高中一轮复习化学跟踪检测（七）铁及其重要化合物

跟踪检测（七）铁及其重要化合物1．下列离子方程式正确的是()A．铁屑与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑B．FeCl3溶液腐蚀铜板：Fe3＋＋Cu=Fe2＋＋Cu2＋C．FeO与稀硝酸反应：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OD．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28H＋＋NOeq\o\al(－,3)=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O解析：选DA项，应为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；B项，应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋；C项，应为3FeO＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋5H2O。2．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A．④ B．③C．③④ D．①②③④⑤解析：选C③不反应，实验方案及现象均错误；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。3．将铜和氧化铁的混合物溶于足量稀盐酸，再向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出现红色。下列有关说法错误的是()A．容器中可能有固体残渣B．所得溶液中存在Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋C．原固体中n(Fe2O3)>n(Cu)D．再加入铜后，溶液红色逐渐褪去解析：选A将铜和氧化铁的混合物溶于足量稀盐酸中，发生反应Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O、2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出现红色，说明铁离子过量，铜在溶液中一定全部溶解，容器中不可能有固体残渣，A错误，B正确；根据化学方程式可得关系式Fe2O3～2Fe3＋～Cu，铁离子过量，所以原固体中n(Fe2O3)>n(Cu)，C正确；再加入Cu和Fe3＋反应，溶液红色褪去，D正确。4．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是()A．NaOH B．KMnO4C．KSCN D．苯酚解析：选B加入NaOH，因含有Fe3＋，可生成红褐色沉淀，不能检验是否含有Fe2＋，A错误；Fe2＋具有还原性，可与KMnO4发生氧化还原反应，KMnO4溶液褪色，可鉴别，B正确；Fe2＋与KSCN、苯酚不反应，不能鉴别，只能鉴别Fe3＋，C、D错误。5．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是()选项实验操作实验现象离子反应实验结论A在氯化亚铁溶液中通入氯气浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋Zn具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3＋＋Fe=3Fe2＋铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性解析：选A氯气能够氧化Fe2＋(浅绿色)为Fe3＋(棕黄色)，A项正确；B项锌置换出铁，锌逐渐溶解，溶液变为无色，且析出黑色固体铁，实验现象错误；C项离子方程式错误，正确的应为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；D项实验现象应该是铜粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为蓝色。6．在Fe2(SO4)3溶液中，加入ag铜，完全溶解后，再加bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a>c，下列说法正确的是()A．残余固体是铜和铁B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋解析：选B因为a>c，说明bg铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋，B正确。7．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是()A．用如图装置可以制备Fe(OH)2B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显血红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化解析：选C反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，为防止水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D正确。8．在检验用FeCl3溶液生产铜制印刷线路板后所得废液成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A．向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无红色沉淀产生，说明废液中不含Cu2＋B．向废液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明废液中含有Cl－C．向废液中加少量铁粉，充分反应后无固体剩余，说明废液中含有Fe3＋D．向废液中滴加KSCN溶液，无现象，再加入氯水后溶液呈血红色，说明废液中含有Fe2＋解析：选A葡萄糖溶液与铜离子不反应，不能检验，A错误；向废液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，白色沉淀为AgCl，说明废液中含有Cl－，B正确；向废液中加少量铁粉，充分反应后无固体剩余，则发生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，说明废液中含有Fe3＋，不发生Fe与铜离子的反应，C正确；向废液中滴加KSCN溶液，无现象，则溶液中不含Fe3＋，再加入氯水后溶液呈血红色，说明废液中含有Fe2＋，D正确。9．下列离子的检验方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中滴加氯水，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液，得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋解析：选CA项，加入KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe3＋，但不能说明是否含有Fe2＋。B项，滴加氯水后再加入KSCN溶液变红色，说明所得的溶液中含Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋不能判断。C项，加NaOH溶液得红褐色沉淀，说明含有Fe3＋。D项，当溶液中含有Fe2＋和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时，颜色很容易掩盖其他的白色沉淀。10．实验室用某冶金厂的废渣(Fe2O3、Al2O3和少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)[Fe(OH)(SO4)]n和高纯度的Al2O3，过程如下：(1)写出酸浸时废渣中主要成分发生反应的一个离子方程式：____________________，过程①中FeS转化为Fe3＋和硫单质，写出此反应的离子方程式：________________。(2)将滤渣灼烧可得到纯度较高的晶体，产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是____(填字母)。A．品红溶液B．酸性KMnO4溶液C．紫色石蕊溶液D．溴水(3)加入K2CO3，溶液中Fe3＋、Al3＋的相对含量的变化如下图所示，则x值的范围为____________，控制溶液的温度为70～80℃的目的是______________________。(4)过程③中若用NaOH代替氨水会造成铝元素的损失，其原因是______________________(用离子方程式表示)。解析：(2)废渣中的SiO2不能与酸反应，故滤渣中含有未溶解的SiO2和生成的S，故滤渣灼烧时生成SO2，能使品红溶液褪色(体现SO2的漂白性)，也能使KMnO4溶液和溴水褪色(利用SO2的还原性)，但不能使紫色石蕊溶液褪色。(3)在流程图中可知，调节pH＝x是为了使Fe3＋沉淀完全而不能使Al3＋沉淀，结合图示可知控制pH范围为2.5～3.5；温度太低水解速率太慢，温度太高Fe3＋容易水解得到Fe(OH)3胶体而不能形成聚铁。(4)调节溶液的pH，过滤后的溶液中主要含有Al3＋，若加入NaOH，过量的NaOH能将Al(OH)3溶解得到NaAlO2，从而造成Al损失。答案：(1)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(或Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O)4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋4S＋6H2O(2)C(3)2.5～3.5温度太低不利于水解，温度过高难于生成聚铁(4)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O11．铁及其化合物在日常生活中很常见。(1)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：①操作Ⅱ所包含的两项主要基本操作是______________。上述流程中，Fe(OH)2转化成Fe(OH)3时的化学方程式为____________________________。②将FeCl2溶液高温水解、氧化也可直接制得氧化铁，请写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)有些同学认为用KMnO4溶液能进行绿矾(FeSO4·7H2O)产品中铁元素含量的测定，反应的离子方程式为____________________________________，该滴定过程中是否还需要指示剂________(填“是”或“否”)。实验步骤如下：a．考虑绿矾产品可能因为保存不当而被空气中氧气所氧化，所以事先取少量绿矾产品溶于水，滴加________溶液进行验证；b．称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；c．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；d．用硫酸酸化的0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需______________。②某同学设计的下列滴定方式，最合理的是____(填字母)。③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。解析：(2)高锰酸钾溶液具有强氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Mn2＋，反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；高锰酸钾为紫色，当滴定到终点时，Fe2＋被完全氧化，加入的最后一滴高锰酸钾不反应，溶液变为浅紫红色，不需要另外加入指示剂。②用高锰酸钾滴定试样，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，应盛放在酸式滴定管中。③n(MnOeq\o\al(－,4))＝0.01000mol·L－1×0.02L＝2×10－4mol，由5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O可知，n(Fe2＋)＝5×2×10－4mol＝1×10－3mol，所以250mL溶液中含有n(Fe2＋)＝1×10－3mol×eq\f(250mL,25.00mL)＝1×10－2mol，则m(FeSO4·7H2O)＝278g·mol－1×1×10－2mol＝2.78g，样品中FeSO4·7H2O的质量分数为eq\f(2.78g,2.850g)×100%＝97.5%。答案：(1)①过滤、洗涤4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3②4FeCl2＋4H2O＋O2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2Fe2O3＋8HCl(2)5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O否KSCN①250mL容量瓶②b③97.5%12．绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾(1)试剂a和试剂b分别是________________，操作1的名称是________。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：________________________________________________。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量Na2CO3溶液的作用是____________。(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器名称有_____________________________。(5)通过检验COeq\o\al(2－,3)来判断操作Ⅰ是否洗涤干净，检验的方法是_________________________________________________________________________________________。解析：(1)由流程图可知滤渣2为Fe(OH)3，而目标产物为绿矾(FeSO4·7H2O)，所以试剂a为稀H2SO4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)由题意可知，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)COeq\o\al(2－,3)水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作Ⅰ为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。答案：(1)稀H2SO4、铁粉过滤(2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净13．(2018·东北三省四市一模)炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。对这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用。其流程图如下。已知FeAsO4难溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精。金属离子Fe3＋Zn2＋Mn2＋Cu2＋Cd2＋开始沉淀pH2.76.57.75.26.9沉淀完全pH3.28.09.86.49.4请回答下列问题：(1)提高浸出率可以采用的方法是(写出