跟踪检测(十) 铁及其化合物
1.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是( )
A.苹果汁中的Fe2+变成Fe3+
B.苹果汁中含有Cu2+
C.苹果汁中含有OH-
D.苹果汁中含有Fe3+
解析:选A A项,苹果汁中的Fe2+变成Fe3+,使得现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,正确;B项,Cu2+显蓝色,错误;C项,OH-无色,错误;D项,Fe3+本身是棕黄色,错误。
2.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是( )
A.2Fe3++Fe===3Fe2+成立说明氧化性:Fe3+>Fe2+
B.25 ℃,pH=0的溶液中,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存
C.5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol
D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2++2H2O2+4H+===Fe3++4H2O
解析:选A pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO、H+不能大量共存,B项不正确;C项应为0.3 mol,不正确;D项电荷和电子得失不守恒,不正确。
3.(2017·柳州模拟)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量
B.为了防止污染,焙烧过程中产生的SO2要回收利用
C.通氯气的目的是氧化Fe2+
D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热
解析:选A 若用过量硝酸酸溶,则会引入NO,A项说法错误;SO2是一种污染气体,必须回收利用,B项说法正确;通入Cl2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,C项说法正确;为了防止Fe3+水解,由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热,D项说法正确。
4.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最好选用( )
A.KMnO4溶液 B.H2O2溶液
C.氯水 D.HNO3溶液
解析:选B A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2+氧化为Fe3+,但同时会引入新的杂质,故此三项不符合题意;H2O2具有氧化性,能氧化Fe2+为Fe3+,还原产物为水,不引入新杂质,B项符合题意。
5.关于FeCl3进行的实验,下列预测正确的是( )
解析:选C 蒸发FeCl3溶液可促进Fe3+水解,由于HCl易挥发,最后得到Fe(OH)3,A错误;加入少量Fe粉时,不会有H2产生且Fe应先和Fe3+反应,再和Cu2+反应,B错误;Fe3+与HCO发生相互促进的水解反应,有CO2和Fe(OH)3沉淀生成,D错误。
6.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
解析:选B 若无固体剩余,说明铜全部以Cu2+形式存在,加入的铁粉完全反应,溶液中一定含有Fe2+,可能含有Fe3+,A错误;若有固体存在,固体中一定有铜,可能有铁,溶液中一定含有Fe2+,B正确;若溶液中有Cu2+,有可能加入铁粉的量少,只有部分Cu2+与Fe反应,所以可能有固体析出,C错误;当加入的铁粉较少时,只发生Fe+2Fe3+===3Fe2+时,不会有铜析出,D错误。
7.(2017·武汉调研)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
B.沉淀过程中有CO2气体放出
C.过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
解析:选D 硫酸亚铁变质后有Fe3+生成,Fe3+遇硫氰化钾变红色,A正确;Fe2+与CO反应生成FeCO3沉淀,促进了HCO的电离,溶液中的HCO又与生成的H+反应生成CO2和H2O,B正确;FeCO3在空气中高温加热时,+2价铁会被O2氧化,故得不到纯净的FeO,D错误。
8.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是( )
A.①中所加试剂可能是氯气
B.③中需要加具有氧化性的试剂
C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化
D.元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
解析:选C 根据转化关系可确定A为变价金属,应为Fe,反应①加入氯气能实现,B为FeCl3,C为FeCl2,A项正确;反应③中铁元素由+2价升高到+3价,需要加具有氧化性的试剂,B项正确;过量的Fe与稀HNO3反应时,生成Fe(NO3)2,C项错误;Fe3+能将I-氧化成I2,自身被还原成Fe2+,D项正确。
9.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
解析:选A B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,错误;C项中NO+H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,两者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品是否变质,错误;D项中若原溶液中不存在Fe2+存在Fe3+,也有此现象,错误。
10.某学生鉴定某可溶性甲盐的流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.如果甲中含有S2-,则乙是硫黄沉淀
B.如果乙是AgCl沉淀,那么甲是FeCl3
C.丙中肯定含有Fe3+,所以甲是FeBr2
D.甲中含有铁元素,可能显+2或者+3价
解析:选D 甲与酸化的硝酸银溶液反应可得乙与丙,乙为淡黄色沉淀,丙与KSCN溶液反应呈红色,则丙中一定含有Fe3+,则甲中含有Fe2+或Fe3+。如果甲中含有S2-,硫化亚铁不溶于水,S2-与Fe3+发生氧化还原反应而不能共存,故A错误;AgCl是白色沉淀,乙不可能是AgCl,故B错误;甲可能是溴化亚铁,也可能是溴化铁,故C错误、D正确。
11.有关FeSO4的转化关系如下图所示(无关物质已略去)。
已知:①X由两种化合物组成,将X通入品红溶液,溶液褪色;通入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②Y是红棕色的化合物。
(1)气体X的成分是____________________________________________(填化学式)。
(2)反应Ⅰ的反应类型属于______________(填字母)。
a.分解反应 b.复分解反应 c.置换反应
d.化合反应 e.氧化还原反应
(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若经反应Ⅰ得到16 g固体Y,产生的气体X恰好被0.4 L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全吸收,则反应Ⅰ的化学方程式是________________________________,反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是____________________________________________________。
解析:(1)X能使品红溶液褪色说明X中含有SO2,但SO2与氯化钡溶液不反应,所以X中还有SO3。
(2)反应Ⅰ为FeSO4受热分解生成SO2、SO3、Fe2O3,既是分解反应又是氧化还原反应。
(3)溶液2为Fe2(SO4)3溶液,用KSCN溶液检验Fe3+,具体方法为取少量溶液2于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变红。
(4)反应Ⅰ得到16 g Fe2O3,由得失电子守恒得生成0.1 mol SO2,所以生成SO3也为0.1 mol,则反应Ⅰ的化学方程式是2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。0.1 mol SO3与0.2 mol NaOH完全反应,0.1 mol SO2与0.2 mol NaOH恰好完全反应生成Na2SO3,溶液1中含有Na2SO3和Na2SO4,反应Ⅳ的离子方程式为2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+。
答案:(1)SO2、SO3 (2)a、e
(3)取少量溶液2于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变红色
(4)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+
12.某同学为了验证Fe3+是否能将H2SO3氧化成SO,用50 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后,进行以下实验:
(1)检验吸收液中的SO操作为_________________________________________
________________________________________________________________________,证明Fe3+能够把H2SO3氧化
成SO。
(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:2FeCl3+SO2+________===________+H2SO4+________,反应中的氧化产物是________(写化学式)。
(3)吸收液中除了含有H+、Cl-、SO以外,对其他成分(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究:
①提出假设。
假设1:溶液中存在Fe2+;
假设2:溶液中存在Fe3+、Fe2+;
假设3:溶液中存在_________________________________________。
②设计方案,进行实验,验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1 mol·L-1 KMnO4溶液、0.1 mol·L-1 KSCN溶液、品红稀溶液。
解析:(1)检验SO常用稀盐酸和BaCl2溶液。
(2)SO2被氧化成了H2SO4,则FeCl3被还原成FeCl2。
(3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下:假设1,若Fe3+与H2SO3正好反应则只存在Fe2+;假设2,若Fe3+过量则存在Fe3+与Fe2+;假设3,若Fe3+不足,则存在Fe2+与H2SO3;三种假设的不同之处在于假设2中含有Fe3+,假设3中含有H2SO3,据此,可设计实验方案进行探究。
答案:(1)取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成
(2)2H2O 2FeCl2 2HCl H2SO4
(3)①Fe2+、H2SO3
②
13.工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:
试回答下列问题:
(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为________(填化学式)。
(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有________;步骤Ⅳ中应选用________试剂调节溶液的pH(填字母编号)。
A.稀硝酸 B.氢氧化钠溶液
C.高锰酸钾溶液 D.氨水
(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是_______________________________ ____。
(4)步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在35 ℃以下,其目的是_________________________________________________。
(5)步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为______________________________。
(6)欲测定硫铁矿烧渣中Fe元素的质量分数,称取a g样品,充分“酸溶”“水溶”后过滤,向滤液中加入足量的H2O2,充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀,经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重,冷却后称得残留固体b g。
①写出加入足量的H2O2发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________;
②测得该样品中Fe元素的质量分数为____________。
解析:(1)SiO2为酸性氧化物,不与稀H2SO4反应。(2)NaOH溶液不易控制溶液pH,应选氨水。(4)既防止NH4HCO3分解,又减少Fe2+水解。(5)FeCO3转变为Fe2O3,肯定有氧化剂O2参与反应。(6)残留b g固体为Fe2O3,根据Fe原子守恒,Fe元素的质量分数为×100%=×100%。
答案:(1)SiO2
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯 D
(3)KSCN溶液(或其他合理答案)
(4)防止NH4HCO3分解,减少Fe2+的水解
(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(6)①2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
②×100%
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