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課時規(guī)范練8　鐵的獲取及應(yīng)用 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.下列敘述不正確的是(　　) ①Fe與S混合加熱生成FeS2 ②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng) ③過量的鐵與濃硝酸加熱反應(yīng)有氣體生成 ④FeCl3溶液能與Cu反應(yīng),可用于蝕刻印刷電路板 A.①③ B.①② C.②④ D.②③ 2.下列敘述中正確的是(　　) A.將高溫水蒸氣通過熾熱的鐵粉,鐵粉變紅色 B.向Fe(OH)3膠體中滴加稀硫酸,先出現(xiàn)沉淀,后沉淀溶解 C.向FeCl2溶液中加入幾滴KSCN溶液,溶液變?yōu)檠t色,則FeCl2溶液完全變質(zhì) D.鋁在空氣中耐腐蝕,所以鋁是不活潑金屬 3.(2019湖北武漢武昌調(diào)研)向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。下列說法正確的是(　　) A.反應(yīng)后溶液可能呈中性 B.反應(yīng)停止后一定有固體剩余 C.反應(yīng)過程中一定有氧化還原反應(yīng)發(fā)生 D.若只有Cu剩余,向溶液中滴入鐵氰化鉀溶液不會產(chǎn)生藍色沉淀 4.下列實驗操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是(　　) 選項 操作和現(xiàn)象 結(jié)論或目的 A 向紅磚粉末中加入鹽酸,充分反應(yīng)后取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈血紅色 紅磚中含有氧化鐵 B CO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不顯血紅色 黑色固體中沒有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)檠t色 該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì) D 向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變成血紅色 原溶液中含有Fe2+ 5.(2018江蘇化學,6)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述一定不正確的是(　　) A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液顯血紅色 B.KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3膠體 C.NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱可生成NH3 D.Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2 6.(2019湖南師大附中月考)從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下: 則下列說法正確的是(　　) A.試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同 C.試劑c是氯氣,相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- D.用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否含有Fe2+ 7.常溫時,將0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液,然后向該溶液投入m g 鐵粉使其充分反應(yīng)后,滴加KSCN溶液不變血紅色。下列有關(guān)說法正確的是 (　　) A.由于氧化性Fe3+>H+,首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe+2Fe3+3Fe2+ B.當加入16.8 g鐵粉時,可生成標準狀況下6.72 L氣體 C.在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中,鐵元素以Fe2+和Fe3+的形式存在 D.m至少等于28,反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在減小 8.(2019浙江金華模擬)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(標準狀況),往所得溶液中加入KSCN溶液,無血紅色出現(xiàn)。若用足量的CO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 二、非選擇題(本題共4小題,共52分) 9.(2019湖北隨州二中質(zhì)檢)(13分)一定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒,將所得固體完全溶解于稀鹽酸,制得溶液A。 (1)鐵在氯氣中燃燒的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)推測A中可能含有的金屬陽離子:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③　　　　　　　。 甲同學為探究溶液的組成,實驗如下: 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論及反應(yīng)的離子方程式 取少量溶液A置于試管中,加入KSCN溶液 假設(shè)②不成立,假設(shè)①或③成立;反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　 (3)乙同學繼續(xù)探究溶液A的組成。 查閱資料:16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 實驗過程:另取少量溶液A置于試管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振蕩,KMnO4溶液紫色褪去,實驗結(jié)論:　　　　　(填字母)。 a.可能有Fe2+ b.可能無Fe2+ c.一定有Fe2+ 根據(jù)你選擇的實驗結(jié)論,簡述理由:　。 10.(2019天津靜海月考)(14分)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3),具體生產(chǎn)流程如下: 硫鐵礦燒渣濾液X濾液YFeCO3固體產(chǎn)品氧化鐵 試回答下列問題: (1)濾液X中含有的金屬陽離子是　　　　　　(填離子符號)。 (2)步驟Ⅲ中可選用　　　　(填字母)調(diào)節(jié)溶液的pH。 A.稀硝酸 B.氨水 C.氫氧化鈉溶液 D.高錳酸鉀溶液 (3)步驟Ⅳ中,FeCO3完全沉淀后,溶液中含有少量Fe2+,為檢驗Fe2+向溶液中滴加NaOH溶液,現(xiàn)象為　　　　　　　　　,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (4)步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35 ℃以下,其目的是　　　　　　　　　　。 (5)在空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品氧化鐵的化學方程式為　　　　　　　　　　。 11.(2019廣西南寧模擬)(12分)鐵及其化合物有豐富多彩的化學性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}: (1)鐵元素在周期表中的位置為第　　　　周期第　　　　族。 (2)FeCl3溶液可用于吸收工業(yè)尾氣中的SO2,寫出該反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　。 (3)某化學興趣小組同學用如圖裝置,充分加熱硫酸亞鐵晶體(FeSO4xH2O)至完全分解。 ①裝置A中需持續(xù)通入N2,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②充分反應(yīng)一段時間后,小組同學觀察到實驗現(xiàn)象為:裝置A中殘留有紅棕色固體,裝置B中固體變藍,C中溶液褪色,請寫出FeSO4分解的化學方程式:　。 ③裝置D中干燥管的作用為　　　　　　　　　　　　　　　。 ④小組同學利用數(shù)字化實驗儀器測定了不同溫度時FeSO4xH2O分解的質(zhì)量變化情況,得到如圖關(guān)系: 實驗結(jié)束后,裝置B質(zhì)量增加12.6 g,結(jié)合上圖數(shù)據(jù),確定FeSO4xH2O中的x=　　　　　。 12.(13分)綠礬(FeSO47H2O)是治療缺鐵性貧血的特效藥。下面是以商品級純度鐵屑(含少量錫等雜質(zhì))生產(chǎn)綠礬的一種方法: 已知:在H2S飽和溶液中,SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6;FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0,沉淀完全時的pH為5.5。 (1)檢驗所得綠礬晶體中是否含有Fe3+的實驗操作是　　　　　　　　　。 (2)操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是　　　　　　　　　　;通入硫化氫至飽和的目的是: ①除去操作Ⅰ所得溶液中含有的Sn2+等雜質(zhì)離子; ②　　　　　　　　　　　。 (3)操作Ⅳ的順序依次為　　　、結(jié)晶、　　　。 (4)操作Ⅳ得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌,其目的是: ①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì); ②　。 (5)測定綠礬產(chǎn)品中FeSO47H2O含量的方法是: a.稱取2.850 0 g綠礬產(chǎn)品,溶解,在250 mL容量瓶中定容; b.量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中; c.用硫酸酸化的0.010 00 molL-1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL(滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O)。 ①計算上述樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)為　　　　　。 ②若用上述方法測定的樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)偏低(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有　;　。  課時規(guī)范練8　鐵的獲取及應(yīng)用 1.B　Fe是變價金屬,遇強氧化劑(如HNO3、Cl2等)生成+3價鐵,遇弱氧化劑(如S或I2等)生成+2價鐵,故Fe與S混合加熱生成FeS,①錯誤;Fe與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體為NO,該反應(yīng)不是置換反應(yīng),②錯誤。 2.B　將高溫水蒸氣通過熾熱的鐵粉生成四氧化三鐵和氫氣,鐵粉變黑色,A項錯誤;向Fe(OH)3膠體中滴加電解質(zhì)溶液稀硫酸,膠體聚沉,加過量稀硫酸,氫氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,沉淀溶解,B項正確;向FeCl2溶液中加入幾滴KSCN溶液,溶液變?yōu)檠t色,只能說明氯化亞鐵已經(jīng)變質(zhì),但不能說明FeCl2溶液完全變質(zhì),C項錯誤;鋁是活潑的金屬,在空氣中其表面形成一層致密的氧化膜而耐腐蝕,D項錯誤。 3.C　反應(yīng)后生成的鹽屬于強酸弱堿鹽,溶液顯酸性,A項錯誤;涉及的反應(yīng)有:Fe+2H+Fe2++H2↑,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,Fe2O3足量時,不會有固體剩余,B項錯誤;Fe與H+的反應(yīng)及Cu與Fe3+的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),C項正確;若有銅剩余,則溶液中一定沒有Fe3+,一定有Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]會產(chǎn)生藍色沉淀,D項錯誤。 4.A　CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe,即使有Fe3O4,其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3+與Fe發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不顯血紅色,B項錯誤;NO3-在酸性條件下具有強氧化性,而Fe2+具有還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng),有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈血紅色,不能證明樣品是否變質(zhì),C項錯誤;若原溶液中不存在Fe2+存在Fe3+,加入KSCN后溶液也變成血紅色,D項錯誤。 5.A　Fe2+不能與SCN-反應(yīng),使溶液顯血紅色,A項錯誤;KAl(SO4)212H2O溶于水后Al3+可發(fā)生水解生成Al(OH)3膠體,B項正確;實驗室常用NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱制取NH3,C項正確;由于Fe3+的氧化性強于Cu2+的,故Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2,D項正確。 6.C　A項,由最終要得到氯化鐵晶體及流程圖知,b應(yīng)是鹽酸,錯誤;B項,操作Ⅰ和操作Ⅱ是過濾,操作Ⅲ為蒸發(fā)結(jié)晶,所用儀器不相同,錯誤;C項,濾液Z和X中均含有氯化亞鐵,因此c為氯氣,正確;D項,高錳酸鉀能氧化氯離子而褪色,因此不能用于檢驗是否含有亞鐵離子,錯誤。 7.B　酸性條件下,NO3-有氧化性,因此首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe+NO3-+4H+NO↑+Fe3++2H2O①,然后發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+②,最后發(fā)生反應(yīng)Fe+2H+Fe2++H2↑③,A項錯誤;當加入16.8 g鐵粉時,剛好發(fā)生上述①反應(yīng),生成標準狀況下的6.72 L NO氣體,生成0.3 mol Fe3+,消耗1.2 mol H+,B項正確;根據(jù)滴加KSCN溶液不變血紅色說明溶液中不含F(xiàn)e3+,C項錯誤;根據(jù)方程式計算則至少消耗鐵16.8 g+(0.1+0.3) mol0.556 g mol-1=28 g,但反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在增大,D項錯誤。 8.B　n(HNO3)=0.12 L4 molL-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L22.4 Lmol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,無血紅色出現(xiàn),說明全部生成Fe2+,溶液中溶質(zhì)為Fe(NO3)2,則原混合物中的鐵原子為(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol,故用足量的CO還原相同質(zhì)量的混合物,最終得到鐵的物質(zhì)的量為0.21 mol。 9.答案 (1)2Fe+3Cl22FeCl3 (2)含有Fe2+和Fe3+　溶液變紅色 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 (3)ab　因為還原性Fe2+>Cl-,逐滴加入酸性KMnO4溶液,Fe2+將MnO4-還原為Mn2+,使紫色褪去,故可能含有Fe2+;若溶液中無Fe2+,Cl-也能將MnO4-還原為Mn2+,從而使紫色褪去,因而溶液中也可能無Fe2+ 10.答案 (1)Fe2+、Fe3+　(2)B (3)生成白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色　Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (4)防止NH4HCO3在較高溫度時分解并減少Fe2+的水解 (5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 解析 (1)硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后過濾,SiO2為濾渣,濾液中含有的金屬陽離子是Fe2+、Fe3+。(2)步驟Ⅲ要把pH調(diào)高,步驟Ⅳ還要加NH4HCO3,若使用氫氧化鈉溶液,產(chǎn)品中容易混入Na+,所以選B。(4)NH4HCO3受熱易分解,且高溫會促進Fe2+水解。 11.答案 (1)四?、? (2)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-+4H+ (3)①持續(xù)充入氮氣,可排出裝置中的空氣,并將晶體分解的氣體產(chǎn)物全部從A中排出?、?FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑?、鄯乐箽溲趸c溶液倒吸　④7 解析 (1)鐵的原子序數(shù)是26,位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。(2)SO2通入FeCl3溶液中,Fe3+被還原為Fe2+,SO2被氧化為SO42-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可寫出離子方程式:2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-+4H+。(3)①裝置A中需持續(xù)通入氮氣的作用主要是排出裝置中的空氣及將裝置A中生成的氣體全部排出。②裝置A中殘留有紅棕色固體,說明產(chǎn)物中有Fe2O3,裝置C中高錳酸鉀溶液褪色,說明還有SO2氣體生成,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及質(zhì)量守恒可寫出發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。③裝置D中的干燥管可防止發(fā)生倒吸。④根據(jù)圖像可知,最終生成氧化鐵的質(zhì)量是8 g,裝置B增重12.6 g,說明生成水的質(zhì)量為12.6 g。根據(jù)化學式FeSO4xH2O,可知鐵原子和H2O的個數(shù)比為1∶x,則28 g160 gmol-1∶12.6 g18 gmol-1=1∶x,解得x=7。 12.答案 (1)取少量晶體溶于水,滴加KSCN溶液,若不出現(xiàn)血紅色,表明不含有Fe3+,反之則含有Fe3+ (2)使Sn2+完全變成SnS沉淀,而Fe2+不沉淀　防止Fe2+被氧化 (3)蒸發(fā)濃縮　過濾(洗滌) (4)降低洗滌過程中FeSO47H2O的損耗 (5)①97.54%?、跇悠分写嬖谏倭康碾s質(zhì)(如H2O、H2SO4等)　樣品部分被氧化 解析 (1)Fe3+遇SCN-會反應(yīng)生成血紅色Fe(SCN)3,證明鐵離子的存在。(2)已知:在H2S飽和溶液中,SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6;FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0,沉淀完全時的pH為5.5,操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是,使Sn2+完全沉淀,亞鐵離子不沉淀,通入硫化氫至飽和的目的是除去Sn2+等雜質(zhì)離子,同時硫化氫具有強還原性,可以防止亞鐵離子被氧化。(3)從溶液中得到晶體,需要對溶液進行加熱蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶析出、過濾洗滌等操作,所以操作Ⅳ的順序依次為:蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾(洗滌)。(4)冰水溫度低,物質(zhì)溶解度減小,可以洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子,同時降低綠礬溶解帶來的損失。(5)①a.稱取2.850 0 g綠礬產(chǎn)品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中;c.用硫酸酸化的0.010 00 molL-1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL;依據(jù)反應(yīng)方程式進行計算: 5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O 5 1 n(Fe2+) 0.010 00 molL-10.020 0 L 計算得到;n(Fe2+)=0.001 mol; 則250 mL溶液中含n(Fe2+)=0.001 mol25025=0.01 mol; 則FeSO47H2O物質(zhì)的量為0.01 mol,其質(zhì)量為0.01 mol278 gmol-1=2.78 g; 質(zhì)量分數(shù)為2.78 g2.85 g100%≈97.54%。②用上述方法測定的樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)偏低(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因是洗滌不徹底,亞鐵離子被空氣中的氧氣部分氧化等。