1、- 1 -铁及其化合物(建议用时：40 分钟)(对应考点集训第 208 页)A 级 基础达标1 新修本草是我国古代中药学著作之一，记载药物 844 种，其中有关于“青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”据此推测， “青矾”的主要成分为( )ACuSO 45H2O BFeSO 47H2OCKAl(SO 4)212H2O DFe 2(SO4)39H2O答案 B2下列关于铁及其化合物的叙述正确的是( )A2Fe 3 Fe= =3Fe2 成立，说明氧化性：Fe 3 Fe 2B25 ，pH0 的溶液中，Al 3 、NH 、NO 、Fe 2 可以大量共存 4 3C5.6 g 铁与足量
2、的氯气反应失去电子为 0.2 molD硫酸亚铁溶液中加入氯水：Fe 2 Cl 2=Fe3 2Cl A B 项，酸性(pH0)条件 NO 氧化 Fe2 ；C 项， n(e ) 3 mol0.3 mol；D 35.656项，电荷不守恒。3.如图两圆相交部分 A、B、C、D 分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 ( )AFe4H NO =Fe3 NO2H 2O 3BFe 3O48H =Fe2 2Fe 3 4H 2OCFe(OH) 33H =Fe3 3H 2OD3Fe(OH) 210H NO =3Fe3 NO8H 2O 3B Fe 3O4与足量稀硝酸反应只生成 Fe3 ，没
3、有 Fe2 。4将一定量的 SO2通入 FeCl3溶液中，取混合溶液分别进行下列实验，能证明 SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应的是( )选项 实验操作 现象A 加入 NaOH 溶液 生成红褐色沉淀B 加入 Ba(NO3)2溶液 生成白色沉淀C 加入酸性 KMnO4溶液 紫色褪去D 加入 K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液 生成蓝色沉淀D 如果 SO2与 FeCl3溶液发生了氧化还原反应，硫元素的化合价由4 升为6，铁元- 2 -素的化合价由3 降为2，因此证明二者发生氧化还原反应，实际上就是证明混合液中存在SO 或 Fe2 。加入 NaOH 溶液 Fe2 和 Fe3 都能转化为沉淀，且
4、最终均变为红褐色的氢氧化24铁沉淀，A 项错误；SO 2溶于水使溶液呈酸性，酸性条件下 NO 具有强氧化性，与二氧化硫 3溶液发生氧化还原反应生成 SO ，因此会干扰 SO 的检验，应改为氯化钡溶液，B 项错24 24误；二氧化硫与 Fe2 均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者会干扰 Fe2 的检验，C 项错误；铁氰化钾溶液遇 Fe2 生成特殊的蓝色沉淀，遇 Fe3 则无此现象，因此能证明 SO2与 FeCl3溶液混合时发生了氧化还原反应，D 项正确。5(2019福州质检)如图是一种综合处理 SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )A向溶液 B 中滴加 KSCN 溶液，溶液可能变为血红色B溶液
5、 B 转化为溶液 C 发生反应的离子方程式为 4H 2Fe 2 O 2=2Fe3 2H 2OC溶液酸性：ABCD加氧化亚铁可以使溶液 C 转化为溶液 AA 溶液 A 转化为溶液 B 发生反应：2Fe 3 2H 2OSO 2=2Fe2 SO 4H ；溶液 B24转化为溶液 C 发生反应：4Fe 2 O 24H =4Fe3 2H 2O。向溶液 B 中滴加 KSCN 溶液，未与SO2反应的 Fe3 与 SCN 反应，有血红色出现，A 项正确；溶液 B 转化为溶液 C 的离子方程式电荷不守恒，B 项错误；根据反应方程式可知，溶液酸性：BCA，C 项错误；溶液 C 转化为溶液 A，可加入三价铁的氧化物，
6、不能加入二价铁的氧化物，D 项错误。6(2019深圳调研)将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是 ( )选项 反应情况设想 评价A 当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有 Fe2 、Cu 2 ，一定无 Fe3 正确，Fe 3 和 Fe、Cu 均可反应B 当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有 Fe2 、Cu 2 ，无 Fe3 正确，Fe 和 Cu 与 Fe3 都反应，故有Fe2 和 Cu2 ，无 Fe3C 当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定 只有 Fe2 ，无 Cu2 正确，Cu 有剩余，故无 Cu2D 当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定 有 Fe2 、Cu 2 不正确，不
7、可能有 Fe 剩余而无 Cu 剩余，因为 Fe 比 Cu 优先与 Fe3 反应D 当铁、铜的量比较少时溶液中可能有 Fe3 存在，A 项错误；当铁过量时，铜不与Fe3 反应，无 Cu2 生成，此时溶液中不存在 Cu2 和 Fe3 ，B 项错误；铜有剩余则溶液中一定无 Fe3 ，可能有 Cu2 ，C 项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D 项正确。7从某含有 FeCl2、FeCl 3、CuCl 2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：则下列说法正确的是( )A试剂 a 是铁、试剂 b 是稀硫酸B操作、操作、操作所用仪器相同C试剂 c 是氯气，相应的反应为 2Fe2 Cl 2=2F
8、e3 2Cl - 3 -D用酸性 KMnO4溶液可检验溶液 W 中是否含有 Fe2C 由最终要得到的氯化铁及流程图知 b 是盐酸，A 错误；操作和操作是过滤，操作为蒸发浓缩、冷却结晶，所用仪器有差异，B 错误；滤液 Z 和 X 中均含有氯化亚铁，因此 c 为氯气，C 正确；高锰酸钾能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子，D 错误。8粗制的 CuSO45H2O 晶体中含有 Fe2 。提纯时，为了除去 Fe2 ，常加入少量 H2O2，然后再加入少量碱至溶液 pH4，即可以除去 Fe3 而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是( )A溶解 CuSO45H2O 晶体时要加入少量稀硫酸B加入 H
9、2O2，除去 Fe2 的离子方程式为 2Fe2 H 2O24OH =2Fe(OH)3C由于 CuSO4的催化作用，会使部分 H2O2分解而损失D调溶液 pH4 的依据是当 pH4 时 Fe3 沉淀完全，而 Cu2 还未开始沉淀B 加入 H2O2氧化 Fe2 的条件是酸性条件，不能生成 Fe(OH)3。9下列图像是表示铁与一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是( )B 根据反应：Fe2Fe(NO 3)3=3Fe(NO3)2可知，和硝酸反应生成 Fe(NO3)3的 Fe 与Fe3 所消耗的 Fe 的物质的量之比为 21，B 项正确。10()铁及其化合物在日常生活中有
10、广泛应用。(1)写出 Fe(OH)2转化为 Fe(OH)3的化学方程式：_。(2)绿矾(FeSO 47H2O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是_。设计实验检验绿矾是否完全变质：_。(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量 FeCO3nH2O 在空气中被氧化为 FeOOH，该反应的化学方程式为_。- 4 -取干燥后的 FeCO3样品 12.49 g，焙烧，最终得到还原铁粉 6.16 g，计算样品中杂质FeOOH 的质量为_g。(FeOOH 也能被 C 还原得到 Fe)()用下列方法可制得 Fe(OH)2白色沉淀：用不含 Fe3
11、 的 FeSO4溶液与不含 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)生成白色沉淀 Fe(OH)2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_。解析 ()(3)n（ FeCO3） n（ FeOOH） 6.1656 mol116 gmol 1n（ FeCO3） 89 gmol 1n（ FeOOH） 12.49 g )解得： n(FeCO3)0.1 mol， m(FeCO3)11.6 g，则 m(FeOOH)0.
12、89 g。()(1)Fe 2 易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe 2 易被空气中的 O2氧化，要加 Fe 粉防止 Fe2 被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的 O2较少。答案 ()(1)4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3(2)KSCN 溶液 取绿矾溶于水形成溶液，然后加入酸性 KMnO4溶液，若紫色不褪色，说明绿矾完全变质(3)4FeCO 3nH2OO 2=4FeOOH4CO 2(4 n2)H 2O 0.89()(1)稀硫酸、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触 O2被氧化为 Fe(OH)3B 级 能力提升11(2018成
13、都模拟)某工业废水中主要含有 Cr3 ，同时还含有少量的Fe2 、Fe 3 、Al 3 、Ca 2 和 Mg2 等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH 见表。氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Al(OH)3 Cr(OH)3pH 3.7 9.6 11.1 8 9(9 溶解)(1)氧化过程中可代替 H2O2加入的试剂是_(填字母，下同)。ANa 2O2 BHNO 3CFeCl 3 DKMnO 4(2)加入 NaOH 溶液调溶液 pH8 时，除去的离子是_(填字母，下同)；已知钠离子交换树脂的原理：M n n
14、NaR MR n nNa ，此步操作被交换除去的杂质离子是_。AFe 3 BAl 3- 5 -CCa 2 DMg 2(3)还原过程中，每消耗 172.8 g Cr2O 转移 4.8 mol e ，该反应的离子方程式为27_。答案 (1)A (2)AB CD (3)3S 2O 4Cr 2O 13H 2O=6SO 8Cr(OH)23 27 2432OH 12(2019靖安模拟)已知 Fe2O3与 H2反应会因温度不同而可能生成 Fe3O4。某兴趣小组在用 H2还原 Fe2O3的实验中，用磁铁吸出生成的黑色粉末 X，为探究 X 的组成，他们进行了如下实验。(1)甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附，因此
15、X 是铁。但乙同学不同意他的结论，原因是_。(2)乙同学：先将少量黑色粉末 X 放入装有足量硫酸铜溶液的烧杯中，振荡，固体部分溶解，有极少量红色物质析出，过滤；然后向滤渣中加入盐酸，再滴加几滴 KSCN 溶液，溶液出现血红色。通过现象分析，丙同学得出 X 的组成是 Fe 和 Fe3O4。滴加 KSCN 溶液的目的是_。若在粉末 X 中直接加入盐酸、KSCN 溶液，溶液不出现血红色，不出现血红色的原因是(用离子方程式表示)_。(3)丁同学的实验方案： 2.88 g X 足 量 盐 酸 搅 拌 溶 液 Y 足 量 H2O2 足 量 氨 水 操 作 Z 沉 淀 3.2 g红 棕 色 固 体操作 Z
16、是_。通过以上数据，得出 2.88 g 黑色粉末 X 中各成分的物质的量为_。解析 (1)黑色粉末能被磁铁吸附，Fe、Fe 3O4可被磁铁吸附，故不能由此确定 X 就是铁单质。(2)滴加几滴 KSCN 溶液，溶液出现血红色，可以证明存在 Fe3 ，进而证明黑色固体中含有四氧化三铁，确认 Fe3O4的存在。X 的组成是 Fe 和 Fe3O4，向其中加入盐酸，Fe 3O4溶于盐酸得到氯化铁溶液会和金属铁之间反应得到氯化亚铁，即 Fe2Fe 3 =3Fe2 ，不会使 KSCN 溶液变色。(3)流程是黑色粉末加入过量盐酸溶解后，加入足量氨水，保证碱性环境下离子全部沉淀，操作 Z 是过滤、洗涤得到沉淀。
17、流程 FeFe 3O4 FeCl2、FeCl 3 Fe(OH)2、Fe(OH) 3 Fe2O3；依据 足 量 盐 酸 足 量 氨 水 灼 烧 称 重 反应过程中铁元素守恒， n(Fe2O3) 0.02 mol；设铁物质的量为 x mol，四3.2 g160 gmol 1氧化三铁物质的量为 y mol，得到：56 x232 y2.88 ， x3 y0.022，解方程得到x0.01； y0.01；即 n(Fe3O4)0.01 mol； n(Fe)0.01 mol。- 6 -答案 (1)Fe 3O4能被磁铁吸附(2)检验是否存在 Fe3 ，确认 Fe3O4的存在Fe2Fe 3 =3Fe2(3)过滤、
18、洗涤 n(Fe3O4)0.01 mol、 n(Fe)0.01 mol13在一定量的稀 HNO3中慢慢加入铁粉，得到的 Fe2 的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe 3 Fe 2 Fe、Fe 2 Fe 2 、Fe 3(1)AB 段铁元素以_形式存在。(2)BC 段铁元素以_形式存在。(3)CD 段铁元素以_形式存在。(4)AB 段与 BC 段所需 Fe 的质量比为_。解析 向稀 HNO3中加入铁粉，开始时稀 HNO3过量应生成 Fe3 ，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应 2Fe3 Fe= =3Fe2 ，最后 Fe3 全部转化为 Fe2 。答案 (1) (2) (3) (4)21- 7 -
