导学教程届高考化学总复习精品测试题33 铁及其化合物.docx
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导学教程届高考化学总复习精品测试题33铁及其化合物
第3章第3节
[热点集训]
1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是
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产生血红色沉淀
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溶液变为血红色,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.(2013·济南一模)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.将铜屑加入Fe3+溶液中:
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
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
===Fe3++2H2O+NO↑
D.将铁粉加入稀硫酸中:
2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
解析 B项除生成Fe3+外还生成Fe2+,C项没有配平,D项生成Fe2+而不是Fe3+。
答案 A
3.用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”字,放置片刻,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中,下列说法正确的是
A.烧杯中的溶液呈黄色
B.铜片无任何变化
C.铜片上有凹陷的“Cu”字
D.发生了反应:
Fe3++Cu===Cu2++Fe2+
解析 FeCl3与Cu发生反应:
2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2,故烧杯中的溶液为CuCl2和FeCl2,溶液的颜色不是黄色,铜片上有凹陷的“Cu”字,D项离子方程式两边电荷不守恒,应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
答案 C
4.将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是
A.硫酸 B.氯水
C.硫酸锌D.氯化铜
解析 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,选项中,H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应,但氯水中的Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
答案 B
5.(2013·福州模拟)某晶体水溶液中加入Fe2+的溶液,再加稀硝酸溶液立即变红,另取该晶体,加入NaOH溶液共热产生一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则这种晶体是
A.KSCNB.NH4SCN
C.NH4ClD.FeCl3
解析 稀硝酸能将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+与SCN-作用生成Fe(SCN)3而使溶液变红,故晶体中含有SCN-;该晶体中加入NaOH溶液共热能生成NH3,故晶体中含有NH
,则该晶体为NH4SCN。
答案 B
6.(2014·乐山高三教学质量检测)下列各物质的转化关系如下图所示,其中A是一种高熔点固体,D是一种棕红色固体。
回答下列问题:
(1)C的化学式为________;J的化学式为________。
(2)写出由A生成H的离子反应方程式:
_______________________________________。
(3)写出图中由F转化为G反应的离子方程式:
_________________________________。
解析 根据框图转化可推得:
A:
Al2O3;B:
O2;C:
Al;D:
Fe2O3;E:
Fe;F:
FeSO4;G:
Fe2(SO3)3;J:
Fe2(SO4)3;H:
AlO
。
答案
(1)Al Fe2(SO4)3
(2)Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O (3)4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O===4Fe(OH)3↓+8NH
(分步书写也可以)
[能力提升]
[限时45分钟 满分100分]
一、选择题(每小题5分,共60分)
1.(2013·南通模拟)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是
A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C.工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D.氯化铁溶液有较强氧化性,故可用作净水剂
解析 FeCl3溶液用作净水剂的原因是Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,其可吸附水中悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来,从而起到净水作用。
答案 D
2.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是
①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A.①②③ B.①③④
C.②④⑤D.②⑤⑥
解析 要实现Fe2+转化为Fe3+,必须加强氧化性物质,②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性,⑥NO
在酸性条件下才表现强氧化性。
答案 D
3.(2014·海淀质检)已知下述三个实验均能发生化学反应。
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸
将铁钉放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是
A.实验①和③中的铁钉只作还原剂
B.上述实验证明氧化性:
Fe3+>Fe2+>Cu2+
C.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
D.实验③中反应的离子方程式为Fe+Fe3+===2Fe2+
解析 ①实验证明氧化性:
Cu2+>Fe2+,B错误;实验②中Fe2+显还原性,C错误;实验③中离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+,D错误。
答案 A
4.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是
A.④B.③
C.③④D.①②③④⑤
解析 ③不反应,实验方案及现象均错;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
答案 C
5.在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中,通入足量的SO2后有白色沉淀生成,过滤后,向溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,下列叙述不正确的是
A.白色沉淀是BaSO4和BaSO3
B.溶液的酸性增强
C.白色沉淀是BaSO4
D.FeCl3全部被还原为FeCl2
解析 Fe3+具有氧化性,通入足量SO2后发生氧化还原反应,Fe3+全部被还原为Fe2+,所以向溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,同时SO2被氧化为SO
,白色沉淀是BaSO4。
依据2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO
+4H+可知溶液酸性增强,B、C、D正确。
因为溶液呈酸性,一定不会生成BaSO3沉淀,A错误。
答案 A
6.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。
对下列实验事实的解释正确的是
操作、现象
解释
A
向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
解析 2Fe3++2I-===I2+2Fe2+,碘单质使淀粉溶液变蓝,A错误;铁锈的主要成分是Fe2O3,B错误;铁与稀硝酸反应生成的气体为NO,不能得到氢气,C错误;4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,D正确。
答案 D
7.向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入KSCN溶液,不一定显血红色的是
A.氧化铁B.铜铁合金
C.Fe(OH)3D.FeCl2
解析 解本题的关键是分析选项中各物质与少量氯水反应能否生成Fe3+,溶液中含有Fe3+时,滴入KSCN溶液显血红色。
A项,Fe2O3与氯水中的H+发生反应:
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,生成Fe3+;B项,Fe比Cu活泼,Fe与氯水中的Cl2反应生成FeCl3,FeCl3还可能发生反应:
2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,滴入KSCN溶液不一定显血红色;C项,Fe(OH)3与氯水中的H+发生反应:
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,生成Fe3+;D项,FeCl2与氯水中的Cl2发生氧化还原反应:
2FeCl2+Cl2===2FeCl3,生成Fe3+。
答案 B
8.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
下列结论正确的是
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
解析 加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性,若有Fe3+,则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在,而Mg(OH)2是白色,有可能存在。
答案 D
9.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是
A.若固体中只有铜,则溶液中一定含有Fe2+,一定不含Cu2+
B.若固体中只有铜,则溶液中一定含有Fe2+,可能含有Cu2+和Fe3+
C.若固体中只有铜,则溶液中一定含有Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+
D.若固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+
解析 由于先发生反应:
Fe+2FeCl3===3FeCl2,后发生反应:
Fe+CuCl2===FeCl2+Cu。
若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含有Cu2+,一定不含Fe3+;若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+,故A、B、C项均错误,D项正确。
答案 D
10.某学生设计了如下方法对X盐进行鉴定:
由此分析,下列结论中正确的是
A.X中一定有Fe3+B.Z中一定有Fe3+
C.Y为AgI沉淀D.X一定为FeBr2溶液
解析 由反应过程可知,Z与KSCN溶液反应后溶液显血红色,Z中一定有Fe3+;而X中不一定有Fe3+,也可能是Fe2+被酸化硝酸根氧化为Fe3+,AgI沉淀为黄色而不是淡黄色,AgBr为淡黄色沉淀,所以只有B项正确。
答案 B
11.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下图所示。
则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为
A.1∶1∶1B.1∶3∶1
C.3∶3∶8D.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
4mol1mol1mol
2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2
2mol1mol3mol
Cu(NO3)2+Fe===Fe(NO3)2+Cu
1mol1mol1mol
所以原溶液中,Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2mol-1mol)∶1mol∶4mol=1∶1∶4。
答案 D
12.(2014·温州质检)一定量的Fe和Fe2O3混合物投入2mol·L-1250mL的HNO3溶液中,反应完全后,无固体剩余,生成1.12LNO气体(标准状况),再向反应后溶液中加入1mol·L-1的NaOH溶液,要使铁元素全部沉淀下来,所加NaOH溶液的体积最少是
A.450mL B.500mL
C.400mLD.无法确定
解析 根据氮元素守恒,HNO3最终转变为NaNO3和NO,因此所加入NaOH的物质的量至少是2mol·L-1×0.25L-
=0.45mol,NaOH溶液的体积为450mL。
答案 A
二、非选择题(共40分)
13.(12分)某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,请回答下列问题:
(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可缺的一种玻璃仪器是________。
(2)请帮他们完成以下实验报告:
实验目的:
___________________________________________。
试剂:
铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录(划斜线部分不必填写):
序号
实验内容
实验现象
离子方程式
实验结论
①
在FeCl2溶液中滴入适量氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
Fe2+具有还原性
②
在FeCl2溶液中加入锌片
Zn+Fe2+===Zn2++Fe
③
在FeCl3溶液中加入足量铁粉
Fe+2Fe3+===3Fe2+
Fe3+具有氧化性,Fe具有还原性
④
溶液由棕黄色变为蓝绿色
Fe3+具有氧化性
实验结论:
Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性。
(3)根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有________(填序号)。
A.Cl2 B.HCl
C.Na+ D.F- E.SO2 F.NO2
解析
(1)常用实验仪器为试管。
(2)实验目的是探究铁及其化合物的氧化性或还原性。
实验记录:
①中离子方程式为Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+;②由离子方程式知Fe2+具有氧化性;③Fe3+被Fe还原,现象为铁粉溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色;④由实验现象和结论可知,实验内容应为向FeCl3溶液中加入了铜单质。
(3)物质中元素处于中间价态的既有氧化性,又有还原性。
答案
(1)试管
(2)探究铁及其化合物的氧化性或还原性 ①Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ ②Fe2+具有氧化性 ③铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片 (3)A、B、E、F
14.(14分)(2014·南山中学月考)垃圾是放错地方的资源,工业废料也可以再利用。
某化学兴趣小组在实验室中用废弃的含铝、铁、铜的合金制取硫酸铝溶液、硝酸铜晶体和铁红(Fe2O3)。
实验方案如下:
(1)写出滤液A中加入足量硫酸后所发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)已知Fe(OH)3沉淀的pH是3~4,溶液C通过调节pH可以使Fe3+沉淀完全。
下列物质中可用作调整溶液C的pH的试剂是________(填序号)。
A.铜粉 B.氨水
C.氢氧化铜D.碱式碳酸铜
(3)常温,若溶液C中金属离子均为1mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
控制pH=4,溶液中c(Fe3+)=_____________________________________,
此时________Cu(OH)2沉淀生成(填“有”或“无”)。
(4)将20mLAl2(SO4)3溶液与等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液70mL混合,反应的离子方程式为__________________________________________________________________。
(5)在0.1L的混合酸溶液中,c(HNO3)=2mol·L-1,c(H2SO4)=3mol·L-1,将0.3mol的铜放入加热充分反应后,被还原的HNO3的物质的量为________。
解析 (3)c(Fe3+)=
=4.0×10-8mol·L-1,c(Cu2+)·c2(OH-)=1×(10-10)3=1.0×10-30<Ksp[Cu(OH)2],所以无Cu(OH)2沉淀生成。
(5)3Cu + 8H+ + 2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
0.3mol0.8mol0.2mol
所以被还原的HNO3为0.2mol。
答案
(1)AlO
+4H+===Al3++2H2O
(2)CD (3)4.0×10-8 无
(4)2Al3++3SO
+3Ba2++7OH-===3BaSO4↓+Al(OH)3↓+AlO
+2H2O (5)0.2mol
15.(14分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。
某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。
实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是:
取样,先滴加KSCN溶液,再滴加________,该过程的现象为:
_____________________________________________________________。
(2)步骤②加入过量H2O2的目的是:
______________________________________。
(3)步骤③中反应的离子方程式是:
_______________________________________。
(4)步骤④中一系列处理的操作步骤:
过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。
解析
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是:
取样,先滴加KSCN溶液,再滴加氯水(或双氧水、稀硝酸等),若滤液由浅绿色变为红色,则说明滤液中含有Fe2+。
(2)由于H2O2具有氧化性,加入过量H2O2的目的是:
将Fe2+全部氧化为Fe3+。
(3)步骤③的目的是:
将Fe3+全部转化为Fe(OH)3,所以步骤③需加入过量的NaOH溶液或氨水,反应的离子方程式是:
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓[或Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
]。
(4)步骤④的目的是:
将产生的红褐色悬浊液分离,最终得到固体Fe2O3,所以步骤④的操作步骤是:
过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。
(5)由于实验中铁无损耗,根据铁元素守恒得,每片补血剂中m(Fe)=
g=0.07ag。
答案
(1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 溶液由浅绿色变为红色
(2)将Fe2+全部氧化为Fe3+ (3)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓[或Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
]
(4)洗涤 冷却 (5)0.07a
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