1、第三章铁第三章铁 金属材料金属材料 一、单选题一、单选题 1下列关于离子检验的说法中正确的是 A向某溶液中加入稀盐酸，将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则原溶液中一定含有2-3CO或-3HCO B向某溶液中加入32Ba NO溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有2-4SO C向溶液中先加入22H O溶液，再滴加KSCN溶液，溶液变红，则原溶液中含2+Fe而不含3+Fe D向某溶液中加入3AgNO溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有-Cl 2铝比铁活泼，但在空气中铁制品更易被锈蚀，其原因是（ ） A铁的密度比铝的密度大 B铝不能与氧气
2、发生反应 C铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜 D铁的相对原子质量比铝的大 3等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是（ ） A11 B34 C23 D43 4下列离子方程式书写正确的是 AFeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu+Fe3+=Cu2+Fe2+ B氯气溶于水：Cl2+H2O=2H+Cl-+ClO- C铝与氢氧化钠溶液反应：2Al+2OH-+2H2O=22AlO+3H2 D氧化铁与稀盐酸反应：FeO+2H+=Fe2+H2O 5将22Na O投入2FeCl溶液中，可观察到的现象是 A生成白色沉淀及气泡 B生成红褐色沉淀及气泡 C仅有
3、气泡产生 D无变化 6铁盐与亚铁盐在工业生产和生活中具有重要应用。三氯化铁在水溶液中易形成氢氧化铁胶体，具有吸附作用， 可用作净水剂。 三氯化铁溶液可用作印刷电路板刻剂， 反应化学方程式为 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。硫酸亚铁溶液可用于脱除烟气中的二氧化硫等有害气体。下列离子能在印刷电路板的蚀刻废液中大量存在的是 AH+ B4MnO COH- DAg+ 7下列关于铁与水反应的描述错误的是 A铁与水蒸气反应的产物是黑色的 Fe2O3 B红热的铁能与水蒸气反应，产生的气体可在空气中燃烧 C铁与水蒸气的反应是氧化还原反应 D常温下，Fe 与 H2O 不反应，但能与空气中的 O2、H
4、2O 共同作用发生反应 8下表中，对陈述、的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是 选项 陈述 陈述 判断 A Na2CO3可用于治疗胃酸过多 Na2CO3可与盐酸反应 对，对，有 B 铁和水蒸气反应生成红棕色的物质 铁和水蒸气反应生成 Fe2O3 对，对，有 C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透光性强的黄光 对，错，无 D 过氧化钠可为航天员供氧 Na2O2能与 CO2和 H2O 反应生成 O2 对，对，有 AA BB CC DD 9下列相关反应方程式不正确的是 A过氧化钠用作供氧剂：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 B保存 FeSO4溶液需添加铁粉：2Fe
5、3+ + Fe = 3Fe2+ C工业上制备漂白粉：2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O D硝酸型酸雨腐蚀大理石石雕：CO2-3 + 2H+ = H2O + CO2 10化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法正确的是 A硅胶、生石灰、铁粉是食品包装中常用的干燥剂 B亚硝酸钠溶液具有防腐作用，可用其来浸泡新鲜瓜果 C 本草经集注中记载了区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用了“焰色反应” DBaCO3 是难溶于水的强电解质，在医学上用作钡餐 11各物质中含有的少量杂质以及除去这些杂质对应的方
6、法如表所示 物质 杂质 除去杂质的方法 3KNO溶液 KOH 加入适量3FeCl溶液并过滤 4FeSO溶液 4CuSO 加入过量铁粉并过滤 2H 2CO 先通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶 23Na CO 3CaCO 溶解、过滤、蒸发 其中正确的是 A B C D 12下列有关 Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是 向盛有 FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加 1 滴 KSCN 溶液，黄色逐渐消失，加 KSCN 后溶液颜色不变 将废铁屑加入 FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的 Cl2 向 FeCl2溶液中滴加 NH4SCN 溶液，溶液显红色 将 N
7、aOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中制备 Fe(OH)3胶体 向 Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉的离子方程式：Fe3+Fe=2Fe2+ Fe2+与 H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O A B C D 13碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂，其化学式为 xMg(OH)2 yMgCO3 zH2O。现取 4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到 2.00 g 固体和 0.0400 mol CO2.下列说法中正确的是 A2.00 g 固体是 Mg(OH)2 B4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水 0.800 g C4.66 g 碱式碳
8、酸镁加盐酸完全溶解，参加反应的 HCl 为 0.0800 mol D该碱式碳酸镁的化学式为 Mg(OH)2 4MgCO3 4H2O 14化学与生产、生活、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是 A“华为麒麟 980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅 B“复兴号”高铁车厢连接处使用的增强聚四氟乙烯板属于有机高分子材料 C 本草纲目中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取硷浣衣”中的硷是 Na2CO3 D 梦溪笔谈中“方家以磁石磨针锋，则能指南”中的磁石主要成分为 Fe2O3 15化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价类”二维图。铁元素的“价类”二维图如图所示，下列说法正确
9、的是 A工业上用 CO 还原 Fe2O3炼铁，该反应为置换反应 BFe3O4中铁元素为+4 价 C维生素C能将 Fe3+转化为 Fe2+，该过程中维生素 C 作还原剂 DFe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 二、填空题二、填空题 16铁元素存在多种价态，且不同价态的铁元素在一定条件下可以相互转化。 (1)向 2 mL 1 mol/L 的 Fe(NO3)2溶液中加入 2 mol/L 的 H2SO4溶液至 Fe2+恰好转化为 Fe3+为止，写出反应的离子方程式_。 (2)24K FeO是一种新型水处理剂，将KOH溶液、KClO溶液与243FeSO溶液混合可得到24K FeO。 24
10、K FeO中铁元素的化合价为_，当有243mol K FeO生成时，反应中转移的电子数目为_AN。 发生相应反应的离子方程式为_。 (3)某同学设计如图装置制备一定量的2Fe(OH)，并使其能在较长时间内存在。 X 不能是硝酸，原因是_，装置 4 的作用是_。 实验开始时，开关2K应_(填“打开”成“关闭”)；这样操作的目的是_。 17在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，可观察到下列现象： (1)有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体； (2)混合物变红，放出热量，最后变成黑色固体； (3)不时有火星从混合物中射出。 请分别写出产生以上三种现象发生反应的化学方程式：_、_、_。 18铁及其化合物在人
11、类的生产生活中扮演着重要的角色。 (1)铁是人体中一种重要的金属元素，在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。据此分析血红蛋白中铁存在的价态为_。(已知：铁常见的化合价有+2、+3 价) (2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学方程式，用单线桥法标出电子转移的方向和数目_。 (3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从_变为_，写出该反应的化学方程式_。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是_。 19除去下列物质中含有的少量杂质，写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式： (1)2FeCl溶液中含有少量的3FeCl杂质：_、_； (2)3FeCl溶液中含有少量的2
12、FeCl杂质：_、_； (3)4FeSO溶液中含有少量的4CuSO杂质：_、_。 三、计算题三、计算题 20某磁铁矿石样品中含34Fe O76%，其他不含铁的杂质 24%。计算这种矿石中铁的质量分数。某炼铁厂用这种磁铁矿石冶炼生铁。该厂日消耗这种磁铁矿石 10000t，该厂理论上年产含铁 96%的生铁的质量是多少_(一年按 360 天计)？ 21将一块质量为 8.5 g 的铁合金放入锥形瓶中，再向锥形瓶中加入稀硫酸，恰好使铁合金中的铁完全反应(碳不溶于稀硫酸，铁合金中其它元素含量很低，可忽略不计)，测得生成氢气的质量为 0.3 g试列式计算回答： (1)8.5 g 的铁合金中铁的质量是多少？_
13、 (2)反应后所得溶液的溶质质量是多少？_ (3)生铁和钢都是铁的合金，请根据表中含碳量判断这 8.5 g 铁合金是生铁还是钢？_ 合金种类 含碳量 钢 0.03%2.0% 生铁 2.0%4.3% 22向 200mLNaOH 溶液中投入 5.4g 的铝，二者恰好完全反应，计算： (1)铝的物质的量是_？ (2)参加反应的氢氧化钠的物质的量是_？ (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度是_？ 23某均匀固体混合物中含有 Na2CO3、NaOH、CaCl2中的两种或三种。现取 5.30g 该混合物分为两等份，分别溶于足量水中，将一份经过滤、洗涤、干燥、称量，恰好得到 1.00g 沉淀；在另外一份反应后
14、的试管中逐滴滴加 0.40mol/L 的稀盐酸，加入盐酸的体积和沉淀质量的变化关系如图所示。请回答： (1)原混合物中至少含有 CaCl2的质量为_g。 (2)a 的最大值为_mL。 四、实验题四、实验题 24研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体(FeSO4 xH2O)热分解研究，该小组同学称取 ag 硫酸亚铁晶体样品按图 1 高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置 B 质量测出 x 的值。 （1）装置 B 中硫酸铜粉末变蓝，质量增加 12.6g，说明产物中有水。 （2）硫酸亚铁晶体完全分解后装置 A 中还残留红棕色固体氧化铁。 （3）装置 C 中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中存在
15、气体_。 （4）实验中要持续通入氮气，否则测出的 x 会_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 （5） 从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一物质三氧化硫， 写出硫酸亚铁分解的化学方程式_。 （6）某研究所利用 SDTQ600 热分析仪对硫酸亚铁晶体(FeSO4 xH2O)进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量- 分解温度的关系如图 2，根据图 2 中有关数据，可计算出 FeSO4 xH2O 中的 x_。 25实验室需配制- 1500mL 1mol L的NaOH溶液，回答下列问题： (1)配制该溶液时所需的玻璃仪器是_； (2)请计算(写出必要的计算步骤)： 配制该溶液时需要用天平称取NaO
16、H固体多少 g_？ 将-11molL的NaOH溶液与- 1100mL 1mol L的3AlCl溶液反应， 得到固体3.9g， 则消耗NaOH溶液多少mL_？ 26实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料 - Fe2O3。 其主要实验流程如下： (1)酸浸：用一定浓度的 H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有_(填序号)。 A适当升高酸浸温度 B适当加快搅拌速度 C适当缩短酸浸时间 (2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使 Fe3+完全转化为 Fe2+。“还原”过程中除生成 Fe2+外，还会生成_(填化学式)；检
17、验 Fe3+是否还原完全的实验操作是_。 (3)除杂：向“还原”后的滤液中加入 NH4F 溶液，使 Ca2+转化为 CaF2沉淀除去。若溶液的 pH 偏低、将会导致 CaF2沉淀不完全，其原因是_- 9sp2CaF =5.3 10K，- 4a(HF)=6.3 10K。 (4)沉铁：将提纯后的 FeSO4溶液与氨水- NH4HCO3混合溶液反应，生成 FeCO3沉淀。 生成 FeCO3沉淀的离子方程式为_。 设计以 FeSO4溶液、氨水- NH4HCO3混合溶液为原料，制备 FeCO3的实验方案：_。 【FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的 pH=6.5】 。 27草酸亚铁晶体
18、(242FeC O2H O)是一种浅黄色固体，是生产锂电池的原材料，也常用作分析试剂、显影剂及制药工业。它难溶于水，不溶于丙酮，熔点为 160，受热易分解。回答下列问题： (1)制备草酸亚铁晶体：称取 10g44222NHFe SO6H O于 200mL 烧杯中，加入适量蒸馏水溶解，再加入8mL 饱和224H C O溶液， 继续滴加 5 滴 21mol L硫酸酸化， 不断搅拌， 加热至沸腾， 待有浅黄色固体析出时，静置，抽滤，洗涤，晾干。 不断搅拌的作用是_。 制备草酸亚铁的化学方程式为_。 洗涤草酸亚铁晶体时，先用水洗，再用丙酮洗涤 23 次，原因是_。 (2)查阅资料获知：草酸亚铁晶体在
19、600左右发生分解反应，产物中有2H O、CO、2CO三种气体，某化学兴趣小组拟利用如图装置验证草酸亚铁晶体受热分解的气体产物。 实验时，合理的装置(可重复选择)连接顺序是 A_尾气吸收。 下列关于尾气吸收的方法正确的是_。(填序号) a.通入盛有 NaOH 溶液的烧杯中 b.气囊收集，再处理 c.尾气口处放置酒精灯，燃烧处理 d.通入盛浓硫酸的烧杯中 装置 D 的名称为_，装置 C 的作用是_。 能证明分解产物中存在 CO 的现象是_。 参考答案参考答案 1A 【解析】 A能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是二氧化碳，所以原溶液中可能有2-3CO或-3HCO，故 A 正确； B某溶液中加入硝
20、酸钡溶液有白色沉淀产生再加稀盐酸沉淀不消失则原溶液中有或均符合，有亚硫酸根离子也符合，故 B 错误； C22H O具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，向某溶液中先滴加少量22H O溶液，再滴加 KSCN 溶液，溶液呈血红色，不能说明原来溶液中含有亚铁离子，也可能含铁离子，故 C 错误； D 在某溶液中加入 AgNO3溶液有白色沉淀产生， 该白色沉淀可能是硫酸银， 硫酸银沉淀也不溶于稀盐酸，故 D 错误； 故选 A。 2C 【解析】铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，因 Al 被氧化后生成致密的氧化物阻止反应的进行，所以不易被锈蚀，以此来解答。 由于铝是活泼的金属，其表面极易被氧化生成一层致密
21、的氧化膜，从而阻止内部的金属铝被氧化，所以铝制品是耐腐蚀的；与密度和相对原子质量无关。 答案选 C。 3B 【解析】 设 Fe 的物质的量为 1 mol，根据方程式 Fe2HCl=FeCl2H2可知与盐酸反应生成的氢气为 1mol，根据方程式 3Fe4H2O(g)Fe3O44H2可知与水蒸气反应生成的氢气为43mol， 相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成 H2体积之比为：14334，故选 B。 4C 【解析】 A电子、电荷不守恒，离子方程式应该为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，A 错误； BHClO 是弱酸，主要以电解质分子存在，不能拆写为离子形式，且该反应为可逆反应，
22、离子方程式应该为：Cl2+H2OH+Cl-+HClO，B 错误； C反应符合事实，遵循物质的拆分原则，C 正确； D氧化铁与稀盐酸反应产生 FeCl3和 H2O，离子方程式应该为：Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O，D 错误； 故合理选项是 C。 5B 【解析】 将 Na2O2投入 FeCl2溶液中， Na2O2与溶液中的水发应生成 NaOH 和 O2， 有气泡产生， 生成的 NaOH和 O2再和 FeCl2反应生成红褐色沉淀 Fe(OH)3，故 B 选项符合题意。 答案选 B。 6A 【解析】 根据题意，用 FeCl3作刻蚀液水，会发生反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，
23、反应完全后，得到的蚀刻废液中成分应为 FeCl2、FeCl3和 CuCl2等，根据物质性质分析解答。 AH+与 FeCl2、FeCl3和 CuCl2等的微粒不能反应，可以共存，A 符合题意； B4MnO具有强氧化性，能够与 FeCl2的 Fe2+发生反应产生 FeCl3，不能大量共存，B 不符合题意； CFeCl2、FeCl3和 CuCl2等金属阳离子都会与 OH-发生反应形成 Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，不能大量共存，C 不符合题意； DAg+与盐溶液中的 Cl-反应产生 AgCl 白色沉淀，不能大量共存，D 不符合题意； 故合理选项是 A。 7A 【解析】 A. 铁
24、与水蒸气反应的化学方程式为 23423Fe+4H O gFe O +4H高温，生成黑色的34Fe O，A 错误； B. 反应产生的2H可在空气中燃烧，B 正确； C. 反应中铁和氢元素化合价变化，该反应为氧化还原反应，C 正确； D. 常温下，铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀而被缓慢氧化，D 正确。答案选 A。 8D 【解析】 A碳酸钠能够与盐酸反应，但是碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，陈述错误，A项错误； BFe 与水蒸气反应生成黑色固体 Fe3O4，陈述和均错误，B 项错误； C钠的焰色为黄色，透雾性强，高压钠灯发出透雾能力强的黄光，与钠的还原性无关，二者无因果关系，C 项
25、错误； D过氧化钠与水、二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，所以可为航天员供氧，陈述、的正确，且有因果关系，D 项正确； 答案选 D。 9D 【解析】 A Na2O2 与 CO2 反应生成 Na2CO3和 O2，过氧化钠用作供氧剂：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2，故 A正确； B 保存 FeSO4溶液需添加铁粉防止亚铁氧化：2Fe3+ + Fe = 3Fe2+，故 B 正确； C 工业上用氯气和消石灰反应制备漂白粉， 漂白粉的成分为 CaCl2 和 Ca(ClO)2 ： 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O，故 C 正确； D
26、碳酸钙难溶于水，硝酸型酸雨腐蚀大理石石雕：CaCO3 + 2H+ = H2O + CO2+Ca2+，故 D 错误； 故选 D。 10C 【解析】 A生石灰与硅胶是食品包装中常用的干燥剂，铁粉作抗氧化剂，故 A 错误； B亚硝酸钠溶液具有防腐作用，但亚硝酸钠有毒，不可用其来浸泡新鲜瓜果，故 B 错误； C鉴别 KNO3 和 Na2SO4，利用钾元素和钠元素的焰色反应不同，钠元素焰色反应为黄色，钾元素焰色反应为隔着钴玻璃为紫色，故 C 正确； D碳酸钡难溶水，但易溶于胃酸中的盐酸，生成有毒的氯化钡，所以不能做钡餐，能做钡餐的是硫酸钡，故 D 错误； 故选 C。 11C 【解析】 加入氯化铁与氢氧化
27、钾反应生成的氯化钾新的杂质，故错误； 加入过量铁粉将铜离子置换除去，同时不引入新的杂质，故正确； 先通过氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳，再通过浓硫酸除去水蒸气，该过程中既没有消耗氢气也没有引入新的杂质，故正确； 碳酸钙不溶于水，碳酸钠可溶于水，所以可以通过溶解、过滤、蒸发得到纯净的碳酸钠，故正确； 综上所述答案为 C。 【点睛】 除杂要把握两个原则：一是加入的试剂只能与杂质反应；二是不能引入新的杂质。 12A 【解析】 向盛有 FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，发生反应 2Fe3+Fe=3Fe2+，溶液不再存在 Fe3+，黄色逐渐消失，加 KSCN 后溶液颜色不变，正确； 氯气具有强氧化性， 能
28、氧化Fe2+生成Fe3+， Fe3+能氧化Fe生成亚铁离子， 涉及的反应为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-、2Fe3+Fe=3Fe2+，从而除去氯气，正确； 向 FeCl2溶液中不存在 Fe3+，加入 NH4SCN 溶液不变红，错误； 将 NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀，无法得到胶体，错误； 选项所给离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为 2Fe3+Fe=3Fe2+，错误； 酸性环境中 H2O2可以将 Fe2+氧化为 Fe3+，根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O，错误； 综上所述答案为 A。 13D 【解析
29、】4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧生成氧化镁、二氧化碳、水，得到 2.00 g 固体是氧化镁，氧化镁的物质的量是 0.05mol；反应生成 0.0400 mol CO2，根据碳元素守恒，可知 MgCO3的物质的量是 0.0400 mol，根据镁元素守恒， Mg(OH)2的物质的量是0.05mol- 0.04mol=0.01mol； Mg(OH)2分解生成水的物质的量是0.01mol；4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水的质量是 4.66 g- 2g- 0.04 mol 44g/mol=0.9g，水的物质的量是0.05mol，所以 4.66 g 碱式碳酸镁含结晶水 0.05mol- 0
30、.01mol=0.04mol，碱式碳酸镁中 Mg(OH)2、MgCO3、H2O 的物质的量比为 1:4:4，即碱式碳酸镁的化学式是 Mg(OH)2 4MgCO3 4H2O。 A4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到的 2.00 g 固体是 MgO，故 A 错误； B4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水的质量是 4.66 g- 2g- 0.04 mol 44g/mol=0.9g，故 B 错误； C4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到的 2.00 g 固体是 MgO，镁元素的物质的量是 0.05mol；碱式碳酸镁加盐酸完全溶解，溶质为 0.05mol 氯化镁，根据元素守恒，
31、参加反应的 HCl 为 0.1mol，故 C 错误； D根据以上分析，该碱式碳酸镁的化学式为 Mg(OH)2 4MgCO3 4H2O，故 D 正确； 选 D。 14B 【解析】 A. “华为麒麟 980”手机中芯片的主要成分是单质硅，不是二氧化硅，A 错误； B. “复兴号”高铁车厢连接处使用的增强聚四氟乙烯板是由四氟乙烯通过加聚反应制成的，属于有机高分子材料，B 正确； C. 本草纲目中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取硷浣衣”中的硷是 K2CO3，K2CO3是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，可洗衣服，C 错误； D. 磁石主要成分为 Fe3O4，Fe2O3无磁性，D 错误； 故合理选项
32、是 B。 15C 【解析】 A. 用CO还原23Fe O，反应物中没有单质，故该反应不是置换反应，A 项错误； B. 34Fe O中部分铁元素显+3 价，部分铁元素显+2 价，B 项错误； C. 维生素C将3Fe转化为2Fe，使Fe元素发生还原反应，维生素C表现出还原性，作还原剂，C 项正确； D. 2Fe OH浊液露置于空气中易被空气氧化，白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D 项错误。答案选C。 16(1)2+-3+323Fe +4H +NO =3Fe +2H O+NO (2) +6 9 2Fe3+3ClO-+10OH-=22-4FeO+3Cl-+5H2O (3) 硝酸可将铁氧化为 Fe3
33、+， 导致无法得到 Fe(OH)2 液封， 防止空气进入装置 3 中导致无法得到纯净的Fe(OH)2 打开 利用生成的 H2将装置中的空气排出 【解析】 (1) 在酸性条件下3NO具有氧化性，可以将 Fe2+氧化为 Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：2+-3+323Fe +4H +NO =3Fe +2H O+NO； (2) 在 K2FeO4中 K 为+1 价，O 为- 2 价，根据化合物中元素化合价代数和为 0，可知 Fe 为+6 价； 在反应前 Fe2(SO4)3中 Fe 为+3 价，反应后 K2FeO4中 Fe 为+6 价，每反应产生 1 mol K2F
34、eO4，反应过程中转移 3 mol 电子，则当复原产生 3 mol K2FeO4时转移 9 mol 电子，则转移电子数目为 9NA； 在该反应中 Fe 元素化合价由反应前 Fe2(SO4)3中 Fe 为+3 价，反应后 K2FeO4中 Fe 为+6 价，化合价升高 3价；Cl 元素化合价由反应前 KClO 中的+1 价变为反应后 KCl 中的- 1 价，化合价降低 2 价，化合价升降最小公倍数是 6，所以 Fe2(SO4)3的系数是 1，K2FeO4的系数是 2；KClO、 KCl 的系数是 3，根据 S 元素守恒，可知生成物中有 K2SO4， 系数是 3， 再根据 K 元素守恒可知反应物 K
35、OH 系数是 10， 最后根据 H 原子守恒，可知生成物 H2O 的系数是 5，故配平后化学方程式为：Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3KCl+3K2SO4+5H2O；该反应的离子方程式为：2Fe3+3ClO-+10OH-=22-4FeO+3Cl-+5H2O； (3) 要制取 Fe(OH)2白色沉淀，在 2 中是酸 X 与铁屑反应产生 Fe2+，由于硝酸具有强氧化性，会将 Fe 氧化产生 Fe3+，导致无法生成 Fe(OH)2，所以 X 不能是硝酸，可以是 HCl 或稀 H2SO4； 装置 4 中蒸馏水的作用是形成液封，防止空气进入装置 3 中导致无法得到纯净的 F
36、e(OH)2； 实验开始时打开 K2，利用 Fe 与酸反应产生的 H2将装置中的空气排出，使 NaOH 溶液中无空气，待装置4 中气泡均匀时，关闭开关 K2，利用反应产生的 H2将装置 2 中 Fe2+压入装置 3 中，与 NaOH 溶液反应产生Fe(OH)2，保证制取得到纯净 Fe(OH)2，并能够较长时间观察 Fe(OH)2白色沉淀。 17 22S+OSO点燃 Fe+SFeS 234F3F2Oe+Oe 【解析】 有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体，是由于硫粉与空气中的2O发生了反应，生成了有刺激性气味的2SO，反应方程式为：22S+OSO点燃；混合物变红，放出热量，最后变成黑色固体，说明
37、有 FeS 生成，反应方程式为：Fe+SFeS；不时有火星从混合物中射出，说明铁粉与空气中的2O反应生成四氧化三铁，反应方程式为：234F3F2Oe+Oe；故答案为：22S+OSO点燃；Fe+SFeS；234F3F2Oe+Oe。 18(1)+2 (2) (3) 黄色 浅绿色 322FeCl +Fe=3FeCl 向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明氯化铁反应完全 【解析】 (1) 血红蛋白(Hb )中的铁元素呈正二价，能与 O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO )从而有输送氧的能力，故答案为：+2； (2) 铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为2342Fe+4
38、H O(g)Fe O +4H高温，用单线桥法标出电子转移的方向和数目为，故答案为：； (3) 氯化铁溶液为黄色，将铁丝投入到氯化铁溶液中充分反应，发生的反应为322FeCl +Fe=3FeCl，生成氯化亚铁，溶液的颜色由黄色变化浅绿色；由于氯化铁溶液中滴加 KSCN 溶液会变红，使用 KSCN 溶液检验氯化铁是否反应完全，具体操作为：向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明氯化铁反应完全，故答案为：黄色；浅绿色；322FeCl +Fe=3FeCl；向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，说明氯化铁反应完全。 19(1) Fe 3+2+2Fe +Fe=3Fe (2) Cl
39、2 2+3+-2Cl +2Fe=2Fe2Cl (3) Fe 2+2+Fe+Cu=FeCu 【解析】除杂需遵循不消耗被除杂物质，不引入新杂质，易分离，方案最优等原则。 (1) 2FeCl溶液中含有少量的3FeCl杂质：可加入铁粉还原铁离子，反应的离子方程式：3+2+2Fe +Fe=3Fe； (2) 3FeCl溶液中含有少量的2FeCl杂质： 可加入氯水氧化亚铁离子， 反应的离子方程式：2+3+-2Cl +2Fe =2Fe2Cl； (3) 4FeSO溶液中含有少量的4CuSO杂质：可加入铁粉置换出铜，反应的离子方程式：2+2+Fe+Cu=FeCu； 2062.06 10 t 【解析】 根据题意，该
40、磁铁矿石样品 10000t 中含铁质量有16876%10000t232，该厂每日可制得生铁的质量是16876%10000t96%232，则该厂理论上年产含铁 96%的生铁的质量是616876%10000t96% 3602.06 10 t232。 21 由 FeH2SO4=FeSO4H2可知， 铁合金中的铁的质量0.3 g 2 g mol1 56 g mol18.4 g 生成硫酸亚铁的质量0.3 g 2 g mol1 152g mol122.8 g 铁合金中碳的质量分数8.5g8.4g8.5g100%1.2%，因此合金为钢 【解析】 （1）根据生成的氢气的质量计算出物质的量，进一步计算出合金中铁
41、的物质的量； （2）铁与硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，根据生成的氢气的物质的量计算出硫酸亚铁的物质的量，进一步计算出硫酸亚铁的质量； （3）根据合金中铁的质量计算出碳的质量，再计算出碳的质量分数，与表格中数据对比后确定是钢还是生铁。 （1）生成氢气的质量为 0.3g，物质的量 n(H2)=mM=0.3g2g/ mol=0.15mol，根据方程式 FeH2SO4=FeSO4H2可知铁的物质的量为 0.15mol，因此铁的质量为 0.15mol 56g/mol=8.4g，故答案为：8.4g； （2）生成氢气的质量为 0.3g，物质的量 n(H2)=mM=0.3g2g/ mol=0.15mol，根据
42、方程式 FeH2SO4=FeSO4H2可知硫酸亚铁的物质的量为 0.15mol，因此硫酸亚铁的质量为 0.15mol152g/mol=22.8g，故答案为：22.8g； （3） 由 （1） 可知， 铁的质量为 8.4g， 那么合金中含有的碳的质量为 8.5g- 8.4g=0.1g， 因此碳的质量分数为0.1g8.5g 100%=1.2%，与表格中数据可知，该合金为钢，故答案为：合金钢。 22 0.2mol 0.2mol 1mol/L 【解析】 (1)5.4g 铝的物质的量是m5.4gn=0.2molM27g/mol； (2)设 5.4gAl 完全反应需要 NaOH 的物质的量为 nmol，反应
43、的化学方程式为： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，则由关系式2Al2NaOH2mol2mol0.2moln，解得 n=0.2mol； (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度是n0.2mol=1mol/LV0.2Lc。 23 2.22 30.0 【解析】(1) CaCl2和 Na2CO3反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙沉淀的质量计算参与反应的 CaCl2的质量； (2) 同质量的 Na2CO3、NaOH 与盐酸反应，NaOH 消耗的盐酸多，所以 NaOH 的质量越大，a 值越大。 (1)设一份混合物中，生成 1g 碳酸钙沉淀的 CaCl2、Na2CO3的质量分别为 xg、yg；
44、2323+=2NaClCaCaCO111106100 x1ClNa COy x=1.11g；y=1.06g； 所以原混合物中至少含有 CaCl2的质量为 2.22g； (2) 一份混合物中，NaOH 的质量最大是 2.65g- 1.11g- 1.06g=0.48g；NaOH 的最大物质的量是 0.012mol，最多消耗盐酸的物质的量是 0.012mol， 消耗盐酸的最大体积是0.012mol0.03L=30mL0.4mol/L， a 的最大值为 30.0 mL。 24 二氧化硫 偏小 2FeSO4Fe2O3SO2SO3 7 【解析】 （3）红棕色固体为氧化铁，说明铁元素化合价升高，而反应物中能
45、降低化合价的只能是硫元素，其还原产物是二氧化硫，二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色。故答案为二氧化硫； （4）实验中要持续通入氮气，目的是使产生的水蒸气全部进入 B 中，否则会导致测出的 x 偏小； （5） 生成物有氧化铁， 还有二氧化硫和三氧化硫， 说明硫酸亚铁晶体分解时只有部分硫元素的化合价降低。反应的化学方程式为 2FeSO4Fe2O3SO2SO3； （6）由硫酸亚铁晶体分解的化学方程式可得： 解得 x7。 25(1)量筒、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶和胶头滴管 (2) 20.0 150mL 或 350mL 【解析】 (1) 用 NaOH 固体配制一定物质的量浓度的溶液需要的实验仪器有：天
46、平、量筒、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶和胶头滴管，故配制该溶液时所需的玻璃仪器是量筒、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶和胶头滴管，故答案为：量筒、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶和胶头滴管； (2) 配制该溶液时需要用天平称取NaOH固体的质量为：m=cVM=- 1- 10. 40g5L?1mol?molL=20.0g，故答案为：20.0； 将-11molL的NaOH溶液与- 1100mL 1mol L的3AlCl溶液反应，得到固体3.9g，当 NaOH 不足时，根据反应 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl，则 n(NaOH)=3n(Al(OH)3)=3- 13.9g78g
47、?mol=0.15mol，则消耗NaOH溶液的体积为：- 10.15mol1mol?L=0.15L=150mL，当 NaOH 过量时，根据反应方程式：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，则 n(NaOH)=3n(AlCl3)+0.1L 1mol/L- 13.9g78g?mol=3 0.1L 1mol/L+0.1L 1mol/L- 13.9g78g?mol=0.35mol，则消耗NaOH溶液的体积为：- 10.35mol1mol?L=0.35L=350mL，故答案为：150mL 或 350mL。 26 AB H2 取少量清液，向其
48、中滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否呈血红色 pH 偏低形成 HF，导致溶液中 F-浓度减小，CaF2沉淀不完全 2332342FeHCONHH OFeCONHH O 或23334FeHCONHFeCONH 在搅拌下向 FeSO4溶液中缓慢加入氨水- NH4HCO3混合溶液，控制溶液 pH 不大于 6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤 23 次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液，不出现白色沉淀 【解析】铁泥的主要成份为铁的氧化物，铁泥用 H2SO4溶液“酸浸”得到相应硫酸盐溶液，向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉将 Fe3+还原为 Fe2+；向“还原”后的滤液中
49、加入 NH4F 使 Ca2+转化为 CaF2沉淀而除去；然后进行“沉铁”生成 FeCO3，将 FeCO3沉淀经过系列操作制得 Fe2O3；据此分析作答。 (1)A适当升高酸浸温度，加快酸浸速率，能提高铁元素的浸出率，A 选； B适当加快搅拌速率，增大铁泥与硫酸溶液的接触，加快酸浸速率，能提高铁元素的浸出率，B 选； C适当缩短酸浸时间，铁元素的浸出率会降低，C 不选； 答案选 AB。 (2)为了提高铁元素的浸出率，“酸浸”过程中硫酸溶液要适当过量，故向“酸浸”后的滤液中加入过量的铁粉发生的反应有： Fe+2Fe3+=3Fe2+、 Fe+2H+=Fe2+H2， “还原”过程中除生成 Fe2+外，
50、 还有 H2生成； 通常用 KSCN溶液检验 Fe3+，故检验 Fe3+是否还原完全的实验操作是：取少量清液，向其中滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否呈血红色，若不呈血红色，则 Fe3+还原完全，若溶液呈血红色，则 Fe3+没有还原完全，故答案为：H2，取少量清液，向其中滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否呈血红色。 (3)向“还原”后的滤液中加入 NH4F 溶液，使 Ca2+转化为 CaF2沉淀，Ksp(CaF2)=c(Ca2+) c2(F-)，当 Ca2+完全沉淀（某离子浓度小于 1 10- 5mol/L 表明该离子沉淀完全）时，溶液中 c(F-)至少为955.3 101 1
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