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配餐作業(yè)(八)　鐵及其化合物 1．現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會(huì)由淡綠色變?yōu)樽攸S色，其原因可能是(　　) A．蘋果汁中的Fe2＋變成Fe3＋ B．蘋果汁中含有Cu2＋ C．蘋果汁中含有OH－ D．蘋果汁中含有Fe3＋ 解析　蘋果汁中的Fe2＋變成Fe3＋，使得現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會(huì)由淡綠色變?yōu)樽攸S色，A項(xiàng)正確；Cu2＋顯藍(lán)色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；OH－無(wú)色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋本身是棕黃色，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　A 2．(2018廣東深圳月考)《新修本草》是我國(guó)古代中藥學(xué)著作之一，記載藥物844種，其中有關(guān)于“青礬”的描述為：“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……燒之赤色……”據(jù)此推測(cè)，“青礬”的主要成分為(　　) A．CuSO45H2O B．FeSO47H2O C．KAl(SO4)212H2O D．Fe2(SO4)39H2O 解析　由題意知，青礬是綠色，經(jīng)煅燒后，生成紅色固體。符合要求的是FeSO47H2O，它是綠色晶體，經(jīng)高溫煅燒后生成磚紅色Fe2O3粉末。 答案　B 3．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是(　　) A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 解析　Fe3O4與稀硝酸反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e2＋會(huì)被氧化為Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。 答案　B 4．向下列物質(zhì)分別與少量氯水反應(yīng)所得的溶液中滴入KSCN溶液，不一定顯紅色的是(　　) A．氧化鐵　　　　　　　 B．銅鐵合金 C．Fe(OH)3 D．FeCl2 解析　Fe2O3與氯水中的H＋發(fā)生反應(yīng)生成Fe3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅鐵合金中的銅能與反應(yīng)生成的Fe3＋發(fā)生反應(yīng)生成Fe2＋，不一定存在Fe3＋，B項(xiàng)正確；Fe(OH)3與氯水中的H＋反應(yīng)生成Fe3＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氯水中的Cl2能將Fe2＋氧化成Fe3＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 5．下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是(　　) A．Fe3O4為紅棕色晶體 B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2 C．除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中通入氯氣 D．Fe3＋與KSCN試劑產(chǎn)生紅色沉淀 解析　Fe3O4是黑色晶體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中通入氯氣，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，C項(xiàng)正確；Fe3＋與KSCN作用溶液呈紅色，但不是沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 6．用毛筆蘸取少量30% FeCl3溶液在銅片上寫一個(gè)“Cu”字，放置片刻，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中，下列說法正確的是(　　) A．燒杯中的溶液呈黃色 B．銅片無(wú)任何變化 C．銅片上有凹陷的“Cu”字 D．發(fā)生了反應(yīng)：Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋ 解析　FeCl3與Cu發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，故燒杯中的溶液為CuCl2和FeCl2，溶液的顏色不是黃色，銅片上有凹陷的“Cu”字，D項(xiàng)離子方程式兩邊電荷不守恒，應(yīng)為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 答案　C 7．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說法中正確的是(　　) A．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋ B．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋ C．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋ D．若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋ 解析　若濾出的固體為Cu，則溶液中一定含有Fe2＋，可能含有Cu2＋，但一定不含F(xiàn)e3＋，原因是Fe3＋與Cu不共存，能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。A、B、C三項(xiàng)均錯(cuò)誤；若濾出的固體為Fe和Cu，則溶液中一定含有Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，原因是Fe能與Cu2＋、Fe3＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 答案　D 8．某溶液中含有Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋等4種離子，若向其中加入過量的NaOH溶液，微熱并攪拌，再加過量鹽酸，溶液中大量減少的陽(yáng)離子是(　　) A．Cu2＋ B．Mg2＋ C．Fe2＋ D．Al3＋ 解析　Fe2＋與OH－作用生成Fe(OH)2，微熱攪拌條件下與空氣接觸，F(xiàn)e(OH)2會(huì)被氧化成Fe(OH)3，再加入過量鹽酸，最終會(huì)生成Fe3＋。 答案　C 9．下列事實(shí)不能證明Fe3＋有氧化性的是(　　) A．電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕電路板上的銅 B．FeCl3溶液滴在淀粉KI試紙上，試紙變?yōu)樗{(lán)色 C．將KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液變?yōu)檠t色 D．將H2S氣體通入FeCl3溶液中，產(chǎn)生淡黃色沉淀 解析　A項(xiàng)中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B項(xiàng)中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2；D項(xiàng)中H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C項(xiàng)中Fe3＋在反應(yīng)中化合價(jià)未發(fā)生改變，不具有氧化性，選C。 答案　C 10．(2018滄州質(zhì)量監(jiān)測(cè))為驗(yàn)證還原性：SO2>Fe2＋>Cl－，三組同學(xué)分別進(jìn)行了下圖實(shí)驗(yàn)，并對(duì)溶液1和溶液2中所含離子進(jìn)行了檢驗(yàn)，能證明上述還原性順序的實(shí)驗(yàn)組有(　　) 溶液1 溶液2 甲 含F(xiàn)e3＋、Fe2＋ 含SO 乙 含F(xiàn)e3＋，無(wú)Fe2＋ 含SO 丙 含F(xiàn)e3＋，無(wú)Fe2＋ 含F(xiàn)e2＋ A.只有甲 B．甲、乙 C．甲、丙 D．甲、乙、丙 解析　本實(shí)驗(yàn)利用“還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物”“強(qiáng)還原性制弱還原性”的原理來驗(yàn)證還原性的強(qiáng)弱順序。向FeCl2溶液中通入Cl2，得到溶液1，再向溶液1中通入SO2，得到溶液2。甲、溶液1中含有Fe3＋、Fe2＋，說明發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反應(yīng)完全，可證明還原性Fe2＋>Cl－；溶液2中含有SO，則說明發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，可證明還原性SO2>Fe2＋，故甲能證明還原性SO2>Fe2＋>Cl－；乙、溶液1中含有Fe3＋，無(wú)Fe2＋剩余，則還原性Fe2＋>Cl－，但Cl2可能過量，再通入SO2，可能發(fā)生的反應(yīng)是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，不能比較SO2與Fe2＋的還原性強(qiáng)弱，故乙不能驗(yàn)證；丙、溶液1中含有Fe3＋，沒有Fe2＋，通入SO2后溶液中又含有Fe2＋，說明SO2將Fe3＋還原得到Fe2＋，證明還原性SO2>Fe2＋，故丙實(shí)驗(yàn)結(jié)論能證明還原性SO2>Fe2＋>Cl－。 答案　C 11．根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答有關(guān)問題。 (1)淺綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為__________，試劑1是__________。 (2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是__________(填選項(xiàng)字母)。 a．Cl2　　b．新制氯水　　c．濃硫酸　　d．S　　e．硝酸 (3)固體A溶于稀鹽酸的化學(xué)方程式為___________。 (4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是_____________________。 (5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)向E中加入了過量的一種固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)棕黃色褪去，現(xiàn)對(duì)褪色原因進(jìn)行探究。提出你的假設(shè)：__________________；為了對(duì)你所提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是_____________________________________________。 解析　從框圖可知，F(xiàn)e和稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2溶液，為淺綠色，即D的主要成分為FeCl2，加入試劑2后變?yōu)樽攸S色溶液，聯(lián)想最終變成深紅色溶液F(硫氰化鐵溶液)，可以推斷溶液E的主要成分為Fe3＋，試劑2為強(qiáng)氧化劑，S不符合條件。Fe與H2O(g)反應(yīng)生成固體Fe3O4，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B為FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入試劑1(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后，F(xiàn)e3＋變成Fe(SCN)3，加入試劑2(強(qiáng)氧化劑)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3，所以溶液紅色加深。 答案　(1)FeCl2　KSCN溶液(或NH4SCN溶液) (2)d　(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O (4)溶液中的Fe2＋被氧化劑氧化成Fe3＋，使Fe3＋濃度增大，從而生成更多的硫氰化鐵使紅色加深 (5)加入還原劑將Fe3＋還原　用膠頭滴管取少量棕黃色褪去后的溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，再加入幾滴氯水。如果溶液開始不出現(xiàn)紅色，加氯水后出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)正確；若溶液不變紅色，則假設(shè)不正確 12．硫酸亞鐵晶體(FeSO47H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)?。某課外小組測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟如下： 請(qǐng)回答下列問題： (1)證明步驟①濾液中含有Fe2＋的方法：取樣，先滴加KSCN溶液，再滴加___________，該過程的現(xiàn)象為 __________________________________________________。 (2)步驟②加入過量H2O2的目的是 __________________________________________________ __________________________________________________。 (3)步驟③中反應(yīng)的離子方程式是 __________________________________________________ __________________________________________________。 (4)步驟④中一系列處理的操作步驟：過濾、______、灼燒、________、稱量。 (5)若實(shí)驗(yàn)中鐵無(wú)損耗，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻F元素的質(zhì)量為________ g。 解析　(1)證明步驟①濾液中含有Fe2＋的方法是取樣，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水(或雙氧水、稀硝酸等)，若濾液由淺綠色變?yōu)榧t色，則說明濾液中含有Fe2＋。(2)由于H2O2具有氧化性，加入過量H2O2的目的是將Fe2＋全部氧化為Fe3＋。(3)步驟③的目的是將Fe3＋全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，所以步驟③需加入過量的氨水，反應(yīng)的離子方程式是Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。(4)步驟④的目的是將產(chǎn)生的紅褐色懸濁液分離，最終得到固體Fe2O3，所以步驟④的操作步驟是過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。(5)由于實(shí)驗(yàn)中鐵無(wú)損耗，根據(jù)鐵元素守恒得，每片補(bǔ)血?jiǎng)┲衜(Fe)＝()10 g＝0.07a g。 答案　(1)氯水(或雙氧水、稀硝酸等合理氧化劑)　溶液由淺綠色變?yōu)榧t色 (2)將Fe2＋全部氧化為Fe3＋ (3)Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH (4)洗滌　冷卻　 (5)0.07a 【方法技巧】 鴛鴦繡取憑君看　守恒金針度與人 高考中解題時(shí)間有限，在解答復(fù)雜的計(jì)算題時(shí)，如有關(guān)氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系、電化學(xué)反應(yīng)等，可以采用守恒法突破，優(yōu)化思維過程，簡(jiǎn)化原理，實(shí)現(xiàn)速解巧解，提高解題效率。 13．(2018昆明市重點(diǎn)中學(xué)調(diào)研)鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中用途廣泛。利用FeSO4制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下： 實(shí)驗(yàn)室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制得)和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉(zhuǎn)化”環(huán)節(jié)。 (1)裝置A的名稱是________，裝置B中盛放的試劑是________，NH4HCO3盛放在裝置________中。 (2)實(shí)驗(yàn)過程中，欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是__________________________________，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是________________________，檢驗(yàn)久置的FeSO4是否變質(zhì)的方法是________________________。 (3)干燥過程主要目的是脫去游離水，過程中會(huì)有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________，取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，與碳混合后焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為________g。 解析　(1)裝置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，裝置B中盛放鐵粉，稀硫酸與鐵粉反應(yīng)生成H2和FeSO4。裝置C中盛放NH4HCO3。(2)檢驗(yàn)D處氫氣已純凈時(shí)，表明裝置中空氣已排盡，關(guān)閉活塞3，打開活塞2，在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發(fā)生反應(yīng)。FeSO4具有還原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。用KSCN溶液檢驗(yàn)久置的FeSO4是否變質(zhì)。(3)FeCO3、FeOOH的物質(zhì)的量分別為x、y，則x116 gmol－1＋y89 gmol－1＝12.49 g，56 gmol－1(x＋y)＝6.16 g，解得x＝0.1 mol，y＝0.01 mol。故m(FeOOH)＝0.89 g。 答案　(1)分液漏斗　鐵粉　C　(2)(待D處的氣體純凈后)關(guān)閉活塞3，打開活塞2　Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O)　亞鐵離子易被氧化　取樣品配成溶液，取少量溶液于試管中，再向試管中加入KSCN溶液，觀察是否顯血紅色(合理答案即可)　(3)4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2　0.89 14．某同學(xué)為了驗(yàn)證Fe3＋是否能將H2SO3氧化成SO，用50 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液吸收制取SO2氣體的尾氣后，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)： (1)檢驗(yàn)吸收液中的SO操作為__________________________，證明Fe3＋能夠把H2SO3氧化成SO。 (2)請(qǐng)配平并完成上述反應(yīng)中的化學(xué)方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物是________(寫化學(xué)式)。 (3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，對(duì)其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能組合進(jìn)行探究： ①提出假設(shè)。 假設(shè)1：溶液中存在Fe2＋； 假設(shè)2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋； 假設(shè)3：溶液中存在________________________。 ②設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿)。限選實(shí)驗(yàn)試劑和儀器：試管、滴管、0.1 molL－1 KMnO4溶液、0.1 molL－1 KSCN溶液、品紅稀溶液。 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1：用試管取樣品溶液2～3 mL，并滴入_______ 若出現(xiàn)紅色，則假設(shè)2成立，1、3不成立；若未出現(xiàn)紅色，則假設(shè)2不成立，假設(shè)1或3成立 步驟2： 步驟3： 解析　(1)檢驗(yàn)SO常用稀鹽酸和BaCl2溶液。 (2)SO2被氧化成了H2SO4，則FeCl3被還原成FeCl2。 (3)對(duì)于溶液中三種微?？赡艽嬖谇闆r如下：假設(shè)1，若Fe3＋與H2SO3正好反應(yīng)則只存在Fe2＋；假設(shè)2，若Fe3＋過量則存在Fe3＋與Fe2＋；假設(shè)3，若Fe3＋不足，則存在Fe2＋與H2SO3；三種假設(shè)的不同之處在于假設(shè)2中含有Fe3＋，假設(shè)3中含有H2SO3，據(jù)此，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。 答案　(1)取少量樣品溶液于試管中，先滴入足量的稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成 (2)2H2O　2FeCl2　2HCl　H2SO4 (3)①Fe2＋、H2SO3 ② 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 步驟1：1～2滴0.1 molL－1 KSCN溶液 步驟2：另取2～3 mL樣品溶液于試管中，滴入1～2 mL品紅稀溶液 若品紅溶液紅色褪去，則假設(shè)3成立；若品紅溶液不褪色，則假設(shè)3不成立，假設(shè)1成立