3.1.2   鐵的化合物  練習(xí)（解析版）1．下列物質(zhì)的顏色按淡黃色、黑色、紅棕色、藍(lán)色順序排列的是(　　)A．Cl2、Fe2O3、Na2O2、CuSO4·5H2OB．Na2O2、Fe3O4、Fe2O3、CuSO4·5H2OC．Fe2O3、Fe3O4、Na2O2、CuSO4·5H2OD．CuSO4·5H2O、Fe2O3、FeO、Na2O2【答案】B【解析】淡黃色的物質(zhì)是Na2O2，黑色的物質(zhì)是Fe3O4，紅棕色的物質(zhì)是Fe2O3，藍(lán)色的物質(zhì)是CuSO4·5H2O。2．在一些高檔茶葉、點(diǎn)心等食品的包裝盒中有一個(gè)小袋，將小袋打開，可以看到灰黑色粉末，其中有些已變成棕褐色。將上述粉末溶于稀鹽酸，取上層清液，滴入幾滴氯水，再滴加KSCN溶液，馬上出現(xiàn)紅色。以下結(jié)論不正確的是(　　)A．該灰黑色粉末用作抗氧化劑B．該灰黑色粉末不可食用C．小袋中原來裝有鐵粉 D．小袋中原來裝有氧化鐵【答案】D【解析】從溶液遇KSCN出現(xiàn)紅色看，黑色粉末應(yīng)該含鐵元素。氧化鐵為紅棕色粉末，D錯(cuò)誤；該灰黑色粉末為還原鐵粉，起到吸收包裝盒中的氧氣，防止高檔茶葉、點(diǎn)心等食品變質(zhì)的作用，故A、B、C正確。3．已知硝酸能將Fe2＋氧化為Fe3＋。下列物質(zhì)反應(yīng)后一定能使KSCN溶液變紅的是(　　)①Fe與Cl2反應(yīng)②Fe與過量稀硫酸反應(yīng)③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中⑤向Fe(NO3)2溶液中加入過量稀硫酸A．只有①       B．只有①③⑤C．只有①②③      D．全部【答案】B【解析】要使KSCN溶液變紅，則一定要產(chǎn)生Fe3＋，①和③中Cl2可將Fe和Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，⑤中相當(dāng)于有HNO3，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，②中生成Fe2＋，④中Fe2O3溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3＋能與Fe反應(yīng)，若Fe過量，則無Fe3＋。4．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g銅，完全溶解后，再加入b g 鐵，充分反應(yīng)后得到c g殘余固體，已知a>c，則下列說法正確的是(　　)A．殘余固體是銅和鐵B．最后得到的溶液一定含有Cu2＋C．將殘余固體加入稀硫酸中一定有氣泡產(chǎn)生D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋【答案】B【解析】因?yàn)樽詈?/span>c g固體少于開始加入的a g銅，所以溶液中一定含有Cu2＋，B正確；殘余固體只能是Cu，A錯(cuò)誤；銅能與Fe3＋反應(yīng)，不與稀硫酸反應(yīng)，C、D錯(cuò)誤。5．將a g鐵和氧化鐵的混合物加入足量的鹽酸中，充分反應(yīng)，固體無剩余。測(cè)得參加反應(yīng)的HCl為0.08 mol，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體為0.224 L。則下列判斷中正確的是(　　)A．原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)＝2∶1B．向溶液中滴入KSCN溶液，顯紅色C．無法計(jì)算原混合物的質(zhì)量D．溶液中Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為3∶1【答案】A【解析】因?yàn)?/span>Fe3＋和H＋的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>Fe3＋>H＋，所以當(dāng)產(chǎn)生氫氣時(shí)，Fe3＋已經(jīng)全部被還原為Fe2＋，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不變紅色；根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出n(Fe)＝0.02 mol，n(Fe2O3)＝0.01 mol。6．有一鐵的氧化物樣品，用140 mL 5 mol·L－1的鹽酸恰好完全溶解，所得溶液還能與通入的0.56 L氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)反應(yīng)，使Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，則此氧化物為(　　)A．Fe2O3     B．Fe3O4C．Fe4O5     D．Fe5O7【答案】D【解析】鐵的氧化物與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、FeCl3和H2O。通入Cl2后Fe2＋被氧化為Fe3＋，則溶液中溶質(zhì)最終只有FeCl3，可由n(Cl)求n(Fe)。氧化物中的氧與鹽酸中的氫結(jié)合生成H2O，可由鹽酸中的n(H)求n(O)；再由求得鐵的氧化物的化學(xué)式。n(Cl)＝5 mol·L－1×0.14 L＋2×＝0.75 mol；n(H)＝5 mol·L－1×0.14 L＝0.7 mol，所以＝＝＝，即該氧化物的化學(xué)式為Fe5O7。故正確答案為D。7．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+和Fe2+的物質(zhì)的量之比為3∶2∶1，現(xiàn)加入適量鐵粉，使溶液中三種離子物質(zhì)的量濃度之比變化為1∶2∶4，則參加反應(yīng)的鐵粉與原溶液Fe3+的物質(zhì)的量之比為(　　)A．2∶1　　　　 B．1∶2　　　　 C．1∶3　　　　 D．1∶4【答案】C【解析】在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+和Fe2+的物質(zhì)的量之比為3∶2∶1，現(xiàn)加入適量鐵粉，使溶液中三種離子物質(zhì)的量濃度之比變化為1∶2∶4，這說明可以視銅離子不變，鐵離子減少2，亞鐵離子增加3，所以根據(jù)離子方程式Fe+2Fe3+3Fe2+可知參加反應(yīng)的鐵是1，所以參加反應(yīng)的鐵粉與原溶液Fe3+的物質(zhì)的量之比為1∶3。8．印刷銅制線路板的“腐蝕液”為FeCl3溶液。已知銅、鐵均能與FeCl3溶液反應(yīng)，反應(yīng)方程式分別為：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，Fe＋2FeCl3===3FeCl2?，F(xiàn)將一銅、鐵混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后燒杯中仍有少量固體，關(guān)于燒杯中物質(zhì)組成的說法正確的是(　　)A．溶液中一定含FeCl3，固體一定是鐵和銅B．溶液中一定含FeCl2，固體一定含銅C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固體一定含銅D．溶液中一定含FeCl2，固體一定是鐵和銅【答案】B【解析】因?yàn)榻饘倩顒?dòng)性Fe>Cu，所以先發(fā)生Fe＋2FeCl3===3FeCl2，再發(fā)生Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，充分反應(yīng)后仍有少量固體，該固體可能是Cu或Fe、Cu混合物；FeCl3反應(yīng)完全，一定有FeCl2，故A錯(cuò)；B正確；C中CuCl2不一定含有，可能Fe沒有反應(yīng)完而FeCl3就已經(jīng)反應(yīng)完了，錯(cuò)誤；D中固體中的鐵可能已經(jīng)反應(yīng)完了，錯(cuò)誤。9．用一定量的鐵與足量的稀硫酸及足量的CuO制取單質(zhì)銅，有人設(shè)計(jì)了以下兩種方案：①FeH2Cu   ②CuOCuSO4Cu若按實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量為(　　)A．一樣多                B．①多C．②多                  D．無法判斷【答案】C【解析】鐵的量一定，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定。由于H2還原CuO的實(shí)驗(yàn)中開始需消耗H2排凈裝置中的空氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，銅需在H2氣氛中冷卻，所以能夠用于還原CuO的H2量減少，據(jù)電子守恒原理可知，①制得銅較少。10．下列說法不正確的是(　　)A．將水蒸氣通過灼熱的鐵粉，粉末變紅B．FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于蝕刻印刷電路C．取少量溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在Fe3＋D．小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一【答案】A【解析】Fe與H2O(g)反應(yīng)生成黑色的Fe3O4。11．(1)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。①某FeO、Fe2O3混合物中，鐵原子、氧原子的物質(zhì)的量之比為4∶5，其中FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為________。②當(dāng)催化劑中＋2價(jià)鐵與＋3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為1∶2 時(shí)，其催化活性最高，此時(shí)鐵的氧化物的混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用小數(shù)表示，保留兩位小數(shù))。(2)電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板。①用FeO、Fe2O3和稀鹽酸、氯氣制取FeCl3溶液的離子方程式為__________________、__________________、____________________，檢驗(yàn)溶液中Fe3＋存在的試劑是________。②寫出FeCl3溶液與金屬銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1024時(shí)，被氧化的物質(zhì)的質(zhì)量為________。【答案】(1)①2∶1　②0.72　(2)①FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　KSCN溶液　②2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2　320 g【解析】(1)①設(shè)混合物中鐵、氧原子物質(zhì)的量分別為4 mol、5 mol，FeO的物質(zhì)的量為x，根據(jù)正、負(fù)電荷總數(shù)相等有：2x＋(4 mol－x)×3＝5 mol×2，x＝2 mol，故Fe2O3的物質(zhì)的量為1 mol。故FeO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比為2∶1。②設(shè)催化劑中含1 mol FeO、1 mol Fe2O3，則催化劑中氧原子的物質(zhì)的量為1 mol＋1 mol×3＝4 mol。催化劑中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≈0.72。或二者的混合物組成相當(dāng)于Fe3O4，故鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≈0.72。(2)①FeO、Fe2O3與鹽酸反應(yīng)，生成FeCl2、FeCl3，通入氯氣氧化FeCl2制取FeCl3。②FeCl3溶液與Cu反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1024時(shí)，被氧化的銅的物質(zhì)的量為5 mol，質(zhì)量為320 g。12．下圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6 mol/L的稀硫酸，其他試劑任選。請(qǐng)回答下列問題：(1)B裝置中盛有一定量的NaOH溶液，A裝置中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是________，A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將活塞a________(填“打開”或“關(guān)閉”)。(3)簡(jiǎn)述制取Fe(OH)2的操作過程：________________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)完畢，拔去B裝置中的橡膠塞，放入一部分空氣，此時(shí)B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。(5)在下圖中，裝置________(填序號(hào))能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀。 【答案】(1)鐵屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)打開(3)A裝置中反應(yīng)一段時(shí)間后，關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液壓入B裝置中進(jìn)行反應(yīng)(4)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3(5)①②④【解析】(1)題圖中A裝置的作用是產(chǎn)生H2，利用H2趕走整個(gè)裝置中的空氣，降低Fe2＋被氧化的速率，以便能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀，故A裝置中應(yīng)預(yù)先加入的試劑為鐵屑，發(fā)生反應(yīng)為Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開活塞a，A裝置中產(chǎn)生的H2沿導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，趕走裝置中的空氣。(3)A裝置中反應(yīng)一段時(shí)間后，關(guān)閉活塞a，氣體不能逸出，壓迫A裝置中的液體通過導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，FeSO4與NaOH混合產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀。(4)實(shí)驗(yàn)完畢拔去B裝置的橡膠塞，空氣進(jìn)入B裝置，O2與 Fe(OH)2 發(fā)生反應(yīng)，使Fe(OH)2白色沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3紅褐色沉淀。(5)①裝置用H2SO4與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的H2趕出裝置中的空氣；②裝置與①裝置原理相似，只不過在兩個(gè)試管中進(jìn)行；③裝置沒有隔絕空氣；④裝置中膠頭滴管插入液面以下，且有苯在上層隔離空氣，故①②④裝置都能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀。13．已知X為Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性強(qiáng)弱順序：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋。X樣品可發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：(1)寫出步驟③可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________。(2)若溶液E中只有一種金屬離子，則一定是____________________；若溶液E中含有兩種金屬離子，則一定是____________________。(3)若D固體是純凈物，該固體是________(填化學(xué)式)。【答案】(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑(2)Fe2＋　Fe2＋、Cu2＋　(3)Cu【解析】(1)①步中的反應(yīng)為CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，所得溶液為FeCl3、CuCl2及過量的HCl的混合溶液；步驟②得到的固體有銅、鐵兩種，若B是銅，根據(jù)題給的氧化性順序可知，只有一個(gè)反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，不會(huì)產(chǎn)生F氣體，故B應(yīng)是鐵。(2)若溶液E中只有一種金屬離子，則必然是氧化性最弱的Fe2＋；若溶液E中含有兩種金屬離子，則為Fe2＋、Cu2＋。

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