铁及其化合物+同步练习题 高一上学期人教版（2019）化学必修第一册

3.1铁及其化合物同步练习题一、选择题1．为了确定(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分，下列实验操作及叙述中错误的是A．取少量样品放入试管中，加热，试管口放一团蘸有无水硫酸铜粉末的棉花团，变蓝则可证明晶体的成分中含有结晶水B．取少量样品溶于水，向溶液中滴入2滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则可证明晶体的成分中含有Fe2+C．取少量样品溶于水，加入HCl酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有D．取少量样品放入试管中，加入少量浓NaOH溶液并加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则可证明晶体的成分中含有2．要实现Fe转化为Fe2+，可选用足量的A．浓硫酸 B．氯气 C．稀硝酸 D．稀硫酸3．下列选项中的物质用途对应正确的是选项物质用途AFe(OH)3胶体杀菌、消毒BNa2O呼吸面具的供氧剂CNa2CO3单一膨松剂DFe2O3红色涂料A．A B．B C．C D．D4．下列叙述中，正确的是A．高温下，铁和水蒸气反应可以生成Fe2O3B．可用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液C．赤铁矿的主要成分是Fe3O4D．稀土金属可以用于生产合金5．向一定量的Fe和Fe3O4的混合物中加入100mL0.1mol/L的稀硫酸，固体恰好完全溶解且有气体放出，所得溶液滴加KSCN无明显现象。若用足量的H2在高温下去还原相同质量的此混合物，充分反应后，得到的固体的质量为A．0.28g B．0.56g C．0.84g D．1.12g6．向含和混合溶液中加入一定量锌粉，反应过程中各离子的物质的量与加入锌粉的物质的量关系如图所示。下列说法正确的是A．起始时，溶液和溶液的物质的量浓度均为B．D点的横坐标C．线段表示溶液中的变化趋势D．反应至点时，溶液总质量增加7．氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图：下列说法正确的是A．“酸浸”时Fe3O4发生反应的离子方程式为：Fe3O4+8H+=3Fe2++4H2OB．氧化后的溶液中大量存在的阳离子是：Zn2+、Cu2+、Fe2+、Na+、H+C．由滤液获得ZnSO4·7H2O的操作是蒸发结晶D．“氧化“时，若用NaClO代替H2O2，恰好完全反应时，消耗的NaClO和H2O2的物质的量一样多8．下列生活中的物质其有效成分与用途的对应关系正确的是选项ABCD生活中的物质“84”消毒液铁红纯碱复方氢氧化铝片有效成分NaClO用途杀菌、漂白剂制磁铁发酵粉感冒药A．A B．B C．C D．D二、填空题9．补齐物质与其用途之间的连线如B−a物质用途A．碳酸氢钠a．作呼吸面具供养剂B．过氧化钠b．作食品膨松剂C．漂粉精c．作红色颜料D．氧化铁d．作游泳池消毒剂10．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态色固体色固体与盐酸反应受热分解制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：可溶性铁盐与碱溶液反应：二者的关系在空气中，能够非常迅速地被氧气氧化成，现象是，最后变成，化学方程式为11．标出下列物质的化合价(1)O的化合价Na2O；Na2O2。(2)Fe的化合价FeO；Fe2O3；Fe3O4；K2FeO4。12．镁铁水滑石(镁、铁的碱式碳酸盐)是具有层状结构的无机功能材料，可由Mg(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O及CO(NH2)2等按一定比例在温度高于90℃时反应制得。(1)其他条件不变时，n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)对镁铁水滑石产率和溶液pH的变化关系如图所示：①<3，反应液中产生少量气体，测氨仪未检出NH3，说明逸出的气体主要是(填化学式)。②n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)>12，溶液的pH处于稳定状态，这是因为(2)镁铁水滑石表示为：[FexMgy(OH)z](CO3)w·pH2O(摩尔质量为660g·mol-1)，可通过下列实验和文献数据确定其化学式，步骤如下：I．取镁铁水滑石3.300g加入足量稀硫酸充分反应，收集到气体112mL(标准状况)。II．文献查得镁铁水滑石热分解TG-DSC图：303~473K，失去层间水(结晶水)失重为10.9%；473~773K时，CO32-和OH-分解为CO2和H2O；773K以上产物为MgO、Fe2O3。Ⅲ．称取0.4000g热分解残渣(773K以上)置于碘量瓶中，加入稍过量盐酸使其完全溶解，加入适量水和稍过量的KI溶液，在暗处放置片刻，用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定到溶液呈淡黄色，加入3mL淀粉溶液，继续滴定到溶液蓝色消失。(2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)，消耗Na2S2O3溶液20.00mL。通过计算确定镁铁水滑石的化学式(写出计算过程)。13．已知A、B、X、Y均为中学阶段的常见物质，它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略)：试写出符合下列条件的化学方程式：(1)若物质A为氧化物：；(2)若A为金属单质，X均为非金属单质：。14．某小组同学探究久置FeSO4固体变质的情况，并测定其中铁元素的质量分数。将0.6gFeSO4固体用蒸馏水溶解，配成20mL待测液，进行实验。资料：KSCN中S元素的化合价为﹣2价；酸性条件下，MnO的还原产物为Mn2+。(1)实验一：①i中溶液略微变红，说明待测液中存在。②ii中溶液颜色逐渐加深的原因是(用离子方程式表示)。③由实验一推测FeSO4固体变质的情况是(填字母序号)。a.未变质b.部分变质c.完全变质(2)实验二：探究ii中“红色褪去”的原因。针对“红色褪去”的现象，小组同学猜想可能的原因是，并通过如下实验证实了猜想。将褪色后的溶液分两份分别进行实验：序号操作现象①滴加NaOH溶液产生红褐色沉淀②滴加FeCl3溶液_______请补全②中的现象：。(3)实验三：测定久置FeSO4固体中铁元素的含量，设计实验方案如图：①可选作A的物质是(填字母序号)。a.Znb.Cuc.Fed.KI②若消耗0.1mol/LKMnO4溶液3.6mL，则久置FeSO4固体中铁元素的质量分数是。【参考答案】一、选择题1．C解析：A．取少量样品放入试管中，加热，试管口放一团蘸有无水硫酸铜粉末的棉花团，若晶体加热后能使无水硫酸铜变蓝，即CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O，说明有水生成，则证明晶体中含结晶水，故A正确；B．取少量样品溶于水，先滴入2滴KSCN溶液无现象，再滴入几滴新制氯水，发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，溶液变为红色，则证明晶体的成分中含有Fe2+，故B正确；C．加入HCl酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，有可能发生Ag++Cl-=AgCl↓，则不能证明晶体的成分中含有，故C错误；D．取少量样品于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即+OH-=NH3↑+H2O，有NH3产生，则证明硫酸亚铁铵中含有，故D正确；答案为C。2．D解析：A．常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，加热条件下反应生成硫酸铁，故A错误；B．氯气氧化性较强，与Fe反应生成氯化铁，故B错误；C．硝酸氧化性较强，与铁反应生成硝酸铁，故C错误；D．Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故D正确；故选：D。3．D解析：A．氢氧化铁胶体不能用于杀菌消毒，A项错误；B．氧化钠不能用作呼吸面具的供氧剂，B项错误；C．碳酸钠不能用作单一膨松剂，C项错误。D．Fe2O3呈红棕色，可用作红色涂料，D项正确；故选D。4．D解析：A．高温下，铁和水蒸气反应发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误；B．FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液中均含有Fe3+，都能使KSCN溶液变为血红色，不能用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液，故B错误；C．赤铁矿的主要成分是Ee2O3，故C错误；D．稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理、化学性能，并提高合金室温及高温机械性能，常用于生产合金，故D正确；故答案选D。5．B解析：稀硫酸恰好使混合物完全溶解，硫酸没有剩余，加KSCN无明显现象，说明溶液为FeSO4溶液，根据硫酸根守恒可知，n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.1L×0.1mol/L=0.01mol，用足量的H2在高温下去还原相同质量的此混合物得到铁，根据铁元素守恒可知，n(Fe)=n(FeSO4)=0.01mol，则铁的质量为56g/mol×0.01mol=0.56g，故选B。6．B【分析】氯化铁的氧化性强于氯化亚铁，则氯化亚铁和氯化铁混合溶液中加入一定量锌粉时，氯化铁溶液优先与锌反应生成亚铁离子和锌离子，反应的离子方程式为：，溶液中铁离子浓度减小、亚铁离子浓度增大，由图可知，锌为0.5mol时，铁离子和锌恰好完全反应，则混合溶液中铁离子的物质的量为，亚铁离子的物质的量为2mol；当铁离子完全反应后，亚铁离子与锌发生置换反应生成铁和锌离子，反应的离子方程式为：，溶液中亚铁离子浓度减小，线段AB表示溶液中亚铁离子的物质的量的变化趋势，B点时，亚铁离子和锌恰好完全反应，反应消耗锌的物质的量为2mol，则B点的横坐标为2.5mol，溶液总质量增加的质量为：。解析：A．由分析可知，混合溶液中铁离子和亚铁离子的物质的量都为1mol，则起始时，溶液中氯化铁和氯化亚铁的浓度均为，故A错误；B．由分析可知，锌为0.5mol时，溶液中亚铁离子的物质的量为2mol，设AD段消耗锌为amol，根据D点时亚铁离子的物质的量与锌离子物质的量相等可得：，解得a=0.75mol，则D点的横坐标x=1.25mol，故B正确；C．由分析可知，线段AB表示溶液中亚铁离子的物质的量的变化趋势，故C错误；D．由分析可知，B点时，亚铁离子和锌恰好完全反应，溶液总质量增加的质量为：，故D错误；故选B。7．D【分析】氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)加过量稀硫酸酸浸，过滤，滤液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁，过滤分离除去难溶性物质，然后向滤液中加入双氧水，将亚铁离子氧化生成铁离子，再加入ZnO调节溶液的pH，使铁离子形成氢氧化铁沉淀，过滤，滤液中含有硫酸铜和硫酸锌，加过量锌粉置换铜离子，过滤，滤渣2为Cu和Zn，滤液为硫酸锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4·7H2O晶体，以此解答该题。解析：A．“酸浸”时，Fe3O4与H2SO4反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3、H2O，发生反应的离子方程式为：Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，A错误；B．氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)，加入硫酸后，发生反应产生硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁即过量硫酸，再加入H2O2，可以将硫酸亚铁氧化产生硫酸铁，氧化后的溶液中大量存在的阳离子是：Zn2+、Cu2+、Fe3+、H+，B错误；C．滤液中含有ZnSO4，由滤液获得ZnSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，而不是通过蒸发结晶方法获得，C错误；D．“氧化”时，若用NaClO代替H2O2，NaClO得到电子变为NaCl，每1mol会获得2mol电子；H2O2作氧化剂时变为H2O，每1mol也获得2mol电子，故“氧化”反应恰好完全时，消耗的NaClO和H2O2的物质的量一样多，D正确；故合理选项是D。8．A解析：A．“84”消毒液的有效成分为NaClO，具有强氧化性，可用于杀菌消毒，做漂白剂，故A正确；B．铁红是的俗称，故B错误；C．纯碱为的俗称，故C错误；D．可中和胃酸，是抗酸药物，不是感冒药，故D错误；故选：A。二、填空题9．A−b，C−d，D−c解析：碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，常用作作食品膨松剂，故A−b；漂白精具有消毒杀菌作用，常用作游泳池消毒剂，故C−d；氧化铁是红棕色粉末，常用作红色颜料，故D−c；综上所述，答案为：A−b，C−d，D−c。10．白红褐Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓白色絮状沉淀迅速变成灰绿色红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3解析：Fe(OH)2是白色固体，而Fe(OH)3是红褐色固体；Fe(OH)2是难溶性碱，能够与盐酸发生复分解反应产生FeCl2、H2O，反应的离子方程式为：Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O；Fe(OH)3也是难溶性碱，能够与盐酸发生复分解反应产生FeCl3、H2O，反应的离子方程式为：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O；Fe(OH)3不稳定，在空气中加热发生分解反应产生Fe2O3、H2O，反应的化学方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O；可溶性亚铁盐与碱溶液混合发生复分解反应，产生Fe(OH)2沉淀、金属氯化物，反应的离子方程式为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；可溶性铁盐与碱溶液混合发生复分解反应，产生Fe(OH)3沉淀、金属氯化物，反应的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；Fe(OH)2具有强的还原性，在空气中会迅速被空气中的氧气氧化产生红褐色Fe(OH)3，因此看到现象是：产生的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；根据原子守恒、电子守恒，可得反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。11．(1)-2价-1价(2)+2价+3价+2、+3价+6价解析：（1）Na2O中氧为-2价；Na2O2中氧为-1价；（2）FeO中铁为+价，Fe2O3中铁为+3价，Fe3O4铁为+2、+3价，K2FeO4中铁为+6价。12．CO2（达到气液平衡，）溶液中OH－浓度处于（过）饱和状态[Fe2Mg6(OH)16]CO3·4H2O解析：(1)①根据元素守恒，以及目标产物中含有CO32－，可知如果没有氨气逸出，那逸出的气体主要是CO2；②从图中可以看出，n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)>12时，测氨仪检出的NH3的量也没有变化，从溶液中逸出的NH3的量和溶解在溶液中NH3的相同，达到了平衡状态，溶液中OH－达到饱和状态，答案为：（达到气液平衡，）溶液中OH－浓度处于（过）饱和状态；(2)Ⅰ镁铁水滑石溶于足量的稀硫酸，其中的CO32－会与H＋反应生成CO2，产生112mL的气体，样品的物质的量，产生CO2的物质的量，则w=；Ⅱ在303～473K，镁铁水滑石失去结晶水，失重为10.9%，则p==4；Ⅲ由2Fe3++2I－=I2+2Fe2+，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6，得关系式Fe3+～Na2S2O3，n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000mol·L－1×20.00mL×10－3L·mL－1=2.000×10－3mol，n(Fe2O3)=1.000×10－3mol。热分解残渣中，含有Fe2O3、MgO，则n(MgO)==6.000×10－3mol；则镁铁水滑石中镁和铁的比例为=6.000×10－3mol÷2.000×10－3mol=3；由化合价代数和为0，x×3+y×2+z×(－1)+1×(－2)=0；由摩尔质量为660g·mol－1，56g·mol－1×x+24g·mol－1×y+17g·mol－1×