【全程复习方略】2013版高考化学 课时提能演练(八) 3.3 铁及其重要化合物 新人教版(含精细解析)

【安徽】2013版化学复习方略课时提能演练(八) 3.3 铁及其重要化合物（人
教版）
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.将铁片放到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量减轻的是( )
A.稀硫酸
B.硫酸铜溶液
C.氢氧化钠溶液
D.氯化铝溶液
2.下列物质不能通过化合反应直接制得的是( )
A.FeCl2
B.NaHCO3
C.Al(OH)3
D.Fe(OH)3
3.往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸后，溶液的颜色应该是( )
A.变浅
B.逐渐加深
C.没有改变
D.变棕黄色
4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是( )
A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含有Cu2＋和Fe3＋
C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
5.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.将铜屑加入Fe3＋溶液中：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
B.将磁性氧化铁溶于盐酸：
Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：
Fe2＋＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋2H2O＋NO↑
D.将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
6.(2012·宿州模拟)A、B、C是所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示，其中B、
D、E、F的水溶液呈酸性。

若D＋C―→E＋F且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为( )
A.Fe、Cl2、Cu
B.Fe、Cl2、H2
C.Cu、Cl2、Fe
D.Fe、Cl2、Mg
7.(预测题)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。

对下列实验事实的解释正确的是( )
8.(2012·黄山模拟)下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应；
②Fe与过量稀硫酸反应后，再向其中加KNO3；
③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。

A.只有①②
B.只有②③
C.只有①②③
D.全部
9.将一浅绿色溶液，置于空气中，变黄色。

将此黄色溶液逐滴滴入沸水中，形成一种红褐色胶体，下列说法中错误的是( )
A.该浅绿色溶液中含有Fe2＋，在空气中被氧化为Fe3＋
B.欲检验该黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2＋，向其中滴加KSCN溶液
C.配制该浅绿色溶液，要向其中加少量酸与铁粉，目的是为了防止Fe2＋的水解与氧化
D.欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3＋，滴入KSCN溶液，看是否变红色
10.(易错题)某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。

则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1
B.1∶3∶1
C.3∶3∶8
D.1∶1∶4 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11.(10分)(2011·大纲版全国卷改编)如图中，A 、B 、C 、D 、E 是单质，G 、H 、I 、F 是B 、C 、D 、E 分别和A 形成的二元化合物。

已知：
①反应C ＋G ――→高温
B ＋H 能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
②I 是一种常见的温室气体，它和E 可以发生反应：2E ＋I=====点燃
2F ＋D ，F 中E 元素的质量分数为60%。

回答问题：
(1)①中反应的化学方程式为：_________________________________________ __________________________________________________________________；
(2)1.6 g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；___________________________________________
__________________________________________________________________。

(3)C 与过量NaOH 溶液反应的离子方程式为：___________________________ ________________________________________________________________， 反应后溶液与过量化合物I 反应的离子方程式为：______________________ __________________________________________________________________；
(4)E在I中燃烧观察到的现象是：_____________________________________
__________________________________________________________________。

12.(14分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。

某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。

实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加，该过程的现象为：__________________________________________________________________
________________________________________________________________。

(2)步骤②加入过量H2O2的目的是：____________________________________
_________________________________________________________________。

(3)步骤③中反应的离子方程式是：_____________________________________
__________________________________________________________________。

(4)步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、_______、灼烧、、称量。

(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。

13.(16分)(探究题)某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：
【探究一】设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。

(1)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_______________________________
__________________________________________________________________。

(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是___________________________________。

(3)装置E中的现象是_______________________________________________。

【探究二】设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。

(4)待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于后，将所得溶液分成两份。

(5)一份滴加几滴KSCN溶液。

若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分(选填序号，下同)为；若溶液未变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为。

①一定有Fe3O4
②一定有Fe
③只有Fe3O4
④只有Fe
(6)另一份用(填仪器名称)加入，可以证明溶液中存在Fe2＋。

【探究三】设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。

(7)试剂b的化学式是。

(8)计算反应后B装置中铁元素的质量分数为_______________。

答案解析
1.【解析】选B。

A项，由于每溶解56 g的Fe，溶液中析出2 g 的H2，所以溶液质量增重；B项，由于每溶解56 g的Fe，溶液中析出64 g的Cu，所以溶液质量减轻；C项，Fe与NaOH溶液不发生反应；D项，Fe与AlCl3溶液不发生反应，故选B项。

2.【解析】选C。

A项，Fe＋2FeCl3===3FeCl2；B项，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；C项，通过化合反应不能直接制得Al(OH)3；D项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故选C项。

3.【解析】选D。

Fe(NO3)2与稀盐酸反应的离子方程式为：3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===
3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，所以反应后溶液变棕黄色，故选D项。

4.【解析】选D。

由于先发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，后发生反应：Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu。

若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是
Fe2＋，可能含有Cu2＋，一定不含Fe3＋；若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，故A、B、C项均错误，D项正确。

5.【解析】选A。

A正确，符合3个守恒；B错误，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态，正确的离子方程式应该为：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C错误，得失电子不守恒，电荷不守恒，正确的离子方程式应为：3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===
3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；D错误，不符合客观实际，反应后只能生成Fe2＋和H2。

6.【解析】选A。

B单质水溶液呈酸性，且常温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、
E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。

7.【解析】选D。

8.【解析】选C。

①Fe与Cl2反应是在点燃条件下，无论Fe是否过量，都生成FeCl3，②Fe与稀硫酸反应生成Fe2＋，再加入KNO3，相当于生成稀硝酸，能将
Fe2＋氧化成Fe3＋，③Fe(NO3)2溶液中加入盐酸，相当于生成稀硝酸，Fe2＋被氧化成Fe3＋，④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中，若Fe过量，则不会有Fe3＋。

故选C。

9.【解析】选B。

向该黄色溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，可以证明含有Fe3＋，无法证明是否含有未被氧化的Fe2＋。

10.【解题指南】解答本题应注意以下三点：
(1)Fe与Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3反应的先后顺序；
(2)横、纵坐标及曲线各折点表示的意义；
(3)HNO3反应生成的Fe3＋和溶液中的原有Fe3＋均与Fe发生反应。

【解析】选D。

由于先发生反应：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，再发生反应：Fe＋
2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，最后发生反应：Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。

由图像知，1 mol Fe与HNO3发生反应，生成Fe(NO3)31 mol，需HNO34 mol；由图像知，1 mol Fe与Fe(NO3)3发生反应，则需Fe(NO3)32 mol，所以原溶液中含有Fe(NO3)3 1 mol；由图像知，1 mol Fe与Cu(NO3)2发生反应，则需Cu(NO3)2 1 mol，所以原溶液中含有Cu(NO3)2 1 mol，故选D项。

【方法技巧】铁与硝酸的反应规律
(1)铁与浓硝酸在常温下钝化，在加热时剧烈反应。

(2)铁与稀硝酸的反应：
硝酸过量时：
Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ①
Fe过量时：
3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②
铁与稀硝酸反应有关量的问题，可用数轴表示为：
①当n(Fe)n(HNO 3)≤14时，按反应①进行，
产物仅有Fe(NO 3)3，HNO 3可能有剩余。

②当n(Fe)n(HNO 3)≥38时，按反应②进行，
产物仅有Fe(NO 3)2，Fe 可能有剩余。

③当14<n(Fe)n(HNO 3)<38时，则反应①②均发生，
产物为Fe(NO 3)2和Fe(NO 3)3。

11.【解题指南】本题主要考查Mg 、Al 、Fe 及其化合物的性质及与其有关的化学方程式的计算。

解题时注意寻找突破口，如铝热反应应用于铁轨的焊接、CO 2是最常见的温室气体等。

【解析】(1)铝热反应应用于铁轨的焊接，由①可知C 为Al 、G 为Fe 2O 3、B 为Fe 、H 为Al 2O 3，反应的化学方程式为2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3。

CO 2是最常见的温室气体，由②可知E 为Mg 、I 为CO 2、F 为MgO 、D 为C 。

综上可知A 为O 2。

(2)Fe 2O 3与盐酸反应的离子方程式为Fe 2O 3＋6H ＋
===2Fe 3＋
＋3H 2O ，FeCl 3与铜粉完全反应的离子方程式为2Fe
3
＋
＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋
，可知n(Cu)＝n(Fe 2O 3)＝ 1.6 g 160 g/mol
＝0.01 mol ，需铜粉的质量为0.01 mol ×64 g/mol
＝0.64 g 。

(3)Al 与过量NaOH 溶液反应的离子方程式为：
2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －
2＋3H 2↑，反应后溶液为NaAlO 2，与过量CO 2反应的离子方程式为： AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －
3。

(4)Mg 在CO 2中燃烧的化学方程式为：2Mg ＋CO 2=====点燃
2MgO ＋C ，观察到的现象是镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着黑色固体。

答案：(1)2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3 (2)Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋
＋3H 2O ， 2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋
，
n(Cu)＝n(Fe 2O 3)＝ 1.6 g
160 g/mol
＝0.01 mol ，至少需铜粉的质量为0.01 mol ×64 g/mol ＝0.64 g
(3)2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －
2＋3H 2↑ AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －
3
(4)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着黑色固体
12.【解析】(1)证明步骤①滤液中含有Fe 2＋
的方法是：取样，先滴加KSCN 溶液，再滴加氯水(或双氧水、稀硝酸等)，若滤液由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有Fe 2＋。

(2)由于H 2O 2具有氧化性，加入过量H 2O 2的目的是：将Fe 2＋全部氧化为Fe 3＋。

(3)步骤③的目的是：将Fe 3＋
全部转化为Fe(OH)3，所以步骤③需加入过量的NaOH 溶液或氨水，反应的离子方程式是：Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3 ↓[或Fe 3＋＋3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓＋3NH ＋
4]。

(4)步骤④的目的是：将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体Fe 2O 3，所以步骤④的操作步骤是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。

(5)由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中m(Fe)＝(2×56×a
2×56＋3×16÷10) g ＝0.07a g 。

答案：(1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 溶液由浅绿色变为红色 (2)将Fe 2＋全部氧化为Fe 3＋
(3)Fe 3＋＋3OH －
===Fe(OH)3 ↓
[或Fe 3＋＋3NH 3·H 2O===Fe(OH)3 ↓＋3NH ＋
4] (4)洗涤 冷却 (5)0.07a
【误区警示】解答本题要注意两点：
(1)认真审题，避免由于审题不清，容易误算成“10片补血剂中含铁元素的质量”；
(2)在Fe 3＋存在的条件下，检验Fe 2＋
的存在时，就不能采取先加KSCN 溶液后加氯水等试剂的方法，而应采取加入适量酸性KMnO 4溶液，若溶液由紫红色变为棕黄色，则含有Fe 2＋。

13.【解析】【探究一】(1)Fe 与水反应的化学方程式为： 3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2。

(2)碎瓷片的作用是防止暴沸。

(3)装置E 中发生反应：H 2＋CuO=====△
Cu ＋H 2O ，现象是：黑色固体变红，右端管壁有水珠。

【探究二】在验证反应后黑色固体的成分时，检验Fe 3＋，最佳试剂为KSCN 溶液；在确定存在Fe 3＋
时，检验Fe 2＋
，可用酸性KMnO 4溶液。

由于酸性KMnO 4溶液与盐酸发生反应，所以在溶解反应后的黑色固体时，不能用盐酸，也不能用硝酸(因为HNO 3可氧化Fe 2＋
)，可用稀硫酸。

【探究三】由“红棕色固体”知，该物质为Fe 2O 3，则FeCl 3NaOH
−−−
→Fe(OH)3和NaCl 及过量NaOH −−−→过滤
Fe(OH)3沉淀−−−→强热
Fe 2O 3，所以试剂b 为NaOH 溶液。

m(Fe 2O 3)＝32 g ，则n(Fe 2O 3)＝0.2 mol ，
则n(Fe)＝0.4 mol ，则反应后B 装置中铁元素的质量分数为：0.4×56
28.8×100%≈77.8%。

答案：(1)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2 (2)防止暴沸
(3)黑色固体变红，右端管壁有水珠 (4)稀硫酸 (5)① ②
(6)胶头滴管 酸性KMnO 4溶液，溶液褪色 (7)NaOH (8)77.8%。