2024-2025年新教材高中化学课时检测14铁的单质及其化合物含解析鲁科版必修第一册

PAGEPAGE8铁的单质及其化合物1．关于下列反应的分析中正确的是()A．铁与过量稀硫酸反应可得到铁盐B．Fe3O4与过量盐酸反应生成铁盐和水C．铁与AgNO3溶液反应可得到亚铁盐D．铁与Br2、I2反应均生成铁盐解析：选C铁与稀硫酸、盐酸及不活泼金属的盐溶液反应只能生成亚铁盐，A错误，C正确；Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3与H2O，B错误；铁与I2反应只能生成FeI2，D错误。2．欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质，应选用的试剂是()A．氨水 B．铝粉C．铁粉 D．NaOH溶液解析：选CCuSO4和Fe2(SO4)3都可以与铁粉反应，生成FeSO4，若用铝粉，会生成Al3＋，引入新的杂质。3．将11.2g铁粉加入250mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色C．Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为6∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5解析：选CFe＋2Fe3＋=3Fe2＋，11.2g铁粉的物质的量是0.2mol,250mL2mol·L－1的氯化铁溶液中含氯化铁的物质的量是0.5mol，所以铁反应完全，剩余0.1molFe3＋，生成0.6molFe2＋。铁没有剩余，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，A项错误；氯化铁有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B项错误；Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为0.6mol∶0.1mol＝6∶1，C项正确；铁被氧化生成的Fe2＋与Fe3＋被还原生成的Fe2＋的物质的量之比是1∶2，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D项错误。4．将Fe、Cu、Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反应，若Fe有剩余，则容器中只能有()A．Cu、Fe3＋ B．Fe2＋、Fe3＋C．Cu、Cu2＋、Fe D．Cu、Fe2＋、Fe解析：选D因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，还原性：Fe＞Cu，若Fe有剩余，则剩余的金属肯定有Cu，溶液中不存在Fe3＋、Cu2＋，只含有Fe2＋，故选D。5．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是()A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为棕黄色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，马上出现红色沉淀解析：选D含Fe2＋、Fe3＋的水溶液分别显浅绿色和棕黄色。Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性。Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液呈红色，不会生成红色沉淀，故D错误。6．下列有关铁的化合物的说法中，错误的是()A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色B.如图所示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透亮，能发生丁达尔效应解析：选AFe(OH)2是一种白色固体，故A错误；煤油能防止FeSO4溶液与氧气接触，可以避开试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，故B正确；铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，该反应为化合反应；用4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3制取Fe(OH)3也是化合反应，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透亮，能发生丁达尔效应，故D正确。7．把表面有氧化膜的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，所得溶液中金属离子为()A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe3＋和Fe2＋ D．只有Fe2＋解析：选D表面有氧化膜的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，发生：氧化铜和盐酸的反应、氧化铁与盐酸的反应，生成Fe3＋和Cu2＋，已知还原性：Fe＞Cu，且氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，则表面氧化膜溶解后，依次发生铁和FeCl3、CuCl2的反应，最终和过量的盐酸反应，最终溶液中的金属离子只有Fe2＋，故答案为D。8．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③ B．①②④C．②③④ D．①②③④解析：选B因为Fe(OH)2在空气中很简洁被氧化为红褐色的Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要解除装置中的氧气(或空气)。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的爱护中；④中液面加苯阻挡了空气进入；③由于空气中的氧气能快速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。9．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是()①只有Fe2＋②Fe2＋和Fe3＋③Fe2＋和Cu2＋④Cu2＋和Fe3＋A．①③ B．②④C．①④ D．②③解析：选A由于Fe3＋能氧化Fe、Cu，充分反应后滤去固体物质，固体为Cu或Fe、Cu，所以滤液中肯定无Fe3＋，可解除②④，固体物质存在两种可能：1.当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3＋、Cu2＋全部参与反应生成Fe2＋和Cu，反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe=3FeCl2、CuCl2＋Fe=Cu＋FeCl2，所以溶液中肯定没有Fe3＋、Cu2＋，肯定含有Fe2＋，故①正确；2.当固体为铜时，Cu2＋恰好全部参与反应或部分反应生成Fe2＋和Cu，所以溶液中肯定没有Fe3＋，可能含有Cu2＋，肯定含有Fe2＋，故③正确；综上可知：滤液中肯定含有Fe2＋，故选A。10．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中不正确的是()A．2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋成立说明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋B．25℃，在酸性溶液中，Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、MnOeq\o\al(－,4)、Fe2＋可以大量共存C．5.6g铁与足量的氯气反应失去0.3mol电子D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O解析：选BA项，依据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，正确；B项，酸性溶液中MnOeq\o\al(－,4)能与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存，错误；C项，5.6g铁为0.1mol，铁与氯气反应生成氯化铁，因此失去0.3mol电子，正确；D项正确。11．在常温下，Fe与水并不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应试验”。请回答该试验中的问题：(1)A装置的作用是________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是______________。(2)装置B中发生反应的化学方程式为________________，该反应中，水表现出_________(填“还原”或“氧化”)性，1molFe参与反应后，电子转移_______mol。(3)干燥管中盛装的物质是__________。(4)可用下列改进后的装置进行铁与水蒸气反应的试验。①请叙述检验产生可燃性气体的试验操作及现象：________________________________________________________________________。②请分析用该装置进行试验与上述装置相比，有何优点？______________________________________________________________________________________________(至少回答2点)。(5)取反应后的固体产物于试管中，加入适量稀硫酸使固体全部溶解，下列试验中可证明溶解液中含有Fe3＋的是___________(填字母，下同)；可证明溶解液中含有Fe2＋的是___________。A．先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后显红色；B．滴加KSCN溶液显红色；C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，快速变为灰绿色，最终变为红褐色；D．滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀；E．滴加KMnO4溶液，紫色快速褪去。解析：(1)A装置的作用是加热产生水蒸气，在制取水蒸气的烧瓶底部放碎瓷片，作用是防止加热时液体暴沸；(2)在装置B中Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，发生反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4＋4H2，该反应中，水表现出氧化性，依据化学方程式可知：3molFe发生反应时，转移8mol电子，则1molFe参与反应后，转移电子的物质的量是eq\f(8,3)mol。(3)干燥管中应盛装固体物质，其能够干燥H2，具有吸水性，该物质可以是碱石灰。(4)①反应产生的气体是H2，检验氢气的方法是用火柴点燃肥皂泡，肥皂泡裂开，听到爆鸣声或有火焰产生，说明有氢气产生。②对比两个装置图，可看出用该装置进行试验与上述装置相比，具有所用药品少、操作简洁、现象明显、平安等优点。(5)A项，先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，说明反应后的溶液中含有Fe3＋，Fe3＋可能是原来就含有的，也可能是Fe2＋被氧化产生的，因此不能确定含有哪种离子，A不符合题意；B项，滴加KSCN溶液显红色，说明溶液中含有Fe3＋；C项，滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，快速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋；D项，滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明含有Fe3＋；E项，滴加KMnO4溶液，紫色快速褪去，说明溶液中含有还原性的Fe2＋；因此能够检验Fe3＋存在的合理选项是B、D；能够检验Fe2＋存在的选项是C、E。答案：(1)产生水蒸气防止加热时液体暴沸(2)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4＋4H2氧化eq\f(8,3)(3)碱石灰(4)①用火柴点燃肥皂泡，肥皂泡裂开，听到爆鸣声或有火焰产生②所用药品少、操作简洁、现象明显、平安等(5)BDCE12．A～H分别表示中学化学中常见的某种物质，它们之间的相互转化关系如下图所示(部分反应物、生成物未列出)。已知：C、D、E、F、G五种物质中均含有同一种元素；A为淡黄色固体化合物；G为红褐色固体。(1)写出化学式：A．____________；C．____________；F．____________。(2)写出下列反应的化学方程式：②________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________。(3)写出下列反应的离子方程式：③________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________。(4)生成24gB须要转移________mol电子。解析：由F在空气中放置生成G，G为红褐色固体，可推知G是Fe(OH)3，则F是Fe(OH)2；而C、D、E、F、G含同一种元素，应联想到含有的同一种元素是Fe元素，则D含Fe2＋，E含Fe3＋，由E与H反应生成G[Fe(OH)3]可推知H为强碱；C能转化为Fe2＋和Fe3＋，则C只能是Fe3O4，则B为O2。A为淡黄色固体化合物，能生成O2和强碱，则A为Na2O2，H是NaOH。答案：(1)Na2O2Fe3O4Fe(OH)2(2)2O2＋3Feeq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O44Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OFe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(4)1.513．向10mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中渐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示。下列说法错误的是()A．a点时溶液中的金属阳离子有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋B．b点时溶液中的离子反应有两种C．原溶液中n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝1∶1D．原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为1mol·L－1解析：选B依据图像分析：加入铁粉的质量为0～0.56g时，发生的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，无固体剩余；为0.56～1.68g时，发生的反应为Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；加入铁粉的质量为1.68g以后不再发生反应。a点时发生的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，此时Fe3＋没有反应完全，Cu2＋没有参与反应，所以溶液中的金属阳离子有Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋，A正确；b点时发生的反应只有：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，B错误；原溶液中n(Fe3＋)＝eq\f(0.56g,56g·mol－1)×2＝0.02mol，n(Cu2＋)＝eq\f(1.68g－0.56g,56g·mol－1)＝0.02mol，所以原溶液中n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝1∶1，C正确；原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为eq\f(0.02mol×\f(1,2),10×10－3L)＝1mol·L－1，D正确。14．向肯定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出11.2mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为()A．2.8g B．11.2gC．5.6g D．无法计算解析：选A盐酸恰好使混合物完全反应，盐酸没有剩余，向反应后所得溶液中加KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，依据氯元素守恒可知n(FeCl2)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝eq\f(1,2)×0.1L×1mol·L－1＝0.05mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁单质，依据铁元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.05mol，质量为0.05mol×56g·mol－1＝2.8g。15．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常状况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示(某些反应条件和部分反应产物已略去)。(1)写出下列物质的化学式：D____________________，X____________________。(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是_________(填数字编号)。(3)反应⑥的离子方程式为______________________________________________。(4)反应⑦的化学方程式为______________________；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移________mol电子。(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是：______________________。解析：单质A和C反应生成黑色固体E，E和X的水溶液反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据D＋A=G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2＋的化合物，H在常温下为液体，H为H2O，B为黄绿色气体，B是氯气，依据G＋B=D推断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。(4)反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，其化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4＋4H2；3mol铁反应转移8mol电子，所以反应中每消耗0.3mol的铁，可转移0.8mol电子。(5)FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入足量的氯气。答案：(1)FeCl3HCl(2)③⑥(3)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(4)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4＋4H20.8(5)向混合液中通入足量氯气(或氯水)(或加入足量H2O2)16．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4和________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采纳________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______________________________。方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是____________________。(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______