高三化学一轮复习练习：铁及其化合物的转化关系

铁及其化合物的转化关系练习一、选择题1．关于下列转化过程分析不正确的是()A．Fe3O4中Fe元素的化合价为＋2、＋3B．过程Ⅰ中Fe3O4分解时，每消耗1molFe3O4转移1mol电子C．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2Oeq\o(=,\s\up15(△))Fe3O4＋H2↑D．该过程的总反应为2H2O=O2↑＋2H2↑2．含铁物质或微粒所带电荷数与化合价的关系如图所示，下列说法错误的是()A．M可能是Fe(OH)2B．R为铁单质，常温下遇浓硫酸发生钝化C．N可用KSCN溶液检验D．Fe3＋与强氧化剂反应可以生成FeOeq\o\al(2－,4)3．铁元素的“价—类”二维图如下。下列有关说法正确的是()A．高温下a与水蒸气反应可得到eB．在空气中加热c，可实现c→b的转化C．向d的硝酸盐溶液中加入稀盐酸，可实现d→g的转化D．g易水解，在水处理过程中常加入g的硫酸盐用于杀菌消毒4．一块11.0g的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加H2O2至溶液中无Fe2＋存在，加热除去多余的H2O2，当加入200mL6mol·L－1NaOH溶液时沉淀量最多，且所得沉淀质量为26.3g，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．该合金中铁的质量为5.6gB．所加稀硫酸中含1.2molH2SO4C．合金与稀硫酸反应共生成0.45molH2D．该合金与足量氢氧化钠溶液反应，转移的电子数为0.3NA5.FeCl3易水解、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是()A．实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸B．实验时Cl2若不足量，则可能生成FeCl2C．装置丙的作用是收集FeCl3D．装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl26．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是()A．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－=KFe[Fe(CN)6]↓B．向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性C．该铁华粉中可能含有铁单质D．气体X中含有醋酸蒸气7.自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2。下列有关说法不正确的是()A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2HClO＋H＋＋Cl－B．吸收泄漏氯气的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋C．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，使吸收液获得再生D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－8．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中不正确的是()选项实验操作实验现象离子反应实验结论A向氯化亚铁溶液中通入氯气浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋FeFe2＋具有氧化性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性9.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验现象的解释正确的是()选项操作及现象解释A向淀粉碘化钾溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B将生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3二、非选择题10．粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米Fe2O3等重要物质。已知：①伯胺(R—NH2)能与Fe3＋反应：3R—NH2＋Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2OFe(NH2—R)3(OH)SO4＋H＋，生成易溶于煤油的产物。②Fe3＋在水溶液中能与Cl－反应：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－。(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________；滤渣的成分为________。(2)加入过量H2O2的作用是__________________________________________。(3)伯胺－煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是____________。(4)向水层Ⅱ中加入N2H2可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为________；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。11．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁)是市场上一种常见的补铁药物，该药品难溶于水，能溶于常见稀酸。某学习小组同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在并测定铁元素的含量(假设杂质不参与反应)，设计并进行了如下实验：Ⅰ.药片预处理eq\x(\a\al(N片,速力菲))eq\o(→,\s\up15(研磨))eq\o(→,\s\up15(稀硫酸),\s\do15(浸取))eq\o(→,\s\up15(过滤),\s\do15(洗涤))eq\x(\a\al(100mL,溶液A))(1)研磨的目的是____________________________________________________，实验室常在________中进行(填仪器名称)。(2)过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、____________等。Ⅱ.药片中Fe2＋的检验(3)试剂a是________(填化学式)，产生现象a的反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅲ.药片中铁元素含量的测定小组同学采用滴定法测定铁元素的含量，操作流程如下：(4)可选为物质B的是________(填序号)。A．维生素C B．Zn粉C．Cu粉 D．Fe粉(5)滴定反应的离子方程式为__________________________________________。(6)下列滴定方式中，最合理的是________(夹持部分略去)(填序号)。(7)每片“速力菲”中含铁________g(用含N、V、c的式子表示)。答案：1．BFe3O4可以改写为Fe2O3·FeO，所以Fe3O4中Fe元素的化合价为＋2、＋3，A项正确；过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O4eq\o(=,\s\up15(太阳能))6FeO＋O2↑，当有2molFe3O4分解时，生成1molO2，转移4mol电子，故每消耗1molFe3O4转移2mol电子，B项错误；过程Ⅱ中FeO与H2O在加热条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3FeO＋H2Oeq\o(=,\s\up15(△))Fe3O4＋H2↑，C项正确；由过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应方程式可得，该过程的总反应为2H2O=O2↑＋2H2↑，D项正确。2．CM中Fe元素为＋2价，且电荷数为0，可能是Fe(OH)2或FeO等，故A正确；R中Fe元素为0价，且电荷数为0，为Fe单质，铁单质在常温下遇浓硫酸发生钝化，故B正确；N中Fe元素为＋2价，且电荷数为＋2，则N为Fe2＋，Fe2＋不能用KSCN溶液检验，故C错误；FeOeq\o\al(2－,4)中Fe元素为＋6价，Fe3＋中Fe元素为＋3价，所以Fe3＋与强氧化剂反应可生成FeOeq\o\al(2－,4)，故D正确。3．C根据图中信息，可知a为Fe，b为FeO，e为Fe2O3，c为Fe(OH)2，f为Fe(OH)3，d为Fe2＋，g为Fe3＋，h为FeOeq\o\al(2－,4)。3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高温))Fe3O4＋4H2，Fe与水蒸气反应不能得到Fe2O3，A项错误；在空气中加热Fe(OH)2，Fe(OH)2会被O2氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解，最终生成Fe2O3，不能得到FeO，B项错误；Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)、H＋会发生氧化还原反应：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，可实现Fe2＋→Fe3＋的转化，C项正确；Fe3＋易水解，生成的Fe(OH)3胶体可用于净水，但不能杀菌消毒，D项错误。4．A根据题意，加入H2O2完全反应后溶液中的金属离子为Fe3＋和Al3＋，要使得沉淀量最大，则加入NaOH溶液后刚好生成Fe(OH)3和Al(OH)3，设合金中Fe的物质的量为xmol，Al的物质的量为ymol，则56x＋27y＝11.0,107x＋78y＝26.3，联立两个方程可解得x＝0.1，y＝0.2，即Fe的质量为5.6g，Al的质量为5.4g。由上述分析知，A正确。根据题意，沉淀量最多时溶质只有硫酸钠，则所加硫酸的物质的量为eq\f(0.2L×6mol·L－1,2)＝0.6mol，B错误。根据反应Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑，0.1molFe完全反应生成0.1mol氢气，0.2molAl完全反应生成0.3mol氢气，共生成0.4mol氢气，C错误。该合金与足量NaOH溶液发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，转移的电子的物质的量为0.2mol×3＝0.6mol，即转移的电子数为0.6NA，D错误。5.C实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，A错误；铁与氯气反应只能生成氯化铁，即使氯气少量也不能生成氯化亚铁，B错误；装置丙的作用是收集冷凝后的氯化铁固体，C正确；CaCl2与氯气不能反应，CaCl2的作用是防止水蒸气进入装置丙使FeCl3水解等，D错误。6．BK3[Fe(CN)6]遇到亚铁离子会产生蓝色沉淀，发生的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－=KFe[Fe(CN)6]↓，据此可以用来检验亚铁离子的存在，A项正确；氯离子和亚铁离子都具有还原性，都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，不能证明是Fe2＋具有还原性，B项错误；铁华粉可以和盐酸反应产生氢气，则其中可能含有铁单质，C项正确；铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸发生复分解反应，得到醋酸，醋酸易挥发，产生有刺激性气味的醋酸蒸气，D项正确。7.D溶于水的Cl2部分与水反应生成HCl和HClO，该反应是可逆反应，HClO是弱酸，A正确；泄漏的Cl2被FeCl2溶液吸收，反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋，B正确；吸收Cl2后FeCl2转化为FeCl3，铁屑可将FeCl3还原为FeCl2，使吸收液获得再生，C正确；Fe2＋具有还原性，ClO－具有较强氧化性，二者发生氧化还原反应，不能大量共存，D错误。8．D向FeCl2溶液中通入Cl2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原剂，表现还原性，A正确；向FeCl2溶液中加入锌片，Zn将Fe2＋还原为Fe，溶液变成无色，Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B正确；向FeCl3溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Fe作还原剂，表现还原性，C正确；向FeCl3溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D错误。9.DFe3＋将I－氧化生成I2，淀粉遇到I2显蓝色，并非Fe3＋能与淀粉发生显色反应，A错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，不是Fe(OH)3，B错误；稀硝酸具有强氧化性，与铁粉反应生成NO，不产生H2，C错误；Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，故新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色，D正确。10．(1)2H＋＋FeO=Fe2＋＋H2OSiO2(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子(3)萃取、分液(4)4∶14Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH↓＋8H＋解析粉煤灰中加入硫酸酸浸，Al2O3转化为Al3＋，FeO转化为Fe2＋，Fe2O3转化为Fe3＋，过滤除去滤渣SiO2，向浸取液中加入过量双氧水和伯胺—煤油，得到水层Ⅰ和有机层，分液后，向有机层加入氯化钠溶液反萃取，得到水层Ⅱ，加入过量肼和氧气，得到FeOOH，煅烧得到纳米氧化铁。(1)FeO发生反应的离子方程式为2H＋＋FeO=Fe2＋＋H2O，滤渣的主要成分是SiO2。(2)加入过氧化氢可将亚铁离子氧化成铁离子，利于伯胺(R—NH2)与Fe3＋反应，提高萃取率。(3)过程Ⅱ加入伯胺使Fe3＋转化为易溶于煤油的物质，再用煤油萃取，溶液分层后分液，所以该操作的名称是萃取、分液。(4)根据得失电子守恒，反应产生的对环境无害的气体为氮气，该反应中Fe元素化合价由＋3价变为＋2价、N元素化合价由－2价变为0价，氧化剂为Fe3＋，还原剂为N2H4，反应的离子方程式为4Fe3＋＋N2H4=4Fe2＋＋N2↑＋4H＋，则该反应中氧化剂与还