2020-2021 学年高一化学鲁科版（2019 ）必修第一册寒假作业主观题专项练习：3.1 铁的多样性
一、填空题 1．(1)①写出磁性氧化铁的化学式______； ②硅元素在元素周期表中的位置______； (2)写出 NaHSO 4 溶于水的电离方程式______； (3)写出工业上以氯气与石灰乳为原料制取漂白粉的化学方程式______； (4)写出 Al 与 NaOH溶液反应的离子方程式______。
2．(1)除去 FeCl 2 溶液中混有的少量 FeCl 3 杂质的试剂是___________，离子方程式为___________ (2)除去镁粉末中混入的铝粉的试剂是___________，化学方程式为___________。
3．写出下列反应的离子方程式：
①醋酸除水垢(碳酸钙)__________； ②氢氧化钡与硫酸铜_________； ③CO 2 的检验___________； ④过氧化钠与水___________； ⑤Cl 2 的尾气处理____________； ⑥氯气溶于水___________； ⑦FeCl 2 与酸性高锰酸钾反应__________； ⑧Fe 3 O 4 与盐酸_______________； ⑨碳酸氢钠与氢氧化钠________。
4．补齐物质及其用途的连线。
物质 用途 A．
稀硫酸 a. 漂白粉 B．
碳酸氢钠 b. 除铁锈 C．
过氧化钠 c. 治疗胃酸过多 D．
次氯酸钙 d.作供氧剂 A→___，B→___，C→___，D→___
5．铁及其化合物在生产、生活中有及其重要的用途，请回答下列问题：
(1)FeCl 3 溶液呈黄色，FeCl 3 溶液的分散质是_______，分散剂是_______。
(2)Fe(OH) 3 是难溶于水的固体，那么分离 Fe(OH) 3 与水的悬浊液常用的方法是________
(3)Fe(OH) 3 胶体呈红褐色，具有良好的净水效果。由饱和 FeCl 3 溶液制备 Fe(OH) 3 胶体的化学方程式是________。
(4)鉴别 FeCl 3 溶液和 Fe(OH) 3 胶体，除了可通过观察颜色以外，还有的方法是_______。
(5)下列关于 Fe(OH) 3 胶体和 Fe(OH) 3 悬浊液的描述，正确的是_______ A．两者颜色相同
B．两者稳定性相同 C．两者的分子直径均大于 100nm
D．滴加稀盐酸后，两者现象完全相同 (6)高铁酸钠(Na 2 FeO 4 )是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理，工业制备高铁酸钠 有多种方法，其中一种方法的原理可用离子方程式表示为 3ClO - ＋2Fe 3+ ＋10OH - =2FeO2-4+3Cl - ＋5H 2 O，则 Na 2 FeO 4 中铁元素的化合价为_______，该离子反应中氧化剂与还原剂的个数比为_______，生成 1 个高铁酸钠转移 _______个电子。
6．按要求填空 (1)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”如图所示：
其中 I为化合反应，IV是___________反应｡请写出一个符合 IV的化学反应方程式________________。
(2)鲜榨苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含 Fe 2＋ ，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色(Fe 2 ＋ )变为棕黄色(Fe 3＋ )｡这个变色过程中的 Fe 2 ＋ 被_________(填“氧化”或“还原”)，若榨汁时加入适量的维生素 C 可有效防止这种现象的发生，这说明维生素 C 具有_______性｡(填“氧化”或“还原”) (3)电子工业常用 30%的 FeCl 3 溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板｡写出 FeCl 3 溶液与铜发生反应的离子方程式：_____________________________________｡若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是_________｡ A．有铜无铁
B．有铁无铜
C．铁､铜都有
D．铁､铜都无 7．下图是一种“纳米药物分子运输车”，该技术可提高肿瘤的治疗效果。回答下列问题：
(1)“纳米药物分子车”分散于水中所得的分散系___________(填“属于”或“不属于”)胶体。
(2)“纳米药物分子车”的外壳属于有机物。酒精、蔗糖、醋酸中这三种有机物中，属于电解质的是___________。
(3)纳米级的 Fe 3 O 4 是一种非常重要的磁性材料。
①Fe 3 O 4 溶于稀盐酸生成 FeCl 3 、___________和 H 2 O。
②铁在氧气中燃烧生成 Fe 3 O 4 ，反应中每生成 1mol Fe 3 O 4 转移___________mol 电子。
8．为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。
请回答：
（1）虚线框处宜选择的装置是___（填“甲”或“乙”）；实验时应将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是___。
（2）硬质玻璃管中铁和水蒸气反应的化学方程式为___（并用单线桥表示电子转移情况）。取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加 KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有＋3 价的铁，判断结论是否正确并用文字和离子方程式说明理由___。
9．人体中含有铁元素，+2 价的亚铁离子是血红蛋白(用于运输氧气)的重要组成成分。
（1）误服亚硝酸盐会使人中毒，是因为二价铁被__(填“氧化”或“还原”)成三价铁，此时服用维生素 C 可缓解亚硝酸盐中毒，维生素 C 在此过程中是作__(填“氧化剂”或“还原剂”)。
（2）现有一瓶久置的 FeSO 4 溶液，请设计实验检验其中是否含有 Fe 3+ ：___。Fe 2+ 在空气中易发生氧化还原反应而变质，可加入__(填化学式)来防止其变质，而又不会使溶液中有新的杂质。
（3）高铁酸钾(K 2 FeO 4 )是水处理过程中使用的一种新型消毒剂。可在碱性条件下，用 NaClO氧化 Fe(OH) 3来制备，请配平反应方程式：__ClO - +___Fe(OH) 3 +___OH - =___FeO24+__+__Cl -
向制得的 Na 2 FeO 4 溶液中加入适量的饱和 KCl 溶液会析出 K 2 FeO 4 ，写出该反应的化学方程式：__。
10．铝是一种重要金属：
（1）生产中曾用铝热反应焊接钢轨，则铝与氧化铁发生反应的化学方程式为：___。
（2）铝还用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等，请配平下列用铝冶炼金属钒的化学反应方程式：V 2 O 5 +AlAl 2 O 3 +V。___。该反应中氧化剂是___，要得到 1mol 金属钒，需要纯铝的质量___ g。
（3）铝与 NaOH溶液反应的离子方程式为：___。在同温同压下，等质量铝投入足量盐酸和 NaOH 溶液中，产生气体的体积之比为___。
二、 解答题 11．用工业废渣(主要含有 Fe 2 O 3 、FeO及少量 Al、Fe)制备 FeSO 4 ·7H 2 O的流程如下：
(1)“浸泡”过程中反应的离子方程式为____________。
(2) “还原”时，FeS 2 （难溶于水，铁为＋2 价）与溶液中的 Fe 2 (SO 4 ) 3 反应，产物为 FeSO 4 和 H 2 SO 4 ，该反应的离子方程式为____________。
(3)检验“还原”反应已经完全的方法是____________。
(4)由“还原”所得溶液制取 FeSO 4 ·7H 2 O晶体的操作过程为____________。
(5)将 FeSO 4 ·7H 2 O在空气中加热分解所得气体冷却后可得绿矾油，绿矾油就是硫酸。验证绿矾油是硫酸的实验方法是____________。
12．工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为 Fe 2 O 3 、FeO、SiO 2 、Al 2 O 3 ，不考虑其他杂质) 制取七水合硫酸亚铁(FeSO 4 •7H 2 O)的流程如图：
(1)FeO属于碱性氧化物，写出 FeO与硫酸反应的化学方程式___________ (2)FeCl 3 可用于作净水剂，是因为其溶于水能形成 Fe(OH) 3 胶体具有___________性，FeCl 3 溶液中分散质粒子的直径___________(填“>”或“<”)10 -9 m。
(3)“转化”是为了将溶液中的 Fe 2 (SO 4 ) 3 转化为 FeSO 4. 一种方法是向溶液中加入铁粉，发生反应的离子方程式为___________；另一种方法是向溶液中通入 SO 2 ，发生反应的离子方程式为___________。
13．某工厂的工业废水中含有大量的 FeSO 4 、较多的 Cu 2+ 和少量的 Na + 。为了减少污染并变废为宝，工厂计
划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图，按照需要完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。
(1)试剂①应选择加入_______。
(2)操作Ⅰ、II、Ⅲ名称依次为______、______、______。
(3)加入②的试剂_______(填“能”或者“不能”)用稀盐酸，原因为：________。
(4)取上述流程中回收的 Cu 加到 1 L FeCl 3 溶液中，可溶解 Cu的最大质量是 32 g，则 c(FeCl 3 )=___mol/L。
14．金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，工业上常用 FeCl 3 溶液作为“腐蚀液”，有 CuCl 2 和 FeCl 2 生成。如下是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得 FeCl 3 溶液所采用的工艺流程图：
请回答下列问题。
（1）实验室中，检验溶液中存在 Fe 3＋ 的试剂是__________，证明 Fe 3 ＋ 存在的现象是__________。
（2）写出 FeCl 3 溶液与金属铜发生反应的离子方程式：__________。
（3）写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式：①__________，②__________，④__________。
（4）含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为__________。
15．某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下(其中步骤①是除去表面油污)，请回答下列问题：
(1)操作甲的名称是_______________。
(2)步骤②中，除发生反应 Fe＋2HCl=FeCl 2 ＋H 2 ↑外，其他可能反应的离子方程式为___________。
(3)步骤③反应为 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ，请用单线桥法表示电子转移_______，氧化剂与还原剂的物质的量
之比是_____。
(4)已知步骤④发生的反应为 2FeCl 3 ＋Cu=2FeCl 2 ＋CuCl 2 ，该反应的离子方程式为______________。
(5)关于反应 2FeCl 3 ＋Cu=2FeCl 2 ＋CuCl 2 ，下列说法正确的是_________。
A．氧化性强弱顺序 FeCl 3
强于 CuCl 2
B．还原性强弱顺序 Cu 强于 FeCl 2
C．FeCl 3
在反应中失去电子 D．CuCl 2
是氧化产物 三、实验题 16．下图是铁粉和水蒸气反应的实验装置示意图。
(1)写出该反应的化学方程式___________ (2)实验中，D处排出的气体几乎点不着，已知该装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题，你认为气体点不着的可能原因是(说出一点即可)：___________ (3)将 46g 金属钠投入到 500ml 5mol/L 盐酸溶液中，计算生成的氢气(标准状况下)的体积为：___________ (4)甲乙两烧杯中各有100ml 3mol/L的HCl和NaOH，向烧杯中分别加入等质量的铝粉生成气体体积比为甲：乙=1：2，铝的质量为：___________ 17．某同学设计如下图所示装置(气密性已检查)制备 Fe(OH) 2 白色沉淀。
请填写下列空白：
(1)仪器 1 的名称是______。装置 5 的作用是______。
(2)实验开始时，关闭 K 2 、打开 K 1 ，反应一段时间后，再打开 K 2 、关闭 K 1 ，发现装置 3 中溶液不能进入装置 4 中。请改进装置，使溶液能进入装置 4 中：______。
(3)装置改进后，将装置 3 中反应后溶液压入装置 4 中，在装置 4 中立即析出白色絮状沉淀，迅速变为灰绿
色，最终变为红褐色。请写出装置 4 中涉及到的化学方程式___、___，若始终没有观察到白色沉淀，从实验操作过程分析可能的原因是___。
18．“引火铁”在焊接铁轨时有重要的用途。制备“引火铁”的反应原理是：
I． 2 3 4 23Fe( )+4H O g Fe O +4H高温普通铁
II． 3 4 2 2Fe O +4H 3Fe( )+4H O g高温引火铁
实验室用下列装置制备“引火铁”，夹持和加热装置略去。
回答下列问题：
(1)反应 I在装置___________(填“甲”或“乙”)中进行；C 中发生反应的离子方程式为___________。
(2)乙中需要加热的装置是___________(填字母)。G中收集的气体是___________。
(3)甲中加热 A之前需要___________；装置 B 中盛放的试剂是___________，作用是___________。
19．铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂，它们的一些性质及制备方法如下所示：
Ⅰ.氯化铁：熔点为 306℃，沸点为 315℃，易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向 500～600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。
Ⅱ.氯化亚铁：熔点为 670℃，易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。
实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁，请回答相关问题：
(1)装置 A用于 KMnO 4 固体与浓盐酸反应制氯气，反应的离子方程式为___。
(2)导管 b 口应与___(从虚线框内装置中选择装置后用字母代号填空)连接，这样可避免反应系统与环境间的相互影响。
(3)①用此装置制得的无水氯化铁含铁量偏高，显然其中含有较多的___(填化学式)杂质。
②若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的装置改进措施是___。
(4)工业将Cl 2 通入石灰乳中制备漂白粉，漂白粉的有效成分是__(填化学式)，漂白粉生效的化学方程式是___。
20．化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子：Fe 3+ 、Cu 2+ ，化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。
(1)操作①的名称是___________。加入铁屑先发生的离子反应为：________ (2)沉淀 A中含有的金属单质有___________。
(3)操作②中观察到的实验现象是___________。
(4)检验溶液 B 中含有的金属阳离子常用的试剂是____________。
(5)操作③中发生反应的离子方程式为__________。
参考答案 1．Fe 3 O 4
第三周期 IVA族
+ + 2-4 4NaHSO =Na +H +SO
2 2 2 2 22Cl +2Ca(OH) =CaCl +Ca(ClO) +2H O
- -2 2 22Al+2OH +2H O=2AlO +3H
2．Fe 粉
2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+
NaOH溶液
2Al+2NaOH+2H 2 O=2NaAlO 2 +3H 2 ↑
3．CaCO 3 +2CH 3 COOH=CO 2 ↑+H 2 O+Ca 2+ +2CH 3 COO -
Cu 2+ +2-4SO +Ba 2+ +2OH - =BaSO 4 ↓+Cu(OH) 2 ↓
CO 2 +2OH - +Ca 2+ =CaCO 3 ↓+H 2 O
2Na 2 O 2 +2H 2 O=4Na + +4OH - +O 2 ↑
2OH - +Cl 2 =Cl - +ClO - +H 2 O
Cl 2 +H 2 O H + +Cl - +HClO
-4MnO +5Fe 2+ +8H + =Mn 2+ +5Fe 3+ +4H 2 O
Fe 3 O 4 +8H + =Fe 2+ +2Fe 3+ +4H 2 O
-3HCO +OH - =H 2 O+2-3CO
4．b
c
d
a
5．FeCl 3
H 2 O
过滤
FeCl 3 +3H 2 OFe(OH) 3 (胶体)+3HCl
丁达尔效应
A
+6
3:2
3
6．置换反应
4 4Fe+CuSO =Cu+FeSO
氧化
还原
3 + 2 + 2 +Cu+2Fe =2Fe +Cu
B
7．不属于
醋酸
FeCl 2
8
8．乙
铜丝由黑变红
不正确，因为铁过量时：2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+
9．氧化
还原剂
取少量待测液，滴加 KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中含有 Fe 3+ ，否则不含 Fe 3+
Fe
3
2
4
2
5H 2 O
3
Na 2 FeO 4 +2KCl=2NaCl+K 2 FeO 4 ↓
10．2Al+Fe 2 O 3 Al 2 O 3 +2Fe
3V 2 O 5 +10Al 5Al 2 O 3 +6V
V 2 O 5
45
2Al+2OH - +2H 2 O=2AlO2+3H 2 ↑
1：1
11．2Al＋2OH﹣ ＋2H 2 O＝2 -2AlO ＋3H 2 ↑
14Fe 3 ＋ ＋FeS 2 ＋8H 2 O＝15Fe 2 ＋ ＋16H ＋ ＋22-4SO
取少量还原后溶液于试管中，加入 KSCN溶液，不出现红色则还原完全
蒸发浓缩，冷却结晶
取少量绿矾油，向其中滴加紫色石蕊试液，若溶液变红，则说明其中含 H + ；另取少量绿矾油，向其中滴加 BaCl 2 溶液，若有白色沉淀生成，则说明其中含2-4SO
12．FeO+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 O
吸附
<
2Fe 3+ +Fe= 3Fe 2+
2Fe 3+ +SO 2 +2H 2 O=2Fe 2+ +SO2-4+ 4H +
13．铁粉
过滤
过滤
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
不能
会引入杂质离子
1
14．KSCN 溶液
溶液变成红色
2Fe 3＋ ＋Cu===2Fe 2 ＋ ＋Cu 2 ＋
Fe
FeCl 2
HCl
2FeCl 2 ＋Cl 2 =2FeCl 3
15．过滤
Fe 2 O 3 +6H + =2Fe 3+ +3H 2 O
1∶2
2Fe 3+
+ Cu=2Fe 2+
+ Cu 2+
ABD
16． 2 3 4 23Fe+4H O g Fe O +4H
①产生的 H 2 太少，②水蒸气过多
22.4L
5.4g
17．分液漏斗
液封，防止空气进入装置 4
在装置 2、3 之间添加控制开关
FeSO 4 +2NaOH=Fe(OH) 2 ↓+Na 2 SO 4
4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 装置 4 内的空气没有排尽
18．乙
+ 2+2Zn+2H =Zn +H
DE
H 2
检验氢气纯度
碱石灰
干燥氢气
19．2MnO 4+10Cl - +16H + =2Mn 2+ +5Cl 2 ↑+8H 2 O
F
FeCl 2
在装置 A、B 间加装一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
Ca(ClO) 2
Ca(ClO) 2 +H 2 O+CO 2 =CaCO 3 ↓+2HClO
20．过滤
Fe + 2Fe 3+
= 3Fe 2+
Cu、Fe
溶液由浅绿色变为黄色
KSCN 溶液
Fe 3+
+ 3NH 3 ·H 2 O = Fe(OH) 3 ↓ + 3+4NH