苏教版高中化学必修第二册专题9金属与人类文明第二单元探究铁及其化合物的转化练习含答案

第二单元探究铁及其化合物的转化基础过关练题组一单质铁的性质1.(2023广东潮州潮安期末)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.铁在氯气中燃烧,如果铁过量会生成FeCl2B.红热的铁丝与水蒸气反应,得到的含铁化合物是四氧化三铁C.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧,所得产物中铁元素的化合价均为+3价2.(经典题)(2023河北石家庄第二十七中学开学考试)如图是铁与其他物质之间的性质关系(“—”表示相连物质间能发生反应,“→”表示两种物质间的转化关系,部分物质和反应条件已略去),下列有关说法正确的是()A.反应①的过程中,固体的质量逐渐减少B.反应②中有银白色固体析出C.反应③可通过细铁丝在空气中燃烧实现D.反应④可能是:2Fe+6HCl2FeCl3+3H2↑题组二铁的化合物的性质3.(2023广东深圳龙华期末)某同学探究FeCl3性质时,发现在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后出现红色,再向溶液中滴加柠檬水(富含维生素C)后红色褪去。下列说法不正确的是()A.维生素C具有还原性B.上述过程中FeCl3发生还原反应C.上述过程中FeCl3作氧化剂D.1molFe3+完全转化为Fe2+,共失去1mol电子4.下列对铁的化合物描述错误的是()铁的化合物铁元素价态部分性质AFe3O4+1价具有磁性的黑色晶体BFe(OH)2+2价白色固体,易被氧化CFe(OH)3+3价红褐色固体,加热失去水生成红棕色固体DFeCl3+3价FeCl3溶液中的Fe3+能被Fe还原成Fe2+5.(2022辽宁名校联盟月考)铁元素是人体重要的微量元素,参与人体血红蛋白的形成,人体内的铁大部分是+2价的铁,Fe2+易被人体吸收,下列有关铁及其化合物的说法正确的是()A.维生素C具有氧化性,可将难吸收的Fe3+转化为Fe2+,促进人体对铁元素的吸收B.向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色C.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀D.FeCl3溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝6.(2023山东济南期末)如图是铁及其化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是()A.乙是碱性氧化物,但乙不能与水反应生成丁B.K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒C.甲高温时与水蒸气反应转化为丙D.若戊、己都是盐酸盐,则这两种物质均可通过化合反应获得题组三Fe3+和Fe2+的检验与转化7.(经典题)下列离子的检验方法合理的是()A.向某溶液中滴入KSCN溶液,溶液变为血红色,说明不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后加入KSCN溶液,变血红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+8.(经典题)已知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+。现将一定量铁粉、铜粉加入FeCl3溶液中,充分反应后加入KSCN溶液,不显血红色,下列情况不能成立的是()A.铁不剩余,铜剩余 B.铁、铜均剩余C.铁剩余,溶液中含Cu2+ D.铜剩余,溶液中含Fe2+9.(2023重庆南开中学期末)某课外活动小组探究某食品包装袋中还原性铁粉是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,然后进行下列实验。下列说法正确的是()A.若滴加少量NaOH溶液,无红褐色沉淀产生,说明铁粉未变质B.若滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,说明铁粉变质C.若先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,说明铁粉全部变质D.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明铁粉未变质题组四氢氧化亚铁的制备10.(2023河北石家庄第四十三中学开学考试)某实验兴趣小组同学采用如图所示装置制备Fe(OH)2,下列说法错误的是()A.实验开始前,应检查装置气密性B.气体a的主要成分为氢气C.为了制备较纯的Fe(OH)2,应打开K1,关闭K2,将装置内的气体尽可能赶出去D.盛装稀盐酸的仪器使用前要检查是否漏液11.用下列各装置做实验(所用稀硫酸和NaOH溶液均预先煮沸处理,FeSO4溶液均为新制的),能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()①②③④A.①②③ B.①②④C.①③④ D.②③④

能力提升练题组一铁及其化合物的转化1.(2023湖南衡阳期末)价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是()图1图2图3A.f、d均可通过化合反应制备B.可通过图2灼烧d得到cC.可通过图3装置制备物质e,且较长时间不易被氧化D.a→f→g→e的每步转化均可一步实现2.(2022湖南长沙长郡中学期中,)印刷电路板的制作原理是用足量的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔。下列说法正确的是()A.用KSCN溶液可检验腐蚀后溶液中的Fe2+B.Fe3+能与Cu反应,说明金属性Cu>FeC.FeCl3与Cu反应中,有1mol电子转移时,溶液中Cu2+增加1molD.腐蚀后溶液中的金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+3.(2023江苏常州期中)铁元素的常见价态有+2、+3价,实验室可用赤血盐{K3[Fe(CN)6]}溶液检验Fe2+,黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液检验Fe3+。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3,工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下:下列有关说法不正确的是()A.“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌,可提高铁元素的浸出率B.“反应”时发生的主要反应为2Fe3+C.“检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全D.将第二次“过滤”所得滤液加热,经蒸发结晶可以制得绿矾题组二与铁及其化合物相关的计算4.(2022广东东莞东华高级中学期末)向FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,若充分反应后溶液的质量没有变化,则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量浓度之比为()A.2∶7 B.7∶2 C.1∶7 D.7∶15.(2023河北廊坊第一中学期末)二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气,对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究,生成的气体只含CO、CO2和H2O(g),得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.b点的固体成分为FeC2O4·H2OB.b→c的化学方程式为FeC2O4FeCO3+CO↑C.从a→d,生成的CO、CO2的物质的量不相等D.加热至250℃以上,固体质量略有增加,可能是因为FeO与CO反应生成了Fe3C题组三与铁的化合物相关的综合实验(2023山东莘县多校期末联考)某兴趣小组同学为研究Cu与Fe3+的反应进行如下实验(已知CuCl为白色固体,微溶于水):序号实验步骤实验现象Ⅰ充分振荡,加入2mL蒸馏水铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象Ⅱ充分振荡,加入2mL蒸馏水铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀Ⅲ充分振荡,加入2mL蒸馏水铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀下列说法不正确的是()A.三个实验中消耗的铜粉的量不完全一样B.上述实验表明能否形成白色沉淀主要取决于加入Cu的量C.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均发生了反应2Fe3+++2Fe2+D.实验Ⅱ中加水后的离子反应可能是Cu2++Cu+2Cl-2CuCl7.(2023河北石家庄第二中学期末)铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量,设计并进行了如下实验:[查阅资料]1.该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。2.KSCN中的硫元素为-2价。3.K3[Fe(CN)6]与Fe2+会产生蓝色沉淀。实验一:检验该补铁剂中铁元素的价态。(1)已知甲同学为了检验药品中Fe2+的存在。将药物碾碎、水溶后过滤。取少量所得滤液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,未出现明显现象,其主要原因为。

改进后进行如下操作:

1片补铁剂接近无色的溶液①浅红色溶液②

深红色溶液③,又迅速变为无色溶液④(2)试剂1是,试剂2是。

(3)加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有。

(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是。

(5)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。a.甲同学猜测的依据是

。

b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,其实验方案及现象是

。

实验二:测定该补铁剂中铁元素的含量。

m片补铁剂接近无色的溶液红褐色沉淀

红棕色固体ag(6)计算每片该补铁剂含铁元素的质量为g。

(7)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是

。

答案与分层梯度式解析第二单元探究铁及其化合物的转化基础过关练1.B2.B3.D4.A5.D6.C7.C8.C9.B10.C11.B1.B铁与氯气反应无论氯气过量与否都会生成氯化铁,A错误;红热的铁丝与水蒸气反应,产生Fe3O4和H2,所以得到的含铁化合物名称是四氧化三铁,B正确;铁的化学性质比较活泼,大多以化合态存在,但在陨铁之中,铁是以单质存在的,C错误;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种,D错误。2.B由图可知,反应①为Fe+CuSO4FeSO4+Cu,反应②为Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag,反应③为3Fe+2O2Fe3O4,反应④为Fe与非氧化性酸的反应,如Fe+H2SO4FeSO4+H2↑或Fe+2HClFeCl2+H2↑。反应①中,固体由Fe(相对原子质量为56)变为Cu(相对原子质量为64),固体质量增大,A错误;Ag为银白色固体,B正确;铁丝在空气中不能燃烧,需在氧气中燃烧,C错误;Fe与HCl反应生成FeCl2,D错误。3.D维生素C和FeCl3反应生成FeCl2,Fe元素化合价降低,FeCl3发生还原反应,FeCl3为氧化剂,则维生素C为还原剂,具有还原性,A、B、C正确;1molFe3+被还原为Fe2+,得到1mol电子,D错误。4.AFe3O4中铁元素有+2、+3价两种价态,A项错误。5.D维生素C有还原性,能把Fe3+还原成易被人体吸收的Fe2+,A项错误;Fe2+与KSCN不反应,向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,无明显现象,B项错误;向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,C项错误;Fe3+和I-发生反应生成Fe2+和I2,淀粉遇I2变蓝,D项正确。6.C根据图中价态和物质类别可知,甲为Fe,乙为FeO,丙为Fe2O3,丁为Fe(OH)2,戊为亚铁盐,己为铁盐。乙为FeO,是碱性氧化物,但FeO不能与水反应生成丁,A正确;K2FeO4中Fe处于高价态,具有强氧化性,可用于杀菌消毒,B正确;甲为Fe,高温时与水蒸气反应转化为Fe3O4,C错误;若戊、己都是盐酸盐,则分别为FeCl2、FeCl3,则这两种物质均可通过化合反应获得:Fe+2FeCl33FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3,D正确。7.C向某溶液中滴入KSCN溶液,溶液变为血红色,该现象可以证明存在Fe3+,但无法确定Fe2+是否存在,A项错误;原溶液可能含Fe2+而不含Fe3+,也可能含Fe3+而不含Fe2+,还可能同时含Fe2+、Fe3+,B项错误;Fe(OH)3是红褐色沉淀,C项正确;Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀,所以当含Fe2+的溶液中含有Mg2+时,也可能出现题述现象,D项错误。8.C把一定量铁粉、铜粉加入FeCl3溶液中,充分反应后加入KSCN溶液,不显血红色,则表明溶液中不含Fe3+。若铁不剩余,则溶液中含有Fe2+,而Fe2+与Cu不反应,Cu可以剩余,A成立;若Fe足量,只有铁与Fe3+发生反应,反应后铁有剩余,而铜未参加反应,则铁、铜均剩余,B成立;若铁剩余,溶液中不可能含Cu2+,因为Fe与Cu2+会发生反应,C不成立;若铜剩余,溶液中含Fe2+,Cu与Fe2+不反应,D成立。9.B若滴入的NaOH较少,盐酸未被中和完,即使铁变质,也不会有红褐色沉淀产生,A错误;若滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,可知溶液中含有Fe3+,说明铁粉变质,B正确;若先滴加氯水,Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,则无法判断铁粉是否变质,C错误;滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明溶液不含Fe3+,但可能是铁粉将Fe3+还原,D错误。名师点睛检验Fe2+、Fe3+的注意事项(1)只含Fe2+的溶液待测液不变色血红色(2)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用加KSCN溶液和氧化剂的方法检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。10.C由于Fe(OH)2易被氧化,该实验关键是隔绝氧气,且铁和稀盐酸反应生成氢气,则实验开始前,应检查装置气密性,A正确;铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,产生的氢气将装置内空气排尽,气体a的主要成分为氢气,B正确;开始实验时打开K1、K2,产生的氢气将装置内空气排尽,C错误;分液漏斗使用前要检查是否漏液,D正确。11.BFe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排尽,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,①选;开始时打开弹簧夹a和b,Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排尽,然后夹紧弹簧夹a,利用生成的氢气使A中压强增大,将A中液体压入B中,再夹紧弹簧夹b,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,②选;没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,③不选;苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,④选。能力提升练1.A2.D3.D4.A5.B6.B1.A图1为铁元素的价类二维图,根据铁元素的化合价和物质类别,可知a为Fe,b为FeO,c为Fe2O3,d为Fe(OH)3,e为Fe(OH)2,f为亚铁盐,g为铁盐。f为亚铁盐,可通过反应Fe+2Fe3+3Fe2+得到,d为Fe(OH)3,可通过反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3得到,均为化合反应,A正确;Fe(OH)3受热分解得到Fe2O3,灼烧应在坩埚中进行,B错误;图3中装置A中的导管没有插入液面以下,生成的硫酸亚铁无法压入B中,无法制备氢氧化亚铁,C错误;Fe与稀盐酸或稀硫酸反应得到亚铁盐,亚铁盐与氯气反应得到铁盐,铁盐不能一步得到Fe(OH)2,D错误。2.D含Fe3+的溶液遇KSCN变为血红色,而Fe2+遇KSCN无明显现象,故不能用KSCN溶液检验腐蚀后溶液中的Fe2+,A错误;Fe3+与Cu反应:Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,不能说明金属性Cu>Fe,B错误;根据反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+可知,当有1mol电子转移时,溶液中Cu2+增加0.5mol,C错误;根据反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+及FeCl3足量可知,腐蚀后溶液中的金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+,D正确。3.D“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌,可提高铁元素的浸出率,A正确;“反应”时加过量铁粉后Fe3+被还原为Fe2+,发生的主要反应为2Fe3+,B正确;用黄血盐溶液检验Fe3+是否有剩余,C正确;绿矾晶体含结晶水,根据分析,将第二次“过滤”所得滤液加热,经冷却结晶可以制得绿矾,D错误。4.A设混合液中含有xmolFeCl3、ymolCuCl2,在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,依次发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,Fe+Cu2+Fe2++Cu,xmolFeCl3消耗0.5xmolFe,ymolCuCl2消耗ymolFe,产生ymolCu,由于充分反应后溶液的质量没有变化,说明消耗的铁的质量等于生成的铜的质量,则(0.5x+y)mol×56g·mol-1=64g·mol-1×ymol,解得x∶y=2∶7,原混合溶液中Fe3+与Cu2+的物质的量浓度之比也为2∶7,选A。5.B1.80gFeC2O4·2H2O的物质的量为n(FeC2O4·2H2O)=1.80g180g/mol=0.01mol,减少的质量为水的质量,减少的水的物质的量n(H2O)=(1.80−1.44)g18g/mol=0.02mol,说明结晶水全部失去,则b点的固体成分为FeC2O4,A错误;由铁原子守恒,可知1.16g固体中铁的质量为0.56g,阴离子的质量为(1.16-0.56)g=0.6g,损失的质量为(1.44-1.16)g=0.28g,则b→c的反应为FeC2O4受热分解为FeCO3和CO,B正确;b→c的反应生成的CO的物质的量为n(CO)=0.28g28g/mol=0.01mol,c→d的反应生成CO2的物质的量为n(CO2)=(1.16−0.72)g44g/mol=0.01mol,所以从a→d,生成的CO、CO2的物质的量相等,C错误;加热至2506.B实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中加入Fe3+的物质的量相等,实验Ⅰ中铜粉少量,实验Ⅰ、Ⅲ中铜转化为Cu2+