2021届（鲁科版）高考化学一轮复习铁及其化合物作业

2021届（鲁科版）高考化学一轮复习铁及其化合物作业

铁及其化合物 一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)‎ ‎1.《新修本草》是我国古代中药学著作之一,记载药物844种,其中有关于“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃…烧之赤色…”据此推测,“青矾”的主要成分为 (　　)‎ A.CuSO4·5H2O　　　　 B.FeSO4·7H2O C.KAl(SO4)2·12H2O D.Fe2(SO4)3·9H2O ‎【解析】选B。“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃…烧之赤色…”,青矾是绿色,经煅烧后,分解成粒度非常细而活性又很强的Fe2O3超细粉末为红色,A为蓝色晶体,B为FeSO4·7H2O是绿色晶体,C为KAl(SO4)2·12H2O是无色晶体,D为Fe2(SO4)3·9H2O为黄色晶体,所以判断“青矾”的主要成分为FeSO4·7H2O,选B。‎ ‎2.(2020·阜阳模拟)如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 (　　)‎ A.Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O B.Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O C.Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O D.3Fe(OH)2+10H++N3Fe3++NO↑+8H2O ‎【解析】选B。HNO3有强氧化性,四氧化三铁与足量HNO3反应产物中不可能有Fe2+。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　下列离子在溶液中能大量共存,加入FeSO4·7H2O晶体后,仍能大量共存的是(　　)‎ A.Na+、H+、Cl-、N　‎ B.K+、N、H+、I-‎ C.Na+、OH-、S、K+　‎ D.K+、Ag+、Ca2+、N ‎【解析】选B。A项Fe2+与H+、N会发生氧化还原反应;C项Fe2+与OH-会生成沉淀;D项Ag+、Ca2+与S均会生成微溶物。‎ ‎3.(2020·泰州模拟)关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是 (　　)‎ A.用图示装置可以制备沉淀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.FeCl3溶液中滴加KSCN溶液会生成红色沉淀 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。A图中硫酸亚铁与NaOH反应生成Fe(OH)2,A正确;FeCl3易水解,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;FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,无沉淀,C错误;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。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　某溶液中可能存在Fe3+、Fe2+、I-、HC、Cl-、N六种离子中的几种。现进行下列实验:‎ ‎①取少量溶液滴加KSCN溶液,溶液呈红色;‎ ‎②另取少量原溶液滴加盐酸,溶液的棕黄色加深。‎ 据此可以推断,该溶液中肯定不存在的离子是 (　　)‎ A.I-、HC　　　　B.Fe2+、HC、N C.I-、HC、Cl- D.Fe3+、I-、HC ‎【解析】选A。由①可知溶液中一定含有Fe3+,有Fe3+一定无I-和HC;由②棕黄色加深可知溶液中Fe2+被氧化为Fe3+,所以一定含有N,可能含有Cl-。‎ ‎4.(2020·柳州模拟)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示,下列说法不正确的是 (　　)‎ A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量 B.为了防止污染,焙烧过程中产生的SO2要回收利用 C.通氯气的目的是氧化Fe2+‎ D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热 ‎【解析】选A。若用过量硝酸酸溶,会引入N,A错误;SO2是一种污染气体,必须回收利用,B正确;通入Cl2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,C正确;为了防止Fe3+水解,由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热,D正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　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需在较低温度下进行 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】选D。碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体可用作净水剂,A正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,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,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,D错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共26分)‎ ‎5.(12分)(2020·衡水模拟)铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。市场上一种常见的补铁药物的主要成分是琥珀酸亚铁,呈暗黄色。该药物不仅能溶于水还能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该药片中Fe2+的存在,设计并进行了如图实验:‎ 药片淡黄色溶液 淡红色溶液红色溶液 溶液褪色 ‎(1)该药片的外表包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是　　__________。 ‎ ‎(2)试剂1是　　　　,试剂2是　　　　,加入试剂2后溶液呈淡红色,说明　　　　,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是　 　__________‎ ‎　__________　__________　。 ‎ ‎(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?　　　　。若你认为不合理,请说明理由(若你认为合理,该空不要作答): ‎ ‎ 　__________　__________　__________　__________　__________‎ ‎　　__________　__________　__________　__________　__________。 ‎ ‎【解析】(1)亚铁盐易被氧化,药片外表糖衣的作用是保护Fe2+不被空气中的氧气氧化。‎ ‎(2)试剂1是稀盐酸,试剂2是KSCN溶液,加入KSCN溶液后溶液呈淡红色,说明药片已部分被 氧化,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。‎ ‎(3)红色溶液变为无色溶液的原因不可能是+3价铁被还原为+2价铁,因为体系中不存在还原性物质,只可能是氯水的作用,Fe(SCN)3中SCN-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,溶液仍然不变红来证明。‎ 答案:(1)保护Fe2+不被空气中的氧气氧化 ‎(2)稀盐酸　KSCN溶液 药片已部分失效(或部分被氧化)‎ ‎2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、‎ Fe3++3SCN-Fe(SCN)3‎ ‎(3)不合理 Fe(SCN)3中SCN-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,溶液仍然不变红来证明 ‎6.(14分)(2020·贵阳模拟)α-铁纳米粉在现代电子工业上用途极为广泛,用赤铁矿石(含Fe2O3、FeO,也含有Al2O3、MnO2、CuO等)制备纳米铁颗粒的实验流程如下: ‎ 已知部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表所示:‎ 沉淀物 Al(OH)3‎ Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Cu(OH)2‎ 开始沉淀 时的pH ‎3.7‎ ‎2.3‎ ‎7.6‎ ‎5.4‎ 完全沉淀 时的pH ‎5.2‎ ‎3.2‎ ‎9.7‎ ‎6.7‎ 回答以下问题:‎ ‎(1)实验流程中首先对赤铁矿进行“碾碎”,目的是 ‎ 　__________　__________　__________　__________　__________‎ ‎　　__________　__________　__________　__________　__________。 ‎ ‎(2)固体A的成分是　　　　　(填写化学式),在滤液A中加H2O2的目的是　 ‎ ‎　　__________ 　__________ 　__________ (用离子方程式进行说明)。 ‎ ‎(3)步骤②中需调节pH的范围是　　__________。 ‎ ‎(4)步骤③中灼烧所需的仪器有酒精灯、三脚架、　　　　(填写三种仪器),发生反应的化学方程式为　　__________　__________　__________ 　____‎ ‎　__________　__________　。 ‎ ‎【解析】(1)对赤铁矿进行碾碎,可以增大接触面积,从而加快反应速率,提高矿石的浸出率。‎ ‎(2)赤铁矿中只有MnO2与稀硫酸不反应,故固体A为MnO2。滤液A中加H2O2的目 的是将Fe2+氧化为Fe3+。‎ ‎(3)步骤②调节pH的目的是将Fe3+与Al3+、Cu2+分离,即完全沉淀Fe3+,而不沉淀Al3+、Cu2+,故需调节3.2≤pH<3.7。‎ ‎(4)步骤③为灼烧Fe(OH)3,需要用到的仪器还有坩埚、泥三角、坩埚钳。灼烧Fe(OH)3时发生分解反应:‎ ‎2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。‎ 答案:(1)增大接触面积,从而加快反应速率,提高矿石的浸出率 ‎(2)MnO2　2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O ‎(3)3.2≤pH<3.7‎ ‎(4)泥三角、坩埚、坩埚钳 ‎2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)‎ ‎1.对下列实验事实的解释正确的是 (　　)‎ 操作、现象 解释 A 向淀粉KI溶液中加入FeCl3‎ Fe3+能与淀粉发生显色反应 溶液,溶液变蓝 B 把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3‎ C 向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3‎ ‎【解析】选D。Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝,A错误;铁表面红棕色斑点是Fe2O3,B错误;铁与稀硝酸反应产生的气体为NO,C错误;Fe(OH)2易被氧化,D正确。‎ ‎2.1 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质,其浓度分别为0.2 mol·L-1和1.5 mol·L-1,现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应,下列有关说法正确的是 (　　)‎ A.反应后溶液中Fe3+物质的量为0.8 mol B.反应后产生13.44 L H2(标准状况)‎ C.反应后溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之和为0.9 mol D.由于氧化性Fe3+>H+,故反应中先没有气体产生后产生气体 ‎【解析】选C。Fe(NO3)3和H2SO4溶液中Fe3+、N、H+的物质的量分别为0.2 mol、0.6 mol、3 mol,n(Fe)==0.7 mol,氧化性为HNO3>Fe3+>H+,则n(N)=‎ ‎0.6 mol完全反应时:‎ Fe + 4H+ + N Fe3+ + NO↑ +2H2O ‎1 4 1 1 1‎ ‎0.6 2.4 0.6 0.6 0.6‎ Fe+2Fe3+3Fe2+‎ ‎1 2 3‎ ‎0.1 0.2 0.3‎ 单质铁完全反应,反应后的溶液中含(0.2+0.6-0.2) mol=0.6 mol Fe3+、0.3 mol Fe2+,A错误,C正确;反应中没有H2生成,但有NO生成,反应时先有NO气体生成,后没有气体产生,B、D错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为 (　　)‎ A.2∶1　　B.1∶2　　C.1∶3　　D.1∶4‎ ‎【解析】选C。加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为1∶2∶4,说明Fe3+有剩余,Cu2+不反应,设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,反应后Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为1∶2∶4,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,故反应的Fe3+为2 mol,参加反应的Fe为1 mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1 mol∶3 mol=1∶3。‎ ‎3.(2020·卫辉模拟)废铁屑制Fe2O3的一种流程如图:‎ 下列说法不正确的是 (　　)‎ A.热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污 B.操作a是萃取 C.冰水既可洗去杂质又可减少固体的溶解 D.Fe2O3可用作红色颜料 ‎【解析】选B。热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污,A正确;操作a是过滤,B错误;冰水既可洗去杂质又降低温度,减少固体的溶解,C正确;Fe2O3俗名铁红,可用作红色颜料,D正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共32分)‎ ‎4.(16分)某兴趣活动小组利用物质间的互变,设计成一个平面“魔方”,如图所示。‎ 已知:‎ ‎①A、B、C、D、G含有同种元素。‎ ‎②纯单质A是银白色;B溶液是黄色;固体C是红褐色;固体D是红棕色;G溶液是浅绿色。‎ ‎③E是通常状况下密度最小的气体;B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀;在水溶液中B也能将一种氧化物氧化为F,F是含有三种元素的共价化合物,F与A反应生成E和G。‎ 试回答下列问题:‎ ‎(1)写出D的化学式:　　　　　。 ‎ ‎(2)G生成C的过程中所出现的现象为　　__________　__________。 ‎ ‎(3)写出下列反应的化学方程式:‎ D+E→A:　 　__________　__________; ‎ A→B:　 　__________　__________。 ‎ ‎(4)B→F的离子方程式为 　__________　__________　__________　___‎ ‎　　__________　__________; ‎ G与次氯酸反应的离子方程式为　　__________　__________　__________。 ‎ ‎【解析】红褐色固体为Fe(OH)3,红棕色固体为Fe2O3,浅绿色溶液为含Fe2+的溶液,黄色溶液为含Fe3+的溶液。‎ 由①知,A、B、C、D、G都含Fe元素,由②表中的颜色知,A为铁单质,B含Fe3+,C为Fe(OH)3,D为Fe2O3,G含Fe2+。再由③知,E为H2,B为FeCl3,因F是含有三种元素的共价化合物,F与A反应生成E和G,又因为F是由FeCl3在水溶液中将一种氧化物氧化得到的,可推知F为一种含氧酸,结合Fe3+可氧化SO2的水溶液生成H2SO4可推测此氧化物为SO2,F为H2SO4。‎ 答案:(1)Fe2O3‎ ‎(2)先产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 ‎(3)Fe2O3+3H22Fe+3H2O ‎2Fe+3Cl22FeCl3‎ ‎(4)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+‎ ‎2Fe2++HClO+H+ 2Fe3++Cl-+H2O ‎【加固训练】‎ ‎　　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】选D。根据题意知,A为Fe,B为Cl2,C为H2,D为FeCl3,E为HCl,F为FeCl2。‎ ‎5.(16分)(2020·黄冈模拟)一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝),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)PAFC不是有机高分子化合物,A错误;PAFC中Fe显+3价,B错误;PAFC溶于水能电离出OH-,但同时还有氯离子,不属于碱,C错误;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) Cl与Fe2+反应的离子方程式为6Fe2++6H++Cl6Fe3++Cl-+3H2O。‎ ‎(5)①Al(OH)3是两性氢氧化物,能与强碱反应生成四羟基合铝酸盐,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++Cl6Fe3++Cl-+3H2O ‎(5)①BC ‎②Al2O3　Fe2O3‎ ‎③洗涤　冷却