高考化学大一轮复习 习题 第10讲 铁及其化合物（教师版）

第十讲铁及其化合物【基础巩固】1．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指()A．FeB．FeCl3C．FeOD．Fe2O3【答案】D2．(2022·四川德阳模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是()A．可用于制净水剂B．溶于水形成无色溶液C．在干燥空气中稳定存在D．在空气中加热转化为Fe3O4【答案】A【解析】FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A正确；溶于水形成FeSO4溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误；FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误；FeSO4·7H2O中Fe为＋2价，在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3，故D错误。3.下列关于铁及其化合物的说法正确的是()A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3(2020·浙江7月选考，12C)B．Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B)C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D)D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4(2020·江苏，6D)答案C解析FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2，产物主要是SO2，故A错误；Mg加入到FeCl3溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3＋反应，生成Mg2＋和Fe2＋，若Mg过量，Mg与Fe2＋继续反应生成Mg2＋和Fe，但由于反应中FeCl3过量，所以不会生成Fe，故B错误；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，故C正确；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，故D错误。4.在100mL1.00mol·L－1H2SO4溶液中加入足量铁屑，生成的气体在标准状况下的体积为()A．11.2LB．6.72LC．4.48LD．2.24L【答案】D【解析】在100mL1.00mol·L－1H2SO4溶液中加入足量铁屑，反应中H2SO4完全反应，则生成的H2完全来自于H2SO4,100mL1.00mol·L－1H2SO4溶液中n(H2SO4)＝n(H2)＝0.1LD项正确。5.下列有关铁及其化合物的说法正确的是()A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI=FeI3＋3H2OD．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2【答案】A【解析】Fe(OH)2具有还原性，易被氧化生成稳定的Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，故A正确；碘的氧化性较弱，铁与碘反应生成FeI2，故B错误；Fe3＋具有较强的氧化性，可与I－发生氧化还原反应，生成亚铁离子和碘，故C错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，故D错误。6.已知：普通铁＋水蒸气eq\o(→,\s\up7(一定条件))铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气eq\o(→,\s\up7(一定条件))“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。关于上述装置和实验，下列分析错误的是()A．A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”C．需要加热的仪器只有A、ED．D用于收集氢气【答案】C【解析】根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，持续加热提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气在F处进行收集或其他处理。7.聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是()A.KClO3作氧化剂，每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗eq\f(6,n)molKClO3B.生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水D.在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强【答案】A【解析】根据题干中的信息，可利用氧化还原配平法写出化学方程式：6nFeSO4＋nKClO3＋3nH2O=6[Fe(OH)SO4]n＋nKCl，可知KClO3作氧化剂，同时根据计量数关系可知每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗eq\f(n,6)molKClO3，A项错误；绿矾溶于水后，亚铁离子水解使溶液呈酸性，当其转化为聚合硫酸铁后，亚铁离子的浓度减小，因而水溶液的pH增大，B项正确；聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体，胶体粒子吸附杂质微粒引起聚沉，因而能净水，C项正确；多元弱碱的阳离子的水解是分步进行的，[Fe(OH)]2＋的水解相当于Fe3＋的第二步水解，由于其所带的正电荷比Fe3＋少，因而在相同条件下，其结合水电离产生的OH－的能力较弱，故其水解能力不如Fe3＋，即在相同条件下，第一步水解的程度大于第二步水解，D项正确。8.下列离子方程式书写正确的是()A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋=Fe3＋＋3H2↑B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋=Fe3＋＋2Cl－C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋=2Fe＋3Cu2＋D．氯化铁溶液与硫化氢反应：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋【答案】D【解析】铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，故A错误；氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，故B错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，故C错误。9．(2023·哈尔滨模拟)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2Oeq\o\al(2－,7))有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂，反应的离子方程式为6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，下列说法正确的是()A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1B．用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水C．酸化试剂可以用盐酸或硫酸D．不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂【答案】B【解析】反应中Fe元素由＋2价升高到＋3价，失去电子，Fe2＋是还原剂，Cr元素由＋6价降低到＋3价，得到电子，Cr2Oeq\o\al(2－,7)是氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，A项不符合题意；绿矾与重铬酸根离子反应，可以去除毒性，生成的Fe3＋可以形成氢氧化铁胶体，具有净水的作用，B项符合题意；盐酸中的Cl－具有还原性，可以与具有氧化性的Cr2Oeq\o\al(2－,7)发生氧化还原反应生成具有毒性的Cl2，C项不符合题意；草酸中的C是＋3价，可以作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以用草酸溶液代替绿矾作处理剂，D项不符合题意。10．向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1molFe，充分搅拌后Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1molAg。下列结论错误的是()A．氧化性：Zn2＋＞Cu2＋＞Fe3＋＞Ag＋B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2D．1molFe可还原2molFe3＋答案A解析由题意知铁离子、银离子均被还原，氧化性：Zn2＋＜Cu2＋＜Fe3＋＜Ag＋，A错误，B正确；Fe先还原Ag＋，发生的反应为2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，所以n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝(0.05＋0.15)mol∶0.1mol＝2∶1，C正确；由Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋可知，1molFe恰好还原2molFe3＋，D正确。11.实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。序号实验方案现象Ⅰ现象a：生成白色沉淀，3min后沉淀基本变为红褐色Ⅱ现象b：生成白色沉淀，3min后沉淀颜色几乎不变(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是________________。(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是_________________________________________。(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；假设b：白色沉淀可能为________。②研究白色沉淀组成的实验如下：ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。由此说明，白色沉淀中一定含有________________________(填离子)。③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。【答案】(1)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3(3)①碱FeCO3②Fe2＋和COeq\o\al(2－,3)③难【解析】(1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的沉淀Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3为小苏打，溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq\o\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。12.Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验。实验步骤实验操作Ⅰ取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温Ⅱ取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解Ⅲ向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO2。(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：_________________________________。(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要选择的试剂是________(填字母)。a.NaOH溶液b.新制氯水和KSCN溶液c.K3[Fe(CN)6]溶液(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的理由是_______________________________________________________________。(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、____________(填试剂名称)和氨水；再____________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3。【答案】(1)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(2)c(3)产物也可以是FeO和Fe2O3(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)的混合物(4)过氧化氢溶液(或氯水或氯气)过滤【解析】(1)溶液变红色说明溶液中生成了Fe(SCN)3。(2)Fe2＋用K3[Fe(CN)6]来检验，反应现象为生成蓝色沉淀，c项正确。(4)FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如加入H2O2溶液或氯水，或通入Cl2等将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。【拔高练习】1．黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是()A．d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂B．a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋C．D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响【答案】B【解析】Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A错误；根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，故B正确；0.1molFeS2完全被氧化时，S失去1.4mol电子变为硫酸，铁由＋2价被氧化为＋3价，失去0.1mol电子，失去电子总物质的量为1.5mol，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为eq\f(1.5,4)mol＝0.375mol，相当于消耗空气0.375mol×5×22.4L·mol－1＝42L，故C错误；由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的生态环境，故D错误。2.(202·陕西汉中模拟)资料显示：FeCleq\o\al(－,4)(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，为了验证该事实，某实验小组取三份2mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下：操作现象实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液无明显变化实验Ⅱ：加10mL蒸馏水稀释，后滴入2滴浓KSCN溶液稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3饱和溶液产生白色沉淀，溶液亮黄色消失下列说法不正确的是()A．工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCleq\o\al(－,4)B．实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋C．实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因D．通过上述实验，可以证明FeCleq\o\al(－,4)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在【答案】C【解析】FeCleq\o\al(－,4)(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，则工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCleq\o\al(－,4)，故A正确；KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确；AgNO3溶液与氯离子反应，使FeCleq\o\al(－,4)转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C错误；稀释或滴AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明FeCleq\o\al(－,4)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。3．(2022·山东淄博模拟)中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是()A．气体X中含有醋酸蒸气B．该铁华粉中可能含有铁单质C．向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性D．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－=KFe[Fe(CN)6]↓【答案】C【解析】加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气，则气体X中含有醋酸蒸气，故A正确；铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B正确；滤液中含有氯离子，酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性，故C错误；向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。4．(2022·陕西铜川模拟)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂，可以用如下流程进行制备。下列说法正确的是()A．“酸溶”前，可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污B．“氧化”过程中反应的离子方程式为2Fe2＋＋O2＋4H＋=2Fe3＋＋2H2OC．“制备Na2FeO4”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3D．“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na2FeO4【答案】A【解析】碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，能使油脂的水解程度增大，则酸溶前可用热的碳酸钠溶液处理铁屑表面的油污，故A正确；氧化过程中反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，故B错误；制备高铁酸钠的反应中，氯化铁作还原剂，次氯酸钠作氧化剂，由得失电子守恒可知，氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比为3∶2，故C错误；相同条件下，高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾，故D错误。5.铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，Fe2+易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是A．缺铁性贫血症可以服用维生素C将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3【答案】A【详解】A．维生素C具有还原性，将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收，可以治疗缺铁性贫血症，A正确；B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到黑色的四氧化三铁，反应为：，B错误；C．Na2O2与水反应生成O2，且Na2O2具有强氧化性，所以将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终红褐色沉淀Fe(OH)3，C错误；D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4，错误；故选A。6．（2023·辽宁·校联考模拟预测）根据氯单质及其化合物在水溶液中的反应书写下列离子方程式，其中不正确的是（）A．能证明氧化性的反应：B．氯化亚铁和氯气发生化合反应：C．氯气和过量碳酸钠溶液发生反应：D．两种盐在水中发生氧化还原反应：【答案】A【详解】A．氧化剂氧化性大于氧化产物，证明氧化性Cl2>(CN)2的反应为Cl2+2CN-=2Cl-+(CN)2，A项错误；B．氯化亚铁与氯气的反应生成氯化铁，是化合反应，B项正确；C．次氯酸的电离常数比碳酸小，比碳酸氢根离子大，氯气和过量碳酸钠溶液发生反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸钠氢钠，C项正确；D．次氯酸具有强氧化性，能将二价铁氧化为三价铁，氯化亚铁和次氯酸钠在水溶液中发生氧化还原反应和相互促进的水解反应生成氢氧化铁和次氯酸，D项正确。故选A。7．（2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模）铁及其化合物应用广泛，下列说法正确的是A．Fe元素位于周期表VIIIB族 B．Fe(SCN)3属于弱电解质C．Fe(SO4)3可用作补血剂 D．Fe元素位于周期表ds区【答案】B【详解】A．Fe元素位于第四周期VIII族，故A错误；B．Fe(SCN)3在水溶液中发生部分电离，属于弱电解质，故B正确；C．Fe3+不能被人体吸收，Fe(SO4)3不能用作补血剂，故C错误；

D．Fe元素位于周期表d区，故D错误；选B。8．（2023·广东汕头·统考二模）铁及其化合物在生活中应用广泛，下列有关离子方程式书写正确的是A．将铁片投入到稀硝酸中：B．向溶液中通入少量：C．用铁氰化钾溶液检验：D．往Fe(SO4)3溶液中加入过量Zn粉：【答案】B【详解】A．铁片与稀硝酸反应生成NO，不生成氢气，故A错误；B．Fe3+具有较强的氧化性，可将H2S还原为硫单质，离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓；故B正确；C．铁氰化钾溶于水可拆为离子的形式，离子方程式为Fe2++[Fe(CN)6]3-+K+=KFe[Fe(CN)6]↓，故C错误；D．过量Zn将Fe3+还原为铁单质，离子方程式为2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+；故D错误；故答案选B。9．（2023·广东·高三专题练习）下列有关铁及其化合物转化过程中的离子方程式书写正确的是A．氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO+2H+=Fe2++H2OB．铁溶于盐酸：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑C．醋酸除铁锈：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OD．三氯化铁腐蚀铜板：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+【答案】D【详解】A．FeO溶于稀硝酸，稀硝酸氧化Fe2+，会有NO生成，反应的离子方程式为3FeO+10H＋+NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O，A错误；B．铁溶于盐酸生成二价亚铁，Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误；C．醋酸是弱酸，离子方程式中不能拆开，Fe2O3+6CH3COOH=2Fe3++6CH3COO-+3H2O，C错误；D．三价铁离子具有氧化性，会把铜氧化为铜离子，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，D正确；故选D。10．（2023·上海金山·统考二模）如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是A．物质X是Fe3O4B．Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生氧化反应C．在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化【答案】C【解析】A．物质X是FeO，故A错误；B．Fe2O3→Fe的转化，铁化合价降低，因此Fe2O3发生还原反应，故B错误；C．在空气中Z→Y是氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，其现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C正确；D．FeCl2和FeCl3中铁的化合价发生了改变，只能通过氧化还原反应实现相互转化，不能通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化，故D错误。答案为C。11.（2023·上海·高三专题练习）铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空：(1)铁的原子结构示意图为。由此可知，铁是第_______周期元素，铁原子核外3d轨道上共填充了_______个电子。(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是_______(选填编号)。a.Feb.FeOc.Fe2O3d.Fe3O4(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等，实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4变质，经常向溶液中加入铁粉，其原因是_______(用离子方程式表示)。(4)向新配制的FeSO4溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应：_______Fe2++_______H++_______NO=_______Fe3++_______NO↑+_______H2O①配平上述反应_______。②每生成0.5molNO气体，转移的电子数为_______。③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+，实验方案是_______。现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如图所示：(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：_______。(7)Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO，当其它条件一定时，达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。已知：①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)推测当温度达到570℃，平衡时CO体积百分含量最高的原因：_______。【答案】(1)四6(2)d(3)Fe+2Fe3+=3Fe2+（4）3Fe2++4H++1NO3-=3Fe3++1NO↑+2H2O1.5NA取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有(5)K=(6)C+H2OCO+H2(7)温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高【解析】（1）Fe为26号元素，核外电子排布为：，铁位于第四周期VIII族，铁原子核外3d轨道上共填充了6个电子，故答案为：四；6；（2）磁铁的主要成分为四氧化三铁，故答案为：d；（3）FeSO4具有较强还原性，配制其溶液时需加入适量铁粉，可将氧化后三价铁还原为二价铁，从而防止FeSO4氧化，发生的离子反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；（4）1molFe2+被氧化为Fe3+失去1mol电子，1molNO3-被还原为NO得3mol电子，根据得失电子守恒得到反应方程式：3Fe2++4H++1NO3-=3Fe3++1NO↑+2H2O；由反应可知每生成1molNO转移3mol电子，则生成0.5molNO气体，转移的电子数为1.5NA；检验反应后溶液中是否存在亚铁离子，可利用其还原性，用高锰酸钾溶液检验，具体的操作为：取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；故答案为：3Fe2++4H++1NO3-=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；（5）由图可知反应III为C与二氧化碳反应生成CO，反应方程式为：C(s)+CO2(g)⇌

2CO(g)，平衡常数表达式K=，故答案为：K=；（6）由图可知总反应为C与水高温生成CO和氢气，反应为：C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2；（7）温度较低时发生反应②，由题意可知反应②为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO的百分含量不断增大；当温度较高时发生反应①，反应①为吸热反应，随温度升高，反应正向移动，CO的百分含量又降低，故答案为：温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高。12.（2023·重庆九龙坡·统考二模）草酸及其盐在化工生产中具有重要价值，某实验小组做以下实验。Ⅰ.制取草酸反应原理：(葡萄糖)(浓)，装置如图(加热和夹持装置略)。(1)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为____________，装置B的作用是___________。(2)检查图1装置气密性的方法是_____________________________________。在图1的装置B、C之间添加装置D，可在D中得到，通入气体X是_______。Ⅱ.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体的制取及组成测定已知：三草酸合铁酸钾晶体呈绿色，可落于水，难溶于乙醇，见光易分解。(一)制取晶体步骤1：向盛有3.000g黄色晶体的烧杯中，加入溶液，加热至40℃左右，缓慢滴入过量的，一段时间后，出现红褐色沉淀。步骤2：加热至沸腾，分两次缓慢加入8～9mL溶液，至沉淀溶解，得翠绿色溶液。加热浓缩、加入无水乙醇、结晶，抽滤干燥得7.860g三草酸合铁酸钾晶体。(3)完成该过程的化学方程式并配平：_______。_______FeC2O4·2H2O_______＋_______＋______________2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(4)步骤1中，生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物，该化合物为_______(填化学式)，步骤2加入无水乙醇的目的是_______。(5)实验小组完成实验后发现产率偏低，其主要原因可能是_______。(二)测定组成称取5.000g所得的三草酸合铁酸钾晶体配制成250mL溶液。取25.00mL溶液，用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液13.50mL。另取25.00mL溶液，用SnCl2—TiCl3联合还原法，将还原为Fe3+，再用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液15.50mL。(6)第一次滴定终点时的现象为_______，通过上述实验，测定出该晶体中C2O42-与Fe3+的配位比_______。【答案】(1)碘溶液冷凝草酸，收集草酸(2)关闭分液漏斗活塞，将导管放入C中，微热三口烧瓶，C中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管口有一段水柱，证明装置气密性良好氧气(3)2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O42K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(4)Fe(OH)3降低晶体的溶解度，有利于析出晶体，提高提高产率(5)该产物在见光条件下分解，引起产率偏低；(6)当滴入最后半滴高锰酸钾溶液，溶液出现浅紫红色，且半分钟内不恢复，则为滴定终点3.75：1【解析】制取草酸的装置为三口烧瓶，分液漏斗中滴加浓硝酸和浓硫酸的混酸，温度计测量温度，球形冷凝管冷凝回流，长玻璃管防倒吸，冷凝回收草酸在a中，NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气；（1）淀粉遇到碘单质变成蓝色，故加入碘溶液，若变蓝说明水解未完全，不变蓝，说明水解完全；故答案为碘溶液；B中有长玻璃管，作用时冷却草酸，收集草酸，故答案为冷凝草酸，收集草酸；（2）关闭分液漏斗活塞，将导管放入C中，微热三口烧瓶，C中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管口有一段水柱，证明装置气密性良好，故答案为关闭分液漏斗活塞，将导管放入C中，微热三口烧瓶，C中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管口有一段水柱，证明装置气密性良好；反应生成NO，为了得到硝酸需要通入氧化剂，所以通入的气体X为氧气；（3）根据加入试剂的顺序及试剂，配平时根据原子守恒可得到三草酸合铁酸钾晶体的系数为2，观察法原子守恒，得到化学方程式为：2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O42K3[Fe(C2O4)3]·3H2O（4）步骤1中，出现红褐色沉淀，所以该化合物为Fe(OH)3，三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O呈绿色，可落于水，难溶于乙醇，步骤2加入无水乙醇的目的是降低晶体的溶解度，有利于析出晶体，提高提高产率；（5）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O见光易分解，该实验在实验室环境中完成，所以该产物会见光分解，引起产率偏低，故答案为：该产物在见光条件下分解，引起产率偏低；（6）25.00mL溶液中，C2O42-的物质的量为xmol，第一步使用高锰酸钾滴定时，将C2O42-氧化成二氧化碳，标准液为高锰酸钾溶液，故滴定终点的现象为：当滴入最后半滴高锰酸钾溶液，溶液出现浅紫红色，且半分钟内不恢复，则为滴定终点