铁及其化合物的性质实验 知识点题库

某小组同学设计实验探究Fe3+与Fe2+相互转化,实验方案及现象如下:

Ⅰ.配制FeCl2溶液

取部分变质的氯化亚铁固体[含有难溶性杂质Fe(OH)2Cl],向其中加入稀盐酸,使其完全溶解,再加入适量铁粉.

Ⅱ.实验探究Fe3+与Fe2+相互转化

实验1:0.1mol/L FeCl2溶液 无明显现象 溶液变红

实验2:0.1mol/L FeCl3溶液 溶液变红 溶液红色未褪去

  1. (1) 写出Fe(OH)2Cl与盐酸反应的离子方程式
  2. (2) 请用离子方程式解释实验1中滴加氯水后溶液变红的原因
  3. (3) 实验2的现象与预测不同,为探究可能的原因,该小组同学又进行了如下实验,方案及现象如下:

    步骤1:10mL 0.1mol/L KI溶液 溶液明显变黄

    步骤2:将黄色溶液分为三份:

    试管1 取2mL黄色溶液 溶液变红

    试管2 取3mL黄色溶液 溶液变蓝

    试管3 取3mL黄色溶液 取上层溶液 溶液变蓝(比试管2中溶液颜色深)

    ①试管2中滴加K3[Fe(CN)6]检验的离子是

    ②黄色溶液中含有的溶质微粒有K+、Cl

    ③综合上述实验现象,得出的实验结论是

完成实验Fe与水蒸气反应,如图所示.

  1. (1) 装置A的作用是
  2. (2) B中反应的化学方程式:
  3. (3) 碱石灰的作用是
  4. (4) 在D处玻璃管口点燃生成的气体前,必须对该气体进行,这一操作的目的是
  5. (5) 当有16.8g 铁粉参加反应时,生成的气体在标准状况下的体积是 L.
A、B、C为中学常见的单质,其中一种为金属,通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X常温下是无色气体,其水溶液是一种无氧强酸溶液,E为黑色固体,H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示(某些反应条件和部分反应产物已略去)。

  1. (1) 写出下列物质的化学式:DX

    ①反应3的离子方程式为

    ②反应6的离子方程式为:

    ③反应7的化学方程式为:

    ④反应5的化学方程式为

  2. (2) 在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是(填编号)。
FeCl3易潮解、易升华,实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置略去)。下列说法正确的是(   )

A . 导管g的作用是增强装置的气密性 B . 试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水 C . 直接用E接收产物比用导管连接的优点是可防止堵塞 D . 出于简化装置的目的,F装置可拆除
某兴趣小组在做完碳还原氧化铜试验后,进行了如图的探究

  1. (1) 【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是:Ⅰ石墨;Ⅱ
  2. (2) 【实验】用天平称量1.5g氧化铜粉末,直接用铝箔纸包裹.按上述操作步骤实验,黑色粉末,那么猜想Ⅱ不成立.
  3. (3) 【实验】石墨棒能使氧化铜还原成铜,该反应的化学方程式为
  4. (4) 【改进】把石墨棒换成铝粉重复上述操作,又获成功.那么称取等量的铝粉并进行同样的操作,其目的是.改进后的实验证明,金属铝与铜活动顺序是,该反应的化学方程式为
  5. (5) 【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜,效果更好.联想在空气中灼烧的铁丝不能燃烧,而铁粉能燃烧,其原因是
将6.8g 由Fe2O3和 Fe组成的固体混合物加入50ml 2 mol/L稀硫酸,恰好使固体完全溶解,并放出一定量气体。在所得溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色。下列说法正确的是(   )
A . 所得溶液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3    B . 固体混合物中含0.05molFe2O3 C . 固体混合物中含0.025molFe    D . 生成的气体体积为0.56L(标准状况下)
下表所列各组物质中,物质之间通过一步反应能实现如图所示转化的是(   )

X

Y

Z

物质转化关系

A

Cu

CuO

Cu(OH)2

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B

Si

SiO2

H2SiO3

C

NaHCO3

Na2CO3

NaOH

D

FeCl2

FeO

FeCl3

A . A   B . B   C . C   D . D
在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
  1. (1) 写出该反应的反应方程式:;并指明该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是
  2. (2) 圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,其作用是
  3. (3) 酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ,为什么
  4. (4) 试管中收集气体是,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行

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亚硝酸亚铁Fe(NO2)2易分解,若分解产物之一是红色粉末Fe2O3 , 则另一分解产物可能是(    )
A . NO B . N2O3 C . NO2 D . N2O5
用磷铁渣(含Fe、FeP、Fe2P及少量杂质)制备FePO4·2H2O(磷酸铁)的工艺流程如下:

  1. (1) “浸取”时,在密闭反应器中加入硝酸、硫酸及活性炭,硝酸首先分解生成NO2和O2 , O2将铁和磷分别氧化为Fe2O3、P2O5

    ①Fe2P与O2反应的化学方程式为

    ②加入硫酸的目的是;加入活性炭能降低有害气体的产生,这是因为

    ③c(HNO3)与磷铁渣溶解率关系,如题图-1所示,当c(HNO3)在1.5~2.0mol·L-1时,磷铁渣溶解率随硝酸的浓度增大而减小的原因是

    图-1

    图-2

  2. (2) “制备”时,溶液的pH对磷酸铁产品中铁和磷的含量及n(Fe)/n(P)比值的影响,如题图-2所示(考虑到微量金属杂质,在pH=1时,n(Fe)/n(P)为0.973最接近理论值])。在pH范围为1~1.5时,随pH增大,n(Fe)/n(P)明显增大,其原因是;写出生成FePO4·2H2O的离子方程式:
一种利用H2C2O4(草酸)作助溶剂,酸浸提取硫酸烧渣(主要含Fe2O3、FeO、SiO2等)制备铁红并回收副产物硫酸铵的工艺流程如图:

已知:H2C2O4可沉淀Ca2+、Fe2+等金属离子,可与Fe3+生成[Fe(C2O4)3]3- , 在硫酸作用下可热分解生成CO和CO2

  1. (1) 用50%的硫酸“酸浸”时,反应液的温度、H2C2O4的加入量对铁浸取率的影响分别如图1、图2所示:

    ①“硫酸烧渣”中Fe2O3与H2SO4反应的化学方程式为

    ②图1中,反应液的温度高于95℃时,铁浸取率开始降低,其原因是

    ③图2中,H2C2O4加入量在5~20%时,铁浸取率随加入量的增大而增大,其原因是;H2C2O4加入量超过20%时,铁浸取率反而开始降低,其原因是

  2. (2) “沉铁”时发生的主要反应的离子方程式为
  3. (3) 由“过滤1”的滤渣制备铁红的“操作X”为
下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是(   )

①金属钠投入FeCl3溶液中

②少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中

③向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2

④向AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液

⑤过量NaOH溶液和明矾溶液混合

A . ②③④ B . ①②④ C . ①②③ D . ③④⑤
关于甲、乙、丙、丁四套装置的说法正确的是(    )

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A . 用装置甲制取氯气 B . 用装置乙除去氢气中的少量氯化氢 C . 用丙装置可以较长时间看到白色Fe(OH)2白色沉淀 D . 用丁装置证明碳酸氢钠受热易分解
              
  1. (1) Ⅰ.为探究SO2气体的还原性,某实验小组的同学利用如下图所示装置进行实验。

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    装置A中发生反应的离子方程式为

  2. (2) 装置C的作用是
  3. (3) 在上述装置中通入过量的SO2 , 为了验证A中SO2与Fe3发生了氧化还原反应,取A中的溶液少量,分成两份,并设计了如下实验方案:

    方案①:向第一份溶液中加入少量酸性KMnO4溶液,发现紫红色褪去;

    方案②:向第二份溶液中加入少量KSCN溶液,发现不变红,再加入少量新制的氯水,溶液变红。上述方案中不合理的是,原因是

  4. (4) Ⅱ.无水FeCl3在空气中易潮解,遇水水解,加热易升华。实验室可用下列装置制备。

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    反应开始后,装置D硬质玻璃管中出现的现象为

  5. (5) 装置F中所盛的试剂为
  6. (6) 下列有关该实验的说法中,错误的是___________
    A . B装置的作用是除去HCl,并能减少Cl2的溶解 B . E装置中冷水的作用是冷却,使FeCl3冷却沉积 C . 若氯气不足则会产生FeCl2 D . 向烧瓶中加入足量的AgNO3和稀硝酸,可确定生成的MnCl2的质量
下列物质中,不能由单质直接化合制得的是(   )
A . HCl B . FeCl2 C . AlCl3 D . CuCl2
某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4),并探究其性质。

已知:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液中呈紫色溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2 , 在碱性溶液中较稳定。

  1. (1) Ⅰ.制备K2FeO4(夹持装置略)

    装置A为氯气发生装置,装置C中得到紫色固体和溶液。请写出C中由Cl2参加反应生成高铁酸钾的化学方程式

  2. (2) 将装置C中所得混合物进行抽滤,请选择合适的操作并排序

    a.倾析法转移溶液

    b.转移固体至漏斗

    c.使用玻璃砂漏斗

    d.开大抽气装置水龙头

    e.关闭抽气装置水龙头

    f.断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管

    g.选择比布氏漏斗内径略小又能将全部小孔盖住的滤纸

    h.用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,使滤纸与漏斗瓷板紧贴

  3. (3) Ⅱ.探究K2FeO4的性质

    取装置C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2 , 设计以下方案:

    ①用KOH溶液充分洗涤装置C中所得固体

    ②再用KOH溶液将固体K2FeO4溶出,得到紫色溶液a取少量a,滴加盐酸,有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了Cl- , ①中用KOH溶液洗涤的目的是

  4. (4) 资料表明,酸性溶液中的氧化性FeO>MnO。验证实验如下:将溶液a滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象可证明氧化性FeO>MnO。请说明理由
  5. (5) Ⅲ.K2FeO4产品纯度的测定

    准确称取3.00gK2FeO4样品于锥形瓶中,加入足量KOH溶液和50.00mL0.4200mol•L-1Na3AsO3溶液,充分反应后加入稀硫酸酸化,用0.1000mol•L-1KBrO3标准溶液滴定剩余的Na3AsO3溶液,恰好完全反应时消耗KBrO3标准溶液的体积为20.00mL。(K2FeO4摩尔质量为198gmol•L-1)

    已知测定过程中发生的反应有:

    FeO+AsO+H2O→Fe(OH)3+AsO+OH-(未配平)

    AsO+BrO→AsO+Br-(未配平)

    样品中K2FeO4的质量分数为(保留三位有效数字,杂质不参与化学反应)。

某小组设计如下实验探究铁与水蒸气反应(夹持装置省略)。

回答下列问题:

  1. (1) 写出铁和水蒸气反应的化学方程式,并用双线桥表明电子转移的方向和数目;试管2的作用是
  2. (2) 酒精灯与酒精喷灯点燃顺序为,理由是
  3. (3) 通过点燃试管3中产生的肥皂泡,来检验生成的气体,肥皂液的作用是
  4. (4) 检验反应后的固体是否存在Fe3O4 , 引起小组成员争论:

    ①甲同学认为可以使用化学方法,先用足量盐酸溶解,再分别检验Fe2+和Fe3+。大家认为该方法不合理,请写出至少1条理由

    ②乙同学认为可以利用Fe3O4的磁性检验。由于铁粉和生成的Fe3O4难以分离鉴别,乙同学查阅资料之后,用极细钢丝网代替铁粉进行实验。在实验前后分别剪下少量钢丝,用铁片靠近钢丝,观察到现象,证明了反应后的固体中含有Fe3O4

科学探究与创新意识是重要的化学学科核心素养。下列实验操作与类比均合理的一项是(   )

选项

实验操作

类比

A

电解CuSO4溶液可以得到Cu单质

电解Al2(SO4)3溶液可以制备Al单质

B

Fe在常温下遇到浓硫酸钝化

Mg在常温下遇到浓硫酸也会纯化

C

CCl4可以萃取碘水中的I2

CCl4可以萃取溴水中的Br2

D

往NaHCO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红

NaHSO4溶液也能使酚酞溶液变红

A . A B . B C . C D . D
高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用暖贴残渣制备高铁酸钾,流程如下

下列说法错误的是(   )

A . 步骤 i 适当加热搅拌可以加快反应速率 B . ii 中的试剂为 H2O2 C . iii 中反应为 2Fe3+ + 10H2O +3ClO- =2 FeO +3Cl-+10H+ D . iv 中反应说明溶解度:Na2FeO4>K2FeO4
用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如图:

下列叙述不正确的是(   )

A . 铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂 B . 步骤②中,发生反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2 C . 步骤④中使用过量的H2O2有利于提高纳米Fe3O4产率 D . 为验证纳米态的Fe3O4 , 可将其形成分散系,做丁达尔效应实验