2024-2025学年新教材高中化学第三章铁金属材料第一节铁及其化合物巩固提升训练含解析新人教版必修第一册

PAGE10-第一节铁及其化合物夯实基础轻松达标1.有关铁的氧化物的说法正确的是()A.Fe3O4是黑色固体,有磁性B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同答案A解析Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。2.某溶液中,滴加KSCN溶液时无明显现象发生,再滴入少量氯水,溶液马上显红色。则原溶液中肯定含有的是()A.Fe2+ B.Fe3+ C.K+ D.NH答案A解析某溶液中加入KSCN溶液无明显现象,再滴加氯水,溶液马上变为红色,说明原溶液含有亚铁离子,加入氯水发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,生成的铁离子和SCN-生成红色溶液。3.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色依次排列的是()①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④无水硫酸铜放入医用酒精中A.②③①④ B.③②①④C.③①②④ D.①②③④答案B解析①钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2;②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置一段时间生成红褐色Fe(OH)3;③FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3;④CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。4.下列物质反应后肯定有+3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.只有① B.只有①③C.只有①②③ D.①②③④答案B解析①中Cl2氧化性强,它能将铁由0价氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是过量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。5.某学习小组进行了下图所示的试验,试验后组员之间的沟通不合理的是()A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应D.丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气答案C解析铁与水蒸气在高温条件下可反应,与液态水加热也不反应。6.(2024浙江温州“十校联合体”期末联考)下列物质中,不能由金属跟非金属单质干脆化合得到的是()A.Na2O2 B.NaCl C.FeCl2 D.Fe3O4答案C解析过氧化钠可由钠和氧气在加热条件下干脆化合得到;氯化钠可由钠和氯气在加热条件下干脆化合得到;氯化亚铁无法由金属跟非金属单质干脆化合得到,铁和氯气在加热条件下会生成氯化铁;四氧化三铁可由铁和氧气在点燃条件下干脆化合得到。7.(2024福建四地六市联考)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计如下试验方案,其中符合试验要求而且完全正确的是()试验操作试验现象离子反应试验结论A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-Fe2+具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2++ZnFe+Zn2+Zn具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色Fe3++Fe2Fe2+铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性答案A解析A项,在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水,氯化亚铁溶液为浅绿色,+2价的铁被氯水氧化,生成+3价的铁,溶液变成棕黄色,所以正确;B项,锌具有还原性,氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性,能氧化锌,同时析出黑色固体铁,试验现象描述不全、且试验结论应为Fe2+具有的,所以错误;C项,离子方程式左右电荷不守恒,正确应为2Fe3++Fe3Fe2+,所以错误;D项,试验现象中,溶液的颜色不正确,反应前氯化铁溶液为棕黄色,反应后氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铜溶液为蓝绿色,所以错误。8.(2024山东临沂第一中学高一检测)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下:(1)步骤(Ⅰ)中分别操作名称是。

(2)沉淀B中主要含有,气体D是。

(3)写出步骤(Ⅲ)中生成FeCl3的化学方程式。

(4)步骤(Ⅲ)中,将氯气换成H2O2也能达到同样的目的,写出H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式:。

答案(1)过滤(2)Cu、FeH2(3)2FeCl2+Cl22FeCl3(4)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O解析从腐蚀废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,由流程可知,先加入过量的Fe与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜,进行过滤分别,则滤液A为FeCl2溶液,沉淀B中含Fe、Cu,加过量盐酸,铁溶解,产生氯化亚铁和氢气,过滤得到金属Cu,滤液C中含FeCl2、HCl,为不引入杂质,合并后通入足量Cl2,将FeCl2全部转化为FeCl3。(1)步骤(Ⅰ)中分别溶液和沉淀的操作名称是过滤。(2)铁与氯化铜发生置换反应生成氯化亚铁和铜,反应中铁过量,则由流程分析可知,沉淀B中含过量的铁和产生的铜。沉淀B中加入盐酸,铁与盐酸反应产生氢气,因此气体D是氢气。(3)氯气具有强氧化性,通入的足量Cl2把氯化亚铁全部转化为FeCl3,发生反应的化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3。(4)双氧水也具有氧化性,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。提升实力跨越等级1.(双选)下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是()A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声C.铁与水蒸气的反应不是氧化还原反应D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应答案AC解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A项错误;不纯的H2在空气中点燃时能发出爆鸣声,B项正确;该反应为氧化还原反应,C项错误;常温下,铁在潮湿的空气中易被腐蚀,D项正确。2.将1.12g铁粉加入25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是()A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5答案C解析n(Fe)=0.02mol,n(FeCl3)=0.05mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+0.06mol;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。3.(双选)(2024云南文山州广南一中高一期中)在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,下列推断正确的是()A.加入KSCN溶液可能变红色B.溶液中肯定含有Fe2+C.溶液中肯定不含Cu2+D.剩余固体中不肯定含有Fe答案BD解析①当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参与反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中肯定没有Fe3+、Cu2+,肯定含有Fe2+;②当固体为铜时,溶液中肯定没有Fe3+,Cu2+恰好全部或部分与Fe反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中肯定没有Fe3+,可能含有Cu2+,肯定含有Fe2+。由于金属有剩余,溶液中肯定不存在Fe3+,所以加入KSCN溶液肯定不变红色,故A错误;溶液中肯定存在Fe2+,故B正确;溶液中可能有Cu2+,故C错误;依据以上分析可知假如铁不足,剩余的固体中没有铁,故D正确。4.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是()A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1答案A解析设参与反应的Fe3+和未参与反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。2FeCl3+Fe3FeCl2 2 3 x 32由题意32x=y,所以x∶y=2∶5.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溶液氢氧化钠溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案B解析甲组,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,不干扰现象视察。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。现象:溶液紫色变浅(或褪色)。乙组:在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+6.(双选)(2024湖南益阳4月模拟)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,还含有少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是(已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀)()A.铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌D.氧化时不能选用试剂H2O2、NaClO溶液答案CD解析铁红的主要成分是氧化铁,为红棕色,可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂,A项正确;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,B项正确;洗涤滤渣时不能用玻璃棒不断搅拌,否则易导致滤纸破损,C项错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液,反应原理分别为:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,D项错误。7.将铁粉投入盛有Cu2+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中肯定不含有的金属离子是;若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中肯定含有的金属离子是;若溶液中不含有Cu2+,则溶液中肯定不含有的金属离子还有。

答案Fe3+、Cu2+Fe2+Fe3+解析溶液中两种离子的氧化性由强到弱的依次是Fe3+>Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为①Fe+2Fe3+3Fe2+,②Fe+Cu2+Fe2++Cu。当Fe剩余时,溶液中Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应①,是否发生反应②不确定,故溶液中肯定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应①②已进行完全,则Fe3+不会存在。8.(2024黑龙江鹤岗一中月考)肯定量的铁粉在氯气中充分燃烧后,将所得固体完全溶于稀盐酸,制得溶液A。(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是。

(2)推想A中可能含有的金属阳离子:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③。甲同学为探究溶液的组成,试验如下:

试验步骤试验现象试验结论及反应离子方程式取少量溶液A于试管中,加入KSCN溶液

假设②不成立,假设①或③成立;反应的离子方程式是

(3)乙同学接着探究溶液A的组成。查阅资料:16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O试验过程:另取少量溶液A于试管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振荡,KMnO4溶液紫红色褪去。试验结论:(填写字母序号)。

a.可能有Fe2+b.可能无Fe2+c.肯定有Fe2+依据你选择的试验结论,简述理由:。

答案(1)2Fe+3Cl22FeCl3(2)含有Fe3+和Fe2+试验现象试验结论及反应离子方程式溶液呈红色Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(3)a因为还原性Fe2+>Cl-,逐滴加入的酸性KMnO4溶液,先将Fe2+氧化,而使溶液紫红色褪去,故可能含有Fe2+(或b加入的酸性KMnO4溶液,将Cl-氧化,而使溶液紫红色褪去)解析(1)铁在氯气中燃烧生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。(2)将肯定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸,假如铁粉剩余,Fe可与稀盐酸反应生成Fe2+,且在所得溶液中铁粉可以把Fe3+还原为Fe2+,所以在溶液中可能含有的金属阳离子为①只有Fe3+;②只有Fe2+;③含有Fe3+和Fe2+。在溶液中检验Fe3+常运用KSCN溶液,因假设②不成立,说明溶液中至少含有Fe3+,所以加入KSCN溶液后溶液变为红色。(3)向溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液时,酸性高锰酸钾可以氧化Fe2+,也可以氧化Cl-,故不能确定溶液中是否含有Fe2+。贴近生活拓展创新★(2024山东济南历城二中月考)试验室用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备补血剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe],有关物质性质如下:甘氨酸(H2NCH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物易溶于水和乙醇,有酸性和还原性易溶于水,难溶于乙醇试验过程:Ⅰ.配制含0.10molFeSO4的绿矾溶液。Ⅱ.制备FeCO3:向配制好的绿矾溶液中,缓慢加入200mL1.1mol·L-1NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤沉淀。Ⅲ.制备(H2NCH2COO)2Fe:试验装置如下图(夹持和加热仪器已省略),将试验Ⅱ得到的沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中反应产生的气体将C中空气排净,接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题:(1)试验Ⅰ中:试验室配制绿矾溶液时,为防止FeSO4被氧化变质,应加入的试剂为(写化学式)。

(2)试验Ⅱ中:生成沉淀的离子方程式为。

(3)试验Ⅲ中:①检查装置A的气密性的方法是。

②装置A中所盛放的药品是(填序号)。

a.Na2CO3和稀硫酸b.CaCO3和稀硫酸c.CaCO3和稀盐酸③确认C中空气排尽的试验现象是。

④加入柠檬酸溶液一方面可促进FeCO3溶解,另一个作用是。

⑤洗涤试验Ⅲ中得到的沉淀,所选