2023-2024学年高中化学必修第一册实验活动2 铁及其化合物的性质(人教版)
试卷更新日期:2023-07-27 类型:同步测试
一、选择题
-
1. 下列实验能达到目的的是
A.检验Na2O2与水反应生成的气体
B.测定氯水的pH
C.制备纯净的Fe(OH)2
D.检验溶液中的Fe2+
A、A B、B C、C D、D2. 下列实验操作及现象或结论不正确的是( )实验操作及现象
结论
A
向溶液中逐滴加入溶液至过量,先生成白色沉淀,后沉淀消失
具有酸性
B
常温下,铁片放入稀硝酸、稀硫酸中,均有气泡产生
Fe与两种酸均发生置换反应
C
将水滴入盛有固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,可观察到有气泡产生,木条复燃
固体遇水产生
D
向某待测液溶液中滴加少量KSCN溶液,振荡,无明显现象,再加入几滴新制氯水,溶液变成红色
待测液中一定含有
A、A B、B C、C D、D3. 下列物质间的转化,不能一步实现的是( )A、Na→Na2O2 B、Fe2O3→Fe(OH)3 C、Cl2→FeCl3 D、FeCl3→FeCl24. 物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是( )A、红色,可用作颜料 B、NaClO溶液呈碱性,可用作消毒剂 C、白醋具有弱酸性,可用作清洗水壶中的水垢 D、可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液反应来检验病人尿液中葡萄糖含量是否偏高5. 向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉,充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法正确的是A、a点时溶液中阳离子只有Cu2+、Fe2+ B、b点时溶液中发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+ C、c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.4mol∙L-1 D、原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为2∶16. 实验发现加入M能提高和I-的反应速率,其原理如图所示,依次发生反应1、2,下列说法正确的是( )A、M可能是Fe(OH)3 B、Fe2+是该反应的催化剂 C、反应1为2Fe3++2I-=2Fe2++I2 D、将反应2设计成原电池,在负极反应7. 可用于检验溶液是否少量变质的试剂A、NaOH B、Fe C、 D、KSCN8. 可用于检验溶液是否少量变质的试剂( )A、NaOH B、Fe C、 D、KSCN9. 为了检验某FeSO4溶液是否变质,可向溶液中加入A、铁片 B、铜片 C、KSCN溶液 D、3%的过氧化氢溶液二、多选题
-
10. 下列实验操作、现象与对应结论均正确的是( )
选项
操作
现象
结论
A
向某溶液中滴加几滴KSCN溶液
溶液变红
溶液中不可能含Fe2+
B
将铝箔置于火焰上灼烧
铝箔胀大并有熔融物滴落
铝箔灼烧生成氧化铝
C
将几滴饱和FeCl3溶液滴入一烧杯的沸水中,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热
用激光笔照射烧杯中的液体,看到一条光亮的“通路”
生成了Fe(OH)3胶体
D
向新制氯水中滴加几滴紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
新制氯水具有酸性和强氧化性
A、A B、B C、C D、D11. 下列关于Fe(OH)2的制备能够成功的是( )A、向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液 B、向FeSO4溶液中逐滴加入氨水 C、先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀 D、取适量新配制的FeSO4溶液于试管中,再加入一层植物油(密度小于水,且不溶于水),然后向试管内逐滴加入NaOH溶液三、非选择题
-
12. FeSO4·7H2O晶体在空气中易被氧化,为检验其是否已被氧化,可取少量样品溶于适量水后加入(填化学式)溶液检验;如已氧化,可向其中加入过量以除去其中的Fe3+ 。13.
绿矾是一种重要的化工原料.
【问题1】绿矾晶体(FeSO4•7H2O)由于保存不妥或长久放置,容易被空气中的氧气氧化而变质.为探究绿矾样品的变质情况,化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案.可供选择的试剂:KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、Cl2水、NaOH溶液、BaCl2溶液请参与完成方案设计.
实验准备:取少量绿矾样品,用蒸馏水在烧杯中配成溶液.
方案1:取少量溶液,加入几滴 试剂,如果观察到的现象是 ;实验结论:证明绿矾样品没有被氧化.
方案2:取少量溶液,加入几滴 试剂,如果观察到的现象是 .
实验结论:证明绿矾样品完全被氧化.
使用FeSO4时,如要防止Fe3+的干扰,可以加入适量铁粉进行除杂,写出加入铁粉后发生反应的离子方程式 .
【问题2】以绿矾为原料可以制取聚合硫酸铁(SPFS).聚合硫酸铁是一种重要的无机高分子絮凝剂,极易溶于水,作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用.其组成可表示成Fex(OH)y(SO4)z•nH2O(其中Fe为+3价).工业上常用的一种制备流程为:
取7.507g某固体聚合硫酸铁溶解于水,向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全,经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.485g,向上述滤液中加入NH3•H2O,调节溶液pH=6,经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.800g.通过计算确定该固体聚合硫酸铁样品的化学式为 .(写出计算过程)
14. 某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验,根据实验流程回答相关问题:(1)、请写出与①反应的离子方程式。(2)、请写出与铁粉反应的化学方程式。(3)、向溶液中滴加NaOH溶液最终生成浊液,该过程的现象为 , 此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表达)。(4)、将饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至红褐色,此过程中发生的化学反应为(用化学方程式表达)。(5)、溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色,生成二价锰离子,此过程中发生的化学反应为(用离子方程式表达)。15. 实验小组发现新配制的溶液放置一段时间,由浅绿色溶液变为黄色浊液A,进行如下探究。资料:i.胶体可以透过滤纸。 ii.与溶液反应,生成蓝色沉淀。
(1)、探究A中的成分,进行如下实验。①取少量A,过滤得到红褐色沉淀和黄色透明液体B。
②取少量B于试管中,加入溶液,(填现象)。
③取少量B于试管中,加入(填试剂),液体变为红色。
④用激光笔照射B,看到一条光亮的“通路”。
综合上述实验,说明A中铁元素的存在形态有、、和。
(2)、进一步探究B显黄色的原因。①实验一中,加入铁粉的作用是(用离子方程式表示)。
②由上述实验得出:B显黄色的主要原因不是因为含有 , 而是因为含有。理由是: 。
(3)、测定A的变质程度并分析对后续实验的影响。①取25.00mL A,加入足量稀硫酸,可与24.00mL溶液恰好完全反应。已知在酸性环境下被还原为 , A中的浓度为 , 说明其主要成分仍然是。
②下列实验可以使用A进行的是(填字母)。
a.向A中滴入NaOH溶液,制备纯净的沉淀
b.用A处理含有+6价Cr的酸性废水,将剧毒的+6价Cr还原至低毒的+3价
经过上述探究,实验小组对溶液的配制与使用有了更深入的理解。
16. 实验探究、的性质。已知:可与溶液反应生成蓝色沉淀。
(1)、分别取一定量硫酸铁、氯化亚铁固体,均配制成溶液。配制溶液时需加入少量铁屑,目的是。(2)、甲组同学取溶液,加入几滴氯水,再加入1滴溶液,溶液变红,说明可将氧化。溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)、乙组同学认为甲组实验不够严谨,该组同学用煮沸冷却后的水配制溶液,向溶液中先加入煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液,溶液变红,煤油的作用是。(4)、丙组同学取溶液,加入足量溶液混合后,滴加淀粉溶液,出现蓝色,该现象说明氧化性:(填“>”或“<”);另取溶液,加入几小块锌片,实验现象为 , 说明具有。(填“氧化性”或“还原性”)。(5)、丁组同学为探究维生素C是否可将转化为 , 设计了如下实验。实验操作
实验现象
得出结论
取一定量溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解得到溶液a.取a溶液少许,滴加酸性溶液。
紫色褪去
维生素C可将转化为
其他组同学认为:根据该实验现象不能得出“维生素C可将转化为”的结论,原因是;认为可另外设计实验验证结论是否正确:取a溶液少许,滴加 , 若出现 , 则结论正确。
17. 铁与空气接触时表面会形成氧化物,如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖与金属接触的一侧是FeO,与空气接触的一侧是 , 而中间则是。(1)、中国古代“四大发明”之一最早的指南针“司南”,其具有磁性作用是因为主要含有上述物质中的(填化学式)。(2)、的一种用途是。(3)、FeO可作化妆品中的色素,它还能进行一系列转化:。①时应加入的试剂是。
②“速力菲”(主要有效成分是)是一种常见的补铁药物,欲验证该药物超过保质期后已变质,可进行的操作是:除去药物表面包装的糖衣后将药物粉碎、加水溶解静置、取少许溶液于试管中,向其中加入 , 若出现现象,则证明该药物已变质。
③在中滴加NaOH溶液的实验现象是 , 发生反应的化学方程式是。
18. 过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀覆有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板,发生反应的化学方程式为3FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。(1)、检验腐蚀后的溶液中含有Fe3+应选用的试剂是 , 上述反应说明Fe3+、Cu2+氧化性的强弱关系为。(2)、采用下列实验步骤从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新制得纯净的FeCl3溶液的流程如图所示。①滤液A中主要含有(填化学式,下同),滤渣B主要为。
②流程图中②的操作名称为 , ③处加过量的(填名称)。
③写出步骤⑤中反应的离子方程式:。
19. 已知有以下物质相互转化:试回答
(1)、写出C的化学式;(2)、A与水蒸气反应方程式为: ;(3)、写出由E转变成F的化学方程式;(4)、鉴别G溶液中阳离子的方法是: , 现象为:;用G溶液可以腐蚀铜印刷电路板,离子反应方程式为;(5)、金属铝与A的氧化物可用来焊接火车铁轨,实验室中该反应所需药品有。20. 铁在地壳中含量丰富,也是重要的人体微量元素之一.(1)、Ⅰ.如图所示装置可用来制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化.实验时必须使用铁屑和的硫酸,其他试剂任选.填写下列空白:B中盛一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是.实验开始时先将止水夹E打开,C中收集到气体的主要成分是.
(2)、关闭止水夹E,A中压强增大,把溶液压入B瓶中进行反应.生成沉淀的离子方程式为.(3)、拔去装置B中的橡皮塞,使空气进入,写出有关反应的化学方程式:.(4)、Ⅱ.验证菠菜中铁元素的存在.①取新鲜菠菜切开表皮,在内部组织上滴加KSCN溶液,无颜色变化,说明菠菜中铁元素不以(填离子符号)形式存在.
②另取新鲜菠菜洗净、烘干,放入坩埚中灼烧成灰烬.冷却后将灰烬移入烧杯中,加入溶液至没有气体产生,加蒸馏水稀释,充分搅拌后过滤.取少量滤液于试管中,加入KSCN溶液,溶液变为色,由此推断滤液中有.实验中加入溶液的目的为.
(5)、为了防止缺铁性贫血,一些食品中允许添加含铁物质.某种麦片含有微量的还原铁粉,铁粉在胃酸的作用下会溶解.铁与盐酸反应的离子方程式为.21. 甲、乙两同学欲制取纯净的Fe(OH)2 ,根据如图所示的装置进行实验。A管中是Fe+H2SO4 , B管中是NaOH溶液,请回答下列问题。(1)、同学甲:先夹紧止水夹a,使A管开始反应,在B管中观察到的现象是 。(2)、同学乙:打开a,使A管中反应一段时间再 夹紧止水夹a,实验中在B管中观察到的现象是 , B中发生反应的离子方程式为 。(3)、同学乙打开a的目的 ;(填甲或乙)同学可成功。22. 某实验小组利用下图装置制备白色 沉淀,请回答下列问题:(1)、分液漏斗、大具支试管、小具支试管分别盛装的物质是、、 (填编号)。A.还原铁粉 B.浓硫酸 C.稀硫酸 D.氢氧化钠溶液
(2)、制备 操作:实验过程中产生的气体从(填“开关①”或“开关②”)导出,赶出装置中的氧气;待氧气全部赶尽后,再关闭(填“开关①”或“开关②”),打开(填“开关①”或“开关②”),得到 沉淀。(3)、待保护气体失去作用后,白色沉淀会转化为灰绿色,最终变成红褐色,该化学方程式为。(4)、研究发现 被氧气氧化的反应速率与 大小有关,室温下其他条件相同时, 为3的氧化速率(填“大于”、“等于”或“小于”) 为11的氧化速率。23. 某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的最佳实验方案,实验装置见图,请分析实验过程:(1)、在B试管中加入NaOH溶液后加热煮沸1—2分钟立即加入2mL液体石蜡,该操作目的是。(2)、在具支试管A中加入稀H2SO4溶液和略微过量的铁粉,分析为什么铁粉过量。(3)、连接好导管,同时打开活塞,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活塞,这时A试管中的现象为 , 原因是。B试管中现象为。24.某研究性学习小组在研究用Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验装置:
(1)以上各装置中能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序号)
(2)某同学对上图③装置进行改进并实验:
当A容器中的反应开始后,分别进行下列操作,请回答有关问题:
①若先关闭弹簧夹D,打开弹簧夹C,A容器中反应进行一会儿后,再关闭弹簧夹C,打开弹簧夹D,B容器中会观察到什么现象: .
②若先关闭弹簧夹C,打开弹簧夹D,B容器中会观察到什么现象: ,
写出B容器中有关反应的化学方程式 .
25.用下面两种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀.
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备.
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 .
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法.
(3)制取Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液.这样操作的理由是:防止发生反应 .(填化学方程式)
方法二 在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备.
(4)在试管Ⅰ里加入的试剂是 .
(5)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 .
26. 某小组为探究 和 的化学性质特点及其参与反应的限度,设计并进行如下四个实验,得到部分现象和数据。请围绕实验目的,按要求回答下列问题。(1)、实验1:如图所示,可得出的实验结论是。该实验不选用 的原因是。(2)、实验2:取出如图中沉淀X于烧杯中,滴入少量浓硝酸,立刻观察到有红棕色气体产生。①写出实验2试管中发生反应的离子方程式:。
②请用离子方程式解释产生红棕色气体的原因:。
(3)、实验3:为进一步证明实验1反应是可逆的,用如图装置进行验证。闭合开关K,电流计指针向右偏转,一段时间后指针归零。①溶液Y为。
②为实现该实验目的,接下来的操作及现象为。
(4)、实验4:为定量认识实验2中反应限度情况,查阅资料知, 下, (白色) (红色),取实验2试管中充分反应静置后的上层清液 ,用 标准溶液滴定,至终点时消耗 标准溶液。
①判断滴定终点现象为;
②实验2试管中反应的平衡常数 。
③不取用实验1反应后所得清液测定反应的平衡常数的原因: 。
27. 某实验小组同学用KSCN探究久置 固体变质的情况。将0.3 g 固体用10mL蒸馏水溶解,配成待测液,进行实验。(1)、(初步实验)用KSCN检验 的原理是(用离子方程式表示)。
(2)、甲同学认为 固体几乎未变质,ⅱ中变血红色是由于 被氧化,反应的离子方程式为;ⅱ中血红色褪去的可能原因是。(3)、乙同学不认同甲对现象的解释,他推测加入浓硝酸后ⅱ中变血红色还可能与其它因素有关,可能的影响因素是。(4)、(继续探究)步骤
操作
现象
Ⅰ
取2mL待测液,加入5滴0.1 KSCN溶液,再加入5mL浓 溶液
溶液颜色无明显变化
Ⅱ
取2mL待测液,
溶液变为红色
Ⅲ
向Ⅱ中所得溶液中逐滴加入5mL浓硝酸,边加边振荡
溶液逐渐加深为血红色,继续滴加浓硝酸,溶液褪色,pH变化始终不明显
(5)、请补全步骤Ⅱ中的操作:。(6)、由Ⅰ~Ⅲ推测 固体变质的情况是(填字母序号),理由是。a.几乎未变质 b.部分变质 c.完全变质
(7)、(反思与迁移)从上述探究中获得启发,在用KSCN检验 及进行 还原性验证实验时,需要注意的事项有(至少2条)。
28. 某同学为了检验一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液.据此回答下列相关问题:(1)、将药品研细的目的是(2)、过滤所用到的玻璃仪器除烧杯外还有(3)、若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 .(4)、已知高锰酸钾在酸性溶液中的还原产物为Mn2+ , 写出酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式29. 甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种补血剂,工业上用赤铁矿(含少量铝、铜、硅、锰的氧化物)制备甘氨酸亚铁的流程图如下:已知:甘氨酸(H2NCH2COOH),易溶于水,微溶于乙醇,具有两性。
回答下列问题:
(1)、“碱浸”去除的元素是 , “滤渣1”是(填化学式)。(2)、“还原”时的还原产物是(3)、“沉淀”的离子方程式 , “副产品”是(写名称)。(4)、柠檬酸的作用防止Fe2+氧化,“反应”的化学方程式为(5)、FeSO4·7H2O也是一种常用的补血剂,在空气中易变质,检验其是否变质的试剂是 , 某同学通过如下实验测定该补血剂中Fe2+的含量:①配制:用分析天平称取1.400gFeSO4·7H2O样品,再用煮沸并冷却的蒸馏水配制100mL溶液。配制时还需要的定量仪器是
②滴定:用酸化的KMnO4溶液滴定:用移液管移取25.00mLFeSO4溶液于锥形瓶中,用0.0100mol·L-1的KMnO4溶液滴定,平行滴定3次,KMnO4溶液的平均用量为24.00mL,则样品Fe2+的含量为%(保留2位小数)。
30. 硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量,并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下:请回答下列问题:
(1)、向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色,则该滤液中含有(填离子符号),检验滤液中还存在Fe2+的方法为。(说明试剂、现象)(2)、步骤②加入过量H2O2的目的是。(3)、步骤③中反应的离子方程式为。31. 某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)、分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol/L 的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。(2)、甲组同学取2 mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)、乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液开始不变红,后来变红,其中煤油的作用是:。(4)、丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是(填离子符号);
实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。
32. 已知A为应用广泛的金属单质、B溶液呈浅绿色、C溶液焰色反应呈紫色、C溶液可使酚酞溶液呈红色,各物质有如图所示的相互转化:试回答:
(1)、写出B的化学式 , D的化学式。(2)、写出由E转变成F的化学方程式。(3)、写出向G溶液中加入A的离子方程式:;