（课标通用）山东省高考化学专题三第3讲铁及其化合物练习（含解析）.docx

第3讲铁及其化合物A组基础题组1.关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴硝(Na2SO410H2O)而绿色,取此一物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”下列说法错误的是()A.“色赤”物质是Fe(OH)3B.流出的液体中可能含有硫酸C.可以通过焰色反应区分绿矾和朴硝D.绿矾分解过程中硫元素部分被还原答案A绿矾的化学式为FeSO47H2O。Fe(OH)3受热易分解,与题意反应条件不符,Fe的氧化物只有氧化铁为红色,则“色赤”物质可能是Fe2O3,故A项错误;FeSO47H2O分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫,三氧化硫与水结合生成硫酸,则流出的液体中可能含有硫酸,故项B正确;绿矾和朴硝中含有的金属元素不同,可以通过焰色反应区分,故C项正确;绿矾分解过程中铁元素被氧化,根据氧化还原反应的规律,硫元素会部分被还原,故D项正确。2.(2019山西晋中月考)要除去下列各组括号内杂质,所选试剂不正确的是()A.FeCl2溶液(FeCl3) 铁粉B.Al2O3(Fe2O3) 盐酸C.NaHCO3溶液(Na2CO3) CO2D.Fe(OH)3Al(OH)3 氢氧化钠溶液答案BFeCl3与铁粉反应生成FeCl2,所以可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3,故A正确;Al2O3、Fe2O3都能与盐酸反应,所以不能用盐酸除去Al2O3中的Fe2O3,故B错误;碳酸钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,所以可用CO2除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,故C正确 ;Al(OH)3与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,所以可用氢氧化钠溶液除去Fe(OH)3中的Al(OH)3,故D正确。3.(2018上海崇明二模)下列各组内物质反应产生的气体分别通入FeSO4溶液中,能与FeSO4发生反应的是()A.Na2O2和H2OB.Al和NaOH溶液C.食盐和浓硫酸共热D.铜片和浓硫酸共热答案A过氧化钠和水反应生成氧气,氧气能将硫酸亚铁氧化成硫酸铁,故A正确;铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气,氢气与硫酸亚铁不反应,故B错误;食盐和浓硫酸加热生成氯化氢气体,氯化氢气体不与硫酸亚铁发生反应,故C错误;铜和浓硫酸加热生成二氧化硫气体,二氧化硫具有还原性和氧化性,但氧化性弱于铁离子,所以二氧化硫不能和硫酸亚铁发生反应,故D错误。4.(2018陕西西安高二期末)某小组为探究草酸亚铁(FeC2O4)的热分解产物,按下面所示装置进行实验。以下说法错误的是()A.实验中观察到装置B、F中石灰水变浑浊,E中固体变为红色,则证明分解产物中有CO2和CO气体B.反应结束后,取A中固体溶于稀硫酸,向其中滴加12滴KSCN溶液,溶液无颜色变化,证明分解产物中不含Fe2O3C.装置C的作用是除去混合气中的CO2D.反应结束后,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度恢复至室温答案BB中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中一定含有CO2,E中固体变红、F中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中有还原性气体CO,故A正确;由于反应中生成了一氧化碳,可能将部分铁的氧化物还原成了铁,反应结束后,用稀硫酸溶解A中固体,铁将Fe2O3溶解生成的铁离子还原,故再向其中滴加KSCN溶液,溶液无颜色变化,因此不能证明分解产物中不含Fe2O3,故B错误;E和F是为了检验生成物中是否含有一氧化碳,二氧化碳会干扰检验,因此需要装置C除去混合气中的CO2,故C正确;反应结束后,为了防止倒吸,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度恢复至室温,故D正确。5.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为了除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液HCl溶液答案CA项,2FeCl2+Cl2 2FeCl3,除去了主体物质;B项,2FeCl3+Fe 3FeCl2,CuCl2+Fe Cu+FeCl2,主体物质和杂质均被消耗;C项,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,NaAlO2易溶,过滤即可;D项,Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2+H2O,但引入了新的杂质NaCl。6.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变化。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为()A.0.24 molB.0.21 molC.0.16 molD.0.14 mol答案Bn(HNO3)=0.12 L4 molL-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L22.4 Lmol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变化,说明全部生成Fe2+,溶液中溶质为Fe(NO3)2,则原混合物中铁元素的物质的量为(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol,故用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为0.21 mol。7.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是()A.A中一定有Fe3+B.C中一定有Fe3+C.B为AgI沉淀D.A一定为FeBr2溶液答案BHNO3具有强氧化性,可氧化Fe2+,A中不一定有Fe3+,A错误;AgI为黄色沉淀,C错误;A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物,D错误。8.有一块铁的氧化物样品,用140 mL 5.0 molL-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为()A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7答案D根据2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,可知铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025 mol2=0.05 mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2 mol,故n(Fe2+)n(Fe3+)=0.05 mol0.2 mol=14,该氧化物可表示为FeO2Fe2O3,即Fe5O7。9.(2017北京理综,28,16分)某小组在验证反应“Fe+2Ag+ Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物取出少量黑色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有。(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:序号取样时间/min现象3产生大量白色沉淀;溶液呈红色30产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深120产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于(用离子方程式表示),可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中的NO3-具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:根据现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。下述实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。实验:向硝酸酸化的溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。实验:装置如下图。其中甲溶液是,操作及现象是。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因:。答案(1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀Fe2+(2)2Fe3+Fe 3Fe2+4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀0.05 molL-1 NaNO3FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深(3)溶液中存在反应:2Ag+Fe Fe2+2Ag,Ag+Fe2+ Fe3+Ag,Fe+2Fe3+ 3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约30 min后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小解析本题侧重考查学生对实验现象的分析判断能力以及实验设计能力。(1)烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁,要证明Ag的存在,可加硝酸并加热将固体溶解,然后用盐酸来检验Ag+的存在。(2)要证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因,需将原实验中的溶液换成c(H+)、c(NO3-)分别相同,但不含Ag+的溶液,可选用硝酸酸化的0.05 molL-1 NaNO3溶液(pH2),通过向上层清液中滴加KSCN溶液后的现象差异进行验证。实验中甲溶液是FeSO4溶液,电极反应为:负极Fe2+-e- Fe3+,正极Ag+e-Ag。一段时间后检验Fe3+的存在及浓度,即可得出Ag+能将Fe2+氧化成Fe3+的结论。(3)解题时要注意实验过程中过量的铁始终是存在的。10.(2016课标,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验检验的离子是(填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是;生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)。答案(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2+Fe3+可逆反应(5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动解析(1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+氧化,反应的离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验和说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,证明该反应为可逆反应。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,同时生成的Fe3+对H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反应放热,又对Fe3+的水解起促进作用。B组提升题组11.(2018黑龙江哈尔滨四模)已知:2Fe3+2I- 2Fe2+I2,用KI溶液和FeCl3溶液进行如下实验。下列说法不正确的是() A.实验中现象说明有Fe2+生成B.实验中现象说明反应后溶液中含有Fe3+C.实验水溶液中c(Fe2+)大于中c(Fe2+)D.实验中再加入4 滴0.1 mol L-1 FeCl2溶液,振荡静置,CCl4层溶液颜色无变化答案DA项,实验向混合液中加入K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀,说明混合液中有Fe2+,说明FeCl3与KI反应生成Fe2+,正确;B项,实验向混合液中加入KSCN溶液,溶液变红说明混合液中含有Fe3+,正确;C项,实验中加入K3Fe(CN)6溶液发生反应:3Fe2+2Fe(CN)63- Fe3Fe(CN)62,Fe2+浓度减小,实验中加入CCl4,CCl4将I2从其水溶液中萃取出来,平衡向正反应方向移动,Fe2+浓度增大,实验水溶液中c(Fe2+)大于实验中c(Fe2+),正确;D项,实验中再加入4滴0.1 mol/L FeCl2溶液,Fe2+浓度增大,平衡向逆反应方向移动,I2浓度减小,振荡静置,CCl4层溶液颜色变浅,错误。12.(2018河北廊坊省级示范高中联合体联考)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取FeSO47H2O,设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉B.固体1中一定含有SiO2;控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2C.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2OD.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中,须控制条件防止其被氧化和分解答案C分析流程可知,溶解烧渣选用足量硫酸,X为铁粉,故A正确;分析流程可知,固体1中一定含有SiO2,调节pH使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀,则固体2为氢氧化铝,故B正确;溶液1中含有铁离子和铝离子,加过量的氢氧化钠,铝离子转化为偏铝酸根离子,铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀,最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁,故C错误;亚铁离子易被空气中的氧气氧化,而且受热易失去结晶水,所以从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中,须控制条件防止其被氧化和分解,故D正确。13.(2018广东五校协作体第一次联考)利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程如下:已知:Fe3+、Cu2+开始沉淀的pH分别为2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4。KspCu(OH)2=210-20。AsO2-+H2O2+H+ H3AsO4,H3AsO4+Fe3+ FeAsO4+3H+。(1)溶解操作中需要配制含铜32 gL-1的硫酸铜溶液1.0 L,需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为g。(2)测定溶解液中的Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4溶液应使用(填“酸式”或“碱式”)滴定管,其中反应的离子方程式为。若要检验调节pH后溶液中的Fe3+已除尽的方法是。(3)氧化后需要将溶液进行稀释及调节溶液的pH=5,则稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过molL-1。(