高中化学铁及其化合物性质练习题(附答案)

高中化学铁及其化合物性质练习题

一、单选题

1.指南针是我国的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是( ) A.FeO

B.23Fe O

C.34Fe O

D.Fe

2.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( ) A.Fe 3O 4是一种红棕色粉末,俗称磁性氧化铁 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,可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤

D.Fe 3+

与KSCN 溶液反应产生红色沉淀

3.某黑色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验: ①取少量样品加入足量稀硝酸仍有部分黑色固体未溶解。

②另取少量样品在空气中充分灼烧后,再加入足量稀盐酸并微热全部溶解。 该黑色粉末可能为( )

A.FeO 、C

B.FeO 、CuO

C.22Ag O MnO 、

D.2CuO Cu S 、 4.向含323FeCl FeCl AlCl NaCl 、、、的溶液中加入足量的2Na O 固体,在空气中充分反应后再加入过量的稀盐酸,溶液中离子数目不发生变化的是( ) A.+Na

B.3+Al

C.3+Fe

D.2+Fe

5.将m g 含氧化铁、氧化铜和氧化亚铁的样品投入2L 1-1mol L ?的盐酸中,恰好完全反应。若向等质量的该样品中通入足量的氢气并加热,则充分反应后所得金属的质量是( ) A.16g

B.() 16

g m -

C.() 16

g m +

D.()

32g m - 6.在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务是收集有关23Fe O 硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是( ) A.铝热剂就是23Fe O 粉末和铝粉的混合物

B.检验从火星上带回来的红色物质是否为23Fe O 的操作步骤:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN

C.分别还原a mol 23Fe O 所需2H 、Al 、CO 的物质的量之比为3:2:3

D.明矾属于硫酸盐,含结晶水,是混合物

7.向一定量的FeO 、Fe 、Fe 3O 4的混合物中加入100mL 1mol ? L -1

的盐酸,恰好使混合物完全溶解,

放出标准状况下的气体224mL,在溶液中加入KSCN 溶液,无红色出现。若用足量的CO 在高温下还原相同量的此混合物,能得到铁的质量为( )

A.11.2g

B.5. 6g

C.2. 8g

D.无法计算

8.实验室用2FeCl 和烧碱制备2Fe(OH),为使生成的产物不被氧化,下列说法错误的是( ) A.配制2FeCl 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸

B.可在2FeCl 溶液的上面加一层苯,以隔绝空气

C.向2FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入到试管中

D.产生2Fe(OH)沉淀后,不能振荡试管

9.向()243Fe SO 溶液中加入a g 铜,铜完全溶解后,再加b g 铁,充分反应后得到c g 残余固体,且a >c ,则下列说法正确的是( ) A.残余固体是铜和铁

B.最后得到的溶液中一定含有2+Cu

C.将残余固体加入到稀硫酸中,有气泡产生

D.最后得到的溶液中可能含有3+Fe

10.下列化学反应对应的离子方程式正确的是( ) A.盐酸与()3Fe OH 反应:()+

3+

23Fe OH +3H =Fe +3H O

B.稀硫酸与铁粉反应:+3+

22Fe+6H =2Fe +3H

C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:2+2-44Ba +SO =BaSO

D.34Fe O 与盐酸反应:+3+

342Fe O +8H =3Fe +4H O

11.由FeO 、23Fe O 、34Fe O 组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21:8,则这种混合物中FeO 、23Fe O 、34Fe O 的物质的量之比可能为( ) A.1:2:1 B.1:2:3 C.1:3:1 D.1:1:3 12.下列试剂不能使2+Fe 转化为3+Fe 的是( ) ①氯水 ②NaCl 溶液 ③酸性4KMnO 溶液

④22H O 溶液 ⑤盐酸 ⑥3NaNO 溶液 A.①②③

B.①③④

C.②④⑤

D.②⑤⑥

13.现有浓度均为1-1mol L ?的322FeCl CuCl FeCl 、、的混合溶液100mL,向该溶液中加入5.6g 铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。下列有关叙述不正确的是( ) A.反应后的溶液中含有2+2+Fe Cu 、不含3+Fe B.反应后的溶液中含有0.2mol 2+Fe 和0.1mol 2+Cu C.反应后的溶液中2+Fe 的浓度增至3-1mol L ? D.反应后残留固体为3.2g

14.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中三价铁离子和二价铁离子浓度相等。则未反应的三价铁离子和已反应的三价铁离子的物质的量之比是( ) A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:2

15.将铝粉与某铁的氧化物23FeO 2Fe O ?粉末配制成铝热剂,分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中,充分反应后放出气体在标准状况下的体积为7.84L;另一份在高温下恰好完全反应,反应后的混合物与足量的盐酸反应后,放出的气体在标准状况下的体积为( ) A.5.6L B.7.84L C.11.2L D.15.68L

二、填空题

16.在氯化铁溶液中存在下列平衡:323FeCl +3H O

Fe(OH)+3HCl 0H ?>。回答下列问题:

1.加热3FeCl 溶液,溶液的颜色会不断加深,可得到一种红褐色透明液体,向这种液体中加入2MgCl 溶液,产生的现象为__________________________________________。

2.不断加热3FeCl 溶液,蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是__________________。

3.在配制3FeCl 溶液时,为防止浑浊,应加入______________________。

4.为了除去2MgCl 酸性溶液中的3+Fe ,可在加热搅拌的条件下加入3MgCO 固体,过滤后再加入足量盐酸。3MgCO 固体能除去3+Fe 的原因是_______________________________________。 17.某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案,实验装置如图所示。

(1)在试管B 中加入NaOH 溶液,加热煮沸1~2min 立即加入2mL 液体石蜡,该操作的目的是_________________________________________。

(2)在具支试管A 中加入稀硫酸和略微过量的铁粉,试分析铁粉过量的原因:___________________________________________。

(3)连接好导管,同时打开活塞,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活塞,这时试管A 中的现象是____________________________________,产生该现象的原因是__________________________________。试管B 中的现象为___________________________________。

(4)若试管B 中生成的氢氧化亚铁遇到空气,发生反应的化学方程式为____________________________________。

18.实验室用如下图所示的装置测定FeO 和23Fe O 固体混合物中23Fe O 的质量,D 装置的硬质玻璃管中的固体物质是FeO 和23Fe O 的混合物。(已知:通过饱和食盐水可除去混合气体中HCl 气体杂质。)

(1)D装置中发生反应的化学方程式为______________________________________。

(2)装置B的作用是________________________,装置C中装的液体是______________,所起的作用是

_________________________________。

(3)若FeO和

Fe O固体混合物的质量为23.2g,反应完全后U形管的质量增加7.2g,则混合物中23

Fe O的质量为__________g。

23

(4)U形管E右边连接干燥管F的目的是___________________________,若无干燥管F,测得

Fe O的

23

质量将__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(5)若反应后得到的残留固体中还有少量FeO,测得

Fe O的质量将__________(填“偏大”“偏小”或“无

23

影响”)。

三、实验题

19.Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一

由此甲同学得出结论:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。

1.写出步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式: __________

2.乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4.因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有

Fe3+。他需要选择的试剂是( )

A.氯水

B.新制氯水和KSCN溶液

C.K3[Fe(CN)6]溶液

3.丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象, 也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是__________

4.丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入稀硫酸、__________(填试剂名称)和氨水;再

__________(填操作名称)、洗涤、灼烧,即可得到Fe2O3。

参考答案

1.答案：C

解析：34Fe O 具有磁性,俗称磁性氧化铁。 2.答案：C

解析：Fe 3O 4为黑色固体,A 错误;Fe 与水蒸气反应生成Fe 3O 4,B 错误;Fe(SCN)3不是红色沉淀,D 错误。 3.答案：A

解析：碳不溶于稀硝酸，FeO 可溶于稀硝酸，FeO 、C 在空气中充分灼烧，碳与氧气反应生成二氧化碳，FeO 与氧气反应生成氧化铁，氧化铁加入足量稀盐酸中微热，能够全部溶解，故A 正确；FeO 、CuO 在稀硝酸中完全溶解，故B 错误；2Ag O 与盐酸反应生成氯化银沉淀、2MgO 与盐酸不反应，所以加入足量稀盐酸中微热不能全部溶解，故C 错误；CuO 、2Cu S 在稀硝酸中完全溶解，故D 错误。 4.答案：B

解析：A 项,+-22Na O+H O =2Na +2OH ,+Na 数目增多;B 项,-+

OH H 3+3+-2AlO Al Al ???→???→,3+Al 数目不发生变化;C 、D 项,()-+

OH H 3+

3+

3Fe

Fe OH Fe

???→???→,()()+

2

-

OH H 2+

3O 23+Fe

Fe OH Fe OH Fe ????→????→?→则3+Fe 数

B 增多,2+Fe 数目减少。 5.答案：B

解析：样品中23Fe O 、CuO 、FeO 溶于盐酸后,生成3FeCl 、2CuCl 、2FeCl 、2H O ,产物2H O 中的H 来自HCl 中的H,产物2H O 中的O 来自样品中的O,故样品中

()()-111

O HCl 1mol L 2L =1mol 22

n n ==???等质量的该样品中通入足量的氢气,加热反应后所得金属

的质量为mg-1mol×16-1g mol ?=(m-16)g 。 6.答案：C

解析：铝热剂是指能被铝还原的金属氧化物和铝组成的混合物,不一定是由三氧化二铁和铝组成的,A 项错误;检验的操作步骤为样品→粉碎→加盐酸溶解→滴加KSCN 溶液,B 项错误;明矾中虽含有结晶水,但为纯净物,D 项错误;在还原23Fe O 时,1mol 2H 失去2mol 电子,1mol Al 失去3mol 电子,1mol CO 失去2mol 电子,所以根据得失电子守恒即可判断C 项正确。 7.答案：C

解析：根据题意可得,恰好反应后溶液中只存在FeCl 2,根据元素守恒可建立关系式:n(Fe) =n(Fe

2+

)=

1111

()()0.11?222

n Cl n HCl L mol L --==??=0.05 mol,m(Fe) =0.05 molX 56 g ? mol -1=2. 8 g 。

8.答案：C

解析：A 项,2FeCl 和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保()2Fe OH 在无氧环境中生成，正确;B 项，在2FeCl 溶液的上面加一层苯，以隔绝空气，防止氧气溶入,正确;C 项，向2FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到2FeCl 溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误;D 项，产生()2Fe OH 沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化,正确。 9.答案：B

解析：向()243Fe SO 溶液中,加入a g 铜，发生反应3+2+2+2Fe +Cu =2Fe +Cu (3+Fe 可能剩余)，再加入铁，发生反应2+2+Cu +Fe =Fe +Cu (可能先发生反应3+2+2Fe +Fe =3Fe )。若残余固体为铁和铜，则c >a ，因此残余固体为Cu ，A 项错误；残余固体为Cu ，加入到稀硫酸中无气泡产生，C 项错误；由于有Cu 剩余，故最后得到的溶液中一定没有3+Fe ，D 项错误。 10.答案：A

解析：B 项应为+2+2Fe+2H =Fe +H ;C 项应为2+-+2-442Ba +2OH +2H +SO =BaSO +2H O ;D 项应为

+3+2+342Fe O +8H =2Fe +Fe +4H O 。

11.答案：D

解析：由铁元素与氧元素的质量之比为21:8,求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3：4,所以

34Fe O 的量多少不影响混合物中的铁元素与氧元素的质量比。34Fe O 可拆为23FeO Fe O ?,故只要

FeO 、23Fe O 物质的量之比为1:1即可。

12.答案：D

解析：要使2+Fe 转化为3+Fe ，必须加入强氧化性物质，②NaCl 溶液、⑤盐酸、⑥3NaNO 溶液均没有强氧化性。 13.答案：B

解析：由于氧化性:3+2+2+Fe >Cu >Fe ,故加入铁粉后,铁粉先与3+Fe 反应,后与2+Cu 反应。根据3+2+2Fe +Fe =3Fe 、2+2+Fe+Cu =Fe +Cu 可知,3+Fe 完全反应,2+Cu 只有一半发生反应,反应后的溶液

中含有2+2+Fe Cu 、,不含3+Fe ,A 项正确;反应后的溶液中2+()Fe 0.3mol n =,2+()Cu 0.05mol n =,B 项错误;反应后的溶液中2+-10.3mol

(Fe )==3mol L 0.1L

c ?,C 项正确;反应后残留固体为0.05mol Cu,质量为3.2g,D 项正确。 14.答案：D

解析：将铁粉加入三氯化铁溶液中,将发生反应Fe+2Fe 3+

=3Fe 2+

,在同一溶液中Fe 3+

和Fe 2+

浓度相等,则它们的物质的量也必相等,根据化学反应方程式中化学计量数的特点,假设反应后溶液中含

Fe 2+3mol,则Fe 3+也必为3mol,参加反应的Fe 3+应为2mol,即已反应的Fe 3+和未反应的Fe 2+

的物质的量之比为2:3。 15.答案：A

解析：将铝热剂放入足量的烧碱溶液中,只有Al 发生反

应:2222Al+2NaOH+2H O =2NaAlO +3H ,↑2(H )0.35mol n =,则0.7

(Al)mol 3

n =。另一份在高温下恰好完全反应,反应产物是23Al O 和Fe,根据元素守恒可得:3(Al)

(O)0.35mol 2

n n =

=,据铁的氧化物的化学式23FeO 2Fe O ?,得此氧化物的物质的量为0.05mol,(Fe)0.25mol n =。据反应式

22Fe+2HCl =FeCl +H ↑,22(H )(Fe)0.25mol,(H ) 5.6L n n V ===。

16.答案：1.生成红褐色沉淀 2.23Fe O 3.浓盐酸

4.3MgCO 与3+Fe 水解产生的+H 反应,促进了3+Fe 的水解,使3+Fe 转化为3Fe(OH)沉淀而被除去 解析：1.加热3FeCl 溶液,得到3Fe(OH)胶体,加入电解质2MgCl 使胶体聚沉而得到红褐色沉淀。 2.加热可促进盐类水解,由于HCl 挥发,可使水解进行彻底,得到3Fe(OH)沉淀,3Fe(OH)受热分解,最终产生的固体为23Fe O 。

3.为防止浑浊,应加入浓盐酸抑制3FeCl 水解。

4.3MgCO 与3+Fe 水解产生的+

H 反应:+2+322MgCO +2H =Mg +CO +H O ↑,使水解平衡正向移

动,生成的3Fe(OH)在加热搅拌条件下发生聚沉,在过滤时3Fe(OH)和未反应的3MgCO 一同被除去。

17.答案：(1)除去溶解在NaOH 溶液中的2O ，并防止2O 再进入溶液 (2)保证溶液中不存在3+Fe

(3)溶液经导管进入试管B 中生成的2H 使试管A 、B 内产生了压强差;产生白色沉淀 (4)22234Fe(OH)+O +2H O =4Fe(OH)

解析：氢氧化亚铁不稳定，容易被氧化为氢氧化铁，因此在制备过程中应避免其与氧化性物质接触。

18.答案：(1)232

22F Fe O +O 3e+3H H ?

,2

2F F O H O +e+H e ?

(2)除去2H 中混有的HCl 气体;浓硫酸;干燥2H (3)16g

(4)防止空气中的水蒸气进入U 形管E 中偏大;偏大 (5)偏小

解析：(1)在加热条件下，氢气能还原金属氧化物，反应的化学方程式为232

2Fe O +3H 2Fe+3H O ?

、2

2FeO+H Fe+H O ?

。

(2)由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气，而这两种杂质都能干扰实验，B 中盛有饱和食盐水，用来除去2H 中混有的HCl 气体；而C 中盛有浓硫酸，用来干燥氢气。

(3)设FeO 和23Fe O 固体的物质的量分别是x 和y ，则72g/mol×x +160g/mol×y =23.2g,U 形管增加的质量就是反应中生成的水的质量，因此有37.2g 18g/mol 0.4mol x y +=÷=，解得x =y =0.1mol ，则原混合物中23Fe O 的质量是16g 。

(4)由于空气中也含有水蒸气，所以F 装置的作用是防止空气中的水蒸气进入E 中。如果没有F 装置，则U 形管增加的质量偏大，所以测定结果偏大。

(5)若反应后得到的残留固体中还有少量FeO ，则U 形管增加的质量偏小，所以测定结果偏小。 19.答案：1.Fe 3+

+3SCN -

Fe(SCN) 3

2.C;

3.氧化亚铁、四氧化三铁中均含有+2价铁元素

4.氯水; 过滤

解析：2.K 3[Fe(CN)6]可与Fe 2+

反应生成蓝色沉淀,因此可以用K 3[Fe(CN)6]溶液检验Fe 2+

.

3.金属铁的氧化物有很多:氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁,氧化亚铁、四氧化三铁中均含有+2价铁元素,所以不能确定碳酸亚铁煅烧产物的成分。