关于此转化过程的叙述不正确的是( )
A.MFe2O4在与H2反应中表现了氧化性
B.MFe2O4与MFe2Ox的相互转化反应均属于氧化还原反应
C.MFe2Ox与SO2反应中MFe2Ox被还原
D.若4molMFe2Ox与1molSO2恰好完全反应,则MFe2Ox中x的值为3.5
解析:
根据H2能将MFe2O4转化成MFe2Ox,则H2作还原剂,MFe2O4作氧化剂;而MFe2Ox能将SO2转化成S,SO2作氧化剂,MFe2Ox作还原剂,被氧化;根据电子守恒,1molSO2反应时转移电子为4mol,则1molMFe2Ox转移电子为1mol,可得x=3.5,此时铁的平均化合价为+2.5,被氧化为MFe2O4(铁在该化合物中显+3价)时转移电子数为1mol。
答案:
C
7.(2011·安徽十校联考)在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示。
则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为
( )
A.3∶1B.1∶2
C.2∶1D.1∶1
解析:
由化学方程式:
2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+Cu2+===Fe2++Cu,结合图像可知,c(Fe2+)的大小范围在0~3变化快,3是拐点,此前发生2Fe3++Fe===3Fe2+,在3~4范围内变化时发生Fe+Cu2+===Fe2++Cu,由化学方程式2Fe3++Fe===3Fe2+可得,2n(Fe2+)=3n(Fe3+),由化学方程式Fe+Cu2+===Fe2++Cu可得,n(Cu2+)=n(Fe2+),故c(Fe3+)∶c(Cu2+)=2∶1。
答案:
C
二、双项选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)
8.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是
( )
A.2Fe3++Fe===3Fe2+成立说明氧化性:
Fe3+>Fe2+
B.25℃,pH=0的溶液中,Al3+、NH
、NO
、Fe2+可以大量共存
C.5.6g铁与足量的氯气反应失去电子为0.3mol
D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:
Fe2++2H2O2+4H+===Fe3++4H2O
解析:
pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO
、H+不能大量共存,B项不正确;C项应为0.3mol,正确;D项电荷不守恒,不正确。
答案:
AC
9.(2011·安庆模拟)一种新型净水剂PAFC{聚合氯化铁铝,[AlFe(OH)nCl6-n]m,n<5,m<10},广泛用于生活用水的净化和废水的净化,有关PAFC的说法正确的是( )
A.PAFC用于净化饮用水时,可以除去水中所有的有害物质
B.PAFC中铁显+3价
C.PAFC可看做一定比例的氯化铝和氯化铁的水解产物
D.PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在
解析:
氯化铝和氯化铁的水解产物用于除去水中的悬浮物质以净化饮用水,A错误;根据化合价代数和为零可知铁显+3价,B、C正确;此净水剂在强酸中不能稳定存在,D错误。
答案:
BC
10.(2011·吉林省高考复习质量检测)在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol铁粉,充分搅拌后铁完全反应,溶液中不存在Fe3+,同时析出0.1molAg。
则下列结论中不正确的是( )
A.反应后溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2
B.氧化性:
Ag+>Fe3+>Cu2+>Zn2+
C.含Fe3+的溶液可腐蚀铜板
D.1molFe可还原3molFe3+
解析:
由题知氧化性Ag+>Cu2+,Ag+>Zn2+、Fe3+>Cu2+、Fe3+>Zn2+,但得不出氧化性顺序:
Ag+>Fe3+>Cu2+>Zn2+的结论;1molFe只能还原2molFe3+。
答案:
BD
三、非选择题(本题包括4小题,共54分)
11.(12分)(原创题)Fe元素是地壳中最丰富的元素之一,在金属中仅次于铝,铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题:
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2,若有1molFe3O4参加反应,转移电子的物质的量是________mol。
(2)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是
________________________________________________________________________。
(3)某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接,在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。
请回答下列问题:
①各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。
②装置C的作用是______________________________________________。
③反应开始后,B中硬质玻璃管内的现象为_________________________________;
可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是________(填写试剂名称)。
解析:
(1)1molFe3O4参加反应消耗4molCO,1molCO转变为CO2失去2mol电子,故转移电子的物质的量是8mol。
(2)Fe3+的水解受到H+的抑制作用,故得不到Fe(OH)3胶体。
(3)2Fe+3Cl2
2FeCl3要考虑到氯气的纯度、Fe3+的水解等因素,需要对氯气除杂,尾气需要处理。
答案:
(1)8
(2)因酸性废液中,将会抑制Fe3+的水解,无法得到Fe(OH)3胶体,故不能够吸附悬浮物
(3)①E C B ②干燥Cl2,防止FeCl3的水解而产生Fe2O3杂质 ③产生棕(红)色的烟 硫氰化钾
12.(15分)A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下,A为固体,B为液体,C为气体。
D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X是一种无氧强酸、E为黑色固体,H在常温下为液体。
它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。
(1)写出化学式:
A________、D________、E__________、X__________。
(2)在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是________(填编号)。
(3)反应⑥的离子方程式为:
______________________________________________。
(4)反应⑦的化学方程式为_______________________________________________;
该反应中每消耗0.3mol的A,可转移电子________mol。
(5)写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式:
__________________________
________________________________________________________________________。
解析:
题给信息A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属,B为液体,即可以确定B为Br2。
A为固体,可确定A为金属,根据D与G的转化关系,推测A属于变价金属元素,进一步确定A为Fe;E为黑色固体,且与一种无氧强酸反应,生成三种物质,猜测E为Fe3O4,H为H2O,D为FeBr3,G为FeBr2,X为HBr,F为硫氰化物。
答案:
(1)Fe FeBr3 Fe3O4 HBr
(2)③⑥
(3)Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
(4)3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2 0.8
(5)Fe3++3HCO
===Fe(OH)3↓+3CO2↑
13.(14分)(2011·广州模拟)铁及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)钢铁的腐蚀
钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的负极反应式为______________________;将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后,放入如图所示装置中,下列叙述正确的是________。
A.过一段时间,乙试管中的导管内水柱上升
B.甲试管中铁钉发生了化学腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。
X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是________;X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为________。
(3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是__________________,操作Ⅱ的名称是________________;
②Na2CO3溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示)
________________________________________________________________________;
③请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式:
Fe2++HCO
——____________________。
解析:
(1)铁发生氧化反应生成Fe2+是钢铁腐蚀的实质,在原电池中发生氧化反应的电极为负极;食盐水为中性溶液,钢铁发生吸氧腐蚀,由于甲试管上部空间中的O2减小,会使乙试管中的导气管上升一段水柱。
(2)含有铁元素且有磁性的物质为Fe3O4,Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O,由于浓硝酸具有强氧化性,最终生成Fe(NO3)3。
(3)①分离固体与液体的方法叫过滤,过滤后沉淀中含有杂质,需要对沉淀进行洗涤。
②Na2CO3去油污,是利用了Na2CO3水解显碱性,CO
+H2O
HCO
+OH-。
③FeCO3沉淀是由Fe2+与CO
反应得到,则HCO
H++CO
,而H+与HCO
不能共存,H++HCO
===H2O+CO2↑,即可得到答案。
答案:
(1)Fe-2e-===Fe2+ A
(2)Fe2+、Fe3+、H+ Fe(NO3)3
(3)①过滤 洗涤 ②CO
+H2O
HCO
+OH-
③Fe2++2HCO
===FeCO3↓+CO2↑+H2O
14.(13分)(2010·安徽高考)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:
Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。
他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:
[实验]制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。
[提出假设]
假设1:
Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。
假设2:
Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO
能氧化Ag。
[设计实验方案,验证假设]
(1)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2+,验证了假设1成立。
请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示:
NO
在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消失,假设2成立若银镜不消失,假设2不成立
[思考与交流]
(3)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立,则丙同学由此得出结论:
Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO
都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论,并简述理由:
________________________。
解析:
本题主要考查Fe3+、硝酸的氧化性和盐类水解等知识,意在考查考生的实验探究能力。
(1)Fe3+有较强的氧化性,能氧化Ag:
Fe3++Ag===Fe2++Ag+。
(2)要验证假设2正确,须验证在酸性条件下,起氧化作用的为NO
,而不是Fe3+,故可选用与Fe(NO3)3相同pH的稀硝酸作对照实验。
答案:
(1)Ag+Fe3+===Ag++Fe2+
(2)
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH
②配制相同pH的稀硝酸溶液,将此溶液加入有银镜的试管内
(3)不同意。
甲同学检验出了Fe2+,可确定Fe3+一定氧化了Ag;乙同学虽然验证了此条件下NO
能氧化Ag,但在硝酸铁溶液氧化Ag时,由于没有检验NO
的还原产物,因此不能确定NO
是否氧化了Ag
[
(2)、(3)其他合理答案均可]