山西专用版2025版高考化学大一轮复习专题三第3讲铁及其化合物夯基提能作业

PAGEPAGE1第3讲铁及其化合物A组基础题组1.关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴硝(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此一物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”下列说法错误的是()A.“色赤”物质是Fe(OH)3B.流出的液体中可能含有硫酸C.可以通过焰色反应区分绿矾和朴硝D.绿矾分解过程中硫元素部分被还原答案A绿矾的化学式为FeSO4·7H2O。Fe(OH)3受热易分解,与题意反应条件不符,Fe的氧化物只有氧化铁为红色,则“色赤”物质可能是Fe2O3,故A项错误;FeSO4·7H2O分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫,三氧化硫与水结合生成硫酸,则流出的液体中可能含有硫酸,故项B正确;绿矾和朴硝中含有的金属元素不同,可以通过焰色反应区分,故C项正确;绿矾分解过程中铁元素被氧化,依据氧化还原反应的规律,硫元素会部分被还原,故D项正确。2.(2024山西晋中月考)要除去下列各组括号内杂质,所选试剂不正确的是()A.FeCl2溶液(FeCl3)铁粉B.Al2O3(Fe2O3)盐酸C.NaHCO3溶液(Na2CO3)CO2D.Fe(OH)3[Al(OH)3]氢氧化钠溶液答案BFeCl3与铁粉反应生成FeCl2,所以可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3,故A正确;Al2O3、Fe2O3都能与盐酸反应,所以不能用盐酸除去Al2O3中的Fe2O3,故B错误;碳酸钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,所以可用CO2除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,故C正确;Al(OH)3与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,所以可用氢氧化钠溶液除去Fe(OH)3中的Al(OH)3,故D正确。3.(2024上海崇明二模)下列各组内物质反应产生的气体分别通入FeSO4溶液中,能与FeSO4发生反应的是()A.Na2O2和H2OB.Al和NaOH溶液C.食盐和浓硫酸共热D.铜片和浓硫酸共热答案A过氧化钠和水反应生成氧气,氧气能将硫酸亚铁氧化成硫酸铁,故A正确;铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气,氢气与硫酸亚铁不反应,故B错误;食盐和浓硫酸加热生成氯化氢气体,氯化氢气体不与硫酸亚铁发生反应,故C错误;铜和浓硫酸加热生成二氧化硫气体,二氧化硫具有还原性和氧化性,但氧化性弱于铁离子,所以二氧化硫不能和硫酸亚铁发生反应,故D错误。4.(2024陕西西安高二期末)某小组为探究草酸亚铁(FeC2O4)的热分解产物,按下面所示装置进行试验。以下说法错误的是()A.试验中视察到装置B、F中石灰水变浑浊,E中固体变为红色,则证明分解产物中有CO2和CO气体B.反应结束后,取A中固体溶于稀硫酸,向其中滴加1~2滴KSCN溶液,溶液无颜色变更,证明分解产物中不含Fe2O3C.装置C的作用是除去混合气中的CO2D.反应结束后,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度复原至室温答案BB中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中肯定含有CO2,E中固体变红、F中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中有还原性气体CO,故A正确;由于反应中生成了一氧化碳,可能将部分铁的氧化物还原成了铁,反应结束后,用稀硫酸溶解A中固体,铁将Fe2O3溶解生成的铁离子还原,故再向其中滴加KSCN溶液,溶液无颜色变更,因此不能证明分解产物中不含Fe2O3,故B错误;E和F是为了检验生成物中是否含有一氧化碳,二氧化碳会干扰检验,因此须要装置C除去混合气中的CO2,故C正确;反应结束后,为了防止倒吸,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度复原至室温,故D正确。5.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为了除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液HCl溶液答案CA项,2FeCl2+Cl22FeCl3,除去了主体物质;B项,2FeCl3+Fe3FeCl2,CuCl2+FeCu+FeCl2,主体物质和杂质均被消耗;C项,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2易溶,过滤即可;D项,Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,但引入了新的杂质NaCl。6.向肯定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344LNO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变更。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为()A.0.24mol B.0.21molC.0.16mol D.0.14mol答案Bn(HNO3)=0.12L×4mol·L-1=0.48mol,n(NO)=1.344L÷22.4L·mol-1=0.06mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变更,说明全部生成Fe2+,溶液中溶质为Fe(NO3)2,则原混合物中铁元素的物质的量为(0.48mol-0.06mol)÷2=0.21mol,故用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为0.21mol。7.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是()A.A中肯定有Fe3+ B.C中肯定有Fe3+C.B为AgI沉淀 D.A肯定为FeBr2溶液答案BHNO3具有强氧化性,可氧化Fe2+,A中不肯定有Fe3+,A错误;AgI为黄色沉淀,C错误;A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物,D错误。8.有一块铁的氧化物样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能汲取0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为()A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7答案D依据2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,可知铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025mol×2=0.05mol,依据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05mol∶0.2mol=1∶4,该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。9.硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,试验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下:步骤1将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分别出液体,用水洗净铁屑。步骤2向处理过的铁屑中加入过量的3mol·L-1H2SO4溶液,在60℃左右使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。步骤3向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。请回答下列问题:(1)在步骤1的操作中,下列仪器中不必用到的有。(填仪器编号)

①铁架台②燃烧匙③锥形瓶④广口瓶⑤研钵⑥玻璃棒⑦酒精灯(2)在步骤1中须要煮沸,其目的是

。

(3)在步骤3中,“一系列操作”依次为、、过滤、洗涤等。

(4)本试验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质。检验Fe3+常用的操作方法是

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答案(1)②④⑤(2)除去水中溶解的氧气,防止得到的Fe2+被氧化而引入杂质(3)蒸发浓缩冷却结晶(4)取样,加入几滴KSCN溶液,若溶液呈现红色,则溶液中含有Fe3+解析(1)溶液加热和过滤过程中用到的仪器有:铁架台、烧杯、玻璃棒、酒精灯、锥形瓶、滤纸等。(2)在步骤1中须要煮沸,其目的是除去水中溶解的氧气,防止得到的Fe2+被氧化而引入杂质。(3)(NH4)2SO4溶液显酸性,向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,抑制Fe2+的水解。由溶液制晶体时,要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。(4)检验Fe3+的方法是取待测液少许放入试管中,向试管中加入KSCN溶液,若加入KSCN溶液后,溶液显红色,说明Fe3+存在,反之没有Fe3+。10.(2024北京理综,28,16分)某小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的试验中检测到Fe3+,发觉和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物①取出少量黑色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有。

(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不行能有Fe3+,乙依据的原理是(用离子方程式表示)。针对两种观点接着试验:

①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证明了甲的揣测。同时发觉有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比试验记录如下:序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀;溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3+产生的缘由作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于(用离子方程式表示),可产生Fe3+;

假设c:酸性溶液中的NO3-具有氧化性,可产生Fe假设d:依据现象,推断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。

③下述试验Ⅰ可证明假设a、b、c不是产生Fe3+的主要缘由。试验Ⅱ可证明假设d成立。试验Ⅰ:向硝酸酸化的溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。

试验Ⅱ:装置如下图。其中甲溶液是,操作及现象是。

(3)依据试验现象,结合方程式推想试验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变更的缘由:。

答案(1)①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀②Fe2+(2)2Fe3++Fe3Fe2+②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀③0.05mol·L-1NaNO3FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深(3)溶液中存在反应:①2Ag++FeFe2++2Ag,②Ag++Fe2+Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+3Fe2+。反应起先时,c(Ag+)大,以反应①、②为主,c(Fe3+)增大。约30min后,c(Ag+)小,以反应③为主,c(Fe3+)减小解析本题侧重考查学生对试验现象的分析推断实力以及试验设计实力。(1)①烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁,要证明Ag的存在,可加硝酸并加热将固体溶解,然后用盐酸来检验Ag+的存在。(2)③要证明假设a、b、c不是产生Fe3+的主要缘由,需将原试验中的溶液换成c(H+)、c(NO3-)分别相同,但不含Ag+的溶液,可选用硝酸酸化的0.05mol·L-1NaNO3溶液(pH≈2),通过向上层清液中滴加KSCN溶液后的现象差异进行验证。试验Ⅱ中甲溶液是FeSO4溶液,电极反应为:负极Fe2+-e-Fe3+,正极Ag++e-Ag。一段时间后检验Fe3+的存在及浓度,即可得出Ag+能将Fe2+氧化成Fe3+的结论。(3)解题时要留意试验过程中过量的铁始终是存在的。B组提升题组11.(2024黑龙江哈尔滨四模)已知:2Fe3++2I-2Fe2++I2,用KI溶液和FeCl3溶液进行如下试验。下列说法不正确的是()A.试验ⅰ中现象说明有Fe2+生成B.试验ⅱ中现象说明反应后溶液中含有Fe3+C.试验ⅲ水溶液中c(Fe2+)大于ⅰ中c(Fe2+)D.试验ⅲ中再加入4滴0.1mol·L-1FeCl2溶液,振荡静置,CCl4层溶液颜色无变更答案DA项,试验ⅰ向混合液中加入K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,说明混合液中有Fe2+,说明FeCl3与KI反应生成Fe2+,正确;B项,试验ⅱ向混合液中加入KSCN溶液,溶液变红说明混合液中含有Fe3+,正确;C项,试验ⅰ中加入K3[Fe(CN)6]溶液发生反应:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓,Fe2+浓度减小,试验ⅲ中加入CCl4,CCl4将I2从其水溶液中萃取出来,平衡向正反应方向移动,Fe2+浓度增大,试验ⅲ水溶液中c(Fe2+)大于试验ⅰ中c(Fe2+),正确;D项,试验ⅲ中再加入4滴0.1mol/LFeCl2溶液,Fe2+浓度增大,平衡向逆反应方向移动,I2浓度减小,振荡静置,CCl4层溶液颜色变浅,错误。12.(2024河北廊坊省级示范中学联合体联考)某同学采纳硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取FeSO4·7H2O,设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉B.固体1中肯定含有SiO2;限制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2C.若变更方案,在溶液1中干脆加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分别也可得到FeSO4·7H2OD.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须限制条件防止其被氧化和分解答案C分析流程可知,溶解烧渣选用足量硫酸,X为铁粉,故A正确;分析流程可知,固体1中肯定含有SiO2,调整pH使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀,则固体2为氢氧化铝,故B正确;溶液1中含有铁离子和铝离子,加过量的氢氧化钠,铝离子转化为偏铝酸根离子,铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀,最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁,故C错误;亚铁离子易被空气中的氧气氧化,而且受热易失去结晶水,所以从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须限制条件防止其被氧化和分解,故D正确。13.(2024广东五校协作体第一次联考)利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca已知:①Fe3+、Cu2+起先沉淀的pH分别为2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4。②Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20。③AsO2-+H2O2+H+H3AsO4,H3AsO4+Fe3+FeAsO4↓+3H+。(1)溶解操作中须要配制含铜32g·L-1的硫酸铜溶液1.0L,须要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为g。

(2)测定溶解液中的Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4溶液应运用(填“酸式”或“碱式”)滴定管,其中反应的离子方程式为。若要检验调整pH后溶液中的Fe3+已除尽的方法是

。

(3)氧化