高一化學人教版必修第一冊鞏固練習：第三章　實驗活動2　鐵及其化合物的性質 含解析

PAGE實驗活動2鐵及其化合物的性質課后訓練鞏固提升1.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵屑,反應結束后濾出固體物質,濾液中的陽離子可能是()①Fe2+②Fe2+、Fe3+③Fe2+、Cu2+④Cu2+、Fe3+A.①③ B.②④ C.①④ D.②③答案:A解析:“濾出固體”說明剩余單質Cu或Cu、Fe的混合物,因為氧化性順序為Fe3+>Cu2+>Fe2+,則溶液沒有Fe3+,有Fe2+,可能有Cu2+。2.欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量雜質,應選用的試劑是()A.氨水 B.鋁粉C.鐵粉 D.NaOH溶液答案:C解析:加入鐵粉后,Cu2++FeCu+Fe2+,2Fe3++Fe3Fe2+,然后將過量的鐵粉及Cu過濾即可。3.要證明某溶液中不含Fe3+而可能含Fe2+,進行如下實驗操作時,最佳順序是()①加足量氯水②加足量KMnO4溶液③加少量KSCN溶液A.①② B.③②C.③① D.①②③答案:C解析:本題檢驗方法的關鍵是Fe3+與SCN-反應,溶液顯紅色。加入KSCN溶液不顯紅色證明無Fe3+,再加氯水,如有Fe2+可被氧化為Fe3+,與SCN-反應使溶液顯紅色。KMnO4溶液本身呈紫色,使Fe3+與SCN-反應顯紅色的實驗現象不易觀察,C項正確。4.選擇合適試劑完成甲、乙兩組實驗。甲組:檢驗含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙組:檢驗含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列試劑及加入試劑順序能達到實驗目的的是()選項甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液BKMnO4酸性溶液KSCN溶液CKOH溶液新制氯水DKSCN溶液KMnO4酸性溶液答案:B解析:甲組,在Fe3+存在的條件下檢驗Fe2+,要排除Fe3+的干擾。所選試劑具備下列條件:一是能與Fe2+發生有明顯現象的反應;二是與Fe3+不反應。KMnO4酸性溶液符合條件:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,實驗現象是溶液紫紅色變淺。乙組,在Fe2+存在的條件下檢驗Fe3+,用KSCN溶液檢驗Fe3+即可,Fe2+5.下列各組物質中,X是主體物質,Y是少量雜質,Z是為除去雜質所要加入的試劑,其中所加試劑正確的一組是()選項ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液答案:C解析:A項中Cl2能把FeCl2氧化,B項中Fe能把FeCl3還原,D項除去了CO32-和SO42-又引入了Cl-,均不合要求。A應加適量鐵粉,B可加足量鐵粉過濾后6.從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業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,相應的反應為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-D.用KMnO4酸性溶液可檢驗溶液W中是否含有Fe2+答案:C解析:A項,由最終要得到氯化鐵晶體及流程圖知,b是鹽酸,錯誤;B項,操作Ⅰ和操作Ⅱ是過濾,操作Ⅲ為蒸發結晶,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,高錳酸鉀也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.某同學利用如圖所示裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗,并繼續研究鐵及其化合物的部分性質。(1)試管中發生反應的化學方程式為

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(2)該同學欲確定反應一段時間后試管中固體物質的成分,設計了如下方案:①待試管冷卻至室溫后,取其中固體少許溶于稀鹽酸得溶液B;②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液變紅,則試管中固體是(只有一個選項符合題意),若溶液未變紅,則試管中固體是(只有一個選項符合題意)。

A.一定有Fe3O4,可能有FeB.只有Fe(OH)3C.一定有Fe3O4和FeD.一定有Fe(OH)3,可能有FeE.只有Fe3O4(3)該同學按上述方案進行了實驗,溶液未變紅色,寫出所有可能發生的反應的化學方程式:

。

(4)該同學馬上另取少量溶液B,使其與NaOH溶液反應。若按右圖所示的操作,可觀察到生成白色沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色的現象,請寫出與上述現象相關反應的化學方程式:

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(5)一段時間后,該同學發現(3)中未變紅的溶液變成紅色。由此可知,實驗室FeCl2溶液需現用現配制的原因是,并且配制時應加入少量。

答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2)AC(3)Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O,2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2↑(4)FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(5)FeCl2易被氧氣氧化為FeCl3鐵粉解析:(1)Fe在高溫條件下可與H2O(g)反應生成Fe3O4和H2。(2)根據Fe與H2O(g)的反應可知,試管中的固體可能為Fe3O4或Fe3O4與Fe的混合物,與鹽酸發生反應Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O,可能的反應為2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2↑;取溶液B滴加KSCN溶液,若溶液變紅,則試管中固體一定有Fe3O4,可能含少量Fe;若不變紅,則試管中一定有Fe3O4和Fe。(4)FeCl2溶液與NaOH溶液反應生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2易被氧化,使沉淀發生顏色變化。(5)FeCl2易被氧化而生成FeCl3,故FeCl2溶液應現用現配,并加入少量鐵粉以防止被氧化。綜合測評(A)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括12個小題,每小題5分,共60分,每小題只有1個選項符合題意)1.分類法是化學學習中的一種重要方法,下列分類圖正確的是()答案:B解析:離子反應與氧化還原反應是交叉關系,A項錯誤;Al2O3屬于氧化物,但既不是酸性氧化物,也不是堿性氧化物,而是兩性氧化物,C項錯誤;有些化學反應不屬于四種基本類型的反應,如CO+CuOCO2+Cu,D項錯誤。2.下列說法中正確的是()A.氯化鈉在電流的作用下產生能自由移動的Na+和Cl-,所以氯化鈉溶液能導電B.二氧化碳的水溶液能夠導電,所以二氧化碳屬于電解質C.NaHSO4和NaHCO3在水中反應的離子方程式為H++HCO3-H2O+CO2D.氯氣的水溶液能使有色布條褪色,所以氯氣具有漂白性答案:C解析:水溶液中NaCl在水分子的作用下發生電離,A項錯誤;二氧化碳本身不能電離出自由移動的離子,故二氧化碳不是電解質,B項錯誤;使有色布條褪色的是氯水中的HClO,氯氣沒有漂白性,D項錯誤。3.實驗室欲用18mol·L-1的濃硫酸配制500mL3mol·L-1的稀硫酸,下列說法正確的是()A.應用量筒量取83.33mL濃硫酸B.在燒杯中稀釋后,應立即將溶液轉移至容量瓶中C.加水定容時,若仰視刻度線,會使所配溶液濃度偏大D.轉移溶液后,若未洗滌燒杯內壁和玻璃棒并將洗滌液轉移至容量瓶中,會使所配溶液濃度偏小答案:D解析:量筒的精確度較低,一般準確到0.1mL,A項錯誤;濃硫酸稀釋時放出熱量,應待溶液恢復至室溫后再轉移溶液,B項錯誤;定容時仰視刻度線,溶液體積偏大,所配溶液的濃度偏小,C項錯誤。4.在強堿性溶液中,下列離子組能大量共存的是()A.Na+、K+、SO42B.Na+、Cu2+、SO42C.Mg2+、Na+、SO42D.Ba2+、HCO3-、NO答案:A解析:強堿性溶液中,Cu2+、Mg2+、HCO35.某化學興趣小組在實驗中發現一瓶溶液標簽上標有“CaCl20.1mol·L-1”的字樣,下面是該小組成員對溶液的敘述,正確的是()A.配制1L該溶液,可將0.1molCaCl2溶于1L水中B.Ca2+和Cl-的物質的量濃度都是0.1mol·L-1C.從試劑瓶中取該溶液的一半,則所取溶液的物質的量濃度為0.05mol·L-1D.將該瓶溶液稀釋至原體積的2倍,則所得溶液的c(Cl-)為0.1mol·L-1答案:D解析:溶液的體積不能確定,A項錯誤;Cl-物質的量濃度為0.2mol·L-1,B項錯誤;所取溶液物質的量濃度為0.1mol·L-1,C項錯誤;原溶液中c(Cl-)=0.2mol·L-1,將溶液稀釋至原體積的2倍后,則溶液的c(Cl-)=0.1mol·L-1,D項正確。6.設NA表示阿伏加德羅常數的值,下列敘述不正確的是()A.標準狀況下,22.4L由NH3和CH4組成的混合氣體,所含分子數為NAB.1molCl2與足量的Ca(OH)2溶液完全反應,轉移電子的數目為NAC.0.5mol·L-1MgCl2溶液中,含有Cl-的數目為NAD.常溫常壓下,NA個氯氣分子的體積大于22.4L答案:C解析:C項中溶液的體積未知,不能計算Cl-的物質的量。7.W、X、Y、Z4種短周期元素在元素周期表中的位置如圖所示,其中Z位于第ⅦA族。下列判斷錯誤的是()A.常壓下4種元素的單質中,W單質的熔點最高B.Z的陰離子電子層結構與氬原子相同C.Z的氧化物對應水化物的酸性比X的氧化物對應水化物的酸性強D.Y元素的非金屬性比X元素的非金屬性強答案:C解析:根據四種元素的位置關系可知,W、X、Y、Z分別為C、P、O、Cl。Z的最高價氧化物對應水化物(HClO4)的酸性比X的最高價氧化物對應水化物(H3PO4)的酸性強,C項錯誤。8.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種高效的飲用水處理劑,工業上可由下列方法制得:Fe2O3+3Na2O22Na2FeO4+Na2O關于該反應的說法正確的是()A.反應中Na2O2既是氧化劑又是還原劑B.Fe2O3可以通過鐵絲在氧氣中燃燒制得C.生成1molNa2FeO4,有3mol電子轉移D.在Na2FeO4中Fe為+6價,具有強還原性,能消毒殺菌答案:C解析:根據元素化合價的變化可知,反應中Na2O2只是氧化劑,A項錯誤;鐵絲在氧氣中燃燒生成Fe3O4,B項錯誤;Na2FeO4中Fe為+6價,具有強氧化性,D項錯誤。9.下列實驗現象和結論不相符的是()選項操作及現象結論A某溶液中加入鹽酸,產生使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體該溶液中一定含有COB某溶液進行焰色試驗,焰色為黃色溶液中一定含有Na+C某氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁該氣體可能是CO2D向某溶液中先加KSCN溶液,無明顯現象,再滴入氯水,溶液變紅溶液中一定含有Fe2+答案:A解析:A項中,若溶液中存在HCO310.將11.6gFe3O4加入10.0mL某濃度的鹽酸中,再加入9.8g鐵粉,反應停止時,溶液中無固體存在。向溶液中滴加硫氰化鉀溶液,未見顏色變化,為了中和過量的鹽酸(不考慮HCl的揮發),且使鐵完全轉化成Fe(OH)2,共消耗5.0mol·L-1NaOH溶液16.0mL。原鹽酸中HCl的物質的量濃度為()A.2.0mol·L-1 B.4.0mol·L-1C.6.0mol·L-1 D.8.0mol·L-1答案:D解析:由題意可知,最終得到的是NaCl溶液,根據電荷守恒,有n(Cl-)=n(Na+),c(HCl)×0.0100L=5.0mol·L-1×0.0160L,c(HCl)=8.0mol·L-1。11.某學生利用如圖裝置對電解質溶液導電性進行實驗探究。下列說法中正確的是()A.閉合開關K,電流計指針發生偏轉,證明HCl溶液是電解質B.閉合開關K,向燒杯中加入NaCl固體,由于HCl與NaCl不反應,故電流計指針不發生偏轉C.閉合開關K,向溶液中加入CaCO3固體,電流計示數不變D.選取相同濃度的硫酸替換0.1mol·L-1的HCl溶液,電流計的示數相同答案:C解析:HCl溶液為混合物,不是電解質,A項錯誤;加入NaCl固體,溶液中自由移動的離子濃度增大,導電能力增強,電流計示數增大,B項錯誤;向HCl溶液中加入CaCO3固體,2H++CaCO3Ca2++CO2↑+H2O,溶液中離子所帶電荷的總濃度基本不變,導電性不變,電流計示數不變,C項正確;鹽酸和硫酸濃度相同時溶液中離子濃度不同,電荷濃度不同,導電能力不同,電流計示數不同,D項錯誤。12.已知:5PbO2+2Mn2++4H+5Pb2++2MnO4-+2H2A.PbO2為還原劑,具有還原性B.氧化產物與還原產物的物質的量之比為5∶2C.生成1mol的Pb2+,轉移的電子數為5molD.酸性環境下PbO2的氧化性強于MnO答案:D解析:PbO2中鉛元素的化合價由+4價降低為+2價,故PbO2為氧化劑,具有氧化性,A項錯誤;MnO4-為氧化產物,Pb2+為還原產物,其物質的量之比為2∶5,B項錯誤;生成1molPb2+時,轉移電子2mol,C項錯誤;在化學反應中,氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性二、非選擇題(共4小題,共40分)13.(5分)下圖分別表示元素的某種性質與核電荷數的關系(X為核電荷數,Y為元素的有關結構或性質)。(1)表示第ⅥA族元素原子的最外層電子數變化規律的是(填字母,下同)。

(2)表示第三周期五種主族元素的最高化合價變化規律的是。

(3)表示O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的離子半徑變化規律的是。

(4)表示堿金屬單質密度的變化規律的是。

(5)表示鹵族元素單質熔點的變化規律的是。

答案:(1)B(2)C(3)A(4)D(5)C解析:(1)第ⅥA族元素原子的最外層電子數都是6,不隨核電荷數的變化而變化,圖像B符合。(2)第三周期,主族元素的最高正價等于其最外層電子數,所以隨著核電荷數的增加,其最高正價逐漸升高,圖像C符合。(3)核外電子排布相同的離子,核電荷數越大,離子半徑越小,圖像A符合。(4)堿金屬單質的密度隨核電荷數的遞增呈增大趨勢,但K的密度比Na的密度小,圖像D符合。(5)鹵族元素單質熔點隨核電荷數的遞增逐漸升高,圖像C符合。14.(11分)現有CO和CO2的混合氣體20g,其體積為11.2L(標準狀況)。回答下列問題:(1)該混合氣體的總物質的量為,其平均摩爾質量為。

(2)混合氣體中碳原子的個數為。(用NA表示阿伏加德羅常數的值)

(3)若將該混合氣體全部通過如圖所示裝置進行實驗。則:①氣球中收集的氣體是,原混合氣體中該氣體的質量為;

②A瓶中發生反應的離子方程式為

。

③若要證明A瓶溶液中的陽離子未沉淀完全,其方法為

。

答案:(1)0.5mol40g·mol-1(2)0.5NA(3)①CO3.5g②Ba2++2OH-+CO2BaCO3↓+H2O③待A瓶中充分沉淀后,取少量上層清液放入試管中,滴加硫酸鈉溶液,若有白色沉淀產生,說明Ba2+未沉淀完全(或其他合理方法)解析:(1)該混合氣體的總物質的量為11.2L22.4L·mol-1(2)混合氣體共0.5mol,且每個CO或CO2分子中都只有1個碳原子,所以混合氣體中碳原子的個數為0.5NA。(3)①混合氣體通過Ba(OH)2溶液時CO2被吸收,氣球中收集到的氣體是CO。設原混合氣體中CO的物質的量為n,則有28g·mol-1×n+44g·mol-1×(0.5mol-n)=20g,解得n=0.125mol,CO的質量為28g·mol-1×0.125mol=3.5g。②A瓶中發生的反應是Ba(OH)2與CO2反應。③可利用反應Ba2++SO42-BaSO415.(12分)某學習小組在實驗室制備FeCl3固體。已知FeCl3固體易吸水潮解。實驗裝置如下:(1)分液漏斗①中盛有濃硫酸,燒瓶②中盛放固體氯化鈉和二氧化錳,將濃硫酸滴加到燒瓶中共熱。分兩步寫出反應的化學方程式:①,

②。

(2)為了獲得純凈干燥的氯氣,B瓶中的試劑是;C瓶中的試劑是。

(3)D中盛放的固體是鐵粉,發生反應的化學方程式為。在D及E裝置中觀察到的現象是。

(4)F中裝的是堿石灰(主要成分是CaO與NaOH),F的作用是

。

答案:(1)①2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑②MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)飽和食鹽水濃硫酸(3)2Fe+3