2020届高考化学一轮复习铁及其化合物作业

2020届高考化学一轮复习铁及其化合物作业

课时达标作业8　铁及其化合物 基础题 ‎1.坦克、导弹的制造材料主要是各种金属的合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中，正确的是(　　)‎ A．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26‎ B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快 解析：铁是26号元素，属于过渡元素，A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，并不是铁和浓硫酸不反应，B错误；Fe2＋既有还原性，也有氧化性，C错误；生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，D错误。‎ 答案：A ‎2．下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是(　　)‎ A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4‎ B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2‎ C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 D．Fe3＋与KSCN产生血红色沉淀 解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，故B错误；铁粉把FeCl3还原成FeCl2，从而除去FeCl3，故C正确；Fe3＋与KSCN产生血红色溶液，不是沉淀，故D错误。‎ 答案：C ‎3．一定条件下，下列物质可通过化合反应制得的共有(　　)‎ ‎①小苏打　②硫酸铝　③氯化亚铁　④磁性氧化铁 ‎⑤氢氧化铜　⑥氢氧化铁 A．3种　　　　B．4种 C．5种 D．6种 解析：①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，属于化合反应；③2FeCl3＋Fe===3FeCl2，属于化合反应；④Fe与O2在点燃条件下生成Fe3O4，是化合反应；⑥4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，是化合反应。‎ 答案：B ‎4．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　　)‎ A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体 D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋‎ 解析：由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。‎ 答案：D ‎5．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　)‎ A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3‎ C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3‎ 解析：化合物Fe8H11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。‎ 答案：B ‎6．下列离子方程式书写正确的是(　　)‎ A．FeO固体放入稀硝酸中：‎ FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O B．过量的铁粉与稀硝酸反应：‎ Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O C．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：‎ Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O D．向Fe(OH)3中加入氢碘酸：‎ ‎2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O 解析：稀硝酸为氧化性酸，FeO、Fe(OH)2中＋2价的Fe被氧化为Fe3＋，A、C错误；铁粉过量时，生成的Fe3＋与Fe继续反应生成Fe2＋，B错误；I－具有较强的还原性，因而氢碘酸可把Fe(OH)3还原为Fe2＋，D正确。‎ 答案：D ‎7．下列除杂的操作不正确的是(　　)‎ A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 解析：FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。‎ 答案：C ‎8．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沉淀Fe(OH)2‎ B．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：Fe(OH)2很容易被空气中O2氧化，装置中产生H2可排尽空气，从而得到稳定的Fe(OH)2，A不符合题意。B中盐酸可防止FeCl3水解，不符合题意。D中铁粉具有还原性，可防止Fe2＋被氧化。不符合题意。而C中现象可以证明Fe2＋存在，符合题意。‎ 答案：C ‎9．A、B、C为3种单质(其中A为固体，B、C为气体)，将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是(　　)‎ A．物质B是H2 B．物质C是Cl2‎ C．物质D是FeCl2 D．物质F是FeCl2‎ 解析：将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，则D为FeCl3；结合转化关系，根据A为固体单质，B、C为气体单质，则A为Fe，B为Cl2，F为FeCl2；由于B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E，则C为H2，E为HCl。‎ 答案：D ‎10．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是(　　)‎ ‎　　　　‎ A．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B．沉淀过程中有CO2气体放出 C．过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 解析：FeSO4溶液中加碳酸氢铵生成FeCO3，过滤、洗涤，即可得到FeCO3固体。亚铁离子变质会生成铁离子，则可利用KSCN溶液检验，故A正确；FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为：Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑，则沉淀过程中有CO2气体放出，故B正确；过滤操作中过滤时用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故C正确；二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，所以FeCO3在空气中高温分解不能得到FeO，故D错误。‎ 答案：D ‎11．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　　)‎ A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需要较低温度下进行 C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 解析：碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3‎ 胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，故B正确；KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，故C正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，故D错误。‎ 答案：D ‎12．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2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Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应的反应为：2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋‎ D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋‎ 解析：试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤操作Ⅱ可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到FeCl2溶液中通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶，并过滤)便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同，故A、B错误，C正确；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2＋，D错误。‎ 答案：C 能力题 ‎13.一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6－n]m)，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC，设计生产流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有________。‎ A．容量瓶 B．烧杯 C．烧瓶 D．胶头滴管 ‎(2)下列关于PAFC的说法中正确的是________。‎ A．PAFC是一种有机高分子化合物 B．PAFC中Fe显＋2价 C．PAFC溶于水能电离出OH－，是一种碱 D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 ‎(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。‎ A．测定溶液中Fe2＋与Fe3＋的含量比 B．测定原料是否完全溶解 C．测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量 D．测定溶液中Al3＋的含量 ‎(4)写出向溶液中加入NaClO3时，发生反应的离子方程式为_______________________________________________。‎ ‎(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中Al和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：‎ ‎①测定时所需的试剂有________。‎ A．NH3·H2O B．NaOH C．CO2 D．NaClO3‎ ‎②测定时，直接测定的是________和________的质量(填化学式)。‎ ‎③在测定过程中的操作顺序是：过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)。‎ 解析：(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。‎ ‎(2)A项，PAFC不是有机高分子化合物，错误；B项，PAFC中Fe显＋3价，错误；C项，PAFC溶于水能电离出OH－，但同时还有氯离子，不属于碱，错误；D项，PAFC能电离出Al3＋、Fe3＋和OH－，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D正确。‎ ‎(3)溶液中含有Fe2＋需用NaClO3氧化，所以步骤Ⅱ取样分析的目的是测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量。‎ ‎(4)向溶液中加入NaClO3时，ClO与Fe2＋反应生成Cl－和Fe3＋，离子方程式为6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。‎ ‎(5)①Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸盐，然后通入CO2转化为Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3，Fe(OH)3不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有NaOH和CO2。②根据①中分析可知，直接测定的是Al2O3、Fe2O3的质量。③在测定过程中的操作顺序是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。‎ 答案：(1)ABD　(2)D　(3)C ‎(4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O ‎(5)①BC　②Al2O3　Fe2O3　③洗涤　冷却 ‎14．铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。‎ Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定 ‎①按如图组装仪器，检查装置的气密性；‎ ‎②将‎5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略)；‎ ‎③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；‎ ‎④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。‎ ‎(1)装置C的作用为_____________________________________。‎ ‎(2)测得反应后装置B增重‎1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量为______________。‎ ‎(3)若将H2换成CO，则还需补充________装置。‎ Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定 ‎(4)步骤④中煮沸的作用是__________________________。‎ ‎(5)步骤⑤中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有_____________________________________。‎ ‎(6)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是______。‎ a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂 b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂 c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液 d．锥形瓶不需要用待测液润洗 e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化 f．滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色，再读数 ‎(7)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L－1的KI溶液20.00 mL，则铁矿石中铁的百分含量为________。‎ Ⅲ.(8)由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式________。‎ 解析：Ⅰ.(1)该实验中，氢气和氧化铁反应生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计算铁的含量，B处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气，所以C装置要防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果。‎ ‎(2)测得反应后装置B增重‎1.35 g，根据反应的实质，氧元素的质量分数是×100%＝24%。‎ ‎(3)因CO有毒，不能排放到空气中，应加尾气处理装置。‎ Ⅱ.(4)向铁矿石中加入硫酸，酸化反应生成硫酸的铁盐溶液，还存在过量的硫酸溶液，加入过量的氯气，煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2，否则会影响与KI的反应，带来实验误差。‎ ‎(5)若稀释到250 mL，采用的仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250 mL容量瓶。‎ ‎(6)a.碘水为黄色，三价铁离子也是黄色溶液，滴定过程中需加指示剂，故a错误；‎ b．滴定过程中，三价铁可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质，碘单质遇到淀粉溶液显示蓝色，但不能确定是否达到滴定终点，故b错误；‎ c．滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗，故c错误；‎ d．锥形瓶不需要用待测液润洗，故d正确；‎ e．滴定过程中，眼睛注视锥形瓶中颜色的变化，故e错误；‎ f．滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色再读数，故f正确。‎ ‎(7)由于所取溶液(含Fe3＋)的体积与消耗KI溶液的体积相等，反应的方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，结合方程式可知，c(Fe3＋)＝c(KI)＝0.5 mol·L－1，所以铁元素的百分含量为×100%＝70%。‎ Ⅲ.(8)铁的质量分数是70%，氧元素的质量分数是24%，所以‎100 g铁矿石中，铁元素的质量是‎70 g，氧元素质量是‎24 g，铁元素和氧元素的物质的量比为：＝5：6，铁的氧化物的化学式为Fe5O6。‎ 答案：(1)防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果 ‎(2)24%　(3)尾气处理 ‎(4)赶走溶液中溶解的过量的Cl2‎ ‎(5)250 mL容量瓶 ‎(6)df　(7)70%　(8)Fe5O6‎