高中化学 金属复习铁Fe.docx
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高中化学金属复习铁Fe
高中化学金属复习—铁(Fe)
1.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值:
(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;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。
2.废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。
湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。
某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3 )42+,反应中H2O2 的作用是 。
写出操作①的名称:
。
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3 )42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:
。
操作②用到的主要仪器名称为 ,其目的是(填序号) 。
a.富集铜元素b.使铜元素与水溶液中的物质分离c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。
若操作③使用下图装置,图中存在的错误是 。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4 溶液。
阴极析出铜,阳极产物是 。
操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。
(5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是 。
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是
3.为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:
FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。
请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。
通入空气引起溶液pH降低的原因是 。
(4)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。
将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。
按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg
4.下面是某课外小组从初选后的方铅矿【主要成分PbS,含少量黄铜矿(CuFeS2)中提取硫磺、铜、铅的工艺流程:
(1)黄铜矿(CuFeS2 )中Fe元素的化合价为 ,提高方铅矿酸浸效率的措施有 (写出两种方法即可)。
(2)过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 ;单质A是 ;在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和
(3)在酸性的FeC12溶液中加入H2O2溶液,其反应的离子方程式为 。
(4)PbSO4与PbS加热条件下反应的化学方程为. .将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合,沉淀可转化为PbCO3,写出该反应的平衡常数表达式:
K= 。
(己知Ksp(PbSO4)=1.6x10-5,Ksp(PbCO3)=3.3x10-14)
5.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。
实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下
请回答下列问题:
(1)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。
从下列所给试剂中选择:
实验步骤中试剂①为___________(填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为_______________(填代号)。
a、KMnO4 b、(NH4)2Sc、H2O2 d、KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发、__________、过滤等操作。
除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是____________________________。
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)_______________(填化学式)。
若实验过程中有氨气逸出,应选用下列_________装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应__________________,直到______________。
用KMnO4标准溶液滴定时应选用__________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
6.高纯度氧化铝有广泛的用途,某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝:
根据上述流程图填空:
(1)“除杂”操作是加入过氧化氢后,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+.请写出在除去Fe2+离子的过程中,发生的主要反应的离子方程式.
(2)通常条件下Ksp〔Fe(OH)3〕=4.0×10-38,除杂后溶液中c(Fe3+)约为______.
(3)配制硫酸铝溶液时,需用硫酸酸化,酸化的目的是______.
(4)“结晶”这步操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热,然后冷却结晶,得到铵明矾晶体(含结晶水).母液不能蒸干的原因是______.
(5)“分离”操作的名称是______ (填字母代号).A.蒸馏 B.分液 C.过滤
(6)铵明矾晶体的化学式为NH4Al(SO4)2•12H2O,在0.1mol/L铵明矾的水溶液中,离子浓度最大的离子是______,离子浓度最小的离子是______.
7.2013年6月,我国“蛟龙”号再次刷新“中国深度”——下潜7062米,为我国深海矿物资源的开发奠定了基础。
海洋深处有丰富的锰结核矿,锰结核的主要成分是MnO2,同时还含有黄铜矿。
Ⅰ、“蛟龙”号外壳是用特殊的钛合金材料制成,它可以在7000m的深海中承受重压,Ti是以钛白粉(TiO2)为原料进行生产,钛白粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,再煅烧沉淀制得的。
TiO2+发生水解的离子方程式为__________________________。
Ⅱ、MnO2是一种重要的无机功能材料,工业上从锰结核中制取纯净的MnO2工艺流程如下图所示:
(1)步骤Ⅱ中以NaClO3为氧化剂,当生成0.05molMnO2时,消耗0.1mol/L的NaClO3溶液200ml,该反应离子方程式为_______________________________。
(2)已知溶液B的溶质之一可循环用于上述生产,此物质的名称是____________。
Ⅲ、利用黄铜矿炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)可制备Fe2O3,方法为:
(A)用过量的稀盐酸浸取炉渣、过滤;(B)向滤液中加入5%的H2O2,再向其中加入过量的NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得到Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题:
(1)(B)中向滤液中加入5%的H2O2,其目的是_________________________________。
(2)设计实验证明炉渣中含有FeO___________________________________________。
(3)将煅烧得到的Fe2O3还原为Fe单质,再将质量为mg的Fe单质分成相等的四份,分别与50mL、100mL、150mL、200mL的等浓度的稀硝酸反应,反应产物NO在标况下的体积见附表:
实验
①
②
③
④
V(HNO3)/ml
50
100
150
200
V(NO)/L
1.344
2.688
3.36
3.36
则:
①m=________g。
②写出实验②发生反应的化学方程式:
_____________________________。
Ⅰ、TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+
Ⅱ、
(1)2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+8H++Cl2↑
(2)氯酸钠
Ⅲ、
(1)氧化亚铁离子
(2)取炉渣少许,用稀硫酸浸取后的溶液使KMnO4溶液褪色(3)①33.6 ②5Fe+16HNO3=2Fe(NO3)3+3Fe(NO3)2+8H2O+4NO↑
(1)3
(2)10%(0.10也可以)盐酸 氯气
(3)2Fe3++2I-=2Fe2++I2或2Fe3++3I-=2Fe2++I3-
1.
(1)e;d
(2)冷却结晶;引流(3)NH3·H2O;b
(4)平视凹液面(或平视刻度线);凹液面的最低点与刻度线相切;酸式
2Fe2++H2O2+4NH3•H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+4×10-20mol/L抑制Al3+水解
减少可溶性杂质的析出及Al3+水解CSO42-OH-
《铁及其化合物》专题复习
1、铁的氧化物(是离子反应的写离子方程式)
①FeO+HCl______________________________________________
②Fe3O4+HCl_______________________________________________________
③Fe2O3+HCl_______________________________________________________
④FeO+HNO3(稀)__________________________________________________
⑤工业炼铁________________________________________________________
⑥铝热反应_______________________________________________________
2、铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)
①Fe(OH)2的制备___________________________________________________
②Fe(OH)2+HNO3(稀)___________________________________________________
③Fe(OH)2在空气中的变化________________________________________________
④Fe(OH)3和氢碘酸的反应________________________________________________
3、铁盐和亚铁盐(要求如上)
①FeSO4溶液的配制__________________________________________________
FeCl3溶液的配制______________________________________________________
②Fe2+的反应(Fe2+既有氧化性又有还原性,主要表现___________)
FeCl2溶液中加入浓硝酸____________________________________________________
FeI2溶液中加入足量溴水___________________________________________________
FeCl2酸性溶液中加入H2O2___________________________________________________
③Fe3+的反应(Fe3+只有___________)
FeCl3溶液中通入硫化氢气体_________________________________________________
FeCl3溶液腐蚀铜板制造印刷线路板___________________________________________
FeCl3溶液中加入KI溶液____________________________________________________
④Fe2+和Fe3+的检验
Fe2+的检验______________________________________________________
Fe3+的检验____________________________________________________________
4、几种物质或离子的颜色
FeO____________Fe3O4____________________Fe2O3_____________________Fe(OH)2____________________
Fe(OH)3___________________________铁盐___________亚铁盐_____________
《铁及其化合物》专题练习
1、人体血红蛋白中含有Fe2+离子,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变成Fe3+离子,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。
服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有()
A、酸性B、碱性C、氧化性D、还原性
2、证明溶液中是否有Fe2+,其操作可以是①加少许酸化的KMnO4;②滴入少许KSCN溶液;③加入少许氯水。
其正确的操作是()
A.①②B.②①C.②③D.②③①
3、铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。
过滤,加热沉淀至质量不再发生变化,得到红棕色残渣上述沉淀和残渣分别为
A、Fe(OH)3、Fe2O3B、Fe(OH)2、FeO
C、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe3O4D、Fe2O3、Fe(OH)3
4、下列变化中,加入KMnO4溶液不能实现的是
A.HCl→Cl2B.FeCl3→FeCl2C.FeSO4→Fe2(SO4)3D.SO2→H2SO4
5、将铜粉放入稀硫酸中,加热无明显现象发生。
但加入某盐后,发现铜粉质量逐渐减少,则该盐可能是
A.FeSO4B.ZnSO4C.KNO3D.NaCl
6、不能证明某溶液中含有Fe2+的是()
A.该溶液呈浅绿色
B.该溶液中加入NaOH溶液,生成白色沉淀并迅速变成灰绿色,最后变为红褐色
C.向该溶液中加入氯水,再滴入几滴KSCN溶液,呈红色
D.向该溶液中滴入几滴KSCN溶液,不变色,再加入氯水,呈红色
7、取适量的铁粉投入到氯化铁溶液中,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、2:
3B、1:
1C、3:
2D、1:
2
8、为确定下列置于空气中的物质是否变质,所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是
A.NaOH溶液[Ba(OH)2溶液]B.FeSO4溶液(KSCN溶液)
C.KI(淀粉溶液)D.Na2SO3溶液(BaCl2溶液)
9、已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。
下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.3C12+6FeI2=2FeCl3+4FeI3B.C12+FeI2=FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2+3H2OD.2Fe3++2I-=2Fe2++I2
10、在实验室进行物质制备,下列从原料及试剂分别制取相应的最终产物的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是
NaOH溶液
点燃
H2O
Na2CO3溶液
在空气中点燃
CuO△
NaOH溶液
AgNO3溶液
A.CCOCO2Na2CO3
H2SO4溶液
B.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D.CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
11、下列说法正确的是
①电解质溶液导电过程属于化学变化
②稀有气体不活泼的原因是它们原子的最外层都达到8电子稳定结构
③FeC12、Fe(OH)3、NO都能通过化合反应来制取
④SiO2是制造光导纤维的材料
A.②④B.①④C.①③④D.②③
12、下列物质间反应的离子方程式正确
A.相同物质的量浓度的FeI2溶液与溴水等体积混合
2Fe2++2I-+2Br2=2Fe3+I2+4Br2-
B.Ba(OH)2溶液中加入过量的NaHSO4溶液
Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
C.四氧化三铁溶于氢碘酸溶液中
Fe3O4+8H++2I-=3Fe2++I2+4H2O
D.向漂白粉溶液中加入适量的S02
Ca2+2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
13、混合下列各组物质使之充分反应,加热蒸干产物并在300℃灼烧至质量不变,最终残留固体不是纯净物的是
A.向Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入过量的盐酸
B.等物质的量浓度、等体积的(NH4)2SO4与BaC12溶液
C.等物质的量的NaHCO3溶液与Na2O2固体
D.在NaBr溶液中通入过量氯气
14、不用其他试剂无法鉴别的一组溶液是
A.氯化铁溶液和氯化铜溶液B.硫酸钠溶液和氯化钠溶液
C.氯化铝溶液和氢氧化钠溶液D.硫酸氢钠溶液和碳酸钠溶液
15、碳酸铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。
在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。
溶解28.4g的上述混合物,恰好消耗1.0mol·L-1盐酸500mL。
灼烧等量的上述混合物,得到的氧化铜质量是
A.15gB.30gC.20gD.35g
16、有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g,放入500mL某浓度的盐酸中,混合物完全溶解,当再加入250mL2.00mol·L
的NaOH溶液时,得到沉淀最多。
上述盐酸的浓度为
A.1.00mol·L
B.0.500mol·L
C.2.00mol·L
D.3.00mol·L
17、将22.4g铁粉逐渐加入到含HNO30.8mol的稀硝酸中,反应生成的气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)变化关系中正确的是
18、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
19、某10mL溶液中HNO3浓度为2mol/L、H2SO4浓度为4mol/L,现在加入56g铁粉,充分反应,产生的气体在标准状况下的体积为()
A.0.448LB.4.48LC.0.672LD.0.896L
20、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矾(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I为_______,试剂II为______(填字母)。
②固体X的化学式为______________________________________。
③操作I为__。
21、A~I是溶质或纯净物,其中A是生活中常用的金属单质。
它们之间有如下关系:
(部分产物和反应条件略)
根据上述信息,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式A,B。
(2)G和SO2生成强酸F,此反应中氧化剂是_________________。
(3)写出①的离子方程式:
。
(4)写出②的化学方程式。
22、室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体与无色气体,在合适条件下,它们可以按下面的流程进行反应。
又知E溶液是无色的。
请回答:
(1)写出下列物质的化学式:
A________、B________、C_______。