2021新编习题 新教材人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料 课时练习题含答案解析

第三章铁金属材料

3.1铁及其化合物.......................................................-1-

一铁的单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物............................-1-

二铁盐和亚铁盐..................................................-10-

三利用“价态二维图”认识铁及其化合物的关系（提升课时）..............-19-

3.2金属材料..........................................................-27-

一合金...........................................................-27-

二物质的量在化学方程式计算中的应用.............................-33-

3.1铁及其化合物

一铁的单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物

学习理解共60分

一、选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分）

1.（2021•济南高一检测）《新修本草》是我国古代药物学著作之一，其中有关于

“青矶”的描述：“其绛矶本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色,

故名绛祖矣”。据此推测，“青矶”的主要成分为（）

A.CuSO,-5H2OB.FeSOt-7HQ

C.Na2C03-10H20D.Fe2（S04）3•9H20

【解析】选BoCuS04-5HQ为蓝色晶体，受热失去结晶水变成白色，A不符合题意；

FeS0i・7H20为绿色晶体，+2价铁离子不稳定，易被氧化成+3价铁离子，即

FeS04・7H2（）在空气中灼烧后生成赤色的三氧化二铁，B符合题意；Na2C03-101120

为白色晶体，加热失去结晶水后，变成白色粉末，C不符合题意；Fe2（S0t）3•9H,0

为黄色晶体，加热后失去结晶水，变成硫酸铁粉末，D不符合题意。

【补偿训练】

《淮南子•说山训I》云：慈石能引铁（慈，旧作磁）。“慈石”的主要成分是（）

A.四氧化三铁B,氧化铜

C.三氧化二铁D,铁单质

【解析】选A。四氧化三铁，化学式Fe’Oi,俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁，

为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。“慈石”的主要成分是四氧化三

铁，A项正确。

2.铁的氧化物在自然界中有着广泛的应用。有关铁的氧化物的说法中，不正确的

是()

A.赤铁矿主要成分是Fez。?，Fez。?是红棕色的，常用作红色油漆和涂料

12

B.Fes。」是黑色晶体，其中鼻的铁显+2价，-的铁显+3价

C.FeO、Fe203.FesO,都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐

D.FeO不溶丁•水，不属丁,碱性氧化物

【解析】选D。FeO不溶于水，能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物。

3.有关铁及其化合物的说法中，错误的是()

A.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

gNaOH溶液

乱煤油

图FeSO$溶液

B.9由图示操作可制取Fe(0H)2

C.FeA.Fe(0H)3都可以由化合反应制得

D.Fe(0H)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应

【解析】选A。陨铁中的铁为单质铁，是游离态的铁元素，故A错误；Fe(0H)2易

被氧化，煤油可以隔绝空气，故B正确；铁和氧气化合生成四氧化三铁，氢氧化

亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁，故C正确；氢氧化铁胶体呈红褐色、透明，

胶体能发生丁达尔效应，故D正确。

4.(2021・南昌高一检测)铁的常见化合物有+2价和+3价。据研究，铁与浓HNOj

反应可生成一种化学式为Fe8011的化合物，它可以看作是由FeO和Fe/Os组成的复

杂氧化物。该化合物可以表示为()

A.FeO-3Fe203B.2FeO・3Fe203

C.FeO•2Fe2O3D.2FeO•Fe2O3

【解析】选Bo化合物Fa0”可以看作是由FeO和1边2。3组成的复杂氧化物，设化学

fn+2m=8,

式为nFeO•mFe2()3,贝吐,n解得n=2,m=3,该化合物可以表示为

11+301=11,

2FeO-3Fe203,故B项正确。

5,下列关于Fe(OH'的制备方法最成功的是()

A.向FeCb溶液中逐滴加入NaOH溶液

B.向FeSOi溶液中逐滴加入氨水

C.先将装有NaOH溶液的长滴管插入FeSO,溶液液面下，再挤出NaOH溶液可制得

Fe(OH)z白色沉淀

D.取适量新配制的FeSO,溶液于试管中，再加入一层植物油(密度小于水，且不溶

于水)，然后向试管内逐滴加入NaOH溶液

【解析】选D。向FeCL溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成的Fe(OHb易被氧化，不

容易制备成功，故A不符合题意；向卜'eSU,溶液中逐滴加入氨水，生成的Fe(()H)2

易被氧化，不容易制备成功，故B不符合题意；长滴管插到FeSOi液面下，再挤出

NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀，防止Fe(0H)2被氧化，但没有与空气隔绝，时

间稍长白色Fe(0H)2会被空气中的G氧化，故C不符合题意；加入一层植物油，可

隔绝空气，然后向试管内逐滴加入NaOH溶液，在植物油下方可以生成Fe(0H)2,

且防止Fe(0H)2被氧化，故D符合题意。

6.(2021•吉林高一检测)铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，

有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕

色残渣。上述沉淀和残渣分别是()

A.Fe(0H)3Fe203B.Fe(OH)2Fe203

C.Fe(0H)2Fe(0H)3D.Fe(0H)2Fe30,

［解析］选B。铁与稀硫酸反应生成FeSO„再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,

在空气中加热Fe(0H)2,铁元素被氧化为+3价，最后所得红棕色残渣为Fa。?。

二、非选择题(本题共2小题，共30分)

7.(14分)(2021•长沙高一检测)铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳

钢可以被三种氧化膜所覆盖:与金属接触的一侧是FeO,与空气接触的一侧是Fe2O3,

而中间则是Fe30t。

(1)中国古代“四大发明”之一的“司南”，其主要成分是上述物质中的

(填化学式)。

(2)FezOs的一种用途是o

(3)FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：

FeOfFeSOLFe(OH)2->Fe(OH)<<>

①FeO-FeSO」时应加入的试剂是。

②Fe(OH)2->Fe(OH)：1的实验现象是。

【解析】(1)中国古代四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是

四氧化三铁，化学式为FC3O4；(2)氧化铁是红色固体难溶于水，可以作红色颜料或

冶炼铁；⑶①Feo-FeSOi时应加入的试剂是稀硫酸，发生反应：FeO+^SO^FeSO,

+乩0；

②Fe(OH)2-Fe(OH)3的实验现象是白色沉淀迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，生

成氢氧化铁红褐色沉淀。

答案：(1)Fe3O4(2)制红色油漆(或冶炼铁)

⑶①稀硫酸②白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色

8.(16分)某课外活动小组设计了如图所示的实睑装置进行实睑，回答下列问题：

(1)开始实验时夹子e是打开的，锥形瓶A中发生反应的离子方程式为一

,试剂瓶B中可以观察到的现象是o

⑵数分钟后夹上夹子e,则试剂瓶B中可以观察到的现象是,B

中反应的离子方程式是0

2

⑶如果开启活塞f放掉约可液体，此时试剂瓶B中可能出现的现象是一

,B中反应的化学方程式是。

【解析】(1)铁和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气，Fe+2H+=Fe2++H",夹

子e是打开的，产生气体会沿着e处导管进入B中；(2)A中气压增加，会将生成

的硫酸亚铁以及剩余的硫酸压入B中和氢氧化钠混合反应：01厂+酎=乩0,Fe2+

-

+20H=Fe(0H)21,立即产生白色沉淀；

⑶氢氧化亚铁不稳定，容易被氧气氧化为氢氧化铁，4Fe(0H"+02+

2H20=4Fe(0H)3,看到沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色。

答案：(l)Fe+2H+=Fe2++Hzt导管口有气泡冒出

+

(2)A中溶液进入B中，立即产生白色沉淀OH+H=H20S

2+

Fe+20H~=Fe(0H)2I

(3)沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)$

应用实践共20分

选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)

9.(2021•洛阳高一检测)下表是有关反应的离子方程式及对离子方程式的评价,

其中评价正确的是()

选项离子方程式评价

A将铁粉加入CuSOi溶液中：Fe+Cu2+=Fe2++Cu正确

B将氧化铁加入稀盐酸中：Fe203+6『+2c1=2Fe2++Cl2t+3H20正确

+2+

C铁粉与稀硫酸反应：2Fe+6H=2Fe+3H2t正确

+

D向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H+0H-=H20正确

【解析】选A。铁粉与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为Fe

+Ci?+=Fe2++Cu,A正确;氧化铁与稀盐酸反应的离子方程式为FeA+6H+=2Fe3

++3比0,所给方程式不符合客观事实，评价不合理，B错误；铁粉与稀硫酸反应

的离子方程式为Fe+2H+=Fe'++H",评价不合理，C错误；向氢氧化铁中加入

足量稀盐酸，氢氧化铁难溶于水应写化学式，反应的离子方程式为Fe(0H)3+3H+

3+

=Fe+3H2O,评价不合理，D错误。

10.（2021•惠州高一检测）用图示装置制备补血剂甘氨酸亚铁[OLNCHzCOO/Fe]

（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《、K,排尽空气后关闭（，打开并向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FC?+被氧化

C.c中反应的化学方程式为2H2NCH2COOH+FeSO,+2NaOH=

（H2NCH2C00）2Fe+Na2S04+2H20

D.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&、K3,H2sO,与Fe反应产生FeSO,民,“可以将装置中的

空气排出，待排尽空气后关闭打开电，在装置b中产生的FeSO,在此压强的作

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、FeSO,、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、FeSO,>NaOH溶液发生反应制取得到甘氨酸亚铁,

反应方程式为2H2NCH2C00H+FeSO,+2NaOH=（H2NCH2COO）2Fe+Na2S04+2H20,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。

11.为了防止钢铁零件生锈，常采用化学处理使钢铁零件表面生成一层致密保护

层。化学处理过程中其中一步的反应为3Fe+NaN02+5Na0H=3Na2Fe02+H20+

NHJo下列叙述不正确的是（）

A.上述反应涉及的物质中，Fe的还原性最强

B.上述反应涉及的物质中，NaNOz的氧化性最强

C.上述反应中，铁是还原剂，NaNOz和NaOH是氧化剂

D.N0；的氧化性强于FcO「的氧化性

【解析】选C。R1S3Fe+NaN02+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3fFe是还原剂,

所以该反应涉及的物质中，铁的还原性最强，故A正确；反应中NaNOz是氧化剂，

故反应涉及的物质中，NaNOz的氧化性最强，故B正确；该反应中，NaOH中元素化

合价不变，既不是氧化剂也不是还原剂，故C错误；该反应中，NaNOz是氧化剂，

NaFeOz是氧化产物，所以NO；的氧化性强于FeO〉的氧化性，故D正确。

12.(2021•青岛高一检测)裂解水制氢气的过程如图所示。下列说法不正确的是

()

FeOCO

A.反应I的化学方程式是FeA+CO^^3FeO+CO2

B.反应II的化学方程式是3FcO+HQ(g)=^FcO+H,

C.总反应的化学方程式是C+2H20(g)^^C02+2H2

D.铁的氧化物是裂解水的催化剂

【解析】选C。反应I：反应物为FesO1、CO,生成物为FeO、CO2,反应为Fe,。・

高温

C0三"3FeO+CO2,故A正确：反应H：反应物为FeO、H2O(g),生成物为Fe；。、

高温

H2,反应为3FeO+HzO(g)^=^Fe3044-H2,故B正确;反应III：反应物为CO?、C,

生成物为C0,反应为C+C02=2C0,将反应I+II+HI得总反应为C+H2OQ)

高温

三”C0+H2,故C错误；铁的氧化物四氧化三铁参与反应，但总反应为C+FLCKg)

高温

三"CO+乩，且反应产物没有四氧化三铁和氧化亚铁，所以铁的氧化物是裂解水

的催化剂，故D正确。

迁移创新共20分

非选择题(本题共1小题，共20分)

13.某小组同学为了获取在Fe(0H)2制备过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实

验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。

NaOH溶液

数据采集匕*■一叵据采集|

溶解辄传感器y铜气传感器

FeSO4溶液」

一搅拌磁f

巨五3-磁力搅拌器

图।

【进行实验】

实验步骤：(1)I向瓶中加入饱和FeSOi溶液，按图1所示连接装置；

⑵打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液；

⑶采集瓶内空气中含量和溶液中含量(D0)的数据。

实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为

红褐色。

实验数据:

719.45

余19.40

《119.35

619.30

10020030()400100200300400

t/st/s

图2瓶内空气中图3溶液中Ch含

0?含量的变化鼠(DO)的变化

【解释与结论】

(1)搅拌的目的是o

(2)生成白色沉淀的离子方程式是o

(3)红褐色沉淀是o

⑷通过上述实验，可得到“在Fe(0H)2制备过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”

的结论，其实验证据是o

【解析】(1)搅拌可增大固体和液体的接触面积，使沉淀与氧气充分反应。

2+

⑵生成白色沉淀的离子方程式是Fe+20H-=Fe(0H)2I。

(3)红褐色沉淀为Fe(0H)3。(4)由图2、图3可知，溶液以及空气中的氧气含量减

少，说明氧气参加反应。

答案：(1)使沉淀与氧气充分反应

2+-

(2)Fe+20H=Fe(0H)21

(3)Fe(0H)3

(4)瓶内空气中、溶液中含量均降低，沉淀颜色改变

【补偿训练】

某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(0H)2白色沉淀。

请回答：

(1)装置5有什么作用？

提示：液封，防止空气进入装置4中。装置5是通过蒸镭水的液封，起到防止空

气进入装置4中的作用。

⑵实验开始时，关闭L,打开K,反应一段时间后，再打开L,关闭K”发现装

置3中溶液不能进入装置4中，请为装置作一处改进，使溶液能进入装置4中。

提示：在装置2、3之间添加止水夹。打开左,关闭K”产生的也可以从装置2的

导管中逸出，故装置3中的压强达不到将液体压入装置4中的程度，应在装置2、

3之间加一个止水夹。

⑶装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验

操作过程分析没有产生白色沉淀的原因。

提示：装置4中的空气没有排尽。当装置3中生成的FeSOi溶液被压入装置4中，

使与NaOH溶液反应生成的Fe(0H)2沉淀被装置4中原有空气中的氧化，故析出

的沉淀为灰绿色。

二铁盐和亚铁盐

学习理解共45分

一、选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分）

1.（2021•杭州高一检测）许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原性铁

粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的还原性铁粉往往会变成红棕色（主要成分是

Fe203）o下列说法正确的是（）

A.还原性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应

B.富脂食品长时间放置易被还原

C.变质的还原性铁粉溶入稀盐酸中得到的溶液可以腐蚀铜制线路板

D.如果在包装盒内放入FC2（S0）3,也可起到与铁粉同样的作用

【解析】选A。长时间放置的铁粉变成Fe。”铁元素的化合价升高，可知铁粉发

生了氧化反应，A项正确；由题给信息可推知富脂食品易被空气中的氧气氧化，B

项错误；变质的还原性铁粉中司时含有Fe粉和当1出2。3过量时，溶于稀盐

酸会得到含有Fe2+和Fe"的溶液，此时可以腐蚀铜制线路板，当Fe粉过量时，得

到只含有Fe2’的溶液，不能腐蚀铜制线路板，C项错误；Fe2（S0,）3中铁元素为+3

价，不能被氧化，D项错误。

【补偿训练】

下列关于铁及其化合物的性质叙述错误的是（）

A.补血剂中含有+3价铁元素

B.铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料

C.Fez。,常用于制造红色油漆和涂料

D.保存氯化亚铁溶液时，应加少量铁粉

【解析】选A。亚铁血红蛋白输送氧气，缺铁导致营养性贫血，所以补血剂中含有

+2价铁元素，故A错误；铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料，故B正确；Fez。,

呈红色，不易被氧化，常用于制造红色油漆和涂料，故C正确；FeCb易被氧化，

故保存时应加铁粉来防氧化，放D正确。

2.（2021•汕头高一检测）下列有关物质检验的说法正确的是（）

A.用酸性高锌酸钾溶液检验FeCh溶液中是否含有FeCl2

B,取少量待测液于一试管中，先滴入几滴KSCN溶液，溶液不变红色；再滴入几

滴新制氯水，溶液变红色，说明待测液中有婕2+而没有F/+

C.为了检验菠菜中的铁元素，可先将菠菜灼烧、溶解、过滤，然后取少量滤液于

一试管中，先加入过量双氧水，再滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色

D.为检验一碱性洗涤液中是否含有C「，可取少量洗涤液于一试管中，滴入几滴

硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有沉淀产生，说明洗涤液中还含有C「

【解析】选B。亚铁离子、氯离子在酸性条件下均能被高锦酸钾氧化，则不能确定

是否含Fe?+,故A错误；滴入几滴KSCN溶液不显红色，可知不含铁离子，再滴几

滴新制的氯水，变为红色，可知亚铁离子被氧化为铁离子，则原溶液中有Fe?+而

没有Fe",故B正确；将菠菜灼烧，菠菜中的铁元素会转化为氧化铁，加水不溶

解，所以应该加硝酸溶解，或加稀硫酸和双氧水，然后再滴加几滴KSCN溶液，观

察溶液是否变红色，故c错误；cr>Br，厂等离子均能与硝酸银反应生成难溶

于硝酸的沉淀，所以滴入几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有沉淀产生，不能说

明洗涤液中还含有C1,故D错误。

【补偿训练】

证明某溶液中只含有Fc2+而不含有Fe"的实验方法是（）

A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色

B.只需滴加KSCN溶液

C.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色

D.滴加酸性高锯酸钾溶液后溶液褪色

【解析】选C。先滴加氯水，CL将Fe计氧化成Fe'+,即使原溶液中不含Fe”，滴

加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中是否含有Fe3+,故A错误；只滴加KSCN

溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe'+,无法验证Fe2+存在,

故B错误；KSCN与Fe"反应使溶液显红色，与Fe>+不反应，故无此现象，先滴加

KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe",滴加氯水后显红色，说明滴加氯

水后溶液中有Fe3+,证明原溶液中含有Fe?+,故C正确；加酸性高钵酸钾溶液后

溶液褪色，只能证明溶液中含有Fe2+,无法证明是否含有

Fe3+,故D错误。

3.除去FeCh溶液中少量的FeCh，最好的办法是（）

A.加入氢氧化钠溶液B,通入氯气

C.加入铜粉D,加入铁粉

【解析】选D。要实现Fe计一Fe?+的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离

子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生反应的化学方程式为2FeCl3

+Fe=3FeCl20

4.（2021•扬州高一检测）要鉴定某溶液中所含的一种阳离子为Fe?+（且未被氧化），

最好的方法是（）

A.加入NaOH溶液

B.先加入KSCN溶液再加氯水

C.先加氯水再加KSCN溶液

D.加入锌片

【解析】选及KSCN与Fe"作用使溶液显红色，与Fe?+作用无此现象，故先滴加

KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe"；再加入氯水，溶液显红色，说明

溶液中有Fe"生成，进而说明原溶液中含有Fe?+,故鉴定某溶液中含有Fe?+,最

好的方法是先加入KSCN溶液再加氯水。

5.为了验证Fe"的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验

方案设计错误的是（）

KSCNCuSO4AgNOjNaOH

FeCh

①②③④⑤

变成浅变成变成出现白出现红

绿色统色无色色沉淀褐色沉淀

A.只有④B.只有③

C.③④D.③④⑤

【解析】选C。实验③中现象错误，CuSOi溶液为蓝色，CuSO,与FeCh不反应，混

合后溶液不会变成无色；实验④涉及反应的离子方程式为Ag++C「=AgClI,体

现的是Cr的性质。

6.（2021•茂名高一检测）下歹J关于Fe?,和Fe计的叙述中，正确的是（）

A.Fe?+的水溶液为浅绿色

B.Fe"的水溶液为红褐色

C.Fe"具有还原性，FC?-既具有氧化性又具有还原性

D.Fe计溶液中滴入含SCN一的溶液，立即出现红色沉淀

【解析】选A。Fe?+的水溶液为浅绿色，A正确；F^+的水溶液为黄色，氢氧化铁

沉淀或胶体才是红褐色，B错误；Fe?+是铁元素的高价状态，具有强氧化性，C错

误；F/+溶液中滴入含SCN一的溶液，溶液立即出现红色，而不是沉淀，D错误。

二、非选择题(本题共1小题，共15分)

7.(2021•大连高一检测)绿矶晶体(FeS0-7H20)由于保存不妥或长久放置，容易

被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矶样品的变质情况，化学兴趣小组的同学

设计了下列实验方案。

可供选择的试剂：硫氟化钾溶液、酸性高镭酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯

化铁溶液，请参与完成方案设计。

实验准备：取少量绿机样品，用蒸福水在烧杯中配成溶液。

(1)证明绿矶已被氧化的实验操作为_____________________________________

_______________________________________________________________;

⑵证明绿矶已完全被氧化的实验操作为

_______________________________________________________________;

(3)使用绿机溶液时，防止被氧化的措施为

________________________________________________________________O

【解析】(1)绿矶样品被氧化会生成Fe味有Fe，+存在即可说明绿矶样品己被氧化,

Fe"可使硫氟化钾溶液变为红色。

(2)Fe2+能使酸性高镭酸钾溶液褪色，若溶液不褪色，说明溶液中没有Fe?+,则证

明绿矶样品完全被氧化。

(3)为防止Fe"的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，加入铁粉后Fe3+与铁反应生

成Fe2\

答案：(1)取少量溶液，加入几滴硫氟化钾溶液，若观察到溶液变红色，则证明绿

矶样品已被氧化

（2）取少量溶液，加入几滴酸性高镭酸钾溶液，若观察到溶液不褪色，则证明绿矶

样品完全被氧化

（3）向溶液中加入适量铁粉

应用实践共35分

一、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分）

8.（2021•芜湖高一检测）《祀农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，

得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验

用品不能都用到的是（）

自备D□Y（I百溜vI

①②③④6⑥⑦⑧⑨⑩

A.将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨

B.用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸储水稀释，选用④、⑥和⑦

C.过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦

D.检验滤液中的Fe",选用③、⑧和⑩

【解析】选B。将茶叶灼烧灰化，应在用期中加热，①、②和⑨都能用到，故A不

符合题意；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸储水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒

搅拌，选用④和⑦，用不到⑥，故B符合题意；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻

璃棒，④、⑤和⑦都能用到，放C不符合题意；检验滤液中的Fe?+,可用胶头滴

管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的实验用品有试管、KSCN溶液、

胶头滴管等，③、⑧和⑩都能用到，故D不符合题意。

【补偿训练】

某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：

口山研磨硫酸田菊”2（）2过量树水

补血剂”片I亍魂国k--------

多步操作---------------

红褐色悬浊液曹》圉筱固体砚，g|

下列说法不正确的是（）

A.步骤①研磨时需要在研钵中进行

B.步骤②加入氨水的作用是将Fe?+完全沉淀

C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重

D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg

【解析】选B。步骤①是将补血剂磨成细粉，便于溶解，研磨时需要在研钵中进行,

A正确；步骤②中加入过氧化氢是将Fe"氧化为Fe",然后用过量氨水将Fe计完全

沉淀为红褐色氢氧化铁，B错误；步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测

定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至

恒重、冷却、称重，C正确；3g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的

112

wgXl60

质量，所以每片补血剂中含铁元素的质量为一记一=

0.07wg,D正确。

9.（2021•深圳高一检测）某溶液中可能存在Mg?*、Fe2\Fe3+,加入NaOH溶液,

开始时有白色絮状沉淀生成，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Fe?+,一定没有Fe计、Mg"

B.一定有Fe",一定没有Fc＞、Mg"

C.一定有Fe»,可能有F1+,一定没有Mg-

D.一定有Fe”,可能有Mg?*,一定没有F/+

【解析】选D。加入NaOH溶液，开始时产生白色沉淀，则原溶液中一定不含有Fe，

十,最后沉淀变成红褐色，则一定含有F4+,不能确定是否含有Mg?卡。

10.（2021•潍坊高一检测）己知：①绿茶中含有大量的鞅酸；②糅酸亚铁溶液为

无色，鞍酸铁溶液为蓝黑色。根据实验流程分析，下列叙述错误的是（）

FCS（）4维生素C

绿茶水E蓝黑色F-恢复为原色

KSCN溶液J乩。2溶液.得当“j

③滴加A不乂色④滴加’乂为」色

A.绿茶水与FeSOi反应生成的糅酸亚铁易被氧化成鞅酸铁而呈蓝黑色

B.维生素C可将糅酸铁还原成糅酸亚铁

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。糅酸亚铁溶液为无色，糅酸铁溶液为蓝黑色，在绿茶水中加入FeSO”

出现蓝黑色，说明鞅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能将糅酸铁还原成鞅酸亚铁，表现还原性,

B正确；④中发生的反应有维生素C、Fe?+被12氧化、

Fe"与SCN一的络合反应等，反应不止2个，C错误；因为绿茶水中的糅酸与补铁剂

中的Fe"反应生成糅酸亚铁，猱酸亚铁不稳定，易被氧化为糅酸铁，故服用补铁

剂时不能喝绿茶，D正确。

11.（2021•珠海高一检测）用铁泥（主要成分为Fe203>FeO和Fe）制备纳米FeA（¥

均直径25nm）的流程示意图如图：

(出0：溶液

铁液

加热、搅拌、

D

泥分离、干燥一纳米

预~⑥*Fe3d

稀盐酸阙Fe一

处

理

)

下列叙述错误的是（）

A.步骤①中，生成车间要禁止烟火

B.步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe计+Fe=3Fe2+

C.步骤④中H2O2应该过量

D.步骤⑤中，为验证得到的固体是纳米态FesO,粒子，可将其形成分散系，做丁达

尔效应实验

【解析】选C。步骤①中铁与盐酸会反应放出氢气，因此生成车间要禁止烟火，故

A正确；滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子

和除去过量的盐酸：2Fe3++Fe=3Fe2+,故B正确；步骤④中，过量的此2在步骤

⑤中会继续氧化+2价的铁，因此步骤④中也。2不能过量，故C错误；纳米态Fes。’

的平均直径25nm,形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，故

D正确。

二、非选择题（本题共1小题，共15分）

12.（2021•鹰潭高一检测）金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作

用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，工业上常用FeCl,

溶液作为“腐蚀液”，有CuCL和FeCk生成。如图是某工程师为了从使用过的腐

蚀废液中回收铜并重新获得FeCh溶液所采用的工艺流程图：

螺「滤液(含有②)---------1合并通gFeCh

废液墨一力喘器广滤液溶液

L滤渣③工曾(含有②)

过渡

■•金属铜

请回答下列问题。

(1)实验室中，检验溶液中存在F4+的试剂是,证明Fe”存在的现象是

_________________________________________________________________O

(2)写出FeCh溶液与金属铜发生反应的离子方程式：。

⑶写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式：

①,②，®。

(4)含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为o

【解析】废液中含有FeCb、CuCb、FeCl3,向废液中加入过量Fe,发生的离子反

应为2Fe"+Fe=3Fe2+、Cu2+-FFe=Fe2++Cu,然后过滤，滤液中含有FeCk,滤

渣中含有Cu、Fe,向滤渣中加入过量盐酸，Fe溶解，Cu不溶解，然后过滤得到金

属单质Cu,滤液中含有FeCL向含有FeCh滤液中通入过量Ck,发生的离子反应

为2Fe2+4-Cl,=2Fe3++2Cl",从而得到FeCk溶液。

(l)Fe"和KSCN溶液混合生成络合物硫氟化铁而使溶液呈红色，可以用KSCN溶液

检验Fe计。

⑵氯化铁具有氧化性，能氧化Cu生成铜离子，自身被还原生成氯化亚铁，离了

反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2\

(3)通过以上分析知，①②④分别是Fe、FeCb、HC1O

(4)FeCb与CL发生氧化还原反应生成FeCL,化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl30

答案：(l)KSCN溶液溶液变成红色

(2)2Fe"+Cu=2Fe2++Cu2+

(3)FeFeCLHC1

(4)2FeCl2+Cl2=2FeCl3

迁移创新共20分

非选择题（本题共1小题，共20分）

13.（2021•福州高一检测）I.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：

①（2）

Fc2+MFc3+MFe（广

④③

回答下列有关问题：

Fe与过量盐酸反应可以制取FeCk。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的

转化，要求产物纯净，可选用（选填字母）。

a.Cl2b.Fec.Cud.KMnO,

II.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，设计了如图所示实验方案：

南壶|淡黄色溶液|必如|淡红色溶液|新制"I红色溶液

（1）该同学在实验中加入了过量新制氯水，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SCV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：o

【设计方案】

⑵为了对你所提出的假设2进行验证，实验方案是

【解析】I.要使产物纯净，必须使物质间发生反应后，没有杂质生成；氯气有氧

化性，能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时有氯离子生成，没有杂质生成，

故a正确；铁与铁离子反应生成二价铁离子，不引入其他杂质，故b正确；铜与

铁离子反应生成铜离子和亚铁啕子，引入了铜离子杂质，故c错误；酸性高锌酸

钾氧化亚铁离子时，产物会有钾离子、钵离子引入，不符合产物纯净的要求，故d

错误；故选ab。

n.（D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Fe计、SCV有关，故可能是溶液

中的Fe计被CL氧化为更高的价态，也可能是由于SCN一具有还原性，CL是一种强

氧化剂，SCN一被过量的新制氯水氧化，导致红色褪去。（2）假设Fe计没有被氧化，

而是SCM被氧化，则只要向褪色后的溶液中加入过量KSCN溶液，溶液出现红色,

说明假设2成立；若溶液不出现红色，说明假设2不成立。

答案：I.ab

II.（1）SCN一被过量的新制氯水氧化

⑵取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明假设2

成立；若溶液不变为红色，则假设2不成立

三利用“价态二维图”认识铁及其化合物的关系（提升课时）

学习理解共30分

一、选择题（本题共4小题，每小题5分，共40分）

1.化学既是一门变幻无穷的神奇学科，也是一个色彩缤纷的美丽世界，对下列物

质的颜色判断错误的是（）

A.Cl2：黄绿色气体

B.FeCL溶液：棕黄色溶液

C.Fe3O.,：红棕色固体

D.FeO：黑色固体

【解析】选C。CL是黄绿色气体，A正确；FeCh溶液是棕黄色溶液，B正确；Fa。」

是黑色固体，氧化铁为红棕色固体，C不正确；FeO是黑色固体，D正确。

【补偿训练】

下列反应，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是（）

①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO,溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间

③FeCb溶液中滴入KSCN溶液④硫酸铜吸水

A.②③©①B.③②①④

C.③①@②D.①④②③

【解析】选B。①钠在氧气中燃烧生成Naz。?，产物为淡黄色；②FeSO,溶液中加入

NaOH溶液，生成Fe（0H）2,放置一段时间会被氧气氧化成Fe（OH）3,为红褐色；③

Fe计与SCN一结合显红色；④CuSOq吸水后生成CuSO4-5H2O呈蓝色。

2.（2021•安庆高一检测）下列反应中有三价铁生成的是（）

①铁丝在空气中生锈

②向FeB上溶液中通入足量Cl2

③将铁片置于CuCL溶液中

④Fe（OH）2暴露在空气中

⑤向FeSO,溶液中滴加双氧水

⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe30.,

A.①②③④⑤B.②③④⑤

C.①②④⑤⑥D.全部

【解析】选C。。2、CL、也。2（双氧水）均可把Fe或二价铁氧化为三价铁，FeG中既

含二价铁，又含三价铁，Ci?+只能把Fe氧化为Fe2+。

3.向100mLFe2（S0）3和CuSOi的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩

余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法

错误的是（）

A.a点时溶液中的阳离子为Fe计和Fe计

B.b点时溶液中发生的是铁与硫酸铜的置换反应

C.c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5mol•L-1

D.原溶液中Fe2（S0,3和CuSO,的物质的量浓度之比为1：1

【解析】选D。由氧化性的强弱（Fe">Cu2+）及图像变化可知：①0-5.6gFe发

4Fe+2Fe3+=3Fe2+,②0.56g〜1.68gFe时，消耗铁1.12g,剩余物为

1.28g,而1.28gCu的物质的量为0.02mol,此时发生Fe+Cu2-=Cu+Fe2+；

③加入铁粉为从1.68g〜2.24g(即加入0.56gFe)时，固体增加1.84g-1.28g

=0.56g,所以此时溶液中不含。?十,反应完全，以此来解答。人.0~5.68尸。发

±Fe+2Fe3+=3Fe2+,a点时溶液中阳离子为CiT、Fe?+和FeT故A正确;B.由

图可知加入铁粉0.56g〜1.68g时,n(Fe)=1.12g-r56g•mol-l=0.02mol,

剩余物为1.28g,即1.28gCu的物质的量为1.28g+64g・mor'=0.02mol,

此时发生Fe+CiT=Cu+Fe2+,即发生的是铁与硫酸铜的置换反应，故B正确；

C.由图像可知原溶液中Fe"为0.02mol,即Fe2(SO3为0.01mol,n(SOf)=

3n[Fe2(S04)3]=0.03mol,Cu”为0.02mol,即CuS04为0.02mol,n(SO：)=n(CuS04)

=0.02mol,当加入铁粉为从1.68g〜2.24g(即加入0.56gFe)时,固体增加

1.84g-1.28g=0.56g,溶液中不含,+,溶液中溶质为FeSO”n(S0:)=0.02

mol+0.03mol=0.05mol,SO：守恒有n(FeSO)=n(S0：)=0.05mol,所以c

点溶液中溶质的物质的量浓度为0.05mol^-0.1L=0.5mol•L-1,故C正确；D.

由上述分析可知原溶液中Fe2(S03为0.01mol,CuSO”为0.02mol,所以原溶液

中Fe2(S04)和CuSO,的物质的量浓度之比=物质的量之比为1：2,故D错误。

【补偿训练】

电子工业制作印刷电路板常用FeCh溶液腐蚀覆铜板，使用后的腐蚀液中加入一定

量铁粉，充分反应。下列对反应后反应体系中成分分析合理的是()

A.若无固体剩余，则溶液中可能还有Fe计

B.若有固体存在，则该固体可能只有铁

C.若溶液中有C/+,则一定没有固体析出

D.若溶液中有F/十，则一定有Cu析出

【解析】选A。FeCh溶液腐蚀印刷电路板上的铜发生反应：Cu+2F/+=C/+2匿

十,腐蚀液中应含有Fe"、Fe?+、Cu2+,由于Fe$+氧化性强于C/+,加入铁粉,先

与Fe"反应：Fe+2Fe："^3Fe",再与Cu"反应：Fe+Cu"=Cu+Fe"。A.若无

固体剩余，说明溶液中铜全部以Ci?+形式存在，加入的铁粉完全反应，溶液中一

定含有Fe>+,若加入的铁粉不足，不能将Fe"全部转化为

Fe”,则溶液中可能还有Fe"，故A正确；B.若有固体存在，该固体中一定有铜，

若加入的铁粉过量，可能还含有铁，但不可能只有铁，故B错误；C.若溶液中有

Cu2+,加入的铁粉不足，可能只与Fe“反应生成Fe?+,也可能将Fe"全部转化为

%2+后还有剩余，剩余部分不能将Ci?+全部转化为Cu,则可能有固体析出，故C

错误；D.当加入的铁粉不足，只发生Fe+2F)+=3Fe2+时，则不会有Cu析出，故

D错误。

4.(2021•聊城高一检测)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知

识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐

标所绘制的二维图。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的

转化关系，下列说法正确的是()

+6FeOV

繇+3]⑤

辱+2O

Fe2O3@Fe(OH)3®*『”

2

2^FCOFe(OH)2-^*Fe*

Fe

单质气:化物氢氧化物盐物加类别

A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①

B.加热Fe(0H)3发生转化⑥，届2。3加水溶解可转化为Fe(0H)3

C.由图可预测：高铁酸盐(FeO7)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒

D.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成Fe?。？

【解析】选C。铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①,

故A错误；加热Fc(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，Fez。,不溶于水，加水不溶解

不可转化为Fe(OH)s,故B错误；高铁酸盐(FeO;)具有强氧化性，与水反应生成

FQ(0H)3胶体，其中元素化合价由+3价变为+6价，则0元素化合价由一2价

变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeO1+

10H20=4Fe(0H)3(®ft)+3021+80H,生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸

附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受

热，部分被氧化，氧化生成FesO”故D错误。

二、非选择题(本题共1小题，共10分)

5.已知有以下物质相互转化

焰色反应

厂气体L溶液呈紫色

金蓝色

AgNO」(透J

-D溶液钻玻璃)

IAI^稀HNO)

一白色沉淀H

溶液白色

空气年翳翅ml

1沉淀E

A

试回答：

(1)写出B的化学式,C的化学式,D的化学式o

⑵写出由E转变成F的化学方程式o

(3)把KSCN力口至I」G溶液中的现象是；向G溶液

加入A的有关离子反应方程式o

(4)焰色试验是(填“物理”或“化学”)变化，经过焰色试验后

的伯丝可选择下面_______