文档内容
2020-2021学年高一化学必修第一册同步单元AB卷（新教材人教版）
第三章 铁 金属材料（B 卷）
（能力提高篇）
说明：本试卷分选择题非选择题，满分100分，考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 K 31 Fe 56
Cu 64 Zn 65
一、选择题：本题共20个小题，每小题2分。共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题
目要求的。
1. 用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验，下列做法不正确的是
A. 试管中的还原铁粉可用绕成团的干净细铁丝代替
B. 可将试管底部的湿棉花移到试管口
C. 用铁丝网罩罩住酒精灯火焰
D. 点燃肥皂泡验证氢气的生成
【答案】B
【解析】
A. 铁粉易堵塞导管口，而绕成团的铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，故A正确；
B. 湿棉花在加热时提供水蒸气，若湿棉花移到试管口部，加热产生的水蒸气不能与铁丝充分反应，故
B错误；
C. 铁丝网罩罩住酒精灯火焰，提高温度，则能使该反应在高温下进行，故C正确；
D. 该反应生成氢气，能燃烧，所以点燃肥皂泡验证氢气的生成，故D正确；
2. 有关铁的氧化物的说法中，不正确的是A. 赤铁矿主要成分是 Fe O，Fe O 是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
2 3 2 3
B. Fe O 是黑色晶体，其中 的铁显+2 价， 的铁显+3 价
3 4
C. FeO、Fe O 都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
2 3
D. FeO 不稳定,在空气中加热迅速被氧化成 Fe O
2 3
【答案】D
【解析】
A. 赤铁矿主要成分是 Fe O，Fe O 是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确；
2 3 2 3
B. Fe O 可以是Fe O FeO,其中 的铁显+2 价， 的铁显+3 价，故B正确；
3 4 2 3
C. FeO、 Fe O 都不溶于水属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确；
2 3
D. FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误；
3. 某铁的氧化物，用7.0 mol·L－1的盐酸100 mL在一定条件下恰好完全溶解，所得溶液中再通入 0.56
L标况下的氯气时，刚好使溶液中的Fe2＋全部转化为Fe3＋，则该氧化物中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为
A． 1∶4 B． 2∶1 C． 4∶1 D． 3∶4
【答案】A
【解析】设铁的氧化物用盐酸溶解生成的Fe2＋物质的量为x，Fe3＋物质的量为y，由溶液中离子电荷守
恒可知：2x＋3y＝0.1 L×7.0 mol·L－1，由2Fe2＋＋ Cl===2Fe3＋＋ 2Cl－可知x＝0.56 L÷22.4 L·mol－1×2＝
2
0.05 mol,x＝0.05 mol，则y＝0.2 mol，该氧化物中x∶y＝ 0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4。
4. 有关铁的化合物的说法中，错误的是
A. Fe(OH) 是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
2
B. 由图标操作可制取Fe(OH)
2
C. Fe O、Fe(OH) 都可以由化合反应制得
3 4 3
D. Fe(OH) 胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
3
【答案】A
【解析】
A. Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；
B. 煤油可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，则能减少与氧气接触，故B正确；C. 铁在氧气中燃烧可生成，可通过，化合反应制取，故C正确；
D. 胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔现象，故D正确。
5. 某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH) ，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加
2
热煮沸。下列分析正确的是
A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH) 可较长时间存在
2
【答案】D
【解析】
稀硝酸会将铁氧化为Fe3＋，故A错误；
实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排尽，故B错误；
反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；
由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，Fe(OH) 可较长时间存在，故D正确。
2
6. 选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是
试剂
甲组 乙组
选项
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO 溶液 KSCN溶液
4
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO 溶液
4
【答案】B
【解析】甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与
Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性 KMnO
4
溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO，实验现象是溶液的紫色变浅。乙组，在Fe2
2
＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
7. 为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且正确的是
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
在氯化亚铁溶液中 浅绿色溶液变成棕 2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl Fe2＋具有氧化
A 2
滴加新制氯水 黄色溶液 － 性
在氯化亚铁溶液中 浅绿色溶液变成无
B Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ Zn具有还原性
加入锌片 色溶液
在氯化铁溶液中加 棕黄色溶液变成浅 铁单质具有还
C Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
入铁粉 绿色溶液 原性
在氯化铁溶液中加 棕黄色溶液变成蓝 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2 Fe3＋具有还原
D
入铜粉 色溶液 ＋ 性
【答案】B
【解析】
A项体现了Fe2＋的还原性，错；
C项，离子方程式不正确，应为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
D项，D项，体现了Fe3＋的氧化性，错误。
8. 下表中对离子方程式书写的评价正确的是
选项 化学反应与离子方程式 评价
将铜屑加入含Fe3＋溶液中：
A 正确
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
NaO 与HO反应：
2 2 2
B 错误，氧元素不守恒
NaO＋HO===2Na＋＋2OH－＋O↑
2 2 2 2
NaOH溶液与氧化铝反应：
C 错误，产物应该是Al(OH)
3
Al O＋2OH－===2AlO＋HO
2 3 2
向Fe(OH) 中加入足量稀硝酸：
2
D 正确
Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋2HO
2 2
【答案】B
【解析】
A应为：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；
B应为：2NaO＋2HO===4Na＋＋4OH－＋O↑；
2 2 2 2
C项离子方程式正确，评价错误；
D项稀硝酸将Fe2＋氧化为Fe3＋。
9. 已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是
A．A为Fe，B为FeOB．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
【答案】B
【解析】由“红褐色固体”可知F是Fe(OH) ，从而得出A为Fe，“黑色晶体B”为Fe O ，继而推出
3 3 4
C为FeCl ，D为FeCl ，E为Fe(OH) 。⑤的离子方程式可为 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式可为
2 3 2
2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－。
2
10. 在FeCl 、CuCl 、FeCl 的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使
3 2 2
溶液中三种离子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Fe3+的物质的量之比为
A. 2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
【答案】C
【解析】氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比变为1∶2∶4,
说明溶液中Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入的铁粉仅与Fe3+反应。设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的
物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,故
反应的Fe3+的物质的量为2 mol,参加反应的Fe的物质的量为1 mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质
的量之比为1 mol∶3 mol=1∶3。
11. 某合金与铁的物理性质比较如下：
硬度(金 导电性
其他性质
刚石为100) (银为100)
某合金 2 500 3.00 7.4 2.3 耐腐蚀
铁 1 535 7.86 4.5 17 纯铁耐腐蚀
从以上性能看，该合金不适合制成
A．导线 B．门窗
C．炉具 D．飞机外壳
【答案】A
【解析】从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框。
由于熔点较高，所以适合制作炉具。但是导电性不好，所以不适宜制作导线。
12. 美国“海狼”级潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)做载热介质。
下列有关说法不正确的是
A．金属性：Na>Al
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H 越多，则铝的质量分数越小
2
【答案】D【解析】
金属性：Na>Al，A项正确；
铝钠合金投入水中发生反应：2Na＋2HO===2NaOH＋H↑，2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO ＋3H↑，
2 2 2 2 2
若只得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)，B项正确；
铝钠合金投入氯化铜溶液中，钠与水反应生成的氢氧化钠与氯化铜反应会得到氢氧化铜沉淀，铝与氯
化铜溶液反应有铜析出，C项正确；
铝、钠与足量盐酸反应，每得到1 mol氢气，消耗钠46 g，消耗铝18 g，故铝的质量分数越大，得到
的氢气越多，D项错误。
13. 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、
密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性
能，下列用途不切实际的是
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门
【答案】A
【解析】
由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误；
由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；
由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可
以用来制造人造骨，C正确；
由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门，D正确。
14. 下列有关物质的性质与其应用不相对应的是
A. MgO、Al O 的熔点很高，可制作耐高温材料
2 3
B. NaHCO3能与碱反应，食品工业上用作焙制糕点的膨松剂
C. Al具有良好的延展性和抗腐蚀性，可制成铝箔包装物品
D. 利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯，可发出射程远、透雾能力强的黄光
【答案】B
【解析】
A．耐高温材料应具有熔点高的特点，因MgO、Al2O3熔点高，硬度大，则可用于耐高温材料，故A
正确；
B．碳酸氢钠不稳定，加热或与酸反应都可生成二氧化碳气体，则可用于焙制糕点的膨松剂，但不是
和碱反应的原因，故B错误；
B．Al具有良好的延展性，可制成铝箔，且在表面能生成一层致密的氧化物膜，则具有抗腐蚀性，故
C正确；
D．钠的焰色反应为黄色，因黄色光射程远、透雾能力强，则可用于自造高压钠灯，故D正确。
15. 下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是
A．除去Mg粉中的Al粉：加入足量NaOH溶液后，过滤、洗涤
B．除去BaCO 固体中混有的BaSO：加入过量盐酸后，过滤、洗涤
3 4
C．除去NaHCO 溶液中的NaCO：加入适量稀盐酸
3 2 3
D．除去Al O 中的少量Fe O：加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤
2 3 2 3
【答案】A
【解析】
A. Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成可溶的NaAlO 和H，A项正确；
2 2
B. 加入盐酸会将BaCO 溶解，BaSO 不溶于盐酸，B项错误；
3 4
C. 加入适量盐酸可能发生的反应有NaCO ＋2HCl===2NaCl＋HO＋CO↑、NaHCO ＋HCl===NaCl＋
2 3 2 2 3
HO＋CO↑，一方面盐酸的量难以控制，另一方面引入新杂质NaCl，同时NaHCO 可能减少，C项错误；
2 2 3
D. 加入过量NaOH会将Al O 溶解转化为NaAlO ，Fe O 与NaOH溶液不反应，不能将杂质除去，D
2 3 2 2 3
项错误。
16. 在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量
相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的c(OH－)增大
【答案】B
【解析】左边中的铝球与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO ＋3H↑，有一部分铝溶
2 2 2
解，并产生气体，生成偏铝酸钠；右边铁球浸在硫酸铜溶液中发生反应：Fe＋CuSO ===FeSO ＋Cu，铁球
4 4
表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c(OH－)减小。
17. 等量的铁分别与足量的盐酸、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
体积比是
A．1∶1 B．3∶4C．2∶3 D．4∶3
【答案】B
【解析】根据反应的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl ＋H↑、3Fe＋4HO(g)=====Fe O ＋4H 可知，1
2 2 2 3 4 2
mol Fe与盐酸反应生成1 mol H ，与水蒸气反应生成 mol H，故相同条件下，产生H 的体积比是3∶4。
2 2 2
18. Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中不正确的是
A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B．参加反应的HCl为0.4 mol
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H
2
【答案】A
【解析】反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑。n(H )＝＝0.2 mol，则参
2 2 2
加反应的n(H＋)＝0.4 mol。若换成稀HSO ，同样产生0.2 mol H ，故B、D正确。由2H＋～H～2e－可知，
2 4 2 2
得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，依据得失电子守恒，故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol
Al提供0.6 mol电子，则0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol、小于0.6 mol，故A不正确。
19. 有Fe和Fe O 的混合物27.2 g，溶于100 mL的稀硫酸中，恰好完全反应，放出2.24 L(标准状况
2 3
下)H ，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，未见红色。混合物中单质Fe的质量为
2
A．5.6 g B．8.4 g
C．11.2 g D．16.8 g
【答案】C
【解析】Fe和Fe O 的混合物中加入稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气，反应后的溶液中滴加KSCN
2 3
溶液不显红色，且无固体剩余，则最终溶液中的溶质为FeSO ，反应生成H 的物质的量为＝0.1 mol，则：
4 2
Fe ＋ HSO ===FeSO＋H↑
2 4 4 2
0．1 mol 0.1 mol 0.1 mol
设原混合物中Fe O 的物质的量为x mol，则：
2 3
Fe ＋ Fe O＋3HSO ===3FeSO＋3HO
2 3 2 4 4 2
x mol x mol 3x mol
由题意可知，(x＋0.1) mol×56 g·mol－1＋x mol×160 g·mol－1＝27.2 g，解得x＝0.1，混合物中m(Fe O)＝
2 3
0.1 mol×160 g·mol－1＝16 g，m(Fe)＝27.2 g－16 g＝11.2 g。
20. 将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，
将铝加入100 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为 3V L。下列说法正
确的是
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1
C．铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H↑
2
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
【答案】B
【解析】Al与NaOH溶液的反应：
2Al ＋ 2NaOH＋2HO===2NaAlO＋3H↑
2 2 2
2 mol 2 mol 3 mol
n(Al) 0.1 L×2 mol·L－1 n(H )
2
＝，解得n(H )＝0.3 mol，
2
＝，解得n(Al)＝0.2 mol，
由 Al 与 NaOH 溶液反应生成的气体体积为 3V L，得＝0.3 mol，解得 V＝2.24。再根据 Fe＋
2HCl===FeCl ＋H↑，生成的气体体积为 V L，可求出Fe的物质的量为 0.1 mol，HCl的物质的量为 0.2
2 2
mol，则c(HCl)＝＝2 mol·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸
反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
二、非选择题：本题共5个题，共60分。
21. （10分）
已知有以下物质相互转化：
试回答下列问题：
(1)写出B的化学式：________，D的化学式：________。
(2)写出由E转变成F的化学方程式：____________________________________________。
(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：_____________________________________；
向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为______________________________________。
【答案】
(1)FeCl KCl
2
(2)4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
3
【解析】 解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G溶液，即为Fe(OH) →Fe(OH) →FeCl 。
2 3 3
D和硝酸银反应生成白色沉淀H，H不溶于稀硝酸，所以H是氯化银，则D中含有氯离子，D和硝酸
银混合溶液进行焰色反应呈紫色，则D中含有钾元素，所以D是氯化钾，白色沉淀E和氧气反应生成红褐
色沉淀F，则F是氢氧化铁，E是氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液，所以G是氯化铁，
氯化铁和A反应生成B，B和C反应生成氯化钾和氢氧化亚铁，所以A是铁，B是氯化亚铁，C是氢氧化
钾。(1)通过以上分析知，B是氯化亚铁，D是氯化钾，B和D的化学式分别是：FeCl 、KCl；
2
(2)E是氢氧化亚铁，F是氢氧化铁,氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为：
4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
(3)铁离子和硫氰根离子反应生成硫氰化铁，离子反应方程式为：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN) ，铁离子
3
和铁反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
22. （10分）
某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为_________________________________________，
金属X的原子结构示意图为__________________，固体A的化学式为________。
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：_____________________________________；操作②包含的步骤
有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有
_______________________、__________________。
【答案】
(1)2Al＋2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑ Al(OH)
2 2 3
(2)Al(SO )===2Al3＋＋3SO 冷却结晶(降温结晶)
2 4 3
(3)氢气的体积 镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)
【解析】
(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO ，镁不反应，发生
2
反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑；镁的原子结构示意图为；向滤液中加入稀硫酸调
2 2
节溶液的pH，得到Al(OH) 固体。
3
(2)Al(SO ) 是强电解质，电离方程式为Al (SO )===2Al3＋＋3SO。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷
2 4 3 2 4 3
却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质
量。
23. （14分）
某小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了系列实验。(1)用如图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就
可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料，不与水反应)。
反应一段时间，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当________________________时(填实验
现象)，说明“铁与水蒸气”能够进行反应。
(2)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的
盐 酸 ， 溶 解 ， 过 滤 。 写 出 有 关 的 化 学 方 程 式 ：
_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向滤液中滴加KSCN溶液，观察到溶液的颜色有两种可能，如表。在表中填写与现象相对应的结论
与解释(可以不填满)。
现象 结论与解释
可能① 溶液由浅绿色变红色
可能② 溶液仍然为浅绿色
(4)可能①中，若要使红色又变成浅绿色，又不增加其他的金属离子，可以加入________，可能②中，
加入________可以使溶液变成红色。
【答案】
(1)肥皂泡有爆鸣声
(2)Fe O+8HCl===FeCl +2FeCl +4H O，
3 4 2 3 2
Fe+2HCl===FeCl +H ↑， Fe+2FeCl ===3FeCl
2 2 3 2
(3)
现 象 结论与解释
可能 溶液由浅绿色变红 反应后的固体混合物中含有+3价的Fe。因为Fe3+遇到
① 色 KSCN溶液时变成红色反应后的固体混合物中可能含有+3价的Fe，也可能
可能
溶液仍然为浅绿色 不含+3价的Fe。因为如果铁粉有剩余，剩余铁粉会
②
与Fe3+反应，将溶液中Fe3+完全还原为Fe2+
(4)铁粉 氯水
【解析】
（1）铁与水蒸气发生反应：3Fe+4H O(g)=====Fe O+4H ，故用点燃的火柴靠近肥皂泡，当肥皂泡有
2 3 4 2
爆鸣声，证明已有氢气生成，反应已开始；
反应后的固体混合物可能是① Fe O ；② Fe、Fe O 。加入足量的盐酸，溶解，过滤，发生反应：
3 4 3 4
Fe O+8HCl===
3 4
FeCl +2FeCl +4H O、Fe+2FeCl ===3FeCl 、Fe+2HCl===FeCl +H ↑，向滤液中滴加KSCN溶液，现象①溶
2 3 2 3 2 2 2
液由浅绿色变红色，则说明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，因为Fe3+遇到KSCN溶液时变成红色；
（2）现象②溶液仍然为浅绿色，则说明反应后的溶液中没有Fe3+，可能是铁粉有剩余，剩余铁粉会与
Fe3+反应，将溶液中Fe3+完全还原为Fe2+；
（3）可能①中，若要使红色又变成浅绿色，又不增加其他的金属离子，可以加入铁粉；可能②中，
加入氯水可以使溶液变成红色。
24. （16分）
小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是
________________________________________________________________。
(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的HO 溶液、锌粒、铜片、0.1 mol·L－1
2 2
FeCl 溶液、KSCN溶液、新制氯水。
2
①若小明计划在0.1 mol·L－1 FeCl 溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应
2
和现象是___________________________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为__________色。
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验 Fe2＋被氧化
的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选____________________滴入小明所得的混合液中，并通过溶液
出现______________色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl 溶液
2
中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为________________。
(3)小明分析HO 中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：HO 与FeCl 反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？
2 2 2 2 2
①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成__________(填化学符号，下同)，
若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成__________。
②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的FeCl 溶液常因氧化而变质。除杂的方法是______________，
2
相关反应的离子方程式：____________________________。【答案】
(1)因为Fe2＋中铁元素化合价处于中间价态，既可以升高也可以降低
(2)①Cl＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 棕黄
2
②KSCN溶液 红 ③Zn＞Fe＞Cu
(3)①Fe Fe3＋ ②加入适量铁粉 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
【解析】
(1)元素化合价处于最高价只具有氧化性，处于最低价只具有还原性，处于中间价态既可以升高也可
以降低，既具有氧化性又具有还原性；故答案为：因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可
以降低；
(2)①在0.1 mol·L－1 FeCl 溶液滴入新制氯水,氯气具有强氧化性能源和亚铁离子为铁离子,反应的离子
2
方程式为：Cl+2Fe2+===2Cl−+2Fe3+；溶液颜色从浅绿色变为棕黄(黄)色；故答案为：Cl+2Fe2+===2Cl−
2 2
+2Fe3+；棕黄(黄)；
②通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。需要的试剂为硫氰酸钾溶液,发生反应,Fe3+
+3SCN−===Fe(SCN) ，溶液变血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液呈血红；
3
③金属单质都具有还原性,分别将铜片、锌粒投入FeCl 溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小,发生反
2
应Zn+Fe2+===Fe+Zn2+；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，锌的还原性大于铁，铁大于铜，
故答案为：Zn、Fe、Cu(或Zn>Fe>Cu)；
(3)①若Fe2+在反应中表现出氧化性,化合价降低做氧化剂,只能降到0价为金属铁,若Fe2+在反应中表现
出还原性，铁元素化合价升高为三价，应转化成三价铁离子；故答案为：Fe Fe3+；
②实验室的FeCl 溶液常因氧化而变质,为反之亚铁离子的氧化,需要加入还原铁粉,发生反应2Fe3+
2
+Fe===3Fe2+，所以避免亚铁离子的氧化，需加入过量铁粉，过滤，故答案为：加入过量铁粉,过滤;2Fe3+
+Fe===3Fe2+.
25. （10分）
将6 g 铁粉加入200 mL Fe (SO ) 和CuSO 的混合溶液中，充分反应得到200 mL 0.5 mol/L FeSO 溶液
2 4 3 4 4
和5.2 g固体沉淀物。试计算：
(1)反应后生成铜的质量；
(2)原Fe (SO ) 溶液的物质的量浓度。
2 4 3
【答案】
(1)铜质量为2.56 g
(2)原溶液中Fe (SO ) 物质的量浓度为0.1 mol/L
2 4 3
【解析】
解：Fe ＋ Fe (SO ) ＝ 3FeSO Δm
2 4 3 41 mol 1 mol 3 mol 56 g
n n 3n
1 1 1
Fe ＋ CuSO ＝ FeSO ＋ Cu Δm
4 4
1 mol 1 mol 1 mol 64 g－56 g＝8 g
n n n
2 2 2
3n ＋n＝0.5 mol/L×0.2 L＝0.1 mol
1 2
56n g/mol－8n g/mol＝6 g－5.2 g＝0.8 g
1 2
n ＝0.02 mol n ＝0.04 mol
1 2
m(Cu)＝0.04 mol×64 g/mol＝2.56 g
原Fe (SO ) 溶液的物质的量浓度＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol/L
2 4 3
