2024-2025学年新教材高中化学专题9金属与人类文明2.2铁及其化合物转化反应条件影响的探究课时练含解析苏教版必修2

PAGE8-铁及其化合物转化反应条件影响的探究(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1.(2024·厦门高一检测)下列关于铁元素及其化合物的一些叙述中，正确的是()A.铁的三种氧化物均为黑色B.铁的两种氢氧化物均难溶于水C.铁属于人体内的常量元素，不会缺少，不用补充D.地壳中有含有铁单质的矿物，可以干脆开采【解析】选B。Fe2O3为红棕色固体，A项错误；Fe(OH)2、Fe(OH)3均难溶于水，B项正确；铁属于人体必需的微量元素，缺少时须要补充，C项错误；地壳中不含铁单质，含铁的矿物中，铁元素以化合态存在，D项错误。2.下列各试剂中，不能用来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3的是 ()A.NaOH溶液 B.酸性KMnO4溶液C.BaCl2溶液 D.KSCN溶液【解析】选C。向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀快速变为灰绿色，最终变成红褐色，向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后马上生成红褐色沉淀，两者反应现象不同，可鉴别，A错误；亚铁离子具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，可鉴别，B错误；二者均与氯化钡溶液反应生成白色沉淀硫酸钡，不能鉴别，C正确；加入KSCN溶液马上呈血红色的是硫酸铁；加KSCN溶液没有明显现象的硫酸亚铁，可鉴别，D错误。3.为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入()A.KSCN溶液 B.铁片C.NaOH溶液 D.石蕊溶液【解析】选A。Fe2+与KSCN不反应，而Fe3+与KSCN溶液反应生成血红色络合物，反应现象明显，因此可以用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质，A合理；铁片与Fe2+不能反应，而与Fe3+反应产生Fe2+，反应现象不明显，因此铁片只能使变质的Fe3+转化为Fe2+，不能用于检验FeCl2溶液是否变质，B不合理；Fe2+与OH-反应产生Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2不稳定，简洁被溶解在溶液中的空气氧化产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，因此看到的现象是沉淀由白色快速变为灰绿色，最终变为红褐色，因此不简洁视察到FeCl2溶液是否变质，C不合理；FeCl2、FeCl3都是强酸弱碱盐，金属阳离子发生水解反应使溶液显酸性，因此都可以使石蕊溶液变为红色，因此不能检验FeCl2溶液是否变质，D不合理。4.(2024·唐山高一检测)下列离子的检验方法合理的是 ()A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又视察到颜色渐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2+，不含有Mg2+【解析】选C。Fe3+与SCN-生成血红色Fe(SCN)3，该现象可以证明存在Fe3+，但无法确定Fe2+的存在，A项错误；通入Cl2后存在Fe3+，原溶液可能存在Fe2+或Fe3+或Fe2+、Fe3+，B项错误；Fe(OH)3是红褐色沉淀，C项正确；Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀的视察，所以当含Fe2+的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现上述现象，D项错误。5.(2024·泰州高一检测)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改变为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 ()A.Fe(OH)3Fe2O3B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4【解析】选B。铁屑溶于过量稀硫酸，生成FeSO4溶液，向滤液中加入过量氨水，生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3，加热沉淀至质量不再发生改变为止，生成红棕色Fe2O3，B项正确。6.对铁及其化合物的叙述不正确的是 ()A.可用KSCN溶液检验Fe3+B.Fe(OH)2能在空气中稳定存在C.Fe能从CuSO4溶液中置换出CuD.Fe2O3与Al可发生铝热反应【解析】选B。加入KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有铁离子，故A正确；氢氧化亚铁为白色固体，不稳定，易被空气中氧气氧化生成红褐色氢氧化铁，不能稳定存在，故B错误；铁的活泼性大于铜，所以铁可以从CuSO4溶液中置换出铜，故C正确；在金属活动性依次表中，铝排在铁的前面，铝比铁的活泼性强，铁的氧化物能在高温下与Al发生铝热反应，故D正确。7.(2024·苏州高一检测)在含有1molFeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是 ()A.Fe B.FeOC.Fe(OH)3 D.Fe2O3【解析】选D。FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，Na与H2O反应生成NaOH，OH-和Fe2+反应生成Fe(OH)2，在空气中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3最终得到的固体为Fe2O3。8.(双选)(2024·南京高一检测)把铁片放入1L1mol·L-1的氯化铁溶液中，下列有关说法正确的是 ()A.发生反应的离子方程式为Fe+Fe3+2Fe2+B.向反应后的溶液中先加氯水，再加KSCN溶液，可检验是否有Fe2+生成C.反应后的溶液不肯定能溶解铜片D.当铁片剩余时，反应后的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色【解析】选C、D。电荷不守恒，故A错误；B选项，若反应后溶液中有剩余的Fe3+，加KSCN会出现血红色，不能确定是否有Fe2+，故B错误；若铁片足量，反应后的溶液中无Fe3+，则不能溶解铜，但溶液中生成的Fe2+会使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C、D正确。9.(教材二次开发·原创题)证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的试验方法是()①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显血红色②先滴加KSCN溶液，不显血红色，再滴加氯水后显血红色③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最终呈红褐色④只需滴加KSCN溶液A.①② B.②③C.③④ D.①④【解析】选B。假如干脆加KSCN溶液，不变血红色，只能证明不含有Fe3+，不能证明含有Fe2+；先加氯水，再加KSCN溶液后显血红色，只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+，至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的，所以①④都不正确；先滴加KSCN溶液，不显血红色，证明不含有Fe3+，再滴加氯水后显血红色，证明加氯水前含有Fe2+，所以②正确；滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最终呈红褐色，这是Fe2+的特征反应现象，也能证明加NaOH之前不含有Fe3+，所以③也正确。【加固训练】不能证明某溶液中含有Fe2+的是 ()A.该溶液呈浅绿色B.该溶液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀并快速变成灰绿色，最终变为红褐色C.向该溶液中加入氯水，再滴入几滴KSCN溶液，呈血红色D.向该溶液中滴入几滴KSCN溶液，不变色，再加入氯水，呈血红色【解析】选C。Fe2+的溶液呈浅绿色，故当溶液呈浅绿色时，说明含Fe2+，故A正确；滴加NaOH溶液，利用先产生白色沉淀，后变灰绿色，最终变为红褐色，说明原溶液含有Fe2+，Fe3+和氢氧化钠溶液反应马上生成氢氧化铁沉淀，所以只能视察到红褐色沉淀，所以该试验能证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+，故B正确；先滴加氯水，若原溶液含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显血红色，无法证明原溶液是否含有Fe2+，故C错误；向溶液中滴加KSCN溶液，不显血红色，说明原溶液不含有Fe3+，再加入氯水，溶液变血红色，则说明滴入氯水后溶液中含Fe3+，则说明原溶液中含Fe2+，是滴入的氯水将Fe2+氧化为Fe3+，故D正确。10.(2024·湖州高一检测)选择合适试剂完成甲、乙两组试验。甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+；乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂依次能达到试验目的的是()试剂选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液【解析】选B。甲组，在Fe3+存在的条件下检验Fe2+，要解除Fe3+干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2+发生有明显现象的反应；二是与Fe3+不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件，试验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2+存在的条件下，检验Fe3+，用KSCN溶液检验Fe3+，Fe2+无干扰。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)11.(12分)(2024·杭州高一检测)白色的Fe(OH)2沉淀在空气中极易被氧化。利用如图装置可以制得白色的Fe(OH)2沉淀，并能在较长时间内保持白色。试验中可选用的试剂有NaOH溶液、铁屑、稀硫酸。(1)Fe(OH)2在空气中被氧化的化学方程式是____________________，

试验现象是_____________________________

。

(2)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______；在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。

(3)在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的试验操作依次是________(选填序号)。

①检验A口排出气体的纯度②夹紧止水夹③打开止水夹(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是

___________。

【解析】本题易错点是(2)中药品的名称，铁屑学生简洁写成铁粉或铁单质，这些是不正确的，因为题目中给出的是铁屑，因此只能写成铁屑；制备氢氧化亚铁，且长时间视察，应解除装置中的空气，以及防止空气的进入。(1)氢氧化亚铁简洁被氧气氧化，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，试验现象是白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；(2)依据试验目的，试管Ⅰ中放入铁屑、稀硫酸，试管Ⅱ中放入NaOH溶液；(3)依据试验目的，试管Ⅰ先产生H2，让氢气解除整个装置中的空气，然后关闭止水夹，利用压强，把试管Ⅰ中液体压入试管Ⅱ中，即操作依次是③①②；(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充溢了整个试验装置，外界空气不易进入。答案：(1)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色(2)稀硫酸、铁屑NaOH溶液(3)③①②(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充溢了整个试验装置，外界空气不易进入12.(18分)铁是应用最广泛的金属，铁的氯化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)在试验室中，FeCl2可用铁粉和_______(填名称)反应制备。

(2)Fe3O4可用多种方法制得，其中由一种单质和一种化合物通过化合反应制备的化学方程式为

_________________________。

(3)试验室在制备Fe(OH)2时必需隔绝空气，否则发生的现象是

__________，

对应的化学方程式为

______________________。

(4)红砖是用黏土高温烧结而成的，因其含有Fe2O3呈红色或棕红色而得名，常用作建筑材料。请设计一个简洁试验证明红砖中含有Fe3+：

______________。

(5)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，试验测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_______。

(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为

_______。

【解析】(1)在试验室中，FeCl2可用铁粉和盐酸反应制备：Fe+2HClFeCl2+H2↑。(2)FeO在空气中加热，即可得到Fe3O4。化学方程式为6FeO+O22Fe3O4。(3)Fe(OH)2简洁被空气中的氧气氧化，所以制备时必需隔绝空气，否则白色的Fe(OH)2会快速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(4)检验红砖中含有Fe3+，可使Fe2O3中的+3价铁转化为Fe3+，然后用KSCN溶液检验Fe3+。方法是将样品粉碎，用盐酸浸泡后取上层清液，滴加KSCN溶液后显血红色。(5)设FeCl2和FeCl3的物质的量分别为x和y，则(x+y)：(2x+3y)=1∶2.1，解得x=9y，则该样品中FeCl3的物质的量分数为10%。(6)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，铁的化合价上升，所以KClO中Cl的化合价降低生成Cl-，其反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。答案：(1)稀盐酸或氯化铁溶液(2)6FeO+O22Fe3O4(3)白色沉淀快速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(4)将样品粉碎，用盐酸浸泡后取上层清液，滴加KSCN溶液后显血红色(5)10%(6)2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题6分，共12分)13.(双选)(2024·潍坊高一检测)下列除杂方案错误的是 ()选项被提纯的物质杂质除杂试剂ACuCl2(aq)Fe3+NaOH溶液、盐酸BAlCl3(aq)Cu2+Al粉CNaHCO3(aq)Na2CO3CO2气体DFeCl3(aq)Cu2+Fe粉【解析】选A、D。先加过量NaOH溶液，铁离子、铜离子均反应，分别生成Fe(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀，过滤后向沉淀中加盐酸，则生成氯化铁与氯化铜，故A错误；Al与Cu2+发生置换反应，可除去杂质，且不引入新杂质，故B正确；Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3，可利用CO2气体除去NaHCO3溶液里混有的Na2CO3，故C正确；Fe可与氯化铁反应，将被提纯物质同时除去，故D错误。14.(2024·北京市通州区高一检测)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，试验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是 ()A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质B.沉淀过程中有CO2气体放出C.过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO【解析】选D。FeSO4溶液中加碳酸氢铵生成FeCO3，过滤、洗涤，即可得到FeCO3固体。亚铁离子变质会生成铁离子，则可利用KSCN溶液检验，故A正确；FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑，则沉淀过程中有CO2气体放出，故B正确；过滤操作中过滤时用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故C正确；二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，所以FeCO3在空气中高温分解不能得到FeO，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共18分)15.(2024·无锡高一检测)已知A为金属单质，下列物质相互转化如图所示：试回答：(1)写出B的化学式___________________________，

D的化学式_________________________________。

(2)写出由E转变成F的化学方程式

_______________________。

(3)检验G溶液中阳离子的试剂为___________________________，

写动身生反应的离子方程式

____________________________。

(4)向G溶液中加入A的有关离子反应方程式为

_______________________。

(5)某同学取B的溶液酸化后加入碘化