高中化学复习知识点:铁与铁离子反应

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12.FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是_______。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是____________(用离子方程式表示)。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
7.某500mL溶液中含0.1molFe2+Fra Baidu bibliotek0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)
A.0.4mol/LB.0.6mol/LC.0.8mol/LD.1.0mol/L
8.铁、铜混合粉末18.0 g加入到100 mL 5.0 mol·L-1FeCl3溶液中,剩余固体质量为3.2 g。下列说法正确的是( )
【点睛】
本题考查铁、铜、硝酸的性质,明确发生反应原理及反应的先后顺序为解答关键,试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力。
6.B
【解析】
【分析】
该反应过程为: ,生成的盐酸再和铁反应生成氯化亚铁,所以最终溶液中的溶质是氯化亚铁,根据氯原子守恒计算氯化铁的物质的量浓度。
【详解】
该反应过程为: ,生成的盐酸再和铁反应生成氯化亚铁,所以最终溶液中的溶质是氯化亚铁,根据氯原子守恒计算氯化铁的物质的量浓度,所得溶液经测定金属阳离子的浓度为3mol/L,则c(FeCl2)=3mol/L,根据氯原子守恒知, ,
二、综合题
11.一种新型高效净水剂PAFC--聚合氯化铁铝 , , 广泛用于生活用水的净化和废水的净化
为测定PAFC中Al的含量,采用如图所示流程进行.
回答下列问题:
有关PAFC的说法正确的是______
A PAFC中铁显 价
B PAFC用于净化饮用水时,可以除去水中所有的有害物质
C PAFC用于净水时,比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小
4.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∶2C.2∶1D.1∶1
5.把铁和铜的混合物放入稀硝酸中,反应后过滤,滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出,则滤液中一定含有的是
C.溶液中一定含有Fe2+
D.剩余固体中一定含铜
3.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得的溶液中加入铁粉。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
【点晴】
能灵活运用氧化还原反应的先后规律及守恒规律是解题关键,依据氧化还原反应的顺序规律分析计算,溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,氧化性顺序为Fe(NO3)3>Cu(NO3)2,加入铁后依次反应,再结合电子守恒解题即可迎刃而解。
5.A
【解析】
【分析】
由于固体投入盐酸中无气体放出,则该固体一定为铜,由于铁的还原性比铜强,故在与稀HNO3反应时,首先反应的是铁,讨论铁与硝酸反应后是否有硝酸剩余,若有剩余,剩余的硝酸与铜反应,据此分析滤液中一定含有的金属盐。
A.1∶1B.2∶1C.2∶3D.3∶2
10.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量的关系如图所示。
溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为
A.1:1:1B.1:3:1C.1:1:4D.3:3:8
C.取1L黄色溶液D,能恰好溶解铁1.4g
D.该样品溶液中是否存在Cl-可取滤液C,滴加硝酸银和稀硝酸进行确定
2.向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是:(已知氧化性:Fe3+>Cu2+)()
A.溶液中一定含有Cu2+
B.加入KSCN溶液一定不变红色
已知C和某一金属在高温下发生反应可用于焊接钢轨,某同学在实验室中进行此反应,反应结束后将所得固体溶于足量的稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,由此该同学确定该固体混合物中无 ,他的判断是否正确?说明理由. 可用文字或离子方程式解释理由 .______.
有资料介绍:溶液中铝元素以氢氧化物 用 表示 形式存在的pH范围是 现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液,其pH分别为1、13,两溶液等体积混合时反应的离子方程式为______.
【详解】
A.由上述分析可知,原溶液中一定含有Fe2+、Br−、 、Na+,一定不含有Cu2+、Mg2+、 ,故A正确;
B.由上述分析可知,原溶液中一定含有Fe2+,一定不含有Mg2+,所以沉淀B中肯定含有氢氧化铁,不含有氢氧化镁,故B错误;
C.1L黄色溶液D含有0.1molFe3+,根据2Fe3++Fe=3Fe2+,所以0.1molFe3+能溶解0.05molFe即2.8g,但D溶液中可能HCl过量,溶解Fe的量增加,故C错误;
A.Fe(NO3)2B.Cu(NO3)2C.Fe(NO3)3D.HNO3
6.在标准状况下,向100mLFeCl3溶液中通入a L的H2S气体恰好反应后,再加入足量的铁粉充分反应。所得溶液经测定金属阳离子的浓度为3mol/L,若反应过程中溶液体积不变,则原FeCl3溶液的物质的量浓度为
A.1.5mol/LB.2 mol/LC.1 mol/LD.无法确定
D PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在
步骤I中的试剂A是______ 填“氨水”或“氢氧化钠溶液”
步骤III的离子方程式为______.
实验室进行“灼烧”时所需的陶瓷仪器有______.
溶液2中存在的电荷守恒式为______;向溶液2中滴加少量NaOH镕液,则 ______填“变大”、“变小”或“不变” .
高中化学复习知识点:铁与铁离子反应
一、单选题
1.某澄清透明的溶液中可能含有:Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、I-、CO32-、SO42-、Cl-中的几种,各离子浓度均为0.1mol/L,现进行如图实验(所加试剂均过量):
下列说法正确的是()
A.样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、SO42-
B.沉淀B中肯定有氢氧化铁,可能含有氢氧化镁
3.B
【解析】
【详解】
氧化性是Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性是Fe>Cu,则
A、若无固体剩余,这说明铁粉完全被氧化,但此时溶液中不一定还有Fe3+,A不正确;
B、若有固体存在,则固体中一定有铜,可能还有铁,因此溶液中一定有Fe2+,B正确;
C、若溶液中有Cu2+,则也可能有部分铜已经被置换出来,因此不一定没有固体析出,C不正确;
A.剩余固体是铁、铜混合物B.原固体混合物中铜的质量是9.6 g
C.反应后溶液中n(Fe3+)=0.10 molD.反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.5 mol
9.把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为____________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
____ClO3-+___Fe2++____=___Cl-+___Fe3++____
【详解】
滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出,则该固体为Cu,由反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知,滤液中一定不含Fe3+,则一定含有Fe2+。由于铁的还原性比铜强,故在与稀HNO3反应时,首先是铁发生反应,滤液中一定含有Fe(NO3)2,若Fe完全反应后还有HNO3剩余,HNO3还可与Cu反应产生Cu(NO3)2;若Fe与HNO3恰好反应生成Fe(NO3)2后,无HNO3剩余,则无Cu(NO3)2生成,Cu(NO3)2可能有,也可能没有,所以滤液中一定含有的是Fe(NO3)2,可能含有Cu(NO3)2,故合理选项是A。
D、若溶液中有Fe2+,但如果溶液铁离子过量,则不一定有Cu析出,D不正确;
答案选B。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
溶液中各物质的氧化性顺序为Fe(NO3)3>Cu(NO3)2,加入铁后会依次发生氧化还原反应,①Fe+2Fe3+=3Fe2+;②Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;从图像中可知铁为2mol时,发生的反应是①,消耗硝酸铁为4mol,生成Fe2+6mol;再加入2mol铁发生反应②,消耗硝酸铜的物质的量为2mol,因此溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2物质的量浓度之比为2:1,答案选C。
2.A
【解析】
【分析】
①当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的反应方程式为:2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;②当固体为铜时,溶液中一定没有,Fe3+、Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+。
参考答案
1.A
【解析】
【分析】
加氯气和氯化钡生成白色沉淀,故A为硫酸钡沉淀,所以原溶液可能含有 或 ;由分层后的液体颜色呈橙红色,说明原溶液含Br-;加过量氢氧化钠得到沉淀B,再加盐酸溶解得到黄色溶液D,说明原溶液含Fe2+、无Cu2+,由于 与Fe2+不共存,所以原溶液不含 ,一定含 ,即原溶液中一定含Fe2+、Br-、 ;各离子的物质的量浓度均为0.1 mol•L-1,根据电荷关系可知一定含有Na+,一定无Mg2+,以此解答该题。
故答案选B。
7.C
【解析】
【详解】
由2Fe3++Fe=3Fe2+可知,铁粉过量,最终溶液中的Fe2+的物质的量为0.4mol,其浓度为0.4mol÷0.5L=0.8mol/L。答案选C。
8.B
【解析】
铁的还原性大于铜,铁、铜混合粉末加入到FeCl3溶液中,铁先反应;FeCl3的物质的量为0.5 mol,设0.5 mol铁离子完全反应消耗铜m1g 、m2g,则有:Cu+ 2Fe3+=Cu2++2 Fe2+,根据Cu-- 2Fe3+关系,m1/64:0.5=1:2,解之m1=16 g;Fe+ 2Fe3+=3 Fe2+,根据Fe--2Fe3+关系,m2/56:0.5=1:2,解之m2=14g,溶解的金属质量为18-3.2=14.8 g,因为14<14.8<16,所以铁完全反应,铜部分反应,且铁离子完全反应;设反应消耗铜的物质的量为xmol, 反应的铁的量为 ymol ,则有64x+56y=14.8,x+y=0.25,解之:x=0.1 mol、y=0.15mol;原混合物中铜的质量是0.1×64+3.2=9.6 g,根据反应方程式可知反应后的溶液中:n(Fe2+)=2x(Cu)+3y(Fe)=2×0.1+3×0.15=0.65mol;反应后溶液中铜离子的物质的量为:n(Cu)= n(Cu2+)=0.1 mol,,n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.65+0.1=0.75 mol;综上分析,剩余固体全部为铜,溶液中不可能含有Fe3+,A、C均错误;反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75 mol,D错误;正确选项B。
D.因原溶液中含有 ,加入稀硝酸酸化的硝酸银会产生硫酸银干扰Cl-的检验,故D错误;
故答案为:A。
【点睛】
离子推断题解法归纳:这些推断题的解法在于掌握离子的特有反应以及离子间的共存情况,在解题之前,应对所提供的离子在溶液中能否大量共存进行分析,做到心中有数,一般来说,离子间能生成沉淀、或气体、或弱电解质,以及能发生氧化还原反应的,就不能在溶液中大量共存。例如, 与 , 与弱酸根阴离子, 与弱碱阳离子, 与 、 、 、 、 , 、 与 、 , 与 酸性条件下 , 与 , 与 、 等等,都不能在溶液中共存。
【详解】
A.若加入的铁粉足量,则溶液中一定不含铜离子,选A;
B.根据以上分析可知,溶液中一定存在亚铁离子,不选B;
C.反应后有固体剩余,由于还原性Fe>Cu,则剩余的金属中一定含有铜,不选C;
D.根据以上分析可知,反应后的溶液中一定不存在铁离子,所以加入KSCN溶液一定不变红色,不选D;故答案为:A。
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