1、课时跟踪训练 8 第三章 3.3 金属及其化合物A 级(基础达标)一、选择题1哈尔滨的一个小型特种钢厂曾发生过因 1000 多摄氏度的铁水进入冷水坑而引发爆炸。该反应的化学方程式为( )AFe2H 2O Fe(OH)2H 2= = = = =高 温 B2Fe6H 2O 2Fe(OH)33H 2= = = = =高 温 C3Fe4H 2O(g) Fe3O44H 2= = = = =高 温 D2Fe3H 2O Fe2O33H 2= = = = =高 温 解析 Fe 和 H2O 高温时生成的是 Fe3O4和 H2。答案 C2下列物质不能通过化合反应得到的是( )ANaClO BFe(OH) 3CAl
2、 2O3 DFe 3O4解析 BFe(OH) 2、H 2O、O 2可化合生成 Fe(OH)3；C.Al、O 2化合成 Al2O3；D.Fe 在纯氧中燃烧化合生成 Fe3O4。答案 A3(2017广东韶关曲仁中学月考)能正确表示下列反应的离子方程式的是( )A将铁粉加入稀硫酸中：2Fe6H =2Fe3 3H 2B将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O48H =3Fe3 4H 2OC将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2 4H NO =Fe3 2H 2ONO 3D将铜屑加入 Fe3 溶液中：2Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 2解析 铁和稀硫酸反应生成亚铁盐：Fe2H =Fe2 H 2，故 A 错误；磁性氧化
3、铁溶于盐酸发生的反应为 Fe3O48H =2Fe3 Fe 2 4H 2O，故 B 错误；氯化亚铁中的Fe2 能被稀硝酸氧化：3Fe 2 4H NO =3Fe3 2H 2ONO，故 C 错误；铜和 Fe3 反 3应生成 Fe2 和 Cu2 ，铜不能置换出铁，即发生反应 2Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 2 ，故 D 正确。答案 D4如图 W、X、Y、Z 为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是( )答案 D5某铜粉中混有少量铁粉，要将混合物中的铁粉除去，应选择的最佳实验方案是( )A混合物 过滤，洗涤，隔绝空气干燥 足 量 稀 硫 酸 搅 拌B混合物 过滤，
4、洗涤，隔绝空气干燥 足 量 硫 酸 铜 溶 液 搅 拌C混合物 过滤，洗涤，隔绝空气干燥 足 量 硫 酸 锌 溶 液 搅 拌D混合物 冷却 过滤，洗涤，隔绝空气干燥 空 气 加 强 热 足 量 盐 酸 解析 选择最佳方案抓住四方面：原料常见、廉价；路径简单、无污染；过程低能耗、无特殊要求；产品产率高、无杂质。依据以上四方面 A 项的方案最佳。答案 A6铁和氧化铁的混合物共 a mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到 b mol 氢气，且向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色，则原混合物中单质铁的物质的量为( )A. (a b)mol B( a b)mol12C. (a b)mol D(
5、a b)mol12解析 向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色，说明溶液中无 Fe3 ，全为Fe2 。则发生反应：Fe2HCl= =FeCl2H 2、 Fe 2O36HCl= =2FeCl33H 2O、2Fe 3 Fe= =3Fe2 。由收集到 b mol 氢气可知，中 n(Fe)1 b mol，则中 Fe2O3、中 Fe 共( a b)mol，根据可知： n(Fe2O3) n(Fe)3，故中 n(Fe)3 mol。所以原混合物中单质铁的物质的a b2量 n(Fe) n(Fe)1 n(Fe)3 b (mol)。a b2 a b2答案 A二、填空题7铁合金是金属材料王国的霸主，亚铁盐、铁盐
6、等铁的重要化合物在不同领域中扮演着重要的角色。这些化合物之间可以相互转化，利用转化过程中发生的特征变化，不仅能够实现物质或能量的转化，还可用于化学的定性或定量研究。写出实现下图各步转化的化学方程式(是离子反应的只写离子方程式)：_；_；_；_。答案 Fe2H =Fe2 H 22Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl 2Fe 3 Fe= =3Fe2ZnFe 2 =Zn2 Fe8有关 FeSO4的转化关系如图所示(无关物质已略去)。已知：X 由两种化合物组成，将 X 通入品红溶液，溶液褪色；通入 BaCl2溶液，产生白色沉淀。Y 是红棕色的化合物。(1)气体 X 的成分是(填化学式)_。(2)反应的
7、反应类型属于(填序号)_。a分解反应 b复分解反应c置换反应 d化合反应e氧化还原反应(3)溶液 2 中金属阳离子的检验方法是_。(4)若经反应得到 16 g 固体 Y，产生的气体 X 恰好被 0.4 L 1 molL1 NaOH 溶液完全吸收，则反应的化学方程式是_，反应中生成 FeSO4的离子方程式是_。解析 (1)X 能使品红溶液褪色说明 X 中含有 SO2，但 SO2与氯化钡溶液不反应，所以 X 中还有 SO3。(2)反应为 FeSO4受热分解生成 SO2、SO 3、Fe 2O3，既是分解反应又是氧化还原反应。(3)溶液 2 为 Fe2(SO4)3溶液，用 KSCN 溶液检验 Fe3
8、，具体方法为：取少量溶液 2 于试管中，加入几滴 KSCN 溶液，溶液变红。(4)反应得到 16 g Fe2O3，由得失电子守恒得生成 0.1 mol SO2，所以生成 SO3也为0.1 mol，则反应 的化学方程式是 2FeSO4 Fe2O3SO 2SO 3。0.1 mol = = = = = SO3与 0.2 mol NaOH 完全反应，0.1 mol SO2与 0.2 mol NaOH 恰好完全反应生成 Na2SO3，溶液 1 中含有 Na2SO3和 Na2SO4，反应的离子方程式为 2Fe3 SO H 2O=2Fe2 SO232H 。24答案 (1)SO 2、SO 3 (2)ae(3)
9、取少量溶液 2 于试管中，加入几滴 KSCN 溶液，溶液变红色(4)2FeSO4 Fe2O3SO 2SO 3= = = = = 2Fe3 SO H 2O=2Fe2 SO 2H 23 249碱式硫酸铁Fe(OH)SO 4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如表所示。沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3开始沉淀 2.3 7.5 3.4完全沉淀 3.2 9.7 4.4回答下列问题：(1)加入少量 NaHCO3的目的是调节 pH
10、，使溶液中的_沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中，反应中常同时通入 O2以减少 NaNO2的用量，O 2与 NaNO2在反应中均作_。若参与反应的 O2有 11.2 L(标准状况)，则相当于节约 NaNO2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2 可部分水解生成聚合离子 Fe2(OH) 。该水24解反应的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有 Fe2 及 NO 。为检验所得产品中是否含有 Fe2 ，应使用的试剂为 3_(填字母)。A氯水 BKSCN 溶液CNaOH 溶液 D酸性
11、KMnO4溶液解析 (1)废铁屑中含有氧化铝，反应中引入了杂质 Al3 ，加入 NaHCO3调节 pH至 4.4 可使 Al3 完全沉淀。 “搅拌”的目的是使反应物充分接触，从而加快化学反应速率。(2)硫酸亚铁溶液中加入 NaNO2得到 Fe(OH)SO4，铁的化合价升高而 N 的化合价降低，故NaNO2在反应中作氧化剂。1 mol O2可得到 4 mol 电子， 1 mol NaNO2可得到 1 mol 电子，标况下 11.2 L O2的得电子能力与 2 mol NaNO2相当。(4)Fe 2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故可用酸性 KMnO4溶液检验产品中是否含有 Fe2 。答案 (1)Al
12、 3 使反应物充分接触，加快反应速率(2)氧化剂 2 mol(3)2Fe(OH)2 2H 2OFe 2(OH) 2H 24(4)DB 级(能力提升)一、选择题1(2016辽宁沈阳东北育才中学模拟)如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是( )选项 M N P QA NH3H2O Ba(OH)2 铜 石蕊试液B Na BaCl2 FeO KSCN 溶液C NaOH Ba(NO3)2 锌粉 KSCN 溶液D NaHCO3 MgCl2 Fe 石蕊试液解析 硫酸铁溶液与 Ba(OH)2溶液反应生成 BaSO4白色沉淀和 Fe(OH)3红褐色沉淀，A 项错误；硫酸铁溶液与 FeO 不
13、反应，且 FeO 难溶于水，B 项错误；物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C 项正确；硫酸铁溶液与 MgCl2溶液不反应，D 项错误。答案 C2(2017四川成都崇州崇庆中学火箭班选拔考试)在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关 Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是( )AFe 2O3是一种酸性氧化物B检验从火星上带回来的红色物质是否是 Fe2O3的操作步骤为：样品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加 KSCN 溶液C分别还原 a mol Fe2O3所需 H2、Al、CO 的物质的量之比为 323D明矾属硫酸盐，含结晶水，
14、是混合物解析 Fe 2O3与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，故 A 错误；Fe 2O3不溶于水，且和水不反应，应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加 KSCN 溶液，Fe 2O3的检验过程：样品粉碎加酸溶解过滤向滤液中滴加 KSCN 溶液，故 B 错误； a mol Fe2O3被还原时得到 6a mol 电子，则消耗 H2、Al、CO 的物质的量分别为 3a mol、2 a mol、3 a mol，物质的量之比为 323，故 C 正确；明矾为结晶水合物，属于纯净物，故 D 错误。答案 C3关于 FeCl3进行的实验，下列预测正确的是( )选项 实验 预测A 蒸发 FeCl3溶液 得到 FeCl3固体B
15、在 FeCl3、CuCl 2混合液中，加入少量 Fe 粉一定有 H2产生且有 Cu 析出C用 FeCl3固体溶于水配制饱和溶液会有 Fe(OH)3产生D 在 FeCl3溶液中加入 KHCO3溶液有 CO2产生，但无 Fe(OH)3沉淀生成解析 蒸发 FeCl3溶液可促进 Fe3 水解，由于 HCl 易挥发，最后得到 Fe(OH)3，A 错；混合液中加入 Fe 粉时，不会有 H2产生且 Fe 应先和 Fe3 反应，过量的 Fe 再与 Cu2 反应，所以 B 错；FeCl 3易水解生成 Fe(OH)3，根据 Fe(OH)3的 Ksp可算出 Fe3 在 pH3 左右开始沉淀，C 对；D 中 Fe3
16、与 HCO 发生水解相互促进反应，有 CO2和 Fe(OH)3沉淀生成，D 错。 3答案 C4(2017昆明一检)部分氧化的 FeCu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是( )A V44.8B原样品中铁元素的质量分数约为 38.89%C滤液 A 中的阳离子为 Fe2 、Fe 3 、H D样品中 CuO 的质量为 4.0 g解析 A 项，根据滤液 A 中不含 Cu2 可知，滤液 A 中的溶质为过量的 H2SO4和FeSO4，则充分灼烧后的 3.2 g 固体为 Fe2O3，原样品中铁元素的物质的量为20.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的
17、量为 0.04 mol，含 H 0.08 3.2 g160 g/molmol，其中部分 H 生成氢气，另外的 H 和合金中的 O 结合生成 H2O。由于合金中 O 的物质的量为 0.02 mol，可结合 H 0.04 mol，所以有5.76 g 3.2 g 2.24 g16 g/mol0.080.040.04 (mol) H 生成氢气，即生成 0.02 mol 氢气，标准状况下体积为 448 mL，错误；B 项，原样品中铁元素的质量分数为 38.89%，正确；C0.04 mol56 g/mol5.76 g项，滤液 A 中不含 Cu2 ，说明滤液 A 中一定不含 Fe3 ，错误；D 项，5.76
18、 g 样品中铁元素的质量为 2.24 g，所以 CuO 的质量不超过 5.76 g2.24 g3.52 g，错误。答案 B二、综合题5(2016安徽淮南一模)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO 2)为原料制备高档颜料铁红(Fe 2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为_(填化学式)。(2)实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有_；步骤中应选用_试剂调节溶液的 pH(填字母编号)。A稀硝酸 B氢氧化钠溶液C高锰酸钾溶液 D氨水(3)检验步骤已经进行完全的试剂是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在 35 以下，其目的是_。
19、(5)步骤中发生反应的化学方程式为_。(6)欲测定硫铁矿烧渣中 Fe 元素的质量分数，称取 a g 样品，充分“酸溶” “水溶”后过滤，向滤液中加入足量的 H2O2，充分反应后加入 NaOH 溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体 b g。写出加入足量的 H2O2发生反应的离子方程式：_。测得该样品中 Fe 元素的质量分数为_。解析 (1)SiO 2为酸性氧化物，不与稀 H2SO4反应。(2)NaOH 溶液不易控制溶液 pH，应选氨水。(4)既防止 NH4HCO3分解，又减少 Fe2 水解。(5)FeCO 3转变为 Fe2O3，肯定有氧化剂 O2参与反应。(6)残留 b g 固体为 Fe2O3，根据 Fe 原子守恒，Fe 元素的质量分数为100% 100%。b g112160a g 7b10a答案 (1)SiO 2(2)漏斗、玻璃棒、烧杯 D(3)KSCN 溶液(或其他合理答案)(4)防止 NH4HCO3分解，减少 Fe2 的水解(5)4FeCO3O 2 2Fe2O34CO 2= = = = =高 温 (6)2Fe 2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O 100%7b10a
