備考2024屆高考化學一輪復(fù)習分層練習第三章金屬及其化合物第3講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

第3講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.[2023浙江]氯化鐵是一種重要的鹽，下列說法不正確的是（A）A.氯化鐵屬于弱電解質(zhì)B.氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板C.氯化鐵可由鐵與氯氣反應(yīng)制得D.氯化鐵溶液可制備氫氧化鐵膠體解析氯化鐵在水溶液中完全電離，屬于強電解質(zhì)，A錯誤；氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，故氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板：Cu＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2，B正確；鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵，C正確；向沸騰的蒸餾水中逐滴加入飽和氯化鐵溶液，接著煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，即可得到氫氧化鐵膠體，D正確。2.關(guān)于下列轉(zhuǎn)化過程分析不正確的是（B）A.過程Ⅰ的反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B.過程Ⅰ中Fe3O4分解時，每消耗1molFe3O4轉(zhuǎn)移1mol電子C.過程Ⅱ的化學方程式為3FeO＋H2O△Fe3O4＋H2↑D.該過程的總反應(yīng)為2H2O光照催化劑O2↑＋2H2解析過程Ⅰ的化學方程式為2Fe3O4太陽能6FeO＋O2↑，屬于分解反應(yīng)，當有2molFe3O4分解時，生成1molO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，故每消耗1molFe3O4轉(zhuǎn)移2mol電子，A項正確，B項錯誤；過程Ⅱ中FeO與H2O在加熱條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學方程式為3FeO＋H2O△Fe3O4＋H2↑，C項正確；由過程Ⅰ和過程Ⅱ的反應(yīng)方程式可得，該過程的總反應(yīng)為2H2O光照催化劑O2↑＋2H2↑，D3.下列說法正確的是（B）A.[2023全國乙改編]硫酸亞鐵溶液久置后出現(xiàn)棕黃色沉淀發(fā)生的反應(yīng)為6FeSO4＋O2＋2H2O2Fe2（SO4）3＋2Fe（OH）2↓B.[2023遼寧改編]可用KSCN溶液檢驗FeSO4是否變質(zhì)C.[2022海南改編]FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅色D.[天津高考改編]某溶液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液產(chǎn)生藍色沉淀，原溶液中有Fe2＋，無Fe3＋解析FeSO4溶液久置后出現(xiàn)的棕黃色沉淀應(yīng)為Fe（OH）3，而不是Fe（OH）2，發(fā)生的反應(yīng)為12FeSO4＋3O2＋6H2O4Fe2（SO4）3＋4Fe（OH）3↓，A項錯誤；FeSO4溶液變質(zhì)有Fe3＋生成，KSCN與Fe3＋會形成紅色物質(zhì)，故可用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質(zhì)，B項正確；FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，C項錯誤；Fe2＋遇K3[Fe（CN）6]溶液能夠產(chǎn)生藍色沉淀，因此原溶液中肯定含有Fe2＋，但是否含有Fe3＋無法確定，若要確定Fe3＋的存在，則須要向溶液中加入KSCN溶液，視察溶液是否變?yōu)榧t色，D項錯誤。4.[鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化]部分含鐵微粒所帶的電荷數(shù)與其中鐵元素化合價的關(guān)系如圖所示，由該圖可預(yù)料含鐵微粒間相互轉(zhuǎn)化時所需試劑。下列推斷不合理的是（A）A.M肯定為FeOB.若R為單質(zhì)，則常溫下濃硫酸可使R鈍化C.若Q為金屬陽離子，則可用K3[Fe（CN）6]溶液檢驗D.Fe3＋與氧化劑在堿性條件下反應(yīng)可生成FeO解析由題圖可知，M還可以是Fe（OH）2等，A項錯誤；若R為單質(zhì)，則R為Fe，常溫下，F(xiàn)e遇濃硫酸鈍化，B項正確；若Q為金屬陽離子，則Q為Fe2＋，可用K3[Fe（CN）6]溶液檢驗Fe2＋，C項正確；由題圖可知，F(xiàn)e3＋在堿性條件下與氧化劑反應(yīng)可生成FeO42－5.[2024黑龍江大慶試驗中學期中]下列各組物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的是（C）ABCDXFeCl2溶液CO2NaCl溶液FeSO4溶液YFeCl3HClMgCl2Fe2（SO4）3ZCl2飽和Na2CO3溶液NaOH溶液，稀鹽酸Cu解析氯氣會將FeCl2氧化為FeCl3，達不到除雜目的，A項錯誤；CO2、HCl均能與飽和Na2CO3溶液反應(yīng)，不能用于除去CO2中的HCl雜質(zhì)，B項錯誤；MgCl2能與NaOH反應(yīng)而NaCl不與NaOH反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氧化鎂沉淀過濾后再用適量的稀鹽酸除去過量的NaOH，C項正確；Cu與鐵離子反應(yīng)會引入Cu2＋雜質(zhì)，D項錯誤。6.[2023江蘇]室溫下，探究0.1mol·L－1FeSO4溶液的性質(zhì)，下列試驗方案能達到探究目的的是（B）選項探究目的試驗方案A溶液中是否含有Fe3＋向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，視察溶液顏色變更BFe2＋是否有還原性向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴酸性KMnO4溶液，視察溶液顏色變更CFe2＋是否水解向2mLFeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞試液，視察溶液顏色變更DFe2＋能否催化H2O2分解向2mL5％H2O2溶液中滴加幾滴FeSO4溶液，視察氣泡產(chǎn)生狀況解析先加新制氯水，會將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，檢驗FeSO4溶液中是否含有Fe3＋，應(yīng)干脆加KSCN溶液，A不能達到探究目的；酸性KMnO4溶液（紫紅色）具有強氧化性，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，自身顏色變淺或褪去，可用于檢驗Fe2＋的還原性，B能達到探究目的；FeSO4屬于強酸弱堿鹽，F(xiàn)e2＋水解使溶液顯酸性，探究Fe2＋是否水解，應(yīng)向FeSO4溶液中滴加紫色石蕊試液，看溶液是否變紅，C不能達到探究目的；Fe2＋會被氧化成Fe3＋，無法推斷起催化作用的是Fe2＋還是Fe3＋，D不能達到探究目的。7.[2023浙江改編]探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列方案設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是（D）試驗方案現(xiàn)象結(jié)論A往FeCl2溶液中加入Zn片短時間內(nèi)無明顯現(xiàn)象Fe2＋的氧化實力比Zn2＋弱B往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固體溶液先變成血紅色后無明顯變更Fe3＋與SCN－的反應(yīng)不行逆C將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶于鹽酸，滴加KSCN溶液溶液呈淺綠色食品脫氧劑樣品中沒有＋3價鐵D向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，持續(xù)煮沸溶液先變成紅褐色再析出沉淀Fe3＋先水解得Fe（OH）3膠體，F(xiàn)e（OH）3膠體再聚集成Fe（OH）3沉淀解析往FeCl2溶液中加入Zn片，發(fā)生反應(yīng)Fe2＋＋ZnFe＋Zn2＋，F(xiàn)e2＋的氧化實力比Zn2＋的強，A項錯誤；往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，發(fā)生反應(yīng)Fe3＋＋3SCN－?Fe（SCN）3，溶液變血紅色，再加入少量K2SO4固體，對平衡無影響，故不能說明Fe3＋與SCN－的反應(yīng)不行逆，B項錯誤；若食品脫氧劑樣品中有＋3價鐵，鐵粉與＋3價鐵發(fā)生反應(yīng)Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈淺綠色，C項錯誤；向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，接著煮沸至溶液呈紅褐色，得到Fe（OH）3膠體，持續(xù)煮沸，F(xiàn)e（OH）3膠體發(fā)生聚沉，析出紅褐色沉淀，D項正確。8.[浙江高考]某同學采納硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì)）制備七水合硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O），設(shè)計了如下流程：下列說法不正確的是（D）A.溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B.固體1中肯定有SiO2，限制pH是為了使Al3＋轉(zhuǎn)化為Al（OH）3進入固體2C.從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中，須限制條件防止其氧化和分解D.若變更方案，在溶液1中干脆加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分別也可得到FeSO4·7H2O解析由于最終制備的是硫酸鹽，所以溶解所用的酸應(yīng)當為硫酸，且要將溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，所以試劑X應(yīng)當為Fe單質(zhì)，A項正確；加硫酸后，SiO2不能溶解，所以固體1中肯定含有SiO2，而用NaOH溶液限制pH的目的是使Al3＋轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀，B項正確；Fe2＋極易被氧化，而FeSO4·7H2O受熱易分解，故從溶液2得到產(chǎn)品的過程中須要防止產(chǎn)品氧化和分解，C項正確；變更后的方案中，F(xiàn)e主要以Fe3＋形式存在，得到的不是FeSO4·7H2O，D項錯誤。9.[2024江蘇鹽城開學考]從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：下列說法正確的是（C）A.試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C.試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－D.用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否含有Fe2＋解析依據(jù)工業(yè)廢液的成分和制得氯化鐵晶體對流程進行如下梳理：試劑b若為稀硫酸，則會引入SO42－雜質(zhì)離子，A項錯誤；操作Ⅰ和操作Ⅱ是過濾，操作Ⅲ為在HCl氛圍中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，所用儀器不同，B項錯誤；濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，因此試劑c為氯氣，氯氣可將溶液中的Fe2＋氧化為Fe3＋，C項正確；Fe2＋、Cl－都可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使溶液褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有Fe2＋10.甘氨酸亞鐵[（NH2CH2COO）2Fe]是一種補鐵強化劑。某學習小組利用FeCO3與甘氨酸（NH2CH2COOH）制備甘氨酸亞鐵，試驗裝置如圖所示（夾持和加熱、攪拌儀器已省略）。有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如表：甘氨酸檸檬酸甘氨酸亞鐵易溶于水，微溶于乙醇易溶于水和乙醇易溶于水，難溶于乙醇兩性化合物酸性、還原性—試驗過程：Ⅰ.合成：裝置C的三頸燒瓶中盛有0.1molFeCO3、200mL1.0mol·L－1甘氨酸溶液和適量檸檬酸。試驗時，先打開儀器a的旋塞，待裝置C中空氣排凈后，加熱三頸燒瓶并不斷攪拌，通過儀器b向三頸燒瓶中加入適量氫氧化鈉溶液調(diào)整pH到6左右，使反應(yīng)物充分反應(yīng)。Ⅱ.分別：反應(yīng)結(jié)束后，過濾，將濾液進行蒸發(fā)濃縮；加入無水乙醇，過濾、洗滌并干燥?；卮鹣铝袉栴}：（1）儀器a的名稱是分液漏斗。（2）裝置B中盛有的試劑是飽和NaHCO3溶液；試驗過程中裝置D的導(dǎo)管須要始終插入液面以下的緣由是防止空氣進入C，氧化Fe2＋。（3）合成過程中加入檸檬酸的作用是促進FeCO3溶解和防止Fe2＋被氧化。（4）加入氫氧化鈉溶液調(diào)整pH若大于6，甘氨酸亞鐵產(chǎn)量下降。緣由是溶液堿性增加，會導(dǎo)致溶液中的Fe2＋干脆與OH－反應(yīng)生成Fe（OH）2沉淀。（5）過程Ⅱ中加入無水乙醇的目的是溶解檸檬酸，降低甘氨酸亞鐵的溶解度，使其結(jié)晶析出。（6）可以用KSCN溶液（其他合理答案也可）（寫化學式）試劑檢驗產(chǎn)品中是否含有Fe3＋。（7）本試驗制得15.3g甘氨酸亞鐵（M＝204g·mol－1），則其產(chǎn)率是75％。解析試驗剖析：裝置A中鹽酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳氣體，由于鹽酸具有揮發(fā)性，生成的二氧化碳氣體中混有氯化氫，因此裝置B中盛有的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，用來除去二氧化碳氣體中混有的氯化氫氣體；裝置C用于甘氨酸亞鐵的制取；亞鐵離子具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化，因此必需將裝置D中導(dǎo)管插入液面以下，防止空氣中的氧氣進入裝置C將亞鐵離子氧化。（1）儀器a為分液漏斗。（2）由試驗剖析可知，裝置B中盛有的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，用來除去二氧化碳氣體中混有的氯化氫氣體；裝置D的導(dǎo)管插入液面以下是為了防止空氣中的氧氣進入裝置C將亞鐵離子氧化。（3）依據(jù)題中表格供應(yīng)的信息，檸檬酸具有強酸性和強還原性，知合成過程中加入檸檬酸可促進FeCO3溶解和防止亞鐵離子被氧化。（4）加入氫氧化鈉溶液調(diào)整pH若大于6，溶液堿性增加，會導(dǎo)致溶液中的亞鐵離子干脆與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀。（5）由已知信息可知，甘氨酸亞鐵難溶于乙醇，檸檬酸易溶于乙醇，所以過程Ⅱ中加入無水乙醇的目的是溶解檸檬酸，降低甘氨酸亞鐵的溶解度，使其結(jié)晶析出。（6）檢驗Fe3＋的試劑可以為KSCN溶液，加入KSCN，若溶液變?yōu)榧t色，則說明含有Fe3＋，否則不含F(xiàn)e3＋。（7）所用甘氨酸的物質(zhì)的量為0.2L×1.0mol·L－1＝0.2mol，所用碳酸亞鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，因此理論上可生成0.1mol甘氨酸亞鐵，其質(zhì)量為204g·mol－1×0.1mol＝20.4g，實際得到產(chǎn)品的質(zhì)量為15.3g，則產(chǎn)率為15.3g20.4g×10011.高鐵酸鈉（Na2FeO4）具有很強的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑。工業(yè)上以菱鐵礦（主要成分是FeCO3，含少量SiO2）為原料制備高鐵酸鈉的過程如圖1所示：圖1已知：Na2FeO4只在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。（1）Na2FeO4中鐵元素的化合價為＋6；下列標記應(yīng)貼在盛裝Na2FeO4容器上的是d（填標號）。（2）粉碎菱鐵礦的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率。（3）操作1與操作2的名稱均為過濾，步驟②的目的是將Fe2＋氧化成Fe3＋，其離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋2Fe3＋＋Cl－＋H2O。（4）高鐵酸鈉消毒后的還原產(chǎn)物具有凈水作用，說明凈水原理：高鐵酸鈉在殺菌消毒時，本身被還原成Fe3＋，F(xiàn)e3＋易水解生成Fe（OH）3膠體，可吸附水中的懸浮雜質(zhì)，從而起到凈水的作用。（5）已知4FeO42－＋10H2O4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑，將肯定量的Na2FeO4投入圖2測得溶液中Na2FeO4的質(zhì)量濃度變更如圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ所示。試分析曲線Ⅰ比曲線Ⅱ?qū)?yīng)的污水pH高（填“高”或“低”）。解析（1）依據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0，由Na為＋1價，O為－2價，可知Fe為＋6價。由題干信息可知，Na2FeO4具有強氧化性，故需貼無機氧化劑的標記。（2）粉碎后，反應(yīng)物表面積增大，可提高酸浸速率，提高浸出率。（3）SiO2不與稀硫酸反應(yīng)，酸浸后經(jīng)操作1（過濾）將SiO2除去，得到H2SO4和FeSO4的混合溶液；步驟④在Na2FeO4溶液中加入NaOH固體后Na2FeO4結(jié)晶析出，經(jīng)操作2（過濾）得到Na2FeO4固體，故這兩個操作均為過濾。步驟②加入氧化劑NaClO，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，故該反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋2Fe3＋＋Cl－＋H2O。（4）高鐵酸鈉可用于消毒，主要是因為其具有強氧化性，消毒過程中，＋6價Fe被還原，生成＋3價Fe，即Fe3＋，其水解生成的Fe（OH）3膠體具有吸附性，可起到凈水的作用。（5）Na2FeO4在堿性環(huán)境中可穩(wěn)定存在，故污水的堿性越強（pH越大），溶液中Na2FeO4的質(zhì)量濃度越大，結(jié)合題圖2可知，曲線Ⅰ的pH比曲線Ⅱ高。12.[江蘇高考]試驗室由煉鋼污泥（簡稱鐵泥，主要成分為鐵的氧化物）制備軟磁性材料α－Fe2O3。其主要試驗流程如下：（1）酸浸。用肯定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，試驗中實行下列措施能提高鐵元素浸出率的有AB（填序號）。A.適當上升酸浸溫度B.適當加快攪拌速度C.適當縮短酸浸時間（2）還原。向“酸浸”后的濾液中加入過量鐵粉，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe2＋。“還原”過程中除生成Fe2＋外，還會生成H2（填化學式）；檢驗Fe3＋是否還原完全的試驗操作是取少量清液，向其中滴加幾滴KSCN溶液，視察溶液是否呈紅色。（3）除雜。向“還原”后的濾液中加入NH4F溶液，使Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，將會導(dǎo)致CaF2沉淀不完全，其緣由是pH偏低形成HF，導(dǎo)致溶液中F－濃度減小，CaF2沉淀不完全[Ksp（CaF2）＝5.3×10－9，Ka（HF）＝6.3×10－4]。（4）沉鐵。將提純后的FeSO4溶液與氨水－NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的離子方程式為Fe2＋＋HCO3－＋NH3·H2OFeCO3↓＋NH4＋＋H2O（或Fe2＋＋HCO3－＋NH3FeCO3↓＋N②設(shè)計以FeSO4溶液、氨水－NH4HCO3混合溶液為原料，制備FeCO3的試驗方案：在攪拌下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水－NH4HCO3混合溶液，限制溶液pH不大于6.5；靜置后過濾，所得沉淀用蒸餾水洗滌2～3次；取最終一次洗滌后的濾液，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，不出現(xiàn)白色沉淀[FeCO3沉淀需“洗滌完全”，F(xiàn)e（OH）2起先沉淀的pH＝6.5]。解析（1）適當上升酸浸溫度、適當加快攪拌速度，均可以加快鐵泥的溶解，即提高鐵元素的浸出率。（2）“酸浸”時，H2SO4過量，加入過量鐵粉，除生成Fe2＋外，還會產(chǎn)生H2。Fe3＋與KSCN反應(yīng)所得溶液呈紅色，當加入KSCN溶液視察不到紅色，則說明Fe3＋已完全被還原為Fe2＋。（3）當c（Ca2＋）·c2（F－）＜Ksp（CaF2）時，CaF2不會沉淀出來，HF為弱酸，當pH過低時，H＋與F－結(jié)合成弱電解質(zhì)HF，則c（F－）減小，導(dǎo)致CaF2沉淀不完全。（4）①Fe2＋與HCO3－反應(yīng)生成FeCO3沉淀，HCO3－電離出的H＋與NH3·H2O結(jié)合生成NH4＋，則生成FeCO3沉淀的離子方程式可以寫成Fe2＋＋HCO3－＋NH3·H2OFeCO3↓＋NH4＋＋H2O或Fe2＋＋HCO3－＋NH3FeCO3↓＋NH4＋。②用FeSO4和氨水－NH4HCO3混合溶液反應(yīng)生成FeCO3，若pH大于6.5，則會生成Fe（OH）2沉淀，故須要限制pH不大于6.5；對生成的FeCO3用蒸餾水洗滌2～3次；因FeCO3表面會附著有13.[2022河北改編]以焙燒黃鐵礦FeS2（雜質(zhì)為石英等）產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍Fe（NH4）Fe（CN）6顏料。工藝流程如下：回答下列問題：（1）紅渣的主要成分為Fe2O3、SiO2（填化學式）；濾渣①的主要成分為SiO2（填化學式）。（2）黃鐵礦研細的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分。（3）還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學方程式為7Fe2（SO4）3＋FeS2＋8H2O△15FeSO4＋8H2SO4。（4）工序①的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，所得母液循環(huán)運用。（5）沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe（N