铁及其化合物

第8讲铁及其化合物基础题组1.(2018山东泰安模拟)能正确表示下列反应的离子方程式的是()A.将铜屑加入FeCl3溶液中:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+3Fe3++4H2OC.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++N-Fe3++2H2O+NO↑D.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑2.(2018湖南长沙模拟)把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前小的是()A.CuSO4B.Fe2(SO4)3C.HClD.FeSO43.(2017辽宁大连双基检测)下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能除去混有的杂质的是()A.氧化镁中混有氧化铝B.氯化铝溶液中混有氯化铁C.氯化亚铁溶液中混有氯化铜D.氧化铁中混有二氧化硅4.为了除去硫酸铜溶液中混有的FeSO4杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+转化为Fe3+,下列物质中合适的是()A.KMnO4溶液B.H2O2溶液C.氯水D.HNO3溶液5.某同学欲探究铁及其化合物的性质,下列实验方案可行的是()A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活动性顺序B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:制备Fe(OH)3胶体C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液:制备FeSO4·6H2O晶体D.将铜粉加入FeCl3溶液中:验证Fe3+的氧化性强于Cu2+6.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是()A.A中一定有Fe3+B.C中一定有Fe3+C.B为AgI沉淀D.A一定为FeBr2溶液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,无明显变化。

若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为()A.0.24 molB.0.21 molC.0.16 molD.0.14 mol8.PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

酸↓氧化剂↓水+酸↓(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是(填化学式);PFS中铁元素的化合价为;在酸浸槽中,为了提高浸出率,可以采取的措施有(写两条)。

(2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3·xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有。

(3)如果反应釜中用H 2O 2作氧化剂,则反应的离子方程式为 ;生产过程中,发现反应釜中产生了大量的气体,且温度明显升高,其原因可能是 。

(4)聚合釜中溶液的pH 必须控制在一定的范围内。

如果溶液酸性过强,造成的后果是 ;如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。

常温下,若溶液中Fe 3+的浓度为1 mol·L -1,当Fe 3+开始沉淀时,溶液的pH 约为 。

[已知常温下Fe(OH)3的K sp =1.0×10-39]。

9.(2017吉林长春第一次质量检测)铁是应用最广泛的金属,铁的氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要的化合物。

(1)工业上冶炼铁的主要方法是 (用化学方程式表示)。

(2)钢铁露置于空气中,主要发生的电化学腐蚀方式是 ,其中正极的电极反应式为 。

(3)高铁酸钾(K 2FeO 4)是水处理过程中的一种新型净水剂,其氧化性强于高锰酸钾。

工业上制备高铁酸钾通常采用以下流程:Fe(NO 3)3→反应器 、 溶液↓离心机除NaCl →分离液 固体↓结晶固体K 2FeO 4①请将反应器中发生反应的离子方程式配平: Fe 3++ ClO -+ OH - Fe -+ Cl -+②根据流程可以判断,相同温度下K 2FeO 4的溶解度 (填“大于”“等于”或“小于”)Na 2FeO 4;整个生产过程中,可直接循环利用的物质是 (写化学式)。

③若某厂污水中含有一定量的N -和悬浮颗粒,下列关于该厂污水处理的说法中正确的是 。

A.加入K 2FeO 4可使氮元素转化为N 2,从而降低污水中N -含量 B.使用高铁酸钾可以减少污水中悬浮颗粒的含量C.使用高铁酸钾处理后的污水,如果直接排放到河流中,会导致水体富营养化10.铁及其化合物与生产、生活关系密切。

(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为。

②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是(填字母)。

(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:废铁皮含Fe(NO3)2的溶液①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为。

②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为。

③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是(任写一项)。

(3)已知t ℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。

①t ℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=。

②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃时反应达到平衡。

此时FeO(s)转化率为50%,则x=。

提升题组11.A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物E易溶于水得到无色溶液。

它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是()A.物质B是H2B.物质C是Cl2C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl212.某固体混合物X中可能存在Fe、FeO、CuO、MnO2、K2CO3、KCl中的若干种,为确定固体成分,某同学进行了如下实验(部分实验条件略去):下列说法正确的是()A.溶液1中一定存在KCl,不存在K2CO3B.固体1中一定存在Fe和CuOC.固体1中不能确定是否存在MnO2D.溶液2中一定存在Fe3+13.(2016课标Ⅱ,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。

回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。

(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。

(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。

分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。

实验②检验的离子是(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。

产生气泡的原因是;生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)。

答案精解精析基础题组1.A B项电荷不守恒,C项电荷不守恒,D项生成Fe2+而不是Fe3+。

2.A Fe+CuSO4FeSO4+Cu,溶液质量减小,故A正确;铁与Fe2(SO4)3反应后,生成FeSO4溶液,溶液质量增加,故B错误;铁与盐酸反应后,生成FeCl2溶液,溶液质量增加,故C错误;铁与FeSO4溶液不反应,溶液质量不变,故D错误。

3.C A项,MgO是碱性氧化物,不与NaOH反应,而Al2O3是两性氧化物,可以与NaOH发生反应产生NaAlO2,过滤后洗涤、干燥,就可得到纯净的MgO;B项,向溶液中加入适量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,可得到氯化铝溶液;C项,二者都可以与NaOH发生反应生成沉淀,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解;D项,二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁不与NaOH发生反应,加入过量的NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥,就得到纯净的氧化铁。

4.B A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2+转化为Fe3+,但同时会引入新的杂质,故此三项不符合题意;H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,还原产物为水,不引入新杂质,B项符合题意。

5.D热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜等不活泼金属反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中,不能用于探究铁的活动性顺序,故A项方案不可行;将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故B项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液,氧气可将FeSO4氧化且得不到含结晶水的化合物,故C项方案不可行;将铜粉加入FeCl3溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D项方案可行。

6.B HNO3具有强氧化性,可氧化Fe2+,A中不一定有Fe3+,A错误;AgI为黄色沉淀,C错误;A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物,D错误。

7.B 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,无明显变化,说明全部生成Fe2+,溶液中溶质为Fe(NO3)2,则原混合物中铁元素的物质的量为(0.48 mol-0.06 mol)÷2=0.21 mol,故用足量的CO在加热条件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。

8.答案(1)H2SO4+3价加热、搅拌、多次浸取等(2)Fe2O3·xH2O+3H2SO4Fe2(SO4)3+(3+x)H2O、Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O H2O2与Fe2+的反应为放热反应,加入的H2O2过多,且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化剂,H2O2发生分解反应,生成了O2(4)影响Fe3+与OH-的结合(合理答案均可) 1解析(1)PFS中含有S-,制备时不能引入杂质,要用硫酸酸浸;根据[Fe2(OH)x(SO4)-]y中各元素正、负化合价的代数和为0,得铁的化合价为+3价。