《高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第11章 過渡元素 第3節(jié) 鐵及其重要化合物習(xí)題詳解（含解析）（實(shí)驗(yàn)班）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第11章 過渡元素 第3節(jié) 鐵及其重要化合物習(xí)題詳解（含解析）（實(shí)驗(yàn)班）（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第三節(jié)　鐵及其重要化合物 非選擇題 1．用、等新型凈水劑替代傳統(tǒng)的凈水劑對淡水進(jìn)行消毒是城市飲用水處理新技術(shù)。和水處理過程中被還原為和。 （1）能凈水的原因有__________________________________________________。 （2）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，熔點(diǎn)為℃、沸點(diǎn)為11.0℃，易溶于水?？煽醋魇莵喡人崤c氯酸的混合酸酐。工業(yè)上用稍潮濕的和草酸在60℃條件下反應(yīng)制得，某學(xué)生用如圖11-7所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集，其中為發(fā)生裝置，為凝集裝置，為尾氣吸收裝置。 （1）部分還應(yīng)添加溫度控制裝置，如用__________加熱，部分還應(yīng)補(bǔ)充__________裝置，中應(yīng)裝的試劑是__________溶液。 （2）中和中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________和__________。 解析：（1）具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，還原產(chǎn)物為，能水解生成膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 （2）水浴；冷凝；；；。 2．某核素具有放射性，其原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多43，由它組成的固體單質(zhì)，在一定條件下密度為。用射線研究其固體表明，在邊長為的立方體中含有20個原子。在化學(xué)反應(yīng)中常表現(xiàn)為、價，在溶液中穩(wěn)定，而有強(qiáng)氧化性，可將氧化為。氧化物的性質(zhì)與相似，的另一種質(zhì)量數(shù)比少2的同位素較為穩(wěn)定，與鐵可形成合金，在潮濕環(huán)境中易形成鐵銹。的單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)技術(shù)等各個領(lǐng)域都有很多用途。請回答： （1）原子的摩爾質(zhì)量為__________。 （2）元素處于元素周期表第__________周期__________族。 （3）將少量加入溶液中能否發(fā)生反應(yīng)？若“否”，其原因是__________；若“是”，其離子方程式是________________________________________。 （4）已知可寫成的形式，若將其看作一種鹽，又可以寫成的形式。根據(jù)化合價規(guī)律和這種書寫方法，若將用上述氧化物形式表示，其化學(xué)式可寫成__________，若看成鹽則可寫成__________。等物質(zhì)的量的和分別在一定條件下和濃鹽酸反應(yīng)時，所消耗的物質(zhì)的量相等，不同的是：高價的能將鹽酸氧化而產(chǎn)生氯氣。試寫出、分別和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________。 （5）因具有氧化性，被大量用于油漆涂料，涂在鋼鐵的表面，有利于形成耐腐蝕的鈍化層，與足量的反應(yīng)，生成的氧化物、的硝酸鹽和水三種物質(zhì)，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。 （6）據(jù)報道，1994年11月9日德國科學(xué)家利用數(shù)億個鎳原子對數(shù)億個原子連續(xù)轟擊數(shù)天后，得到了一種新原子（暫時用表示），它屬于一種新元素，但存在的時間不到千分之一秒。下列關(guān)于該元素的說法中正確的是（ ）。 A．這種元素與屬于同一族 B．這種元素屬于第六周期元素 C．這種新原子的中子數(shù)為159 D．這種元素肯定屬于金屬元素 （7）據(jù)最新報道，1996年2月9日歐洲一科學(xué)家小組，由和兩原子經(jīng)核聚合并放出一定數(shù)目的中子后，制得了第112號元素的質(zhì)量數(shù)為227的核素。則兩原子在核聚合過程中放出的中子數(shù)目是（ ）。 A．47 B．115 C．142 D．162 （8）天然放射性同位素（釷）經(jīng)過一系列衰變和衰變后變成。下列論斷中正確的是（ ）。 A．核比釷核少24個中子 B．衰變過程中共有4次衰變和8次衰變 C．核比釷核少8個質(zhì)子 D．衰變過程中共有6次衰變和4次衰變 解析：（1）有關(guān)立方晶體結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)算方法為：先求出一個正方體的體積及一個立方體中實(shí)際擁有的微粒（泛指分子、原子或其他微粒組合）個數(shù)；然后求出一個微粒所占的體積；再求出微粒的質(zhì)量；最后求阿伏加德羅常數(shù)個微粒的質(zhì)量（即微粒的質(zhì)量，亦即摩爾質(zhì)量）。 由題意可知，核素的晶體結(jié)構(gòu)屬立方晶體，20個原子的體積為，據(jù)此不難求得阿伏加德羅常數(shù)個原子的體積，因此其摩爾質(zhì)量為。 （2）20號元素以后的主族元素在元素周期表中位置的快速判斷法：記住各周期的稀有氣體元素的原子序數(shù)（根據(jù)各周期之間同主族元素原子序數(shù)之差值規(guī)律推算）．依次為2、10、18、36、54、86；然后根據(jù)未知元素原子序數(shù)大小及所處范圍推導(dǎo)即可。 因核素的質(zhì)量數(shù)在數(shù)值上近似等于其摩爾質(zhì)量，因此的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)（即原子序數(shù)）；又因82介于54～86之間，因此必處于第六周期，再根據(jù)可推知應(yīng)處于稀有氣體元素族往左數(shù)的第四個縱行，即第Ⅳ族的鉛元素（）。 （3）由提供信息“有強(qiáng)氧化性，可將氧化為”知，的氧化性比還強(qiáng)，而能被氧化為，因此，一定能氧化，其離子方程式為：。 （4）解本小題極易因機(jī)械模仿而將的氧化物形式寫成，但仔細(xì)分析中元素的化合價（和），便不難發(fā)現(xiàn)上式的錯誤（此式中的化合價為和）。根據(jù)化合價規(guī)律不難推出中有兩個價和一個價的，因此，其化學(xué)式應(yīng)為：；根據(jù)無機(jī)鹽的命名規(guī)則可知，應(yīng)該是“偏鐵酸亞鐵”，由此可類推看成鹽時的學(xué)名應(yīng)為“鉛酸亞鉛”，即化學(xué)式為：。 為順利寫出與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，可借助其氧化物形式來理解：與鹽酸的反應(yīng)可看成、分別與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的疊加！于是便得到反應(yīng)的化學(xué)方程式：；同理可知，與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式也可看成、（注意2∶1的比例）分別與鹽酸反應(yīng)時的疊加，不過因“高價的能將鹽酸氧化而產(chǎn)生氯氣”，由此類比實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)，寫出與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：，再與疊加便可得到總反應(yīng)的化學(xué)方程式：。 （5）觀察的氧化物表示形式，結(jié)合題意“與足量的反應(yīng)，生成的氧化物、的硝酸鹽和水種物質(zhì)”及“在溶液中穩(wěn)定”可推知：與反應(yīng)時，應(yīng)該是會溶解，而則木溶于。因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。 （6）因?yàn)榈谄咧芷诘南∮袣怏w元素的原子序數(shù)為，結(jié)合元素周期表的結(jié)構(gòu)可知，該元素應(yīng)該在第七周期第Ⅷ族（肯定是金屬元素），其中子數(shù)為；因此答案應(yīng)為C、D。 （7）根據(jù)核反應(yīng)方程式，依質(zhì)量守恒原理可知。選項(xiàng)A正確。 （8）與相比，其質(zhì)量數(shù)之差為，質(zhì)子數(shù)之差為，那么，其中子數(shù)之差為。因此，經(jīng)過6次衰變（放出6個氦核）后質(zhì)量數(shù)減少，質(zhì)子數(shù)減少；再經(jīng)過4次衰變（放出4個電子后有4個中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子）又增加4個質(zhì)子就會生成。因此選項(xiàng)C、D正確。 3．莫爾鹽是硫酸鹽的一種復(fù)鹽，是一種重要的化學(xué)試劑，它的水溶液中加入不顯紅色，并有如圖11-8所示的反應(yīng)： 根據(jù)以上關(guān)系，按要求填空： （1）氣體的分子式為____________________。 （2）莫爾鹽的化學(xué)式為____________________。 （3）部分沉淀與稀反應(yīng)的離子方程式是____________________。 解析：①依題意知，莫爾鹽是硫酸鹽的一種復(fù)鹽，則莫爾鹽中一定含有和至少兩種簡單陽離子。 ②莫爾鹽的水溶液中加入不顯紅色，說明溶液中不含。但由框圖可知，莫爾鹽溶液中加入后能生成黑色沉淀，黑色沉淀高溫鍛燒得紅棕色固體，根據(jù)中學(xué)所學(xué)化學(xué)知識推測，紅棕色固體只能是，黑色沉淀是，則莫爾鹽溶液中含有。 ③莫爾鹽溶液中加過量得無色氣體和沉淀。因是堿，能與堿反應(yīng)生成的無色氣體只能是，由此說明莫爾鹽溶液中含有。綜合①②③得知莫爾鹽中含有、、三種離子，從而可推出沉淀中含有和兩種物質(zhì)。加稀能溶解的是，因此溶液是，無色氣體是，紅棕色氣體是。再由電荷守恒，可寫出莫爾鹽的化學(xué)式。 本題答案為： （1）氣體的分子式為。 （2）莫爾鹽的化學(xué)式為或。 （3）部分沉淀與稀反應(yīng)的離子方程式是：。 4．的濃溶液溶解粉的離子方程式如下：，現(xiàn)在溶液中加入銅粉，攪拌使之完全溶解，再向其中加入鐵粉充分反應(yīng)后過濾得濾渣。若已知，試推斷濾渣是什么物質(zhì)？由此推出上述濾液中存在哪些陽離子？寫出簡要推斷過程。 解析：發(fā)生的反應(yīng)有（1）；（2）；（3）。根據(jù)、、的大小關(guān)系分析出鐵粉全部溶解，銅部分被置換，溶液中無（若鐵粉過量則銅全部被置換不合題意），所以濾渣的成分為，溶液中含、。具體討論如下： （1）若濾渣為鐵粉和銅粉，則溶液中被完全置換：過量鐵粉銅粉質(zhì)量，不合題意； （2）若濾渣為鐵粉，則必有銅被置換，不合題意； （3）若濾渣為銅粉，則溶液中被部分置換，且溶液中含有、，符合關(guān)系及反應(yīng)原理。 5．含鐵的物質(zhì)在日常生活中有很多。請?jiān)谡n后開展兩項(xiàng)小課題研究： （1）紅磚中氧化鐵成分的檢驗(yàn)； （2）以廢鐵屑和廢硫酸為原料制備硫酸亞鐵晶體。 要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，然后開展實(shí)驗(yàn)。 解析：（1）實(shí)驗(yàn)方案：驗(yàn)證紅磚中氧化鐵成分，我們可以轉(zhuǎn)化成驗(yàn)證是否紅磚中含有。 方案一：利用溶液來檢驗(yàn)。 取少量紅磚樣品于試管中，向試管中滴加稀鹽酸，振蕩，靜置，取上層清液于試管中，滴加溶液，若溶液顯紅色，證明溶液中有，說明紅磚中有氧化鐵成分。 方案二：利用溶液來檢驗(yàn)。 取少量紅磚樣品與試管中，向試管中滴加稀鹽酸，振蕩，靜置，取上層清液于另一支試管中，加入適量氫氧化鈉溶液，若溶液有紅褐色沉淀生成即可證明有價鐵存在。 （2）實(shí)驗(yàn)方案：將廢鐵屑表面油污洗凈，與稀硫酸反應(yīng)，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，再進(jìn)行洗滌干燥，可制得硫酸亞鐵晶體。 實(shí)驗(yàn)步驟： 1．制備硫酸亞鐵：用堿液除去廢鐵屑表面的油污，將氫氧化鈉溶液和硫酸溶液進(jìn)行加熱煮沸，然后用橡皮塞密封在兩支試管中冷卻至室溫，用膠頭滴管吸滿一滴管煮沸過的溶液，往另一支試管中加入稍過量的廢鐵屑，再迅速加入稀溶液，立即往溶液中加入一些煤油進(jìn)行油封，然后把準(zhǔn)備好的膠頭滴管伸入試管底部，再擠出溶液。 2．趁熱過濾：用少量熱水沖洗過濾裝置（漏斗及內(nèi)部的濾紙），以提高它的溫度（防止溶液在漏斗中析出晶體），然后將溶液趁熱過濾。將濾液轉(zhuǎn)入試管中，用橡皮塞塞住試管口（防止空氣進(jìn)入），靜置、冷卻、結(jié)晶，觀察濾液在冷卻過程中生長出淺綠色硫酸亞鐵晶體的現(xiàn)象。 3．待結(jié)晶完畢后，取出晶體，用少量水洗滌2～3次，再用濾紙將晶體吸干。 4．把制得的硫酸亞鐵晶體放在小廣口瓶中，密閉保存。 6．制印刷電路時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應(yīng)為。向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)論不可能出現(xiàn)的是（ ）。 A．燒杯中有銅無鐵 B．燒杯中有鐵無銅 C．燒杯中鐵、銅都有 D．燒杯中鐵、銅都無 解析：向盛有溶液的燒杯內(nèi)加入鐵粉和銅粉，銅能與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，鐵能與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，鐵能與生成的氯化銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和銅。 如果燒杯中有鐵無銅，說明全部的鐵轉(zhuǎn)化成，銅有剩余，選項(xiàng)A正確。 如果燒杯中有鐵無銅，說明銅全部生成了，而會與剩余的鐵發(fā)生反應(yīng)，這種現(xiàn)象不可能發(fā)生。并且加入鐵和銅的混合物，首先鐵與氯化鐵反應(yīng)，銅之后參加反應(yīng)，不會出現(xiàn)有鐵無銅的情形，選項(xiàng)B錯誤。 如果溶液中氯化鐵的量少，加入的鐵粉和銅粉都可能剩余，選項(xiàng)C正確。 如果溶液中氯化鐵的量多，加入的鐵粉和銅粉全部參加反應(yīng)，都不會剩余，選項(xiàng)D正確。 本題答案為選項(xiàng)B。 7．下列圖像是表示鐵跟一定量硝酸反應(yīng)時，鐵和硝酸鐵之間物質(zhì)的量（）的關(guān)系，其中正確的是（ ）。 解析：該題考查與溶液反應(yīng)的規(guī)律，要注意的是兩個反應(yīng)的比例關(guān)系。剛開始加入鐵，鐵與硝酸反應(yīng)生成，繼續(xù)增加鐵的量，鐵會將還原成，化學(xué)方程式為：；。由這兩個化學(xué)方程式可以看出生成和消耗兩份需要的物質(zhì)的量之比為：2∶1。 本題答案為選項(xiàng)B。 8．向一定量的、、的混合物中，加入的鹽酸；恰好使混合物完全溶解并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體。向所得溶液中加入溶液無血紅色出現(xiàn)，若用足量的在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，能得到單質(zhì)鐵的質(zhì)量為（ ）。 A． B． C． D．無法計(jì)算 解析：鹽酸恰好使混合物完全溶解，無血紅色出現(xiàn)說明鐵是以價存在，所以都是氯化亞鐵，并且鹽酸沒有剩余，根據(jù)元素守恒：，，所以還原得到單質(zhì)鐵也是，質(zhì)量為。 本題答案為選項(xiàng)B。 9．將投入某濃度的稀中，再投入鐵粉收集到（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時，與均無剩余，為了中和過量的硫酸，且使溶液中鐵元素完全沉淀，共消耗溶液。則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為（ ）。 A． B． C． D． 解析：由題可知：反應(yīng)后只有在溶液中，且反應(yīng)過程中無損耗，根據(jù)電中性原則：，由題知：，，則原硫酸的濃度為：。 本題答案為選項(xiàng)C。 10．電子工業(yè)中常用溶液腐蝕印刷電路板，欲從腐蝕后的廢液中回收及制取純凈的溶液，需要的試劑是（ ）。 ①蒸餾水 ②鐵粉 ③濃 ④濃鹽酸 ⑤燒堿 ⑥濃氨水 ⑦ A．①②④⑦ B．①③④⑥ C．②④⑥⑦ D．①④⑥⑦ 解析：用溶液腐蝕印刷電路板發(fā)生的反應(yīng)為：，用蒸餾水稀釋腐蝕后的廢液；其中存在和，加入足量鐵粉，，過濾后可得到粉和粉的混合物，在混合物中再加入濃鹽酸，將粉溶解后，過濾后即可回收。在剛剛得到的溶液中通入足量則可得到溶液，這里不可用濃硫酸代替，因?yàn)闈饬蛩釙⒀趸?，并且從外界引入，不易除去。整理可得到所需試劑為：蒸餾水，鐵粉，濃鹽酸，氧氣。 本題答案為選項(xiàng)A。