高中 | 铁的氧化物 题目答案及解析

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必修一

第三章 金属及其化合物

第二节 几种重要的金属化合物

铁的氧化物

铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。

向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,生成白色沉淀,迅速                $\rm ($补全实验现象$\rm )$,化学方程式为                                

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变灰绿色,最终变为红褐色;$\\rm FeS{{O}_{4}}+2NaOH=Fe{{(OH)}_{2}}\\downarrow +N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}$$\\rm 4Fe{{(OH)}_{2}}+{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O=4Fe{{(OH)}_{3}}$

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向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,生成白色沉淀,迅速变灰绿色,最终变为红褐色,发生的化学方程式为:$\rm FeS{{O}_{4}}+2NaOH=Fe{{(OH)}_{2}}\downarrow +N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}$$\rm 4Fe{{(OH)}_{2}}+{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O=4Fe{{(OH)}_{3}}$

绿矾$\rm (FeS{{O}_{4}}\cdot 7{{H}_{2}}O)$是补血剂的原料,易变质。设计实验证明绿矾未完全变质                

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取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,则表示样品未完全变质

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检验绿矾未完全被氧化变质,即检验其溶液中还含有$\rm Fe^{2+}$,则证明绿矾未完全变质的实验方案为:取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,则表示样品未完全变质。

利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下。

①“转化”是在水溶液中进行,产生白色沉淀$\rm (FeC{{O}_{3}})$和无色无味气体。写出反应的离子方程式:                

②干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量$\rm FeC{{O}_{3}}$在空气中被氧化为$\rm FeOOH$,该反应的化学方程式为                

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$\\rm F{{e}^{2+}}+2HCO_{3}^{-}=FeC{{O}_{3}}\\downarrow +{{H}_{2}}O+C{{O}_{2}}\\uparrow $$\\rm 4FeC{{O}_{3}}+{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O=4FeOOH+4C{{O}_{2}}$

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“转化”中发生离子反应:$\rm F{{e}^{2+}}+2HCO_{3}^{-}=FeC{{O}_{3}}\downarrow +{{H}_{2}}O+C{{O}_{2}}\uparrow $,过滤分离出硫酸铵,然后将$\rm FeCO_{3}$洗涤,干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量$\rm FeCO_{3}$在空气中被氧化为$\rm FeOOH$,该反应的化学方程式为:$\rm 4FeC{{O}_{3}}+{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O=4FeOOH+4C{{O}_{2}}$$\rm FeCO_{3}$与碳混合后焙烧,最终得到还原铁粉。

①“转化”是在水溶液中进行,产生白色沉淀$\rm (FeC{{O}_{3}})$和无色无味气体,该气体为$\rm CO_{2}$,反应的离子方程式为:$\rm F{{e}^{2+}}+2HCO_{3}^{-}=FeC{{O}_{3}}\downarrow +{{H}_{2}}O+C{{O}_{2}}\uparrow $

②少量$\rm FeCO_{3}$在空气中被氧气氧化为$\rm FeOOH$,同时生成$\rm CO_{2}$,该反应的化学方程式为:$\rm 4FeC{{O}_{3}}+{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O=4FeOOH+4C{{O}_{2}}$

某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验。

实验$\rm I$:将$\rm F{{e}^{3+}}$转化为$\rm F{{e}^{2+}}$

$\rm F{{e}^{3+}}$$\rm Cu$粉发生反应的离子方程式为                

②探究白色沉淀产生的原因,请填写实验方案:查阅资料。

$\rm i$$\rm {{(SCN)}_{2}}$的化学性质与$\rm {{I}_{2}}$相似。

$\rm ii$$\rm 2C{{u}^{2+}}+4{{I}^{-}}=2CuI\downarrow +{{I}_{2}}$

$\rm C{{u}^{2+}}$$\rm SCN{{}^{\cdot }}$反应的离子方程式为                

实验Ⅱ:将$\rm F{{e}^{2+}}$转化为$\rm F{{e}^{3+}}$

实验方案现象
$\rm 0.1\ mol/L\ FeC{{l}_{2}}$溶液中加入一滴$\rm KSCN$溶液;再通入氯气。溶液颜色无明显变化;溶液变红,一段时间后红色消失。

③用离子方程式表示溶液变红的原因是                $\rm F{{e}^{3+}}+3SC{{N}^{-}}\rightleftharpoons Fe{{(SCN)}_{3}}$

④探究红色消失的原因,继续查阅资料:$\rm iii$$\rm {SCN}^{-}$$\rm C$$\rm +4$价,$\rm N$$\rm -3$价,可被强氧化剂氧化为$\rm C{{O}_{2}}$$\rm {{N}_{2}}$$\rm SO_{4}^{2-}$。用离子方程式表示红色消失的原因为:                

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$\\rm 2F{{e}^{3+}}+Cu=2F{{e}^{2+}}+C{{u}^{2+}}$$\\rm 2C{{u}^{2+}}+4SC{{N}^{-}}=2CuSCN\\downarrow +{{(SCN)}_{2}}$$\\rm 2F{{e}^{2+}}+C{{l}_{2}}=2F{{e}^{3+}}+2C{{l}^{-}}$$\\rm 12{{H}_{2}}O+2SC{{N}^{-}}+11C{{l}_{2}}=22C{{l}^{-}}+{{N}_{2}}+2C{{O}_{2}}+2SO_{4}^{2-}+24{{H}^{+}}$

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$\rm Fe^{3+}$$\rm Cu$粉发生反应生成$\rm Fe^{2+}$$\rm Cu^{2+}$,反应的离子方程式为:$\rm 2F{{e}^{3+}}+Cu=2F{{e}^{2+}}+C{{u}^{2+}}$

②已知:$\rm i$$\rm {{(SCN)}_{2}}$的化学性质与$\rm {{I}_{2}}$相似;$\rm ii$$\rm 2C{{u}^{2+}}+4{{I}^{-}}=2CuI\downarrow +{{I}_{2}}$。采用类比法,可得出$\rm Cu^{2+}$$\rm {SCN}^{-}$反应的离子方程式为:$\rm 2C{{u}^{2+}}+4SC{{N}^{-}}=2CuSCN\downarrow +{{(SCN)}_{2}}$

③氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁,氯化铁再与$\rm KSCN$反应导致溶液变红,则用离子方程式表示溶液变红的原因是:$\rm 2F{{e}^{2+}}+C{{l}_{2}}=2F{{e}^{3+}}+2C{{l}^{-}}$$\rm F{{e}^{3+}}+3SC{{N}^{-}}\rightleftharpoons Fe{{(SCN)}_{3}}$

$\rm {SCN}^{-}$$\rm C$$\rm +4$价,$\rm N$$\rm -3$价,可被强氧化剂氧化为$\rm C{{O}_{2}}$$\rm {{N}_{2}}$$\rm SO_{4}^{2-}$,即$\rm {SCN}^{-}$被氯气氧化生成$\rm C{{O}_{2}}$$\rm {{N}_{2}}$$\rm SO_{4}^{2-}$,氯气被还原为氯离子,则用离子方程式表示红色消失的原因为:$\rm 12{{H}_{2}}O+2SC{{N}^{-}}+11C{{l}_{2}}=22C{{l}^{-}}+{{N}_{2}}+2C{{O}_{2}}+2SO_{4}^{2-}+24{{H}^{+}}$

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