2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)檢測-第三章第2課時(shí)　鐵及其重要化合物

第2課時(shí)鐵及其重要化合物題號知識易中難鐵單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)1,2鐵單質(zhì)及化合物的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用3,4,567,8綜合應(yīng)用9,10一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.鐵及其化合物應(yīng)用廣泛,下列關(guān)于鐵單質(zhì)及鐵的化合物的說法錯(cuò)誤的是(B)A.自然界中的鐵單質(zhì)主要來自隕石B.氧化亞鐵(FeO)在空氣中加熱容易被氧氣氧化為氧化鐵(Fe2O3)C.氫氧化亞鐵是一種還原性很強(qiáng)的白色難溶物質(zhì)D.配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加入少量的鐵粉以防止亞鐵離子被氧化變質(zhì)解析:自然界中的鐵單質(zhì)主要來自隕石中的隕鐵,A正確;氧化亞鐵(FeO)在空氣中加熱容易被氧氣氧化為四氧化三鐵(Fe3O4),B錯(cuò)誤;氫氧化亞鐵是一種白色難溶物質(zhì),Fe元素化合價(jià)為+2價(jià),具有很強(qiáng)的還原性,C正確;由于溶液中含有的Fe2+具有強(qiáng)的還原性,容易被氧化為Fe3+,加入Fe粉能夠使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,故配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加入少量的鐵粉,D正確。2.(2021·上海浦東新區(qū)二模)在鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的殘留固體X中,加入足量的稀硫酸,充分反應(yīng)后得到溶液Y。下列說法正確的是(C)A.若X中含有鐵,則反應(yīng)時(shí)一定有氣泡B.若向Y中滴入KSCN溶液顯紅色,則X中無鐵單質(zhì)C.Y一定能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀產(chǎn)生解析:鐵和水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和氫氣,殘留固體為Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和硫酸反應(yīng)Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有鐵剩余,由于氧化性Fe3+>H+,所以還會(huì)依次發(fā)生反應(yīng)Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。若X中含有鐵,但鐵全部和Fe2(SO4)3反應(yīng),則沒有氣泡,故A錯(cuò)誤;若向Y中滴入KSCN溶液顯紅色,說明Y中含F(xiàn)e3+,可能X中無鐵,也可能X中鐵不足以將Fe2(SO4)3全部轉(zhuǎn)化為FeSO4,故B錯(cuò)誤;不論X是Fe3O4還是Fe3O4和Fe的混合物,和硫酸反應(yīng)后都有Fe2+,所以一定能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故C正確;若硫酸過量,則向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,則沒有沉淀產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。3.下列有關(guān)氫氧化亞鐵及其制備方法的敘述中,不正確的是(B)A.氫氧化亞鐵易被空氣氧化B.氫氧化亞鐵為灰綠色絮狀沉淀C.可利用如圖所示裝置,制備氫氧化亞鐵D.實(shí)驗(yàn)中所用氫氧化鈉溶液應(yīng)預(yù)先煮沸解析:氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化為氫氧化鐵,故A正確;氫氧化亞鐵為白色絮狀沉淀,故B不正確;氫氧化亞鐵的制備要隔絕空氣,可將硫酸亞鐵溶液滴入氫氧化鈉溶液中,故C正確;氫氧化鈉溶液預(yù)先煮沸可以將其中的空氣排凈,故D正確。4.下列說法正確的是(D)A.室溫下,Fe與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4(2020·江蘇卷)B.氧化亞鐵溶于稀硝酸,離子方程式為FeO+2H+Fe2++H2O(2019·天津卷)C.向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液得到紅褐色液體,離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+(2019·天津卷)D.向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,充分振蕩后加1滴KSCN溶液,現(xiàn)象為黃色逐漸消失,加KSCN后溶液顏色不變(2019·全國Ⅱ卷)解析:在室溫下,Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化,生成致密的氧化物薄膜,A項(xiàng)錯(cuò)誤;硝酸具有強(qiáng)氧化性,FeO溶于稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;沸水中滴加飽和氯化鐵溶液生成的紅褐色液體為膠體,不能寫沉淀符號,C項(xiàng)錯(cuò)誤;向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Fe3FeCl2,溶液黃色逐漸消失,Fe2+遇KSCN不顯色,D項(xiàng)正確。5.用廢鐵屑制備磁性膠體粒子的過程如圖。下列說法不正確的是(D)A.用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污B.通入N2是防止空氣中的O2氧化Fe2+C.加適量的H2O2是為了將部分Fe2+氧化為Fe3+,涉及反應(yīng):H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2OD.溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為2∶1解析:Na2CO3溶液顯堿性,油污在堿性溶液中發(fā)生水解,用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污,A正確;Fe2+容易被O2氧化,所以通入N2的目的是防止空氣中的O2氧化Fe2+,B正確;利用H2O2的氧化性,把部分Fe2+氧化成Fe3+,涉及的反應(yīng)為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,C正確;Fe3O4中二價(jià)鐵和三價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為1∶2,即溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為1∶2,D不正確。6.1L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4兩種溶質(zhì),其濃度分別為0.2mol·L-1和1.5mol·L-1,現(xiàn)向該溶液中加入39.2g鐵粉使其充分反應(yīng)。下列有關(guān)說法正確的是(C)A.反應(yīng)后溶液中Fe3+物質(zhì)的量為0.8molB.反應(yīng)后產(chǎn)生13.44LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.反應(yīng)后溶液中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之和為0.9molD.由于氧化性:Fe3+>H+,故反應(yīng)中先沒有氣體產(chǎn)生后產(chǎn)生氣體解析:發(fā)生反應(yīng)的順序是Fe+4H++NO3-Fe3++2H2O+NO↑,Fe+2Fe3+3Fe2+,如果硫酸有剩余,則有反應(yīng)Fe+2H+Fe2++H2↑發(fā)生,溶液中n(Fe3+)=1×0.2mol=0.2mol,n(H+)=1×2×1.5mol=3mol,n(NO3-1×3×0.2mol=0.6mol,n(Fe)=39.2g56g·mo二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7.如圖是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程。下列說法正確的是(A)A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能變?yōu)榧t色B.溶液B轉(zhuǎn)化為溶液C發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4H++2Fe2++O22Fe3++2H2OC.溶液酸性:A>B>CD.加氧化亞鐵可以使溶液C轉(zhuǎn)化為溶液A解析:Fe3+與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+,若二氧化硫足量,則溶液中無Fe3+,加入KSCN溶液,溶液不變紅色,若二氧化硫不足,則溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液顯紅色,A正確;電荷不守恒,B錯(cuò)誤;溶液A轉(zhuǎn)化為溶液B后溶液酸性增強(qiáng),C錯(cuò)誤;FeO與H+反應(yīng)生成Fe2+,故溶液C不能轉(zhuǎn)化為溶液A,D錯(cuò)誤。8.高鐵酸鉀純品為暗紫色有光澤粉末。在198℃以下干燥空氣中穩(wěn)定,極易溶于水而形成淺紫紅色溶液,靜置后會(huì)分解放出氧氣,并沉淀出水合三氧化二鐵。溶液的堿性隨分解而增大,在強(qiáng)堿性溶液中相當(dāng)穩(wěn)定,是極好的氧化劑。具有高效的消毒作用,比高錳酸鉀具有更強(qiáng)的氧化性。高鐵酸鉀的分子式為K2FeO4,工業(yè)制備高鐵酸鉀的離子方程式為Fe(OH)3+ClO-+OH-FeO42-+Cl-+HA.由上述反應(yīng)可知,Fe(OH)3的氧化性強(qiáng)于FeOB.高鐵酸鉀中鐵顯+6價(jià)C.上述反應(yīng)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3D.K2FeO4處理水時(shí),不僅能消毒殺菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3膠體能吸附水中的懸浮雜質(zhì)解析:根據(jù)題干信息,工業(yè)制備高鐵酸鉀的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,反應(yīng)中Fe(OH)3中Fe的化合價(jià)升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),則Fe(OH)3作還原劑,FeO42-為氧化產(chǎn)物,因此還原性Fe(OH)3>FeO42-,則氧化性Fe(OH)3<FeO42-,A不正確;K2FeO4中K元素為+1價(jià),O元素為-2價(jià),根據(jù)化合物顯電中性可知,Fe的化合價(jià)為+6價(jià),B正確;反應(yīng)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2三、非選擇題9.綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列問題。Ⅰ.硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)闇y定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量。設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)步驟:(1)證明步驟①濾液中含有Fe2+的方法:取樣,先滴加KSCN溶液,再滴加,該過程的現(xiàn)象為。

(2)步驟②加入過量H2O2的目的是。

(3)步驟③中反應(yīng)的離子方程式是。

(4)若實(shí)驗(yàn)中鐵無損耗,則每片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻F元素的質(zhì)量為g。

Ⅱ.為進(jìn)一步探究硫酸亞鐵的熱穩(wěn)定性及分解產(chǎn)物,將適量硫酸亞鐵樣品加入裝置A并接入如圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。(1)C、D中的溶液依次為(填字母)。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為

。

a.品紅b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.濃H2SO4(2)寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

解析:Ⅰ.(2)由于H2O2具有氧化性,加入過量H2O2的目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+。(3)步驟③的目的是將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,所以步驟③需加入過量的氨水,反應(yīng)的離子方程式是Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+。(4)由于實(shí)驗(yàn)中鐵無損耗,根據(jù)鐵元素守恒得,每片補(bǔ)血?jiǎng)┲衜(Fe)=2×56×Ⅱ.(1)實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留的紅色粉末為Fe2O3,根據(jù)得失電子守恒可知必然有SO2產(chǎn)生,根據(jù)元素守恒可知還會(huì)生成SO3,檢驗(yàn)的試劑應(yīng)選擇品紅溶液、BaCl2溶液,不能選擇Ba(NO3)2溶液,因?yàn)镾O2會(huì)與Ba(NO3)2溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,干擾SO3的檢驗(yàn),由于SO3可與水反應(yīng)生成硫酸,故應(yīng)先檢驗(yàn)SO3,再利用SO2能使品紅褪色的原理檢驗(yàn)SO2。(2)由題意可以得到硫酸亞鐵分解的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。答案:Ⅰ.(1)氯水(或雙氧水、稀硝酸等合理氧化劑)滴加KSCN溶液無變化,滴加氯水后溶液由淺綠色變?yōu)榧t色(2)將Fe2+全部氧化為Fe3+(3)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+Ⅱ.(1)c、a生成白色沉淀、褪色(2)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑10.某化學(xué)課外小組在制備Fe(OH)2過程中觀察到生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,一段時(shí)間后變?yōu)榧t褐色。該小組同學(xué)對產(chǎn)生灰綠色沉淀的原因進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。Ⅰ.甲同學(xué)猜測灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。編號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)液面上方出現(xiàn)白色沉淀,一段時(shí)間后變?yōu)榛揖G色,長時(shí)間后變?yōu)榧t褐色實(shí)驗(yàn)2取實(shí)驗(yàn)1中少量灰綠色沉淀,洗凈后加鹽酸溶解,分成兩份。①中加入試劑a,②中加入試劑b①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,②中溶液未變成紅色(1)實(shí)驗(yàn)①中產(chǎn)生紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為

。

(2)實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C溶液是利用了該物質(zhì)的性。

(3)實(shí)驗(yàn)2中加入的試劑a為溶液,試劑b為溶液。實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象說明甲同學(xué)的猜測(填“正確”或“不正確”)。

Ⅱ.乙同學(xué)查閱資料得知,Fe(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性,猜測灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。編號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)3向10mL4mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)液面上方產(chǎn)生白色沉淀(帶有較多灰綠色)。沉淀下沉后,部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨珜?shí)驗(yàn)4向10mL8mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)液面上方產(chǎn)生白色沉淀(無灰綠色)。沉淀下沉后,仍為白色實(shí)驗(yàn)5取實(shí)驗(yàn)4中白色沉淀,洗凈后放在潮濕的空氣中

(4)依據(jù)乙同學(xué)的猜測,實(shí)驗(yàn)4中沉淀無灰綠色的原因?yàn)?/p>

。

(5)該小組同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,間接證明了乙同學(xué)猜測的正確性,則實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為。

Ⅲ.該小組同學(xué)再次查閱資料得知當(dāng)沉淀形成時(shí),若得到的沉淀單一,則沉淀結(jié)構(gòu)均勻,也緊密;若有雜質(zhì)固體存在時(shí),得到的沉淀便不夠緊密,與溶液的接觸面積會(huì)更大。(6)當(dāng)溶液中存在Fe3+或溶解較多O2時(shí),白色沉淀更容易變成灰綠色的原因?yàn)?/p>

。

(7)該小組同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:制備Fe(OH)2時(shí)能較長時(shí)間觀察到白色沉淀的適宜的條件和操作有、。

解析:(1)實(shí)驗(yàn)1中產(chǎn)生紅褐色沉淀是因?yàn)镕e(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3。(2)實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C是為了防止Fe2+被氧化,利用了其還原性。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,①中加入試劑a出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,是在檢驗(yàn)Fe2+,試劑a為K3[Fe(CN)6],②中溶液是否變紅是在檢驗(yàn)Fe3+,試劑b為KSCN,由于②中溶液沒有變紅,則不存在Fe3+,