2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练6铁及其重要化合物

课时跟踪练6一、选择题1．(2024·深圳试验学校月考)下列铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是()A．金属Fe具有导热性，可用于制造炊具B．纳米Fe3O4颗粒呈黑色，可用作磁性材料C．Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂D．FeCl3溶液具有氧化性，可用于蚀刻铜制品解析：金属铁具有良好的导热性，可用于制造炊具，存在对应关系，故A项不符合题意；四氧化三铁颗粒显黑色，与作磁性材料无关，故B项符合题意；氢氧化铁胶体可吸附水中悬浮固体小颗粒，胶体聚沉，达到净水的目的，氢氧化铁胶体可作净水剂，故C项不符合题意；氯化铁具有强氧化性，能与Cu发生反应2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，可以刻蚀铜制品，故D项不符合题意。答案：B2．(2024·广东卷)为检验牺牲阳极的阴极爱护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别试验，能说明铁片没有被腐蚀的是()A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉KI溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成解析：镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，破损的位置会变大，铁也会接着和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。据此分析解答。氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A项不符合题意；淀粉KI溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B项不符合题意；KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C项不符合题意；K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2＋的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D项符合题意。答案：D3．(2024·襄阳五中阶段考)已知NO能被FeSO4溶液汲取生成协作物[Fe(NO)(H2O)5]SO4。下列说法正确的是()A．该协作物中阴离子为平面正方形B．该协作物的配体为NO，配位数为1C．Fe2＋的价层电子排布式为3d54s1，易被氧化为Fe3＋D．H2O的VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形解析：题给协作物的阴离子为SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)中S原子价层电子对数＝4＋eq\f(6＋2－2×4,2)＝4且不含孤电子对，所以该离子为正四面体形，选项A错误；[Fe(NO)(H2O)5]SO4中配体为NO、H2O，且它们的个数之和为Fe2＋的配位数，所以该配体的配位数为6，选项B错误；Fe2＋的电子排布式为[Ar]3d6，被氧化为Fe3＋时失去的电子位于3d轨道，选项C错误；水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，则分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型结构为V形，选项D正确。答案：D4．(2024·广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系解析：图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。A项，Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3=3FeCl2；B项，Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原；C项，Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，接着煮沸至溶液呈红褐色，停止加热；D项，b→c→d→e→b转化如FeCl2eq\o(→,\s\up14(NaOH))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up14(O2、H2O))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up14(稀HCl))FeCl3eq\o(→,\s\up14(Fe))FeCl2。答案：C5．(2024·珠海第一中学期中)某同学欲验证Fe3＋和I－在水溶液中发生可逆反应：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，设计了下列试验操作，并给出了预料现象，其中不必要的试验操作是(不考虑水中溶解的少量氧气的影响)()选项试验操作预料现象A在9mL0.1mol·L－1KI溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，将溶液分为三等份溶液颜色发生改变B往第一份溶液中滴加淀粉试液，振荡溶液变蓝色C往其次份溶液中滴加几滴AgNO3溶液，振荡有黄色沉淀产生D往第三份溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡溶液变红色解析：A项，溶液混合颜色改变，说明有新物质生成，说明发生了反应2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，不符合题意；B项，溶液中滴加淀粉试液，振荡，溶液变蓝色，说明有碘单质存在，说明发生反应2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，不符合题意；C项，溶液中滴加几滴AgNO3溶液，振荡，有黄色沉淀生成，说明有碘离子存在，因为碘离子过量，无论是否发生反应2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，都会出现黄色沉淀，符合题意；D项，碘化钾溶液中滴入几滴FeCl3溶液反应后，再向反应后溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液变红色，说明溶液中有三价铁离子，说明反应是可逆反应，不符合题意。答案：C6．(2024·东莞一中月考)以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的试验过程如图，下列说法正确的是()A．取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明废铁屑中不含＋3价铁元素B．人体血红素是亚铁离子协作物，硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血C．过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水D．试验过程不干脆蒸发结晶的缘由是防止FeSO4水解生成Fe(OH)2解析：取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明酸浸后的溶液中不存在Fe3＋，但不能说明废铁屑中不含＋3价铁元素，因为废铁屑中若含＋3价铁元素，在酸浸时会被Fe还原成Fe2＋，A项错误；人体血红素是亚铁离子协作物，硫酸亚铁可供应亚铁离子，从而可用于治疗缺铁性贫血，B项正确；硫酸亚铁晶体溶于水，题给试验过程中是经结晶析出晶体后过滤的，C项错误；试验过程不干脆蒸发结晶的缘由是防止硫酸亚铁被氧化、防止硫酸亚铁晶体失去结晶水，D项错误。答案：B7．(2024·广外附中月考)草酸亚铁晶体是生产感光材料的原料[Ksp(FeC2O4·2H2O)＝3×10－7mol2·L－2]，制备流程如下：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2Oeq\o(→,\s\up14(①酸化、溶解),\s\do5())eq\o(→,\s\up14(②H2C2O4),\s\do5(加热))eq\o(→,\s\up14(③),\s\do5())FeC2O4·2H2O，下列说法错误的是()A．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否变质B．步骤①酸化的目的是抑制Fe2＋的水解C．步骤②反应为Fe2＋＋H2C2O4＋2H2O=FeC2O4·2H2O↓＋2H＋D．步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥解析：(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe元素存在形式为Fe2＋，Fe2＋易被氧化成Fe3＋，若(NH4)2Fe(SO4)2变质会生成Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液变红色，因此可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否变质，故A项正确；Fe2＋易水解生成Fe(OH)2和氢离子，使溶液显酸性，进行酸化，增大氢离子的浓度可抑制Fe2＋的水解，故B项正确；步骤②生成FeC2O4·2H2O沉淀，反应的离子方程式为Fe2＋＋H2C2O4＋2H2O=FeC2O4·2H2O↓＋2H＋，故C项正确；依据Fe2＋＋H2C2O4＋2H2O=FeC2O4·2H2O↓＋2H＋可知，步骤②中加入草酸后干脆生成FeC2O4·2H2O沉淀，只须要将FeC2O4·2H2O沉淀过滤、洗涤、干燥后即可得到FeC2O4·2H2O晶体，故D项错误。答案：D8．(2024·东莞中学松山湖学校月考)手持技术(HandheldTechnology)是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化试验手段。向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液，限制不同eq\f(n（SOeq\o\al(2－,3)）,n（Fe3＋）)时，利用手持技术测量其与溶液pH和电导率的关系如图所示。已知：ⅰ.a点时溶液澄清透亮，加入NaOH溶液产生灰绿色难溶物。ⅱ.b点出现明显红褐色难溶物，取上层清液，分出两等份，分别加入KSCN溶液和NaOH溶液，前者溶液变为红色，后者无灰绿色难溶物。结合以上信息，下列分析不合理的是()A．a点时主要反应的离子方程式为2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋B．溶液电导率最低时，离子浓度和最小C．b点时Fe3＋和SOeq\o\al(2－,3)主要发生相互促进的水解反应D．混合后溶液的pH确定FeCl3和Na2SO3主要反应的反应类型解析：A项，a点时，溶液澄清透亮，加入NaOH溶液产生灰绿色难溶物Fe(OH)2与Fe(OH)3的混合物，证明a点时Fe3＋与SOeq\o\al(2－,3)发生了氧化还原反应：2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；B项，b点时出现了明显红褐色难溶物Fe(OH)3，上层清液分别加入KSCN溶液和NaOH溶液，前者溶液变为红色，含Fe3＋，后者无绿色难溶物，无Fe(OH)2生成，说明b点主要发生Fe3＋与SOeq\o\al(2－,3)的水解互促作用，2Fe3＋＋3SOeq\o\al(2－,3)＋6H2O=2Fe(OH)3＋3H2SO3，由此可知eq\f(n（SOeq\o\al(2－,3)）,n（Fe3＋）)＝1.5，即b点时溶液中离浓度和最小，此时电导率不是最低；C项，由上述分析知，b点主要发生Fe3＋与SOeq\o\al(2－,3)的水解互促作用；D项，由图及上述分析知，混合后溶液的pH，确定Fe3＋和SOeq\o\al(2－,3)主要反应类型，以氧化还原反应为主时溶液pH低，以水解互促反应为主时，溶液的pH上升。答案：B9．氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色协作物，其配离子结构如图所示。下列说法错误的是()A．Fe3＋和Fe2＋核外未成对电子数之比为5∶4B．该协作物中Fe3＋的配位数为6C．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键和配位键D．Fe3＋可以用KSCN溶液鉴别，也是因为反应生成了配位化合物解析：铁元素的原子序数为26，铁离子和亚铁离子的价电子排布式分别为3d5和3d6，核外未成对电子数之比为5∶4，故A项正确；由题给配离子结构可知，配离子中铁离子与6个氧原子形成配位键，配位数为6，故B项正确；由配离子结构可知，配离子中含有共价键和配位键，不含有离子键，故C项错误；铁离子可以与硫氰酸根离子形成红色的协作物硫氰化铁，所以铁离子可以用硫氰化钾溶液鉴别，故D项正确。答案：C10．(2024·深大附中月考)某化学爱好小组利用药品铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并视察其颜色。下列说法不正确的是()A．仪器1中应当盛放稀硫酸B．本试验通过限制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关A，再打开开关B就可视察到氢氧化亚铁的颜色C．试验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石D．本试验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态解析：反应起先时，打开开关B、C，关闭开关A，将分液漏斗中稀硫酸滴入仪器2中，稀H2SO4与Fe粉反应产生FeSO4、H2，产生的H2通过导气管经开关B进入装置3中，当将整个装置中的空气由C口排尽后，关闭开关B，开启开关A、C，利用生成的H2在仪器2中压强增大，把FeSO4溶液压入装置3的NaOH溶液中，反应生成Fe(OH)2白色沉淀，关闭开关C防止生成的Fe(OH)2被空气中的氧气氧化。据此分析解答。依据上述分析可知：仪器1中应当盛放的试剂是稀硫酸，A项正确；本试验通过限制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A，就可视察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B项错误；Fe可以被磁铁吸引，试验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石，这样Fe粉就不能随FeSO4溶液进入到仪器3中，C项正确；Fe(OH)2是白色固体，具有强的还原性，由于整个装置为除去O2的还原性环境，因此就可以防止Fe(OH)2被氧化变为红褐色Fe(OH)3沉淀，因此可以相对较长时间的保持白色状态，D项正确。答案：B二、非选择题11．(2024·深圳红岭中学月考)化学试验小组探究0.1mol·L－1Na2S溶液与0.1mol·L－1FeCl3溶液的反应。查阅文献得相关信息如下：物质相关信息0.1mol·L－1Na2S溶液无色透亮液体，pH＝120.1mol·L－1FeCl3溶液黄褐色透亮液体，pH＝2S单质微溶于酒精，难溶于水，含硫的酒精溶于水会出现乳白色浑浊Fe(OH)3红褐色固体，Ksp＝1.1×10－36Fe2S3黑色固体，Ksp＝1.0×10－88(1)[猜想预料]预料1：若产生红褐色沉淀，说明发生双水解反应；预料2：若产生黑色沉淀时，说明发生复分解反应；预料3：Fe3＋具有________，若产生黄色沉淀，说明发生氧化还原反应。(2)[试验探究]试验Ⅰ.向装有5mL、0.1mol·L－1的FeCl3的溶液中滴加1mL、0.1mol·L－1Na2S溶液，快速生成黑色沉淀，由此可知，预料1、3不成立，预料2成立。试说明预料2成立而预料1不成立的缘由：______________________________________________________________________________________________________________________________________。试验过程中，该小组同学发觉黑色沉淀放置一段时间后渐渐消逝，并有黄色沉淀生成。为探明缘由，分别滤渣和滤液进行如下试验：试验操作现象结论①取滤渣用酒精充分浸取，取上层浸取液少许加入盛有蒸馏水的试管中__________________________________________滤渣中含有S②取滤液加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液__________________________________________滤液中含有Fe2＋；证明Fe2S3后续发生了氧化还原反应试验Ⅱ.为探究试验Ⅰ中Fe2S3后续发生氧化还原反应的缘由，该组同学进行如下探究试验：[限选试剂：Fe2S3、稀盐酸、稀硝酸、饱和FeCl3溶液、饱和Fe(NO3)3溶液、H2O2。]试验操作现象结论③往A中滴加____A中黑色固体消逝，并有黄色沉淀生成；B中有黑色沉淀生成Fe2S3在酸性条件下发生了氧化还原反应，反应的离子反应方程式：__________________________________________④往A中滴加______A中黑色固体消逝，并有黄色沉淀生成；B中无黑色沉淀生成Fe3＋可以氧化Fe2S3，反应的离子反应方程式：__________________________________________解析：由题意可知，该试验的目的是探究氯化铁溶液与硫化钠溶液反应的反应类型，通过试验得到氯化铁溶液与硫化钠溶液先发生复分解反应生成三硫化二铁沉淀，后续三硫化二铁发生氧化还原反应生成硫。(1)若氯化铁溶液与硫化钠溶液反应产生黄色沉淀，说明氯化铁溶液与硫化钠溶液发生了氧化还原反应，反应中铁离子作氧化剂，表现氧化性。(2)试验Ⅰ.由三硫化二铁和氢氧化铁的溶度积可知，三硫化二铁的溶解度小于氢氧化铁，氯化铁溶液与硫化钠溶液应发生复分解反应生成溶解度小的三硫化二铁沉淀，不能发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀。①由题给信息可知，含硫的酒精溶于水会出现乳白色浑浊，若取滤渣用酒精充分浸取，取上层浸取液少许加入盛有蒸馏水的试管中，试管中出现乳白色浑浊说明滤渣中含有硫。②若溶液中含有亚铁离子，亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，则取滤液加入几滴铁氰化钾，产生蓝色沉淀说明滤液中含有亚铁离子，证明三硫化二铁后续发生了氧化还原反应。试验Ⅱ.③由试验结论可知，试验时应是三硫化二铁中加入了酸溶液，由于硝酸具有强氧化性会干扰试验，所以往A中滴加的酸为稀盐酸，由试验现象可知，三硫化二铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁、硫沉淀和硫化氢气体，反应的离子方程式为Fe2S3＋4H＋=2Fe2＋＋S↓＋2H2S↑。④由试验结论可知，试验时应是三硫化二铁中加入了铁盐溶液，由于硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，会干扰试验，所以往A中滴加的铁盐溶液为饱和氯化铁溶液，由试验现象可知，三硫化二铁与氯化铁反应生成氯化亚铁和硫沉淀，反应的离子方程式为4Fe3＋＋Fe2S3=6Fe2＋＋3S↓。答案：(1)氧化性(2)由溶度积可知，Fe2S3的溶解度小于Fe(OH)3①出现乳白色浑浊②产生蓝色沉淀③稀盐酸Fe2S3＋4H＋=2Fe2＋＋S↓＋2H2S↑④饱和FeCl3溶液4Fe3＋＋Fe2S3=6Fe2＋＋3S↓12．(2024·广东卷)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：已知：月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水；该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8。Al(OH)3起先溶解时的pH为8.8。有关金属离子沉淀的相关pH见下表。离子Mg2＋Fe3＋Al3＋RE3＋起先沉淀时的pH8.81.53.66.2～7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)“氧化调pH”中，化合价有改变的金属离子是__________________。(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至______________的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于________mol·L－1(保留两位有效数字)。(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其缘由是__________________________________________________________________________________________。②“操作X”的过程为：先________________________________________________，再固液分别。(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有________(写化学式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1molPt3Y转移________mol电子。②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由流程可知，矿物(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)等离子，经氧化调pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有RE