高考化学大一轮复习 习题 第10讲 铁及其化合物（学生版）

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．Fe2O32．(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Fe3O43.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)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．2.24L5.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H26.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＋9．(2023·西安模拟)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＋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。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。【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]↓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Na2FeO45.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Fe2O36．（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：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：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+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：_______。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0.1000