高中化学铁三角的相互转化相关混合物反应后离子的检验典型题汇总训练及解析.docx
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高中化学铁三角的相互转化相关混合物反应后离子的检验典型题汇总训练及解析
铁三角的相互转化、相关混合物反应后离子的检验
典型题汇总训练及解析
1.已知下述四个实验均能发生化学反应:
下列判断不正确的是( )
A.实验①中铁钉只做还原剂
B.实验②中Fe2+只显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明:
氧化性:
Fe3+>Cu2+>Fe2+,Fe2+遇KSCN溶液无红色物质生成
2.下列离子方程式的书写正确的是( )
A.向氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-
B.向氯化铁溶液中加入适量铁粉 Fe+Fe3+===2Fe2+
C.向氯化铁溶液中加入铜片 Cu+Fe3+===Fe2++Cu2+
D.向硫酸亚铁和稀硫酸的混合溶液中加入H2O2 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
3.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀H2SO4反应后再向其中加H2O2 ③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.①
B.①②
C.①②③
D.①②③④
4.某物质溶于盐酸后,再向溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液颜色无变化,然后加入新制氯水,溶液呈红色,则这种物质是( )
A.Fe2O3
B.FeO
C.Fe(OH)3
D.Fe3O4
5.将KSCN溶液加入到下列所指定的各溶液中,溶液不会显红色的是( )
A.加入足量的铁粉后的FeCl3溶液
B.铁丝在足量氯气中燃烧后,所得产物的水溶液
C.长期暴露在空气中的绿矾溶液
D.加入新制氯水后的FeCl2溶液
6.下列物质与铁反应后的生成物,能使硫氰化钾溶液变为血红色的是( )
A.盐酸
B.氯气
C.硫酸铜溶液
D.稀硫酸
7.要除去氯化亚铁溶液中的少量氯化铁,可行的办法是( )
A.滴入硫氰化钾溶液
B.通入氯气
C.加入铜粉
D.加入铁粉
8.为了除去硫酸亚铁溶液中的硫酸铁和硫酸铜,最好选用的试剂是( )
A.烧碱溶液
B.浓氨水
C.铁粉
D.硫酸
9.向FeCl3、CuCl2的混合液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )
A.加入KSCN溶液一定不变红色
B.溶液中一定含有Fe2+
C.溶液中一定含有Cu2+
D.剩余固体中一定含有Cu
10.向CuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中加入一定质量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,下列叙述中正确的是( )
A.滤液中一定有Cu2+
B.滤液中一定无Cu2+
C.滤液中一定有Fe3+
D.滤液中一定无Fe3+
11.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。
对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
12.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2+
B.Fe3+
C.Fe2+
D.H+
13.向氯化铁、氯化铜混合溶液中加入一定量的铁屑,反应完全后将所得固体滤出。
下列说法中正确的是( )
A.若滤出固体中只有铜,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+
C.若滤出固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含有Cu2+和Fe3+
D.若滤出固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+和Fe3+,一定不含Cu2+
14.向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混和粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A.只有Fe2+和Cu2+
B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+
C.一定有Fe2+,可能有Cu2+
D.只有Fe2+
15.将铁粉、铜粉、氯化铁溶液和氯化铜溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。
试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有__________________________;
(2)若氯化铜有剩余,则容器中可能有________________________________;
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有____________,一定有____________。
16.实验室有氯化铁、氯化铜、氯化亚铁的混合溶液,其中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1。
(1)现加入适量铁粉,请写出溶液中可能发生的离子反应:
___________________________。
根据上述离子反应判断三种金属阳离子的氧化性强弱顺序为__________________,当向混合液中加入铁粉时,首先与铁发生反应的离子是____________________。
(2)加入适量铁粉后,最后溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe2+的物质的量之比为____________。
17.某工厂用氯化铁溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路,发生反应的化学方程式为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。
实验小组的同学对生产印刷电路板的废液成分进行了如下探究:
①取少量废液,滴加硫氰化钾溶液显血红色。
②取10mL废液,加入足量的硝酸银溶液,析出沉淀8.61g。
③另取10mL废液,加入一定质量的铜片,充分反应后,测得铜片的质量减少了0.256g,再向反应后的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变色。
根据探究实验得出结论:
(1)废液中含有的金属离子是__________________。
(2)该厂使用的氯化铁溶液的物质的量浓度是__________________。
(3)10mL废液中铜离子的物质的量是______________。
18.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3+存在的常用试剂是____________,证明Fe3+存在的现象是________________,配制含Fe2+的溶液时,常常向溶液中加入少量________,使被氧气氧化形成的Fe3+还原为Fe2+。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤:
A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________,②________,③________,④________,
⑤________,⑥________。
B.请写出相关反应的化学方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19.阅读下列材料后,回答相应问题。
铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。
二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含二价铁离子的铁盐,如硫酸亚铁(FeSO4)。
(1)人体中经常进行转化Fe2+
Fe3+,A反应中Fe2+作________剂,B反应中Fe3+作________剂,服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收。
这说明维生素C具有________性。
(2)新配制的FeCl2溶液应加入________以防止FeCl2转化为FeCl3,要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质,可向其中通入适量的_________。
(3)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为________(用离子符号表示),再________使Fe3+转化为红褐色的________(用化学式表示)沉淀析出。
(4)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。
反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(5)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程可用两个离子方程式表示为________________________________,
________________________________________________________________________;
处理过程中需定期添加的原料是________。
(6)某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知试液于试管中
溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案________(填“合理”或“不合理”),若不合理,如何改进:
__________________________。
20.:
铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
回答下列有关问题:
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。
若用反应所得的酸性溶液,实现上述①、④的转化,要求产物纯净,可选用的试剂分别是________(填字母)。
a.Cl2 b.Fe c.Cu d.KMnO4
(2)在下面化学方程式中:
Fe2O3+3NaClO+4KOH
2K2FeO4(高铁酸钾)+3NaCl+2H2O
还原剂是____________,具有________性。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。
高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是________________、________________。
21.选用化学方法的除去下列物质中混有的少量杂质,写出有关反应的离子方程式。
(1氯化亚铁溶液中混有氯化铁____________________,______________________。
(2)氯化亚铁溶液中混有氯化铜____________________,______________________。
(3)氯化铁溶液中混有氯化亚铁____________________,______________________。
22.在盛有2mL氯化铁溶液的试管中,加入少量铁粉,振荡试管。
充分反应后滴入几滴硫氰化钾溶液5mL,观察到的现象是_________,反应的离子方程式__________________;把上层清夜倒入另一试管,再加入几滴氯水,又观察到的现象是________________,反应的离子方程式是_______________________。
23.在盛有2mL氯化铁溶液的试管中,滴入几滴硫氰化钾溶液,现象为________________,然后加入适量的铁粉,振荡后将试管静置,观察到的现象为____________________,其原因是(用离子方程式表示)______________________;取上层清液再加几滴氯水,又可观察到的现象是__________________,其原因是(用离子方程式表示)______________________。
24.电子工业常用30%的氯化铁溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是________,证明Fe3+存在的现象是____________________。
(2)氯化铁溶液与金属铜反应的化学方程式__________________,若反应过程中有2mol电子发生转移,金属铜溶解的质量是__________________。
答案解析
1.C
【解析】①中发生反应:
Fe+Cu2+===Fe2++Cu,其中铁做还原剂,A项正确;②中发生反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,其中Fe2+做还原剂,表现还原性,B项正确;③中发生反应:
Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,不属于置换反应,C项错误;氧化性:
由①知Cu2+>Fe2+,由③知Fe3+>Cu2+,即Fe3+>Cu2+>Fe2+,由④可知Fe2+遇KSCN溶液不生成红色物质,D项正确。
2.D
【解析】A、B、C三项电荷不守恒,正确的离子方程式应分别为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+===3Fe2+、Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,D项正确。
3.C
【解析】①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原;②中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2后,由于H2O2具有较强的氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+;③在酸性条件下Fe2+被NO
氧化为Fe3+;④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将FeCl3全部还原为FeCl2。
4.B
【解析】Fe2O3与盐酸反应生成了铁离子,滴加硫氰酸钾溶液后变成红色;FeO和稀盐酸反应生成氯化亚铁,溶液中没有铁离子,滴加硫氰酸钾溶液没有颜色变化,加入氯水后,氯水具有很强的氧化性,会把亚铁离子氧化成铁离子,溶液显示红色;Fe(OH)3与盐酸反应生成了铁离子,滴加硫氰酸钾溶液后变成红色;Fe3O4与盐酸反应生成了亚铁离子和铁离子,滴加硫氰酸钾溶液后变成红色;B项符合。
5.A
【解析】FeCl3溶液中加入足量铁粉,FeCl3被还原为FeCl2,溶液中没有Fe3+,加KSCN溶液后不显红色,故A项符合;铁丝在足量氯气中燃烧生成FeCl3,FeCl3溶液中存在Fe3+,加KSCN溶液后显红色,故B项不符合;长期暴露在空气中的绿矾溶液,溶液中的Fe2+能被空气中的氧气氧化为Fe3+,加KSCN溶液后显红色,故C项不符合;FeCl2溶液中加入氯水后,Fe2+能被氯气氧化为Fe3+,加KSCN溶液后显红色,故D项不符合。
6.B
【解析】铁与酸(如盐酸、稀硫酸等)反应生成亚铁盐和氢气,铁与盐溶液(如硫酸铜溶液等)发生置换反应生成亚铁盐和金属单质,亚铁盐不能使硫氰化钾溶液变为血红色;铁与氯气反应生成的氯化铁,能使硫氰化钾溶液变为血红色。
7.D
【解析】铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁,可选用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少量氯化铁。
氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁(杂质增多);铜能与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜(引入新杂质);硫氰化钾溶液用于A能检验Fe3+的存在,而不能用于除去氯化亚铁溶液中的氯化铁。
8.C
【解析】铁粉(过量)与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁,铁粉(过量)与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,过滤除去过量的铁粉及生成的铜,得到硫酸亚铁溶液。
9.C
【解析】充分反应后仍有固体存在,则该固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物,剩余固体不可能只有Fe,因为Fe与Cu2+可以发生反应,溶液中不可能有Fe3+,因为Fe3+能与Cu或Fe反应,溶液中一定有Fe2+,溶液中不一定有Cu2+。
10.D
【解析】CuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中加入一定质量的铁粉,氧化性Fe3+>Cu2+,铁先和Fe3+反应:
2Fe3++Fe===3Fe2+,反应完全后再和Cu2+反应:
Cu2++Fe===Fe2++Cu。
充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,说明滤渣的成分是铜而不含铁,Cu2+已经和铁反应,不一定反应完全,Fe3+已经反应完全,溶液中一定无Fe3+,溶液中不一定含有Cu2+,只有D项正确。
11.B
【解析】FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2,还可能有过量的FeCl3溶液,加入铁粉充分反应后,A项,若无固体剩余,说明原溶液中含有Fe3+,反应后不一定还含有;B项,不管固体是铁粉还是铜粉,溶液中一定含有Fe2+;C项,若溶液中有Cu2+,可以有部分铜固体析出;D项,若溶液中有Fe2+,不一定有Cu析出。
12.C
【解析】铁有剩余,能与铁反应的Fe3+(氯化铁)、Cu2+(氯化铜)、H+(盐酸)都不能存在,溶液中含有较多的阳离子只能是Fe2+。
13.B
【解析】铁既能和氯化铁反应,又能和氯化铜反应,由于氧化性Fe3+>Cu2+,铁先与氯化铁反应再与氯化铜反应。
随着铁屑量的不同,理论上出现以下情况:
①和部分Fe3+反应,无剩余固体,溶液中有Cu2+、Fe3+、Fe2+;②刚好还原Fe3+,无剩余固体,溶液中有Cu2+、Fe2+;③全部Fe3+、部分Cu2+反应,剩余固体中有铜,溶液中有Cu2+、Fe2+;④刚好和全部Fe3+、Cu2+反应,剩余固体中有铜,溶液中有Fe2+;⑤和全部Fe3+、Cu2+反应外,铁还有剩余,则固体中有铁和铜,溶液中有Fe2+。
14.C
【解析】混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2+,一定不可能有Fe3+,可能有Cu2+。
15.
(1)Fe3+、Cu2+
(2)Cu2+、Fe2+、Fe3+或Cu2+、Fe2+、Cu (3)Fe、Cu Fe2+
【解析】铁的还原性比铜强,前者优先反应;Fe3+氧化性比Cu2+强,前者优先反应。
有关的反应:
①Fe+2FeCl3===3FeCl2;②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2;③Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2。
(1)若铁粉有剩余,容器中一定有铜固体存在,不可能有与铁反应的Fe3+、Cu2+。
(2)若氯化铜有剩余,氯化铁全部或部分反应:
氯化铁部分反应时,不可能有固体铜和铁,一定有Fe2+、Cu2+、Fe3+;氯化铁全部反应时,溶液中无Fe3+,一定有Fe2+、Cu2+,可能有固体铜,不可能有铁。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余,发生①②③反应,容器中不可能有铁、铜,一定有Fe2+。
16.
(1)Fe+2Fe3+===3Fe2+ Fe+Cu2+===Fe2++Cu Fe3+>Cu2+>Fe2+ Fe3+
(2)1∶1
【解析】
(1)把铁加入混合液中,发生反应:
2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe+Cu2+===Fe2++Cu,
可得出Fe3+、Fe2+、Cu2+的氧化性强弱顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+;Fe3+先与铁反应。
(2)Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比由3∶2∶1变为1∶2∶4,显然Fe3+有剩余,Cu2+不参加反应。
若Fe3+由3mol变为1mol,由2Fe3++Fe===3Fe2+可知,参加反应的铁为1mol,即参加反应的铁粉与原溶液中的Fe2+的物质的量之比为1∶1。
17.
(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+
(2)2mol·L-1
(3)0.006mol
【解析】由题意可知,废液中一定含有Cu2+、Fe2+、Fe3+。
氯离子的物质的量=8.61g÷143.5g·mol-1=0.06mol,氯化铁的物质的量=0.06mol÷3=0.02mol,氯化铁溶液的物质的量浓度=0.02mol÷0.01L=2mol·L-1。
铜片减少的物质的量=0.256g÷64g·mol-1=0.04mol,由2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2可知,对应生成氯化亚铁的物质的量=0.04mol×2=0.008mol,生成氯化铜的物质的量=0.004mol,氯化亚铁和氯化铜共含氯离子=0.008mol×2+0.004mol×2=0.024mol,原废液中的氯化亚铁和硫化铜含有氯离子=0.06mol-0.024mol=0.036mol,氯化亚铁和氯化铜以2∶1存在,可知废液中原氯化亚铁的物质的量=0.012mol,氯化铜的物质的量=0.006mol。
18.
(1)KSCN溶液 溶液变成红色 铁粉
(2)2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
(3)A.①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤FeCl2⑥Cl2
B.CuCl2+Fe===FeCl2+Cu、2FeCl3+Fe===3FeCl2、
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、2FeCl2+Cl2===2FeCl3(方程式顺序可不同)
【解析】
(1)检验Fe3+常用KSCN溶液等,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(红色)。
FeCl2易被氧化,加单质铁可防止被氧化。
(2)FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。
(3)从腐蚀铜的废液中回收铜。
19.
(1)还原 氧化 还原
(2)铁粉 Cl2
(3)Fe3+ 调节溶液的pH Fe(OH)3
(4)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
(5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+===3Fe2+ 铁粉
(6)不合理 取少量溶液,先加KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液有Fe2+
【解析】 (6)当原溶液中含Fe2+时,向溶液中先通氯气,Fe2+被氧化为Fe3+,再加KSCN溶液,溶液也会变红;正确的实验操作:
取少量溶液,先加入KSCN溶液,不变红色,再加入氯水,若溶液变红色,则溶液中含Fe2+。
20.
(1)a、b
(2)Fe2O3 还原 (3)净水剂 消毒剂
【解析】
(1)Fe2+
Fe3+,选KMnO4则引入杂质,Fe3+
Fe2+,选Cu则引入杂质Cu2+。
(2)
2O3→K2
O4,故Fe2O3做还原剂,Fe2O3具有还原性。
(3)K2FeO4具有强氧化性,故能杀菌消毒,K2FeO4被还原为Fe3+,生成Fe(OH)3胶体,能吸附杂质和色素形成沉淀,起到净水作用。
21.
(1)加入过量的铁粉后过滤 Fe+2Fe3+===3Fe2+
(2)加入过量的铁粉后过滤 Fe+Cu2+===Fe2++Cu
(3)向溶液中通过量的氯气 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
【解析】铁粉(过量)与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,过滤除去铁粉得到氯化亚铁溶液;铁粉(过量)与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和铜,过滤除去铁粉及生成的铜得到氯化亚铁溶液;氯化亚铁能与氯气反应生成氯化铁。
22.溶液无明显现象 2Fe3++Fe===3Fe2+ 溶液出现血红色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
【解析】铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁,Fe2+与硫氰化钾溶液无明显现象;上层清夜倒入另一试管,再加入几滴氯水,Fe2+被氧化成Fe3+,Fe3+与硫氰化钾溶液反应生成血红色物质,观察到溶液变为血红色。
23.溶液变为血红色 溶液血红色褪去 Fe+2Fe3+===3Fe2+ 溶液又变为血红色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
【解析】氯化铁溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液变为血红色 加入铁粉后,铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁,溶液血红色褪去;上层清液中再氯水,氯水又将氯化亚
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- 高中化学 铁三角 相互 转化 相关 混合物 反应 离子 检验 典型 汇总 训练 解析