（广西专用）2014届高三化学一轮复习题库 3-3 铁及其化合物（含解析）

1 第三讲第三讲 铁及其化合物铁及其化合物 一 选择题 1 铁是人类应用较早 当前应用量最大的金属元素 下列有关铁及其化合物的有关说法中 正确的是 A 赤铁矿的主要成分是 Fe3O4 B 铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和 H2 C 除去 FeCl2溶液中的 FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉 然后过滤 D Fe3 与 KSCN 产生红色沉淀 解析 赤铁矿的主要成分是 Fe2O3 铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4和 H2 3 价铁离子遇 KSCN 溶液变为红色 但没有沉淀产生 一般可以用此方法检验 3 价铁离 子的存在 答案 C 2 下表各选项中 不能利用置换反应通过 Y 得到 W 的一组化合物是 选项 化合物 ABCD YCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3 WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl2 解析 A 项 Mg 与 CO2反应可生成 MgO B 项 Al 与 Fe2O3反应可 生成 Al2O3 C 项 C2H5OH 与 Na 反应可生成 C2H5ONa D 项 虽然 FeCl3与 Cu 反应可以得到 CuCl2但该 反应不是置换反应 答案 D 3 下列实验中 金属或固体可以完全溶解的是 A 在 H2O2溶液中加入少量 MnO2粉末 B 镀锌铁皮加入足量的 NaOH 溶液中 C 1 mol 铜片与含 2 mol H2SO4的浓硫酸共热 D 常温下 1 mol 铜片投入含 4 mol HNO3的浓硝酸中 解析 MnO2作催化剂 反应前后保持不变 故不溶 铁与 NaOH 溶液不反应 故不能 2 完全溶解 1 mol 铜片与含 2 mol H2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应 但随着反 应 的进行硫酸变稀 反应不再进行 答案 D 4 能正确表示下列反应的离子方程式是 A 将铁粉加入稀硫酸中 2Fe 6H 2Fe3 3H2 B 将磁性氧化铁溶于盐酸 Fe3O4 8H 3Fe3 4H2O C 将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合 Fe2 4H NO Fe3 2H2O NO 3 D 将铜屑加入 Fe3 溶液中 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 解析 A 项 铁与稀硫酸反应 铁元素被氧化为 2 价 正确的离子方程式为 Fe 2H Fe2 H2 B 项 磁性氧化铁中有三分之二的三价铁 三分之一的二价铁 故其正 确的离子方程式为 Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O C 项 因为硝酸具有强氧化性 能将亚铁离子氧化为三价铁离子 但该方程式没配平 各物质在方程式中的化学计量数 应分别为 3 4 1 3 2 1 D 项 三价铁离子具有强氧化性 能将铜氧化 自身被还 原为二价铁离子 D 正确 答案 D 5 右图是三种稀酸对 Fe Cr 合金随 Cr 含量变化的腐蚀性实验结果 下列有关说法正确的是 A 稀硝酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱 B 稀硝酸和铁反应的化学方程式是 Fe 6HNO3 稀 Fe NO3 3 3NO2 3H2O C Cr 含量大于 13 时 因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大 所 以对 Fe Cr 合金的腐蚀性最强 D 随着 Cr 含量增加 稀硝酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性减弱 解析 根据题图可知 Cr 的含量不同 三种酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性不同 当w Cr 较小时 稀硝酸对其腐蚀性最强 A 不正确 铁与稀硝酸反应生成的是 NO 而不是 NO2 B 错 三种酸的质量分数相同 盐酸中的氢离子浓度最大 C 错 根据图中稀 HNO3的 曲线变化 可知 D 正确 答案 D 3 6 将 3 48 g Fe3O4完全溶解在 100 mL 1 mol L 1硫酸中 然后加入 K2Cr2O7溶液 25 mL 恰好使溶液中 Fe2 全部转化为 Fe3 Cr2O全部还原为 Cr3 则 K2Cr2O7溶液的 2 7 物质的量浓度为 A 0 05 mol L 1 B 0 1 mol L 1 C 0 2 mol L 1 D 0 3 mol L 1 解析 n Fe3O4 0 015 mol 因 Fe3O4可拆分为 FeO Fe2O3 所以 3 48 g 232 g mol 1 n Fe2 n Fe3O4 0 015 mol 设 K2Cr2O7的物质的量浓度为x 根据得失电子守恒可得 0 015 mol 1 x L 6 x 0 1 mol L 1 25 1 000 答案 B 7 如右图所示 向一定量的铁粉中加入一定体积 12 mol L 1的硝酸 加热 充分反应后 下列微粒在体系中一定大量存在的是 NO Fe3 H NO NO2 3 A 只有 B C D 解析 题给 12 mol L 1的硝酸是浓硝酸 若铁少则生成 Fe3 若铁过量则生成 Fe2 故 在该体系中一定存在 NO2和 NO 3 答案 B 8 某稀溶液中含有 Fe NO3 3 Cu NO3 2 HNO3 若向其中逐渐加入铁粉 溶 液中 Fe2 浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示 则稀溶液中 Fe NO3 3 Cu NO3 2 HNO3物质的量浓度之比为 A 1 1 1 B 1 3 1 C 3 3 8 D 1 1 4 解析 据氧化性由强到弱的顺序 HNO3 Fe3 Cu2 可知随铁粉的增加 反应的方程式 分别为 4HNO3 稀 Fe Fe NO3 3 NO 2H2O 4 mol 1 mol 1 mol 2Fe NO3 3 Fe 3Fe NO3 2 2 mol 1 mol 3mol Cu NO3 2 Fe Fe NO3 2 Cu 4 1 mol 1 mol 1 mol 所以原溶液中 Fe NO3 3 Cu NO3 2 HNO3的物质的量之比为 2 mol 1 mol 1 mol 4 mol 1 1 4 答案 D 二 非选择题 9 1 如下图所示 当容器 A 中的反应开始后 若分别进行下列操作 请回答有关问题 若弹簧夹 C 打开 B 容器中有什么现象发生 若开始时弹簧夹 C 关闭 容器 A 中的反应还在进行时 B 容器中有什么现象发生 写 出 B 容器中有关反应的化学方程式 若先打开弹簧夹 C 一段时间 容器 A 中的反应还在进行时 再关闭弹簧夹 C 一会儿 B 容器中有什么现象发生 2 已知 2Fe3 2I 2Fe2 I2 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 含有 1 mol FeI2和 2 mol FeBr2的溶液中通入 2 mol Cl2 此时被氧化的离子是 被氧化的离子的物质的量分别是 如果向原溶液中通入 3 mol Cl2 则被氧化的离子是 其对应的氧化产物的 物 质的量分别是 若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2 当 I Fe2 Br 完全 被氧化 时 c为 用含a b的代数式表示 解析 1 本题应注意分析 A 中压强变化和 A B 中发生的反应类型 打开 C A 中 Fe 与稀 H2SO4反应生成 H2 A 中压强增大 气体通过导管进入 B B 中有气泡冒出 若开始关闭 C A 中反应生成 H2 压强增大 A 中溶液由导管进入 B B 中 Fe2 与 OH 反应生成 Fe OH 2白色沉淀 Fe OH 2与 B 中 O2反应生成红褐色沉淀 Fe OH 3 若先打开 C H2进入 B 驱出 B 中 O2 再关闭 C A 中 Fe2 进入 B 只能生成 Fe OH 2 5 2 通过题干两个反应可知还原性 I Fe2 Br 由此可知向溶液中加 Cl2 再结合离 子的 反应顺序再加以计算即可 答案 1 容器 B 中的导管口有气泡冒出 容器 A 中溶液进入容器 B 容器 B 中有白色沉淀生成 沉淀迅速变为灰绿色 最后变 成红褐色 2NaOH FeSO4 Fe OH 2 Na2SO4 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 开始时容器 B 中的导管口有气泡冒出 弹簧夹关闭后容器 A 中溶液进入容器 B 有白 色沉淀生成 2 I Fe2 2 mol 2 mol I Fe2 Br 1 mol 3 mol 0 5 mol 3a 3b 2 10 硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料 工业上常用菱锌矿生产硫酸锌 菱锌矿的主要成 分是 ZnCO3 并含少量的 Fe2O3 FeCO3 MgO CaO 等 生产工艺流程示意如下 1 将菱锌矿研磨成粉的目的是 2 完成 氧化除铁 步骤中反应的离子方程式 Fe OH 2 Fe OH 3 Cl 3 针铁矿 Goethite 是以德国诗人歌德 Goethe 名字命名的 组成元素是 Fe O 和 H 化 学式量为 89 化学式是 4 根据下表数据 调节 滤液 2 的 pH 时 理论上可选用的最大区间为 Mg OH 2Zn OH 2MgCO3CaCO3 开始沉 淀的 pH 10 46 4 沉淀完 全的 pH 12 48 0 6 开始溶 解的 pH 10 5 Ksp 5 6 10 12 6 8 10 62 8 10 9 5 工业上从 滤液 3 制取 MgO 过程中 合适的反应物是 选填序号 a 大理石粉 b 石灰乳 c 纯碱溶液 d 烧碱溶液 6 滤液 4 之后的操作依次为 过滤 洗涤 干燥 7 分析图中数据 菱锌矿粉中 ZnCO3的质量分数不低于 解析 解答该题的关键是对题目有个整体的认识 清楚各步操作的目的 粉碎菱锌矿是 为了使反应更充分 滤液 1 调 pH 是为了中和过量的盐酸生成 Fe OH 2沉淀 加漂白粉 是为了将 Fe OH 2氧化成 Fe OH 3以除去 滤液 2 调 pH 是为了将 Zn2 转化为 Zn OH 2 沉淀 滤液 3 中含有 Mg2 Ca2 滤液 4 是纯净的 ZnSO4溶液 5 从滤液 3 中提取 MgO 首先应将 Mg2 转化为 Mg OH 2沉淀 a 项大理石不起作用 c 项溶液会将 Ca2 转化为 CaCO3沉淀 故 b d 两项合适 7 ZnCO3 ZnO 125 g 81 g x m2 x kg 125 m2 81 则菱镁矿粉中 ZnCO3的质量分数为 125m2 81m1 答案 1 增大反应物接触面积或增大反应速度或使反应更充分 2 Fe OH 2 ClO H2O Fe OH 3 Cl 21121 3 FeO OH 或其他合理答案 4 8 0 pHCu2 氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂 反应的离子方程 式 7 是 3 硫酸铁可作絮凝剂 常用于净水 其原理是 用离子方程式表示 在使 用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去 其原因是 4 磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一 其原理是 Fe3O4 4CO3Fe 4CO2 若有 1 5 高温 mol Fe3O4参加反应 转移电子的物质的量是 5 下表中 对陈述 的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 填字母 选项陈述 陈述 判断 A 铁是地壳中含量最高的金属元素铁是人类最早使用的金属材料 对 对 有 B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气高温下氢气能还原氧化铁得到铁 对 对 无 C 铁属于过渡元素铁和铁的某些化合物可用作催化剂 错 对 无 D 在空气中铁的表面能形成致密的 氧化膜 铁不能与氧气反应 对 对 有 解析 1 钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时 正极发生的电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 2 Fe3 氧化 Cu 而腐蚀印刷电路铜板 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 3 Fe3 水解产生具有吸附作用的 Fe OH 3胶体而净水 Fe3 3H2O Fe OH 3 胶体 3H 在酸性条件下 由于 H 抑制了 Fe3 的水解 无法产生 Fe OH 3胶体 故不能使 悬 浮物沉降除去 4 1 mol Fe3O4参与反应时 需 4 mol CO 根据 4 mol CO 可得转移 8 mol 电子 所以 1 5 mol Fe3O4参加反应时转移电子的物质的量为 1 5 8 mol 12 mol 5 选项 A 地壳中含量最高的金属元素是 Al 元素 而不是 Fe 元素 由于铁是活泼金 属 8 需通过冶炼方法获得 所以 Fe 不是人类最早使用的金属材料 陈述 错误 且两 者 没有因果关系 选项 B Fe 能与稀 H2SO4发生置换反应而产生 H2 在高温条件下 H2 还原性很强 又能还原 Fe2O3而得 Fe 所以 均正确 两者无因果关系 选项 C 铁是过渡元素的说法正确 选项 D 铁在空气中不能形成致密的氧化膜 且 Fe 可与纯 净 的 O2反应生成 Fe3O4 答案 1 O2 2H2O 4e 4OH 2 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 3 Fe3 3H2O Fe OH 3 胶体 3H 酸性环境中 H 抑制了铁离子的水解 无法 生 成氢氧化铁胶体 4 12 mol 5 B 12 黄铜矿 CuFeS2可用于冶炼铜 冶炼过程中需要空气和硅石 硅石主要用于形成炉渣 其反应的总方程式为 2CuFeS2 2SiO2 5O2 2Cu 2FeSiO3 4SO2 请回答下列问题 1 若 CuFeS2中 Cu 的化合价为 2 则反应中被还原的元素是 填元 素 符号 2 黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含 Fe2O3 FeSiO3 SiO2 Al2O3等 请完成以下验证 炉渣中含有 2 价铁的探究过程中的有关问题 仅限选择的试剂有稀盐酸 稀硫酸 KSCN 溶液 KMnO4溶液 NaOH 溶液 碘水 应选用的试剂为 有关的实验现象为 3 据报道 有一种叫 Thibacillus Ferroxidans 的细菌在氧气存在下 酸性溶液中 可将黄 铜矿 CuFeS2氧化成硫酸盐 4CuFeS2 2H2SO4 17O2 4CuSO4 2Fe2 SO4 3 2H2O 利用反应后的溶液 按如下流