3-1-1铁及其化合物-2022-2023学年高一化学好题精练(人教版2019必修第一册)(解析版)

第一节铁及其化合物时间：40分钟一、单选题1．《新修本草》是我国古代药物学著作之一，其中有关于“青矾”的描述：“其绛矾本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色．故名绛矾矣：¨据此推测，“青矾”的主要成分为（

）A． B．C． D．【答案】B【详解】A.为蓝色晶体，受热失去结晶水变成白色，选项A不符合题意；B.为绿色晶体，+2价铁离子不稳定，易被氧化成+3价铁离子，即在空气中灼烧后生成赤色的三氧化二铁，选项B符合题意；C.为白色晶体，加热失去结晶水后，变成白色粉末，选项C不符合题意；

D.为黄色晶体，加热后失去结晶水，变成硫酸铁粉末，选项D不符合题意；答案选B。2．下图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现上述转化①B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末C．由图可预测：高铁酸盐(含)具有强氧化性，可用于消毒。被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂D．加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③【答案】C【详解】A．铁与水蒸气在高温下反应生成，而不是，故A错误；B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体，故B错误；C．中的元素为价，易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，由题图可知可被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，故C正确；D．受热分解生成，而不溶于水，加水不能转化为，故D错误；故答案为：C。3．为了验证的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的A．只有④ B．只有③ C．③④ D．③④⑤【答案】C【详解】①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，体现了铁离子的氧化性，①正确；②铁离子与硫氰化钾溶液反应显示红色，据此能够检验铁离子，②正确；③硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，③错误；④氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，但该性质不是铁离子的性质，④错误；⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，⑤正确；答案选C。4．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④【答案】B【详解】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。答案选B。5．下列有关铁的氧化物的说法中，不正确的是A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3【答案】D【详解】A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料，故A正确；B．Fe3O4是黑色晶体，俗名磁铁矿，其中的铁显+2价，的铁显+3价，故B正确；C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成盐，FeO与盐酸反应生成FeCl2，Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3，故C正确；D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4，故D错误。综上所述，答案为D。6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。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顺序能达到实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A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除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，选项中只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋KMnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是紫色变浅(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，故答案选B。7．下列是实验室以硫铁矿为原料制取硫酸亚铁溶液以及进一步制取的部分实验装置，操作过程中能达到实验目的的是A．配制的稀硫酸B．分离硫酸亚铁溶液和不溶性杂质C．保存硫酸亚铁溶液D．灼烧氢氧化铁沉淀A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．浓硫酸应该在烧杯中稀释，冷却后再转移至容量瓶中，故A错误；B．过滤的原理就是利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法，分离硫酸亚铁溶液和不溶性杂质使用过滤操作合理，故B正确；C．硫酸亚铁溶液应该存放在细口瓶中，不能存放在广口瓶中，故C错误；D．灼烧氢氧化铁应在坩埚中进行，不能使用蒸发皿，故D错误；答案选B。8．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A．FeCl3溶液与Cu的反应：B．磁性氧化铁溶于盐酸：C．往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液：D．向FeBr2溶液中通入过量Cl2：【答案】C【详解】A．电荷不守恒，FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式应为，故A错误；B．Fe3O4中既含有+2价的铁，也含有+3价的铁，磁性氧化铁溶于盐酸的离子方程式应为，故B错误；C．往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液，反应的离子方程式为，故C正确；D．通入过量Cl2，既可以氧化亚铁离子也可以氧化溴离子，参加反应的Fe2+和Br－的物质的量之比应为1:2，正确的离子方程式应为，故D错误。综上所述，答案为C。9．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的溶度恰好相等，则未反应的Fe3+和已反应的Fe3+的物质的量的比为A．1∶1 B．1∶2 C．3∶2 D．2∶3【答案】C【详解】设已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。据Fe+2Fe3+=3Fe2+，生成Fe2+的物质的量为1.5x，据题意有1.5x=y，解得x：y=2：3，则未反应的Fe3+和已反应的Fe3+的物质的量的比为3：2；答案选C。二、多选题10．有一固体含、、中的一种或几种。现进行如下实验：①向固体混合物中加水并不断搅拌，固体完全溶解；②向溶液中加入过量铁粉，充分反应后铁粉变少，同时有红色物质析出，过滤；③向所得滤液中加入NaOH溶液至过量，开始时有白色沉淀生成，沉淀很快变为灰绿色，最终变为红褐色。下列说法正确的是A．原固体中一定有 B．原固体中一定有C．原固体中可能有 D．实验③中既有复分解反应，也有化合反应【答案】AD【分析】①向固体混合物中加水并不断搅拌，固体完全溶解，则一定不含有碳酸钠，应为碳酸根离子可以和铜离子以及二价铁离子反应生成沉淀；②向溶液中加入过量铁粉，充分反应后铁粉变少，同时有红色物质析出，则固体中一定含有氯化铜，加入铁粉发生反应，Fe+CuCl2=FeCl2+Cu；③向所得滤液中加入NaOH溶液至过量，开始时有白色沉淀生成，沉淀很快变为灰绿色，最终变为红褐色，则说明②的滤液中含有二价铁，但是由于②中反应引入了二价铁，则不能判断原固体中是否含有硫酸亚铁，即硫酸亚铁可能存在，以此解题。【详解】A．由分析可知，原固体中一定含有氯化铜，A正确；B．由分析可知，原固体中不一定含有硫酸亚铁，B错误；C．由分析可知，原固体中不含有碳酸钠，C错误；D．实验③中的反应，FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl，这个是复分解反应，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，这个反应是化合反应，D正确；故选AD。11．向Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀H2SO4，各物质恰好完全反应，测得溶液中不含Fe3+，且生成的Fe2+与H2的物质的量之比为4：1，那么该反应中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为A．1：1：1B．1：2：3C．1：2：4D．2：3：5【答案】C【详解】设生成氢气的物质的量为1mol，则亚铁离子的物质的量为4mol，设原混合物中含有xmol铁，ymol氧化铁，则有：①x+2y=4；由铁原子守恒可知，ymol氧化铁转化为2ymol铁离子，由Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑可知生成1mol氢气消耗1mol铁，则有(x-1)mol铁与2ymol铁离子恰好反应，依据离子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知2y:(x-1)=2:1，即②x-y=1，联立①②可得：x=2、y=1，所以y:x=1:2，而1mol氧化铁消耗3mol硫酸，1mol铁消耗1mol硫酸，则该反应中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为1:2:4，答案选C。12．向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是(

)A．a点时溶液中阳离子仅为Cu2+和Fe2+B．b点时溶液中发生的反应为：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+C．c点时加入的铁粉与Cu2+反应D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1【答案】B【分析】由于氧化性：Fe3+>Cu2+

，故加入铁粉时，铁先与氧化性强的Fe3+发生反应；当溶液中的Fe3+完全反应后，再与溶液中的Cu2+发生反应。【详解】A.a点表示的是加入铁粉后，溶液中固体的质量仍为0，此时发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+

，由于反应仍未结束，故a点溶液中存在的阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+

，选项错误，A不符合题意；B.b点表示加入铁粉后，溶液中固体的质量增加，此时发生反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

，选项正确，B符合题意；C.当加入铁粉的质量大于1.68g后，图中曲线出现了拐点，由点（2.24，1.84）可知，铁粉增加的质量与固体剩余物增加的质量相等，故c点没有发生反应，选项错误，C不符合题意；D.当加入铁粉质量为0.56g时，发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+

，故溶液中，故溶液中n[Fe2(SO4)3]=0.01mol；当加入铁粉的质量为0.56~1.68g（即1.12g）时，能够反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

，则溶液中,故溶液中n(CuSO4)=0.02mol；因此溶液中Fe2(SO4)3与CuSO4的物质的量之比为1:2，选项错误，D不符合题意；故答案为B。【点睛】本题的难点是关于c点是否有化学反应发生的判断。仔细观察图像可以发现，点（1.68，1.28）是曲线的拐点，该点把曲线分为两段直线，两段直线的斜率不同，根据点（2.24，1.84）可以判断c点的具体变化。13．已知硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠时发生反应：4Fe2++4Na2O2+6H2O=4Fe(OH)3+O2↑+8Na+。NA为阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是A．该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，O2是还原产物B．若Fe2+失去4mol电子，生成氧气的体积在标况下约为22.4LC．4molNa2O2参加反应，转移电子数为6NAD．反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色【答案】BC【详解】A．反应过程中Na2O2中氧元素既有升高又有降低，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，Na2O2中O元素化合价升高得到O2，O2是氧化产物，故A错误；B．若Fe2+失去4mol电子，则有4molFe2+参加反应，生成1mol氧气，在标况下的体积约为22.4L，故B正确；C．4molNa2O2参加反应，1mol作还原剂，3mol作氧化剂，转移电子数为6NA，故C正确；D．反应过程中Fe2+被氧化为Fe3+，所以看不到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色，故D错误；选BC。三、填空题14．铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识，回答下列问题。(1)鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液最好的方法是__________________(写出具体实验操作，结论)。(2)电子工业用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：__________________。(3)某研究性学习小组为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：①取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子是______。②溶液组成的测定：取50.0mL待测溶液，加入足量的AgNO3溶液，得到21.525g白色沉淀。则溶液中c(Cl－)=______mol∙L−1。③验证该溶液中是否含有Fe2+，正确的实验方法是______(填序号)。A．观察溶液是否呈浅绿色B．取适量溶液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+C．试管中加入待测液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显红色，证明原溶液中含有Fe2+(4)工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜，并获得FeCl3溶液，设计如下方案：①滤渣C中物质的化学式为______。②加过量D发生反应的离子方程式为__________________。③通入F发生反应的离子方程式为__________________。【答案】

用一束光照射两种溶液，出现光亮通路的是Fe(OH)3胶体，不出现光亮通路的是FeCl3溶液

Fe3+、Cu2+、Fe2+

3

B

Fe、Cu

【分析】(1)用丁达尔效应鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体。(2)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁。(3)①KSCN溶液鉴别Fe3+，根据Fe3+与Cu反应生成的Cu2+、Fe2+；②先计算氯化银的物质的量，再计算氯离子的物质的量和浓度；③根据亚铁离子的还原性进行分析。(4)制造印刷电路板的废水中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，为了制备FeCl3，需要除去Cu2+杂质，应该加过量的粉。粉在置换Cu的过程中，还将Fe3+还原成Fe2+，后面步骤需要通Cl2将Fe2+氧化成Fe3+。【详解】(1)因FeCl3溶液无丁达尔效应，而Fe(OH)3胶体有丁达尔效应，所以鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体最简单有效的方法是观察是否产生了丁达尔效应；故答案为：用一束光照射两种溶液，出现光亮通路的是Fe(OH)3胶体，不出现光亮通路的是FeCl3溶液。(2)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁，反应的离子方程式为；故答案为：。(3)①向FeCl3腐蚀铜后所得溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈红色，证明溶液中一定有Fe3+，溶液中还含有腐蚀Cu时生成的Cu2+、Fe2+，所以含有的金属阳离子是Fe3+、Cu2+、Fe2+；故答案为：Fe3+、Cu2+、Fe2+。②取50.0mL待测溶液，加入足量的AgNO3溶液，得到21.525g白色沉淀(AgCl)，则，根据氯元素守恒，可知，则溶液中；故答案为：3。③A．当溶液中Fe2+浓度较小时，溶液几乎无色，所以观察溶液是否呈浅绿色，不能证明，故A错误；B．Fe2+具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，所以向试管中加入待测液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+，故B正确；C．试管中加入待测液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显红色，只能证明反应后溶液中含有Fe3+，不能证明原溶液中含有Fe2+，应该先加入KSCN溶液，若溶液不变色，证明无Fe3+，再加入氯水，溶液显红色，证明此时溶液中含有Fe3+，它是氯水氧化Fe2+产生的，说明原溶液含有Fe2+，C错误；综上所述，答案为B。(4)①目标产物是氯化铁溶液，则金属A是铁；滤液B是氯化亚铁溶液；由于加入的铁过量，所以滤渣C是铁和铜的混合物；制取的物质是氯化铁，则溶解铁加入的D物质应该是盐酸，E为氯化亚铁和盐酸的混合液，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，所以F为氯气；故答案为：Fe、Cu。②C为Fe与Cu的混合物，向C中加入过量盐酸发生反应的离子方程式为；故答案为：。③向E中通入F，Cl2将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是；故答案为：。【点睛】铁的化合物知识是常考题型，主要考查胶体与溶液鉴别、氯化铁腐蚀铜电路板、检验亚铁离子存在及相关离子反应、氧化还原反应。15．某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验,实验装置如图甲、乙所示。已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题:（1）如何检查乙装置的气密性?________________。

（2）乙装置中湿沙子的作用是________________。

（3）B处发生反应的化学方程式为_________________。

（4）该同学认为欲在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体，装置H必不可少，H的作用是________________。

（5）对比甲、乙两装置的B和K，B的优点是____________。【答案】

向H中加入水没过导管口,连接好装置,微热K,若H中导管口出现气泡,停止加热后导管中出现水柱,证明气密性良好(其他合理答案也可)

提供水蒸气

3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

干燥氢气,降低H2中水蒸气的含量

使用石棉绒,增大水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行【详解】（1）检查装置的气密性，向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好；（2）此反应是铁与水蒸气的反应，湿沙子受热时，水蒸发产生水蒸气，即湿沙子的作用是提供水蒸气；（3）B处反应的是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；（4）潮湿的氢气很难燃烧，故H的作用是干燥氢气，降低H2中水蒸气的含量；（5）装置B中使用石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行。【点睛】本题的难点是气密性的检验，因为气密性步骤是放在加药品之前，因此需要学生叙述上向H装置中加水，没过导管，然后微热K，现象应是两个，即为有气泡冒出和导管口有一段水柱，才能说明气密性良好。16．(1)某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LFeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。①用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式：______。②设计实验方案，完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3+具有氧化性取少量0.1mol/LFeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液。加入铁粉后，溶液颜色变为____。加入KSCN溶液后，溶液颜色为____。③该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为__。(2)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、、H2O和一种未知离子X。已知在反应中得到电子，则X离子是__。该反应的离子方程式是__。(3)有一铁的氧化物样品