2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)分層提升練課時(shí)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(yīng)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(yīng)均為化合反應(yīng)。Fe(OH)2不能用化合反應(yīng)制得。【方法規(guī)律】不能通過(guò)化合反應(yīng)得到的物質(zhì)(1)常見(jiàn)不能通過(guò)單質(zhì)之間化合得到的物質(zhì)有FeCl2、Fe2S3、SO3、NO2等;(2)常見(jiàn)不能通過(guò)單質(zhì)之間化合得到,但可以通過(guò)化合反應(yīng)得到的物質(zhì)有FeCl2、SO3、NO2等;(3)常見(jiàn)不能通過(guò)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(jiàn)不能通過(guò)氧化物與水化合得到,但可以通過(guò)化合反應(yīng)得到的物質(zhì)有Fe(OH)3等。2.下列關(guān)于Fe3+、Fe2+性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.用如圖裝置可以制備沉淀Fe(OH)2B.配制FeCl3溶液時(shí),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(yīng)開(kāi)始時(shí)生成的氫氣進(jìn)入B中,可排出氧氣,防止生成的氫氧化亞鐵被氧化,一段時(shí)間后關(guān)閉止水夾C,A中硫酸亞鐵進(jìn)入B中可生成Fe(OH)2,故A正確;FeCl3易水解,配制溶液時(shí)應(yīng)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(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,故D正確。3.(2019·九江模擬)鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)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(shuō)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(yīng)失去電子0.2molD.硫酸亞鐵溶液中加入過(guò)氧化氫溶液:Fe2++2H2O2+4H+Fe3++4H2O【解析】選A。pH=0的溶液呈強(qiáng)酸性,Fe2+、N、H+不能大量共存,B項(xiàng)不正確;C項(xiàng)失去電子的物質(zhì)的量應(yīng)為0.3mol,不正確;D項(xiàng)電荷和電子得失不守恒,不正確。4.(2019·十堰模擬)關(guān)于FeCl3進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),下列預(yù)測(cè)正確的是 ()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)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(huì)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(wú)Fe(OH)3沉淀生成【解析】選C。蒸發(fā)FeCl3溶液可促進(jìn)Fe3+水解,由于HCl易揮發(fā),最后得到Fe(OH)3,A錯(cuò)誤;加入少量Fe粉時(shí),不會(huì)有H2產(chǎn)生且Fe應(yīng)先和Fe3+反應(yīng),再和Cu2+反應(yīng),B錯(cuò)誤;Fe3+與HC發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),有CO2和Fe(OH)3沉淀生成,D錯(cuò)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(wèn)題。(1)淺綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為_(kāi)_______,試劑1是________。

(2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是________(填序號(hào))。

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(xué)方程式為_(kāi)___________。

(4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是

__________________________。

(5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)向E中加入了一種過(guò)量的固體,發(fā)現(xiàn)淡黃色褪去,現(xiàn)對(duì)褪色原因進(jìn)行探究。提出你的假設(shè):__________________________________;為了對(duì)你所提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證,你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是__________________________。

【解析】從框圖可知,Fe和稀鹽酸反應(yīng)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(qiáng)氧化劑,S不符合條件。Fe與H2O(g)反應(yīng)生成固體Fe3O4,Fe3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)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(qiáng)氧化劑),Fe2+被氧化為Fe3+,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3,所以溶液紅色加深。(1)通過(guò)以上分析知,淡綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為FeCl2,試劑1是KSCN。(2)試劑2應(yīng)該具有強(qiáng)氧化性,能氧化亞鐵離子且不能引進(jìn)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(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水,反應(yīng)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(dǎo)致鐵離子和KSCN反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),導(dǎo)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(yàn)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(kāi)始不出現(xiàn)紅色,加氯水后出現(xiàn)紅色,則說(shuō)明假設(shè)正確,如果溶液不變紅色,則假設(shè)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(kāi)始不出現(xiàn)紅色,加氯水后出現(xiàn)紅色,則說(shuō)明假設(shè)正確;若溶液不變紅色,則假設(shè)不正確6.(2019·德陽(yáng)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(shí)驗(yàn)小組欲利用氫氣還原法測(cè)定某鐵的氧化物(FexOy)的組成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容回答下列問(wèn)題:(1)按各部分儀器在該實(shí)驗(yàn)中的作用分析:裝置E中盛放的藥品是__________________,作用是____________________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)導(dǎo)致x∶y__________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

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

【解析】(1)(2)根據(jù)裝置圖可判斷實(shí)驗(yàn)原理是利用氫氣還原氧化物來(lái)測(cè)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(jìn)入裝置C的氫氣必須是干燥的,同時(shí)還必須防止空氣中的水蒸氣和CO2影響實(shí)驗(yàn),因此連接順序?yàn)閍ihgfde(ed)bc(cb)j,則裝置E是用來(lái)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(shí)驗(yàn)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(gè)數(shù)會(huì)增加,從而會(huì)導(dǎo)致x∶y偏小。(4)稱取烘焙后樣品3.04g,與氫氣充分反應(yīng)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(gè)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(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是 ()選項(xiàng)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(méi)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(xiàng)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(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不顯紅色,錯(cuò)誤;C項(xiàng)中N+H+具有強(qiáng)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,無(wú)法證明樣品是否變質(zhì),錯(cuò)誤;D項(xiàng)中若原溶液中無(wú)Fe2+,存在Fe3+,也有此現(xiàn)象,錯(cuò)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(shuō)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(wú)水硫酸銅可用于檢驗(yàn)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(xiàng)錯(cuò)誤;不純的銅中含有過(guò)量的鐵粉,除去銅,并得到FeSO4,Y為稀硫酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸亞鐵具有還原性,可用作食品的抗氧化劑,C項(xiàng)正確;無(wú)水硫酸銅可用于檢驗(yàn)水,但不作干燥劑,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】1.(2019·天門模擬)A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某幾種粉末混合而成,設(shè)計(jì)成分分析方案如下:下列分析不正確的是 ()A.當(dāng)m1>m2時(shí),溶液a中陰離子只有一種B.生成藍(lán)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(dāng)m2-m3=2.96g,Fe3O4的質(zhì)量至少為2.32g【解析】選A。當(dāng)m1>m2時(shí),說(shuō)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(guò)量,陰離子除Al,還有OH-,A項(xiàng)不正確;Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氯化亞鐵發(fā)生Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O,三價(jià)鐵離子有氧化性,發(fā)生Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,B項(xiàng)正確;金屬氧化物與酸反應(yīng)生成水,無(wú)氫氣,而銅與鹽酸不反應(yīng),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(xiàng)正確;發(fā)生固體質(zhì)量改變的金屬氧化物的溶解和三價(jià)鐵與銅單質(zhì)之間的氧化還原反應(yīng),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(xiàng)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(yīng),消耗硝酸溶液700mL,生成2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)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(yīng),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(jià)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(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可得x=2y,則x∶y=3∶4,故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。二、非選擇題3.(2018·全國(guó)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(lán)圖?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)曬制藍(lán)圖時(shí),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(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。

(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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①通入氮?dú)獾哪康氖?/p>

__。

②實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)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(yàn)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(yīng)只能為FeC2O4與K3[Fe(CN)6]反應(yīng),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(xué)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?dú)獾淖饔檬菍⒀b置內(nèi)的空氣排出以隔絕空氣,同時(shí)將產(chǎn)生的氣體全部趕到后續(xù)的實(shí)驗(yàn)裝置中。②B中澄清石灰水變渾濁,說(shuō)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(shuō)明三草酸合鐵酸鉀分解產(chǎn)生了CO。③停止實(shí)驗(yàn)時(shí),若先使裝置A、E處的酒精燈停止加熱,會(huì)使裝置內(nèi)的溫度降低,導(dǎo)致裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小,從而產(chǎn)生倒吸,因此為防止產(chǎn)生倒吸,應(yīng)繼續(xù)通入氮?dú)庵敝裂b置冷卻。④裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,因此應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)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?dú)猗苋∩僭S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(yīng)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(shí)現(xiàn)對(duì)SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________。

(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?yàn)橄礈?洗滌操作的具體方法為_(kāi)___________________________。

②濾液A中加入稍過(guò)量的NH4HCO3溶液,生成沉淀的同時(shí)有一種氣體產(chǎn)生,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)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