高考化学第3章金属及其化合物第3节考点2讲与练含答案Word格式.docx
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⑤2Fe3++Fe===3Fe2+;
⑥Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+;
⑦2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
3.Fe3+、Fe2+的检验
(1)Fe3+的检验
方法一:
取出少量被检验的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明有Fe3+存在。
方法二:
取出少量被检验的溶液于试管中,加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀,证明有Fe3+存在。
(2)Fe2+的检验
取出少量被检验的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,无现象,再滴加氯水,若变成红色(或血红色)溶液,说明有Fe2+存在(鉴别时不能先滴加氯水)。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色或血红色)。
取出少量被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明有Fe2+存在。
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验
①Fe3+的检验:
a.
溶液变红色,说明含有Fe3+
b.
试纸变蓝色,说明含有Fe3+
②Fe2+的检验:
KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+
溴水褪色,说明含有Fe2+
(4)检验Fe2+、Fe3+的其他方法
①检验Fe2+最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6]:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。
②检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH),在FeCl3溶液中滴加苯酚,溶液显紫色。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)
1.检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质,可将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红。
( ×
)
2.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的H2O2:
Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O。
3.下列物质的转化在给定条件下能实现:
Fe2O3
FeCl3(aq)
无水FeCl3。
4.氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。
5.除去NH4Cl溶液中混有的Fe3+,可先加NaOH溶液后过滤。
6.检验溶液中是否含有Fe2+,取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察实验现象。
1.常利用KSCN遇到Fe3+呈红色(或血红色)来检验Fe3+。
在影视剧中利用其溶液颜色与血液相似制作血包。
2.检验Fe3+是否混有Fe2+,最好用酸性KMnO4溶液或溴水,不能用NaOH溶液、KSCN等。
3.检验既含Fe3+又含Fe2+,分二次检验,用KSCN溶液检验Fe3+,用酸性KMnO4溶液检验Fe2+。
4.可用直接观察溶液颜色的方法检验Fe3+和Fe2+,但当溶液浓度较稀时,不适用。
一、Fe3+和Fe2+的性质及应用
1.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是( )
①氯气 ②NaCl溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④稀硝酸
⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.②⑤⑥
解析:
要实现Fe2+转化为Fe3+,必须加强氧化性物质,②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性,⑥NO
在酸性条件下才表现强氧化性。
答案:
D
2.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存
B.该溶液中,K+、NH
、Cl-、SCN-能大量共存
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:
Fe3++SO
+Ba2++3OH-===Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.1L0.1mol·
L-1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2gFe
在Fe2(SO4)3溶液中,含有Fe3+和SO
,I-遇Fe3+发生氧化还原反应而不能大量共存,故A选项错误;
Fe3+与SCN-不能大量共存,故B选项错误;
Fe2(SO4)3和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式应为2Fe3++3SO
+3Ba2++6OH-===2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,故C选项错误;
1L0.1mol·
L-1该溶液和足量的Zn充分反应,根据元素守恒铁元素完全被置换出来生成单质Fe,质量为11.2g,故D选项正确。
3.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。
下列说法正确的是( )
A.该实验表明FeCl3有还原性
B.白色沉淀为BaSO3
C.该实验表明SO2有漂白性
D.反应后溶液酸性增强
SO2通入混合液中,发生反应:
SO2+2H2O+2FeCl3===H2SO4+2FeCl2+2HCl,溶液由棕黄色变为浅绿色,FeCl3作氧化剂,表现氧化性,SO2表现还原性;
H2SO4与BaCl2反应得到BaSO4白色沉淀和HCl,故A、B、C选项均不正确,D项正确。
4.下列说法错误的是( )
①向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O
②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,溶液变成血红色,说明Fe2+既有氧化性又有还原性
③将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,有气体生成,溶液呈血红色,则稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
④向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色(或血红色),溶液一定含有Fe2+
⑤在溶液中加KSCN,溶液显红色(或血红色),证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
A.①②③④ B.①②③④⑤
C.②③④D.②③④⑤
①NaClO溶液为碱性,滴入少量硫酸亚铁时,亚铁离子被ClO-氧化,但离子方程式中不能写H+而应写水,生成Fe(OH)3,错误;
②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液,H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变为血红色,体现Fe2+的还原性,错误;
③将稀硝酸加入过量铁粉中,生成Fe(NO3)2、NO和水,无Fe3+,因此加入KSCN后溶液不会变红,错误;
④若溶液中有Fe3+也会出现红色,证明溶液中含有Fe2+应先加入KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水呈红色可证明含Fe2+,错误;
⑤加入KSCN溶液,溶液显红色,说明一定含有Fe3+,但无法确定是否有Fe2+,错误。
B
5.某同学进行了以下实验:
以下推测肯定不正确的是( )
A.①中红色褪去的原因是KMnO4将SCN-氧化
B.②中红色褪去的原因是SO2将Fe3+还原成Fe2+
C.②中红色褪去的原因是SO2将SCN-还原
D.SCN-在适当条件下可失去电子被氧化为(SCN)2
A项,KMnO4具有强氧化性,能将“类卤离子”SCN-氧化,从而使①中红色褪去,正确;
B项,②中红色褪去的原因是SO2具有还原性,将Fe3+还原为Fe2+,正确;
C项,“类卤离子”SCN-没有氧化性,不能被SO2还原,错误;
D项,“类卤离子”SCN-在适当条件下可被氧化为“类卤”(SCN)2,正确。
C
6.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是( )
A.用如图装置可以制备沉淀Fe(OH)2
B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度
C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
反应开始时生成的H2进入B中,可排出O2,防止生成的Fe(OH)2被氧化,一段时间后关闭止水夹C,A中FeSO4进入B中可生成Fe(OH)2,故A正确;
FeCl3易水解,配制溶液时应防止溶液因水解而生成Fe(OH)3沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,故B正确;
Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,故D正确。
二、Fe3+、Fe2+的检验
7.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
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色
红砖中含有Fe2O3
CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色
原溶液中含有Fe2+
B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应:
Fe+2Fe3+===3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,错误;
C项中酸性条件下NO
具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,两者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈红色,无法证明样品是否变质,错误;
D项中若原溶液中不含有Fe2+,含有Fe3+,也有此现象,错误。
8.向某晶体的溶液中加入含Fe2+的溶液无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现红色,由此得出的下列结论错误的是( )
A.Fe3+的氧化性比溴的氧化性强
B.该晶体中一定含有SCN-
C.Fe2+与SCN-不能形成红色化合物
D.Fe2+被溴氧化成Fe3+
该晶体的溶液中没有与Fe2+发生反应的离子,当加入溴水后,Fe2+一定被氧化成Fe3+,此时溶液出现红色,说明原晶体中含有SCN-,可判断出B、C、D均正确;
在Br2与Fe2+反应中,Fe3+是氧化产物,Br2是氧化剂,所以Br2的氧化性比Fe3+的氧化性强,选项A符合题意。
9.证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加KMnO4溶液后显红色
D.只需滴加KSCN溶液
A项,若无Fe2+,只含Fe3+,滴加KSCN溶液后也会显红色;
C项,因KMnO4溶液呈紫色,会干扰对红色现象的观察;
D项,用于检验Fe3+。
10.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
下列结论正确的是( )
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
“加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的”现象是溶液中含有Fe2+的特性,若有Fe3+,则产生Fe(OH)3的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在Fe3+,而Mg(OH)2是白色,有可能存在。
“铁三角”转化关系及重要应用
1“铁三角”的转化
2“铁三角”的重要应用
(1)判断离子共存
NO
(H+)、ClO-、MnO
(H+)。
S2-、I-、SO
。
Fe2+、Fe3+
HCO
、CO
等水解相互促进的离子。
(2)除杂
①
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
加氯水或H2O2
CuCl2
②混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去方法
a.除去Mg2+中混有的Fe3+的方法:
向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
b.除去Cu2+中混有的Fe3+的方法:
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
c.除去Mg2+中混有的Fe2+的方法:
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按a的方法除去溶液中的Fe3+。
d.除去Cu2+中混有的Fe2+的方法:
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按b的方法除去溶液中的Fe3+。
(3)盐溶液的配制与保存
(4)物质制备
1.下列除杂的操作不正确的是( )
A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:
加入足量镁充分反应后过滤
B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:
加入过量铁粉充分反应后过滤
C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:
加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2:
先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO充分反应后过滤
FeCl3溶液中存在水解平衡:
FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加入镁与H+反应,使上述平衡右移,使Fe3+转化成Fe(OH)3而除去,A正确;
加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B正确;
先用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再利用FeCl3的水解,加入的CuO与H+反应将Fe3+转化成Fe(OH)3而除去,D正确;
C项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求。
2.下列离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.1.0mol·
L-1的KNO3溶液:
H+、Fe2+、Cl-、SO
B.1.0mol·
L-1的FeCl2溶液:
、Na+、K+、ClO-
C.使酚酞变红的溶液中:
Na+、Cl-、SO
、Fe3+
D.酸性溶液中:
、SO
、Fe3+、Mg2+
A项中KNO3在酸性条件下能氧化Fe2+;
B项中ClO-能氧化Fe2+;
C项中Fe3+在碱性条件下生成沉淀,只能存在于酸性溶液中。
3.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是( )
A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+
B.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含Cu2+和Fe3+
C.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+
D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+
氧化性Fe3+>
Cu2+>
Fe2+,加入铁粉后有固体剩余,Fe3+一定不存在;
若剩余固体全部都是铜,溶液中还可能有Cu2+,也可能恰好被完全置换;
若剩余固体是铜和铁,则溶液中不可能有Cu2+。
4.将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( )
反应情况设想
评价
当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+
正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应
当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+
正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+
当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+
正确,Cu有剩余,故无Cu2+
当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+
不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应
当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3+存在,A项错误;
当铁过量时,铜不与Fe3+反应,无Cu2+生成,此时溶液中不存在Cu2+和Fe3+,B项错误;
铜有剩余则溶液中一定无Fe3+,可能有Cu2+,C项错误;
铁比铜活泼,不可能铁剩余而铜无剩余,D项正确。
5.已知A为常见的金属单质,根据下图所示的关系:
A.A为Fe,B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化:
由浅绿色到黄色
C.④的离子方程式:
Fe+Fe3+===2Fe2+
D.⑤的离子方程式:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
从最初条件看,框图很模糊,直接得不出结论,但找到“题眼”→“红褐色固体F”,就可迅速得出F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,“黑色晶体”B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2。
④的离子方程式:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,⑤的离子方程式:
Fe+2Fe3+===3Fe2+。
6.根据下列转化关系,回答有关问题。
(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为__________,试剂1是________。
(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)。
a.Cl2 b.新制氯水 c.浓硫酸 d.S e.硝酸
(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为_____________________
_________________________________________________________。
(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是_____________________
________________________________________________________。
(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质,发现颜色褪去,现对褪色原因进行探究。
提出你的假设:
________________________________________________________;
为了对你所提出的假设进行验证,你设计的实验方案是
从框图可知,Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液,为浅绿色,即D的主要成分为FeCl2,加入试剂2后变为棕黄色溶液,联想最终变成深红色溶液F(硫氰化铁溶液),可以推断溶液E中含Fe3+,试剂2为强氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+,S不符合条件。
Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4,Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O,所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入试剂1(KSCN溶液)后,Fe3+变成Fe(SCN)3,加入试剂2(强氧化剂),Fe2+被氧化为Fe3+,并进一步转化为Fe(SCN)3,所以溶液红色加深。
(1)FeCl2 KSCN溶液
(2)d
(3)Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O
(4)溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+,使Fe3+浓度增大,从而生成更多的硫氰化铁使红色加深
(5)加入还原剂将Fe3+还原 用胶头滴管取少量颜色褪去后的溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,再加入几滴氯水。
如果溶液开始不出现红色,加氯水后出现红色,则说明假设正确;
若溶液不变红色,则假设不正确
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- 高考 化学 金属 及其 化合物 考点 答案