近年高考化学总复习第三章金属及其化合物课时作业8铁及其化合物新人教版(2021年整理)

2019高考化学总复习第三章金属及其化合物课时作业8 铁及其化合物新人教版
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课时作业8 铁及其化合物
一、选择题
1．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（）
①过量的Fe与Cl2加热时发生反应
②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3
③Fe与过量的S加热时发生反应
④Fe（NO3）2溶液中加少量盐酸
⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．①②③B．③④⑤C．①④⑤D．①②④
解析:Fe与Cl2反应只生成FeCl3；Fe与S反应生成FeS；Fe错误!Fe2＋错误! Fe3＋;Fe2＋错误!
Fe3＋;Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋,当Fe足量时，溶液中无Fe3＋.
答案：D
2．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一项是（)
A B C D
X FeCl2溶液FeCl3溶液Fe FeSO4溶液Y FeCl3CuCl2Al Fe2（SO4)3 Z Cl2Fe NaOH溶液Cu
223
A错；Fe与FeCl3和CuCl2都能反应，B错；杂质Al能溶于NaOH溶液而Fe不溶,C项正确;Cu能与Fe3＋反应,但又引入杂质Cu2＋，应选用Fe，D错。

答案：C
3．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示),
下列说法错误的是（)
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe（OH)3胶体,可用作净水剂
B．为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行
C．可用KSCN溶液检验（NH4）2Fe（SO4）2是否被氧化
D．常温下,（NH4）2Fe（SO4）2在水中的溶解度比FeSO4大
解析：碱式硫酸铁电离产生Fe3＋,Fe3＋能发生水解反应生成Fe(OH）3胶体,Fe（OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂,A正确；NH4HCO3不稳定,受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B正确；KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象,（NH4)2Fe（SO4）2若被氧化则生成Fe3＋,KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，C正确;(NH4)2Fe(SO4）2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与（NH4）2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，D错误。

答案：D
4．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是( )
A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立，说明氧化性：Fe3＋〉Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH错误!、NO错误!、Fe2＋可以大量共存C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O 解析：pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NO错误!、H＋不能大量共存,B项不正确；C项应为0。

3 mol，不正确；D项电荷不守恒,不正确.
答案：A
5．绿矾（FeSO4·7H2O)的相关性质如图所示，反应①～⑥均在隔绝空气的条件下进行，气体1、2、3均为氧化物,且它们的摩尔质量依次增大。

下列推断合理的是( ）
A．属于氧化还原反应的只有①、②、④、⑥
B．将反应①和反应③产生的气体混合，气体颜色发生变化
C．反应⑤生成的固体在空气中高温灼烧只发生分解反应
D．将气体1和气体3冷凝再混合,能计算出所得溶液的物质的量浓度
解析：本题考查元素化合物的性质，意在考查考生的识记能力及灵活处理信息的能力.FeSO4具有还原性，能被过氧化钠、硝酸钾(酸性条件下)、氯水氧化，绿矾在隔绝空气条件下煅烧生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水蒸气,该反应也属于氧化还原反应，故属于氧化还原反应的有①、③、④、⑥，A项推断不合理。

反应①生成的气体为O2，反应③生成的气体为NO，NO与O2混合生成红棕色的NO2,B项推断合理。

反应⑤生成的FeCO3有还原性，能被空气中的氧气氧化,C项推断不合理。

反应⑥的化学方程式为2(FeSO4·7H2O）错误!Fe2O3＋SO3↑＋SO2↑＋14H2O↑，气体1、2、3依次是H2O、SO2、SO3。

气体1和气体3冷却至室温所得溶液是硫酸，其组成为n(H2O)∶n(H2SO4）＝13∶1,能计算溶液中溶质的质量分数，但缺少溶液的密度，无法计算硫酸的物质的量浓度,D项推断不合理。

答案：B
6．某同学采用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)制备七水合硫酸亚铁（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中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3进入固体
2
C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
解析：本题考查离子反应，物质分离、元素及化合物.流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原Fe3＋得到硫酸亚铁，A正确；固体1为SiO2，分离FeSO4和Al2（SO4）3采用的是调控pH的方法,使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀而与FeSO4分离，B正确；Fe2＋容易被氧化,所以在得到FeSO4·7H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，C正确;在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)2沉淀，但Fe（OH)2不稳定,很容易被氧化为Fe（OH）3，使制得的产品不纯，混有较多的杂质Fe2（SO4)3,D 不正确。

答案选D.
答案：D
7．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解,放出1。

344 L NO(标准状况）,往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现.若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为( ）
A．0。

24 mol B．0。

21 mol
C．0.16 mol D．0.14 mol
解析：n(HNO3)＝0。

12 L×4 mol·L－1＝0。

48 mol，n（NO）＝1。

344 L÷22.4 L·mol－1＝0.06 mol，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现,说明全部生成Fe2＋，溶液溶质为Fe（NO3)2，则原混合物中铁元素为（0.48 mol－0.06 mol）÷2＝0.21 mol，故用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为0.21 mol。

答案：B
8．在含有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，充分搅拌后铁完全反应,同时析出0。

1 mol Ag。

则下列结论中不正确的是( )
A．向反应后的溶液中继续加入少量铁粉，铁粉可以继续溶解
B．氧化性：Ag＋〉Fe3＋>Cu2＋〉Zn2＋
C．反应后溶液的质量减轻
D．反应后溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶1
解析：各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后铁完全反应，同时析出0.1 mol Ag，且Fe3＋和Ag＋亦完全反应：2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，向反应后的溶液中继续加入少量铁粉，发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，铁粉可以继续溶解,故A正确；根据金属活动顺序表可知氧化性：Zn2＋<Cu2＋<Ag＋，根据金属铜和三价铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，可知氧化性Cu2＋〈Fe3＋，故B正确；0.1 mol Fe完全反应进入溶液,置换出0。

1 mol Ag，0。

1 mol Fe的质量小于0。

1 mol Ag的质量，导致溶液质量减轻，故C 正确；由反应2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋,可知共生成0。

2 mol Fe2＋，而0.1 mol Cu2＋没有参加反应，则反应后溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2，故D错误。

答案:D
9．常温时,将0.1 mol Fe（NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。

下列有关说法正确的是（)
A．由于氧化性Fe3＋〉H＋，首先发生的反应是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．当加入16。

8 g铁粉时,可生成标准状况下6.72 L气体
C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D．m至少等于28 g，反应过程中溶液的质量一直在减小
解析:酸性条件下，NO－3有强氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO－，3＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O①然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋②，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑③,A错误;当加入16。

8 g铁粉时,刚好发生上述①反应，生成标准状况下的6。

72 L NO气体生成0。

3 mol Fe3＋，消耗1。

2 mol H＋，B正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3＋，C错误；根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋（0.1＋0。

3）×0。

5×56＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。

答案:B
10．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为（）A．2∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
解析：因氧化性Fe3＋〉Cu2＋〉Fe2＋，加入适量的铁粉,使溶液中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋物质的量之比变为1∶2∶4，说明Fe3＋有剩余，则Cu2＋没有参加反应,加入的Fe粉仅与Fe3＋反应.设原溶液中含有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol，反应后Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比变为1∶2∶4，则反应后Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,故反应的Fe3＋的物质的量为3 mol－1 mol＝2 mol,则参加反应的Fe的物质的量为1 mol，参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为1 mol∶3 mol＝1∶3。

答案:C
二、非选择题
11．某学生欲通过实验方法验证Fe2＋的性质。

（1)该同学在实验前,依据Fe2＋的______性，填写了下表。

但试管中溶液颜色却变为深棕色。

为了进一步探究溶液变为深棕色的原因,该同学进行如下实验。

（2）向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红，该现象的结论是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________
____________.
（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2＋或Fe3＋发生反应而得到的。

为此他利用如图装置(气密性已检验，尾气处理装置略)进行探究。

ⅰ.打开活塞a、关闭活塞b，甲装置中反应开始后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变化.
ⅱ.打开活塞b、关闭活塞a，一段时间后再停止甲中反应。

ⅲ。

为与ⅰ中实验进行对照,更换丙、丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤ⅰ中相同.
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____________；
②装置乙的作用是_______________________________________ _________________________________;
③步骤ⅱ的目的是_______________________________________ _________________________________；
④该实验可得出的结论是___________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________________。

（4）该同学重新进行（1)中实验，观察到了预期现象，其实验操作是__________________________________________________________________
______。

解析：（1)产生的红棕色气体为NO2，说明HNO3被还原，溶液变为黄色，说明Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe2＋表现了还原性。

（2)Fe3＋与SCN－作用显红色，是Fe3＋的特征反应.(3）整个装置中,先将NO2通入丙、丁，然后将NO2转化成NO，来检验NO的影响。

由于步骤ⅰ后，装置乙之后的导气管中会有NO2剩余，所以需要除去以排除剩余NO2对实验的干扰。

由于NO2、NO通入FeSO4溶液中，都产生深棕色,在Fe2（SO4)3溶液中都不变色，说明NO2、NO对Fe2＋有影响，而对Fe3＋无影响,从而得出结论。

答案:（1)还原(2）Fe2＋被硝酸氧化为Fe3＋
（3）①Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
②使NO2转化为NO
③排出乙右侧装置中残留的NO2
④溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2＋作用得到的（或不是由NO或NO2与Fe3＋作用得到的)
(4)向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液
12．有关FeSO4的转化关系如下图所示（无关物质已略去）。

已知：①X由两种化合物组成，将X通入品红溶液,溶液褪色；通入BaCl2溶液，产生白色沉淀。

②Y是红棕色的化合物。

(1）气体X的成分是________________(填化学式）.
(2)反应Ⅰ的反应类型属于________（填字母）。

a．分解反应b．复分解反应c．置换反应
d．化合反应e．氧化还原反应
（3）溶液2中金属阳离子的检验方法是
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____________。

（4）若经反应Ⅰ得到16 g固体Y，产生的气体X恰好被0。

4 L 1 mol·L －1NaOH溶液完全吸收,则反应Ⅰ的化学方程式是__________________________________________________________________ ______，
反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是__________________________________________________________________ ______.
解析：(1）X能使品红溶液褪色说明X中含有SO2，但SO2与氯化钡溶液不反应，所以X中还有SO3。

(2)反应Ⅰ为FeSO4受热分解生成SO2、SO3、Fe2O3，既是分解反应又是氧化还原反应。

（3）溶液2为Fe2（SO4)3溶液,用KSCN溶液检验Fe3＋,具体方法为取少量溶液2于试管中，加入几滴KSCN溶液,溶液变红。

(4）反应Ⅰ得到16 g Fe2O3，由得失电子守恒得生成0。

1 mol SO2,所以生成SO3也为0。

1 mol,则反应Ⅰ的化学方程式是2FeSO4错误!Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。

0.1 mol SO3与0。

2 mol NaOH完全反应,0。

1 mol SO2与0.2 mol NaOH恰好完全反应生成Na2SO3，溶液1中含有Na2SO3和Na2SO4，反应Ⅳ的离子方程式为2Fe3＋＋SO错误!＋H2O===2Fe2＋＋SO错误!＋2H＋。

答案：(1)SO2、SO3（2)a、e
(3)取少量溶液2于试管中,加入几滴KSCN溶液，溶液变红色
(4）2FeSO4=====，△
Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
2Fe3＋＋SO错误!＋H2O===2Fe2＋＋SO错误!＋2H＋
13．甲、乙、丙三位同学欲分别完成“铁与水蒸气反应”的实验。

Ⅰ.甲同学的方案如图1：试管中依次放入湿棉花和还原性铁粉，加热.把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中.一段时间后,用坩埚钳夹取燃着的火柴在蒸发皿中点火，观察到的现象是__________________；发生反应的化学方程式为________________________。

Ⅱ.乙同学所采用的装置如图2：分别用灯1和灯2加热反应器中的水和还原性铁粉,当水蒸气将空气排出后用排水法收集一试管气体。

乙同学所采用的装置与甲同学的装置相比较,优点是________________；结束实验的操作是_________________________。

Ⅲ。

丙同学将甲、乙两位同学所用装置进行改进，如下图所示：
在硬质玻璃管Ⅰ中放入还原性铁粉和石棉绒的混合物，硬质玻璃管Ⅱ中加入CuO。

干燥管Ⅰ中盛装的物质是碱石灰，干燥管Ⅱ中盛装的物质是无水硫酸铜和石棉绒的混合物。

(1)丙同学所采用的装置与乙同学的装置相比较，优点是
______________________________________________________________ __________。

（2）实验开始时应先点燃a处的酒精灯，然后才点燃b处的酒精喷灯，原因是_________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________.
（3）能证明铁与水蒸气反应的现象是____________________ ____________________________________________________.
Ⅳ.丁同学提出问题：如何通过实验证明铁与水蒸气反应得到的黑色固体中既含Fe2＋，又含Fe3＋？
______________________________________________________________ __________。

解析:本题考查了实验方案的评价与优化,意在考查考生的实验探究能力.Ⅰ.湿棉花受热产生的水蒸气与炽热的还原性铁粉发生反应3Fe＋4H2O（g)错误!Fe3O4＋4H2,生成的H2与试管中的空气形成混合气体，通入肥皂液中产生肥皂泡，点燃时产生爆鸣现象，当试管中空气被排尽时，纯净的H2通入肥皂液中产生肥皂泡，在点燃时能燃烧。

Ⅱ。

实验结束时应特别注意防止倒吸,故首先应把导管从烧杯中取出，再熄灭灯1，待反应器中水蒸气排净后移走灯2。

Ⅲ。

丙同学的实验原理为酒精灯加热烧瓶,源源不断地产生水蒸气，在硬质玻璃管Ⅰ中铁与水蒸气发生反应,盛有碱石灰的干燥管除去未反应的水蒸气,再将气体依次通过炽热的氧化铜和无水硫酸铜来检验铁与水蒸气反应生成的气体为氢气.
答案：Ⅰ.蒸发皿中产生大量肥皂泡，放出的气体能燃烧，点燃时发生爆鸣,反应后,试管中固体仍呈黑色3Fe＋4H2O(g）错误!Fe3O4＋4H2Ⅱ.保证有足够的水蒸气进入反应器，用小试管收集并检验生成的气体更科学先把导管从烧杯中取出，再熄灭灯1，待反应器中水蒸气排净后移走灯2
Ⅲ.(1)用酒精喷灯反应温度高、效果好，硬质玻璃管Ⅱ中加入CuO可直接证明反应生成H2
(2）先点燃a处的酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气，防止加热时铁粉与空气反应
(3）硬质玻璃管Ⅱ中黑色固体变红，干燥管Ⅱ中白色固体变蓝
Ⅳ。

将黑色固体溶于盐酸，所得溶液分为两份,向其中一份中加入KSCN 溶液，若溶液变成红色，则证明黑色固体中含有Fe3＋；向另一份溶液中加入KMnO4（H＋)溶液,若溶液紫色褪去，则证明黑色固体中含有Fe2＋14．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2）为原料制备高档颜料-—铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：
试回答下列问题：
（1）硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为________(填化学式）。

(2）实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有________;步骤Ⅳ中应选用________试剂调节溶液的pH（填字母编号）。

A．稀硝酸B．氢氧化钠溶液
C．高锰酸钾溶液D．氨水
（3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是________.
(4）步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是
______________________________________________________________ __________。

(5）步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为______________________ __________________________________________________.
（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H2O2，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。

①写出加入足量的H2O2发生反应的离子方程式：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____________。

②测得该样品中Fe元素的质量分数为________。

解析：（1)SiO2为酸性氧化物，不与稀H2SO4反应。

（2）NaOH溶液不易控制溶液pH，应选氨水。

（4）既防止NH4HCO3分解,又减少Fe2＋水解。

（5）FeCO3
转变为Fe2O3,肯定有氧化剂O2参与反应。

(6)残留b g固体为Fe2O3，根据Fe 原子守恒，Fe元素的质量分数为错误!×100%＝错误!×100%.
答案：（1)SiO2
（2)漏斗、玻璃棒、烧杯D
(3）KSCN溶液（或其他合理答案)
(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋的水解
（5）4FeCO3＋O2错误!2Fe2O3＋4CO2
(6)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
②错误!×100%。