【22版高中同步必修1人教化学】【同步练习】第3课时 铁的重要化合物

第3课时铁的重要化合物

基础过关练

题组一铁的氧化物与氢氧化物的性质

1.（2021山西运城高中联合体高一月考）下列关于Fe（0H）2的叙述正确

的是（）

A.常温下为灰绿色固体

B.不可以与NaOH溶液反应

C.不可以与稀盐酸反应

D.能在空气中稳定存在

2.三种常见物质a、b、c在一定条件下可发生如图所示的转化，则c

为（）

FeFe

a---*b---*C

A.FeCl3B.FeCl2

C.Fc（OH）zD.FO（0H）3

3.（2020湖南张家界高一上期末珠于铁的三种氧化物（Fe0、Fe203、Fe：O）

的下列叙述中正确的是（）

A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同

B.都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水

C.氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁

D.四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物

题组二制备Fe（OH）2的实验设计

4.下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe（OH）?白色沉淀的是

()

A.①②③B.①②④

C.①②③④D.②③④

题组三铁盐（Fe"）、亚铁盐（FC?，）的性质与检验

5.（2021河北邢台巨鹿中学高一月考）下列关于铁及其化合物的说法

正确的是（）

A.过量的Fe粉与CL反应生成FeCl2

B.FeCk溶液与Cu反应,可用于蚀刻电路铜板

C.将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀

D.铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气

6.（2021山东潍坊临胸一中高一月考）下列各组物质相互反应后，再向

得到的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成血红色的是（）

A.新制氯水和氯化亚铁溶液

B.铁屑和氯化铜溶液

C.铁屑和过量稀硫酸

D.过量铁屑和氯化铁溶液

7.下列中学常见实验的现象或表述正确的是（）

A.过量的铁投入一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,

滴加KSCN溶液，溶液显红色

B.向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的

氢氧化亚铁

C.检验红砖中是否存在氧化铁，向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取

上层清液于试管中，滴加2~3滴KSCN溶液即可

D.向CuSO,溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸

发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上有蓝色固体

题组四Fe2\Fe"的除杂问题

8.下列有关含铁物质的叙述中正确的是（）

A.向FcCb溶液中加入NaOH溶液生成红褐色沉淀

B.Fe"与KSCN溶液反应生成红色沉淀

C.除去FcCk溶液中的FeCh杂质可以向溶液中加入过量铁粉,然后过

滤

D.除去FeCh溶液中的FeCL杂质可以向溶液中加入过量铁粉

9.（2021吉林洪南一中高一月考）电子工业常用FcCk溶液腐蚀绝缘板

上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液（主要含FeCk、FeCLsCuCl2）

中回收铜，并重新获得FeCh溶液。废液处理流程如下：

C.由图可预测:高铁酸盐（FcOf）具有强氧化性，可用于消毒。FeO『被还

原为Fe二最终可生成Fe（0H｝胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐

可用作净水剂

D.加热Fe（0H）3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③

2.（2021江西赣州信丰中学高一月考，疑难1,不）司一还原剂与多种氧

化剂反应时，先与氧化性强的粒子反应，待反应完后，再与氧化性弱的

粒子反应,称为反应先后规律。已知氧化性:FcDcj,在溶有FC2（SO.）3

和CuSOi的溶液中加入铁粉，下列说法中不正确的是（）

A.若铁粉有剩余，则不溶物中一定有铜

B.若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子只有Fe2+

C.若铁粉无剩余，且溶液中有Cu二则溶液中一定无Fe"

D.若铁粉无剩余，且溶液中无Cu二则溶液中一定有Fe",一定无Fe”

3.（2021河南高一月考，疑难1,*：）已知氧化性:Fc»Q?,现向1L含有

0.1molFe2（SO03和0.2molCuCb的某混合溶液中加入0.2molFe,

充分反应后（忽略溶液体积变化），下列说法正确的是（）

A.析出0.2molCu

B.剩余0.1molFe

C.溶液中c（Fe2）=0.4mol•I71

D.溶液中c（Fc"）：&Cu*）=l：1

4.（2021安徽省示范高中培优联盟高一联考,*）H2s和。2的混合气体通

入FeCLCuCLFeCL的混合溶液中反应可回收S,转化过程如图所示。

下列描述不•正•确•的是（）

A.在图示转化关系中，化合价不变的元素有铜、氢、氯

:3，

B.过程I反应的离子方程式为4F5'+CkKH;=4Fe+2H20

C.通入过量的氧气或者增大Fe"的浓度可以减少回收的S中CuS的含

量

D.转化过程中参加循环反应的离子只有Fe，Fe"

5.(2021四川绵阳南山中学高一月考从含有CuCk、FeCl2>FeCl3

的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：

则下列说法正确的是()

A.试剂a是铁，试剂b是稀硫酸

B.操作I、操作n、操作in所用的仪器完全相同

2+

C.试剂c是氯气，反应的离子方程式为2Fe+Cl2_=2F/+2C「

D.用KSCN溶液可检验溶液W中是否有Fe2+

6.(*)A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属;通常情况下A为固体、

B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中

X在常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液,E为黑色固体,H

在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示（其中某些反应条件

和部分反应产物己略去）。

S-

⑦

⑴写出下列物质的化学式:D,X

⑵在反应①“⑦中，不属于氧化还原反应的是（填编号）。

⑶反应⑥的离子方程式为。

⑷往G溶液中加入NaOH溶液观察到的现象

是.

⑸反应⑦的化学方程式为；该反应中

每消耗0.3mol的A,可转移电子mol0

⑹除去D溶液中混有的少量G的反应的离子方程式

为。

7.（*）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

H^■.on.i.o^.1.■[]现象a：生成白色沉淀,3min后沉淀

|ZOH第液II

艮目基本变为红褐色

1.0mL0.1niol•L'FN）,溶淞现外

J现象b：生成白色沉淀,3nun后沉淀

、aHCO,溶液L.

目颜色几乎不变

1.0mL0.1mol•L'FeSO.溶溶现象上

⑴实验所用的FeSOi溶液由FC2(SOJ,溶液和足量铁粉反应制得,离子方

程式是o

⑵实验I中沉淀变为红褐色的化学方程式

是o

⑶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(HCO》在水中不存在。对沉淀组成作出如下假设，请补充完

整。

假设a：依据NaHCQ，溶液显性，推测白色沉淀可能为Fe(0H)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溶液，溶液几乎不变红；

Hi.向ii溶液中再滴入少量ILA溶液,溶液立即变为红色。

由此说明，白色沉淀中：足含有(填离子符号)。

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”)于被空气氧化。

⑷对比实验I,研究酸碱性对二价铁还原性的影响，设计实验HI：

|实验方案：

[-加，

飞2满—液

1.0mL0.1IK.1-L-1溶液略显红色

FcSO,D溶液3min后嵌色没

々明吊心深

将实验方案补充完整:o

⑸根据以上实验现象，为避免二价铁被空气氧化可采取的措施

是O

8.（2020北京西城高一上期末,*）某小组在探究Fe?1性质的实验中观

察到“异常”现象。

实验I现象

ImL1.5mal•L'1溶液

n溶液变红,片刻红色褪去，有气体生

电成（经检验为0。

2滴0.1mol-1.*KSCN溶液

4mL0.1mol•L"FeCI,溶液（微性溶液：

资料：i.Fe>+3SCN-_Fe（SCN”红色）,Fe（SCN）：,中S元素的化合价为

-2价。

ii.BaSOi是不溶于盐酸的白色沉淀。

⑴实验I体现了F/的性，补全与FeCL酸性溶液反应的

2

离子方程式:Fe'+H2O2+1^=Fc"+H20O

⑵探究“红色褪去”的原因，进行实验n：将褪色后的溶液分三份分别

进行实验。

口,二，滴加FeCl,溶液,无明显现象

半三份②滴加KSCN溶液,溶液变红

艮S滴加盐酸和BaCL溶液,产生仃色沉淀

褪色后的溶液

根据实验II可得出结论:红色褪去的原因

是。

⑶为进一步探究“红色褪去”的原因，进行了实验III。

实验in现象

-足址o,

I溶液变红，一段时间后不褪色

2滴0.1morl-fKSCN溶液

4mL0.1Fe（：l、溶液（酸性溶液：

取上述反应后的溶液，滴加盐酸和

无白色沉淀产生

BaCL溶液

分析上述三个实验，下列叙述正确的是（填字母）。

3+

A.实验HI中发生了氧化还原反应：4Fe*+02+4H+；~=4Fe+2H20

B.通过实验HI推出实验I中氧化FeCk的只有G

C.O2在该实验条件下不能使红色溶液褪色

D.实验I中红色褪去与乩。2的氧化性有关

⑷上述实验探究过程用到的实验方法有

（写出一条）。

答案全解全

基础过关练

1.BFc（0II）2是白色固体,A项错误;Fc（On）z是碱,能和盐酸反应且在空

气中易被氧化,c、D两项错误。

2.Ba、b、c分别为Ch、FeCh、FeCb,B项正确。

3.C氧化亚铁中铁元素的化合价为+2价，氧化铁中铁元素的化合价

为+3价，四氧化三铁中铁元素的化合价为+2价和+3价,A错误。氧化亚

铁与盐酸反应生成氯化亚铁和水，为碱性氧化物;氧化铁与盐酸反应生

成氯化铁和水，为碱性氧化物;四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁、

氯化铁和水,不符合碱性氧化物的概念,B错误。氧化亚铁在空气中加

热与氧气反应能生成稳定性更好的四氧化三铁,C正确。四氧化三铁中

铁元素有+2价和+3价，但它不是混合物，是化合物,D错误。

4.BFe(0H)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)：“反应的化学

方程式为4Ee(OH)2+O2+2H2O=~4Fc(0H)3,因此想要较长时间看到

Fe(OH)?白色沉淀，就要排出或隔绝装置中的氧气或空气。①、②都是

先利用Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置中的空气排尽，使生成的

Fe(0H)2与空气隔绝，能较长时间看到Fe(0H)2白色沉淀;④中FeSO,溶液

的上面加苯，以隔绝空气防止氧气溶入，能较长时间看到Fe(OH)?白色

沉淀;③中FeSO,溶液与空气直接接触，空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2

氧化成Fc(OH)3,因而不能较长时间看到Fc(OH)2白色沉淀。

5.B过量的Fe粉与CL反应生成FeCl^A项错误;将过氧化钠投入到

氯化亚铁溶液中，最终生成Fe(0H)3红褐色沉淀,C项错误;铁与水蒸气反

应生成四氧化三铁和氢气,D项错误。

6.A加入KSCN溶液，溶液变成血红色，说明溶液中含有Fe"。所给选

项中，只有A项反应生成FcCL*、D项反应生成FcCL,C项反应生成

FeSOio

7.C过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是Fe2；A项错误;

向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液制备氢氧化亚铁时,应把胶头滴管

的下端插入液面以下且不能搅拌出项错误;CuSOi溶液中滴入过量NaOH

溶液充分反应后，生成Cu(OH)2沉淀，加热煮沸后过滤，滤纸上的固体是

黑色的CuO,D项错误。

8.CFeCL溶液中加入NaOH溶液先生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为

灰绿色，最后变为红褐色,A项错误;Fe"与KSCN反应形成红色溶液而不

是红色沉淀,B项错误;2FeCh+Fe—3FeCl〃过滤可除去过量的铁粉,C

项正确;Fc与杂质氯化亚铁不反应，应向该溶液中通入足量的氯气,D错

误。

9.答案⑴过滤⑵Cu、Fe乩

(3)2FeCl2+Cl2——2FeCl3

2+3+

(4)2Fe+H202+2ir~=2Fe+2H20

解析在FeCh、FeCk、CuCk的混合溶液中加入过量的铁粉,Fe与氯

化铁反应生成氯化亚铁,铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，过滤，则

滤液A为FeCk溶液;沉淀B中含Fe、Cu,加过量盐酸,铁溶解，生成氯化

亚铁和氢气,过滤得到金属Cu；滤液C中含FeCL、HC1,通入足量氯气使

FeCk全部转化为FeCh。

⑴步骤(I)中分离溶液和沉淀的操作名称是过滤。

⑵由分析可知沉淀B中含过量的铁和产生的铜,铁与盐酸反应产生氢

气。

⑶通入CL将FeCL全部转化为FeCk,发生反应的化学方程式为

2FeCl2+Cl2-2FeCl3o

⑷HO具有氧化性,HO将Fe"氧化为耐+的离子方程式为2F/+H2O2+2H*

3

―2Fe+2H30o

能力提升练

1.CFe和水蒸气在高温下反应生成Fe。,不能实现转化①,A项错

误;FeO在空气中加热生成Fe：O,B项错误;FeO^中的Fe显+6价,具有强

氧化性，可用于消毒,FcOf被还原生成FcAFc，.在水溶液中生成Ee(OH)3

胶体,Fe(OH%胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮物,C项正确;Fe(OHL-

Fe"的过程加水溶解不能实现,D项错误。

2.C若铁粉有剩余，则FetC/♦完全反应，不溶物中一定含有铜盘正

确;若铁粉有剩余，则Fe"、Ci?+完全反应，则溶液中的金属阳离子只有

Fe2;B正确;若铁粉无剩余，且溶液中有Ci?.，则可能有三种情况,一种为

铜离子只反应一部分，则F/完全反应,一种为铜离子未反应，则Fe，♦恰

好反应，一种为铜离子未反应,只反应一部分，溶液中含有Fe"£错

误;若铁粉无剩余，且溶液中无Cu"说明Cu”已完全反应，因为氧化性

FeDCi?)所以溶液中一定不含Fe",一定含有Fe2；D正确。

3.C因为F/的氧化性强于C心,因此加入铁发生反应的先后顺序是

Fc+2Fc34-3FO2\FC+CU2*—FcFu,向1L含有0.1molFoz(SO)

和0.2molCuCb的某混合溶液中加入0.2molFe,根据上述反应,Fc”

消耗Fe的物质的量为0.1moLCu*消耗Fe的物质的量为0.1mol,反

应后混合液中的阳离子为Fe/Cu。根据分析知,C/+过量，铁不足，析

出Cu的物质的量为0.1mol,故A项错误;根据分析知，铁完全反应，没

有剩余，故B项错误;全部转化成Fe”,铁粉全部转化成Fe：根据铁元

素守恒,c(F/)=(0.2+0.2)mol+1L=0.4mol•L：故C项正确;根据分析

可知,溶液中Fe”全部转化为Fe*,故D项错误。

4.DA项，根据题图可知,H、Cl、Cu三种元素的化合价没有变化,A正

确;B项，由题图可知，过程I中Fe*和发生反应,离子方程式为

4Fe2，W4H—4Fe―2HOB正确;C项,要减少回收的S中CuS的含量,

可以通入过量的氧气或者增大Fc”的浓度,C正确;D项，过程I为

2

4Fe+02+4ir~4Fb+2H20,过程I［为C/'+HzS^_2If+CuSI,过程HI为

CuS+2Fe"—S+2F不+Cu",则参加循环反应的离子有Fe"、H\Cu2\

Fe3：D错误。

5.C从含有FeCk、FeCb、CuCL的工业废液中回收铜，工业废液中加

入的试剂a为过量的铁，操作I为过滤，得到的滤渣Y为Fe、Cu,滤液X

为氯化亚铁溶液，滤渣Y中加入的试剂b为盐酸，溶解过量的铁生成氯

化亚铁，铜不溶解，操作II为过滤，得到的滤液Z为氯化亚铁溶液，滤液Z

和滤液X合并后通入氯气，氯化亚铁被氧化为氯化铁，溶液W为FeCl3

溶液，将其蒸发结晶,过滤、洗涤、干燥得到氯化铁晶体。试剂b为盐

酸，故A错误;由上述分析可知，操作I、II是过滤，操作IH是蒸发结晶，

所用仪器不同，故B错误;滤液X和滤液Z均为FcCh溶液，试剂c为氯

2+

气,反应的离子方程式为2Fe+Cl2-2c「+2Fe3：故C正确;KSCN溶液

可检验溶液中是否含有Fe”,故D错误。

6.答案(l)FeCl3HC1

⑵③⑥

(3)Fe"+3SCW^~Fe(SCN)3

⑷生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色

(5)3Fe+4H20(g)-Fe304+4H20.8

2+3+

(6)2Fe+Cl2-2Fe+2Cr

解析单质A和C反应生成的E为黑色固体，黑色固体E和X(酸)溶液

反应生成D、G、H,其中D、G之间可以相互转化，说明A为变价金属Fe,

和C在点燃条件下生成的黑色固体E为FeaObC为依据D+A-G,

知D为含F/的化合物,F为含SCN的化合物,G为含Fe?+的化合物,H为

乩0；依据G+B-D分析判断B是强氧化剂，且B为黄绿色气体，说明B

为Cb所以推断D为FcCh,则G为FeCl2,X为HCL依据上述分析结合

转化关系图知:①为铁和氯气反应，为氧化还原反应;②为铁和氧气反

应，为氧化还原反应;③为四氧化三铁和盐酸反应，不是氧化还原反

应;④为氯化铁和铁反应，为氧化还原反应;⑤为氯化亚铁和氯气反应，

为氧化还原反应;⑥是氯化铁和SCN反应,不是氧化还原反应;⑦为铁和

水蒸气在高温条件下反应，为氧化还原反应。(2)综上可知,在反应①〜⑦

中，不属于氧化还原反应的是③⑥。⑷向FoCk溶液中加入NaOH溶液

观察到的现象是有白色沉淀生成，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。

⑹氯化亚铁易被氯气氧化为氯化铁，则除去FcCL溶液中混有的少量

FeCk的方法是向混合溶液中通入足量的氯气，反应的离子方程式为

23+

2Fe+Cl2=2Fe+2Cl\

7.答案(l)2Fe"+Fe—3Fe2+

(2)4Fe(OH)2+2H,O+O2-4Fe(OH)3

⑶①碱FeCOa②Fe”和CO]③难

(4)滴加H2soi溶液

⑸控制溶液为酸性环境