第二节 几种重要的金属化合物 第三课时 铁的重要化合物
[A篇 知识对点训练]
知识点1 铁的氧化物和氢氧化物
1.下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是( )
A.①④⑤B.②③ C.①②③④⑤D.①③ 答案 D
解析 Fe(OH)2为白色;Fe具有较强的还原性,Fe具有较强的氧化性。 2.下列说法正确的是( ) A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.Fe2O3为碱性氧化物,可与水反应生成Fe(OH)3 C.铁锈的主要成分是Fe2O3
D.Fe3O4中铁元素有+2价和+3价,Fe3O4是混合物 答案 C
解析 赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3,A错误,C正确;Fe2O3为碱性氧化物,但不与水反应,B错误;Fe3O4为纯净物,不是混合物,D错误。
3.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
2+
3+
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 答案 B
解析 因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中,③中液面上加苯阻止了空气进入;②由于能接触到空气中的O2,故不能较长时间观察到白色沉淀。
知识点2 铁盐和亚铁盐
4.下列关于Fe和Fe的叙述中,错误的是( ) A.Fe的水溶液为浅绿色 B.Fe的水溶液为黄色
C.Fe具有氧化性,Fe具有还原性
D.Fe溶液中滴入含SCN的溶液,立即出现红色沉淀 答案 D
解析 Fe溶液中滴入含SCN的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。 5.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,下列方法可行的是( ) A.滴入KSCN溶液 B.加入铁粉 C.通入氯气 D.加入铜粉 答案 B
解析 Fe+2FeCl3===3FeCl2,故可用Fe除去FeCl2中的FeCl3。 6.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe,不含有Mg
答案 C
解析 A项,加入KSCN后呈红色,说明含Fe,但不能说明是否含有Fe;B项,通Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含Fe,而原溶液中是否含有Fe无法判断;C项,加NaOH得红褐色沉淀说明含有Fe;D项,当溶液中含有Fe和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时,同样会出现上述现象,因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时,红褐色很容
3+
2+
3+
2+
3+
2+
2+
2+
3+
2+
2+
3+
-
3+
-
3+
2+
3+2+
2+
3+
易掩盖其他白色沉淀的现象。
7.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。 甲组:检验含Fe的溶液中是否含有Fe; 乙组:检验含Fe的溶液中是否含有Fe。 下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
2+
3+
3+
2+
答案 B
解析 由于Fe的干扰,在检验Fe时使用酸性KMnO4溶液,只有B正确。 8.已知下述三个实验均能发生化学反应:
① 将铁钉放入 硫酸铜溶液中 下列判断正确的是 ( ) A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe既显氧化性又显还原性 C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe>Fe>Cu 答案 A
解析 实验①中铁钉作还原剂,氧化性Cu>Fe;实验②中Fe只表现还原性,实验③中反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知:氧化性:Fe>Cu,综上可知氧化性Fe>Cu>Fe,故A正确,B、C、D错误。
[B篇 综合提升训练]
9.下列关于铁及其化合物的说法中正确的是( ) A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.去除FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤 D.Fe与KSCN反应产生红色溶液 答案 C
2+
3+
2+
2+
3+
2+
2+
2+
2+
3+
2+
2+
2+3+
2+
② 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水 ③ 将铜丝放入氯化铁溶液中 解析 A项,Fe3O4是一种黑色晶体,俗称磁性氧化铁;B项,铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;D项,Fe与KSCN反应产生红色溶液。
10.把铁和铜加入氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中,反应后铁有剩余,则( ) A.溶液中有Fe、CuB.剩下的固体是Fe和Cu C.溶液中有Fe、FeD.剩下的固体是Fe,无Cu 答案 B
解析 铁粉能发生反应:Fe+2Fe===3Fe,Fe+Cu===Cu+Fe,若铁粉过量,则溶液中一定无Fe(以Fe形式存在),无Cu(以Cu形式存在)。
11.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是( )
A.11.2 g B.5.6 g C.2.8 g D.无法计算 答案 C
解析 依题意,恰好反应后溶液中只存在FeCl2,根据原子守恒法,可建立关系:n(Fe)1112+-
=n(Fe)=n(Cl)=n(HCl)=×0.1 L×1 mol/L=0.05 mol, m(Fe)=2.8 g。
222
12.已知A为常见的金属单质,根据下图所示的关系:
3+
2+
2+
3+
2+
2+
2+
3+
2+
2+
2+
3+
下列叙述中正确的是( ) A.A为Fe,B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化:由浅绿色到黄色 C.④的离子方程式:Fe+Fe===2Fe
D.⑤的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 答案 B
解析 由红褐色固体,可知F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,“黑色晶体”B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2。④的离子方程式:Fe+2Fe===3Fe,⑤的离子方程式:2Fe+Cl2===2Fe+2Cl。
13.(1)合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。
①某FeO、Fe2O3混合物中,铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5,其中FeO、Fe2O3
的物质的量之比为____________。
②当催化剂中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1∶2 时,其催化活性最高,此时铁的氧化物的混合物中铁的质量分数为________(用小数表示,保留两位小数)。
(2)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
2+
3+
-
3+
2+
3+
2+
①用FeO、Fe2O3和稀盐酸、氯气制取FeCl3溶液的离子方程式为________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________, 检验溶液中Fe存在的试剂是________。 ②写出
FeCl3
溶液与金属铜发生反应的化学方程式
________________________________________________________________________________________________________________________________________________,
当转移电子数为6.02×10时,被氧化的物质的质量为________________________。 答案 (1)①2∶1 ②0.72 (2)①FeO+2H===Fe+H2O Fe2O3+6H===2Fe+3H2O 2Fe+Cl2===2Fe+2Cl KSCN溶液
②2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 320 g
解析 (1)①设FeO的物质的量为x,Fe2O3的物质的量为y。则故FeO与Fe2O3的物质的量之比为2∶1。
②设催化剂中含1 mol FeO、1 mol Fe2O3,催化剂中铁的质量分数为56 g·mol×3 mol
≈0.72或二者的混合物组成相当于Fe3O4,故铁-1-1
56 g·mol×3 mol+16 g·mol×4 mol
56 g·mol×3 mol
元素的质量分数为≈0.72。 -1-1
56 g·mol×3 mol+16 g·mol×4 mol
(2)①FeO、Fe2O3与盐酸反应,生成FeCl2、FeCl3,通入氯气氧化FeCl2制取FeCl3。 ②FeCl3溶液与Cu反应生成FeCl2和CuCl2,转移电子数为6.02×10时,被氧化的铜的物质的量为5 mol,质量为320 g。
14.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:用不含Fe的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液
面
下
,
再
挤
出
NaOH
溶
液
。
这
样
操
作
的
理
由
是
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
方法二:在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
3+
24
-1
-1
2+
3+
-
+
3++
2+
24
3+
x+2y4x2
=,解之得=,x+3y5y1