第1节铁的多样性课时一
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1. 下列化合物中，能与溶液反应生成沉淀且沉淀可溶于溶液的是( )
A. B. C. D.
2. 苹果汁是人们喜爱的饮料，由于含有，现榨的苹果汁敞口放置于空气中，会由淡绿色变为棕黄色，在这种苹果汁中加入维生素，苹果汁又变为淡绿色。这些现象体现了( )
A. 具有酸性，维生素具有碱性
B. 具有还原性，维生素也具有还原性
C. 具有氧化性，维生素具有还原性
D. 具有碱性，维生素具有酸性
3. 有关铁的氧化物的说法中，不正确的是( )
A. 赤铁矿主要成分是，是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B. 是黑色晶体，其中的铁显价，的铁显价
C. 、、都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D. 不稳定，在空气中加热迅速被氧化成
4. 下列各图所示的实验中能较长时间看到白色沉淀的是( )
A. B. C. D.
5. 电子工业制作印刷电路板常用溶液腐蚀覆铜板，使用后的腐蚀液中加入一定量铁粉，充分反应。对反应后体系中成分的分析合理的是
A. 若无固体剩余，则溶液中可能还有
B. 若有固体存在，则该固体可能只有铁
C. 若溶液中有，则一定没有固体析出
D. 若溶液中有，则一定有析出
6. 有关铁与水反应的说法中，正确的是( )
A. 在任何条件下，铁与水均不发生反应
B. 铁与热水反应可生成可燃性的
C. 在高温时，铁与水蒸气反应的方程式为：
D. 铁与高温水蒸气反应后生成的固体溶于稀硫酸，所得溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色
7. 新修本草是我国古代中药学著作之一，记载药物种，其中有关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”据此推测，“青矾”的主要成分为( )
A. B.
C. D.
8. 某溶液中有、、和四种金属阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，则溶液中大量减少的金属阳离子是( )
A. B. C. D.
9. 下列应用或现象对应的离子方程式不正确的是( )
A. 用溶液腐蚀电路板上的铜：
B. 钠浮于水面且与水剧烈反应：
C. 将溶液加入淀粉溶液中，溶液变为蓝色：
D. 将溶液加入溶液中，产生红褐色沉淀：
10. 下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
选项 操作和现象 结论或目的
A. 将浓溶液滴加到饱和溶液中 制备胶体
B. 向还原得到的黑色固体中加入盐酸溶解，再加入溶液，溶液不显红色 黑色固体中可能有
C. 取少量试样加水溶解，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去 该试样已经变质
D. 向某溶液中通入，然后再加入溶液，溶液变红 原溶液中一定含有
A. B. C. D.
11. 铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A. 将湿棉花改为浸水的尿不湿片段，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B. 用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出
C. 肥皂水改为吹泡泡水，收集效果更好，点燃效果更明显
D. 改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
12. 向和的混合溶液中加入铁粉，其固体质量的变化如图所示，下列说法中错误的是( )
A. 向点溶液中滴加溶液有蓝色沉淀生成
B. 点溶液中存在的金属阳离子有和
C. 原混合溶液中
D. 若不考虑溶液体积变化，点溶液中
13. 往溶液中通入时，随着参加反应的物质的量的变化，溶液中某些离子的浓度变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 当 时，发生的离子反应：
B. 当时，离子浓度关系：
C. 当时，离子浓度大小关系：
D. 当被氧化完全时，通入的物质的量小于原的物质的量
二、填空题
14. 将铁粉、铜粉、氯化铁溶液、氯化亚铁溶液和氯化铜溶液，混合于容积合适的烧杯内，充分反应后，试填写下列空白。
若铁粉有剩余，则溶液中不可能有的离子是 选填“，”“”或“”。
若溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余，则不可能有的金属单质是 。
若铜粉有剩余，溶液中不可能含有的离子是 选填“”“”或“”。
三、流程题
15. 高铁酸钾是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：
反应应在温度较低的情况下进行因在温度较高时与反应生成。写出反应的化学方程式： 。
在反应液Ⅰ中加入固体的目的是 。填字母
A.与反应液中过量的继续反应，生成更多的
B.固体溶解时会放出较多的热量，有利于反应进行
C.为下一步反应提供碱性环境
D.使转化为
从溶液Ⅱ中分离出后，还会有副产品、，则反应的离子方程式为 。
判断晶体是否洗涤干净，所需要的试剂是 。
四、实验题
16. 用如图所示装置来制取并观察在空气中被氧化的颜色变化。实验使用铁屑和的硫酸制备。请回答下列问题：
中盛有一定量的溶液，中应预先加入的是 ，中发生反应的离子方程式是 。
实验开始时应先将打开，其目的是 。
简述生成的操作过程： 。
实验结束，打开，放入一部分空气，此时中发生反应的化学方程式为 若不打开， 填“能”或“不能”较长时间看到白色沉淀。
17. 某实验小组设计如下实验探究二价铁的还原性。
序号 实验方案 现象
现象生成白色沉淀，后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ 现象生成白色沉淀， 后沉淀颜色几乎不变
实验所用的溶液由溶液和足量铁粉反应制得，发生反应的离子方程式为 。
实验Ⅰ中白色沉淀变为红褐色，发生反应的化学方程式为 。
探究实验Ⅱ中白色沉淀的组成。
预测沉淀的组成。已知在水中不存在。假设依据溶液显 性，推测白色沉淀可能为。
假设白色沉淀还可能为 填化学式。
探究沉淀的组成。
取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡。
向所得溶液中滴入溶液，溶液不变红。
向溶液中再滴入少量溶液，溶液立即变为红色。
由此可知，白色沉淀中一定含有的离子为 填离子符号。
探究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验中所得的 填“难”或“易”被空气氧化。
18. 硫酸铁铵是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
步骤的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是 。
步骤需要加热的目的是 ，温度保持，采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为 填标号。
步骤中选用足量的，理由是 。
步骤的具体实验操作有 ，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到时失掉个结晶水，失重。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
19. 某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并回答下列问题：
探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验夹持仪器略。
硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______________________________________。
装置的作用是______________________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分已知酸性溶液能与浓盐酸发生反应。
待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验：
试剂是________，现象为______________________。
若现象中溶液未变红色，请从硬质玻璃管中固体物质的成分分析可能的原因：______。
探究三：某学习小组设计用硬质玻璃管中固体制备纳米材料的流程示意图如下：
已知：浊液中铁元素以形式存在；
在操作Ⅰ中，相同条件下测得的产率与的关系如图所示。
在滤液转化为浊液反应完成后，需再加热一段时间除去剩余的，目的是___________________________________________。
设浊液中的物质的量为，滤液中的铁元素的物质的量为。为使的产率最高，则________填数值，保留位有效数字。
简答题
20. 博物馆修复出土铁器的过程如下：检测锈蚀产物
主要成分的化学式
铁器在具有、 等的环境中容易被腐蚀。
分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。
I.转化为。
．在自然环境中形成，该物质中铁元素的化合价为 价。
Ⅲ和反应形成致密的保护层， 填字母。
做氧化剂
做还原剂
既不是氧化剂也不是还原剂
Ⅳ保护层被氧化为，如此往复腐蚀。
将反应补充完整
研究发现，对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成保护层。方法如下：将铁器浸没在盛有、溶液的容器中，缓慢加热至。一段时间后，取出铁器，用溶液洗涤至无。
检测洗涤液中的方法是 。
脱氯反应：。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较与溶解度的大小： 。填“”“”或“”
还原形成的离子方程式是 。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物质的性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
【解答】
、、均与形成碳酸盐沉淀，这些沉淀不能溶于溶液，、、项不符合题意；与相互促进水解，生成沉淀，是两性氢氧化物，能够溶于溶液。
2.【答案】
【解析】苹果汁由淡绿色变为棕黄色是由于被氧化为，说明具有还原性，在这种苹果汁中加入维生素，苹果汁又变为淡绿色，说明维生素可将还原为，维生素具有还原性所以体现了具有还原性，维生素也具有还原性。
3.【答案】
【解析】不稳定，在空气里受热迅速被氧化成。
4.【答案】
【解析】在空气中很容易被氧化为红褐色的，即发生反应：，因此想要较长时间看到白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。、都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的处在氢气的保护中，能较长时间看到白色沉淀中溶液液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀由于空气中的氧气能迅速将氧化成，因而不能较长时间看到白色沉淀。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了铁及其化合物的性质，意在考查学生的分析能力，熟悉三价铁离子、铜离子氧化性强弱以及反应的过程是解题的关键。
【解答】
溶液腐蚀印刷电路板上的铜发生反应：，则腐蚀液中含有的金属离子有、、， 氧化性强于，加入铁粉先与反应，再与反应。
A.无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁完全反应，溶液中一定含有，可能含有，故A正确；
B.因为铁比铜活泼，若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，故B错误；
C.若溶液中有，说明加入的铁量不足，可能只与反应，也可能与反应后，剩余部分再与反应生成铜，所以可能有固体析出，故C错误；
D.当加入的铁较少时，只发生时，不会有铜析出，故D错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查金属铁的性质，侧重考查铁和水的反应，难度不大。掌握铁和水的反应条件、反应方程式、产物以及产物的检验是解答关键。
【解答】
A.在高温下，铁和水蒸气发生反应，故A错误；
B.铁在高温下，与水蒸气发生反应生成氢气，与热水不反应，故B错误；
C.在高温时，铁与水蒸气反应的方程式为：，故C错误；
D.铁与高温水蒸气反应后生成，溶于稀硫酸后，溶液中有，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。
7.【答案】
【解析】呈绿色，在空气中加热被氧化成红色的，A正确俗称蓝矾、胆矾，呈蓝色，且不易被氧化，B错误明矾为无色晶体，C错误为灰白色或浅黄色粉末， D错误。
8.【答案】
【解析】加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，转化为，转化为，转化为，最终转化为。再加入过量的盐酸， 、、与盐酸反应生成的金属阳离子分别为、和，故溶液中大量减少的金属阳离子是。
9.【答案】
【解析】用溶液腐蚀电路板上的铜，反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为，选项A正确
钠浮于水面且与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为，选项B不正确
将溶液加入淀粉溶液中，反应生成氯化亚铁和碘单质，碘遇淀粉变为蓝色，反应的离子方程式为，选项C正确
将溶液加入溶液中，产生红褐色沉淀氢氧化铁，同时生成氯化钾，反应的离子方程式为，选项D正确。
10.【答案】
【解析】将浓溶液滴加到饱和溶液中，得到沉淀，得不到胶体，故A错误
还原得到的黑色固体中如果有少量的，其溶于盐酸后产生的少量与还原生成的会发生反应：，加入溶液也不会显红色，则黑色固体中可能有，故B正确
取少量试样加水溶解，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去，只能证明试样中含有，不能证明试样是否变质，故C错误
若原溶液中不存在，存在，也有此现象，故D错误。
11.【答案】
【解析】尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头可增加受热面积及尿不湿的加热温度，从而提供足够的水蒸气，项正确
具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，项正确
泡泡水易于起泡，收集气体更容易，点燃效果更好，项正确
磁铁可以吸引单质铁和，项错误。
12.【答案】
【解析】因为的氧化性强于，所以加入时发生的反应为，继续加入时发生的反应为 ，点反应完全，此时滴加溶液不会产生蓝色沉淀，故A错误
点恰好反应完全，溶液中存在的金属阳离子为、，故B正确
参加反应需要的物质的量为，需要的物质的量为，与的物质的量之比为，物质的量浓度之比为，故C正确
根据电荷守恒可得，所以，故D正确。
13.【答案】
【解析】根据图像可知，将氯气通入溴化亚铁溶液中时，先氧化，然后氧化。
当 时，发生的反应是，故A正确
当通入的氯气为恰好将反应完时，生成，，有，所以，故B错误
当通入的氯气为，氯气首先与完全反应，生成，剩余的氯气会反应掉，生成 ，此时，，所以离子浓度大小关系： ，故C正确
当被氧化完全时，通入的物质的量为，而原的物质的量为，故D正确。
14.【答案】、
、
【解析】由于铁粉能与、反应，若铁粉有剩余，则溶液中不可能含有、。
具有氧化性，能与、反应，若氯化铁有剩余，则不可能有的金属单质是、。
具有较强的氧化性，能与反应，若铜粉有剩余，则溶液中不可能含有。
15.【答案】
硝酸银溶液、稀硝酸
【解析】在温度较低时，氯气与氢氧化钾反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，反应的化学方程式为。
由工艺流程可知，反应液中有过量的，加固体的目的是与过量的继续反应，生成更多的，同时为下一步反应提供碱性环境，故选AC。
根据题意可知，反应是、和反应生成、、和，反应中价的铁被氧化成价， 价的氯被还原为价，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得其反应的离子方程式为。
判断晶体是否洗涤干净，可向最后一次洗涤液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸，观察是否有白色沉淀生成。
16.【答案】铁屑；
排出装置中的空气
首先打开，让分液漏斗中硫酸流下，并淹没通往的导管，一段时间后关闭，烧瓶中压强增大，中液体沿导管流入中，中产生白色沉淀
；能
【解析】中应预先放入铁屑，铁屑和硫酸反应生成和，离子方程式为。
实验开始时，应先打开，使生成的充满整套实验装置，防止被氧化。
略
易被氧化生成红褐色，反应的化学方程式为若不打开，则较长时间都不会接触到，可知能较长时间看到白色沉淀。
17.【答案】
碱 和 难
【解析】与反应生成的离子方程式为。
氢氧化亚铁不稳定，接触空气时很快被氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为。
碳酸氢钠的水溶液呈碱性，则白色沉淀可能为溶液中的与反应生成的。根据质量守恒定律可知白色沉淀还可能是。
向洗涤后的沉淀中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，并产生无色气泡，说明原白色沉淀中含有向所得溶液中滴加溶液，溶液不变红，说明溶液中不含，再滴入少量溶液，溶液立即变为红色，即亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，所以原白色沉淀中含有。
白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色，说明该实验所得的沉淀比实验Ⅰ中所得的难被空气氧化。
18.【答案】碱煮水洗
加快反应 热水浴
将全部氧化为，不引入杂质
加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
【解析】用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后，再用水洗涤铁屑表面附着物。
加热可以加快化学反应速率，进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在，可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀反应生成酸性气体，可用碱液吸收，并用倒扣漏斗，既能充分吸收又能防止倒吸。
步骤利用的强氧化性将全部氧化为。
从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体，先加热浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥即可。
设硫酸铁铵晶体的物质的量为，加热到，失去即水，质量减轻，则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为，的相对分子质量为，则剩余部分为水， ，故硫酸铁铵晶体的化学式为。
19.【答案】
除去中的水蒸气，防止中玻璃管炸裂
稀硫酸；酸性溶液褪色
中固体可能有和，将全部还原为
加热使其分解除去，防止其在后续步骤中继续氧化价铁元素
【解析】
【分析】本题考查铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用的实验探究，试题难度一般。
【解答】
探究一：中制取水蒸气，中红热的和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，用于收集氢气，用于干燥氢气，中氢气还原。
高温条件下，和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为。
装置用于除去中的水蒸气，防止中玻璃管炸裂。
探究二：根据实验流程，试剂应为能溶解中固体物质的酸；亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子，现象为酸性溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液能与浓盐酸发生反应生成，故试剂应为稀硫酸。
若现象中溶液未变红色，说明中固体可能有和，将全部还原为。
探究三：生成浊液的过程中，氢氧化亚铁与过氧化氢反应生成，反应的化学方程式为；滤液转化为浊液反应完成后，为防止在后续步骤中继续氧化价铁元素，需再加热一段时间除去剩余的。
设浊液中的物质的量为 ，滤液中的铁元素的物质的量为 。则滤液中与反应的亚铁离子的物质的量为，由图可知时，的产率最高，则，解得：。
20.【答案】
Ⅲ Ⅳ
取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合溶液，若无白色沉淀产生说明无
【解析】铁器在具有、等的环境中容易被腐蚀。
Ⅱ．在自然环境中形成，该物质中铁元素的化合价为价。
Ⅲ和反应形成致密的保护层，没有元素化合价的变化，所以既不是氧化剂也不是还原剂，故选。
Ⅳ保护层被氧化为，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为。
检测洗涤液中的方法：取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤液中不含。
离子反应的本质是离子浓度的减小，根据脱氯反应：可知的溶解度大于的溶解度。
还原形成，亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒可得其离子方程式为。
第1页，共1页
