广西2019年高考化学考点规范练8铁及其重要化合物新人教版.docx

考点规范练8铁及其重要化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.通过对实验现象的观察、分析、推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项操作、现象解释A向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝Fe3+能与淀粉溶液发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生说明Fe置换出溶液中的氢,生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)32.为确定下列久置于空气中的物质是否变质,所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是()A.Na2SO3溶液(BaCl2溶液)B.FeCl2溶液(KSCN溶液)C.KI溶液(淀粉)D.NaOH溶液(盐酸)3.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()A.该溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存B.用该溶液溶解一定量铜粉,向所得溶液中再加入铁粉,若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出C.将该溶液蒸干,得到的固体中混有氢氧化铁D.100 mL 0.1 mol·L-1该溶液与足量的Zn充分反应,生成1.12 g Fe4.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是()A.用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化5.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()FeSO4A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大6.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。下列说法正确的是()A.该实验表明FeCl3有还原性B.白色沉淀为BaSO3C.该实验表明SO2有漂白性D.反应后溶液酸性增强7.有一种粉末是由铁的氧化物中的一种或者两种组成,取3.04 g该粉末加热,同时通入足量的CO使之完全反应,再用过量澄清石灰水把生成的气体充分吸收,产生5 g沉淀,则该粉末的组成是()A.只有Fe2O3B.只有FeOC.等物质的量的Fe2O3和Fe3O4D.等物质的量的FeO和Fe3O48.酸性溶液中,Fe2+会被空气中的氧气缓慢氧化为Fe3+。不同条件下,一定浓度的Fe2+的氧化率随时间变化关系如图所示。下列有关说法正确的是()A.该氧化过程的离子方程式为Fe2+O2+4H+Fe3+2H2OB.pH=1.5时Fe2+的氧化率一定比pH=2.5的大C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D.其他条件相同,80 时Fe2+的氧化率比50 的大9.常温时,将0.1 mol Fe(NO3)3和2 molHCl溶于水得2 L溶液,然后向该溶液投入m g 铁粉使其充分反应后,滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是()A.由于氧化性Fe3+>H+,首先发生的反应是Fe+2Fe3+3Fe2+B.当加入16.8 g铁粉时,可生成标准状况下6.72 L气体C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在D.m至少等于28 g,反应过程中溶液的质量一直在减小10.已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3+和Cr3+。现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示,下列说法中不正确的是()A.图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7B.图中BC段发生的反应为2Fe3+2I-2Fe2+I2C.若将上述过程中的KI溶液换为K3Fe(CN)6溶液,则AB段有蓝色沉淀生成D.开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(16分)铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料,其中发生的一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,若有3 mol FeS2参加反应,则转移mol电子。 (2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板的腐蚀剂,反应的离子方程式为 。从腐蚀废液中回收金属铜需要的试剂是。 (3)与明矾相似,硫酸铁也可用于净水,其作用原理是 (用离子方程式表示);在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中悬浮物沉降除去,其原因是 。 (4)钢铁的电化学腐蚀简单示意图如图所示,发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为 该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请完成防护的简单示意图并标出电子流动的方向。(5)铁红是一种红色颜料,其主要成分是Fe2O3。将一定量的铁红溶于160 mL 5 mol·L-1盐酸中,再加入一定量铁粉恰好溶解,收集到2.24 L氢气(标准状况),经检测,溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为。 12.(2017全国)(18分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:、。 (2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是。 将下列实验操作步骤正确排序(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。 a.点燃酒精灯,加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2e.称量Af.冷却到室温根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为。 a.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.浓硫酸写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 。 13.(16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。 (2)检验第步中Fe3+是否完全还原,应选择(填字母编号)。 A.KMnO4溶液B.K3Fe(CN)6溶液C.KSCN溶液(3)第步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空气使溶液pH=5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是。 (4)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第步应加入FeCO3kg。 考点规范练8铁及其重要化合物1.DFe3+与I-发生反应:2Fe3+2I-I2+2Fe2+,生成的碘单质使淀粉溶液变蓝,A错误;铁在潮湿的空气中易生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,B错误;铁与稀硝酸反应生成的气体为NO,不能得到氢气,C错误;Fe(OH)2露置于空气中,易被O2氧化成Fe(OH)3,由白色变为红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,D正确。2.AA项,Na2SO3溶液变质后生成Na2SO4,二者均能与氯化钡反应生成沉淀,故加氯化钡不能达到检验目的;B项,FeCl2溶液变质后生成FeCl3,FeCl3遇KSCN变红;C项,KI变质生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝;D项,NaOH在空气中变质生成碳酸钠,盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体。3.DFe3+与I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;Fe2(SO4)3溶液溶解Cu时发生反应:Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,此时若Fe2(SO4)3恰好完全反应,再向溶液中加入铁粉,则发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,可析出固体Cu,B项错误;Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铁和硫酸,由于硫酸没有挥发性,二者会再发生反应生成硫酸铁,故将该溶液蒸干,得到的固体中不会是氢氧化铁,而是硫酸铁,C项错误;100mL0.1mol·L-1该溶液含有溶质0.01mol,和足量的Zn充分反应,根据电子守恒及元素守恒可知反应产生0.02molFe,其质量是1.12g,D项正确。4.CA中反应开始时生成的氢气进入B中,可排出空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹C,A中硫酸亚铁溶液在气体压力下进入B中可生成Fe(OH)2,故A项正确;FeCl3易水解,配制FeCl3溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,故B项正确;Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,故D项正确。5.D碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,故A项正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,故B项正确;KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象,(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2+若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+溶液变红,故C项正确;(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,故D项错误。6.DSO2通入混合液中,发生反应:SO2+2H2O+2FeCl3H2SO4+2FeCl2+2HCl,溶液由棕黄色变为浅绿色,FeCl3作氧化剂,表现氧化性,SO2表现还原性;H2SO4与BaCl2反应得到BaSO4白色沉淀和HCl,故A、B、C项错误,D项正确。7.D澄清石灰水将生成的气体充分吸收,产生5g沉淀为碳酸钙,物质的量为5g100g·mol-1=0.05mol,根据碳原子守恒可知n(CO2)=0.05mol,氧化物中氧原子的物质的量等于二氧化碳的物质的量,即n(O)=n(CO2)=0.05mol,n(Fe)=mM=3.04g-0.05mol×16g·mol-156g·mol-1=0.04mol,n(Fe)n(O)=0.04mol0.05mol=45,所以该粉末是由铁的两种氧化物构成,若由等物质的量的Fe2O3和Fe3O4构成,则n(Fe)n(O)=57,不成立,所以该粉末是由FeO和Fe3O4构成。设FeO和Fe3O4的物质的量分别为x、y,则根据铁原子和氧原子守恒可得:x+3y=0.04molx+4y=0.05mol解得:x=0.01mol,y=0.01mol故该粉末是由等物质的量的FeO和Fe3O4组成。8.DA项中离子方程式电子转移数目不守恒,应为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O,A项错误;由图像知,Fe2+的氧化率受pH和温度的影响,所以pH=1.5时Fe2+的氧化率不一定比pH=2.5时的大,B项错误;Fe2+的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关,还与离子的浓度等因素有关,C项错误;由图像可知,其他条件相同温度不同时,Fe2+的氧化率与温度成正比,温度越高Fe2+的氧化率越大,D项正确。9.B酸性条件下,NO3-有强氧化性,因此首先发生的反应是Fe+NO3-+4H+NO+Fe3+2H2O,然后发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+2H+Fe2+H2,A项错误;当加入16.8g铁粉时,刚好发生上述反应,生成标准状况下的6.72LNO气体生成0.3molFe3+,消耗1.2molH+,B项正确;根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3+,C项错误;根据方程式计算则至少消耗铁16.8g+(0.1+0.3)×0.5×56g=28g,但反应过程中溶液的质量一直在增大,D项错误。10.C根据图示可知开始时Fe3+物质的量不变,则说明Fe3+没有参加反应,因此AB段应为K2Cr2O7和碘化钾的反应,K2Cr2O7为氧化剂,A项正确;BC段Fe3+物质的量逐渐减小,为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为2Fe3+2I-2Fe2+I2,B项正确;与K3Fe(CN)6溶液反应有蓝色沉淀生成的是Fe2+,但AB段没有Fe2+,C项错误;由氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的关系式为K2Cr2O76I-,共消耗的n(I-)=1.5mol,则开始加入的K2Cr2O7的物质的量为0.25mol,D项正确。11.答案(1)32(2)2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+铁粉、稀盐酸(其他合理答案均可)(3)Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+在酸性条件下抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体,不能使悬浮物沉降除去(4)O2+2H2O+4e-4OH-或(其他合理答案均可)(5)11.2 g解析(1)反应过程中,氧元素从0价变为-2价,每消耗1molO2转移4mol电子,当有3mol的FeS2参与反应时,消耗8mol的O2,故转移32mol的电子;(2)Fe3+与铜反应的离子方程式为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+;腐蚀废液中的铜元素以Cu2+的形式存在,故回收金属铜还需要的试剂是铁粉、稀盐酸;(3)硫酸铁的净水原理是Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体:Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,Fe(OH)3胶体可以吸附水中的杂质;酸性废水中存在大量的H+,从而抑制了Fe3+的水解,故硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降;(4)钢铁发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-;利用原电池原理可保护铁,此时可将石墨电极调换为锌片,工作中电子由锌通过导线流向铁电极;还可利用电解池原理,将铁与电源的负极相连接,此时电子由石墨电极流出进入电源的正极,再由电源的负极流出进入铁电极上;(5)由加入铁粉后收集到0.1molH2知,Fe2O3与盐酸反应后HCl剩余0.2mol,故与Fe2O3反应的HCl的物质的量为(160×5×10-3-0.2)mol=0.6mol。结合Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O可知,生成了0.2mol的Fe3+。加入的铁粉先与Fe3+反应:2Fe3+Fe3Fe2+,故Fe3+消耗0.1molFe,综上所述,共消耗0.2molFe,质量为11.2g。12.答案(1)样品中没有Fe3+Fe2+易被氧化成Fe3+(2)干燥管dabfce76(m2-m3)9(m3-m1)偏小(3)c、a产生白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3解析(1)样品溶于水,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明样品中不存在Fe3+;通入空气,溶液逐渐变红色,说明Fe2+易被氧气氧化为Fe3+。(2)B为干燥管;在反应之前先通入N2,目的是排除装置中的空气,防止Fe2+被空气中的O2氧化,再加热使绿矾隔绝空气分解,然后熄灭酒精灯使其在N2中冷却到室温,再关闭K1、K2,最后称量A,根据前后质量变化,可得出失去的结晶水质量。则操作步骤的正确排序是dabfce。根据题意FeSO4的质量为(m3-m1)g,结晶水的质量为(m2-m3)g,绿矾分解反应的化学方程式为:FeSO4·xH2OFeSO4+xH2O15218x(m3-m1)g(m2-m3)g则152(m3-m1) g=18x(m2-m3) g,得x=76(m2-m3)9(m3-m1);若按a、d次序操作,Fe2+会被空气中的O2氧化,导致m3增大,由表达式x=76(m2-m3)9(m3-m1),可判断x偏小。(3)FeSO4分解看到有红色粉末,说明有Fe2O3生成。将气体通入BaCl2溶液中,若有沉淀生成,说明产物中有SO3,SO2与BaCl2不反应。继续通入品红溶液中,若红色褪去,说明产物中有SO2,SO2并不能完全被品红吸收,所以在最后要进行尾气处理。BaCl2溶液不能换成Ba(NO3)2溶液,因为将SO2和SO3的混合气通入Ba(NO3)2溶液,SO2和SO3均能与Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀。由实验现象判断出分解产物有Fe2O3、SO2和SO3,则FeSO4分解反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。13.答案(1)Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O(2)C(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+(4)0.011 8ab-0.646c或29ab2450-1131c1750解析(1)碱性氧化物(Fe2O3)与酸(H2SO4)反应生成相应的盐Fe2(SO4)3和水。(2)Fe3+的检验应选择KSCN溶液,C项正确;A、B项均为检验Fe2+溶液的所需试剂。(3)第步加活化硫铁矿还原Fe3+后,滤液中含有大量Fe2+,则通入空气引起溶液pH降低的原因是空气中的O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+,使溶液pH降低。(4)加入FeCO3的目的是中和剩余H2SO4和生成的H2SO4,根据化学方程式Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O和FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4知1molFe2O3生成FeSO4实际消耗137molH2SO4,根据化学方程式FeCO3+H2SO4FeSO4+H2O+CO2,则消耗FeCO3的物质的量即为剩余硫酸的物质的量=(a×b%98-c×50%×96%160×137)×103mol,即应加入FeCO3的质量为(a×b%98-c×50%×96%160×137)×103mol×116g·mol-1=(0.0118ab-0.646c)kg。