（课标版）2021高考化学一轮复习 核心突破练案（8）铁及其重要化合物（含解析）新人教版

第8讲铁及其重要化合物a组基础必做题1(2020河北九校第二次联考)在化学学习与研究中，运用类推的思想方法有时会产生错误的结论，因此类推所得结论要经过实践的检验才能确定其是否正确。下列几种类推结论中正确的是(b)a由2cuo22cuo可推出同族的硫也可发生反应cuscusbna能与水反应生成氢气，则k、ca也能与水反应生成氢气cfe3o4可表示为feofe2o3，则pb3o4可表示为pbopb2o3dco2与na2o2反应只生成na2co3和o2，则so2与na2o2反应只生成na2so3和o2解析本题考查常见元素及其化合物的性质。s的氧化性较弱，与cu反应生成cu2s，正确的化学方程式为2cuscu2s，a项错误；na、k、ca的化学性质比较活泼，都能与水反应生成氢气，b项正确；pb的常见化合价有2、4，故pb3o4可表示为2pbopbo2，不能表示为pbopb2o3，c项错误；so2与na2o2发生氧化还原反应生成na2so4，d项错误。点拨变价金属与强氧化性物质反应时生成高价态物质，与弱氧化性物质反应时生成低价态物质，如2fe3cl22fecl3，fesfes。2(2020福建质量检测)某同学模拟2019年春晚节目“魔壶”进行实验。将“魔壶”中盛有的fecl3溶液依次倒入分别盛有约1 mlkscn、agno3、naoh浓溶液的3个烧杯中，实验现象各异。下列有关说法正确的是(d)a烧杯中，有血红色沉淀生成b烧杯中，发生了氧化还原反应c烧杯中，反应后所得分散系属于胶体d若用fecl2代替fecl3进行上述实验，实验现象依然各异解析本题结合元素化合物知识考查实验现象分析，考查的核心素养是科学探究与创新意识。fe3与kscn反应，溶液变红色，没有沉淀生成，a项错误；fecl3与agno3溶液发生复分解反应生成agcl沉淀，b项错误；fecl3与naoh浓溶液反应生成红褐色的fe(oh)3沉淀，没有胶体生成，c项错误；fecl2与kscn不反应，无明显实验现象，fecl2与agno3溶液发生复分解反应生成白色agcl沉淀，fecl2与naoh浓溶液反应先生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，d项正确。3(2020甘肃兰州模拟)人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是(a)a铁；金属活动性顺序b金；质量守恒定律c银；元素周期律d铜；金属密度顺序解析金、银、铜、铁、锡五种金属的金属活动性由弱到强的顺序为金、银、铜、锡、铁，a项正确。4(2020山东泰安模拟)下列关于fe、cu、mg、al四种金属元素的说法中正确的是(b)a四种单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气b制备alcl3、fecl3、cucl2均不能将溶液直接蒸干c将mg棒和al棒作为原电池的两个电极插入naoh溶液中，用导线连接后mg棒上发生氧化反应d铁锈主要成分是氧化铁，铜锈主要成分是氧化铜解析a项，cu单质不与盐酸反应；c项，一般情况下，在原电池中，金属性强的电极作负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，mg的金属性强于al，但是mg不与naoh溶液反应，al可与naoh溶液反应，所以此时al棒作负极，发生氧化反应；d项，铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。5(2020山东济南质量评估)关于下列实验的说法正确的是(d)a铜可溶于氯化铁溶液说明铜能与其反应且比铁活泼b在空气中蒸干硫酸亚铁溶液可以得到绿矾(feso47h2o)c向氢氧化铁胶体中滴加稀硫酸，红褐色液体逐渐变为黄色d向偏铝酸钡溶液中滴加稀硫酸，先生成白色沉淀，后沉淀部分溶解解析本题考查化学实验的分析，考查的核心素养是科学探究与创新意识。铜溶于氯化铁溶液，是因为发生反应：2fecl3cu=2fecl2cucl2，但fe比cu活泼，a项错误；在空气中蒸干硫酸亚铁溶液，fe2易被空气中氧气氧化，得到硫酸铁，b项错误；向氢氧化铁胶体中滴加稀硫酸，先发生胶体的聚沉，产生红褐色沉淀，后发生酸碱中和反应，沉淀溶解，溶液变为黄色，c项错误；向偏铝酸钡溶液中滴加稀硫酸，发生反应：ba(alo2)2h2so42h2o=baso42al(oh)3、2al(oh)33h2so4=al2(so4)36h2o，因此先产生白色沉淀，后沉淀部分溶解，d项正确。6(2020山东八校第二次联考)下列反应中，第一步反应生成的沉淀经第二步反应后质量增加的是(a)a将少量fecl2溶液加入到naoh溶液中，再滴加h2o2溶液b将少量agno3溶液滴加到nacl溶液中，再滴加na2s溶液c将少量co2(g)通入饱和ca(oh)2溶液中，再通入过量cl2d将少量ba(oh)2溶液滴加到al2(so4)3溶液中，再加入过量naoh溶液解析本题考查常见元素化合物间的反应，考查的化学核心素养是宏观辨识与微观探析。少量fecl2溶液与naoh溶液反应生成fe(oh)2沉淀，再滴加h2o2溶液后fe(oh)2转化为fe(oh)3，沉淀质量增加，a项符合题意；少量agno3溶液与nacl溶液反应生成agcl沉淀，再滴加na2s溶液时agcl转化为ag2s，沉淀质量减少，b项不符合题意；少量co2通入饱和ca(oh)2溶液中生成caco3沉淀，通入过量cl2时生成的hcl能将caco3逐渐溶解，沉淀质量减少，c项不符合题意；将少量ba(oh)2溶液滴加到al2(so4)3溶液中生成baso4和al(oh)3沉淀，加入过量naoh溶液后，al(oh)3溶解使沉淀质量减少，d项不符合题意。点拨虽然cl2和caco3不反应，但cl2通入溶液中，与水反应生成hcl和hclo，caco3与hcl反应而逐渐溶解。7(2019浙江宁波镇海中学模拟)如图所示装置可用来制取fe(oh)2和观察fe(oh)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 moll1硫酸溶液、naoh溶液。下列说法错误的是(b)ab中盛有一定量的naoh溶液，a中应预先加入的试剂是铁屑b实验开始时应先将活塞e关闭c生成fe(oh)2的操作：关闭e，将a中溶液压入b中d取下装置b中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3解析制取硫酸亚铁需要铁屑，蒸馏烧瓶中应预先加入的试剂是铁屑，a项正确，稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，如果不打开活塞e，会造成实验失败，b项错误；铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞e，氢气所产生的压强逐渐增大，导致feso4溶液被压入b瓶中进行反应生成氢氧化亚铁，所以操作为：关闭活塞e，使feso4溶液被压入b瓶进行反应，c项正确；氧氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化，最终生成红褐色的氢氧化铁，反应方程式为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，d项正确。8(2020安徽五校第二次质检)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验。实验：将fe3转化为fe2(如图)(1)fe3与cu粉发生反应的离子方程式为2fe3cu=2fe2cu2。(2)探究产生白色沉淀的原因，请填写实验方案：查阅资料：.scn的化学性质与i相似.2cu24i=2cui(白色)i2实验方案现象结论步骤1：取4 ml 0.1 moll1cuso4溶液，向其中滴加3滴0.1 moll1kscn溶液产生白色沉淀cuso4与kscn反应产生了白色沉淀步骤2：取 4 ml 0.2 moll1 feso4溶液，向其中滴加3滴0.1 moll1kscn溶液 无明显现象cu2与scn反应的离子方程式为2cu24scn=2cuscn(scn)2。实验：将fe2转化为fe3实验方案现象向3 ml 0.1 moll1feso4溶液中加入1 ml 8 moll1稀硝酸溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色探究上述现象出现的原因，查阅资料：fe2nofe(no)2(棕色)。(3)用离子方程式解释no产生的原因3fe24hno=3fe3no2h2o。(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：反应：fe2与hno3反应反应：fe2与no反应依据实验现象，甲认为反应的速率比反应 慢 (填“快”或“慢”)。乙认为反应是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙设计的实验方案是 取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴k3fe(cn)6溶液，溶液无明显变化(或通入no气体到黄色溶液中没有出现棕色) 。解析本题考查铁盐与亚铁盐相互转化的实验探究，考查的核心素养是科学探究与创新意识。(1)fe3与cu粉发生反应生成cu2与fe2，离子方程式为：2fe3cu=2fe2cu2。(2)由反应2fe3cu=2fe2cu2，可知反应后溶液中c(fe2)0.2 moll1，c(cu2)0.1 moll1，分别取相同体积对应浓度的cuso4溶液，feso4溶液，滴入等量等浓度的kscn溶液进行实验对照，故实验方案中步骤1为取4 ml 0.1 moll1的cuso4溶液，向其中滴加3滴0.1 moll1 kscn溶液，步骤2为取4 ml 0.2 moll1 feso4溶液，向其中滴加3滴0.1 moll1的kscn溶液。由题目信息可知：cu2与scn反应生成cuscn沉淀，同时生成(scn)2，发生反应的离子方程式为：2cu24scn=2cuscn(scn)2。(3)fe2具有还原性，酸性条件下，no具有强氧化性，发生反应：3fe24hno=3fe3no2h2o，因此会产生no。(4)溶液先变棕色，放置一段时间后棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，故反应的速率比反应的慢。反应中，硝酸过量，若反应是可逆反应，则反应后所得溶液中，应含有fe2，否则没有fe2，具体的实验方案是：取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴kfe(cn)6溶液，溶液中无明显变化，说明反应是不可逆反应。b组能力提升题9(2020试题调研)若用铁制取较纯净的氧化铁，且要求符合“绿色化学”思想，下列实验方案最好的是(c)a使铁在潮湿的空气中缓慢氧化b铁在氯气中燃烧，加水溶解，然后加入足量naoh溶液，过滤、洗涤，最后充分加热分解c使铁溶解于稀硫酸中，然后加入足量naoh溶液，过滤、洗涤，最后充分加热分解d使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量naoh溶液，过滤、洗涤，最后充分加热分解解析铁在潮湿的空气中缓慢氧化，反应时间长，而且制得的氧化铁纯度低，a项错误；b、d项中都涉及有污染性物质的使用或生成，不符合“绿色化学”的要求。10(2020广东深圳调研)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(d)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、cu2，一定无fe3正确，fe3和fe、cu均可反应b当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有fe2、cu2，无fe3正确，fe和cu均可与fe3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、cu2不正确，不可能有fe剩余而无cu剩余，因为fe比cu优先与fe3反应解析当铁、铜均无剩余时，溶液中可能有fe3存在，a项错误；当铁过量时，溶液中无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，不可能有铁剩余而无铜剩余，d项正确。11(2020湖南衡阳联考)某课外兴趣小组同学利用如图装置测定feso4xh2o中结晶水含量，实验前测得装置a(包括石英玻璃管及两端开关k1和k2)的质量为m1 g，装入样品测得装置a的质量为m2 g。下列有关说法错误的是(b)a仪器b的名称为球形干燥管，其中可装入碱石灰b加热前先通入一段时间的n2以排出装置中的空气，目的是防止发生爆炸c若加热至恒重时，装置a的质量为m3 g，则xd若先加热一段时间后再通入n2或撤去b装置都会使x值偏低解析feso4xh2o受热分解生成硫酸亚铁和水，碱石灰的作用是防止外界空气中的水蒸气进入a装置，干扰实验，a正确；加热前先通入一段时间的n2以排出装置中的空气，目的是防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化，b错误；根据题意可知，feso4的质量为(m3m1) g，feso4晶体的质量为(m2m1) g，结晶水的质量为(m2m3) g，n(feso4) mol，n(h2o) mol，结晶水的数目x，c正确；若先加热一段时间后再通入n2或撤去b装置，都会导致剩余固体质量增大，会使测定的x值偏低，d正确。12(2020河南平顶山检测)某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体nh4fe(so4)26h2o的一种方案如下：下列说法不正确的是(b)a滤渣a的主要成分是caso4b相同条件下，nh4fe(so4)26h2o净水能力比fecl3强c“合成”反应要控制温度，温度过高，产率会降低d“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、干燥等解析硫酸钙微溶于水，滤渣a主要成分是硫酸钙，a项正确；nh抑制fe3的水解，故相同条件下氯化铁净水能力比硫酸铁铵晶体强，b项错误；“合成”时温度过高，会促进fe3的水解，c项正确；硫酸铁铵的溶解度随温度降低而减小，宜采用降温结晶法提纯，d项正确。知识拓展fe3的净水原理：fe3水解生成的氢氧化铁胶体吸附水中的悬浮颗粒。净水能力取决于fe3水解程度的大小，水解程度越大，净水能力越强。13(2019全国，27)硫酸铁铵nh4fe(so4)2xh2o是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是 碱煮水洗 。(2)步骤需要加热的目的是 加快反应 ，温度保持8095 ，采用的合适加热方式是 热水浴 。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为 c (填标号)。(3)步骤中选用足量的h2o2，理由是 将fe2全部氧化为fe3；不引入杂质 。分批加入h2o2，同时为了 防止fe3水解 ，溶液要保持ph小于0.5。(4)步骤的具体实验操作有 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) ，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 nh4fe(so4)212h2o 。解析本题涉及的考点有铁及其化合物、氧化还原反应和工艺流程等；考查了学生将实际问题分解，通过运用相关知识分析和解决化学问题的能力。(1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后，再用水洗涤铁屑表面附着物。(2)加热可以加快化学反应速率，进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在8095 ，可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀h2so4反应生成酸性气体h2s，可用碱液吸收，并用倒扣漏斗，既能充分吸收又能防止倒吸。(3)步骤利用h2o2的强氧化性将fe2全部氧化为fe3。为防止fe3水解，需控制溶液的ph小于0.5。(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体，先加热浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥即可。(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol，加热到150 ，失去1.5 mol(即27 g)水，质量减轻5.6%，则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为482，nh4fe(so4)2的相对分子质量为266，则剩余部分为水，12，故硫酸铁铵晶体的化学式为nh4fe(so4)212h2o。14(2020新题选粹)某学生欲通过实验方法验证fe2的性质。(1)该同学在实验前，依据fe2的 还原 性，填写了下表。实验操作预期现象反应的离子方程式向盛有新制feso4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄fe2no2h=fe3no2h2o依照表中操作，该同学进行实验，观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色。为了进一步探究溶液变为深棕色的原因，该同学进行如下实验。(2)向原新制feso4溶液和反应后溶液中均加入kscn溶液，前者不变红色，后者变红，该现象的结论是 fe2被硝酸氧化为fe3 。(3)该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是no2或no与溶液中fe2或fe3发生反应而得到的。为此他利用如图装置(气密性已检验，尾气处理装置略)进行探究。.打开活塞a、关闭活塞b，甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变化。.打开活塞b、关闭活塞a，一段时间后再停止甲中反应。.为与中实验进行对照，更换丙、丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤中相同。铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2o；装置乙的作用是 使no2转化为no ；步骤的目的是 排出乙右侧装置中残留的no2 ；该实验可得出的结论是 溶液的深棕色是由no或no2与fe2作用得到的(或不是由no或no2与fe3作用得到的) 。解析(1)产生的红棕色气体为no2，说明hno3被还原，溶液变为黄色，说明fe2被氧化为fe3，fe2表现了还原性。(2)fe3与scn作用显红色，是fe3的特征反应。(3)整个装置中，先将no2通入丙、丁，然后将no2转化成no，来检验no的影响。由于步骤后，装置乙之后的导气管中会有no2剩余，所以需要除去以排除剩余no2对no的干扰。由于no2、no通入feso4溶液中，都产生深棕色，在fe2(so4)3溶液中都不变色，说明no2、no对fe2有影响，而对fe3无影响，从而得到结论。15(2020邢台模拟)某同学为了验证fe3