2025届高考化学一轮复习规范练8铁及其重要化合物含解析新人教版

PAGEPAGE8铁及其重要化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.通过对试验现象的视察、分析、推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列试验事实的说明正确的是()。选项操作、现象解释A向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝Fe3+能与淀粉溶液发生显色反应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置换出溶液中的氢,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答案:D解析:Fe3+与I-发生反应:2Fe3++2I-I2+2Fe2+,生成的碘单质使淀粉溶液变蓝,A错误;铁在潮湿的空气中易生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,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;Fe(OH)2露置于空气中,易被O2氧化成Fe(OH)3,由白色变为红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,D正确。2.为确定下列久置于空气中的物质是否变质,所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是()。A.Na2SO3溶液(BaCl2溶液)B.FeCl2溶液(KSCN溶液)C.KI溶液(淀粉)D.NaOH溶液(盐酸)答案:A解析:A项,Na2SO3溶液变质后生成Na2SO4,二者均能与氯化钡反应生成沉淀,故加氯化钡不能达到检验目的;B项,FeCl2溶液变质后生成FeCl3,FeCl3遇KSCN变红;C项,KI变质生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝;D项,NaOH在空气中变质生成碳酸钠,盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体。3.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()。A.该溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存B.用该溶液溶解肯定量铜粉,向所得溶液中再加入铁粉,若溶液中有Cu2+,则肯定没有固体析出C.将该溶液蒸干,得到的固体中混有氢氧化铁D.100mL0.1mol·L-1该溶液与足量的Zn充分反应,生成1.12gFe答案:D解析:Fe3+与I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;Fe2(SO4)3溶液溶解Cu时发生反应:Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,此时若Fe2(SO4)3恰好完全反应,再向溶液中加入铁粉,则发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,可析出固体Cu,B项错误;Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铁和硫酸,由于硫酸没有挥发性,二者会再发生反应生成硫酸铁,故将该溶液蒸干,得到的固体中不会是氢氧化铁,而是硫酸铁,C项错误;100mL0.1mol·L-1该溶液含有溶质0.01mol,和足量的Zn充分反应,依据电子守恒及元素守恒可知反应产生0.02molFe,其质量是1.12g,D项正确。4.下列关于Fe3+、Fe2+性质试验的说法错误的是()。A.用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所须要的浓度C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化答案:C解析:A中反应起先时生成的氢气进入B中,可排出空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹C,A中硫酸亚铁溶液在气体压力下进入B中可生成Fe(OH)2,故A项正确;FeCl3易水解,配制FeCl3溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所须要的浓度,故B项正确;Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,故D项正确。5.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()。FeSO4—A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大答案:D解析:碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,故A项正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,故B项正确;KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象,(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2+若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+溶液变红,故C项正确;(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,故D项错误。6.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。下列说法正确的是()。A.该试验表明FeCl3有还原性B.白色沉淀为BaSO3C.该试验表明SO2有漂白性D.反应后溶液酸性增加答案:D解析:SO2通入混合液中,发生反应:SO2+2H2O+2FeCl3H2SO4+2FeCl2+2HCl,溶液由棕黄色变为浅绿色,FeCl3作氧化剂,表现氧化性,SO2表现还原性;H2SO4与BaCl2反应得到BaSO4白色沉淀和HCl,故A、B、C项错误,D项正确。7.有一种粉末是由铁的氧化物中的一种或者两种组成,取3.04g该粉末加热,同时通入足量的CO使之完全反应,再用过量澄清石灰水把生成的气体充分汲取,产生5g沉淀,则该粉末的组成是()。A.只有Fe2O3B.只有FeOC.等物质的量的Fe2O3和Fe3O4D.等物质的量的FeO和Fe3O4答案:D解析:澄清石灰水将生成的气体充分汲取,产生5g沉淀为碳酸钙,物质的量为5g100g·mol-1=0.05mol,依据碳原子守恒可知n(CO2)=0.05mol,氧化物中氧原子的物质的量等于二氧化碳的物质的量,即n(O)=n(CO2)=0.05mol,n(Fe)=mM=3.04g-0.05mol×16g·mol-156g·mol-1=0.04mol,n(Fe)∶n设FeO和Fe3O4的物质的量分别为x、y,则依据铁原子和氧原子守恒可得:x解得:x=0.01mol,y=0.01mol故该粉末是由等物质的量的FeO和Fe3O4组成。8.酸性溶液中,Fe2+会被空气中的氧气缓慢氧化为Fe3+。不同条件下,肯定浓度的Fe2+的氧化率随时间改变关系如图所示。下列有关说法正确的是()。A.该氧化过程的离子方程式为Fe2++O2+4H+Fe3++2H2OB.pH=1.5时Fe2+的氧化率肯定比pH=2.5的大C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D.其他条件相同,80℃时Fe2+的氧化率比50℃的大答案:D解析:A项中离子方程式电子转移数目不守恒,应为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,A项错误;由图像知,Fe2+的氧化率受pH和温度的影响,所以pH=1.5时Fe2+的氧化率不肯定比pH=2.5时的大,B项错误;Fe2+的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关,还与离子的浓度等因素有关,C项错误;由图像可知,其他条件相同温度不同时,Fe2+的氧化率与温度成正比,温度越高Fe2+的氧化率越大,D项正确。9.常温时,将0.1molFe(NO3)3和2molHCl溶于水得2L溶液,然后向该溶液投入mg铁粉使其充分反应后,滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是()。A.由于氧化性Fe3+>H+,首先发生的反应是Fe+2Fe3+3Fe2+B.当加入16.8g铁粉时,可生成标准状况下6.72L气体C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在D.m至少等于28g,反应过程中溶液的质量始终在减小答案:B解析:酸性条件下,NO3-有强氧化性,因此首先发生的反应是Fe+NO3-+4H+NO↑+Fe3++2H2O①,然后发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+②,Fe+2H+Fe2++H2↑③,A项错误;当加入16.8g铁粉时,刚好发生上述①反应,生成标准状况下的6.72LNO气体生成0.3molFe3+,消耗1.2molH+,B项正确;依据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3+,C项错误;依据方程式计算则至少消耗铁16.8g+(0.1+0.3)×0.5×56g=28g,但反应过程中溶液的质量始终10.已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3+和Cr3+。现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的改变关系如图所示,下列说法中不正确的是()。A.图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7B.图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2C.若将上述过程中的KI溶液换为K3[Fe(CN)6]溶液,则AB段有蓝色沉淀生成D.起先加入的K2Cr2O7为0.25mol答案:C解析:依据图示可知起先时Fe3+物质的量不变,则说明Fe3+没有参与反应,因此AB段应为K2Cr2O7和碘化钾的反应,K2Cr2O7为氧化剂,A项正确;BC段Fe3+物质的量渐渐减小,为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2,B项正确;与K3[Fe(CN)6]溶液反应有蓝色沉淀生成的是Fe2+,但AB段没有Fe2+,C项错误;由氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的关系式为K2Cr2O7~6I-,共消耗的n(I-)=1.5mol,则起先加入的K2Cr2O7的物质的量为0.25mol,D项正确。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(16分)铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料,其中发生的一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,若有3molFeS2参与反应,则转移mol电子。

(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板的腐蚀剂,反应的离子方程式为

。从腐蚀废液中回收金属铜须要的试剂是。

(3)与明矾相像,硫酸铁也可用于净水,其作用原理是

(用离子方程式表示);在运用时发觉硫酸铁并不能使酸性废水中悬浮物沉降除去,其缘由是

。(4)钢铁的电化学腐蚀简洁示意图如图所示,发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为

;该图稍做修改即可成为钢铁电化学防护的简洁示意图,请完成防护的简洁示意图并标出电子流淌的方向。(5)铁红是一种红色颜料,其主要成分是Fe2O3。将肯定量的铁红溶于160mL5mol·L-1盐酸中,再加入肯定量铁粉恰好溶解,收集到2.24L氢气(标准状况),经检测,溶液中无Fe3+,则参与反应的铁粉的质量为。

答案:(1)32(2)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+铁粉、稀盐酸(其他合理答案均可)(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+在酸性条件下抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体,不能使悬浮物沉降除去(4)O2+2H2O+4e-4OH-或(其他合理答案均可)(5)11.2g解析:(1)反应过程中,氧元素从0价变为-2价,每消耗1molO2转移4mol电子,当有3mol的FeS2参与反应时,消耗8mol的O2,故转移32mol的电子;(2)Fe3+与铜反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;腐蚀废液中的铜元素以Cu2+的形式存在,故回收金属铜还须要的试剂是铁粉、稀盐酸;(3)硫酸铁的净水原理是Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,Fe(OH)3胶体可以吸附水中的杂质;酸性废水中存在大量的H+,从而抑制了Fe3+的水解,故硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降;(4)钢铁发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-;利用原电池原理可爱护铁,此时可将石墨电极调换为锌片,工作中电子由锌通过导线流向铁电极;还可利用电解池原理,将铁与电源的负极相连接,此时电子由石墨电极流出进入电源的正极,再由电源的负极流出进入铁电极上;(5)由加入铁粉后收集到0.1molH2知,Fe2O3与盐酸反应后HCl剩余0.2mol,故与Fe2O3反应的HCl的物质的量为(160×5×10-3-0.2)mol=0.6mol。结合Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O可知,生成了0.2mol的Fe3+。加入的铁粉先与Fe3+反应:2Fe3++Fe3Fe2+,故Fe3+消耗0.1molFe,综上所述,共消耗0.2molFe,质量为11.2g。12.(18分)绿矾是含有肯定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学爱好小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显改变。再向试管中通入空气,溶液渐渐变红。由此可知:、。

(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。按下图连接好装置进行试验。①仪器B的名称是。

②将下列试验操作步骤正确排序(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。

a.点燃酒精灯,加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2e.称量A f.冷却到室温③依据试验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=(列式表示)。若试验时按a、d次序操作,则使x(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。试验后反应管中残留固体为红色粉末。①C、D中的溶液依次为(填小写字母)。C、D中有气泡冒出,并可视察到的现象分别为。

a.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.浓硫酸②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式

。

答案:(1)样品中没有Fe3+Fe2+易被氧化成Fe3+(2)①干燥管②dabfce③76((3)①c、a产生白色沉淀、褪色②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑解析:(1)样品溶于水,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显改变,说明样品中不存在Fe3+;通入空气,溶液渐渐变红色,说明Fe2+易被氧气氧化为Fe3+。(2)①B为干燥管;②在反应之前先通入N2,目的是解除装置中的空气,防止Fe2+被空气中的O2氧化,再加热使绿矾隔绝空气分解,然后熄灭酒精灯使其在N2中冷却到室温,再关闭K1、K2,最终称量A,依据前后质量改变,可得出失去的结晶水质量。则操作步骤的正确排序是dabfce。③依据题意FeSO4的质量为(m3-m1)g,结晶水的质量为(m2-m3)g,绿矾分解反应的化学方程式为:FeSO4·xH2OFeSO4+xH2O152 18x(m3-m1)g (m2-m3)g则152(m3-m1)g=18x(m2-m3)g,得x=76(m2-m3)9(m3-m1);若按a、d次序操作,Fe2+会被空气中的O2氧化,导致m3增大,由表达式x=76(m2-m3)9(m3-m1),可推断x偏小。(3)①FeSO4分解看到有红色粉末,说明有Fe2O3生成。将气体通入BaCl2溶液中,若有沉淀生成,说明产物中有SO3,SO2与BaCl2不反应。接着通入品红溶液中,若红色褪去,说明产物中有SO2,SO2并不能完全被品红汲取,所以在最终要进行尾气处理。BaCl2溶液不能换成Ba(NO3)13.(16分)为了爱护环境,充分利用资源,某探讨小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是

。

(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,