高考化学总复习 考点核心突破 3.3 铁及其化合物

【导学教程】（教师用书）届高考化学总复习考点核心突破3.3铁及其化合物[热点集训]1．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产生血红色沉淀解析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；＋3价铁离子遇KSCN溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离子的存在。答案C2．(·济南一模)能正确表示下列反应的离子方程式是A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋=3Fe3＋＋4H2OC．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑解析B项除生成Fe3＋外还生成Fe2＋，C项没有配平，D项生成Fe2＋而不是Fe3＋。答案A3．用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是A．烧杯中的溶液呈黄色B．铜片无任何变化C．铜片上有凹陷的“Cu”字D．发生了反应：Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋Fe2＋解析FeCl3与Cu发生反应：2FeCl3＋Cu=CuCl2＋2FeCl2，故烧杯中的溶液为CuCl2和FeCl2，溶液的颜色不是黄色，铜片上有凹陷的“Cu”字，D项离子方程式两边电荷不守恒，应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。答案C4．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是A．硫酸 B．氯水C．硫酸锌 D．氯化铜解析Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。答案B5．(·福州模拟)某晶体水溶液中加入Fe2＋的溶液，再加稀硝酸溶液立即变红，另取该晶体，加入NaOH溶液共热产生一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则这种晶体是A．KSCN B．NH4SCNC．NH4Cl D．FeCl3解析稀硝酸能将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－作用生成Fe(SCN)3而使溶液变红，故晶体中含有SCN－；该晶体中加入NaOH溶液共热能生成NH3，故晶体中含有NHeq\o\al(＋,4)，则该晶体为NH4SCN。答案B6．(·乐山高三教学质量检测)下列各物质的转化关系如下图所示，其中A是一种高熔点固体，D是一种棕红色固体。回答下列问题：(1)C的化学式为________；J的化学式为________。(2)写出由A生成H的离子反应方程式：_______________________________________。(3)写出图中由F转化为G反应的离子方程式：_________________________________。解析根据框图转化可推得：A：Al2O3；B：O2；C：Al；D：Fe2O3；E：Fe；F：FeSO4；G：Fe2(SO3)3；J：Fe2(SO4)3；H：AlOeq\o\al(－,2)。答案(1)AlFe2(SO4)3(2)Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(3)4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3↓＋8NHeq\o\al(＋,4)(分步书写也可以)[能力提升][限时45分钟满分100分]一、选择题(每小题5分，共60分)1．(·南通模拟)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C．工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂解析FeCl3溶液用作净水剂的原因是Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，其可吸附水中悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用。答案D2．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是①氯气②NaCl溶液③KMnO4溶液④稀硝酸⑤盐酸⑥NaNO3溶液A．①②③ B．①③④C．②④⑤ D．②⑤⑥解析要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加强氧化性物质，②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性，⑥NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下才表现强氧化性。答案D3．(·海淀质检)已知下述三个实验均能发生化学反应。①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铁钉放入氯化铁溶液中下列判断正确的是A．实验①和③中的铁钉只作还原剂B．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋C．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性D．实验③中反应的离子方程式为Fe＋Fe3＋=2Fe2＋解析①实验证明氧化性：Cu2＋＞Fe2＋，B错误；实验②中Fe2＋显还原性，C错误；实验③中离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，D错误。答案A4．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是A．④ B．③C．③④ D．①②③④⑤解析③不反应，实验方案及现象均错；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。答案C5．在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，过滤后，向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3B．溶液的酸性增强C．白色沉淀是BaSO4D．FeCl3全部被还原为FeCl2解析Fe3＋具有氧化性，通入足量SO2后发生氧化还原反应，Fe3＋全部被还原为Fe2＋，所以向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，同时SO2被氧化为SOeq\o\al(2－,4)，白色沉淀是BaSO4。依据2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋可知溶液酸性增强，B、C、D正确。因为溶液呈酸性，一定不会生成BaSO3沉淀，A错误。答案A6．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。对下列实验事实的解释正确的是操作、现象解释A向KI­淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B把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解析2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋，碘单质使淀粉溶液变蓝，A错误；铁锈的主要成分是Fe2O3，B错误；铁与稀硝酸反应生成的气体为NO，不能得到氢气，C错误；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，D正确。答案D7．向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入KSCN溶液，不一定显血红色的是A．氧化铁 B．铜铁合金C．Fe(OH)3 D．FeCl2解析解本题的关键是分析选项中各物质与少量氯水反应能否生成Fe3＋，溶液中含有Fe3＋时，滴入KSCN溶液显血红色。A项，Fe2O3与氯水中的H＋发生反应：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，生成Fe3＋；B项，Fe比Cu活泼，Fe与氯水中的Cl2反应生成FeCl3，FeCl3还可能发生反应：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，滴入KSCN溶液不一定显血红色；C项，Fe(OH)3与氯水中的H＋发生反应：Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O，生成Fe3＋；D项，FeCl2与氯水中的Cl2发生氧化还原反应：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，生成Fe3＋。答案B8．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。下列结论正确的是A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋解析加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3＋，则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。答案D9．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是A．若固体中只有铜，则溶液中一定含有Fe2＋，一定不含Cu2＋B．若固体中只有铜，则溶液中一定含有Fe2＋，可能含有Cu2＋和Fe3＋C．若固体中只有铜，则溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋D．若固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋解析由于先发生反应：Fe＋2FeCl3=3FeCl2，后发生反应：Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu。若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含有Cu2＋，一定不含Fe3＋；若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，故A、B、C项均错误，D项正确。答案D10．某学生设计了如下方法对X盐进行鉴定：由此分析，下列结论中正确的是A．X中一定有Fe3＋ B．Z中一定有Fe3＋C．Y为AgI沉淀 D．X一定为FeBr2溶液解析由反应过程可知，Z与KSCN溶液反应后溶液显血红色，Z中一定有Fe3＋；而X中不一定有Fe3＋，也可能是Fe2＋被酸化硝酸根氧化为Fe3＋，AgI沉淀为黄色而不是淡黄色，AgBr为淡黄色沉淀，所以只有B项正确。答案B11．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为A．1∶1∶1 B．1∶3∶1C．3∶3∶8 D．1∶1∶4解析据氧化性由强到弱的顺序HNO3＞Fe3＋＞Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为：4HNO3(稀)＋Fe=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O4mol1mol1mol2Fe(NO3)3＋Fe=3Fe(NO3)22mol1mol3molCu(NO3)2＋Fe=Fe(NO3)2＋Cu1mol1mol1mol所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2mol－1mol)∶1mol∶4mol＝1∶1∶4。答案D12．(·温州质检)一定量的Fe和Fe2O3混合物投入2mol·L－1250mL的HNO3溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成1.12LNO气体(标准状况)，再向反应后溶液中加入1mol·L－1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少是A．450mL B．500mLC．400mL D．无法确定解析根据氮元素守恒，HNO3最终转变为NaNO3和NO，因此所加入NaOH的物质的量至少是2mol·L－1×0.25L－eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)＝0.45mol，NaOH溶液的体积为450mL。答案A二、非选择题(共40分)13．(12分)某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，请回答下列问题：(1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可缺的一种玻璃仪器是________。(2)请帮他们完成以下实验报告：实验目的：___________________________________________。试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。实验记录(划斜线部分不必填写)：序号实验内容实验现象离子方程式实验结论①在FeCl2溶液中滴入适量氯水溶液由浅绿色变为棕黄色Fe2＋具有还原性②在FeCl2溶液中加入锌片Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe③在FeCl3溶液中加入足量铁粉Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋Fe3＋具有氧化性，Fe具有还原性④溶液由棕黄色变为蓝绿色Fe3＋具有氧化性实验结论：Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。(3)根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有________(填序号)。A．Cl2 B．HClC．Na＋ D．F－E．SO2F．NO解析(1)常用实验仪器为试管。(2)实验目的是探究铁及其化合物的氧化性或还原性。实验记录：①中离子方程式为Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋；②由离子方程式知Fe2＋具有氧化性；③Fe3＋被Fe还原，现象为铁粉溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色；④由实验现象和结论可知，实验内容应为向FeCl3溶液中加入了铜单质。(3)物质中元素处于中间价态的既有氧化性，又有还原性。答案(1)试管(2)探究铁及其化合物的氧化性或还原性①Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋②Fe2＋具有氧化性③铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色④在FeCl3溶液中加入铜片(3)A、B、E、F14．(14分)(·南山中学月考)垃圾是放错地方的资源，工业废料也可以再利用。某化学兴趣小组在实验室中用废弃的含铝、铁、铜的合金制取硫酸铝溶液、硝酸铜晶体和铁红(Fe2O3)。实验方案如下：(1)写出滤液A中加入足量硫酸后所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)已知Fe(OH)3沉淀的pH是3～4，溶液C通过调节pH可以使Fe3＋沉淀完全。下列物质中可用作调整溶液C的pH的试剂是________(填序号)。A．铜粉 B．氨水C．氢氧化铜 D．碱式碳酸铜(3)常温，若溶液C中金属离子均为1mol·L－1，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。控制pH＝4，溶液中c(Fe3＋)＝_____________________________________，此时________Cu(OH)2沉淀生成(填“有”或“无”)。(4)将20mLAl2(SO4)3溶液与等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液70mL混合，反应的离子方程式为__________________________________________________________________。(5)在0.1L的混合酸溶液中，c(HNO3)＝2mol·L－1，c(H2SO4)＝3mol·L－1，将0.3mol的铜放入加热充分反应后，被还原的HNO3的物质的量为________。解析(3)c(Fe3＋)＝eq\f(4.0×10－38,（10－10）3)＝4.0×10－8mol·L－1，c(Cu2＋)·c2(OH－)＝1×(10－10)3＝1.0×10－30＜Ksp[Cu(OH)2]，所以无Cu(OH)2沉淀生成。(5)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O0.3mol0.8mol0.2mol所以被还原的HNO3为0.2mol。答案(1)AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O(2)CD(3)4.0×10－8无(4)2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋7OH－=3BaSO4↓＋Al(OH)3↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(5)0.2mol15．(14分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：请回答下列问题：(1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加________，该过程的现象为：________________________