(广西专用)高三化学一轮复习题库 3-3 铁及其化合物(含解析)

第三讲铁及其化合物
一、选择题
1．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有关说法中正确的是
( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3 价铁离子遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离子的存在。

答案 C
2．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是
( )
解析A22323C项，C2H5OH与Na反应可生成C2H5ONa；D项，虽然FeCl3与Cu反应可以得到CuCl2但该
反应不是置换反应。

答案 D
3．下列实验中，金属或固体可以完全溶解的是
( )
A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末
B．镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中
C．1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
D．常温下，1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
解析MnO2作催化剂，反应前后保持不变，故不溶；铁与NaOH溶液不反应，故不能
完全溶解；1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应，但随着反应
的进行硫酸变稀，反应不再进行。

答案 D
4．能正确表示下列反应的离子方程式是
( )
A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
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．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
解析A项，铁与稀硫酸反应，铁元素被氧化为＋2价，正确的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；B项，磁性氧化铁中有三分之二的三价铁、三分之一的二价铁，故其正确的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C项，因为硝酸具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，但该方程式没配平，各物质在方程式中的化学计量数应分别为3、4、1、3、2、1；D项，三价铁离子具有强氧化性，能将铜氧化，自身被还原为二价铁离子，D正确。

答案 D
5．右图是三种稀酸对Fe—Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结
果，
下列有关说法正确的是
( )
A．稀硝酸对Fe—Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3
＋3NO2↑＋3H2O
C．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所
以对Fe－Cr合金的腐蚀性最强
D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe—Cr合金的腐蚀性减弱
解析根据题图可知，Cr的含量不同，三种酸对Fe—Cr合金的腐蚀性不同，当w(Cr) 较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A不正确；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大，C错；根据图中稀HNO3的曲线变化，可知D正确。

答案 D
6．将3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1 mol·L－1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中Fe2＋全部转化为Fe3＋，Cr2O2－7全部还原为Cr3＋，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为
( )
A．0.05 mol·L－1 B．0.1 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.3 mol·L－1
解析n(Fe3O4)＝3.48 g
232 g·mol－1
＝0.015 mol，因Fe3O4可拆分为FeO·Fe2O3；所以，n(Fe2＋)
＝n(Fe3O4)＝0.015 mol，设K2Cr2O7的物质的量浓度为x，根据得失电子守恒可得：0.015
mol×1＝x×
25
1 000
L×6，x＝0.1 mol·L－1。

答案 B
7．如右图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 m ol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是
( )
①NO－3②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2
A．只有① B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤
解析题给12 mol·L－1的硝酸是浓硝酸，若铁少则生成Fe3＋，若铁过量则生成Fe2＋，故
在该体系中一定存在NO2和NO－3。

答案 B
8．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。

则稀溶液中
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
解析据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为
4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
4 mol 1 mol 1 mol
2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2
2 mol 1 mol 3mol
Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu
1 mol 1 mol 1 mol
所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为：(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4
mol＝1∶1∶4。

答案 D
二、非选择题
9．(1)如下图所示，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：
①若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象发生？
②若开始时弹簧夹C关闭，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？写
出B容器中有关反应的化学方程式。

③若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，
B容器中有什么现象发生？
(2)已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2,2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。

①含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2，此时被氧化的离子是
________，
被氧化的离子的物质的量分别是________。

②如果向原溶液中通入3 mol Cl2，则被氧化的离子是________，其对应的氧化产物的物
质的量分别是________。

③若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2，当I－、Fe2＋、Br－完全被氧化
时，c为________(用含a、b的代数式表示)。

解析(1)本题应注意分析A中压强变化和A、B中发生的反应类型。

①打开C，A中Fe与稀H2SO4反应生成H2，A中压强增大，气体通过导管进入B，B
中有气泡冒出。

②若开始关闭C，A中反应生成H2，压强增大，A中溶液由导管进入B，B中Fe2＋与
OH－反应生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2与B中O2反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3。

③若先打开C，H2进入B，驱出B中O2，再关闭C，A中Fe2＋进入B，只能生成
Fe(OH)2。

(2)通过题干两个反应可知还原性I －>Fe 2＋>Br －。

由此可知向溶液中加Cl 2，再结合离子的
反应顺序再加以计算即可。

答案 (1)①容器B 中的导管口有气泡冒出。

②容器A 中溶液进入容器B ，容器B 中有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变 成红褐色。

2NaOH ＋FeSO 4===Fe(OH)2↓＋Na 2SO 4 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3
③开始时容器B 中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A 中溶液进入容器B ，有白 色沉淀生成。

(2)①I －
、Fe 2＋
2 mol 、2 mol ②I －
、Fe 2＋
、Br －
1 mol 、3 mol 、0.5 mol ③3a ＋3b 2
10．硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。

工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO 3，并含少量的Fe 2O 3、FeCO 3、MgO 、CaO 等，生产工艺流程示意如下：
(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________________。

(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
Fe(OH)2＋ __________＋ __________=== Fe(OH)3＋ Cl －
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的，组成元素是Fe 、O 和H ，化
学式量为89，化学式是________。

(4)根据下表数据，调节“滤液2”的pH 时，理论上可选用的最大区间为________。

Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO 3 CaCO 3 开始沉 淀的pH 10.4
6.4
－
－
沉淀完 全的pH
12.4 8.0 － －
(5))。

a ．大理石粉 b ．石灰乳 c ．纯碱溶液 d ．烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。

(7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO 3的质量分数不低于________。

解析 解答该题的关键是对题目有个整体的认识，清楚各步操作的目的。

粉碎菱锌矿是 为了使反应更充分。

滤液1调pH 是为了中和过量的盐酸生成Fe(OH)2沉淀，加漂白粉 是为了将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3以除去，滤液2调pH 是为了将Zn 2＋
转化为Zn(OH)2 沉淀，滤液3中含有Mg 2＋
、Ca 2＋
，滤液4是纯净的ZnSO 4溶液。

(5)从滤液3中提取MgO ，
首先应将Mg 2＋
转化为Mg(OH)2沉淀，a 项大理石不起作用，c 项溶液会将Ca 2＋
转化为 CaCO 3沉淀，故b 、d 两项合适。

(7)ZnCO 3 ～ ZnO 125 g 81 g
x m 2 x ＝
125 m 2
81
kg 则菱镁矿粉中ZnCO 3的质量分数为：125m 2
81m 1。

答案 (1)增大反应物接触面积或增大反应速度或使反应更充分
(2)2Fe(OH)22Fe(OH)3＋1Cl －
(3)FeO(OH)(或其他合理答案) (4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案) (5)b 、d
(6)蒸发浓缩 冷却结晶(或其他合理答案) (7)125m 2/(81m 1)(或其他合理答案)
11．铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。

请回答下列问题：
(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为__________________________ __________________________________________________________________________。

(2)由于氧化性Fe 3＋
>Cu 2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式 是________________________________________________________________________。

(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是__________________________________ ____________________________________________________(用离子方程式表示)。

在使 用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是_____________ ________________________________________________________________________。

(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe 3O 4＋4CO=====高温
3Fe ＋4CO 2，若有1.5 mol Fe 3O 4参加反应，转移电子的物质的量是______________。

(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是_____(填字母)。

选项 陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断 A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属材料
Ⅰ对； Ⅱ对；有 B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气 高温下氢气能还原氧化铁得到铁
Ⅰ对； Ⅱ对；无 C 铁属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作催化剂
Ⅰ错； Ⅱ对；无 D
在空气中铁的表面能形成致密的
氧化膜
铁不能与氧气反应
Ⅰ对； Ⅱ对；有
22－
==4OH －。

(2)Fe 3＋
氧化Cu 而腐蚀印刷电路铜板：2Fe 3＋
＋Cu===2Fe 2＋
＋Cu 2＋。

(3) Fe 3＋
水解产生具有吸附作用的Fe(OH)3胶体而净水：Fe 3＋
＋3H 2O Fe(OH)3(胶体)
＋
3H ＋，在酸性条件下，由于H ＋抑制了Fe 3＋
的水解，无法产生Fe(OH)3胶体，故不能使悬 浮物沉降除去。

(4)1 mol Fe 3O 4参与反应时，需4 mol CO ，根据4 mol CO 可得转移8 mol 电子，所以1.5
mol Fe 3O 4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol＝12 mol 。

(5)选项A ，地壳中含量最高的金属元素是Al 元素，而不是Fe 元素，由于铁是活泼金属，
需通过冶炼方法获得，所以Fe 不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且两者
没有因果关系；选项B ，Fe 能与稀H 2SO 4发生置换反应而产生H 2，在高温条件下，H 2
还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，两者无因果关系；选项C，铁是过渡元素的说法正确；选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯
净
的O2反应生成Fe3O4。

答案(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3)Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3H＋酸性环境中，H＋抑制了铁离子的水解，无法生
成氢氧化铁胶体
(4)12 mol (5)B
12．黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜，冶炼过程中需要空气和硅石，硅石主要用于形成炉渣，其反应的总方程式为2CuFeS2＋2SiO2＋5O2===2Cu＋2FeSiO3＋4SO2。

请回答下列问题：
(1)若CuFeS2中Cu的化合价为＋2，则反应中被还原的元素是________________(填元
素
符号)。

(2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，请完成以下验证
炉渣中含有＋2价铁的探究过程中的有关问题：
仅限选择的试剂有稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。

①应选用的试剂为__________________________________________________________
___________________________________________________________________________。

②有关的实验现象为__________________________________________________________
___________________________________________________________________________。

(3)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下，酸性溶液中，可将黄
铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。

利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：
①操作a的名称是________________，操作b的操作方法是
________________________。

②检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的试剂是________________，证明Fe3＋已被除尽的现
象
是______________________________________________________________。

③在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B 中提炼金属铜(要求：一种方案只用
一个反应来完成)。

写出两种方案的化学方程式：
方案一：__________________________________________________________________； 方案二：
___________________________________________________________________。

答案 (1)Cu 、O
(2)①稀硫酸、KMnO 4溶液 ②稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO 4溶液褪色
(3)①过滤 蒸发浓缩，冷却结晶 ②KSCN 溶液 取少量溶液B 于试管中，加KSCN 溶 液后不变红 ③CuSO 4＋Fe===FeSO 4＋Cu 2CuSO 4＋2H 2O=====通电
2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4。