第2课时探究铁及其化合物的氧化性和还原性

1第三节第2课时探究铁及其化合物的氧化性和还原性一、选择题1．将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是()A．CuCl2溶液B．AgNO3溶液C．Fe2(SO4)3溶液D．稀H2SO4【解析】铁与CuCl2溶液反应，每溶解56g铁生成64g铜，溶液质量减少；铁与AgNO3溶液反应，每溶解56g铁生成216g银，溶液质量减少；铁与Fe2(SO4)3溶液反应，铁溶解生成FeSO4；铁与稀H2SO4反应，每溶解56g铁生成2g氢气。【答案】C2．为了防止氯化亚铁溶液久置被氧化变质，常在其溶液中加入()A．铁粉B．铜粉C．氯化铁D．盐酸【解析】Fe2＋具有较强的还原性，易被空气中的O2氧化成Fe3＋，而Fe3＋具有较强的氧化性，故应放入铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，C、D两项错误，而铜粉可与Fe3＋反应，2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，引进了杂质Cu2＋，故B项错误。【答案】A3．(2010年湖南师大附中模拟)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Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀【解析】赤铁矿的主要成分应为Fe2O3，A项错误；Fe与H2O(g)在高温下反应生成Fe3O4和H2，B项错误；2FeCl3＋Fe===3FeCl2，过滤除去多余的铁得FeCl2溶液，C项2正确；Fe3＋遇SCN－溶液变红，但不是生成红色沉淀，D项错误。【答案】C4．只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、10%H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开来，这种试剂是()A．BaCl2溶液B．FeCl2溶液C．FeCl3溶液D．Fe(NO3)2溶液【解析】BaCl2只能把AgNO3和10%H2SO4与KSCN和NaOH区分开；FeCl2不能区分KSCN和10%H2SO4；Fe(NO3)2不能区分AgNO3和KSCN。只有FeCl3溶液符合题意。【答案】C5．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，当再滴加几滴新制的氯水后，混合液变成红色，则下列结论中错误的是()A．该溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋【解析】当加入Fe2＋后溶液不变色，再滴加氯水后变为红色，说明溶液中含有SCN－，同时也说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质，滴入氯水后发生了反应Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋与SCN－结合生成红色物质，上述反应也说明了氧化性Cl2Fe3＋。故正确答案为B。【答案】B6．有A、B、C三种溶液，各含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋中的一种。向A中加入适量铁粉，有红色固体析出，再加入C溶液，红色物质溶解，但无新固体物质析出，则A、B、C中依次含有()A．Fe3＋、Cu2＋、Ag＋B．Cu2＋、Ag＋、Fe3＋C．Ag＋、Fe3＋、Cu2＋D．Cu2＋、Fe3＋、Ag＋【解析】红色固体为Cu，故A溶液中含有Cu2＋；使Cu溶解但无新固体物质析出，则加入的C溶液中含有Fe3＋而非Ag＋，故选B项。【答案】B7．将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可以观察到的现象是(多选)()3A．生成白色沉淀B．生成红褐色沉淀C．有气泡生成D．溶液变为棕黄色【解析】2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O2具有强氧化性，FeCl2具有还原性，两者反应得到Fe(OH)3红褐色沉淀。【答案】BC8．将足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合液中，充分反应后，所得的金属粉末的质量与原来加入的铁粉质量相等，则溶液中H＋与SO42－的物质的量之比为()A．1∶2B．1∶4C．2∶5D．1∶7【解析】设H2SO4的物质的量为xmol，CuSO4的物质的量为ymol。则Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO456ygymol64ygFe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑56xgxmol由题意知，只需Fe与CuSO4反应铁粉质量增加的量与Fe与H2SO4反应铁粉质量减少的量相等即可，即：64y－56y＝56x，所以y＝7xn(H＋)∶n(SO42－)＝2x∶(x＋y)＝2x∶8x＝1∶4，故选B项。【答案】B9．铁和氧化铁的混合物共Amol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到BmolH2，且溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为()A．BmolB．(A－B)molC.12(A－B)molD.12(A＋B)mol【解析】由Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑知参与该反应的n(Fe)＝Bmol由Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋及题意设n(Fe2O3)＝x，则与Fe3＋反应的n(Fe)＝x，所以有Bmol＋x＋x＝Amolx＝A－B2mol，所以原混合物中n(Fe)＝Bmol＋x＝A＋B2mol。【答案】D10．在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混合4物完全溶解，并放出448mL气体(标准状况)，此时向溶液滴加KSCN溶液无现象。则下列判断正确的是()A．混合物中三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3B．反应后所得溶液中的Fe2＋和Cl－的物质的量之比为1∶3C．混合物中，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多0.02molD．混合物中，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多0.01mol【解析】Fe、FeO、Fe2O3混合物中加入盐酸发生的反应为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑①0.02mol0.02molFeO＋2HCl===FeCl2＋H2O②Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O③由于在溶液中加入KSCN无血红色出现，所以最后溶液中无Fe3＋，只存在FeCl2，一定还会发生反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2④由反应③和④可得关系：Fe～Fe2O3所以Fe比Fe2O3多出和HCl反应生成H2的0.02mol，FeO的物质的量无法确定，消耗的HCl的量也就无法确定，最后溶液中的溶质只有FeCl2，Fe2＋与Cl－的物质的量比为1∶2。【答案】C二、非选择题11．(2010年厦门高一检测)除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可加入________，反应的离子方程式为____________________；除去FeCl3溶液中的少量FeCl2，可加入________，反应的离子方程式为______________________；除去FeCl2溶液中的少量CuCl2，可加入________，反应的离子方程式为____________________。【答案】足量铁粉Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋氯水2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－足量铁粉Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu12．化学是很美的，化学物质呈现五颜六色，化学变化色彩纷呈，以下变化就涉及许多的颜色变化：5工业盐酸显黄色，当加入过量铁粉充分反应后就变为浅绿色①，然后加入NaOH溶液，会产生白色沉淀②，加入盐酸又变浅绿色③，通入Cl2后变为黄色④，当加入铜后，黄色消失，溶液带有蓝色⑤，插入一根锌棒，首先看到亮红色物质生成⑥，后又被黑色物质覆盖⑦，最后溶液变为无色。(1)写出反应①～⑦的化学方程式。(2)上述反应中，属于氧化还原反应的有____________，其中，铁元素被氧化的有________，铁元素被还原的有________。【解析】Fe2＋和Fe3＋都是有颜色的，Fe2＋和Fe3＋之间相互转化的同时伴随着颜色的变化，因此根据颜色变化可确定溶液中离子种类的变化。【答案】(1)反应的化学方程式为：①2FeCl3＋Fe===3FeCl2②FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl③Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O④2FeCl2＋Cl2===2FeCl3⑤2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2⑥CuCl2＋Zn===ZnCl2＋Cu⑦FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe(2)①④⑤⑥⑦①④①⑤⑦13．将铁粉投入到盛有Cu2＋、Ag＋、Fe3＋的溶液中，反应完毕时，若烧杯底部有铁粉剩余，溶液中一定不含的金属离子是______________；若烧杯中没有铁粉剩余，则溶液中一定含有的金属离子是________；若溶液中不含有Cu2＋时，则一定不含有的金属离子是________。【解析】因为Cu2＋、Ag＋、Fe3＋三种离子的氧化性顺序为Ag＋Fe3＋Cu2＋，当加入铁粉时，按Ag＋、Fe3＋、Cu2＋的顺序反应。当铁粉剩余时，Ag＋、Fe3＋、Cu2＋将全部反应；若铁粉不剩余时，溶液中一定含有的离子只有Fe2＋。溶液中不含Cu2＋时，因为Fe3＋、Ag＋的氧化性比Cu2＋强，所以一定不再有Fe3＋和Ag＋。【答案】Ag＋、Fe3＋、Cu2＋Fe2＋Ag＋、Fe3＋14．“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸(主要成分为盐酸)。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：6(1)试剂1是________，试剂2是________，加入新制氯水所发生的离子反应方程式是______________________。(2)该同学猜想红色溶液退色的原因是溶液中的Fe3＋被还原为Fe2＋，你认为该同学的猜想合理吗？________，理由是________________________；请设计一个简单的实验加以验证__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该药品须密封保存，若表面出现颜色变化，说明部分Fe2＋已变成Fe3＋。药品中经常放入维生素C，可以延长保质期。请你解释原因______________________。【答案】(1)稀盐酸KSCN溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋SCN－===[Fe(SCN)]2＋(2)不合理氯水氧化性强，不会还原Fe3＋设计的实验为在退色后溶液加入FeCl3溶液，仍不变红色(或在退色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色)(3)维生素C有还原性15．室温下单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体在合适的条件下，它们可按下面的关系进行反应，又知E溶液是无色的，请回答：(1)A是__________，B是__________，C是__________，H是________(填写化学式)。(2)反应①的化学方程式为：_______________________________。(3)反应④的离子方程式为：_________________________________________。(4)反应⑤的离子方程式为：__________________________________________。(5)反应③的实验现象为：_______________________________________。(6)简述检验溶液D中阳离子的操作方法：_________________________________。7【解析】由题意知，B为黄绿色的气体单质，则B必为Cl2，能与Cl2反应的无色气体单质为H2，则C为H2，E为HCl气体，E溶液为盐酸。由“A＋D→F，A＋HCl→F＋H2”知，固体单质A为变价金属，猜测A为Fe，则D为FeCl3，F为FeCl2，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，FeCl3与OH－反应生成Fe(OH)3，FeCl2在Na2O2的作用下恰好也生成Fe(OH)3，完全符合题目中的变化关系，故猜测成