三、3鐵及其重要化合物
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1、word 第三節(jié) 鐵及其重要化合物 【高考新動向】 考點梳理 1.了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2.了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 【考綱全景透析】 一、鐵的性質(zhì) 1.物理性質(zhì)銀白色光澤、密度大,熔沸點高,延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好、能被磁鐵吸引。 2.化學(xué)性質(zhì) 鐵是較活潑的金屬,鐵原子的最外層電子數(shù)為2個,可失去2個或3個電子而顯+2價或+3價,但+3價的化合物較穩(wěn)定。 (1)與非金屬反應(yīng):3Fe + 2O2Fe3O4Fe + SFeS 2Fe + 3C122FeCl3(鐵絲在氯氣中燃燒時,生成棕黃色的煙,加水振蕩后,溶液顯黃色) 說明 鐵跟氯氣、硫反應(yīng)時,分
2、別生成+2價和+3價的鐵,說明氧化性:氯氣>硫. (2)與水反應(yīng):①在常溫下,在水和空氣中的O2、CO2等的共同作用下,F(xiàn)e易被腐蝕(鐵生銹). ②在高溫下,鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成H2:3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 (3)與酸反應(yīng):①與非氧化性酸(如稀鹽酸、稀H2SO4等)的反應(yīng).例如: Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑ ②與氧化性酸。a.HNO3(稀)過量時生成Fe3+:Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。 b.鐵粉過量時生成Fe2+:3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 2SO4、濃HNO3
3、時,產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象,因此金屬鐵難溶于冷的濃H2SO4或濃HNO3中. (4)鐵與鹽溶液的反應(yīng) ①鐵能與比它活動性弱的金屬的鹽溶液反應(yīng),置換出這種金屬。Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。 ②鐵能與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2。離子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+。 二、鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗稱 (鐵紅) (磁性氧化鐵) 化合價 +2 +3 +2、+3 色、態(tài) 黑色粉未 紅棕色粉未 黑色晶體 水溶性 均不溶于水 和H+反應(yīng) FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe
4、2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O 與CO的反應(yīng) 穩(wěn)定性 在空氣中氧化為Fe3O4 空氣中穩(wěn)定 在空氣中穩(wěn)定 制備 高溫熔融,過量的鐵與O2反應(yīng):2Fe+O22FeO 氫氧化鐵加熱分解 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 鐵在氧氣中燃燒 3Fe + 2O2Fe3O4 【另】①FeO與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:3FeO+10HNO3====3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。 ②FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:FeO+2HI====FeI2+H2O、Fe2O3+6H
5、I====2FeI2+I2+3H2O。 氫氧化亞鐵-Fe(OH)2 氫氧化鐵- Fe(OH)3 顏色狀態(tài) 白色固體 紅褐色固體 水溶性 難溶于水 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定,易被空氣中的氧氣氧化,顏色變化:白色→灰綠色→紅褐色 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 較穩(wěn)定空氣中久置會部分失水成鐵銹受熱易分解 與酸反應(yīng) Fe(OH)2+2H+====Fe2++2H2O Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O 制取 新制FeSO4溶液與NaOH溶液隔絕空氣反應(yīng):Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ 鐵鹽與可溶性堿反
6、應(yīng) Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ 二者的關(guān)系 空氣中,F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3。 現(xiàn)象是:白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色 化學(xué)方程式為:4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 【熱點難點全析】 一、鐵的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系 1..“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系 (1)判斷離子共存 ①Fe2+、Fe3+均水解,與HCO、AlO、CO等因水解相互促進,在溶液中不能大量共存。 ②Fe3+與S2-、I-、HS-、SO,F(xiàn)e2+與NO(H+)、ClO-、MnO(H+)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。 (2)
7、除雜方法(括號內(nèi)為雜質(zhì)) ①Fe2+(Fe3+):加過量鐵粉過濾②FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2 ③FeCl2(CuCl2):加過量鐵粉過濾④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加過量強堿溶液過濾 (3)鹽溶液的配制與保存 ①Fe2+的鹽溶液:加少量鐵粉,防止Fe2+被氧化;加少量相應(yīng)的酸,防止Fe2+水解。 ②Fe3+的鹽溶液:加少量相應(yīng)的酸防止Fe3+水解。 (4)制備物質(zhì) 制備無水FeCl3——在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。 制備Fe(OH)3膠體——向沸水中加入飽和FeCl3溶液并煮沸至有紅褐色膠狀物出現(xiàn)為止。 【典例1】某校探究性學(xué)
8、習(xí)小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑,并回收銅。探究過程如下: 請回答下列問題: (1)步驟①中先加入熱的Na2CO3溶液除油污,操作甲的名稱是___________。 (2)步驟②中,除發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl====FeCl2+H2↑外,其他可能反應(yīng)的離子方程式為:______________________________。 (3)溶液C的顏色是________,溶液D中可能含有的金屬陽離子有_________。 (4)可以驗證溶液B中是否含有Fe2+的一種試劑是________(填選項序號)。 (5)操作乙的名稱是______,步驟⑤產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方
9、程式為:______________________________________________。 【解析】(1)用熱的Na2CO3溶液除去廢鐵屑上的油污后,將兩者分離的方法是過濾。 (2)由于鐵銹的主要成分是Fe2O3,還發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能有:Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O、 Fe+2Fe3+====3Fe2+。 (3)由B→C發(fā)生的反應(yīng)為:2FeCl2+Cl2====2FeCl3,F(xiàn)eCl3溶液呈棕黃色。向FeCl3溶液中加入印刷電路銅板,發(fā)生的反應(yīng)為:2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2 ,若Cu不足量,則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2
10、+、Cu2+、Fe3+;若Cu足量,則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+,所以溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+。 (4)由于Fe2+具有較強的還原性,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,所以可用酸性高錳酸鉀溶液驗證溶液B中是否含有Fe2+。 (5)由“D→E+氯氣+銅”知,操作乙是電解過程,反應(yīng)產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式:CuCl2Cu+Cl2↑。 答案:(1)過濾、(2) (3)棕黃色 Fe2+、Cu2+、Fe3+ (4)d(5)電解 CuCl2Cu+Cl2↑ 二、Fe2+和Fe3+的檢驗 1.溶液顏色含有Fe2+的溶液顯淺綠色含有Fe3+
11、的溶液顯黃色 2.用KS溶液和氯水 相關(guān)離子方程式:2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-Fe3+ + 3S- = Fe(S)3 (血紅色) 3. 用NaOH溶液或氨水 相關(guān)反應(yīng)方程式:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(紅褐色)Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 【提醒】 FeCl3溶液在與許多試劑反應(yīng)時會出現(xiàn)特殊現(xiàn)象,可作為鑒別Fe3+的依據(jù)。 (1)向FeCl3溶液中加幾滴KS溶液呈紅色; (2)FeCl3與NaOH溶液反應(yīng),生成紅褐色沉淀; (3)向FeCl3溶液中加入過量Fe粉
12、,溶液變淺綠色; (4)向FeCl3溶液中加入過量Cu粉,溶液變藍(lán)綠色; (5)將FeCl3溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中,溶液變藍(lán)色; (6)將飽和FeCl3溶液滴入沸水中,生成紅褐色Fe(OH)3膠體。 【典例2】下列離子的檢驗方法合理的是( ) A.向某溶液中滴入KS溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+ 2,然后再加入KS溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+ C.向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明該溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+ 【答案】選C。 【解析】向某溶液中滴
13、入KS溶液呈紅色,說明含F(xiàn)e3+,但無法確定是否含F(xiàn)e2+;向某溶液中通入Cl2,然后再加入KS溶液變紅色,說明此時含F(xiàn)e3+,但Cl2有氧化性,無法確定原來溶液中是Fe2+還是Fe3+;向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+;向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明該溶液中含有Fe2+,但由于紅褐色的掩蓋,無法說明是否含有Mg2+ 【高考零距離】 1、(2012·某某高考·12)下列由相關(guān)實驗現(xiàn)象所推出的結(jié)論正確的是 A.Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色,說明二者均有氧化性 B.溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出
14、現(xiàn)白色沉淀,說明該溶液中一定有SO42- C.Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng) D.分別充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中后液面均迅速上升,說明二者均易溶于水 【解題指南】解答本題時應(yīng)明確氯氣和二氧化硫褪色的原理的不同點,Cl-、SO42-的檢驗方法及注意事項。 【解析】選D。A項,二者漂白的原理不同,前者屬于氧化型,后者屬于化合型,因此不能說明SO2具有氧化性,A錯;B項,溶液中也可能含有SO32-,B錯;C項,鐵與硝酸發(fā)生的不是置換反應(yīng),C錯誤; 2、(2012·某某高考·7)下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是 ① ②
15、 ③ ④ ⑤ A.①③⑤ B.②③④ C.②④⑤D.①④⑤ 【分析】本題屬于元素及其化合物知識的考查X疇。三氧化鋁的兩性、偏鋁酸酸性弱于碳酸、候氏制堿原理 、Fe3+水解FeCl3溶液蒸干得不到無水FeCl3、氫氧化鎂不穩(wěn)定性等內(nèi)容都來源于必修一、和必修二等課本內(nèi)容及課本上的基本反應(yīng),看來高三復(fù)習(xí)不能“舍本逐末”。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意掌握中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化及相關(guān)方程式。 【解析】選A。 對于①:第一步轉(zhuǎn)化Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O, 第二步轉(zhuǎn)化2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2
16、CO3 或NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3; 對于②:第一步轉(zhuǎn)化不能一步實現(xiàn),第二步轉(zhuǎn)化SO3+H2O=H2SO4; 對于③:第一步轉(zhuǎn)化NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl, 第二步轉(zhuǎn)化2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 對于④:第一步轉(zhuǎn)化Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O, 第二步轉(zhuǎn)化,F(xiàn)eCl3水解,得不到無水FeCl3; 對于⑤:第一步轉(zhuǎn)化Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+ CaCl2 , 第二步轉(zhuǎn)化Mg(OH)2MgO+H2O;所以選A.①③⑤。 3.(2012·某某高考·12)下列
17、陳述ⅠⅡ正確并且有因果關(guān)系的是 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ A SO2有漂白性 SO2可使溴水褪色 B SiO2有導(dǎo)電性 SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維 C 濃硫酸有強氧化性 濃硫酸可用于干燥H2和CO D Fe3+有強氧化性 FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅 【解題指南】解答本題時應(yīng)從常見物質(zhì)的性質(zhì)考慮?!窘馕觥窟xD。 選項 具體分析 結(jié)論 A 陳述Ⅱ表現(xiàn)了SO2的還原性,而陳述Ⅰ表現(xiàn)為漂白性。 沒有因果關(guān)系 B 二氧化硅不導(dǎo)電。 不正確 C 陳述Ⅱ表現(xiàn)出弄硫酸的吸水性。 沒有因果關(guān)系 D 陳述Ⅱ中Fe3+氧化銅而使銅腐蝕回收。 屬
18、于因果關(guān)系 4、(2012·某某高考·7)下列敘述正確的是 A. Fe與S混合加熱生成FeS2 B. NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO3 C. 過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成 D. 白磷在空氣中加熱到一定溫度能轉(zhuǎn)化為紅磷 【解析】選C?!窘忸}指南】解答本題時應(yīng)注意物質(zhì)的特殊性質(zhì),如硫元素的氧化性較弱,碳酸鈉的穩(wěn)定性較強,同時注意關(guān)鍵詞語“過量”“濃”“空氣”。 選項 具體分析 結(jié)論 A 兩者混合加熱生成FeS。 錯誤 B 碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉,因此碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉。 錯誤 C 銅與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮,但是當(dāng)銅過量時,隨著硝酸的濃度
19、的降低,產(chǎn)物中便有一氧化氮生成。 正確 D 白磷在空氣中加熱會與氧氣反應(yīng)。 錯誤 5.(2011·某某高考·9)下表各選項中,不能利用置換反應(yīng)通過Y得到W的一組化合物是 【答案】選D。[來源:Z+xx+k.] 【解析】解答本題要注意如下兩點: (1)置換反應(yīng)是“單質(zhì)1+化合物1→單質(zhì)2+化合物2”。 (2)鐵鹽和金屬反應(yīng)時先被還原成亞鐵鹽,若金屬比鐵活潑,則過量的該金屬接著和亞鐵鹽發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)鐵。 選項 化學(xué)方程式 結(jié)論 A 2Mg+CO22MgO+C 符合 B 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 符合 C 2CH3CH2OH+2Na→2C
20、H3CH2ONa+H2↑ 符合 D 2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2 不符合 6.(2010·全國卷1)能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是 A.將銅屑加入溶液中: B.將磁性氧化鐵溶于鹽酸: C.將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合: D.將鐵粉加入稀硫酸中: 【答案】A 【解析】A正確,符合3個守恒;B錯誤,電荷不守恒,F(xiàn)e3O4中Fe有兩種價態(tài),正確應(yīng)該為:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;C錯誤,得失電子不守恒,電荷不守恒;正確的應(yīng)為:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;D錯誤,不符合客觀實際,反應(yīng)后鐵只能產(chǎn)生Fe2+和H2;
21、 7.(2010·某某卷)由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO組成的混合物,加入純鐵1mol并在高溫下和Fe2O3反應(yīng)。若純鐵完全反應(yīng),則反應(yīng)后混合物中FeO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比可能是 A.4:3 B.3:2 C.3:1 D.2:l 【答案】BC 【解析】此題考查了化學(xué)計算知識。分析題給混合物和高溫下發(fā)生的反應(yīng),可知當(dāng)Fe2O3+Fe=3FeO時,反應(yīng)后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3,則FeO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比為:3:2;當(dāng)發(fā)生反應(yīng):Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4時,反應(yīng)后混合物中含有2molFeO、4mo
22、lFe2O3,則FeO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比為:1:2;當(dāng)兩反應(yīng)均存在時,F(xiàn)eO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比處于兩著之間,故BC可能。 知識歸納:極端假設(shè)法是指根據(jù)已知的條件,把復(fù)雜問題假設(shè)為處于理想的極端狀態(tài),站在極端的角度去分析、考慮問題,使其因果關(guān)系顯得十分明顯、簡單,從而迅速地作出正確判斷的方法。比如此題中我們就假設(shè)了兩個極端,首先確定兩個極端,然后確定X圍,最后選擇。 8、(2012·某某高考·28)(12分) 工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下: (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的 吸收。 a. 濃H2SO43 (2)用稀H2SO
23、4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KS溶液后呈紅色,說明溶液中存在 (填離子符號),檢驗溶液中還存在Fe2+的方法是 (注明試劑、現(xiàn)象)。 (3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。 (4)CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是。 a. 電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng) c. 溶液中Cu2+向陽極移動 d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬 (5)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4 =2 CuSO4 + 2H2O可以制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計
24、為原電池,其正極電極反應(yīng)式為 。 【解題指南】解答本題時應(yīng)理清無機化工流程,明確每一步的反應(yīng)在流程中的作用。對于陌生的氧化還原反應(yīng)要用正確的配平方法進行配平;掌握電解精煉銅的原理及相關(guān)電極反應(yīng)式的書寫。 【解析】(1)從冰銅的元素組成上看,其中含有硫元素,焙燒產(chǎn)物泡銅和熔渣中不再含有硫元素,故可推知A一定為SO2, 一般選用堿液溶液,故答案為c、d。 (2)向溶液中滴加KS溶液,溶液呈紅色,可推知溶液中一定含有Fe3+;要檢驗溶液中還含有Fe2+,可取適量酸性KMnO4溶液于一只試管中,滴入幾滴該溶液,若酸性高錳酸鉀溶液褪色或變淺,說明該溶液中含有Fe2+。 (3)泡銅制取粗銅,是Cu
25、2O和鋁發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平方法進行配平可得,化學(xué)反應(yīng)方程式為3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu。 (4)在電解過程中,會有一部分電能損失轉(zhuǎn)化為熱能,因此電能不可能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A錯誤;C項,溶液中的Cu2+應(yīng)向陰極(精銅)移動,C錯誤;正確答案為b、d。[來源:Z_xx_k.] (5)本題可采取兩種方法書寫:一是直接法,通過化學(xué)反應(yīng)可以看出,O2 發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)物一定為O2,其對應(yīng)的還原產(chǎn)物為H2O,故正極的電極反應(yīng)為:O2-4e-+4H+=2H2O;方法二:先寫出負(fù)極電極反應(yīng):銅作為負(fù)極反應(yīng)物,氧化產(chǎn)物為CuSO4,故其電極反應(yīng)式為Cu-2e-+SO4
26、2-= CuSO4,在電量相同的前提下,用總的電極反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)式,可得正極的電極反應(yīng)式為O2-4e-+4H+=2H2O。 【答案】(1)c、d[來源:學(xué)*科*網(wǎng)] (2)Fe3+,取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4褪色 (3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu (4)b、d (5)4H++O2+4e-=2H2O[來源:學(xué)???。網(wǎng)] 9、(2012·某某高考·14)14.(9分) 在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中,廢液處理和資源回收的過程簡述如下: I:向廢液中投入過量鐵屑,充分反應(yīng)后分離出固體和濾液: II:向濾液中加入一定量石灰水
27、,調(diào)節(jié)溶液pH,同時鼓入足量的空氣。 己知:Ksp[Fe(OH)3×10-38 回答下列問題: (1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為: (2)過程I 加入鐵屑的主要作用是,分離得到固體的主要成分是,從固體中分離出銅需采用的方法是; (3)過程II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為; (4)過程II中調(diào)節(jié)溶液的pH為5,金屬離子濃度為。(列式計算) 【解析】(2)加入鐵屑的目的是置換銅,鐵過量后得到的混合物為Fe和Cu,加入鹽酸后可將多余的鐵反應(yīng)掉,經(jīng)過過濾分離出銅。 (3)過程II中通入氧氣使得氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3; (4
28、)通過Ksp的表達(dá)式,再根據(jù)Kw折算出氫離子,求出金屬離子的濃度。 【答案】(1)2Fe3+ + Cu=2Fe2++ Cu2+(2分) (2)回收銅 Cu和Fe 加鹽酸反應(yīng)后過濾(每空1分,共3分) (3)FeCl2 +Ca(OH)2==Fe(OH)2 ↓+CaCl2 4Fe(OH)2+ O2 +2H2O=4Fe(OH)3(2分) (4)c(Fe3+)=×10-38÷(10-9)3=×10-11(mol/L) (2分) 10、(2012·新課標(biāo)全國卷·26)(14分) 鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的
29、某氯化物FeClx的化學(xué)式,可用離子交換和漓定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品,溶解后先進行陽離子交換預(yù)處理,再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱,使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol/L的鹽酸滴定,滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量,并求出FeClx中,x值: (列出計算過程); (2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品,采用上述方法測得n(Fe):n(C1)=1:2.1,則該洋品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為__________。在實驗室中,F(xiàn)eCl2可用鐵粉和__________反應(yīng)制備,F(xiàn)eCl3
30、可用鐵粉和__________反應(yīng)制備; (3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為________________; (4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4,其反應(yīng)的離子方程式為________________。與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為________________,該電池總反應(yīng)的離子方程式為________________。 【解題指南】解答本題,書寫化學(xué)反應(yīng)方
31、程式應(yīng)注意掌握氧化還原反應(yīng)的原理書寫電極反應(yīng)式時注意電解質(zhì)溶液的酸堿性、配平。 【解析】 (1)根據(jù)氯元素和鐵元素的含量比值進行計算。 (2)設(shè)FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量分別為x、y,則(x+y)/(2x+3y)=1:2.1,解得,x:y=9:1,F(xiàn)eCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.1;鐵粉與鹽酸反應(yīng)可制得FeCl2,鐵粉與氯氣反應(yīng)可制得FeCl3。 (3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)生成的棕色物質(zhì)為碘單質(zhì),F(xiàn)e3+被還原成Fe2+。 (4)FeCl3與NaClO反應(yīng)時,ClO-被還原成Cl-。 電池的正極反應(yīng),高鐵酸根被還原為Fe3+,因為溶液是堿性的,所以產(chǎn)物只能寫成生成Fe(
32、OH)3, ,負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,總方程式中氧化產(chǎn)物是Zn(OH)2。 【答案】(1)n×·L-1 ×·mol -1 n·mol-1 n(Fe): n≈1:3,x=3 (2)0.10 鹽酸氯氣 (3)2Fe3++2I-=2Fe2++I2 (或2Fe3++3I-=2Fe2++I3-) (4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl- FeO42-+3e-+4H2O= Fe(OH)3+5OH-;2FeO42-+8H2O+3Zn= 2Fe(OH)3+ 3Zn(OH)3+4OH- 11.(2011·某某高考·16)以硫鐵
33、礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下: 回答下列問題: (1)在一定條件下,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ;過量的SO2與溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 [來源:學(xué)。科。網(wǎng)Z。X。X。K] (2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量,其目的是、 。 (3)通氯氣氧化時,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 ;該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收,尾氣中污染空氣的氣體為 (寫化學(xué))。 【解析】解答本題時應(yīng)依據(jù)所給流程結(jié)合鐵的化合物的性質(zhì)和有關(guān)化學(xué)原理分析整個過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
34、 (1)注意“過量的SO2” 與溶液反應(yīng)應(yīng)生成NaHSO3; (2)硫鐵礦燃燒將產(chǎn)生鐵的氧化物,為了提高鐵元素的浸出率,抑制Fe3+ 的水解,讓更多的鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵晶體,應(yīng)保持鹽酸過量; (3)注意抓住題目所給條件“氯氣氧化”和最終產(chǎn)物(FeCl3·6H2O),該過程應(yīng)是將Fe2+ 氧化,根據(jù)能被堿液吸收和生產(chǎn)過程中使用的原料分析尾氣應(yīng)為氯氣和氯化氫氣體。 【答案】[來源:學(xué)#科#網(wǎng)Z#X#X#K] SO2+==NaHSO3 (2)提高鐵元素的浸出率 抑制Fe3+水解 (3)Cl2+2Fe2+== 2Cl-+2Fe3+ 12.(2011·某某高考·7)圖中X、Y、Z為單質(zhì),
35、其他為化合物,它們之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已略去)。其中,A俗稱磁性氧化鐵;E是不溶于水的酸性氧化物,能與氫氟酸反應(yīng)。 回答下列問題: ⑴組成單質(zhì)Y的元素在周期表中的位置是;M中存在的化學(xué)鍵類型為;R的化學(xué)式是。 ⑵一定條件下,Z與H2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為ZH4。ZH4的電子式為。 ⑶已知A與1mol Al反應(yīng)轉(zhuǎn)化為X時(所有物質(zhì)均為固體),放出akJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。 ⑷寫出A和D的稀溶液反應(yīng)生成G的離子方程式:。 ⑸向含4mol D的稀溶液中,逐漸加入X粉末至過量,假設(shè)生成的氣體只有一種,請在坐標(biāo)系中畫出n(X2+)隨n(X)變化的示意圖,并標(biāo)出n(X2+)的最
36、大值。 【解析】解題時找準(zhǔn)突破口,F(xiàn)e3O4俗稱磁性氧化鐵,能和氫氟酸反應(yīng)的不溶于水的酸性氧化物為SiO2。 X、Y、Z都是單質(zhì),F(xiàn)e3O4和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成單質(zhì)鐵,故X是Fe,Y是氧氣,Z是單質(zhì)硅。 ⑴氧元素在周期表中的位置為:第二周期第ⅥA族;M是SiO2和NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物Na2SiO3,鈉離子和硅酸根離子之間存在離子鍵,硅酸根離子內(nèi)部存在共價鍵。 ⑵單質(zhì)Si和H2反應(yīng)生成SiH4,SiH4是共價化合物,電子式是。 ⑶1molAl反應(yīng)時放熱aKJ,書寫熱化學(xué)方程式時要注意對應(yīng)關(guān)系,即有8molAl參與反應(yīng)時,放熱8 aKJ。 ⑷O2、NO、H2O發(fā)生反應(yīng)4NO+3
37、O2+2H2O=4HNO3,F(xiàn)e3O4中既有Fe2+又有Fe3+,和硝酸發(fā)生反應(yīng)時,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+。 ⑸稀硝酸中,逐漸加入鐵粉,開始發(fā)生的反應(yīng)是Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,當(dāng)硝酸被消耗完了后又發(fā)生反應(yīng)2 Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2,故在畫圖的時候應(yīng)當(dāng)注意加入1mol Fe之后才開始產(chǎn)生Fe2+ Fe2+(溶液中只有4mol HNO3)。 【答案】⑴ 第二周期第ⅥA族 離子鍵、共價鍵 H2SiO3(或H4SiO4) ⑵。 ⑶8Al(s)+3Fe3O4(s)== 9Fe(s)+4 Al2O3(s) △H=-8aKJ·mol-
38、1 ⑷3Fe3O4+28H++NO3- ==9Fe3++NO↑+14H2O ⑸ 13.(2010·某某卷)(13分)某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀,制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究: [實驗]制備銀鏡,并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng),發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。 (1)下列有關(guān)制備銀鏡過程的說法正確的是。 a.邊振蕩盛有2%的AgNO3溶液的試管,邊滴入2%的氨水。至最初的沉淀恰好溶解為止 b.將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中 c.制備銀鏡時,用酒精燈的外焰給試管底部加熱 溶液配制過程中,溶液的pH增大 [提出假設(shè)] 假設(shè)1:F
39、e1+具有氧化性,能氧化Ag。 假設(shè)2:Fe(NO3)3溶液顯酸性,在此酸性條件下NO3能氧化Ag。 [設(shè)計實驗方案,驗證假設(shè)] (2)甲同學(xué)從上述實驗的生成物中檢驗出Fe3+,驗證了假設(shè)1成立。請寫出Fe3+氧化Ag的離子方程式:。 (3)乙同學(xué)設(shè)計實驗驗證假設(shè)2,請幫他完成下表中內(nèi)容(提示: NO在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜,有時難以觀察到氣體產(chǎn)生)。 實驗步驟(不要求寫具體操作過程) 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 ① ② …… 若銀鏡消失,假設(shè)2成立。 若銀鏡不消失,假設(shè)2不成立。 [思考與交流] (4)甲同學(xué)驗證了假設(shè)1成立,若乙同學(xué)驗證了假設(shè)2也成立。則丙同學(xué)由此得出結(jié)論
40、:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO都氧化了Ag。 你是否同意丙同學(xué)的結(jié)論,并簡述理由:。 【答案】(1)ade (2)Fe3++Ag= Fe2++Ag+ (3)①將銀鏡在硝酸銅溶液中 (4)同意4Fe3++6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe(OH)3+9Ag++3NO?? 【解析】本題第(1)小題是考查學(xué)生實驗,最后2小題具有較大的開放度。 【考點提升訓(xùn)練】 一、選擇題 1.下列有關(guān)鐵及其化合物的有關(guān)說法中正確的是( ) A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4 B.鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶
41、液中加入鐵粉,然后過濾 D.Fe3+與KS溶液產(chǎn)生紅色沉淀 2.把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合溶液中,充分反應(yīng)后,殘余固體的質(zhì)量與原來加入的鐵粉質(zhì)量相等,則原溶液中H+和SO的物質(zhì)的量之比為( ) A.1∶4 B.2∶7[來源:學(xué)???。網(wǎng)Z。X。X。K] C.1∶2 D.8∶31 3.(2012·某某模擬)A、B、C是所學(xué)過的三種單質(zhì),A、B、C及其他物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系如圖所示,其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D+CE+F且常溫下只有B為氣態(tài),則A、B、C分別為( ) A.Fe、Cl2、Cu B.Fe、C
42、l2、H2 C.Cu、Cl2、Fe D.Fe、Cl2、Mg 4.向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況),往所得溶液中加入KS溶液,無紅色出現(xiàn)。若用足量的氫氣在加熱下還原相同質(zhì)量的混合物,能得到鐵的物質(zhì)的量為( ) A.0.24 mol B.0.21 mol C.0.16 mol D.0.14 mol 5.(2012·某某模擬)下列敘述正確的是( ) 3·H2O是弱堿,所以不能用氨水與FeCl3溶液反應(yīng)制取Fe(OH
43、)3 2溶液中通入少量Cl2,再滴加少量CCl4,振蕩、靜置,下層液體為紫色 C.向一定體積的熱濃硫酸中加入過量的鐵粉,生成的氣體能被燒堿溶液完全吸收 2氣體通入溴水,欲檢驗溶液中是否有生成,可向溶液中滴加Ba(NO3)2溶液 6.(2012·某某模擬)將一淺綠色溶液,置于空氣中,變黃色。將此黃色溶液逐滴滴入沸水中,形成一種紅褐色膠體,下列說法中錯誤的是( ) 2+,在空氣中被氧化為Fe3+ 2+,向其中滴加KS溶液 C.配制該淺綠色溶液,要向其中加少量酸與鐵粉,目的是為了防止Fe2+的水解與氧化 3+,滴入KS溶液,看是否變紅色 7(2012·棗莊一模)下列描述正確的是
44、 A.在pH=1溶液中,NH+4、K+、ClO—、Cl—可以大量共存 B.MgO可以除去MgCl2溶液中的FeCl3 C.足量鐵粉與稀硝酸反應(yīng): D.向某溶液滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,出現(xiàn)白色沉淀,則證明該溶液中含有SO2-4 8.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉,充分?jǐn)嚢韬箬F完全反應(yīng),溶液中不存在Fe3+,同時析出 0.1 mol Ag。則下列結(jié)論中不正確的是( ) 2+與Fe2+的物質(zhì)的量之比為1∶2 B.氧化性:Ag+>Cu2+>Fe3+>Zn2+ 3+的溶液可腐蝕銅板 D.
45、1 mol Fe可還原1 mol Fe3+ 9. 向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣,溶液中某些離子的物質(zhì)的量變化如圖K21-1所示。已知:2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-,2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2。則下列有關(guān)說法中,不正確的是( ) 圖K21-1 A.線段BD表示Fe3+物質(zhì)的量的變化 B.原混合溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為6 mol C.當(dāng)通入2 mol Cl2時,溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示為:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I(xiàn)2+4Cl- D.原溶液中:n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3 10.
46、一定量的Fe和Fe2O3混合物投入2 mol/L 250ml的HNO3溶液中,反應(yīng)完全后,無固體剩余,生成1.12L NO氣體(標(biāo)況),再向反應(yīng)后溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液,要使鐵元素全部沉淀下來,所加NaOH溶液的體積最少是( ) A.450ml??? B.500ml??? C.400ml??? D.無法確定 11.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4 mol·L-1的
47、稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況),往所得溶液中加入KS溶液,無紅色出現(xiàn)。若用足量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物,所得到的鐵的物質(zhì)的量為 ( ) 12.(2012·某某模擬)常溫下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可發(fā)生如下兩個反應(yīng): 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+ 下列說法不正確的是( ) A.H2O2的氧化性比Fe3+強,其還原性比Fe2+強 B.在H2O2分解過程中,溶液的pH逐漸下降 C.在H2O2分解過程中,F(xiàn)e2+的總量保持不變 D.H
48、2O2生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe2+ 12.取某鐵的氧化物樣品,用140mL 5 mol/L鹽酸恰好使其完全溶解,所得溶液還能吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56 L氯氣,使其中的Fe2+ 完全轉(zhuǎn)化為 Fe3+,該樣品中可能的化學(xué)式是( ?。? A.Fe3O4???? B.Fe4O5C.Fe5O6????D.Fe5O7 13.(2012·某某模擬)在下列有FeCl3溶液參加的反應(yīng)中,與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是( ) ①FeCl3溶液與Cu反應(yīng) ②FeCl3溶液與H2S反應(yīng) ③FeCl3溶液與KI反應(yīng) ④FeCl3溶液滴入沸水中 ⑤FeCl3溶液與NaHCO3反應(yīng) ⑥FeCl3溶液中滴入
49、石蕊試液 A.③④⑤⑥ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.①②③ 二、非選擇題 “鐵的三種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)化”的案例。 (1)材料及試劑:具支試管、______(玻璃儀器)、U形管、多孔塑料墊板、粗(細(xì))玻璃管、酒精燈、鐵架臺、止水夾、乳膠管、單孔塞、鋅粒、FeO、Fe2O3、稀硫酸等。 (2)實驗裝置 實驗前需要檢查該裝置的氣密性,方法是______。 (3)U形管中裝入的藥品是______,其作用是______。 (4)待鋅粒與稀硫酸反應(yīng)一段時間后,再點燃酒精燈甲和酒精燈乙,這樣操作的必要性是______。 (5)實驗完畢,關(guān)閉止水夾,熄滅兩只酒精燈,可以觀察到具支試管與
50、長頸漏斗中的現(xiàn)象是_____,關(guān)閉止水夾的目的是______。 (6)玻璃管冷卻后,取出玻璃管內(nèi)的物質(zhì)檢驗有單質(zhì)鐵存在,寫出玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________。 15.鐵是日常生活中用途最廣、用量最大的金屬材料。 (1)常溫下,可用鐵質(zhì)容器盛裝濃硫酸的原因是。 (2)某實驗小組利用右圖裝置驗證鐵與水蒸氣的反應(yīng)。 ①濕棉花的作用是,試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 ②實驗結(jié)束后,取出少量反應(yīng)后的固體于試管中,加入過量鹽酸,固體完全溶解,所得溶液中存在的陽離子是_____(填序號)。 a.一定有Fe2+、H+和Fe3+ b.一定有Fe2+、H+,可能有Fe3+ c.一定有
51、Fe2+、Fe3+,可能有 H+ d.一定有Fe3+、H+,可能有Fe2+ (3)另稱取一定量的鐵釘放入適量的濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后收集氣體。經(jīng)測定氣體中含有SO2、CO2和H2。 ① 鐵與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 ② 氣體中混有CO2的原因是(用化學(xué)方程式表示)。 ③ 將672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)收集到的氣體通入足量溴水中,發(fā)生反應(yīng): SO2 + Br2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)洗滌、干燥得到固體 g。由此推知收集到的氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)是。 16.(14分)(2012·某某模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組請你參與“研究鐵
52、與水反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實驗探究,并共同解答下列問題: 【探究一】設(shè)計如圖所示裝置進行“鐵與水反應(yīng)”的實驗。 (1)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。 (2)反應(yīng)前A中投放碎瓷片的目的是____________________________________。 (3)裝置E中的現(xiàn)象是________________________________________________。 【探究二】設(shè)計如下實驗方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中黑色固體的成分。 (4)待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后,取少許其中的固體物質(zhì)溶于_
53、______后,將所得溶液分成兩份。 (5)一份滴加幾滴KS溶液。若溶液變紅色,推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分(選填序號,下同)為_______;若溶液未變紅色,推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為_______。 ①一定有Fe3O4②一定有Fe ③只有Fe3O4④只有Fe (6)另一份用_______(填儀器名稱)加入_______,可以證明溶液中存在Fe2+。 【探究三】設(shè)計如下流程測定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中固體含鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (7)試劑b的化學(xué)式是_______。 (8)計算反應(yīng)后B裝置中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。 【答案及解析】 一、
54、選擇題 1.【答案】C 【解析】A項為Fe2O3,B項為Fe3O4,D項生成的不是沉淀。 2. 【答案】A 【解析】由題可知反應(yīng)的鐵粉與生成的銅質(zhì)量相等。 又H2SO4~Fe,CuSO4~Fe~Cu 有[n(H2SO4)+n(CuSO4)]×56=64n(CuSO4) =→== 3.【解析】選A。B單質(zhì)水溶液呈酸性,且常溫下為氣態(tài),則B為Cl2,結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可推出,A、B、C、D、E、F分別為Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。 4. 【答案】B 【解析】依題意可知生成的溶液為Fe(NO3)2,則鐵元素的物質(zhì)的量為溶液中硝酸根離子的一半,生成的溶液中的硝
55、酸根離子的物質(zhì)的量為0.12 L×4 mol/L-=0.42 mol,則混合粉末中共含鐵0.21 mol。 5.【解析】選B。A項,F(xiàn)eCl3+3NH3·H2O====Fe(OH)3↓+3NH4Cl;B項,由于還原性I->Fe2+,所以向FeI2溶液中通入少量Cl2,Cl2首先與I-反應(yīng):Cl2+2I-====I2+2Cl-;C項,過量的Fe與熱濃硫酸反應(yīng),首先產(chǎn)生SO2氣體,隨著反應(yīng)的進行,濃硫酸的濃度逐漸變稀,后來稀硫酸與Fe反應(yīng)產(chǎn)生H2;D項,由于發(fā)生反應(yīng):SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr,欲檢驗溶液中的,應(yīng)向溶液中加入BaCl2溶液,若加入Ba(NO3)2溶液,則
56、不能排除的干擾,故選B項 6.【解析】選B。向該黃色溶液中滴加KS溶液,溶液變紅色,可以證明含有Fe3+,無法證明是否含有未被氧化的Fe2+。 7. 【答案】B 8. 【答案】選B、D。 【解析】因加入Fe后,F(xiàn)e3+、Ag+首先被還原,說明Cu2+氧化能力比Fe3+和Ag+弱,故B項不正確;A項中由Cu、Fe守恒知n(Cu2+)=0.1 mol,而n(Fe2+)=n(Fe3+)+n(Fe)= 0.2 mol,故A項正確;C項由于氧化性Fe3+>Cu2+,故含F(xiàn)e3+的溶液可腐蝕銅板,C項正確;D項由2Fe3++Fe ==== 3Fe2+可知,1 mol Fe可還原2 mol Fe3
57、+,D項不正確。 9. 【答案】B 【解析】 通過題給信息可知,發(fā)生反應(yīng)的先后順序為:2I-+Cl2===I2+2Cl-,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。在AB段發(fā)生反應(yīng)2I-+Cl2===I2+2Cl-,所以n(I-)=2 mol;在BD段,發(fā)生反應(yīng)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故原溶液中n(Fe2+)=4 mol,所以A項正確;從D開始發(fā)生反應(yīng)2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,所以原溶液中n(Br-)=6 mol,所以B項錯誤,D項正確;對于C項,根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的先后順序判斷,也正確。綜上,本題選擇B。 10
58、. 【答案】A 11. 【答案】B 12. 解析:根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化性、還原性強弱比較規(guī)律:同一氧化還原反應(yīng)中滿足左強右弱,即A項正確;把兩式相加,發(fā)現(xiàn)Fe2+的量沒有改變,說明其作用是H2O2分解的催化劑,因此生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格避免混入Fe2+,即C、D項都正確;H2O2顯弱酸性,但分解后生成水,即酸性減弱,pH逐漸增大,B項錯誤。 答案:B 12. 【答案】D 13. 解析:上述反應(yīng)的反應(yīng)類型分別為: 反應(yīng) 反應(yīng)類型 FeCl3溶液與Cu反應(yīng) 氧化還原反應(yīng) FeCl3溶液與H2S反應(yīng) 氧化還原反應(yīng) FeCl3溶液與KI反應(yīng) 氧化還原反應(yīng) FeCl3溶液滴入沸水
59、中 水解反應(yīng) FeCl3溶液與NaHCO3反應(yīng) 相互促進的水解反應(yīng) FeCl3溶液中滴入石蕊試液 水解反應(yīng) 答案:D 二、非選擇題 14. 【解析】(1)對照實驗裝置圖可知,缺少的玻璃儀器是長頸漏斗。(2)該裝置中有長頸漏斗,故可采用注水法檢查裝置氣密性。(3)鐵的氧化物的還原需要干燥的還原性氣體,否則水蒸氣容易與還原出的鐵反應(yīng),故U形管中是干燥劑。 (4)反應(yīng)前裝置中有空氣,若剛通入氫氣時便加熱,可能會導(dǎo)致爆炸,故采用先通入氫氣排出空氣然后再加熱的方法。(5)熄滅酒精燈,玻璃管內(nèi)反應(yīng)結(jié)束,關(guān)閉止水夾,因為鋅粒與酸仍然反應(yīng)產(chǎn)生氣體,使裝置內(nèi)氣壓升高,具支試管中的液體被壓入長頸
60、漏斗中。(6)玻璃管中發(fā)生的是鐵的氧化物被氫氣還原的反應(yīng)。 【答案】(1)長頸漏斗(答“分液漏斗”或“漏斗”錯) (2)關(guān)閉止水夾,在長頸漏斗中注入水,如果漏斗中能夠形成一段水柱,且水柱在短時間內(nèi)不回落,則證明該裝置氣密性良好 (3)堿石灰(或無水氯化鈣) 除去氫氣中的水蒸氣(或答“干燥氫氣”) (4)排出裝置體系中的空氣,防止爆炸 (5)具支試管中的液面下降,長頸漏斗中的液面上升 防止被還原出的鐵再被氧化 (6)FeO+H2 Fe+H2O、 Fe2O3+3H22Fe+3H2O 15. 【答案】(1)濃硫酸具有強化性,在鐵表面生成一層致密的氧化膜 (2)①提供水蒸氣
61、 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 ② b (3)① 2Fe + 6H2SO4(濃) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O ② C + 2H2SO4(濃) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O ③ 66.7% 16.【解析】【探究一】(1)Fe與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 (2)碎瓷片的作用是防止暴沸。 (3)裝置E中發(fā)生反應(yīng):H2+CuOCu+H2O,現(xiàn)象是:黑色固體變紅,右端管壁有水珠。 【探究二】在驗證反應(yīng)后黑色固體的成分時,檢驗Fe3+,最佳試劑為KS溶液;在確定存在Fe3+時,檢驗Fe2+,可用酸性K
62、MnO4溶液。由于酸性KMnO4溶液與鹽酸發(fā)生反應(yīng),所以在溶解反應(yīng)后的黑色固體時,不能用鹽酸,也不能用硝酸(因為HNO3可氧化Fe2+),可用稀硫酸。 【探究三】由“紅棕色固體”知,該物質(zhì)為Fe2O3,則和NaCl及過量,所以試劑b為NaOH溶液。m(Fe2O3)=32 g,則n(Fe2O3)=0.2 mol,則n(Fe)=0.4 mol,則反應(yīng)后B裝置中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%≈77.8%。 答案:(1) (2)防止暴沸 (3)黑色固體變紅,右端管壁有水珠 (4)稀硫酸 (5)①② (6)膠頭滴管 酸性KMnO4溶液,溶液褪色 (7)NaOH (8)77.8% 26 / 27
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