2022版高考化學一輪復習 課時分層提升練課時分層提升練8 鐵及其重要化合物

鐵及其重要化合物一、選擇題1.下列物質(zhì)能用化合反應直接制得的是 ()①FeCl2②Fe(OH)3③NaHSO3④Fe(OH)2A.②B.②③C.①②③D.①②③④【解析】選C。2FeCl3+Fe3FeCl2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,Na2SO3+H2O+SO22NaHSO3,以上反應均為化合反應。Fe(OH)2不能用化合反應制得。【方法規(guī)律】不能通過化合反應得到的物質(zhì)(1)常見不能通過單質(zhì)之間化合得到的物質(zhì)有FeCl2、Fe2S3、SO3、NO2等;(2)常見不能通過單質(zhì)之間化合得到,但可以通過化合反應得到的物質(zhì)有FeCl2、SO3、NO2等;(3)常見不能通過氧化物與水化合得到的酸、堿有H2SiO3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2等;(4)常見不能通過氧化物與水化合得到,但可以通過化合反應得到的物質(zhì)有Fe(OH)3等。2.下列關(guān)于Fe3+、Fe2+性質(zhì)實驗的說法錯誤的是 ()A.用如圖裝置可以制備沉淀Fe(OH)2B.配制FeCl3溶液時,先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中,再加水稀釋到所需要的濃度C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯紅色,此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2+被氧化【解析】選C。反應開始時生成的氫氣進入B中,可排出氧氣,防止生成的氫氧化亞鐵被氧化,一段時間后關(guān)閉止水夾C,A中硫酸亞鐵進入B中可生成Fe(OH)2,故A正確;FeCl3易水解,配制溶液時應防止溶液因水解而生成氫氧化鐵沉淀,可先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中,再加水稀釋到所需要的濃度,故B正確;Fe3+與鐵反應可生成Fe2+,則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2+被氧化,故D正確。3.(2019·九江模擬)鐵及其化合物是中學化學中的一類重要物質(zhì),下列關(guān)于鐵元素的敘述中正確的是 ()A.2Fe3++Fe3Fe2+成立說明氧化性:Fe3+>Fe2+B.25℃,pH=0的溶液中,Al3+、N、N、Fe2+可以大量共存C.5.6g鐵與足量的氯氣反應失去電子0.2molD.硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液:Fe2++2H2O2+4H+Fe3++4H2O【解析】選A。pH=0的溶液呈強酸性,Fe2+、N、H+不能大量共存,B項不正確;C項失去電子的物質(zhì)的量應為0.3mol,不正確;D項電荷和電子得失不守恒,不正確。4.(2019·十堰模擬)關(guān)于FeCl3進行的實驗,下列預測正確的是 ()選項實驗預測A蒸發(fā)FeCl3溶液得到FeCl3固體B在FeCl3、CuCl2混合液中,加入少量Fe粉一定有H2產(chǎn)生且有Cu析出C用FeCl3固體溶于水配制飽和溶液會有Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生D在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液有CO2產(chǎn)生,但無Fe(OH)3沉淀生成【解析】選C。蒸發(fā)FeCl3溶液可促進Fe3+水解,由于HCl易揮發(fā),最后得到Fe(OH)3,A錯誤;加入少量Fe粉時,不會有H2產(chǎn)生且Fe應先和Fe3+反應,再和Cu2+反應,B錯誤;Fe3+與HC發(fā)生相互促進的水解反應,有CO2和Fe(OH)3沉淀生成,D錯誤。二、非選擇題5.(2019·衡水模擬)根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系,回答有關(guān)問題。(1)淺綠色溶液D主要成分的化學式為________,試劑1是________。

(2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是________(填序號)。

a.Cl2b.新制氯水c.濃硫酸d.Se.硝酸(3)固體A溶于稀鹽酸的化學方程式為____________。

(4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是

__________________________。

(5)某同學在實驗時向E中加入了一種過量的固體,發(fā)現(xiàn)淡黃色褪去,現(xiàn)對褪色原因進行探究。提出你的假設:__________________________________;為了對你所提出的假設進行驗證,你設計的實驗方案是__________________________。

【解析】從框圖可知,Fe和稀鹽酸反應生成FeCl2溶液,為淺綠色,即D的主要成分為FeCl2,加入試劑2后變?yōu)樽攸S色溶液,聯(lián)想最終變成深紅色溶液F(硫氰化鐵溶液),可以推斷溶液E的主要成分為Fe3+,試劑2為強氧化劑,S不符合條件。Fe與H2O(g)反應生成固體Fe3O4,Fe3O4與鹽酸反應的化學方程式為Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O,所以溶液B為FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入試劑1(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后,Fe3+變成Fe(SCN)3,加入試劑2(強氧化劑),Fe2+被氧化為Fe3+,并進一步轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3,所以溶液紅色加深。(1)通過以上分析知,淡綠色溶液D主要成分的化學式為FeCl2,試劑1是KSCN。(2)試劑2應該具有強氧化性,能氧化亞鐵離子且不能引進新的離子,可以用氯氣或氯水。(3)A是四氧化三鐵,四氧化三鐵和稀鹽酸反應生成氯化鐵、氯化亞鐵和水,反應方程式為Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O。(4)溶液C中亞鐵離子被氯氣氧化生成鐵離子,鐵離子濃度增大導致鐵離子和KSCN反應的平衡正向移動,導致硫氰化鐵濃度增大,溶液顏色加深。(5)可能原因是還原劑將Fe3+還原,其檢驗方法為:用膠頭滴管取少量淡黃色褪去后的溶液于試管中,滴加少量KSCN溶液,再加入幾滴氯水,如果溶液開始不出現(xiàn)紅色,加氯水后出現(xiàn)紅色,則說明假設正確,如果溶液不變紅色,則假設不正確。答案:(1)FeCl2KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)c、d、e(3)Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O(4)溶液中的Fe2+被氧化劑氧化成Fe3+,使Fe3+濃度增大,從而生成更多的硫氰化鐵而使紅色加深(5)加入還原劑將Fe3+還原用膠頭滴管取少量淡黃色褪去后的溶液于試管中,滴加少量KSCN溶液,再加入幾滴氯水。如果溶液開始不出現(xiàn)紅色,加氯水后出現(xiàn)紅色,則說明假設正確;若溶液不變紅色,則假設不正確6.(2019·德陽模擬)鐵是人類目前使用最多的金屬,可以形成多種氧化物。某實驗小組欲利用氫氣還原法測定某鐵的氧化物(FexOy)的組成,根據(jù)實驗內(nèi)容回答下列問題:(1)按各部分儀器在該實驗中的作用分析:裝置E中盛放的藥品是__________________,作用是____________________________________。

(2)實驗裝置用上面所列儀器組成,按氫氣流向的連接順序是(填入接口字母)a→______________。

(3)實驗前,將該鐵的氧化物放在坩堝內(nèi)低溫烘焙,這樣做的目的是________________________,若缺少此步驟,會導致x∶y__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

(4)稱取烘焙后樣品3.04g,與氫氣充分反應后生成水0.9g,則該樣品的組成為______________________。

【解析】(1)(2)根據(jù)裝置圖可判斷實驗原理是利用氫氣還原氧化物來測定其組成。由于鹽酸易揮發(fā),生成的氫氣中含有氯化氫氣體,因此需要除去氯化氫,且進入裝置C的氫氣必須是干燥的,同時還必須防止空氣中的水蒸氣和CO2影響實驗,因此連接順序為aihgfde(ed)bc(cb)j,則裝置E是用來除去氯化氫的,其中盛放的藥品是蒸餾水(或NaOH溶液)。(3)由于樣品中可能含有水蒸氣,因此實驗前,將該鐵的氧化物放在坩堝內(nèi)低溫烘焙,目的是除去樣品中的水蒸氣,防止U形管產(chǎn)生額外的增重。若缺少此步驟,生成的水質(zhì)量增加,即氧原子的個數(shù)會增加,從而會導致x∶y偏小。(4)稱取烘焙后樣品3.04g,與氫氣充分反應后生成水0.9g,則樣品中氧原子的物質(zhì)的量為=0.05mol,質(zhì)量是0.05mol×16g·mol-1=0.8g,所以鐵的質(zhì)量是3.04g-0.8g=2.24g,鐵的物質(zhì)的量是=0.04mol,即鐵和氧的個數(shù)之比是0.04∶0.05=4∶5,則該樣品的組成為Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)。答案:(1)蒸餾水(或NaOH溶液)除去H2中混有的HCl(2)ihgfde(ed)bc(cb)j(3)除去樣品中的水蒸氣,防止U形管產(chǎn)生額外的增重偏小(4)Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)一、選擇題1.下列實驗操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是 ()選項操作和現(xiàn)象結(jié)論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸,充分反應后取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液2～3滴,溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵BCO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不顯紅色黑色固體中沒有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì)D向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色原溶液中含有Fe2+【解析】選A。B項中CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe,即使有Fe3O4,其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3+與Fe發(fā)生反應:Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不顯紅色,錯誤;C項中N+H+具有強氧化性,而Fe2+具有還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈紅色,無法證明樣品是否變質(zhì),錯誤;D項中若原溶液中無Fe2+,存在Fe3+,也有此現(xiàn)象,錯誤。2.從廢水中回收硫酸亞鐵固體和銅的流程如下:則下列說法正確的是 ()A.金屬X為ZnB.溶液Y為稀鹽酸C.硫酸亞鐵可用作食品的抗氧化劑D.無水硫酸銅可用于檢驗水或作干燥劑【解析】選C。金屬X是除去廢水中CuSO4,X為鐵粉,A項錯誤;不純的銅中含有過量的鐵粉,除去銅,并得到FeSO4,Y為稀硫酸,B項錯誤;硫酸亞鐵具有還原性,可用作食品的抗氧化劑,C項正確;無水硫酸銅可用于檢驗水,但不作干燥劑,D項錯誤?！炯庸逃柧殹?.(2019·天門模擬)A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某幾種粉末混合而成,設計成分分析方案如下:下列分析不正確的是 ()A.當m1>m2時,溶液a中陰離子只有一種B.生成藍色溶液的離子方程式為Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O和Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+C.要確定混合物中是否含Al,可取A加入適量稀鹽酸D.當m2-m3=2.96g,Fe3O4的質(zhì)量至少為2.32g【解析】選A。當m1>m2時,說明至少有Al2O3、Al兩者中的一種,且生成了偏鋁酸鈉溶液,因氫氧化鈉溶液過量,陰離子除Al,還有OH-,A項不正確;Fe3O4與鹽酸反應生成氯化鐵和氯化亞鐵發(fā)生Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O,三價鐵離子有氧化性,發(fā)生Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,B項正確;金屬氧化物與酸反應生成水,無氫氣,而銅與鹽酸不反應,可取A加入適量稀鹽酸,如果有氣體產(chǎn)生,則證明鋁存在,C項正確;發(fā)生固體質(zhì)量改變的金屬氧化物的溶解和三價鐵與銅單質(zhì)之間的氧化還原反應,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,Fe3O4～2Fe3+～Cu,也就是四氧化三鐵和銅的物質(zhì)的量之比大于1∶1,m2-m3=2.96g才符合最小值,為1∶1,即2.96g××100%=2.32g,D項正確。2.一定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy,與足量的4mol·L-1硝酸溶液充分反應,消耗硝酸溶液700mL,生成2.24LNO(標準狀況)。則該鐵的氧化物的化學式為()A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O5【解析】選C。鐵的氧化物FexOy與足量的4mol·L-1硝酸溶液充分反應,生成Fe(NO3)3,硝酸被還原生成NO,NO的物質(zhì)的量為=0.1mol,根據(jù)氮原子守恒,3n[Fe(NO3)3]+n(NO)=n(HNO3),故3n[Fe(NO3)3]+0.1mol=0.7L×4mol·L-1,解得n[Fe(NO3)3]=0.9mol,令氧化物FexOy中鐵元素的平均化合價為a,根據(jù)得失電子守恒,則0.9mol×(3-a)=0.1mol×(5-2),解得a=,由化合物中正負化合價代數(shù)和為0可得x=2y,則x∶y=3∶4,故該氧化物的化學式為Fe3O4。二、非選擇題3.(2018·全國卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,可用于曬制藍圖。回答下列問題:(1)曬制藍圖時,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光劑,以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;顯色反應的化學方程式為____________________。

(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物,按下圖所示裝置進行實驗。①通入氮氣的目的是

__。

②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,裝置E中固體變?yōu)榧t色,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有________、________。

③為防止倒吸,停止實驗時應進行的操作是

______________________。

④樣品完全分解后,裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗Fe2O3存在的方法是

_______________________________________________。

【解析】(1)題目給出K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑,因此顯色反應只能為FeC2O4與K3[Fe(CN)6]反應,其方程式為3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。(2)①三草酸合鐵酸鉀的化學式為K3[Fe(C2O4)3]·3H2O,根據(jù)題目中②和④的敘述其分解產(chǎn)物中含有CO、CO2、FeO和Fe2O3等,因此通入氮氣的作用是將裝置內(nèi)的空氣排出以隔絕空氣,同時將產(chǎn)生的氣體全部趕到后續(xù)的實驗裝置中。②B中澄清石灰水變渾濁,說明三草酸合鐵酸鉀分解產(chǎn)生了CO2;裝置E中的CuO固體變?yōu)榧t色,F中澄清石灰水變渾濁,說明三草酸合鐵酸鉀分解產(chǎn)生了CO。③停止實驗時,若先使裝置A、E處的酒精燈停止加熱,會使裝置內(nèi)的溫度降低,導致裝置內(nèi)的壓強減小,從而產(chǎn)生倒吸,因此為防止產(chǎn)生倒吸,應繼續(xù)通入氮氣直至裝置冷卻。④裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,因此應先取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,然后再滴入KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3。答案:(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4(2)①隔絕空氣、使反應產(chǎn)生的氣體全部進入后續(xù)裝置②CO2CO③先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮氣④取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1～2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O34.鐵及其化合物在日常生活中應用廣泛。(1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為S,從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,則另一反應的離子方程式為_________________。

(2)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料,下面是制備氧化鐵的一種方法,其流程如下:①操作Ⅰ的名稱是________;操作Ⅱ為洗滌,洗滌操作的具體方法為____________________________。

②濾液A中加入稍過量的NH4HCO3溶液,生成沉淀的同時有一種氣體產(chǎn)生,寫出反應的化學方程式:_____________________________________。

(3)如果煅燒不充分,產(chǎn)品中將有FeO存在,稱取3.0g氧化鐵產(chǎn)品