2020届高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 计时双基练9 铁及其重要化合物 新人教版

计时双基练(九)铁及其重要化合物(计时：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1下列有关铁及其化合物的说法正确的是()A铁与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3B除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤C赤铁矿的主要成分为Fe3O4DFe(OH)3不能通过化合反应制得解析本题考查铁及其化合物的性质，意在考查考生对铁及其化合物性质的理解能力。铁与I2反应生成FeI2，A项错；向混有FeCl3的FeCl2溶液中加入过量铁粉，发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，过滤即可得到FeCl2溶液，B项对；赤铁矿的主要成分为Fe2O3，C项错；Fe(OH)3可以通过化合反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3制得，D项错。答案B2下列叙述不正确的是()Fe与S混合加热生成FeS2Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路ABCD解析Fe是变价金属单质，遇强氧化剂(如HNO3、Cl2等)生成3价铁，遇弱氧化剂(如S或I2等)生成2价铁，故Fe与S混合加热生成FeS，错误；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，错。答案B3下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()AFe3O4为红棕色晶体B铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气DFe3与KSCN试剂产生红色沉淀解析Fe3O4是黑色晶体，A项错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B项错误；除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气，发生的反应为2Fe2Cl2=2Fe32Cl，C项正确；Fe3与KSCN作用溶液呈红色，但不是沉淀，D项错误。答案C4下列物质中能与Fe3反应，且反应中Fe3作氧化剂的是()SCNFeFe2CuIOHABCD全部答案C5等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeSO4DFe3O4解析Fe2O3与硝酸反应不产生NO，等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中2价铁的物质的量最大的是FeO，失电子数最多，产生NO的物质的量最多。答案A6(2020四川成都一诊)某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度下列分析正确的是()A实验、反应制得的物质均为纯净物B实验、均未发生氧化还原反应C实验、均为放热反应D实验、所涉及的物质均为电解质解析反应制得的是氢氧化铁胶体，是混合物，A项错误；实验的反应是水解反应，B项正确；水解反应是吸热反应，C项错误；实验所涉及的物质：铁、氯气不是电解质，也不是非电解质，D项错误。答案B7(2020湖北部分重点中学联考)铁粉和氧化铁的混合物共15 g，放入300 mL稀H2SO4中，发现固体完全溶解，并放出1.68 L H2(标准状况)，加入KSCN溶液后，无颜色变化。为了使Fe2恰好转化为Fe(OH)2沉淀，共耗用200 mL 3 molL1 NaOH溶液，则原硫酸的物质的量浓度为()A4 molL1B3 molL1C2 molL1D1 molL1解析Fe2恰好转化为Fe(OH)2沉淀时溶液成分为Na2SO4，则n(H2SO4)n(SO)n(Na)n(NaOH)，则：n(SO)3 molL10.2 L0.3 mol，原溶液中硫酸的浓度为：c(H2SO4)1 molL1，故选D项。答案D8(2020曲靖模拟)部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()A滤液A中的阳离子为Fe3、Fe2、HB样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896解析根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3不共存，则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B项正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则C项错误；因2.24 g Fe元素已部分氧化，且Fe还与Fe3、Cu2发生反应，故生成的氢气的体积应小于896 mL，D项错误。答案B9(2020青岛二模)常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，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Fe3H，首先发生的反应是：Fe2Fe3=3Fe2B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Dm28，反应过程中溶液的质量一直在减小解析酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是FeNO4H=NOFe32H2O，然后发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，Fe2H=Fe2H2，A项错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H，B项正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3，C项错误；当恰好第二个反应结束时，符合题意，根据方程式计算则至少消耗铁16.8(0.10.3)0.55628(g)，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D项错误。答案B10(2020云南二检)向100 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的体积(相同状况)随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析错误的是()A原混合酸溶液的pH0，c(H2SO4)0.1 molL1BOA段的反应为FeNO4H=Fe3NO2H2OCAB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2DBC段气体产物为氢气解析A项，由OA段消耗铁粉质量为1.12 g，可知消耗铁粉的物质的量为0.02 mol，发生反应：FeNO4H=Fe3NO2H2O，消耗n(NO)0.02 mol，消耗n(H)0.08 mol，BC段消耗铁粉0.56 g，物质的量为0.01 mol，根据方程式Fe2H=Fe2H2，知BC段消耗n(H)0.02 mol，所以溶液中共有氢离子的物质的量为0.1 mol，c(H)1 mol/L，pH0，而n(H2SO4)0.04 mol，浓度为0.4 mol/L，A项错误；B项，向100 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐滴加入铁粉，铁粉首先与稀硝酸发生氧化还原反应，B项正确；C项，硝酸根离子消耗完以后，铁粉与溶液中的Fe3发生氧化还原反应，C项正确；D项，BC段铁粉与溶液中的氢离子反应生成氢气，D项正确。答案A二、非选择题(本大题共4小题，共50分)11(12分)(2020海南卷)工业上，向500 600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为_，装置B中加入的试剂是_。(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取_，尾气的成分是_。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是_、_。(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是_，欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先_，再_。解析(1)制备无水FeCl3时，需要先制备Cl2，实验室用MnO2和浓盐酸反应制取氯气，制备的Cl2中会混有H2O(g)，用浓硫酸干燥。(2)制备无水FeCl2时，需要先制备干燥的HCl，HCl与铁屑反应生成 FeCl2和H2，尾气中含有生成的H2和过量的HCl。D装置存在的问题：D中的导管插入液面以下，易发生倒吸，且H2没有被处理。(3)利用Fe3遇KSCN显血红色，用KSCN溶液检验FeCl3。反应发生前装置中有空气，应先通入一段时间HCl，将装置中空气赶出，再点燃C处的酒精灯。答案(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O浓硫酸(2)氯化氢氯化氢、氢气易发生倒吸没有处理氢气(3)硫氰化钾溶液通入氯化氢(赶尽装置中的空气)点燃C处的酒精灯12(12分)(2020天津卷)FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：(1)FeCl3净水的原理是_。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H作用外，另一主要原因是(用离子方程式表示)_。(2)为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。若酸性FeCl2废液中c(Fe2)2.0102 molL1，c(Fe3)1.0103 molL1，c(Cl)5.3102 molL1，则该溶液的pH约为_。完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：ClOFe2_=ClFe3_解析(1)FeCl3在水中可水解：FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl，Fe(OH)3胶体具有强吸附性，可使水中的悬浮颗粒沉降下来。FeCl3中Fe3具有较强氧化性，可与Fe反应：2Fe3Fe=3Fe2。(2)运用电荷守恒可得：2c(Fe2)3c(Fe3)c(H)c(Cl)，代入数据可得c(H)0.01 molL1，则pH2。运用化合价升降法及电荷守恒可得配平后的离子方程式为ClO6Fe26H=Cl6Fe33H2O。答案(1)Fe3水解产生的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质2Fe3Fe=3Fe2(2)2166H163H2O13(13分)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)生铁中含有一种铁碳化合物X。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大量存在的阳离子是_；所得溶液再与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为_。(2)某溶液中有Mg2、Fe2、Al3、Cu2等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是_(填选项字母)。AMg2BFe2CAl3DCu2(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作的名称是_；操作的名称是_；操作的方法为_。请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：_ _。解析(1)铁的氧化物中具有磁性的是Fe3O4，Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是Fe2、Fe3、H；所得溶液再与过量的浓硝酸反应时其中的Fe2会被氧化为Fe3，所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3和FeCl3。(2)该溶液中加入过量的NaOH溶液后：Mg2Mg(OH)2、Fe2Fe(OH)2、Al3AlO、Cu2Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)2、Cu(OH)2；高温灼烧后Mg(OH)2MgO、Fe(OH)2Fe2O3、Cu(OH)2CuO；将MgO、Fe2O3、CuO投入过量盐酸后生成Mg2、Fe3、Cu2，故应选择B、C。(3)从流程图中可知经操作后得到滤渣，故该操作是过滤；操作是在得到FeCO3沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤的具体操作为在漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次。从流程图中分析，生成FeCO3沉淀的离子反应为Fe22HCO=FeCO3CO2H2O。答案(1)Fe2、Fe3、HFe(NO3)3、FeCl3(2)BC(3)过滤洗涤在漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次Fe22HCO=FeCO3CO2H2O14(13分)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使Cl和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用0.40 molL1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：_(列出计算过程)；(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl)12.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。在实验室中，FeCl2可用铁粉和_反应制备，FeCl3可用铁粉和_反应制备；(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_。解析(2)设混合物样品中含有a mol FeCl2、b mol FeCl3，根据题意有(ab)(2a3b)12.1，解得a9b，所以FeCl3的物质的量分数为b(ab)b10b0.10。实验室中，FeCl