1、.第三节铁及其重要化合物题号1234551678答案一、单项选择题1某权威刊物中有这样一段描述：“在所有元素中，铁的原子核是最稳定的，因此，铁在一些大而重的红热巨星的核心堆积结果，在宇宙的重元素中铁是相当丰富的，在地球上铁也是丰富的。”对该段文字的正确理解是()A铁的化学性质很稳定B铁的化合物性质很稳定C铁的氧化物很稳定D铁元素很难因发生核聚变而变成其他元素解析：根据常识，铁在空气中容易生锈，可知铁化学性质活泼，A错误；铁的化合物如氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁、氯化铁、氯化亚铁等性质有的较活泼，B、C错误；存在于宇宙中的和地球上的铁并不一定是单质铁，且铁原子核稳定，化合态铁难以聚变， D正确。
2、答案：D2用铁制较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是()A使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解C使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解D使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解解析：铁在潮湿的空气中缓慢氧化，反应时间长，而且制得的氧化铁含有结晶水，A错误；B、D项中都涉及了有毒物质的使用和生成，不符合绿色化学的原则；易判断C项合理。答案：C3下列中学常见实验的现象或表述正确的是()A过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶
3、液，溶液显血红色B制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁C检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴即可D向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”解析：过量的铁投入到一定量的稀硝酸中得到的是硝酸亚铁，不会出现血红色，所以A错；氢氧化亚铁很容易被氧气氧化，所以边加氢氧化钠溶液边搅拌的话很容易被氧化为氢氧化铁，所以B错；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，加热后过滤，滤纸上
4、留有的是CuO，CuO为黑色固体，所以D错。答案：C4下列化学实验事实相应的离子方程式正确的是()A往FeCl3溶液中加入Fe粉：2Fe3Fe=3Fe2B往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca22OHCO2=CaCO3H2OC往FeCl3溶液中加入Cu粉：Fe3Cu=Fe2Cu2D氧化亚铁加入稀硝酸：FeO2H=Fe2H2O解析：Fe3能氧化Fe，发生归中反应，A正确；澄清石灰水中通入过量CO2生成Ca(HCO3)2，B错误；电荷不守恒，C错误； HNO3将Fe2氧化成Fe3，D错误。答案：A5已知某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合液100 mL中，各阳离子浓度相等，硫酸根离子总浓度是6 molL1，
5、此溶液中还可溶解的铁粉的质量为()A11.2 g B16.8 g C33.6 g D5.6 g解析：设阳离子浓度为x，根据电荷守恒可以得出，x2x3x6 mol/L2，x2 mol/L；n(H2SO4)nFe2(SO4)31 mol/L；由反应方程式H2SO4Fe=FeSO4H2和Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4可知：等物质的量的硫酸或硫酸铁消耗等量的Fe，故还可以溶解Fe的物质的量为：n(Fe)20.1 L1 mol/L0.2 mol，m(Fe)0.2 mol56 g/mol11.2 g。答案：A51.将Cu片放入0.1 molL1FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(F
6、e3) c(Fe2)23，则Cu2与Fe3的物质的量之比为()A32 B35 C34 D43解析：反应的化学方程式为Cu2Fe3=2Fe2Cu2。设溶液的体积为1 L，生成的n(Fe2)2a，则消耗的n(Fe3)2a，生成的n(Cu2)a，因此反应后溶液中n(Fe3)0.1 mol2a, 所以有关系式：(0.1 mol2a) 2a23，得出a0.03 mol。溶液中n(Cu2)0.03 mol，反应后溶液中n(Fe3)(0.120.03)mol0.04 mol，故溶液中Cu2与Fe3的物质的量之比为34。答案：C6下列说法正确的是()A加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，则原溶液中一定含有FeCl
7、3B一定条件下铁和O2、H2O反应的产物均为Fe3O4C钢铁发生电化学腐蚀时负极反应式为Fe3e=Fe3D过量的铁片与冷浓硝酸反应的化学方程式为Fe4HNO3(浓)=Fe(NO3)22NO22H2O解析：只能说明溶液中含有Fe3，是否含有Cl无法确定，A错误；铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，铁和水蒸气反应生成Fe3O4，B正确；铁的氧化产物为Fe2，C错误；铁片在冷浓硝酸中发生钝化，D错误。答案：B二、双项选择题7向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如下图所示(已知：2Fe2Br2=2Fe32Br，2Fe32I=2Fe2I2)。则下列有关说法中，不正确的是
8、()A还原性：IBrFe2B原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 molC当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe22I2Cl2=2Fe3I24ClD原溶液中：n(Fe2) n(I) n(Br)213解析：因为还原性IFe2Br，所以通入的Cl2先与I反应，随后与Fe2反应，最后与Br反应；从图上可看出，n(I)2 mol，n(Fe2)4 mol，n(Br)6 mol。原混合溶液中FeBr2的物质的量为3 mol，当通入2 mol Cl2时，I消耗1 mol Cl2，剩余的1 mol Cl2与Fe2反应，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe22I2Cl2=2Fe3I24
9、Cl。故选A、B两项。答案：AB8下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，说明原溶液中一定含Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有Fe2，可能含有Mg2解析：说明含Fe3，但不排除Fe2的存在，A错误；也可能含SO等还原性离子，B错误；红褐色沉淀只能是Fe(OH)3，而且是直接看到的红褐色沉淀，C正确；Fe(OH)2和Mg(OH)2均是白色，但是Fe(OH)2会被氧化为Fe(OH)3，红褐色掩盖
10、白色，D正确。答案：CD三、非选择题9(2013北京卷)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色：.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；.浓缩、结晶、分离，得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_ _。(2)将MnO氧化Fe2的离子方程式补充完整：MnO Fe2_=Mn2Fe3_(3)已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始
11、沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1 molL1根据表中数据解释步骤的目的：_ _。(4)已知：一定条件下，MnO可与Mn2反应生成MnO2，向的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是_。 中加入MnSO4的目的是_ _。解析：(1)氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝与水，注意写成离子方程式并配平；(2)反应中MnOMn2，Fe2Fe3， MnO系数为1，根据得失电子守恒可知， Fe2系数为：5，由元素守恒可知， Fe3系数为5，由电荷守恒可知，有 H参加反应，其系数为8，根据元素守恒可知，有H2O生成，其系数为4，方程式配平为：MnO
12、5 Fe28H=Mn25Fe34H2O；(3)滤液中含有Fe2，由表中数据可知，Fe(OH)2开始沉淀的pH大于Al(OH)3 完全沉淀的pH值，而Fe(OH)3完全沉淀的pH值小于Al(OH)3开始沉淀的pH值，pH值约为3时，Al3、Fe2不能沉淀，步骤是将Fe2氧化为Fe3，调节pH值使铁完全沉淀；(4)MnO2能将HCl氧化为Cl2，若有黄绿色气体生成说明沉淀中存在MnO2；的上层液呈紫红色，MnO过量，加入MnSO4，MnO可与Mn2反应生成MnO2，从而可除去过量的MnO。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)58H54H2O(3)pH约为3时，Fe2和Al3不能形成沉
13、淀，将Fe2氧化为Fe3，可使铁完全沉淀(4)生成黄绿色气体除去过量的MnO10某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验。(1)用上图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料，不与水反应)。反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当_(填实验现象)时，说明“铁与水蒸气”能够进行反应。(2)为了证明反应后的固体混合物中含有3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解、过滤。向滤液中滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色。在下表中填写滴加K
14、SCN溶液后可能观察到的现象、结论与解释(可以不填满)。现象结论与解释可能可能(3)将反应后固体溶于足量的盐酸中充分溶解，可选用_试剂证明溶液中含有Fe2。aCl2和KSCN溶液 bNaOH溶液cKMnO4溶液 dNa2SO3溶液解析：(1)要证明Fe与水蒸气反应，只要证明生成了H2就能说明，由实验装置和H2的检验方法可用点燃法观察是否有爆鸣声；(2)反应后的固体混合物中可能含有Fe和Fe3O4，在溶于酸时可发生如下反应：Fe2H=Fe2H2，Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O，Fe2Fe3=3Fe2。由于混合物中Fe的量不确定，可能有两种情况，一是Fe较少，溶于酸后Fe3有剩余，二是Fe
15、较多，Fe3完全被Fe还原为Fe2。所以滤液中加KSCN溶液，可能变红也可能溶液为浅绿色；(3)因为溶液中可能含有Fe3，a、b试剂均不合适，可利用Fe2的还原性，用紫色氧化剂KMnO4溶液还原褪色，进而证明。答案：(1)肥皂泡破裂，有爆鸣声。(2)溶液变为红色混合物中含有3价Fe，因为Fe3遇KSCN变红色；溶液为浅绿色反应后的固体中可能含有3价Fe，也可能不含有3价Fe。因为若铁剩余较多，可将溶液中的Fe3还原为Fe2(3)c11三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某学校化学兴趣小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下：查阅资料：Cu2O是一种
16、碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。提出假设：假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。设计探究实验：取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。(1)若假设1成立，则实验现象是_。(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？_。简述你的理由(不需写出反应的方程式)_ _。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_，写出发生的氧化还原反应的离子方程式：_ _。探究延伸：经实验分析，确
17、定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。(4)实验小组欲利用加热法测定Cu2O的质量分数。取9 g固体粉末在空气中充分加热，质量不再变化时，称其质量为9.4 g，则混合物中Cu2O的质量分数为_。(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO45H2O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2、Fe2、Fe3分别生成沉淀的pH如下：物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH6.07.51.4沉淀完全pH13143.7实验室有下列试剂可供选择：A氯水BH2O2CNaOHDCu2(OH)2CO3实验小组设计如下实验方案：试回答：试剂1为_，试剂2为_。(
18、填字母)固体X的化学式为_。操作为_。解析：(1)如果溶液中存在Fe3，加入KSCN溶液后会变红；(2)如果假设3成立，生成的Cu将Fe3还原，也可能有此现象；(3)不变红说明假设1不成立，没有固体存在说明假设2不成立，只能是假设3，Fe3和生成的Cu恰好完全反应；(5)根据方案将Fe2氧化为Fe3，再利用Fe3和Cu2生成沉淀时pH不同，将Fe3除去。答案：(1)固体完全溶解，溶液呈血红色(2)不合理当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3与Cu反应生成Fe2，滴加KSCN溶液后也可以不变红色(3)Fe2O3和Cu2OCu2O2H=CuCu2H2O、2Fe
19、3Cu=2Fe2Cu2(4)40%(5)BDFe(OH)3蒸发浓缩，冷却结晶12用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色的Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_ _。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。答案：方法一：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：(1)稀硫酸、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入.
