2024年高考化学一轮总复习第三章第11讲铁及其重要化合物课后作业含解析

铁及其重要化合物
建议用时：40分钟
满分：100分
一、选择题(每题6分，共66分)
1．(2024·荆州高三测试)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Fe 3O 4
B ．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe 2O 3和H 2
C ．除去FeCl 2溶液中的FeCl 3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D ．Fe 3＋
与KSCN 产生红色沉淀 答案 C
解析 赤铁矿的主要成分是Fe 2O 3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe 3O 4和H 2；Fe 3＋
遇KSCN 溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe 3＋
的存在。

2．下列说法正确的是( )
A ．中性溶液中可能大量存在Fe 3＋
、K ＋
、Cl －
、SO 2－
4 B ．氧化铁能与酸反应，因此可用于制作红色涂料
C ．Fe 2O 3――→盐酸
FeCl 3(aq)――→蒸发
无水FeCl 3能一步实现 D ．铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用 答案 D
解析 中性溶液中Fe 3＋
因水解完全不能大量存在，A 项错误；B 项，氧化铁用作红色涂料是利用了其颜色呈红棕色，与其能与酸反应的性质无关，错误；C 项，氯化铁溶液蒸发最终得到的产物是氢氧化铁，因为铁离子在加热时水解程度不断加大；D 项，铁粉作食品袋内的脱氧剂，防止食品被氧化，起还原作用。

3．向某溶液中加入含Fe 2＋的溶液后，无明显改变。

再滴入几滴新制氯水，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A ．该溶液中确定含有SCN －
B ．氧化性：Fe 3＋
＞Cl 2
C ．Fe 2＋
与SCN －不能形成红色物质 D ．Fe 2＋
被氧化为Fe 3＋
答案 B
解析 溶液中的Fe 2＋
与加入的新制氯水发生反应：2Fe 2＋
＋Cl 2===2Fe 3＋
＋2Cl －
，氧化性：Fe 3＋
＜Cl 2。

能使含Fe 3＋
的溶液变为红色，说明原溶液中确定含有SCN －。

因原溶液中加入含Fe 2＋
的溶液后，无明显改变，说明Fe 2＋
与SCN －
不能形成红色物质。

4．在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO 3)2固体后，仍旧能够大量共存的离子组是( )
A ．K ＋
、SO 2－
4、NH ＋
4、CO 2－
3 B ．K ＋
、Ba 2＋
、OH －
、Cl －
C ．Na ＋
、H ＋
、Cl －
、SO 2－
4 D ．Na ＋
、Mg 2＋
、Cl －
、NO －
3
答案 D
解析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。

5．(2024·浙江瑞安高三四校联考)下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又视察到颜色渐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案 C
解析A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，不合理；B项中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。

6．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，起先时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．确定有Fe2＋，确定没有Fe3＋、Mg2＋
B．确定有Fe3＋，确定没有Fe2＋、Mg2＋
C．确定有Fe3＋，可能有Fe2＋，确定没有Mg2＋
D．确定有Fe2＋，可能有Mg2＋，确定没有Fe3＋
答案 D
解析加入NaOH溶液，起先时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3＋，则产生的氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不行能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。

7．(2024·青岛模拟)下列关于Fe3＋、Fe2＋性质试验的说法错误的是( )
A．用如图装置可以制备沉淀Fe(OH)2
B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所须要的浓度
C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定
溶液中含有Fe2＋
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化
答案 C
解析反应起先时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，为防止水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所须要的浓度，B 正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D 正确。

8．(2024·武汉调研)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，试验室里制备FeCO3的流程如图所示。

下列说法错误的是( )
A．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
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．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
答案 D
解析FeSO4变质后有Fe3＋生成，Fe3＋遇KSCN变红色，A正确；Fe2＋与CO2－3反应生成FeCO3沉淀，促进了HCO－3的电离，溶液中的HCO－3又与生成的H＋反应生成CO2和H2O，B正确；FeCO3在空气中高温加热时，＋2价铁会被O2氧化，故得不到纯净的FeO，D错误。

9．(2024·北京东城区模拟)某学生鉴定甲盐的流程如图所示，下列说法正确的是( )
A．假如甲中含有S2－，则乙是硫黄沉淀
B．假如乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3
C．丙中确定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2
D．甲中含铁元素，可能显示＋2价或者＋3价
答案 D
解析假如甲中含有S2－，则乙应为S和Ag2S黑色沉淀的混合物，A错误；AgCl是白色沉淀，与题意不符，B错误；丙与KSCN溶液反应后溶液显红色，则丙中确定含有Fe3＋，又
因为甲中滴加酸性AgNO3溶液后得到丙，故甲中确定含有铁元素，可能为Fe2＋，也可能为Fe3＋，C错误，D正确。

10．(2024·贵州高三期末)玻璃制造行业须要消耗大量硼酸(H3BO3)。

工业上以铁硼矿(主要成分为2MgO·B2O3·H2O和Fe3O4，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等)为原料生产硼酸的工艺流程如下：
资料：(1)H3BO3的溶解度在20 ℃、40 ℃、60 ℃、100 ℃时分别为5.0 g、8.7 g、14.8
g、40.2 g；
(2)Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸；
(3)Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；
(4)母液呈酸性。

则下列推断不正确的是( )
A．浸出渣中只含SiO2
B．热过滤的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出
C．除杂时需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等杂质离子
D．回收母液可以制得硫酸镁晶体
答案 A
解析结合题给信息可知Fe3O4也不与硫酸反应，故浸出渣中还含有Fe3O4，A项错误；由资料(1)可知，为防止温度降低时H3BO3从溶液中析出，应实行热过滤，B项正确；为使铁元素以氢氧化铁形式沉淀，加入H2O2氧化Fe2＋，为防止引入其他离子，加入MgO调整溶液pH，C项正确；降温结晶得到硼酸晶体，母液中的溶质主要是硫酸镁，D项正确。

11．(2024·合肥质量检测)磁黄铁矿(主要成分是Fe1－n S，S为－2价)导电性好，且略具磁性，主要用于提取硫、生产硫酸等。

将m g该磁黄铁矿与200 mL盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)，生成硫单质4.8 g、FeCl20.85 mol和确定量H2S气体，向反应后的溶液中加入KSCN溶液无现象。

下列说法正确的是( )
A．m g该磁黄铁矿中含＋2价的铁0.75 mol
B．200 mL盐酸中HCl物质的量浓度为4.25 mol·L－1
C．生成的H2S气体在标准状况下的体积为16.8 L
D．该磁黄铁矿中Fe1－n S的n＝0.15
答案 D
解析依据题意可知，磁黄铁矿中硫元素为－2价，铁元素既有＋2价又有＋3价；n(S)＝4.8 g÷32 g·mol－1＝0.15 mol，依据得失电子守恒得n(Fe3＋)＝0.15 mol×(2－0)/(3
－2)＝0.30 mol ，则n (Fe 2＋
)＝0.85 mol －0.30 mol ＝0.55 mol ，A 错误；盐酸恰好反应生成FeCl 2 0.85 mol ，依据氯原子守恒得c (HCl)＝0.85 mol×2/0.2 L＝8.5 mol·L －1
，B 错误；依据氢原子、氯原子守恒得n (H 2S)＝1
2
n (HCl)＝n (FeCl 2)＝0.85 mol ，故标准状况下，
V (H 2S)＝0.85 mol×22.4 L·mol －1
＝19.04 L ，C 错误；在Fe 1－n S 中n ′(S)＝0.85 mol ＋0.15
mol ＝1.0 mol ，n (Fe)＝0.85 mol ，所以n (Fe)∶n ′(S)＝0.85 mol∶1.0 mol＝0.85，所以1－n ＝0.85，n ＝0.15，D 正确。

二、非选择题(共34分)
12．(2024·长沙模拟)(16分)某爱好活动小组利用物质间的互变，设计成一个平面“魔方”，如图所示。

已知：
①A、B 、C 、D 、G 含有同种元素。

② 物质 纯A(单质) B(溶液) C(固体) D(固体) G(溶液) 颜色
银白色
黄色
红褐色
红棕色
浅绿色
在水溶液中B 也能将一种氧化物氧化为F ，F 是含有三种元素的共价化合物，F 与A 反应生成E 和G 。

试回答下列问题：
(1)写出D 的化学式：______________________________________________。

(2)G 生成C 的过程中所出现的现象为_________________________________ ____________________________________________________________________。

(3)写出下列反应的化学方程式：
E→A：________________________________________________________； A→B：________________________________________________________。

(4)B→F 的离子方程式为____________________________________。

G 与次氯酸反应的离子方程式为____________________________________________。

答案 (1)Fe 2O 3
(2)先产生白色沉淀，快速变成灰绿色，最终变成红褐色
(3)Fe 3O 4＋4H 2=====高温
3Fe ＋4H 2O 2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3 (4)2Fe 3＋
＋SO 2＋2H 2O===2Fe 2＋
＋SO 2－
4＋4H ＋
2Fe 2＋
＋HClO ＋H ＋
===2Fe 3＋
＋Cl －
＋H 2O
解析 (1)A 、B 、C 、D 、G 含同种元素，依据溶液和固体的颜色推知：A ：Fe ，B ：含Fe
3
＋
的溶液，C ：Fe(OH)3，D ：Fe 2O 3，G ：含Fe 2＋
的溶液；由E 是密度最小的气体，推知E 为H 2，
B 与AgNO 3生成不溶于稀HNO 3的白色沉淀，说明B 是FeCl 3；水溶液中B 也能将一种氧化物氧化成F ，F 是含三种元素的共价化合物，且F 与Fe 反应生成H 2和Fe 2＋
，所以F 为H 2SO 4，G 为FeSO 4。

(2)由FeSO 4生成Fe(OH)3的过程是向FeSO 4溶液中滴加NaOH 溶液并振荡，现象为先生成白色沉淀(Fe 2＋
＋2OH －
===Fe(OH)2↓)，快速变为灰绿色，最终变为红褐色[4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3]。

(4)FeCl 3与氧化物反应生成H 2SO 4，该氧化物为SO 2，所以离子方程式为2Fe 3＋
＋SO 2＋2H 2O===2Fe 2＋
＋4H ＋
＋SO 2－
4。

13．(18分)甲、乙两位同学欲分别完成“铁与水蒸气反应”的试验。

(1)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，用坩埚钳夹取燃着的火柴在蒸发皿中点火，视察到的现象是___________________________________________________；发生反应的化学方程式为________________________________________________。

(2)乙同学所采纳的装置如图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。

乙同学所采纳的装置与甲同学的装置相比较，优点是__________________________________________
____________________________________________________________________；
结束试验的操作是_____________________________________________。

(3)丙同学提出问题：如何通过试验证明铁与水蒸气反应得到的黑色固体中既含Fe 2＋
，又含Fe 3＋
？
__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。

答案 (1)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 ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2
(2)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 先把导管从水槽中取出，再熄灭灯1、灯2
(3)将黑色固体溶于硫酸，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Fe 3＋
；向另一份溶液中加入适量KMnO 4(H ＋
)溶液，若溶液紫色褪去，则证明黑色固体中含有Fe 2＋
解析 (1)湿棉花受热产生的水蒸气与炙热的还原性铁粉发生反应3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2，生成的H 2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。

(2)试验结束时应特殊留意防止倒吸，故首先应把导管从烧杯中取出，再熄灭灯1、灯2。