高三化学一轮复习第三章第三节铁及其重要化合物课时训练含解析新人教版

铁及其重要化合物
一、选择题
1．(2018·长沙调研)铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。

下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生血红色沉淀
答案：C
解析：选C。

赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3价铁离子遇KSCN溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离子的存在。

2．下列中学常见实验的现象或表述正确的是( )
A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN 溶液，溶液显血红色
B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁
C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液显血红色即可证明
D．向CuSO4溶液中滴入过量的NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤、滤纸上的物体为“蓝色固体”
答案：C
3．可检验FeC13溶液中是否含FeCl2的试剂是( )
A．KSCN溶液B．氯水
C．NaOH溶液D．酸性KMnO4溶液
答案：D
解析：A、KSCN溶液用来检验铁离子，A错误；B、氯水能氧化亚铁离子，但实验现象不明显，B错误；C、氢氧化钠虽然能与氯化亚铁反应，但存在氯化铁会干扰，C错误；D、亚铁离子检验还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可用来检验氯化亚铁，D正确，答案选D。

4．(2018·长沙模拟)在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是( )
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
答案：B
解析：选B。

因为a＞c，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋。

5．茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品使用不恰当的是( )
A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②、⑦和⑨
B．用浓硝酸溶解茶叶并加蒸馏水稀释，选用③和⑩
C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦
D．检验中滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩
答案：B
解析：A.将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，用到的仪器有①、②和⑨，必要时还可用到三脚架或铁架台带铁圈并用玻璃棒搅拌，故A不选；B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，故B选；C.过滤时用到④、⑤和⑦，故C不选；D.检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、胶头滴管和滴瓶等，即③、⑧和⑩，故D不选；故选B 6．在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是( )
A．K＋、SO2－4、NH＋4、SO2－3B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－
C．Na＋、H＋、Cl－、SO2－4D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO－3
答案：D
解析：选D。

A中CO2－3和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NO－3和Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存。

7．某铁的氧化物，用2.0mol/L的盐酸100mL恰好能完全溶解，所得溶液再通入0.28L 标准状况下的氯气时，刚好使溶液中Fe2＋完全转化为Fe3＋。

则该氧化物的化学式为( ) A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4D．Fe5O7
答案：C
解析：设二价铁离子的物质的量为xmol，三价铁离子的物质的量为ymol，某铁的氧化物，用2.0mol/L的盐酸100mL在一定条件下恰好完全溶解，依据电荷守恒可知最终溶液中溶质为氯化亚铁和氯化铁，依据电荷守恒可知二价铁离子和三价铁离子带的正电荷总数等于氯离子带电负电荷总数，即：2xmol＋3ymol＝0.1L×2.0mol/L；溶液中只有二价铁离子能与氯气发生反应生成三价铁离子，氯气被还原为氯离子，依据氧化还原反应中得失电子守恒规律可知二价铁失去的电子总数等于氯气得到的电子总数，即：xmol×1＝0.28L÷22.4L/mol ＝0.0125mol×2＝0.025mol；解得：x＝0.025，y＝0.05；所以该氧化物中Fe(＋2价)与Fe(＋3价)的物质的量分别为0.025mol、0.05mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中
n(O)＝1/2×n(HCl)＝1/2×0.2mol＝0.1mol，所以：n(Fe)：n(O)＝0.075mol：0.1mol ＝3：4，该氧化物的化学式为Fe3O4，答案选C。

8．根据下列框图分析，下列说法正确的是( )
A．E2＋的氧化性比M2＋的氧化性强
B．在③反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀
C．反应④的离子方程式可表示为：
E3＋＋3SCN－E(SCN)3↓
D．在反应①中只能用浓硫酸，既表现了酸性、又表现了氧化性
答案：B
解析：流程分析可知，M为铜，在酸性溶液中被过氧化氢氧化为童颜溶液CuSO24－，根据y加入KSCN溶液血红色说明时Fe3＋离子，和氨水反应生成红褐色沉淀氢氧化铁；说明X为亚铁离子形成的硫酸亚铁溶液，推断E为Fe；A、根据阳离子氧化性强弱，结合金属活动顺序表分析判断；Fe2＋的氧化性比Cu2＋的氧化性弱，故A正确；B、在③反应中若不加稀硫酸，硫酸亚铁被过氧化氢氧化为硫酸铁，在中性溶液中，铁离子会沉淀，可能看到红褐色的沉淀，故B正确；C、反应④的离子方程式为：3SCN－＋Fe3＋＝Fe(SCN)3；生成的是血红色溶液，不是沉淀，故C错误；D.反应①中硫酸只是提供酸性环境，过氧化氢做氧化剂氧化铜，故D 错误；故选B。

9．含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag，下列结论错误的是( ) A．溶液质量减轻
B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋
C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶1
D．Fe位于元素周期表第四周期Ⅷ族，是一种过渡金属
答案：C
解析：A、向混合溶液中加入0.1 mol铁粉，析出0.1 mol Ag，铁的相对原子质量小于银的相对原子质量，所以溶液质量减轻，A项正确；B、因加入Fe后，Fe3＋、Ag＋首先被还原，说明Fe3＋氧化能力比Cu2＋强，B正确；C、由Cu、Fe原子守恒知n(Cu2＋)＝0.1 mol，而n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)＋n(Fe)＝0.2 mol，溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶2，C项错误；
D、Fe位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，是一种过渡金属，D项正确；选C。

二、非选择题
10．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。

请将正确答案的序号填在相应的横线上。

①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋④Fe2＋、Fe3＋
(1)AB段铁元素以__________形式存在。

(2)BC段铁元素以__________形式存在。

(3)CD段铁元素以__________形式存在。

答案：(1) ①(2) ④(3) ③
解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。

11．已知A为淡黄色固体，T、R 为两种常见的用途广泛的金属单质，D具有磁性的黑色晶体， C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体。

(1)写出下列物质的化学式：D：__________R：__________.写出A的电子式__________
(2)按要求写出下列反应方程式______________________________________
H在潮湿空气中变为M的化学方程式 ________________________________
B与R反应的化学方程式_________________________________________
D与盐酸反应的离子方程式_________________________________________
(3) 向沸水中加入W饱和溶液，可制得一种红褐色透明液，该反应的离子方程式___________________________________________________________
答案：(1)Fe3O4 Al
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
(3)Fe3＋＋3H2O＝Fe(OH)3(胶体)＋3H＋
解析：A淡黄色固体为过氧化钠，和水反应生成C为氧气，B为氢氧化钠，R是金属单质，能和氢氧化钠反应，所以R为铝，N为偏铝酸钠，D为具有磁性的黑色晶体，为四氧化三铁，则T为铁，E为氯化亚铁，H为氢氧化亚铁，M为氢氧化铁，W为氯化铁。

12．(2019届济南一中月考试题)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。

(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。

X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是_____________________________________________。

(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是__________。

(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：
回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是__________。

②Na2CO3溶液可以除油污，原因是__________________________________。

③加入稍过量NH4HCO3溶液的作用是____________________________。

④请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：____________________________。

⑤若上述过程中煅烧不充分，会含有少量的FeO，试设计实验验证产品中有FeO杂质_____________________________________________________。

答案：(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋
(2) Fe2＋、Al3＋
(3) 过滤碳酸钠溶液水解显碱性，碱性条件下能促进油脂的水解调节溶液pH使Fe2＋转化为FeCO
3
Fe2＋＋2HCO－3＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 取分解后固体加硫酸溶解，取硫酸溶解后的溶液少许于试管中，滴加少量稀酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色。

解析：(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y为Fe3O4，与过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁，溶液有剩余的HCl；
(2)加入过量的NaOH，Al3＋转化为偏铝酸根，Mg2＋、Fe2＋、Cu2＋转化为氢氧化物沉淀，且氢氧化亚铁易被氧化，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，用过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋；
(3)①由工艺流程可知，操作I是将固体与液体分离，应采取过量的方法；
②碳酸钠溶液水解显碱性，碱性条件下能促进油脂的水解；
③④由工艺流程可知，操作I所得的滤液中主要有硫酸亚铁，加入碳酸氢铵，实质是亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成FeCO3，同时生成二氧化碳、水；
⑤2价铁离子具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。

13．已知Fe 2O 3与H 2反应会因温度不同而可能生成Fe 3O 4。

某兴趣小组在用H 2还原Fe 2O 3的实验中，用磁铁吸出生成的黑色粉末X ，为探究X 的组成，他们进行了如下实验。

(1)甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附，因此X 是铁。

但乙同学不同意他的结论，原因是__________________________________________________。

(2)乙同学：先将少量黑色粉末X 放入装有足量硫酸铜溶液的烧杯中，振荡，固体部分溶解，有极少量红色物质析出，过滤；然后向滤渣中加入盐酸，再滴加几滴KSCN 溶液，溶液出现红色。

通过现象分析，丙同学得出X 的组成是Fe 和Fe 3O 4。

①滴加KSCN 溶液的目的是：_______________________________________。

②若在粉末X 中直接加入盐酸、KSCN 溶液，溶液不出现红色，不出现红色的原因是(用离子方程式表示)___________________________________________。

(3)丁同学的实验方案： 2.88gX ――→
足量盐酸
搅拌溶液Y ――→足量的H 2O 2足量的氨水
――→操作Z 沉淀―→3.2g 红棕色固体 ①操作Z 是________________。

②通过以上数据，得出 2.88 g 黑色粉末X 中各成分的物质的量为_____________________________________________________________。

答案：(1)Fe 3O 4能被磁铁吸附
(2)①检验是否存在Fe 3＋
，确认Fe 3O 4的存在
②Fe＋2Fe 3＋＝3Fe 2＋
(3)①过滤、洗涤②n(Fe 3O 4)＝0.01 mol 、n(Fe)＝0.01 mol
解析：(1)黑色粉末能被磁铁吸附，Fe 、Fe 3O 4可被磁铁吸附，故不能由此确定X 就是铁单质。

(2)①滴加几滴KSCN 溶液，溶液出现红色，可以证明存在Fe 3＋，进而证明黑色固体中含有四氧化三铁，确认Fe 3O 4的存在。

②X 的组成是Fe 和Fe 3O 4，向其中加入盐酸，Fe 3O 4溶于盐酸得到氯化铁溶液会和金属铁之间反应得到氯化亚铁，即Fe ＋2Fe 3＋＝3Fe 2＋，不会使KSCN 变色。

(3)①流程是黑色粉末加入过量盐酸溶解后，加入足量氨水，保证碱性环境下离子全部沉淀，操作Z 是过滤、洗涤得到沉淀。

②流程Fe ＋Fe 3O 4――→足量盐酸FeCl 2、FeCl 3――→足量氨水Fe(OH)2、Fe(OH)3――→燃烧称重Fe 2O 3；依据
反应过程中铁元素守恒，3.2 g Fe 2O 3物质的量＝ 3.2g 160g/mol
＝0.02 mol ；设铁物质的量为x ，四氧化三铁物质的量为y ，得到：56x ＋232y ＝2.88，x ＋3y ＝0.02×2，解方程得到x ＝0.01 mol ；y ＝0.01 mol ；即n(Fe 3O 4)＝0.01 mol ；n(Fe)＝0.01 mol 。

14．如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。

实验时必须使用铁屑和6 mol/L的硫酸，其他试剂任选。

填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是__________，A中反应的离子方程式是___________________________________________。

(2)实验开始时应先将活塞a__________(填“打开”或“关闭”)。

(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：___________________________________。

(4)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为_________________________________________________________。

(5)下图中__________能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。

答案：(1)铁屑Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
(2)打开
(3)关闭活塞a，使FeSO4溶液被压入B中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3
(5)①②③④
解析：本题实验的原理是利用Fe和稀H2SO4产生H2，先排净装置中的空气，确定排净空气后再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将FeSO4溶液压人到NaOH 溶液中，从而产生Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存较长时间。

(5)图中4个实验均能保证生成的Fe(OH)2与空气隔离，均可较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。