2023年人教版新教材高二下学期化学学科校本暑假作业第2课时解析

课时作业(九)　铁的多样性

1．录音磁带是在醋酸纤维、聚酯纤维等纤维制成的片基上均匀涂上一层磁性材料——磁粉制成的。制取该磁粉的主要物质是(　　)

A．FeO　　　　　　　 B．Fe2O3

C．Fe3O4     D．Al2O3

C　[Fe3O4具有磁性。]

2．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤

D．Fe3＋ 与KSCN产生红色沉淀

C　[赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。]

3．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　)

A．④     B．③

C．③④     D．①②③④⑤

C　[实验③中溶液应变为浅蓝色；实验④与Fe3＋的性质无关。]

4．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)

D　[过量的Fe粉会与Fe3＋反应，最后溶液中有Fe2＋无Fe3＋，A项错误；不论溶液中是否含有Fe3＋，只要溶液中有还原性物质，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项错误；钝化也属于化学变化，C项错误；加氯水后，可以把Fe2＋氧化为Fe3＋，D项正确。]

5．下列有关说法正确的是(　　)

A．足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3

B．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3

C．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2

D．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，且颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含Fe2＋

A　[Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3，A项正确；铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe3O4，B项错误；Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，C项错误；该溶液中也可以同时含有Mg2＋、Al3＋等，D项错误。]

6．探究补铁剂[主要成分：氯化血红素(含＋2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙酮溶解后制成溶液。

下列说法不正确的是(　　)

A．实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关

B．实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红，可能是H2O2被维生素C还原了

C．实验Ⅲ中溶液红色褪去，可能是H2O2将SCN－氧化了

D．实验说明该补铁剂中＋2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化

D　[实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，实验Ⅱ中再加入少量KSCN溶液，仍无明显现象，从而表明溶液中的现象与KSCN溶液的用量无关，A正确；补铁剂中含有铁元素，实验Ⅰ中加入能将Fe2＋氧化为Fe3＋的H2O2溶液后，溶液仍不变红，则表明H2O2被其他还原剂还原，所以可能是H2O2被维生素C还原了，B正确；实验Ⅲ中溶液变红，表明生成了Fe(SCN)3，但当H2O2加入过量后，溶液的红色又褪去，则表明Fe(SCN)3的结构被破坏，因为H2O2不能氧化Fe3＋，所以可能是H2O2将SCN－氧化了，C正确；实验Ⅲ中加入盐酸，Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，在实验Ⅱ中未加盐酸，Fe2＋也被H2O2氧化为Fe3＋，所以该补铁剂中＋2价铁被H2O2氧化并不一定需要酸性条件，D不正确。]

7．向含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤后向滤液中滴入KSCN溶液时，无明显现象，由此得出的正确结论是(　　)

A．白色沉淀是FeSO3

B．白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物

C．白色沉淀是BaSO4

D．FeCl3已全部被SO2氧化成FeCl2

C　[2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，由于SO2过量，溶液中无Fe3＋；又SO＋Ba2＋===BaSO4↓，而BaSO3在酸性环境不能生成，所以白色沉淀为BaSO4。]

8．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　　)

A．用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀

B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度

C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋

D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化

C　[A项，反应开始时打开止水夹C，使生成的氢气进入B中，可排出装置中的空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化；一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁溶液进入B中反应生成Fe(OH)2，A项正确。B项，FeCl3易水解，配制其溶液时为抑制Fe3＋水解，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确。Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，故向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。]

9．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，下列说法不正确的是(　　)

A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO

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．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质

A　[FeCO3中＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。]

10．制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是(　　)

A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NH、Cl－、SO

B．加入少量NaClO溶液：NH、Fe2＋、H＋、SO、ClO－

C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH、SO、OH－

D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO、Cl－、ClO－、OH－

D　[Cl2会氧化Fe2＋，A项错误；ClO－会氧化Fe2＋，且H＋会与ClO－结合成弱电解质HClO，B项错误；OH－会与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀，OH－也会与NH反应生成NH3·H2O，C项错误；加入过量的ClO－会氧化Fe2＋生成Fe3＋和Cl－，过量的OH－会除去Fe3＋和NH，最终溶液中含Na＋、SO和Cl－，且ClO－和OH－均是过量的，故D项正确。]

11．除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。

(1)FeCl2(FeCl3)除去方法： _______________________________________________，

离子方程式： _____________________________________________。

(2)FeCl3(FeCl2)除去方法： _________________________________________，

离子方程式： ___________________________________________。

(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：________________________________________________，

离子方程式： ______________________________________________________。

(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：____________________________________________________，

离子方程式： _____________________________________________。

答案：　(1)加入过量铁粉，过滤　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

(2)加入氯水或通入Cl2　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

(3)滴加H2O2和稀硫酸　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

(4)加入过量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋

12．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋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___________________________________

________________________________________________________________________。

答案：　(1)稀硫酸、铁屑　(2)加热煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化

13．氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：

(1)操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ的名称是________；操作Ⅱ的方法为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：

________________________________________________________________________。

解析：　(1)从流程图中可知经操作Ⅰ后得到滤渣，故该操作是过滤；操作Ⅱ是在得到FeCO3沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤的具体操作为在漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次。

(2)从流程图中分析，生成FeCO3沉淀的离子反应为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。

答案：　(1)过滤　洗涤　在漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次

(2)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O

14．在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：

Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；

Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。

(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为___________________________________

________________________________________________________________________。

(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是____________，分离得到的固体主要成分是_________，从固体中分离出铜需采用的方法是____________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________________________________

________________________________________________________________________。

解析：　FeCl3溶液蚀刻铜箔的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，得到的废液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。

答案：　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

(2)反应掉FeCl3、CuCl2　Fe、Cu　加入足量稀盐酸后过滤

(3)4FeCl2＋4Ca(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3↓＋4CaCl2

15．某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。

(1)检验产物

①取出少量黑色固体，洗涤后， ___________________________________________

________________________________________________________________________(填操作和现象)，

证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。

(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是________________________________________________________________

________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。

针对两种观点继续实验：

①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：

(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)

②对Fe3＋产生的原因做出如下假设：

假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；

假设b：空气中存在O2，由于______________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋；

假设c：酸性溶液中NO具有氧化性，可产生Fe3＋；

假设d：根据________________________现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。

解析：　(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解。②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2＋。(2)过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋，离子反应方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。②O2氧化Fe2＋反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。

答案：　(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解　②Fe2＋

(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后生成白色沉淀