2022年高考化学一轮复习 课时跟踪检测(十一) 铁及其重要化合物(基础课)

课时跟踪检测(十一)铁及其重要化合物(基础课)
1．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。

这里的“铁线粉”是指() A．Fe B．FeCl3
C．FeO D．Fe2O3
解析：选D铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明销是铁锈，铁锈的主要成分为Fe2O3，D项正确。

2．(2021·南京模拟)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()
A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板
B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中SO2和NO
C．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤
D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中Pb2＋等重金属
解析：选B FeCl3具有强氧化性，能与Cu等金属反应，可用于蚀刻铜制的印制线路板，与FeCl3易发生水解无关，A错误；漂白粉的主要成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能氧化SO2和NO生成硫酸盐和硝酸盐，所以漂白粉可用于脱除烟气中的SO2和NO，B正确；CaCO3能与酸反应，能改良、修复被酸雨侵蚀的土壤，与CaCO3高温下能分解无关，C 错误；活性炭与Pb2＋等金属离子不反应，不能用于除去水体中的Pb2＋等重金属，D错误。

3．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是()
A．硫酸B．氯水
C．硫酸锌D．氯化铜
解析：选B Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

4．(2021·银川模拟)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是()
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
解析：选B Fe3＋遇KSCN会使溶液呈红色，Fe2＋遇KSCN不反应，无现象，滴加KSCN 溶液，溶液呈红色，则证明存在Fe3＋，并不能证明无Fe2＋，故A错误；气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O，可证明原气体中含有水蒸气，故B正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，并不能证明无K＋，Na＋的焰色反应为黄色，可遮住紫光，K＋的焰色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，故C 错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体不一定是CO2，故D错误。

5．(2021·赣州模拟)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()
A．①②B．①③
C．②③D．①②③
解析：选B因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。

装置①是先用Fe粉与稀硫酸反应产生的H2将装置中的空气排尽，然后滴入NaOH溶液，与FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，可以达到目的，①正确；②滴入的NaOH溶液会吸收空气中的氧气，与试管中的FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2和Na2SO4，溶液中有氧气，会氧化Fe(OH)2变为Fe(OH)3，因此会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，不能达到实验目的，②错误；③中液面上加苯阻止了空气进入，在隔绝空气的环境中NaOH、FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2和Na2SO4，由于没有空气，Fe(OH)2不能被氧化，能较长时间观察到白色沉淀，③正确；故合理选项是B。

6．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组是()
选项 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 解析：选C Cl2能与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均能反应，B错误；有新的杂质CuSO4生成，D错误。

7．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示。

下列说法不正确的是()
A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B．沉淀过程中有CO2气体放出
C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
解析：选A FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。

8．(2021·北京模拟)向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；再加入KSCN溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。

依据实验现象，下列分析不正确的是()
A．产生气体的原因是FeSO4将H2O2还原生成了O2
B．H2O2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3＋的证据：“溶液迅速变黄”和“溶液变红”
C．溶液颜色变浅，可能是过量的H2O2氧化了KSCN
D．溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的
解析：选A H2O2具有强氧化性，FeSO4具有还原性，向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，二者发生氧化还原反应，生成Fe3＋，使溶液迅速变黄，稍后产生气体，是由于反应生
成的Fe3＋是H2O2分解反应的催化剂，A错误；Fe3＋水溶液显黄色，且Fe3＋遇KSCN会显红色，B正确；KSCN具有还原性，H2O2具有强氧化性，二者会发生氧化还原反应，Fe3＋与SCN－结合生成的Fe(SCN)3的浓度降低，故会使溶液的颜色变浅，C正确；溶液中开始时Fe3＋与SCN－结合生成的Fe(SCN)3的浓度较大，溶液的红色比较深，后来由于KSCN被氧化，使Fe(SCN)3的浓度降低，溶液颜色变浅，这都是由于浓度改变，导致物质的反应速率发生变化引起的，D正确。

9．某混合物由Fe、Fe2O3和FeCO3组成。

现称取一定质量的该混合物，将其溶于100 mL 1.25 mol·L－1硫酸中，生成0.56 L(标准状况)气体，并得到溶液X，测得溶液X中c(H＋)为0.5 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。

下列说法正确的是()
A．混合物中Fe2O3的物质的量为0.025 mol
B．混合物中FeCO3的物质的量为0.03 mol
C．若溶液X遇KSCN溶液显红色，则溶液X中n(Fe2＋)＋n(Fe3＋)＝0.1 mol
D．若溶液X中n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，则混合物中n(Fe)＋n(Fe2O3)＋n(FeCO3)＝0.08 mol 解析：选A A项，设混合物中Fe、Fe2O3和FeCO3的物质的量分别是x mol、y mol、z mol，硫酸的物质的量是0.125 mol，反应后氢离子的物质的量是0.05 mol，则剩余硫酸0.025 mol，消耗硫酸0.1 mol，生成气体的物质的量是0.56 L÷22.4 L·mol－1＝0.025 mol，发生的反应有FeCO3＋H2SO4===FeSO4＋H2O＋CO2↑、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，因此z＋3y＋x－y＝0.1、z＋x－y ＝0.025，解得y＝0.025，正确；B项，根据A项中的分析可知，不能确定混合物中FeCO3的物质的量，错误；C项，若溶液X遇KSCN溶液显红色，说明Fe3＋过量，因此根据电荷守恒可知，溶液X中n(Fe2＋)＋n(Fe3＋)＜0.1 mol，错误；D项，若溶液X中n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，说明生成的气体全部是二氧化碳，因此，根据碳原子守恒可知n(FeCO3)＝0.025 mol，设X中硫酸亚铁和硫酸铁的物质的量分别是a mol、b mol，则a＝2b、a＋3b＝0.1，解得a＝0.04、b＝0.02，根据铁原子守恒可知，单质铁的物质的量是0.04 mol＋0.04 mol－0.025 mol×2－
0.025 mol＝0.005 mol，则混合物中n(Fe)＋n(Fe2O3)＋n(FeCO3)＝0.055 mol，错误。

10．(2021·合肥模拟)某研究小组利用如图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应原理。

下列说法错误的是()
A．装置B中若产生白色沉淀，说明Fe3＋能将SO2氧化成SO2－4
B．实验室中配制加70%硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒
C．三颈烧瓶中通入N2的操作应在滴加浓硫酸之前，目的是排尽装置内的空气
D．装置C可能发生倒吸，同时还不能完全吸收反应产生的尾气
解析：选A Fe3＋具有氧化性，可将二氧化硫氧化成硫酸根，本身被还原成二价铁，反应的离子方程式是SO2＋2Fe3＋＋Ba2＋＋2H2O===BaSO4↓＋2Fe2＋＋4H＋，在酸性条件下SO2与NO－3反应也能生成SO2－4，出现白色沉淀，装置B中若产生白色沉淀，不能说明Fe3＋能将SO2氧化成SO2－4，故A错误；配制70%硫酸溶液的操作是浓硫酸加入水中稀释，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒，故B正确；为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应先通入氮气，目的是排尽装置内的空气，故C正确；导气管直接插入溶液可能会引起装置中的压强变化较大，发生倒吸，反应生成的气体可能会有NO，不能被氢氧化钠溶液吸收，故D正确。

11．Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。

(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。

NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力。

药品美蓝是其有效的解毒剂，解毒时美蓝发生________反应(填“氧化”或“还原”)。

(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl2溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe3＋________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高温下发生逆反应得到“引火铁”。

若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2 (已换算到标准状况下)，则转移电子数目为______________________(设N A为阿伏加德罗常数的值)；“引火铁”是一种极细的铁粉，它在空气中可以自燃，其原因是_____________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。

为了研究其组成，设计如下实验：
气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝。

请回答：
(1)M的化学式________，气体甲的电子式__________。

(2)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是(用化学方程式表示)_____________ ___________________________________________________。

(3)高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为______________ _______________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，原因是氧化了血
红蛋白中的二价铁，药品美蓝是其有效的解毒剂，这说明该物质具有还原性，解毒时发生氧化反应。

(2)一般用硫氰化钾溶液检验铁离子，操作过程：取少量待测液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中有Fe3＋，反之则没有。

(3)标准状况下44.8 L H2的物质的量为2 mol，反应转移的电子数目为2×2×N A＝4N A；“引火铁”表面积大，加快了与氧气反应的速率，因此在空气中可以自燃。

Ⅱ.气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝，为氨气，说明化合物M中含有氮元素；白色沉淀乙→红褐色沉淀丙，说明化合物M中含有铁元素；红褐色沉淀丙→固体丁(14.40 g)，固体丁为氧化铁，根据原子守恒计算化学式。

(1)根据以上分析可知，M由铁、氮两种元素组成，氧化铁质量为14.40 g，则铁元素的
质量为14.40×112
160＝10.08 g，氮元素质量为10.71－10.08＝0.63 g，铁、氮两种原子的个数
之比为10.0856 ∶0.6314
＝4∶1，所以M 的化学式为Fe 4N ；甲为NH 3，属于共价化合物，其电子式为。

(2)白色沉淀乙是氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁，反应的化学方程式：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

(3)高温条件下，氧化铁与氨气反应生成铁、氮气和水，反应的化学方程式为Fe 2O 3＋2NH 3=====高温
2Fe ＋N 2＋3H 2O 。

答案：Ⅰ(1)氧化
(2)取少量待测液，滴加KSCN 溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中有Fe 3＋，反之则没有
(3)4N A 引火铁表面积大，加快了与氧气反应的速率 Ⅱ.(1)Fe 4N
(2)4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3
(3)Fe 2O 3＋2NH 3=====高温
2Fe ＋N 2＋3H 2O
12．(2018·全国卷Ⅱ节选)K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。

回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 作感光剂，以K 3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。

其光解反应的化学方程式为2K 3[Fe(C 2O 4)3]=====光照 2FeC 2O 4＋3K 2C 2O 4＋2CO 2↑；显色反应的化学方程式为________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是_______________________________________________________。

②实验中观察到装置B 、F 中澄清石灰水均变浑浊，装置E 中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。

③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_________________________________
________________________________________________________________________。

④样品完全分解后，装置A 中的残留物含有FeO 和Fe 2O 3，检验Fe 2O 3存在的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)加入K 3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe 3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC 2O 4＋2K 3[Fe(CN)6]===Fe 3[Fe(CN)6]2＋3K 2C 2O 4。

(2)①空气中含有O 2，为防止Fe 2＋被O 2氧化，应先通入N 2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。

②B 中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO 2；F 中澄清石灰水变浑浊，E 中固体变为红色，说明E 中发生反应：CuO ＋CO=====△
Cu ＋CO 2，所以分解产物中一定含有CO 。

③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A 、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气。

④检验Fe 2O 3存在的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN 溶液，溶液变红色，证明含有Fe 2O 3。

答案：(1)3FeC 2O 4＋2K 3[Fe(CN)6]===3K 2C 2O 4＋
Fe 3[Fe(CN)6]2
(2)①隔绝空气，使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO 2 CO
③先熄灭装置A 、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN 溶液，溶液变红色，证明含有Fe 2O 3
13．(2019·全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH 4Fe(SO 4)2·x H 2O]是一种重要铁盐。

为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______________________。

(2)步骤②需要加热的目的是________________，温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是________。

铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为
________(填标号)。

(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是__________________________，分批加入H2O2，同时为了________，溶液要保持pH小于0.5。

(4)步骤⑤的具体实验操作有_____________________________________________，
经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。

硫酸铁铵晶体的化学式为________________________________ ____________________________________________________。

解析：(1)铁屑表面的油污可以用热的氢氧化钠溶液洗涤，然后用蒸馏水洗净。

(2)铁与硫酸反应，加热的目的是加快反应速率，由于温度要控制在80～95 ℃，应选择水浴加热。

铁中含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体H2S，应该用碱溶液吸收H2S气体，为了防止倒吸，应选用C装置。

(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将Fe2＋氧化为Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

Fe3＋在水中易水解生成氢氧化铁沉淀，为了抑制Fe3＋水解，溶液要保持较强的酸性，使用H2O2的优点是不引入新的杂质。

(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵，应将溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。

(5)失重5.6%是质量分
数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·x H2O，由题意知1.5×18
266＋18x ＝
5.6
100，解得x＝12。

答案：(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴 C
(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质防止Fe3＋水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O。