010mol,故n(Cl-)=0.010mol。
FeClx中Fe元素的质量为0.54g-35.5g·mol-1×0.010mol=0.185g
FeClx中Fe元素与Cl元素的物质的量之比为
∶0.010mol≈1∶3,故x=3。
(2)根据题意可设该混合物的组成为FeCl2.1,利用十字交叉法可得样品中FeCl3的物质的量分数为0.10。
注意制备FeCl2选用弱氧化剂,制备FeCl3选用强氧化剂。
答案:
(1)n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol
0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.185g
n(Fe)=0.185g/56g·mol-1≈0.0033mol
n(Fe)∶n(Cl)=0.0033∶0.010≈1∶3,x=3
(2)0.10 盐酸 氯气
11.(15分)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。
某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:
无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。
他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④……
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为________________________。
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。
要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是
______________________________________________________。
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)______________。
(4)装置B中冷水浴的作用为____________________;装置C的名称为________;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:
________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为_____________________。
(7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为
______________________________________________________。
(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应,可知该实验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率为100%;②________________。
解析:
根据FeCl3的性质及物质制备的相关知识解答。
(1)Cl2和Fe的反应为3Cl2+2Fe===2FeCl3。
(2)根据FeCl3加热易升华的性质,可以对反应管中沉积FeCl3的部位加热,使其升华。
(3)为了防止FeCl3潮解,②赶尽装置中的空气,防止水蒸气存在;⑤冷却时要在Cl2中冷却,并用干燥的N2赶尽Cl2。
(4)装置B中冷水浴的作用是将FeCl3蒸气冷却为FeCl3固体。
装置C为干燥管。
检验FeCl2是否失效就是检验D中是否存在Fe2+,可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验,现象:
若存在Fe2+,溶液中有蓝色沉淀生成。
(5)Cl2是有毒气体,可以用碱液吸收。
(6)H2S与FeCl3发生氧化还原反应:
2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
(7)因为阳极材料为石墨,故阳极是溶液中的Fe2+放电:
Fe2+-e-===Fe3+。
(8)实验Ⅱ的显著优点是①H2S的利用率高,②FeCl3可以循环利用。
答案:
(1)2Fe+3Cl2===2FeCl3
(2)在沉积的FeCl3固体下方加热
(3)②⑤
(4)冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液
(5)
(6)2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
(7)Fe2+-e-===Fe3+
(8)FeCl3可以循环利用