资源简介 第二单元 探究铁及其化合物的转化第1课时 反应的合理选择题组一 FeCl3的制备1.下列物质反应后一定有FeCl3生成的是( )A.过量的Fe与Cl2反应B.Fe与过量稀盐酸反应C.CuCl2溶液中加入过量FeD.FeCl3溶液中加入过量Fe2.某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中,分别采用下列物品,其中能实现的是( )A.氢氧化铁和硫酸 B.铁和盐酸C.氧化亚铁和盐酸 D.氧化铁和盐酸题组二 Fe2+、Fe3+的检验3.(2022·洛阳市第三中学高一检测)铁元素是人体重要的微量元素,参与人体血红蛋白的形成,人体内的铁大部分是+2价的铁,Fe2+易被人体吸收,下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )A.维生素C具有氧化性,可将难吸收的Fe3+转化为Fe2+,促进人体对铁元素的吸收B.向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色C.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀D.FeCl3溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝4.证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显血红色B.先滴加KSCN溶液,不显血红色,再滴加氯水后显血红色C.先滴加KSCN溶液,不显血红色,再滴加KMnO4溶液后显血红色D.只需滴加KSCN溶液5.(2023·嘉兴高一期末)检验菠菜中是否含有铁元素,所需灼烧、溶解、过滤、检验四个步骤的装置如图,其中装置或原理不合理的是( )A.图甲可将菠菜灼烧成灰B.图乙用于溶解灰烬C.图丙过滤得到含铁元素的滤液D.图丁检验滤液中是否含Fe3+题组三 Fe2+、Fe3+的相互转化6.某化学小组为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化,进行如下实验。实验操作 对应现象①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴新制氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变血红色下列分析不合理的是( )A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe===3Fe2+B.实验②与③可以调换顺序C.溶液变血红色涉及的反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+7.(2022·甘肃兰州一中高一检测)向某溶液中加入铁粉时,没有气体放出,但溶液的总质量增加,则此溶液是( )A.硫酸亚铁溶液 B.硫酸铝溶液C.硫酸铁溶液 D.稀盐酸8.(2022·四川巴中高一期末)向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,进行如下实验。下列分析正确的是( )A.只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+B.试管2中无现象,则表明试管2中溶液不含Fe3+C.试管3中反应的离子方程式为Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-D.试管3中必定有血红色沉淀生成题组四 Fe2+、Fe3+相互转化的有关计算9.500 mL某溶液中含有0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol铁粉。待Fe3+反应完全后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液的体积不变)( )A.0.4 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1C.0.8 mol·L-1 D.1.0 mol·L-110.在FeCl3和CuCl2的混合液中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则该溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量浓度之比为( )A.3∶1 B.1∶2C.2∶1 D.1∶111.(2022·山西晋城高一检测)一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可以看到黑色粉末,部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,溶液立即变为血红色。下列说法不正确的是( )A.小袋中原来装有氧化铁B.小袋中原来装有铁粉C.该黑色粉末不可食用D.该黑色粉末作抗氧化剂12.(2023·上海奉贤高一期中)向CuO和铁粉的混合物中,加入一定量的稀H2SO4并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向溶液中插入一枚铁钉,片刻后,取出铁钉,洗净、干燥后,发现铁钉外观与质量均无变化。根据上述现象,下列结论正确的是( )A.不溶物一定是铜B.不溶物一定含铜,但不一定含铁C.H2SO4可能过量D.溶液中一定含有FeSO4,可能含有CuSO413.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜后,在所得溶液中加入铁粉。下列对加入铁粉充分反应后的体系分析合理的是( )A.若最终无固体,则体系中一定有Fe3+B.若最终有固体存在,则体系中一定有Fe2+C.若体系中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若体系中有Fe2+,则一定有Cu析出14.把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,所得金属粉末的质量与原铁粉的质量相等,则原溶液中H+与SO的物质的量浓度之比为( )A.1∶4 B.2∶7C.1∶2 D.3∶815.(2023·杭州高一检测)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径25 nm)的流程如图所示:下列叙述不正确的是( )A.滤液A中含有Fe2+和Fe3+B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无需除去D.步骤⑤中,为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子,可将其均匀分散在水中,做丁达尔效应实验16.同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__________________________________________。(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴新制氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变血红色,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_________________。(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴新制氯水,溶液变血红色,煤油的作用是________________________________________________________________________。(4)丙同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中,加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色,发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________。(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_____________________________________________。17.回答下列问题:(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有________(填“还原”或“氧化”)性。(2)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式:______________________________________________________________________________。(3)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是___________________________________________________(用离子方程式表示);处理过程中需定期添加的原料是________(填物质名称)。(4)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气,该氧化物和氢气在高温下发生反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2(标准状况下),则转移电子的数目为________;“引火铁”是一种极细的铁粉,它在空气中可以自燃,其原因是__________________________________________________。题组一 FeCl3的制备1.下列物质反应后一定有FeCl3生成的是( )A.过量的Fe与Cl2反应B.Fe与过量稀盐酸反应C.CuCl2溶液中加入过量FeD.FeCl3溶液中加入过量Fe答案 A2.某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中,分别采用下列物品,其中能实现的是( )A.氢氧化铁和硫酸 B.铁和盐酸C.氧化亚铁和盐酸 D.氧化铁和盐酸答案 D解析 A项,氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,错误;B项,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,错误;C项,氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水,错误。题组二 Fe2+、Fe3+的检验3.(2022·洛阳市第三中学高一检测)铁元素是人体重要的微量元素,参与人体血红蛋白的形成,人体内的铁大部分是+2价的铁,Fe2+易被人体吸收,下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )A.维生素C具有氧化性,可将难吸收的Fe3+转化为Fe2+,促进人体对铁元素的吸收B.向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色C.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀D.FeCl3溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝答案 D解析 维生素C有还原性,能把Fe3+还原成易被人体吸收的Fe2+,A项错误;Fe2+与KSCN不反应,向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,无明显现象,B项错误;向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,C项错误;Fe3+和I-发生反应生成Fe2+和I2,淀粉遇I2变蓝,D项正确。4.证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显血红色B.先滴加KSCN溶液,不显血红色,再滴加氯水后显血红色C.先滴加KSCN溶液,不显血红色,再滴加KMnO4溶液后显血红色D.只需滴加KSCN溶液答案 B解析 先滴加KSCN溶液,不显血红色,说明溶液中不含Fe3+,再滴加氯水后显血红色,说明有Fe2+被氧化成Fe3+而使溶液呈血红色,B符合;因KMnO4溶液呈紫红色,会干扰对血红色现象的观察,C不符合;只需滴加KSCN溶液只能用于检验Fe3+,D不符合。5.(2023·嘉兴高一期末)检验菠菜中是否含有铁元素,所需灼烧、溶解、过滤、检验四个步骤的装置如图,其中装置或原理不合理的是( )A.图甲可将菠菜灼烧成灰B.图乙用于溶解灰烬C.图丙过滤得到含铁元素的滤液D.图丁检验滤液中是否含Fe3+答案 A解析 灼烧时应在坩埚中进行,而不是蒸发皿,A符合题意;溶解在烧杯中进行,玻璃棒搅拌加速溶解,装置、原理均合理,B不符合题意;分离滤液和滤渣,可以过滤,过滤时需要漏斗、玻璃棒(引流)和烧杯,装置、原理均合理,C不符合题意;Fe3+遇KSCN溶液会显血红色,可以向滤液中滴加KSCN溶液检验Fe3+,装置、原理均合理,D不符合题意。题组三 Fe2+、Fe3+的相互转化6.某化学小组为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化,进行如下实验。实验操作 对应现象①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴新制氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变血红色下列分析不合理的是( )A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe===3Fe2+B.实验②与③可以调换顺序C.溶液变血红色涉及的反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+答案 B解析 向FeCl3溶液中加入过量铁粉,铁与Fe3+反应生成Fe2+,溶液由棕黄色变为浅绿色,A正确;先加氯水,Fe2+被氧化为Fe3+,再加KSCN溶液,溶液变血红色,无法检验Fe2+,B错误;滴入新制氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,C正确;由反应的离子方程式可知氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D正确。7.(2022·甘肃兰州一中高一检测)向某溶液中加入铁粉时,没有气体放出,但溶液的总质量增加,则此溶液是( )A.硫酸亚铁溶液 B.硫酸铝溶液C.硫酸铁溶液 D.稀盐酸答案 C解析 硫酸亚铁、硫酸铝溶液和铁粉均不反应,溶液总质量不变,故A、B不符合题意;硫酸铁溶液和铁粉发生反应:Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4,铁会溶解,溶液总质量增加,而且没有气体生成,故C符合题意;稀盐酸会和铁粉发生反应:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,溶液总质量增加,但有气体生成,故D不符合题意。8.(2022·四川巴中高一期末)向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,进行如下实验。下列分析正确的是( )A.只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+B.试管2中无现象,则表明试管2中溶液不含Fe3+C.试管3中反应的离子方程式为Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-D.试管3中必定有血红色沉淀生成答案 B解析 加入KSCN溶液可检验Fe3+,试管2中无现象,则表明试管2中溶液不含Fe3+,故A错误、B正确;试管3中反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故C错误;试管3中加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+,试管2中上层清液含KSCN溶液,与Fe3+结合生成血红色溶液,不是沉淀,故D错误。题组四 Fe2+、Fe3+相互转化的有关计算9.500 mL某溶液中含有0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol铁粉。待Fe3+反应完全后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液的体积不变)( )A.0.4 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1C.0.8 mol·L-1 D.1.0 mol·L-1答案 C解析 由2Fe3++Fe===3Fe2+知,0.2 mol Fe3+与0.1 mol Fe反应生成0.3 mol Fe2+,则所得溶液中Fe2+的物质的量为0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol,c(Fe2+)==0.8 mol·L-1。10.在FeCl3和CuCl2的混合液中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则该溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量浓度之比为( )A.3∶1 B.1∶2C.2∶1 D.1∶1答案 C解析 氧化性:Fe3+>Cu2+,加入铁粉后依次发生的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+、Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,从图像中可知加入2 mol Fe时,发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,生成Fe2+的物质的量为6 mol,则n(FeCl3)=4 mol;继续加入2 mol Fe发生反应:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,生成Fe2+的物质的量为2 mol,则n(CuCl2)=2 mol;同一溶液中物质的量浓度之比等于物质的量之比,则原溶液中FeCl3、CuCl2的物质的量浓度之比为4 mol∶2 mol=2∶1。11.(2022·山西晋城高一检测)一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可以看到黑色粉末,部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,溶液立即变为血红色。下列说法不正确的是( )A.小袋中原来装有氧化铁B.小袋中原来装有铁粉C.该黑色粉末不可食用D.该黑色粉末作抗氧化剂答案 A解析 从题中信息“滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,溶液立即变为血红色”判断,该黑色粉末中含有铁元素。该黑色粉末为还原铁粉,作抗氧化剂,可防止高档茶叶、点心等食品变质,B、C、D项正确。12.(2023·上海奉贤高一期中)向CuO和铁粉的混合物中,加入一定量的稀H2SO4并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向溶液中插入一枚铁钉,片刻后,取出铁钉,洗净、干燥后,发现铁钉外观与质量均无变化。根据上述现象,下列结论正确的是( )A.不溶物一定是铜B.不溶物一定含铜,但不一定含铁C.H2SO4可能过量D.溶液中一定含有FeSO4,可能含有CuSO4答案 B解析 向CuO和铁粉的混合物中,加入稀硫酸并微热,仍有不溶物,向溶液中加入铁钉,铁钉质量无变化,说明稀硫酸反应完了,且溶液中不含铜离子,不溶物中一定含铜,若铁过量,则不溶物含铁。13.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜后,在所得溶液中加入铁粉。下列对加入铁粉充分反应后的体系分析合理的是( )A.若最终无固体,则体系中一定有Fe3+B.若最终有固体存在,则体系中一定有Fe2+C.若体系中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若体系中有Fe2+,则一定有Cu析出答案 B解析 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,会发生反应:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,在所得溶液中加入铁粉,若最终无固体,说明铁粉完全被Fe3+氧化,则体系中一定含有Fe2+、Cu2+,但不一定含有Fe3+,A项错误;若体系中有Cu2+,则加入的铁粉可能只与部分Cu2+发生反应生成铜,因此不一定没有固体析出,C项错误;当加入的铁粉较少时,只发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,则不会有Cu析出,D项错误。14.把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,所得金属粉末的质量与原铁粉的质量相等,则原溶液中H+与SO的物质的量浓度之比为( )A.1∶4 B.2∶7C.1∶2 D.3∶8答案 A解析 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x mol、y mol。Fe+ CuSO4===FeSO4+Cu Δm(固体质量增加)56 g 1 mol 64 g 8 g56y g y mol 64y g 8y gFe+ H2SO4===FeSO4+H2↑ Δm(固体质量减少)56 g 1 mol 56 g56x g x mol 56x g因为在反应前后固体质量相等,所以Δm(减)=Δm(增),即56x=8y,===,则==,故合理选项是A。15.(2023·杭州高一检测)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径25 nm)的流程如图所示:下列叙述不正确的是( )A.滤液A中含有Fe2+和Fe3+B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无需除去D.步骤⑤中,为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子,可将其均匀分散在水中,做丁达尔效应实验答案 C解析 铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl,加入铁粉还原铁离子:2Fe3++Fe===3Fe2+,同时除去过量的HCl,过滤出过量的铁,滤液B中的溶质为氯化亚铁,加入氢氧化钠溶液,生成Fe(OH)2浊液,向浊液中加入H2O2溶液氧化,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,再与氯化亚铁加热、搅拌发生反应生成Fe3O4,过滤、洗涤、干燥得产品超顺磁性纳米Fe3O4。超顺磁性纳米Fe3O4的粒子平均直径为25 nm,其分散在水中形成的分散系属于胶体,可以做丁达尔效应实验。16.同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__________________________________________。(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴新制氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变血红色,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_________________。(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴新制氯水,溶液变血红色,煤油的作用是________________________________________________________________________。(4)丙同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中,加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色,发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________。(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_____________________________________________。答案 (1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)2Fe3++2I-===2Fe2++I2(5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O解析 (1)在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性,能将氯化亚铁氧化为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气,排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成,发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2。(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。17.回答下列问题:(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有________(填“还原”或“氧化”)性。(2)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式:______________________________________________________________________________。(3)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是___________________________________________________(用离子方程式表示);处理过程中需定期添加的原料是________(填物质名称)。(4)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气,该氧化物和氢气在高温下发生反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2(标准状况下),则转移电子的数目为________;“引火铁”是一种极细的铁粉,它在空气中可以自燃,其原因是__________________________________________________。答案 (1)还原 (2)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+(3)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+===3Fe2+ 铁粉 (4)4NA 引火铁表面积很大,加快了与氧气的反应速率解析 (1)铁元素的化合价降低,被还原,说明维生素C具有还原性。(2)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,该反应的离子方程式为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。(3)向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+===3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉。(4)H元素由+1价降低为0价,标准状况下44.8 L H2的物质的量为2 mol,反应过程中转移的电子数目为4NA;引火铁表面积很大,加快了与氧气的反应速率,因此在空气中可以自燃。 展开更多...... 收起↑ 资源预览