高三一輪復(fù)習(xí)化學(xué)試題（人教版新教材）鐵及其化合物

鐵及其化合物一、選擇題1.通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析、推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對下列實驗事實的解釋正確的是()。選項操作、現(xiàn)象解釋A向碘化鉀淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液變藍(lán)Fe3+能與淀粉溶液發(fā)生顯色反應(yīng)B把生鐵放置于潮濕的空氣中,鐵表面有一層紅棕色的斑點鐵在潮濕的空氣中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量鐵粉,有氣泡產(chǎn)生說明Fe置換出溶液中的氫,生成了氫氣D新制Fe(OH)2露置于空氣中一段時間,白色物質(zhì)變成了紅褐色說明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)32.鐵是人類應(yīng)用較早、當(dāng)前應(yīng)用量最大的金屬元素。下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是()。A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B.鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入過量鐵粉,然后過濾D.向含F(xiàn)e3+的溶液中加入KSCN溶液后產(chǎn)生紅色沉淀3.生物質(zhì)廢物產(chǎn)量大,污染重。一種“生物質(zhì)廢物熱解耦合化學(xué)鏈制氫”技術(shù),為生物質(zhì)廢物資源化和氫能開發(fā)開辟了新道路,其工藝流程示意圖如下:下列說法不正確的是()。A.蒸汽反應(yīng)器中主要發(fā)生的反應(yīng)為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2B.從蒸汽反應(yīng)器所得H2和H2O的混合物中液化分離H2O,可獲得高純H2C.燃料反應(yīng)器中Fe2O3固體顆粒大小影響其與CO、H2反應(yīng)的速率D.空氣反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶24.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5.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(yīng)后取上層清液加入試管中,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,再加入KSCN溶液,變紅色原溶液中含有Fe2+6.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液顏色由棕黃色變成淺綠色,同時有白色沉淀產(chǎn)生。下列說法正確的是()。A.該實驗表明FeCl3有還原性B.白色沉淀為BaSO3C.該實驗表明SO2有漂白性D.反應(yīng)后溶液酸性增強7.(雙選)FeCl3易潮解、易升華,實驗室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說法正確的是()。A.g的作用是平衡氣壓,便于液體滴下B.試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水C.直接用E接收產(chǎn)物比用導(dǎo)管連接D、E的優(yōu)點是可防止堵塞D.出于簡化裝置的目的,F裝置可拆除8.關(guān)于如下圖轉(zhuǎn)化過程分析不正確的是()。A.Fe3O4中Fe元素的化合價為+2價、+3價B.過程Ⅰ中每消耗58gFe3O4轉(zhuǎn)移1mol電子C.過程Ⅱ的化學(xué)方程式為3FeO+H2OFe3O4+H2↑D.該過程的總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑9.亞鐵氰化鉀[K4Fe(CN)6·3H2O]可用作食鹽添加劑,一種制備亞鐵氰化鉀的工藝如下圖所示:下列說法錯誤的是()。A.HCN溶液有劇毒,含CN-的廢水必須處理后才能排放B.“系列操作”為蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥C.“試劑X”可能是K2CO3D.“廢水”中含量較多的溶質(zhì)為CaCl210.某興趣小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取鐵粉并檢驗反應(yīng)產(chǎn)物,實驗裝置如圖。下列說法不正確的是()。A.通過調(diào)節(jié)分液漏斗的活塞以控制①中氣泡產(chǎn)生快慢B.裝置①可用于干燥氫氣C.裝置②③中的藥品分別是無水硫酸銅、堿石灰D.加熱裝置Y前,應(yīng)先讓X反應(yīng)一段時間,排盡裝置中的空氣11.(2022湖南卷)為探究FeCl3的性質(zhì),進(jìn)行了如下實驗(FeCl3溶液和Na2SO3溶液的濃度均為0.1mol·L-1)。實驗操作與現(xiàn)象①在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黃色;煮沸,溶液變紅褐色②在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,變紅褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀③在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,變紅褐色;將上述混合液分成兩份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,無藍(lán)色沉淀生成;另一份煮沸,產(chǎn)生紅褐色沉淀依據(jù)上述實驗現(xiàn)象,結(jié)論不合理的是()。A.實驗①說明加熱促進(jìn)Fe3+水解反應(yīng)B.實驗②說明Fe3+既發(fā)生了水解反應(yīng),又發(fā)生了還原反應(yīng)C.實驗③說明Fe3+發(fā)生了水解反應(yīng),但沒有發(fā)生還原反應(yīng)D.整個實驗說明SO32-二、非選擇題12.鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請回答下列問題。(1)黃鐵礦(FeS2)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料,其中發(fā)生的一個反應(yīng)為3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,若有3molFeS2參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移mol電子。

(2)氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板的腐蝕劑,反應(yīng)的離子方程式為

。從腐蝕廢液中回收金屬銅需要的試劑是。

(3)與明礬相似,硫酸鐵也可用于凈水,其作用原理是

(用離子方程式表示);在使用時發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中懸浮物沉降除去,其原因是

。(4)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕簡單示意圖如圖所示,發(fā)生吸氧腐蝕時,正極的電極反應(yīng)式為

;該圖稍做修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡單示意圖,請完成防護(hù)的簡單示意圖并標(biāo)出電子流動的方向。(5)鐵紅是一種紅色顏料,其主要成分是Fe2O3。將一定量的鐵紅溶于160mL5mol·L-1鹽酸中,再加入一定量鐵粉恰好溶解,收集到2.24L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)檢測,溶液中無Fe3+,則參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為。

13.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)?；罨蜩F礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題。(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是

。

(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇(填字母)。

A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH=5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是

。

(4)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3kg。鐵及其化合物一、選擇題1.答案:D解析:Fe3+與I-發(fā)生反應(yīng):2Fe3++2I-I2+2Fe2+,生成的碘單質(zhì)使淀粉溶液變藍(lán),A項錯誤。鐵在潮濕的空氣中易生銹,鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O,B項錯誤。鐵與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體為NO,不能得到氫氣,C項錯誤。Fe(OH)2露置于空氣中,易被O2氧化成Fe(OH)3,由白色變?yōu)榧t褐色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,D項正確。2.答案:C解析:赤鐵礦的主要成分是Fe2O3。鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2。向含F(xiàn)e3+的溶液中加入KSCN溶液后,溶液變?yōu)榧t色,但沒有沉淀產(chǎn)生,一般可以用此方法檢驗Fe3+的存在。3.答案:D解析:由圖可知,蒸汽反應(yīng)器中主要發(fā)生的反應(yīng)為鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A項正確。由圖可知,從蒸汽反應(yīng)器中出來的混合氣體為水蒸氣和氫氣,水的沸點比氫氣高,冷卻混合氣體可以將水液化,得到高純氫氣,B項正確。燃料反應(yīng)器中氧化鐵固體顆粒越小,與氫氣和一氧化碳的接觸面積越大,反應(yīng)速率越大,C項正確。空氣反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為四氧化三鐵在高溫下與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe3O4+O26Fe2O3,由方程式可知,反應(yīng)中氧化劑(氧氣)與還原劑(四氧化三鐵)的物質(zhì)的量之比為1∶4,D項錯誤。4.答案:C解析:反應(yīng)開始時生成的H2進(jìn)入乙中,可排出其中的空氣,防止生成的Fe(OH)2被氧化,一段時間后關(guān)閉彈簧夾①,甲中硫酸亞鐵進(jìn)入乙中可生成Fe(OH)2,A項正確。FeCl3易水解,為抑制水解,配制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,B項正確。Fe3+與鐵反應(yīng)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,D項正確。5.答案:A解析: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(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不顯紅色,B項錯誤。NO3-在酸性條件下具有強氧化性,而Fe2+具有還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng),有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈紅色,不能證明樣品是否變質(zhì),C項錯誤。若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,也有此現(xiàn)象,D6.答案:D解析:SO2通入混合液中,發(fā)生反應(yīng):SO2+2H2O+2FeCl3H2SO4+2FeCl2+2HCl,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,FeCl3做氧化劑,表現(xiàn)氧化性,SO2表現(xiàn)還原性;H2SO4與BaCl2反應(yīng)得到BaSO4白色沉淀和HCl,故A、B、C項錯誤,D項正確。7.答案:AC解析:為得到干燥純凈的Cl2,應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl,再通過濃硫酸干燥氣體,B項錯誤。FeCl3易潮解,而F中的濃硫酸起到干燥的作用,防止G中水蒸氣進(jìn)入D中,不能拆除,D項錯誤。8.答案:B解析:Fe3O4的化學(xué)式可以改寫為FeO·Fe2O3,則Fe3O4中Fe元素的化合價為+2價、+3價,A項正確。過程Ⅰ:2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g),當(dāng)有2molFe3O4分解時,生成1mol氧氣,而58gFe3O4的物質(zhì)的量為0.25mol,故生成0.125mol氧氣,而氧元素由-2價變?yōu)?價,故轉(zhuǎn)移0.5mol電子,B項錯誤。過程Ⅱ中FeO與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeO+H2OFe3O4+H2↑,C項正確。過程Ⅰ:2Fe3O46FeO+O2,過程Ⅱ:3FeO+H2OH2↑+Fe3O4,因此該過程的總反應(yīng)為2H2OO2↑+2H2↑,D項正確。9.答案:B解析:CN-水解產(chǎn)生HCN,故含CN-的廢水必須處理后才能排放,A項正確。產(chǎn)品為含有結(jié)晶水的化合物,故“系列操作”應(yīng)該為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,B項錯誤。“脫鈣”應(yīng)加入可與Ca2+反應(yīng)同時補充K+的物質(zhì),故所用的“試劑X”可能是K2CO3,C項正確。加入KCl是為了交換Ca2+,故“廢水”中含量較多的溶質(zhì)為CaCl2,D項正確。10.答案:C解析:裝置X為Zn與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)制備H2的裝置,分液漏斗可調(diào)節(jié)稀硫酸的滴入速率從而控制①中氣泡產(chǎn)生快慢,A項正確。裝置①盛有濃硫酸,可用于干燥H2,防止對后面產(chǎn)物的檢驗產(chǎn)生干擾,B項正確。由上述分析可知,②為檢驗產(chǎn)物H2O的裝置,可盛裝白色的無水硫酸銅固體,裝置③的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O進(jìn)入裝置②中造成干擾,可以是無水CaCl2或P2O5固體,但堿石灰會吸收CO2,不能是堿石灰,C項錯誤。H2與空氣混合加熱易發(fā)生爆炸,故在加熱裝置Y前,應(yīng)先讓X反應(yīng)一段時間,排盡裝置中的空氣,D項正確。11.答案:D解析:FeCl3溶液為棕黃色,Fe(OH)3膠體呈紅褐色,溶液由棕黃色變?yōu)榧t褐色,說明加熱促進(jìn)了Fe3+的水解,A項結(jié)論合理;實驗②與實驗①相比較,說明少量的SO32-促進(jìn)了Fe3+的水解,滴加K3[Fe(CN)6]溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明溶液中存在Fe2+,即Fe3+也發(fā)生了還原反應(yīng),B項結(jié)論合理;實驗③是向過量的Na2SO3溶液中滴加少量的FeCl3溶液,分組實驗說明Fe3+發(fā)生水解,但是未發(fā)生還原反應(yīng),C項結(jié)論合理;綜合分析整個實驗可知,SO32-水解顯堿性,可促進(jìn)Fe3+的水解反應(yīng),SO32-具有還原性,且較低濃度的SO32-可將Fe3+還原為12.答案:(1)32(2)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+鐵粉、稀鹽酸(其他合理答案均可)(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+在酸性條件下,H+抑制了鐵離子的水解,無法生成氫氧化鐵膠體,不能使懸浮物沉降除去(4)O2+2H2O+4e-4OH-或(其他合理答案均可)(5)11.2g解析:(1)反應(yīng)過程中,氧元素從0價變?yōu)?2價,每消耗1molO2轉(zhuǎn)移4mol電子,當(dāng)有3mol的FeS2參與反應(yīng)時,消耗8mol的O2,故轉(zhuǎn)移32mol的電子。(2)Fe3+與銅反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;腐蝕廢液中的銅元素以Cu2+的形式存在,故回收金屬銅還需要的試劑是鐵粉、稀鹽酸。(3)硫酸鐵的凈水原理是Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體:Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+,Fe(OH)3膠體可以吸附水中的雜質(zhì);酸性廢水中存在大量的H+,從而抑制了Fe3+的水解,故硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降。(4)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-;利用原電池原理可保護(hù)鐵,此時可將石墨電極調(diào)換為鋅片,工作中電子由鋅通過導(dǎo)線流向鐵電極;還可利用電解池原理,將鐵與電源的負(fù)極相連接,此時電子由石墨電極流出、進(jìn)入電源的正極,再由電源的負(fù)極流出、進(jìn)入鐵電極上。(5)由加入鐵粉后收集到0.1molH2知,Fe2O3與鹽酸反應(yīng)后HCl剩余0.2mol,故與Fe2O3反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量為(160×5×10