2023高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物第3课时铁及其化合物复习练案新人教版

PAGEPAGE2铁及其化合物一、选择题1．以下有关铁的描述正确的选项是eq\x(导学号25470388)(D)A．纯铁的熔点比生铁的低B．铁与稀硫酸反响生成Fe2(SO4)3和氢气C．铁的活泼性比锌强D．在冷的浓硫酸中可钝化[解析]A．合金的熔沸点比其组合金属的低，错误；B．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，错误；C．金属性：Zn>Fe；D．正确。2．(2022·广东省惠州市高中)关于铁及其化合物的表达正确的选项是eq\x(导学号25470393)(A)A．铁是一种较活泼的金属B．Fe2O3在常温下可以导电C．Fe2O3溶于水生成Fe(OH)3D．在常温下铁丝容易与水反响放出H2[解析]A．根据金属活动顺序表，铁是较活泼的金属，故正确；B．氧化铁在常温下不导电，故错误；C．氧化铁不溶于水，故错误；D．在高温下，铁和水蒸气反响生成四氧化三铁和氢气，故错误。3．以下反响的离子方程式正确的选项是eq\x(导学号25470389)(C)A．硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反响：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓B．硫化钠溶液与氯化铁溶液反响：2Fe3＋＋3S2－=Fe2S3C．过量的铁与很稀的硝酸溶液反响无气体放出：4Fe＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=4Fe2＋＋3H2O＋NHeq\o\al(＋,4)D．硫化氢气体通入氯化亚铁溶液：H2S＋Fe2＋=FeS↓＋2H＋[解析]A项，遗漏了Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，错误；B项，Fe3＋与S2－发生氧化复原反响：2Fe3＋＋S2－=S↓＋2Fe2＋，错误；D项，酸性：H2S<HCl，反响不能进行，错误。4．(2022·衡水市武邑中学调研)如下图，向一定量的铁粉中参加一定体积12mol/L的浓硝酸并加热，待反响结束时，以下微粒在体系中一定大量存在的是eq\x(导学号25470394)(B)①NOeq\o\al(－,3)②Fe3＋③Fe2＋④NO⑤NO2⑥H＋A．①② B．①⑤ C．②⑤⑥ D．①③⑤[解析]开始反响生成NO2，随反响的进行，硝酸浓度会变低，铁与稀硝酸反响生成NO，硝酸过量时生成三价铁，铁过量时，生成亚铁离子，假设铁粉过量，体系中大量存在NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋、NO2、NO；假设HNO3过量，体系中大量存在NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋、H＋、NO2，一定大量存在为：NOeq\o\al(－,3)、NO2，应选B。5．(2022·广西柳州模拟)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下图：以下说法不正确的选项是eq\x(导学号25470390)(A)A．酸溶过程使用的酸也可以是硝酸，且过量B．为了防止污染，焙烧过程中产生的SO2要回收利用C．通氯气的目的是氧化Fe2＋D．由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热[解析]此题考查氯化铁晶体的制备流程分析。假设用过量硝酸酸溶，那么会引入NOeq\o\al(－,3)，A项说法错误；SO2是一种污染气体，必须回收利用，B项说法正确；通入Cl2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，C项说法正确；为了防止Fe3＋水解，由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热，D项说法正确。6．(2022·辽宁省实验中学期中)为了比拟铁和铜的金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一些方案，并将实验结果记录如下：方案现象或产物①将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出②将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2③将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4④将铁片和铜片分别放入稀硫酸中铁片上有气泡，铜片上不产生气泡⑤将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片溶解，铜片有气泡产生能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有eq\x(导学号25470391)(B)A．2种 B．3种 C．4种 D．5种[解析]①铁能置换出铜，可以证明铁比铜活泼；②铁、铜都与氯气反响，不能证明二者的活泼性；③浓硫酸有氧化性，铁片和铜片分别与热浓硫酸反响，不能证明二者的活泼性；④铁能置换出稀硫酸中的氢，铜不能，证明铁比铜活泼；⑤铁与铜形成原电池，铁作负极，铜作正极，证明铁比铜活泼。7．(2022·豫南九校联盟第一次联考)球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验室测定化合物X的组成实验如下：eq\x(\a\al(化合物X,18.0g))eq\o(→,\s\up7(足量空气),\s\do5(高温煅烧))eq\x(固体1)eq\o(→,\s\up7(过量盐酸))eq\x(溶液甲)eq\o(→,\s\up7(足量Cl2))eq\x(溶液乙)eq\o(→,\s\up7(加热、蒸发),\s\do5(灼烧))eq\x(\a\al(固体2,24.0g))以下说法不正确的选项是eq\x(导学号25470392)(B)A．固体2是氧化铁B．X的化学式可以表示为Fe3CC．溶液甲中可能含有Fe3＋D．X与足量的热浓硝酸反响有NO2和CO2生成[解析]铁碳化合物X与足量的空气反响，高温煅烧后生成的固体1是铁的氧化物，参加过量盐酸，生成的溶液甲中可能含有Fe2＋、Fe3＋，再通入足量的氯气后，溶液中的Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液乙中溶质主要是FeCl3。那么经过加热、蒸发、灼烧后固体2为Fe2O3，质量为24.0g，所以铁的质量m(Fe)＝eq\f(112,160)×24.0g＝16.8g，那么n(Fe)＝0.3mol。因为化合物X是铁和碳的化合物，所以碳的质量为18.0g－16.8g＝1.2g，n(C)＝0.1mol，那么n(Fe)︰n(C)＝3︰1，X的化学式为Fe3C，Fe3C与足量的热浓硝酸发生氧化复原反响，会生成NO2和CO2，答案选B。8．(2022·浙江嘉兴、杭州、宁波五校联考)实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，制备过程如下图。以下说法不正确的选项是eq\x(导学号25470395)(C)A．炉渣中FeS与硫酸和氧气的反响的离子方程式为4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋4S↓＋6H2OB．气体M的成分是SO2，通入双氧水得到硫酸，可循环使用C．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，假设其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大D．向溶液X中参加过量铁粉，充分反响后过滤得到溶液Y，再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤得到绿矾[解析]分析流程可知，炉渣参加H2SO4溶液同时通入O2得到的固体W为氧化复原反响生成的S和SiO2等，溶液X为含有Fe3＋的溶液，调节溶液的pH得到溶液Z，加热得到聚铁胶体，溶液X中参加铁反响生成FeSO4，溶液Y蒸发结晶得到FeSO4晶体。炉渣中FeS和H2SO4、O2反响生成S、Fe2(SO4)3和H2O，A正确；气体M为SO2，通入H2O2中生成H2SO4，B正确；Fe(OH)3中铁的含量比Fe2(SO4)3的高，假设溶液Z的pH偏小，那么生成的聚铁中OH－的含量减少，使铁的含量减少，C错误；溶液X中参加过量的铁粉，Fe和Fe2(SO4)3溶液反响生成FeSO4，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤析出绿矾，D正确。9．(2022·吉林长春十一高中)有Fe和Fe2O3的混合物27.2g溶于100ml的稀硫酸中，恰好完全反响，放出H22.24L(标况下)，向反响后的溶液中滴入无色KSCN溶液，未见血红色。混合物中单质Fe的质量为eq\x(导学号25470398)(C)A．5.6g B．8.4g C．11.2g D．16.8g[解析]铁粉和氧化铁的混合物中参加稀硫酸，恰好完全反响，放出氢气，反响后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，那么最终溶液中溶质为FeSO4，反响生成H2的物质的量为：2.24L÷22.4L/mol＝0.1mol，那么：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑0.1mol0.1mol0.1mol设原混合物中Fe2O3的物质的量为xmol，那么：Fe＋Fe2O3＋3H2SO4=FeSO4＋3H2Oxmolxmol3xmol由题意可知：(x＋0.1)mol×56g/mol＋xmol×160g/mol＝27.2g，解得x＝0.1mol，混合物中m(Fe2O3)＝0.1mol×160g·mol－1＝16g，m(Fe)＝27.2g－16g＝11.2g，答案选C。10．(2022·山东济宁一中期中)8.34gFeSO4·7H2O(相对分子质量278)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图，以下说法正确的选项是eq\x(导学号25470397)(C)A．温度为78℃时，固体物质M的化学式为FeSO4·5H2OB．取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe3O4C．在隔绝空气条件下，N得到P的化学方程式为FeSO4·H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))FeSO4＋H2OD．温度为159℃时固体N的化学式为FeSO4·2H2O[解析]FeSO4·7H2O样品的物质的量为eq\f(8.34g,278g·mol－1)＝0.03mol，其中m(H2O)＝0.03mol×7×18g·mol－1＝3.78g，如晶体失去全部结晶水，固体的质量应为8.34g－3.78g＝4.56g，可知在加热到373℃之前，晶体失去局部结晶水。温度为78℃时，固体质量为6.72g，其中m(FeSO4)＝4.56g，m(H2O)＝6.72g－4.56g＝2.16g，n(H2O)＝eq\f(2.16g,18g·mol－1)＝0.12mol，那么n(H2O)︰n(FeSO4)＝0.12mol︰0.03mol＝4︰1，那么化学式为FeSO4·4H2O，A错误；加热至650℃时，固体的质量为2.40g，其中n(Fe)＝n(FeSO4·7H2O)＝0.03mol，m(Fe)＝0.03moI×56g·mol－1＝1.68g，那么固体中m(O)＝2.40g－1.68g＝0.72g，n(O)＝eq\f(0.72g,16g·mol－1)＝0.045mol，那么n(Fe)︰n(O)＝0.03mol︰0.045mol＝2︰3，那么固体物质Q的化学式为Fe2O3，B错误；温度为159℃时，固体质量为5.10g，其中m(FeSO4)＝0.03mol×152g·mol－1＝4.56g，m(H2O)＝5.10g－4.56g＝0.54g，n(H2O)＝eq\f(0.54g,18g·mol－1)＝0.03mol，那么n(H2O)︰n(FeSO4)＝0.03mol︰0.03mol＝1︰1，那么化学式为FeSO4·H2O，那么在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))FeSO4＋H2O，C正确、D错误。二、非选择题11．(2022·甘肃省会宁一中高三月考)铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石的混合物。某化学兴趣小组从铁砂中别离出磁性氧化物，并进行铝热反响实验。eq\x(导学号25470399)(1)取磁性氧化铁按图装置进行铝热反响，引发铝热反响的实验操作是__铺KClO3、插镁条并将其点燃__，现象很壮观，取少许生成的“铁块〞溶于盐酸，向基中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现结果的结因，除了可能混有没有反响的磁性氧化铁外，还有一个原因是__生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中外表被空气氧化为Fe3O4__。设计一个简单的实验方案，证明上述所得“铁块〞中含有金属铝。该实验所用的试剂是__NaOH__，反响的离子方程式__2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑__。(2)写出此铝热反响的化学方程式：8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))4Al2O3＋9Fe，每摩尔单质铝参与反响，转移的电子数为__3NA__。(3)除磁性氧化铁可做铝热反响实验外，以下哪些试剂也可以eq\x(导学号65300372)(AC)A．CuO B．Na2O2 C．MnO2 [解析](1)引发铝热反响的操作时在铝热剂上铺KClO3，插镁条并将其点燃；滴加硫氰化钾显红色，说明溶液中含有铁离子。可能是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中外表被空气氧化为Fe3O4；铁和铝混合物中只有铝能和氢氧化钠反响，所以选用NaOH溶液，铝和氢氧化钠反响生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(2)8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))4Al2O3＋9Fe因为铝升高3价，所以每摩尔铝反响转移电子数为3NA。(3)铝的活动性在铜和锰之前，可以置换出铜和锰，所以选AC。12．(2022·安徽淮南一模)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：eq\x(导学号25470400)eq\x(\a\al(硫铁矿,烧渣))eq\o(→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(步骤Ⅰ))eq\x(\a\al(酸溶,200～300℃))eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(步骤Ⅱ))eq\x(\a\al(滤液,Ⅹ))eq\o(→,\s\up7(调节pH＝1，加过量铁粉),\s\do5(步骤Ⅲ))eq\o(→,\s\up7(调节pH至5～6.5，过滤),\s\do5(步骤Ⅳ))eq\o(→,\s\up7(加NH4HCO3过滤),\s\do5(步骤Ⅴ))eq\x(\a\al(FeCO3,固体))eq\o(→,\s\up7(燃烧),\s\do5(步骤Ⅵ))eq\x(\a\al(产品,氧化铁))试答复以下问题：(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为__SiO2__(填化学式)。(2)实验室实现步骤Ⅱ中别离操作所用的玻璃仪器有__漏斗、玻璃棒、烧杯__；步骤Ⅳ中应选用__D__(填序号)试剂调节溶液的pH。A．稀硝酸B．氢氧化钠溶液C．高锰酸钾溶液D．氨水(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是__KSCN溶液(或其他合理答案)__。(4)步骤V的反响温度一般需控制在35℃以下，其目的是__防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋的水解__。(5)步骤Ⅵ中发生反响的化学方程式为4FeCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO2。(6)欲测定硫铁矿烧渣中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶〞“水溶〞后过滤，向滤液中参加足量的H2O2，充分反响后参加NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg。①写出参加足量的H2O2发生反响的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。②测得该样品中Fe元素的质量分数为eq\f(7b,10a)。[解析](1)由硫铁矿烧渣的成分知，只有SiO2不溶于硫酸。(2)步骤Ⅱ是除去没有被硫酸溶解的SiO2，因此是过滤操作，需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；步骤Ⅳ是向含有Fe2＋的硫酸盐溶液中参加可与酸反响的物质来调节pH，为不引入杂质，结合步骤V中参加铵盐，因此可在步骤Ⅳ中参加氨水来凋节pH。(3)步骤Ⅲ参加足量铁粉的目的是将Fe3＋复原为Fe2＋，因此可通过参加KSCN溶液来检验溶液中是否还含有Fe3＋来判断反响是否完全。(5)利用氧化复原反响原理可知，加热碳酸亚铁得到Fe2O3，参加反响的应有氧化剂，在空气中煅烧应有氧气参与反响，所以反响的方程式为4FeCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO2。(6)参加H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋；结合流程知最终得到bg固体为Fe2O3，利用铁原子守恒知样品中铁元素的质量分数为eq\f(\f(bg,160g·mol－1)×2×56g·mol－1,ag)＝eq\f(7b,10a)。13．(2022·天津静海一中等六校期中联考)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反响)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。eq\x(导学号25470401)Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定①按如图组装仪器，________；②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如下图(夹持仪器均省略)；③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待装置C出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；④充分反响后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。(1)补全步骤①的操作：__检验装置的气密性__。(2)装置C的作用为__防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中，影响测定结果__。(3)测得反响后装置B增重1.35g，那么铁矿石中氧的质量百分含量为__24%__。Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定eq\x(\a\al(10.0g,铁矿石))eq\o(→,\s\up7(①足量稀硫酸),\s\do5(②过滤))eq\x(滤液A)eq\o(→,\s\up7(③通入足量Cl2),\s\do5(④加热煮沸))eq\x(\a\al(溶液,B))eq\o(→,\s\up7(⑤稀释至250mL))eq\x(\a\al(取20.00mL,B的稀溶液))eq\o(→,\s\up7(⑥用0.4000mol·L－1),\s\do5(的KI溶液滴定))eq\x(\a\al(消耗KI溶液,VmL))(1)步骤④中煮沸的作用是__赶走溶液中溶解的过量Cl2__。(2)以下有关步骤⑥的操作中说法正确的选项是__df__(填序号)。a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液d．锥形瓶不需要用待测液润洗e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数(3)假设滴定过程中消耗0.4000mol·L－1的KI溶液25.00mL，那么铁矿石中铁的质量百分含量为__70%__。Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为__Fe5O6__。[解析]Ⅰ.(1)由于该实验中有气体通过装置参加反响，所以要检验装置的气密性。(2)该实验中，氢气和铁的氧化物反响生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计算铁的含量，装置B处的枯燥管作用是吸