2018高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物第3课时铁及其化合物复习练案新人教版

铁及其化合物
夏习堆案 ------------------------ FU-XI-LIANG-AN-
、选择题
1 .下列有关铁的描述正确的是导学号(D )
A. 纯铁的熔点比生铁的低
B. 铁与稀硫酸反应生成Fe2(SQ)3和氢气
C. 铁的活泼性比锌强
D. 在冷的浓硫酸中可钝化
［解析］A.合金的熔沸点比其组合金属的低，错误；B. Fe+ H2SC4===FeS囲H4,错误;
C.金属性：Zn>Fe；
D.正确。

2. (2017 •广东省惠州市高中)关于铁及其化合物的叙述正确的是|导学号| ( A )
A. 铁是一种较活泼的金属
B. FezQ在常温下可以导电
C. FezQ溶于水生成Fe(OH)3
D. 在常温下铁丝容易与水反应放出Hb
［解析］A根据金属活动顺序表，铁是较活泼的金属，故正确； B.氧化铁在常温下不
导电，故错误；C.氧化铁不溶于水，故错误； D.在高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三
铁和氢气，故错误。

3. 下列反应的离子方程式正确的是导学号(C )
A. 硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反应：Fe3*+ 3OH
===Fe(OH)s J
3+ 2—
B. 硫化钠溶液与氯化铁溶液反应：2Fe + 3S ===FeS
C. 过量的铁与很稀的硝酸溶液反应无气体放出：4Fe+ 10H++ N(—===4F(T+ 3H2O+ NHl
D. 硫化氢气体通入氯化亚铁溶液：H2S+ Fe2+==FeSj+ 2H+
［解析］A项，遗漏了Ba2++ SO—===BaSOJ，错误；B项，Fe3+与S2—发生氧化还原反应：2Fe3++
《—==S J+ 2Fe2十，错误；D项，酸性：H2S<HCl，反应不能进行，错误。

4. (2017 •衡
水市武邑中学调研)如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol/L
的浓硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是|导学号| ( B )
A. ①② B .①⑤ C.②⑤⑥ D.①③⑤
［解析］开始反应生成NQ ,随反应的进行，硝酸浓度会变低，铁与稀硝酸反应生成 NQ
硝酸过量时生成三价铁，铁过量时，生成亚铁离子，若铁粉过量，体系中大量存在
NO 、Fe 2
+、NQ 、NQ 若HNO 过量，体系中大量存在 NO 、Fe 3*、H +> NQ , 一定大量存在为： NQ 、NO, 故选
Bo
5 . （201
6 •广西柳州模拟）以硫铁矿（主要成分为FeS ）为原料制备氯化铁晶体 （FeCl 3 - 6H 2Q ）的工艺流程如图所示：
A. 酸溶过程使用的酸也可以是硝酸，且过量
B.
为了防止污染，焙烧过程中产生的 SQ 要回收利用
C. 通氯气的目的是氧化 Fe 2+
D. 由FeCl 3 • 6H 2Q 制取无水FeCl 3需要在氯化氢的气流中加热
［解析］本题考查氯化铁晶体的制备流程分析。

若用过量硝酸酸溶，则会引入 NQ , A
项说法错误；SQ 是一种污染气体，必须回收利用，
B 项说法正确；通入 C12的目的是将Fe 2+
全部氧化为Fe= C 项说法正确；为了防止 Fe 3+水解，由FeCG • 6H 2Q 制取无水FeCb 时需要 在HCI 的气流中加热，D 项说法正确。

6. （2016 •辽宁省实验中学期中）为了比较铁和铜的金属活动性强弱， 某研究小组的同学
设计了如下一些方案，并将实验结果记录如下：
万案
现象或产物
①将铁片置于CuSQ 溶液中 铁片上有亮红色物质析出 ②将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧 产物分别为FeCl 3和CuCl 2
③将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中 产物分别为Fe 2（SQ 4）3和CuSQ ④将铁片和铜片分别放入稀硫酸中
铁片上有气泡，铜片上不产生气泡 ⑤将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用
铁片溶解，铜片有气泡产生
■Tm
k 3
_ 1 4a-fLr L 〜.
十
■*［氧比L
.1.和 pi 」■
"T
导学号 ( A )
F 列说法不正确的是
① NO T ② Fe 3+
③ Fe 2+
能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有 |导学号(B ) A. 2种
B . 3种
C. 4种
D. 5种
［解析］①铁能置换出铜，可以证明铁比铜活泼；②铁、铜都与氯气反应，不能证明二 者的活泼性；③浓硫酸有氧化性， 铁片和铜片分别与热浓硫酸反应，
不能证明二者的活泼性；
④铁能置换出稀硫酸中的氢，铜不能，证明铁比铜活泼；⑤铁与铜形成原电池，铁作负极， 铜作正极，证明铁比铜活泼。

7. (2016 •豫南九校联盟第一次联考 )球墨铸铁中含有一种铁碳化合物
X 。

实验室测定化
合物X 的组成实验如下：
下列说法不正确的是|导学号 (B ) A. 固体2是氧化铁 B.
X 的化学式可以表示为 FaC 2
C. 溶液甲中可能含有 Fe 3+
D.
X 与足量的热浓硝酸反应有 N O 和CO 生成
［解析］铁碳化合物X 与足量的空气反应，高温煅烧后生成的固体 1是铁的氧化物，加
入过量盐酸，生成的溶液甲中可能含有 Fe 2*、Fe 3 +
，再通入足量的氯气后，溶液中的
Fe 2+被
氧化为Fe 3*,溶液乙中溶质主要是
FeCb 。

则经过加热、蒸发、灼烧后固体 2为Fe ?。

，质量
112
为24.0 g ，所以铁的质量 m (Fe)= 面x 24.0 g = 16.8 g ，贝U n (Fe) = mol 。

因为化合物 X 是 铁和碳的化合物，所以碳的质量为
18.0 g —16.8 g = 1.2 g , n (C) = mol ，贝U n (Fe) ： n (C)
=3 : 1, X 的化学式为Fe s C , Fe 3C 与足量的热浓硝酸发生氧化还原反应，会生成 NO 和CQ ,
答案选B 。

& (2016 •浙江嘉兴、杭州、宁波五校联考
)实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的
氧化物及少量 FeS SiO 2等)制备聚铁和绿矶(FeSO 4 • 7甩0)，聚铁的化学式为［Fe 2(OH)n (SO 4)3
-
］m ,制备过程如图所示。

下列说法不正确的是 导学号(C )
严俯趣f 州
-济液％旦辿喇四工據磁丼一聚铁
A .炉渣中FeS 与硫酸和氧气的反应的离子方程式为 4FeS + 3Q + 12H ===4Fe + 4S J+ 6fO
固体1 过量盐酸 ---- > 溶液甲 足量Cl ---- > 溶液乙 加热、蒸发 ―灼―T 固体2
B. 气体M的成分是SO,通入双氧水得到硫酸，可循环使用
C. 溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH 偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大
D. 向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y,再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤得到绿矶
［解析］分析流程可知，炉渣加入HSO溶液同时通入Q得到的固体W为氧化还原反应
生成的S和SiO2等，溶液X为含有Fe3+的溶液，调节溶液的pH得到溶液乙加热得到聚铁胶体，溶液X中加入铁反应生成FeSQ,溶液Y蒸发结晶得到FeSQ晶体。

炉渣中FeS和H2SQ、02反应生成S、Fe2（SQ）3和H b O, A正确；气体M为SQ,通入H2C2中生成HbSQ, B正确；Fe（QH）3 中铁的含量比Fe2（SQ4）3的高，若溶液Z的pH偏小，则生成的聚铁中QH的含量减少，使铁的含量减少，C错误；溶液X中加入过量的铁粉，Fe和Fe2（SO）3溶液反应生成FeSQ,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤析出绿矶，D正确。

9. （2017 •吉林长春^一高中）有Fe和Fe z Q的混合物27.2 g溶于100 ml的稀硫酸中，恰好完全反应，放出H2 2.24 L（标况下），向反应后的溶液中滴入无色KSCN溶液，未见血红色。

混合物中单质Fe的质量为［导学厂| （ C ）
A. 5.6 g
B. 8.4 g
C. 11.2 g
D. 16.8 g
［解析］铁粉和氧化铁的混合物中加入稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气，反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，则最终溶液中溶质为FeSQ,反应生成H2的物质的量为：2.24 L -22.4 L/mol = mol，则：
Fe+ HSQ === FeSQ + H f
设原混合物中FezQ的物质的量为x mol，则:
Fe+ Fe2Q+ 3HSQ===FeS冊3"0
x mol x mol 3x mol
由题意可知：（x+ mol x 56 g/mol + x mol x 160 g/mol = 27.2 g，解得x = mol，混合物中％Fe2Q）= mol x 160 g • mol「1= 16 g , m（Fe）= 27.2 g —16 g = 11.2 g，答案选G
10. （2016 •山东济宁一中期中）8.34 g FeSQ • 7^0（相对分子质量278）样品受热脱水过
|导学号（C ）Array
A.温度为78 C时，固体物质M的化学式为FeSQ・ 5H2Q
B. 取适量380 C时所得的样品P,隔绝空气加热至650 C,得到一种固体物质Q同时
有两种无色气体生成，Q的化学式为FesQ
C. 在隔绝空气条件下，N得到P的化学方程式为FeSQ ・
H2O==f=FeSO+ HO
D. 温度为159 C时固体N的化学式为FeSQ・2WQ
［解析］FeSQ • 7HO样品的物质的量为错误！= mol，其中％出0)= moi x 7X 18 g • mol 一1= 3.78 g，如晶体失去全部结晶水，固体的质量应为8.34 g —3.78 g = 4.56 g，可知在加
热到373 C之前，晶体失去部分结晶水。

温度为78 C时，固体质量为6.72 g,其中n(FeSO)
=4.56 g , m HQ)= 6.72 g —4.56 g = 2.16 g , n(H2。

)=错误！= mol，贝U n (WO)：n (FeSO) =mol : mol = 4 ：1,则化学式为FeSQ • 4fO, A错误；加热至650 C时，固体的质量为2.40 g，其中n(Fe) = n(FeSQ4 • 7fQ)= mol , m(Fe) = moi x 56 g • mol —1= 1.68 g，则固体中m(Q) = 2.40 g —1.68 g = 0.72 g , n(Q)=错误！= mol，贝U n(Fe) : n(Q) = mol : mol = 2 :3，则固体物质Q的化学式为FaQ, B错误；温度为159 C时，固体质量为5.10 g，其中m(FeSQi) = mol x 152 g • mol = 4.56 g ,
n(H2Q)= 5.10 g —4.56 g = 0.54 g, n(H2Q)=错误！=mol，贝U n(H2Q) ：n(FeSQ) = mol : mol = 1 ：1,则化学式为FeSQ -H 2Q,则在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSQ・H 2。

=高温
=FeSQ+ H2Q C正确、D错误。

二、非选择题
11. (2016 •甘肃省会宁一中高三月考)铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、
石灰石的混合物。

某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化物，并进行铝热反应实验。

导学号
R ■ I 眇
(1) 取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是_铺KCIQ、插镁
条并将其点燃_ ,现象很壮观，取少许生成的“铁块”溶于盐酸，向基中滴加KSCN溶液，发
现溶液变血红色。

出现结果的结因，除了可能混有没有反应的磁性氧化铁外，还有一个原因
是_生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中表面被空气氧化为Fe3Q_。

设计一个简单的实验
方案，证明上述所得“铁块”中含有金属铝。

该实验所用的试剂是NaQH ,反应的离子方
程式2AI + 2QH + 2H2Q===2AIQ—+ 3H2 f 。

(2) 写出此铝热反应的化学方程式: 与反8AI + 3Fe3Q高温==4Al2Q + 9Fe ，每摩尔单质铝参
应，转移的电子数为__3N A__o
(3)
除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以
|导学号 (AC )
A . CuO
B . N@Q
C. MnO
D. MgO
［解析］(1)引发铝热反应的操作时在铝热剂上铺 KCIQ ，插镁条并将其点燃；滴加硫氰
化钾显红色，说明溶液中含有铁离子。

可能是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中表面被 空气氧化为FesQ ;铁和铝混合物中只有铝能和氢氧化钠反应，所以选用
NaOH 溶液，铝和氢
氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气， 离子方程式为：2AI + 20H + 2H 2O===2AIO + 3Hd 。

(2)8AI + 3FeO 高==4AI 20 + 9Fe 因为铝升高3价，所以每摩尔铝反应转移电子数为 3NA 。

(3)铝的活
动性在铜和锰之前，可以置换出铜和锰，所以选
AG
12. (2016 -安徽淮南一模)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为FaQ 、FezQ 、FeO SiO" 为原料制备高档颜料一一铁红
(Fe 2Q )，具体生产流程如下：|导学号
试回答下列问题:
(6)欲测定硫铁矿烧渣中 Fe 元素的质量分数，称取 a g 样品，充分“酸溶”“水溶”后 过滤，向滤液中加入足量的 H2Q ,充分反应后加入 NaOH 溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、 洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体
b g 。

7b
② 测得该样品中Fe 元素的质量分数为_応_。

［解析］(1)由硫铁矿烧渣的成分知，只有
SiO 2不溶于硫酸。

(2) 硫铁矿 ］稀硫酸 酸溶
滤液 烧渣 |步骤7 200〜300 C 步骤n> X
调节pH= 1,加过量铁粉 调节pH 至5「，过滤
步骤M 步骤卅 加NHHC<3过滤FeCO 燃烧 步骤« 固体步骤W 丨氧化铁
(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为
SiO 2_ (填化学式)。

(2)实验室实现步骤n 中分离操作所用的玻璃仪器有 漏斗、玻璃棒、烧杯 ；步骤W 中
应选用 D —(填序号)试剂调节溶液的pH 。

A . 稀硝酸
B.氢氧化钠溶液
C. 高锰酸钾溶液
D.氨水
检验步骤川已经进行完全的试剂是 KSCN 溶液(或其他合理答案)。

(4) +
的水解。

步骤V 的反应温度一般需控制在
35 C 以下，其目的是—防止NHHCO 分解，减少Fe 2
(5)步骤W 中发生反应的化学方程式为
高温
4FeCO + Q 高温=2Fe2Q +
①写出加入足量的 H2Q 发生反应的离子方程式: 2丰
丰
3丰
2Fe + HbQ + 2H ===2Fe + 2HO 。

步骤n 是除去没有被硫
产品
盐，因此可在步骤W 中加入氨水来凋节
pH, (3)步骤川加入足量铁粉的目的是将 Fe 3+还原为
Fe 2+
,因此可通过加入 KSCN 溶液来检验溶液中是否还含有 Fe 3+来判断反应是否完全。

(5)利
用氧化还原反应原理可知，加热碳酸亚铁得到 Fe 2O 3，参加反应的应有氧化剂，在空气中煅烧 应有氧气参与反应，所以反应的方程式为
4FeCQ + O 2高温==2Fe 2C 3 + 4CQ 。

(6)加入H 2O 2的目的
是将Fe 2+氧化为Fe 3*;结合流程知最终得到 b g 固体为FaQ ,利用铁原子守恒知样品中铁元
-i
x 2X 56 g • mol t
160 g • mol
7b
素的质量分数为
a
= -o
a g
10a
13. (2016 •天津静海一中等六校期中联考)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要 成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素， 且杂质不与H 2SC 4反应)。

某研究性学习小 组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

［导学号
I .铁矿石中含氧量的测定
① 按如图组装仪器， ________ ;
② 将5.0 g 铁矿石放入硬质玻璃管中，装置 B 、C 中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入
Hz ,待装置C 出口处Hz 验纯后，点燃A 处酒精灯；
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。

(1) 补全步骤①的操作： —检验装置的气密性__o
⑵ 装置C 的作用为
防止空气中的水蒸气和 CQ 进入装置B 中，影响测定结果
o
(3)测得反应后装置 B 增重1.35 g ，则铁矿石中氧的质量百分含量为
24% o
n .铁矿石中含铁量的测定
错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！ (1) 步骤④中煮沸的作用是
赶走溶液中溶解的过量 Cl 2 o
(2) 下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 df (填序号)。

-.因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂 b •滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂 c. 滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
酸溶解的SiO 2,因此是过滤操作，需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯;
Fe 2+
的硫酸盐溶液中加入可与酸反应的物质来调节
pH,为不引入杂质, 步骤"是向含有
结合步骤 V 中加入铵
d. 锥形瓶不需要用待测液润洗
e. 滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f .滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
(3) 若滴定过程中消耗0 mol •L 1的KI溶液mL，则铁矿石中铁的质量百分含量为
70%
川.由i 、n 可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为
_FeO_。

［解析］1.(1)由于该实验中有气体通过装置参加反应， 所以要检验装置的气密性。

(2) 该实验中，氢气和铁的氧化物反应生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计算铁的含量， 装置B 处的干燥管作用是吸收反应产生的水蒸气，所以装置 C 要防止空气中的水蒸气和 CO 进入装置B 中，影响测定结果。

(3)测得反应后装置 B 增重1.35 g ，根据反应的实质，增加 的是水的质量，n (H 2O)=错误！ = mol ，则铁矿石中含有氧元素的物质的量是
mol 。

根据质量
守恒定律，铁矿石中氧的质量百分含量是 错误！ X 100%= 24%。

n .(1)溶液A 中通入足量的C12，将Fe 2+氧化为Fe 3+，煮沸后可以降低 Cl 2在溶液中的溶 解度，赶走溶液中溶解的过量 CI 2,防止在步骤⑥中 Cl 2与KI 反应，影响测定结果。

(2)碘水
为黄色，三价铁离子在溶液中也呈黄色，滴定过程中需加指示剂，
a 错误；滴定过程中，三 价铁离子可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质，碘单质遇到淀粉溶液显示蓝色，不 能确定是否达到滴定终点，
b 错误；滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗，
c 错误；锥形 瓶不需要用待测液润洗，
d 正确；滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶， 观察颜色的变化，
e 错误； 滴定结束后，30 s 内溶液不恢复原来的颜色，再读数，
f 正确。

(3)根据反应的方程式 2Fe 3+ + 21「===2Fd ++ 12,消耗的碘离子与铁离子物质的量相等， n (Fe 3+) = n (KI)，即mol ・L 「 X 0.025 L = c (Fe ) X 0.02 L ，解得 c (Fe ) = mol •L 。

所以在 10.0
g 铁矿石中含有 Fe 元素的物质的量是 n (Fe 3*) = mol •L 1X 0.25 L = mol ，从而可求出铁元素的百分含量为
错误！ X 100%= 70%
川.铁元素的质量分数是 70%氧元素的质量分数是 24%所以100 g 铁矿石中，铁元素
的质量是 70 g ，氧元素的质量是 24 g 。

铁元素和氧元素的物质的量比为
24 g 16 g • mol -i = 5 : 6，所以铁的氧化物的化学式为 Fe 5C 6o 70 g .
—1 56 g • mol。