高中化学课时练习18铁的重要化合物含解析

铁的重要化合物(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1．《本草纲目》中记载“慈石治肾家诸病，而通耳明目。慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁，俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是()A．铁 B．氧化铜 C．氧化铁 D．四氧化三铁【解析】选D。磁石，古代炼丹常用的矿物原料，又称作“慈石”，即四氧化三铁(Fe3O4)。【加固训练】据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指()A.CuO B．Cu2O C．Cu D．Cu2(OH)2CO3【解析】选D。铜在空气中长时间放置，会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3，发生反应为2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3，则这里的“铜青”是指Cu2(OH)2CO3。2．某地有“天明得晚黑得早，洗脸快不如脸脏得快”一说，这是因为该地从早到晚一直处于红棕色的烟中，附近居民深受其害。试推测该地空气污染物中可能含有()A．煤炭粉尘 B．Al2O3粉尘C．Fe3O4粉尘 D．Fe2O3粉尘【解析】选D。根据烟为红棕色，可以推断空气污染物中可能含有Fe2O3粉尘。3．(2020·临沂高一检测)能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是()A．AgNO3溶液 B．FeCl3溶液C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液【解析】选B。A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解。4．(2020·延安高一测试)铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀【解析】选C。赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。5．(2020·武汉高一检测)下列离子方程式正确的是()A．将氨水滴入FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓B．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OC．向FeCl3溶液中加入铁粉：Fe＋Fe3＋=2Fe2＋D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2=Fe3＋＋2Cl－【解析】选B。弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式，A错误；离子方程式中除遵循原子守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，C错误；只符合原子守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，D错误。6．下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是()A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜B．FeCl3溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变为蓝色C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为红色D．将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀【解析】选C。A项中2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2；D项中H2S＋2Fe3＋=S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不具有氧化性，选C。7．(2020·镇江高一检测)向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是()A.该溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Cl2>Fe3＋C．Fe2＋与SCN－能形成红色物质D．Fe2＋被氧化为Fe3＋【解析】选C。溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋<Cl2；能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN－；因原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质。8．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()试剂选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液【解析】选B。甲组，在Fe3＋存在的条件下，检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应，不干扰现象观察。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。9．某500mL溶液中含0.1molFe2＋、0.2molFe3＋，加入0.2mol铁粉，待Fe3＋完全被还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)()A．0.4mol·L－1B．0.6mol·L－1C．0.8mol·L－1D．1.0mol·L－1【解析】选C。由反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋可知铁粉过量，0.2molFe3＋与过量铁粉反应生成0.3molFe2＋，故反应后Fe2＋共为0.4mol，c(Fe2＋)＝eq\f(0.4mol,0.5L)＝0.8mol·L－1。10．(2021·潍坊高一检测)已知：①绿茶中含有大量的鞣酸；②鞣酸亚铁溶液为无色，鞣酸铁溶液为蓝黑色。根据实验流程分析，下列叙述错误的是()A．绿茶水与FeSO4反应生成的鞣酸亚铁易被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色B．维生素C可将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁C．④中发生的反应有2个D．服用补铁剂时不能喝绿茶【解析】选C。鞣酸亚铁溶液为无色，鞣酸铁溶液为蓝黑色，在绿茶水中加入FeSO4，出现蓝黑色，说明鞣酸亚铁易被氧气氧化，A正确；向蓝黑色溶液中加入维生素C，溶液由蓝黑色恢复原色，说明维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁，表现还原性，B正确；④中发生的反应有维生素C、Fe2＋被H2O2氧化、Fe3＋与SCN－的络合反应等，反应不止2个，C错误；因为绿茶水中的鞣酸与补铁剂中的Fe2＋反应生成鞣酸亚铁，鞣酸亚铁不稳定，易被氧化为鞣酸铁，故服用补铁剂时不能喝绿茶，D正确。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)11．(12分)(2020·杭州高一检测)铁是生产、生活及生命中的重要元素。(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力。药品美蓝是其有效的解毒剂，解毒时美蓝发生________(填“氧化”或“还原”)反应。(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl2溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe3＋_______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高温下发生逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8LH2(已换算到标准状况下)，则转移电子数目为________。【解析】(1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，原因是氧化了血红蛋白中的二价铁，药品美蓝是其有效的解毒剂，这说明该物质具有还原性，因此解毒时美蓝发生氧化反应。(3)标准状况下44.8LH2，其物质的量为2mol，反应转移的电子数目为2×2×NA＝4NA。答案：(1)氧化(2)取少量待测液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明原溶液中有Fe3＋，反之则没有(3)4NA12．(18分)(2020·芜湖高一检测)硫酸亚铁是一种重要的工业原料，同时可以用于制造补血药物，但其具有毒性，故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况，设计了如下实验方案：(1)试剂1的化学式是_______________________________________________。(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是_____________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(3)该同学在实验中加入了过量的新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，现对褪色原因进行探究(已知SCN－有还原性)。[提出假设]假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态；假设2：___________________________________________________________________________________________________________________________。[设计方案](4)对提出的假设2进行验证，实验方案是________________________________________________________________________________________________。[应用拓展](5)FeSO4固体应________保存。(6)100mL物质的量浓度均为1.0mol·L－1的FeSO4、Al2(SO4)3混合溶液中至少需加入________gNaOH固体，才能只得到红褐色沉淀。【解析】(1)向淡黄色溶液中加入试剂1生成了淡红色溶液，说明食品中的部分Fe2＋被空气中的O2氧化为Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液显红色。(2)淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，导致溶液中Fe3＋的浓度增大，生成的Fe(SCN)3的浓度也增大，溶液颜色加深。(3)实验中加入了过量的新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，说明Fe(SCN)3的浓度逐渐减小。而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，可能是溶液中的Fe3＋被Cl2氧化为更高的价态；也可能是SCN－具有还原性，Cl2是一种强氧化剂，SCN－被过量的新制氯水氧化，导致红色褪去。(4)假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，则只要向褪色后的溶液中加入KSCN，溶液出现红色，说明假设2成立；若向溶液中加入KSCN溶液，溶液不出现红色，说明假设2不成立。(5)由于FeSO4易被空气中的O2氧化，所以FeSO4固体应密封保存。(6)n(Fe2＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.2mol，根据Fe2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，可得需要NaOH的物质的量为0.2mol＋0.8mol＝1.0mol，所以至少需要NaOH40g。答案：(1)KSCN(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(3)SCN－被过量的新制氯水氧化(4)取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若溶液出现红色，则假设2成立；若溶液不出现红色，则假设2不成立(5)密封(6)40(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)13．中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途。其生产过程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2OFeOOH纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是()A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等C．在反应①中环丙胺的作用可能是催化剂D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋3H2O＋CO2【解析】选B。纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质粒子的直径，B项错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生反应生成FeOOH，即环丙胺可能是催化剂，C项正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。14．(2021·惠州高一检测)用图示装置制备补血剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe](易溶于水，难溶于乙醇)。已知：柠檬酸易溶于水和乙醇，有酸性和还原性，下列说法不正确的是()A.先打开K1、K3排尽空气后关闭K3，打开K2，并向c中滴加NaOH溶液，加热B．c中加入柠檬酸可调节溶液的pH，并防止Fe2＋被氧化C．c中反应的化学方程式为2H2NCH2COOH＋FeSO4＋2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2OD．洗涤得到的甘氨酸亚铁所用的最佳试剂是柠檬酸溶液【解析】选D。先打开K1、K3，H2SO4与Fe反应产生FeSO4、H2，H2可以将装置中的空气排出，待排尽空气后关闭K3，打开K2，在装置b中产生的FeSO4在H2压强的作用下沿导气管进入装置c中，并向c中滴加NaOH溶液，加热，甘氨酸、FeSO4、NaOH发生反应，就制备得到补血剂甘氨酸亚铁，A正确；柠檬酸具有酸性、还原性，在c中加入柠檬酸既可调节溶液的pH，又可以防止Fe2＋被氧化，以便于制取得到甘氨酸亚铁，B正确；c中甘氨酸、FeSO4、NaOH溶液发生反应制取得到甘氨酸亚铁，反应方程式为2H2NCH2COOH＋FeSO4＋2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2O，C正确；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此洗涤得到的甘氨酸亚铁所用的最佳试剂是乙醇，D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)15．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是：________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。①若小明计划在0.1mol·L－1FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应和现象是：__________________________________(写离子方程式)、溶液由浅绿色变________色。②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选________________滴入小明所得的混合液中，并通过出现__________色的溶液，证明小明的观点和实验方案都是正确的。③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序：____________。(3)小明分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2的反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成______________(填微粒符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成____________。②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________，相关反应的离子方程式：____