高中化学复习知识点:铁与非氧化性酸的反应

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
12.某校研究性学习小组用一些大部分已经锈蚀(成分为Fe2O3)的废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O),实验操作过程如下:
已知:杂质不溶于稀硫酸。
请回答下列问题:
(1)步骤①中,稀硫酸与Fe2O3反应的离子方程式为______,废铁屑用硫酸处理后,还含有不溶性杂质,为获取澄清的A溶液,需进行的操作名称是_________。
(2)用纯碱调节滤液pH,得到某弱碱沉淀,若纯碱过量,则可能导致的后果是_:_____________。
(3)流程中的“副产物”中,可用作可溶性钡盐中毒解毒剂的物质的化学式是___________;可用作化肥的物质的化学式是_____________。
(4)加入草酸实现沉淀转化反应化学方程式为:_______________________________________。
C.Fe→Fe(OH)3D.Fe→Fe3O4
二、综合题
11.铬合金有重要的用途,从其废料中制取铬的流程如下:
已知: ① Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑,
②流程中铬元素浸出之后至生成Cr(OH)3之间均以自由移动离子状态存在于溶液中。
请回答下列问题:
(1)稀硫酸酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有:________________________(写一条即可) 。
2.C
【解析】
【分析】
根据混合物与盐酸反应的先后顺序进行判断,金属氧化物优先于金属单质先反应,同时需要注意氧化还原反应中的强弱规律。
【详解】
将Fe2O3、FeO和Fe的固体混合物投入足量盐酸,首先发生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O,因固体全部溶解,且氧化性Fe3+>H+,则还发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,在溶液中不可能发生Fe2O3+Fe=3FeO,故答案选C。
②先用稀硫酸溶解CuO得到硫酸铜溶液,再与Fe发生置换反应得到Cu,关系式为CuO~Cu2+~Fe~Cu;
铁的量相同,因此理论上2种方法得到的铜是一样的,但是①中用氢气还原氧化铜得到单质铜时,先用氢气排出装置内空气,反应后停止加热时还有通氢气,因此消耗的H2大于理论值,在铁一定量的时候,生成的氢气一定的,还原Cu的氢气变少,因此①得到铜变少,故C正确。
(4)加入草酸将Fe(OH)2沉淀转化为FeC2O4·2H2O,沉淀转化反应的化学方程式为Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2O。
(5)Al与Cr2O3发生铝热反应生成Al2O3和Cr,反应的化学方程式为2Al+Cr2O3 Al2O3+2Cr。)滤液中通入空气、加入氨水CrSO4转化为Cr(OH)3沉淀,1molCr2+失去1mol电子生成1molCr(OH)3,1molO2得到4mol电子,根据得失电子守恒、原子守恒,由滤液生成Cr(OH)3的化学方程式为4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4。
综上所述,答案为C。
10.C
【解析】
【详解】
A.Fe与盐酸反应会生成FeCl2,能够一步完成,故A不符合题意;
B.Fe与Cl2反应会生成FeCl3,能够一步完成,故B不符合题意;
C.Fe需先转换成相关离子,然后利用复分解反应生成Fe(OH)3,至少需要2步完成转化,故C符合题意;
D.Fe与水蒸气在加热条件下能够生成Fe3O4,能够一步完成,故D不符合题意;
C.氯气具有强的氧化性,能够与铁反应生成氯化铁,故C选;
D.铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故D不选;
故选C。
【点睛】
本题考查了物质的性质,熟悉铁、氯气的化学性质是解题关键。
8.B
【解析】
【详解】
向一定质量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入1000mL0.1mol·L-1的HCl溶液,恰好使混合物完全溶解,向所得溶液中加入KSCN溶液后,无血红色出现,说明溶液中没有铁离子,发生反应:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、FeO+2HCl=FeCl2+H2O、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,最终溶液中溶质为FeCl2,根据氯离子守恒:2n(FeCl2)=1L×0.1mol·L-1=0.1mol,计算得出n(FeCl2)=0.05mol,根据Fe元素守恒,混合物中含有Fe元素的物质的量为:n(Fe)=0.05mol,混合物用过量的CO还原,最终得到的铁的物质的量为0.05mo,得到的铁的质量为:0.05mol×56g/mol=2.8g。
D.Fe投入到CuSO4溶液中
8.向一定量铁、氧化铁、氧化亚铁的混合物中加入1000mL0.1 mol·L-1的盐酸,恰好完全溶解,所得溶液中加硫氰化钾溶液无红色出现。若用足量一氧化碳还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是()
A.11.2gB.2.8gC.5.6gD.无法计算
9.用一定量的铁与足量稀硫酸及足量的氧化铜制单质铜,设计了以下两种方案:
相同条件下体积之比等于物质的量之比,则两反应中生成氢气体积之比为1mol: mol =3:4。
答案选B。
【点睛】
本题考查根据方程式的计算,比较基础,清楚铁与水蒸气的反应是关键,注意基础知识的理解掌握。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,故A不选;
B.铁在氧化中燃烧生成四氧化三铁,既有二价铁又有三价铁,故B不选;
故答案为C。
11.加热、搅拌、适当提高稀硫酸浓度等(答案合理即可)H2C2O4的消耗量过大(或使Cr2+转化成沉淀而损耗)Na2SO4(NH4)2SO4Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2OCr2O3+2Al Al2O3+2Cr4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO431
(5)流程中利用铝热反应冶炼铬的化学方程式为:_____________________________________。
(6)流程中由滤液生成Cr(OH)3的化学方程式为:_____________________________________。
(7)除已知反应①之外,整个流程中涉及的主要氧化还原反应有_____个,分解反应有____个。
【详解】
(1)根据外界条件对反应速率的影响可知稀H2SO4酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有:加热、搅拌、适当提高稀H2SO4的浓度等。
(2)用纯碱调节滤液pH,使Fe2+转化成Fe(OH)2沉淀,再加入草酸将Fe(OH)2转化为FeC2O4·2H2O沉淀而除去。若纯碱过量,可能导致的后果是:一方面使Cr2+转化成沉淀而被消耗,使Cr的产率降低;另一方面使后续过程中H2C2O4的消耗量过大。
D项,Fe与CuSO4反应生成FeSO4和Cu,反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,每消耗56gFe生成64gCu,铁片溶解且溶液质量减小,没有气体生成;
符合题意的溶液是CuSO4溶液,答案选D。
4.C
【解析】
【分析】
根据是否能和铁发生反应进行判断。
【详解】
A.浓盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,A项错误;
3.把铁片放入下列溶液中,铁片溶解且溶液质量减小,没有气体生成,此溶液是( )
A.冷浓硝酸B.稀硫酸C.硫酸铁D.硫酸铜
4.常温下,下列溶液可用铁质容器存放的是()
A.浓盐酸B.硫酸铜溶液C.浓硫酸D.稀硫酸
5.某两种金属粉末的混合物25g,投入足量的稀硫酸中,在标况下产生氢气11.2L,则该混合物可能是
故选B。
【点睛】
根据化学方程式计算时一定要准确找出相关物质之间的计量数关系,如果涉及多步反应,可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算,使计算简化;如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算;如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。
9.C
【解析】
【详解】
①先用铁与稀硫酸反应产生氢气,得到氢气量一定,再用氢气还原氧化铜得到单质铜,关系式为Fe~H2~CuO~Cu;
A.铝和镁B.镁和铁C.铁和铜D.铁和锌
6.等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的物质的量之比是( )
A.1:1 B.3:4 C.2:3 D.4:3
7.下列反应中,铁只能生成高价化合物的是
A.少量铁与稀硫酸反应
B.铁丝在氧气中燃烧
C.过量铁粉在氯气中燃烧
A.1.5mol/LB.2mol/LC.lmol/LD.无法确定
2.将Fe2O3、FeO和Fe的固体混合物投入足量盐酸,全部溶解。以下反应方程式中与此过程无关的是()
A.FeO+2H+=Fe2++H2OB.Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
C.Fe2O3+Fe=3FeOD.Fe+2H+=Fe2++H2↑
3.D
【解析】
【详解】
A项,铁片与冷浓硝酸发生钝化,铁片不会溶解;
B项,Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,铁片溶解,溶液质量增加,有气体生成;
C项,Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4,反应的化学方程式为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,铁片溶解,溶液质量增加;
B.铁和硫酸铜发生置换反应,生成了铜单质,B项错误;
C.浓硫酸能使金属铁钝化,可用铁质容器存放,C项正确;
D.稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,D项错误;
答案选C。
5.Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【解析】
【分析】
【详解】
假设为一种物质产生氢气,则产生1mol氢气须该物质50g,铝、镁、铁、锌产生1mol氢气所需的质量分别为:18g、24g、56g、65g,铜不能与稀硫酸反应产生氢气,理解为其产生1mol氢气需要质量为无穷大。由上分析可知,要用两种物质满足条件,则需要平均摩尔氢气分子量为50,即要在50两侧。上述物质中,小于50的有:铝、镁;大于50的有铁、锌、铜,一大一小搭配,答案选B。
【解析】
【分析】
高碳铬铁合金粉末加入稀H2SO4浸取,其中Cr、Fe溶解生成CrSO4、FeSO4;过滤后用纯碱调节pH使Fe2+转化成Fe(OH)2沉淀,再加入草酸将Fe(OH)2转化为FeC2O4·2H2O沉淀而除去;此时滤液中主要含CrSO4和Na2SO4,向滤液中通入空气并加入氨水,滤液中Cr2+转化成Cr(OH)3沉淀,发生的反应为4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4,得到的副产物主要含(NH4)2SO4、Na2SO4;Cr(OH)3受热分解成Cr2O3;Cr2O3与Al发生铝热反应生成Cr和Al2O3,据此分析作答。
(3)除去Fe2+后的滤液中主要溶质为CrSO4和Na2SO4,向滤液中通入空气并加入氨水,滤液中Cr2+转化成Cr(OH)3沉淀,得到的副产物为(NH4)2SO4和Na2SO4,其中可用作可溶性钡盐中毒解毒剂的物质的化学式是Na2SO4,解毒的原理为SO42-+Ba2+=BaSO4↓。可用作化肥的物质的化学式是(NH4)2SO4,(NH4)2SO4是一种氮肥。
6.B
【解析】
【分析】
令Fe的物质的量为1mol,根据方程式计算出生成氢气的物质的量,再根据相同条件下体积之比等于物质的量之比确定两反应中生成氢气体积之比。
【详解】
令Fe的物质的量为1mol,则:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
1mol 1mol
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
1mol mol,
(2)步骤②中溶液A与铁粉反应的离子方程式为________________。
(3)检验溶液B中是否还存在杂质金属阳离子的方法是_______。
参考答案
1.B
【解析】
【详解】
反应后溶液中n(Fe2+)=3mol/L×0.1L=0.3mol,该过程中发生的反应:2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl、2HCl+Fe=FeCl2+H2↑,则得关系式2FeCl3~3FeCl2,则原FeCl3溶液中n(FeCl3)= ×2=0.2mol,原FeCl3溶液物质的量浓度0.2mol÷0.1L=2mol/L,答案选B。
高中化学复习知识点:铁与非氧化性酸的反应
一、单选题
1.已知氯化铁溶液中通入硫化氢可发生反应:2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl。在标准状况下,向100mLFeCl3溶液中通入aL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()
①先用铁与稀硫酸反应产生氢气,再用氢气还原氧化铜得到单质铜;
②先用稀硫酸溶解氧化铜得到硫酸铜溶液,再与铁发生置换反应得到单质铜。
若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的质量()
A.一样多B.①多C.②多D.无法判断
10.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是()
A.Fe→FeCl2B.Fe→FeCl3
相关文档
最新文档