【步步高】2014届高考化学一轮复习 2-4 铁及其化合物 鲁科版

1 第四讲第四讲 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 王老师做了一个如图所示的实验 发现烧杯中酸性 KMnO4溶液褪色 若将烧杯中的溶液 换成含有少量 KSCN 的 FeCl2溶液 溶液显红色 判断下列说法中正确的是 A 该条件下生成的水分子化学性质比较活泼 B 该条件下 H2被冷却为液态氢 液氢的水溶液具有还原性 C 该条件下 H2燃烧生成了只具有氧化性的物质 D 该条件下 H2燃烧的产物中可能含有一定量的 H2O2 解析 酸性高锰酸钾溶液褪色 说明生成了一种具有还原性的物质 又它能使 KSCN 和 FeCl2的混合溶液变红色 可见这一物质又具有氧化性 所以只有选项 D 正确 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 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 2 4 某学生鉴定甲盐的方法如图所示 下列结论正确的是 A 甲中一定有 Fe3 B 丙中一定有 Fe3 C 乙为 AgI 沉淀 D 甲一定为 FeBr2溶液 答案 B 5 向某晶体的溶液中加入 Fe2 的溶液无明显变化 当滴加几滴溴水后 混合液出现红色 由此得出下列的结论错误的是 A Fe3 的氧化性比溴的氧化性强 B 该晶体中一定含有 SCN C Fe2 与 SCN 不能形成红色化合物 D Fe2 被溴氧化成 Fe3 解析 某晶体的溶液中没有与 Fe2 发生反应的离子 当加入溴水后 Fe2 一定被氧化 成 Fe3 此时溶液出现红色 说明原晶体是含有 SCN 的盐 很明显判断出 B C D 均正 确 在 Br2与 Fe2 反应中 Fe3 是氧化产物 Br2是氧化剂 所以 Br2的氧化性应比 Fe3 氧化性强 答案 A 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 3 mol 1 x L 6 x 0 1 mol L 1 25 1 000 答案 B 7 已知下述三个实验中均有化学反应发生 将铁钉放入硫酸铜 溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴 浓硝酸 将铜丝放入氯化铁 溶液中 下列判断正确的是 A 实验 中铁钉只做还原剂 B 实验 中 Fe2 既显氧化性又显还原性 C 实验 中发生的是置换反应 D 上述实验证明氧化性 Fe3 Fe2 Cu2 解析 实验 中铁钉与硫酸铜反应 Fe CuSO4 Cu FeSO4 Fe 做还原剂 实验 中 HNO3 将 Fe2 氧化成 Fe3 Fe2 做还原剂 实验 发生反应 2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 Fe3 做氧化剂 三个反应说明氧化性由强到弱的顺序为 HNO3 Fe3 Cu2 Fe2 答案 A 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 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 4 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 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 5 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 粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物 进行如下实验 取适量 A 进行铝热反应 产物中有单质 B 生成 另取 20 g A 全部溶于 0 15 L 6 0 mol L 1盐酸中 得溶液 C 将 中得到的单 质 B 和 溶液 C 反应 放出 1 12 L 标准状况 气体 同时生成溶液 D 还残留有固体物质 B 用 KSCN 溶液检验时 溶液 D 不变色 请回答 1 中引发铝热反应的实验操作是 产物中的单质 B 是 2 中所发生的各反应的化学方程式是 3 中所发生的各反应的离子方程式是 4 若溶液 D 的体积仍视为 0 15 L 则该溶液中c Mg2 为 c Fe2 为 解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查 增大了试题的容量 增 强了试题的测试能力 1 铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反应 反应过程中放出大量热 但该 反应需要较高的温度才能引发 在混合物中加入少量 KClO3并插上 Mg 条 点燃 Mg 条 后放出热量 使 KClO3分解放出 O2 进一步加剧 Mg 条的燃烧 可在短时间内使混合物 温度迅速升高 引发反应 发生的反应为 Fe2O3 2AlAl2O3 2Fe 所以产物中单质 B 为 Fe 高温 6 2 Fe2O3和 MgO 都是碱性氧化物 能与酸反应生成盐和水 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O MgO 2HCl MgCl2 H2O 3 混合物中只有 Fe2O3能与 Al 发生铝热反应 生成 Fe 单质 C 溶液中有反应生成的 FeCl3 还有未反应的 HCl 发生的离子反应为 Fe 2H Fe2 H2 Fe 2Fe3 3Fe2 4 假设步骤 用去的 20 g 固体中 MgO 的物质的量为x Fe2O3的物质的量为y 则 40 g mol 1 x 160 g mol 1 y 20 g 发生的反应有 MgO 2HCl MgCl2 H2O Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O 因为步骤 中 Fe 有剩余 说明经此步骤 HCl 全部消耗了 步骤 剩余 HCl 的物质的量 可根据步骤 中产生的气体确定为 0 1 mol 所以又有 2x 6y 0 1 mol 0 9 mol 解得 x 0 1 mol y 0 1 mol 根据 MgO MgCl2的关系 溶液中 MgCl2的浓度为 0 1 mol 0 15 L 0 67 mol L 1 步骤 说明溶液中没有 Fe3 也就是溶质为 FeCl2和 MgCl2 根据 Cl 不变的关系 可 知 MgCl2和 FeCl2的总的物质的量等于 0 45 mol 所以 0 15 L 6 0 mol L 1 2 FeCl2的浓度 为 2 3 mol L 1 0 45 mol 0 1 mol 0 15 L 答案 1 加少量 KClO3 插上 Mg 条并将其点燃 Fe 2 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O MgO 2HCl MgCl2 H2O 3 Fe 2H Fe2 H2 Fe 2Fe3 3Fe2 4 0 67 mol L 1 2 3 mol L 1 11 铁 铝 铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛 请根据下列实验回答问题 1 生产中含有一种铁碳化合物 X Fe3C X 在足量的空气中高温煅烧 生成有磁性的固 体 Y 将 Y 溶于过量盐酸后 溶液中含有的大量阳离子是 2 氧化铁是重要工业颜料 用废铁屑制备它的流程如下 7 回答下列问题 操作 所用的分离仪器名称是 操作 的名称是 该操作的具体方 法是 Na2CO3溶液可以除油污 原因是 用离子方程式表示 请写出生成 FeCO3沉淀的离子方程式 解析 1 Y 是 Fe3O4 溶解在过量盐酸中后 溶液中大量存在的阳离子是 Fe2 Fe3 H 2 操作 为过滤 分离仪器是漏斗 操作 是对沉淀进行洗涤 方法是直接向漏斗 中 加适量蒸馏水并让水自然流下 重复几次就可以了 Na2CO3水解使溶液显碱性 因此 具有除油污的作用 操作 后得到的滤液中 Fe2 与 HCO作用得到 FeCO3沉淀及 3 H H 再与另外一部分 HCO结合生成 CO2与水 3 答案 1 Fe2 Fe3 H 2 漏斗 洗涤 向漏斗中加入蒸馏水到刚浸没沉淀 让蒸馏水自然流下 重复此操 作 2 3 次 CO H2O HCO OH Fe2 2HCO FeCO3 CO2 H2O 2 3 3 3 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 8 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 按如下流程可制备胆矾 CuSO