2020年高考化學一輪復習 第3章 第3節(jié) 鐵及其重要化合物課時跟蹤練（含解析）.doc

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鐵及其重要化合物 1．(2019淮北模擬)《天工開物》載：黃礬所出又奇甚，乃即煉皂礬爐側土墻，刮取下來。染家用之，金色淡者涂炙，立成紫赤也(皂礬FeSO47H2O；黃礬Fe2(SO4)310H2O；赤礬Fe2O3)。下列有關說法正確的是(　　) A．皂礬可用于堿性花木土壤補鐵 B．皂礬變?yōu)辄S礬是受熱脫水過程 C．黃礬受熱分解可以獲得赤礬 D．礬是含結晶水的硫酸鹽礦石 解析：FeSO4溶液呈酸性，不能用于堿性花木土壤補鐵，故A錯誤；FeSO47H2O變?yōu)镕e2(SO4)310H2O是氧化過程，故B錯誤；Fe2(SO4)310H2O受熱分解可以生成Fe2O3、SO3、H2O，故C正確；赤礬Fe2O3不是硫酸鹽，故D錯誤。 答案：C 2．坦克、導彈的制造材料主要是金屬合金，鋼鐵便是其中十分重要的一種。下列有關鐵的說法正確的是(　　) A．鐵元素屬于過渡元素，其原子序數(shù)為26 B．單質鐵與濃硫酸在常溫下不反應 C．鐵單質只具有還原性，其陽離子只具有氧化性 D．與相同濃度的鹽酸反應生成氫氣的速率，純鐵比生鐵的快 解析：鐵是26號元素，屬于第Ⅷ族元素，為過渡元素，故A正確；常溫下，鐵和濃硫酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進一步反應，但并不是鐵和濃硫酸不反應，故B錯誤；亞鐵離子既有還原性，又有氧化性，故C錯誤；純鐵和稀鹽酸不能構成原電池，生鐵中鐵、碳、鹽酸構成原電池，能加快反應速率，所以生鐵反應速率比純鐵快，故D錯誤。 答案：A 3．將鐵屑溶于過量的稀鹽酸后，再加入下列物質，會有Fe3＋生成的是(　　) A．硫酸　　　　　 B．氯水 C．硫酸鋅 D．氯化銅 解析：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，選項中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能與FeCl2反應，但氯水中的Cl2能氧化Fe2＋生成Fe3＋，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 答案：B 4．鐵及其化合物是中學化學中的一類重要物質，下列關于鐵元素的敘述正確的是(　　) A．保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是抑制Fe2＋水解 B．在25℃時，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 C．制備AlCl3、FeCl3均可采用將溶液直接蒸干的方法 D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 解析：保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，A項不正確；pH＝0的溶液呈強酸性，F(xiàn)e2＋、NO、H＋不能大量共存，B項不正確；制備AlCl3、FeCl3若將其溶液直接蒸干，會得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C項不正確。 答案：D 5．將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 molL－1的氯化鐵溶液中，充分反應后，其結果是(　　) A．鐵粉有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－基本保持不變 B．往溶液中滴入無色KSCN溶液，顯紅色 C．Fe2＋和Fe3＋物質的量之比為5∶1 D．氧化產物和還原產物的物質的量之比為2∶5 解析：1.12 g鐵物質的量為：1.12 g56 gmol－1＝0.02 mol，25 mL 2 molL－1氯化鐵溶液中Fe3＋的物質的量為0.025 L2 molL－1＝0.05 mol；發(fā)生的反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根據(jù)比例關系可得，0.02 mol鐵完全反應，消耗0.04 mol Fe3＋，生成0.06 mol Fe2＋，所以Fe3＋剩余0.01 mol，溶液中含有Fe3＋物質的量為0.01 mol，F(xiàn)e2＋物質的量為0.06 mol，沒有金屬鐵剩余。A項，鐵沒有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－基本保持不變，錯誤；B項，溶液中有剩余的Fe3＋，往溶液中滴入無色KSCN溶液，顯紅色，正確；C項，F(xiàn)e2＋和Fe3＋的物質的量之比為0.06 mol∶0.01 mol＝6∶1，錯誤；D項，由反應離子方程式可得，氧化產物和還原產物的物質的量之比為1∶2，錯誤。 答案：B 6．下列實驗操作和現(xiàn)象、結論或目的均正確的是(　　) 選項 操作和現(xiàn)象 結論或目的 A 向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈紅色 紅磚中含有氧化鐵 B 向CO還原Fe2O3得到的黑色固體中加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色 黑色固體中沒有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色 該Fe(NO3)2試樣已經變質 D 向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液變紅色 原溶液中含有Fe2＋ 解析：B項，CO還原Fe2O3得到單質Fe，即使黑色固體中有Fe3O4，其溶于鹽酸后產生的Fe3＋與Fe發(fā)生反應：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不顯紅色，錯誤；C項，NO(H＋)具有強氧化性，而Fe2＋具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈紅色，無法證明樣品是否變質，錯誤；D項，若原溶液中無Fe2＋而存在Fe3＋，也有此現(xiàn)象，錯誤。 答案：A 7．下列各組物質中，X是主要物質，Y是少量雜質，Z是為除去雜質所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是(　　) 選項 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu 解析：Cl2與FeCl2反應，A錯誤；Fe與FeCl3、CuCl2均反應，B錯誤；D有新的雜質CuSO4生成，D錯誤。 答案：C 8．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 molL－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學式為(　　) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 解析：根據(jù)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol2＝0.05 mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO2Fe2O3，即Fe5O7。 答案：D 9．(2019貴州質檢)某化學興趣小組利用還原鐵粉處理含F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的廢水，所加還原鐵粉的質量與溶液中Fe2＋的濃度變化關系如下圖(忽略溶液體積變化)。下列有關結論錯誤的是(　　) A．加入鐵粉質量小于56 g時發(fā)生的反應為Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．當加入的鐵粉質量超過168 g后，溶液中的溶質只含有Fe(NO3)2(忽略Fe2＋的水解) C．原廢水中Fe(NO3)3的濃度為2 molL－1，Cu(NO3)2的濃度均為1 molL－1 D．原廢水中三種物質的氧化性由強到弱的順序是HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2 解析：剛開始加入56 g(1 mol)單質鐵，溶液中不生成Fe2＋，所以發(fā)生的化學反應一定是鐵被硝酸氧化為Fe3＋。其方程式為Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。選項A正確。當加入的單質鐵完全過量的時候，溶液中的Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3應該都被反應為Fe(NO3)2，選項B正確。56 g至112 g(1 mol)間加入1 mol Fe，F(xiàn)e2＋的濃度增加3 molL－1，而112 g至168 g(1 mol)間加入1 mol Fe，F(xiàn)e2＋的濃度增加1 molL－1，所以說明前一個1 mol Fe發(fā)生的是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，后一個1 mol Fe反應為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，將反應物均為1 mol Fe帶入計算，得到Fe(NO3)3濃度為2 molL－1，Cu(NO3)2的濃度為1 molL－1，但是考慮到第一步中加入的1 mol Fe和硝酸反應得到了1 molL－1的Fe(NO3)3，所以原廢水中Fe(NO3)3濃度為1 molL－1，選項C錯誤。因為廢水中三種物質和單質鐵反應的順序是HNO3、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2，反應中應該是氧化性強的物質先反應，所以氧化性為HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，選項D正確。 答案：C 10．鐵是人類較早使用的金屬之一。運用鐵及其化合物的有關知識，回答下列問題： (1)鐵和鐵合金是生活中的常用材料，下列敘述正確的是________(填序號)。 A．純鐵硬度比生鐵高 B．純鐵耐腐蝕性強，不易生銹 C．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 D．鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應 E．鐵在冷的濃硫酸中鈍化 (2)向沸水中逐滴滴加1 molL－1FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，該反應的離子方程式為_____________________________，形成該分散系的分散質微粒直徑范圍是__________________________。 (3)電子工業(yè)需用30%的FeCl3溶液腐蝕附在絕緣板上的銅，制造印刷電路板。請寫出FeCl3溶液與銅反應的離子方程式： _______________________________________________________ ______________________________________________________。 欲從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl3溶液，現(xiàn)有下列試劑：①氯氣、②鐵粉、③濃硝酸、④濃鹽酸、⑤燒堿、⑥濃氨水，需要用到的一組試劑是______(填序號)。 A．①②④ B．①③④⑥ C．②④⑤ D．①④⑥ (4)高鐵酸鈉Na2FeO4是一種新型凈水劑。 ①高鐵酸鈉主要通過如下反應制取：2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O。 則X的化學式為________。 ②高鐵酸鈉在水中可以發(fā)生如下反應：4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。 由此看來，高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因為它具有______________性，而能夠除去水中懸浮物是因為_____________________________ _____________________________________________________。 ③下列物質能作凈水劑的有________(填序號)。 A．KAl(SO4)212H2O B．[Fe(OH)(SO4)]n C．ClO2 D．“84”消毒液 解析：(1)A項，純鐵硬度比生鐵低，錯誤；B項，純鐵耐腐蝕性強，不易生銹，正確；C項，不銹鋼是鐵合金，含F(xiàn)e、Mn等金屬元素，也含有C、Si等非金屬元素，錯誤；D項，鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應產生四氧化三鐵和氫氣，正確；E項，鐵在室溫下遇濃硝酸、濃硫酸，在金屬表面會被氧化產生一薄層致密的氧化物保護膜，而阻止了金屬的進一步反應，因此Fe在冷的濃硫酸中鈍化，正確。 (2)向沸水中逐滴滴加1 molL－1FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，這時發(fā)生Fe3＋的水解反應，產生氫氧化鐵膠體和鹽酸，該反應的離子方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋；形成的該分散系屬于膠體，分散質的微粒直徑范圍是1～100 nm。 (3)FeCl3溶液與銅反應的離子方程式是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl3溶液，應該首先向溶液中加入過量的Fe粉，發(fā)生反應得到FeCl2溶液，把過量的Fe和置換出的Cu過濾出去，向濾渣中加入鹽酸使Fe發(fā)生反應得到FeCl2溶液，再過濾回收Cu，把兩次的濾液合并，再向其中通入過量的氯氣就得到了FeCl3溶液，所以選項A符合題意，而其余選項都會引入雜質離子，不符合題意，錯誤。 (4)①根據(jù)原子守恒可得X的化學式是NaCl；②根據(jù)方程式可知高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因為它可以得到電子，具有強的氧化性，而能夠除去水中懸浮物是因為反應后產生的還原產物Fe(OH)3在水中形成膠體，有強的吸附能力，吸附水中懸浮的雜質使之形成沉淀而除去；③A項，KAl(SO4)212H2O電離產生的Al3＋會發(fā)生水解反應產生Al(OH)3膠體，因此有凈水作用，正確；B項，[Fe(OH)(SO4)]n會形成Fe(OH)3膠體，因此有凈水作用，正確；C項，ClO2有強氧化性，可以殺菌消毒，危害也小，因此可作凈水劑，正確；D項，“84”消毒液有殺菌消毒作用，但是堿性太強，氣味太濃，不適宜水的凈化，錯誤。 答案：(1)BDE (2)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋ 1～100 nm　(3)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　A (4)①NaCl?、谘趸∩傻腇e(OH)3在水中形成膠體能夠吸附水中的懸浮雜質?、跘BC 11．鐵及其化合物在日常生活中有廣泛應用。 (1)寫出Fe(OH)2轉化為Fe(OH)3的化學方程式： _____________________________________________________。 (2)綠礬(FeSO47H2O)是補血劑的原料，易變質。檢驗綠礬是否變質的試劑是________。設計實驗檢驗綠礬是否完全變質：________ _____________________________________________________。 (3)利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下： ①干燥過程主要是為了脫去游離水和結晶水，過程中會有少量FeCO3nH2O在空氣中被氧化為FeOOH，該反應的化學方程式為 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 ②取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計算樣品中雜質FeOOH的質量為______g(FeOOH也能被C還原得到Fe)。 解析：(1)Fe(OH)2與氧氣和水反應生成Fe(OH)3，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (2)綠礬(FeSO47H2O)易變質，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，檢驗綠礬是否變質的試劑是KSCN溶液。檢驗綠礬是否完全變質即檢驗樣品是否存在Fe2＋，可利用Fe2＋的還原性進行檢驗或用鐵氰化鉀溶液檢驗。 (3)①依據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出化學方程式。 ②設樣品中FeCO3的物質的量為x mol，F(xiàn)eOOH的物質的量為y mol， 則 解得x＝0.1，y＝0.01，樣品中雜質FeOOH的質量為0.01 mol89 gmol－1＝0.89 g。 答案：(1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)KSCN溶液　取少量樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒有完全變質(或滴加鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，則樣品沒有完全變質) (3)①4FeCO3nH2O＋O2===4FeOOH＋4CO2＋(4n－2)H2O?、?.89 12．(2019宜賓質檢)某實驗小組在實驗室利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應制備氫氧化亞鐵。 (一)制備硫酸亞鐵溶液 (1)步驟①，加入稀硫酸的目的是_________________________。 (2)步驟②，加入還原鐵粉后觀察到的現(xiàn)象是________________ _____________________________________________________。 (二)制備氫氧化亞鐵 (3)選擇上圖中的裝置制備氫氧化亞鐵，連接順序為______________(按氣流方向，用裝置字母表示)。反應結束后繼續(xù)通一段時間的N2，目的是______________________________________ _____________________________________________________。 (4)裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是_________________ ___________________________________________________。 裝置C的作用是________________________________________ ____________________________________________________。 (三)探究思考 反應后將裝置B中固體過濾時白色沉淀會逐漸轉變?yōu)榛揖G色。在查閱不同資料后，有同學認為灰綠色物質是Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化后生成的Fe3(OH)8。 (5)Fe3(OH)8中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝______，用氧化物的形式表示可寫成_________________________________________________。 (6)設計實驗證明灰綠色物質中含F(xiàn)e3(OH)8：________________ ______________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：該實驗的目的是利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應制備氫氧化亞鐵。(一)制備硫酸亞鐵溶液，向硫酸鐵晶體中加入去氧蒸餾水和稀硫酸，再加入過量的還原鐵粉，將Fe3＋還原成Fe2＋，得到硫酸亞鐵溶液。(二)制備氫氧化亞鐵，原理是將氨氣通入硫酸亞鐵溶液中，此過程的關鍵是隔絕空氣。 (1)步驟①，加入稀硫酸的目的是抑制Fe3＋的水解。 (2)步驟②，加入還原鐵粉后，鐵粉和酸、Fe3＋反應，觀察到的現(xiàn)象是鐵粉逐漸溶解，有無色氣體生成，溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色。 (3)制備氫氧化亞鐵的裝置中，A裝置的作用是將濃氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反應放出熱量，放出氨氣，氮氣的作用是將裝置中的空氣全部排出，B裝置的作用是氨氣和硫酸亞鐵溶液反應產生氫氧化亞鐵，C裝置的作用是作為安全瓶防止倒吸，D裝置的作用是吸收尾氣。故裝置連接順序為ACBD；反應結束后繼續(xù)通一段時間的N2，目的是將裝置中殘留的氨氣全部被吸收，防止拆除裝置時殘留的氨氣逸出污染空氣。 (4)裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2＋2NH，裝置C在A和B之間，故C的作用是安全瓶，防倒吸。 (5)Fe3(OH)8中，3個Fe帶8個正電荷，故n (Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，用氧化物的形式表示可寫成FeOFe2O34H2O。 (6)要設計實驗證明灰綠色物質中含F(xiàn)e3(OH)8，即要證明此物質中既有Fe2＋又有Fe3＋，F(xiàn)e2＋用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗，F(xiàn)e3＋用KSCN溶液檢驗，故試驗方法為：取少量灰綠色物質于試管中，加入稀鹽酸(或稀硫酸)溶解，將溶液分成兩份，一份滴入幾滴KSCN溶液，變?yōu)檠t色；另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，則灰綠色物質中含F(xiàn)e3(OH)8。 答案：(1)抑制Fe2＋的水解 (2)鐵粉逐漸溶解，有無色氣體生成，溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色 (3)ACBD　防止拆除裝置時殘留的氨氣逸出污染空氣 (4)Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2＋2NH　安全瓶，防倒吸 (5)1∶2　FeOFe2O34H2O (6)取少量灰綠色物質于試管中，加入稀鹽酸(或稀硫酸)溶解，將溶液分成兩份，一份滴入幾滴KSCN溶液，變?yōu)檠t色；另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，則灰綠色物質中含F(xiàn)e3(OH)8