2020届高三化学二轮复习实验题必练-铁及其化合物

一、实验题

1. 难度：困难

某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，设计了如下实验：

(1)①装置A中发生反应的离子方程式是_____________________。

②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出_______________________。

(2)用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。	Cl2、Br2、Fe^3+的氧化性由强到弱的顺序为： ________________________

(3)因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。

D装置中：红色慢慢褪去。

E装置中：CCl₄层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ．Fe³⁺ +3SCN^－Fe(SCN)₃ 是一个可逆反应。

ⅱ．(SCN)₂性质与卤素单质类似。氧化性：Cl₂ ＞ (SCN)₂ 。

ⅲ．Cl₂和Br₂反应生成BrCl，BrCl呈红色(略带黄色)，沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。

ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

①请用平衡移动原理(结合上述资料)解释Cl₂过量时D中溶液红色褪去的原因___________________________________________，现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加______________溶液，若溶液颜色________，则上述解释是合理的。

②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO₃溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式(离子或化学方程式不限定)解释产生白色沉淀原因__________________、_______________________

二、工业流程

2. 难度：困难

以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率．已知铝灰的主要成分为含少量杂质、FeO、，其制备实验流程如图1：

铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为 ______ ．

用图2中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为 ______ 填选项编号．

在实验流程中，加的溶液发生的离子反应方程式为 ______ ．

验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为 ______ ．

若用调节pH溶液“沉铁”，则得到，已知：时，，则该温度下反应的平衡常数为 ______ ．

煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：  ，将产生的气体通过图3所示的装置．

①集气瓶中收集到的气体是 ______  填化学式．

②溶液褪色，发生的离子反应方程式为 ______ ．

三、实验题

3. 难度：中等

实验室欲用NaOH固体配制的NaOH溶液。

①本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、250mL容量瓶、还有_________；

②要完成本实验该同学应称出____________；

③若直接在天平的两个托盘上放两张质量相等的纸片进行称量，则会使得配制结果_______。偏低、偏高或无影响

铁不能与冷、热水反应，但能与水蒸气反应。老师用如图所示实验装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。

①反应一段时间后，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写出该反应的化学方程式，并用单线桥表示出电子转移情况___________；

③为了研究一定时间内铁粉的消耗量，他们设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成的气体体积已折算成标准状况。收集并测量气体体积应选下图中的________装置；

若称取铁粉，然后与水蒸气加热至无气体放出，最好选用__________规格的量筒选填字母序号。

A.100mL           B.200mL           C.500mL              D.1000mL  

四、工业流程

4. 难度：中等

工业上由黄铜矿主要成分，质量分数为冶炼铜的主要流程如图：

己知：一定条件下，铝可以和某些金属氧化物反应置换金属。

(1)高温焙烧前要将黄铜矿粉碎的目的是______。

(2)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收。

浓   稀       溶液       氨水

(3)用稀浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在______，欲检验溶液中还存在，所需试剂是______。

(4)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为______。

(5)某同学用铜、稀硫酸和制备溶液，其化学反应方程式为______。

五、综合题

5. 难度：中等

铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途．

一如金属铜用来制造电线电缆，超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中；CuCl和都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等．

(1)超细铜粉的某制备方法如下：

中所含的化学键有 ______ ．

(2)氯化亚铜的制备过程是：向溶液中通入一定量，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀．反应的离子方程式为 ______ ．

二波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上，鲜蓝色的胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料．已知的部分结构可表示如下：

(1)写出铜原子价电子层的电子排布式 ______ ，与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有 ______ 填元素符号．

(2)请在上图中把结构中的化学键用短线“--”表示出来．______ 

(3)往浓溶液中加入过量较浓的直到原先生成的沉淀恰好溶解为止，得到深蓝色溶液．小心加入约和溶液等体积的并使之分成两层，静置．经过一段时间后可观察到在两层“交界处”下部析出深蓝色晶体．实验中所加的作用是 ______ ．

(4)晶体中呈正四面体的原子团是 ______ ，杂化轨道类型是杂化的原子是 ______ ．

六、实验题

6. 难度：困难

菱铁矿主要成分是是炼铁的原料．已知为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间被氧化为．

I.甲同学取一定量碳酸亚铁固体于烧杯中，加入足量水，将烧杯放置在天平左盘上，向右盘放入砝码至天平平衡．放置较长时间后不考虑水分蒸发，观察到天平的指针会______填“偏左”、“偏右”、“不发生偏转”；放置过程中还可观察到的实验现象为______．

乙同学设计图1所示的装置制备和溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，并在溶液中加入少量铁粉滴加溶液后观察到试管中出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成．

产生的气体是______ 填分子式．

丙同学对白色沉淀的成分提出异议，并做出如下假设，请补充完成假设3：

假设1：白色沉淀是；

假设2：白色沉淀是；

假设3：白色沉淀是______．

若假设1成立，写出有关反应的化学方程式：______．

若假设2成立，说明用经煮沸后冷却的蒸馏水配制和溶液的目的是______．请设计一个实验方案验证假设2成立，写出实验步骤、预期现象和结论，实验所需仪器和药品自选． ______．

现取菱铁矿，向其中加入足量稀硫酸，充分反应，测得固体质量与所加稀硫酸的质量关系如图2所示．假设菱铁矿中杂质不参加反应，且难溶于水．

菱铁矿中的质量分数为______

若将稀硫酸改成1mol ，则该反应的离子方程式为______将反应逸出的气体与一定量的混合循环通入反应液中，目的是______．

某铁锈成分为和为确定其组成，兴趣小组称取此铁锈样品，在科研人员的指导下用图3装置进行实验．

（查阅资料）

①失去结晶水温度为，在分解为FeO和．

②温度高于时铁的氧化物才能被CO还原．

装配好实验装置后，首先要______．

装置A中的反应为： 草酸)  通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶B中应盛放______选填序号．

浓硫酸        澄清的石灰水      氢氧化钠溶液

现控制D装置中的温度为对铁锈进行热分解，直至D装置中剩余固体质量不再变化为止，冷却后装置E增重，装置F增重．则样品中的质量______g，______．

若缺少G装置，测得的______选填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同，x的值会______．

7. 难度：困难

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用，是大气主要污染物之一，具有一定的还原性，探究SO₂气体还原Fe³⁺、I₂，可以使用的药品和装置如图所示：

（1）写出由铜和浓硫酸制取SO₂的化学方程式_____________________。

（2）装置A中的现象是__________。若要从A中的FeCl₃溶液中提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在过滤操作中有用到的玻璃仪器有_______(填编号)。

A酒精灯   B烧瓶    C漏斗   D烧杯    E玻璃棒  F坩埚

（3）根据以上现象，该小组同学认为SO₂与FeCl₃发生氧化还原反应。

①写出SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式___________________；

②请设计实验方案检验有Fe²⁺生成__________________________；

（4）B中蓝色溶液褪色，表明I^-的还原性比SO₂__________(填“强”或“弱”)。

（5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中各离子浓度大小顺序为_________。

（6）工业上通过煅烧黄铁矿产生SO₂来进一步得到硫酸，已知煅烧1g FeS₂产生7.1kJ热量，写出煅烧FeS₂的热化学反应方程式____________________。

8. 难度：中等

某红色固体粉末样品可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。

查阅资料：Cu₂O在酸性溶液中会发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O

探究一：用如图所示装置进行实验，回答下列问题：

（1）仪器组装完成后，夹好止水夹，_____，则说明装置A的气密性良好．

（2）装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是________（填选项）

A．稀硫酸和锌片     B．稀硝酸和铁片   C．氢氧化钠溶液和铝片    D．浓硫酸和镁片

（3）从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：①________③（填序号）.

①打开止水夹                       ②熄灭C处的酒精喷灯      ③C处冷却至室温后，关闭止水夹     

④点燃C处的酒精喷灯    ⑤收集氢气并验纯                   ⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气

探究二：

（4）甲同学取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu₂O；乙同学认为观点不正确，其原因是_____________；丙同学另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色的气体．证明样品中一定含有________，其反应的离子方程式为_____；丁同学预设计实验证明另一种物质是否存在，其方案为__________。

（5）取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2g，滤液中Fe²⁺有1.0mol，则样品中n（Cu₂O）=_________mol．