2020届二轮复习铁及其重要化合物作业（全国通用）
铁及其重要化合物
1、常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体
C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D．m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小
答案：B
解析：酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3＋，C错误；当恰好第二个反应结束时，根据方程式计算则至少消耗铁16.8＋(0.1＋0.3)×0.5×56＝28(g)，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。
2、下列叙述正确的是 ( )
A．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
B．将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，会有溶液变蓝、黑色固体出现的现象，这是因为金属铁比铜活泼
C．Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出
D．在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液，会有CO2产生，但无Fe(OH)3沉淀生成
答案：C
解析：稀HNO3具有强氧化性，与Fe反应产生的气体为NO，不属于置换反应，A项错误；铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，溶液变蓝但不会有黑色固体出现，B项错误；Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，C项正确；Fe3＋与HCO会发生水解相互促进反应，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D项错误。
3、下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( )
A．在溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋
C．工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案：B
解析：若溶液既含Fe3＋又含Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈红色，则证明存在Fe3＋但并不能证明无Fe2＋，A项错误；现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，是苹果汁中的Fe2＋变为Fe3＋
，B项正确；铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸钝化，形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触，C项错误；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理，D项错误。
4、为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质中最好选用( )
A．KMnO4溶液 B．H2O2溶液
C．氯水 D．HNO3溶液
答案：B
解析：A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2＋氧化为Fe3＋，但同时会引入新的杂质；双氧水具有氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，还原产物为水，不引入新杂质。
5、下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 ( )
A．铁红的主要成分是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产生红色沉淀
答案：C
解析：铁红是Fe2O3，故A错误；铁与水蒸气反应生成的是Fe3O4和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故B错误；除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，除去了杂质Fe3＋，故C正确；铁离子与硫氰根离子反应生成的硫氰化铁不是沉淀，是一种红色的配合物，故D错误。
6、下列有关铁元素的叙述中正确的是 ( )
A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2
Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去0.2 mol电子
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O
答案：A
解析：A项，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，反应中Fe3＋为氧化剂，Fe2＋为氧化产物，故氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，正确；pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NO、H＋不能大量共存，B项错误；C项铁应失去0.3 mol电子，错误；D项电荷不守恒，错误。
8、下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
Na2SO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
HCl溶液
答案：C
解析：A项，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，除去了主体物质，错误；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，主体物质和杂质均被消耗，错误；C项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2易溶，过滤即可，正确；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，但引入了新的杂质NaCl，错误。
9、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．因Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液浅绿色加深
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化
答案：C
解析：由图可知，A中发生Fe与稀硫酸的反应生成硫酸亚铁和氢气，利用氢气将装置中的空气排出，然后关闭C，氢气将硫酸亚铁压入B中，硫酸亚铁与NaOH反应生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易水解，配制FeCl3溶液时应防止FeCl3因水解生成氢氧化铁沉淀，可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项正确；Fe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，有棕黄色的Fe3＋生成，C项错误；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项正确。
10、纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：
Fe3O4下列说法错误的是( )
A．保存溶液A时，应加入少量铁粉
B．其制备反应类型不属于氧化还原反应
C．取滤液进行焰色反应，火焰为黄色
D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好应为2∶1
答案：D
解析：Fe2＋易被空气中的氧气氧化，在保存含Fe2＋
的溶液时，需要加入铁粉，A项正确；反应中无元素化合价的变化，不是氧化还原反应，B项正确；滤液中含有Na＋，所以进行焰色反应时火焰为黄色，C项正确；Fe3O4可写成FeO·Fe2O3，所以n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，D项错误。
11、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
答案：D
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。A项，Fe2＋变质会生成Fe3＋，则只需检验溶液中是否含有Fe3＋，可利用KSCN和Fe3＋反应溶液显红色进行检验，正确；B项，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，正确；C项，过滤操作中需要用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，正确；D项，二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，FeCO3在空气中高温分解生成Fe2O3，错误。
12、为验证还原性：SO2>Fe2＋>Cl－
，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验，能证明上述还原性顺序的实验组有( )
溶液1
溶液2
甲
含Fe3＋、Fe2＋
含SO
乙
含Fe3＋，无Fe2＋
含SO
丙
含Fe3＋，无Fe2＋
含Fe2＋
A.只有甲
B．甲、乙
C．甲、丙
D．甲、乙、丙
答案：C
解析：本实验利用“还原剂的还原性大于还原产物”的原理来验证还原性的强弱顺序。向FeCl2溶液中通入Cl2，得到溶液1，再向溶液1中通入SO2，得到溶液2。甲．溶液1中含有Fe3＋、Fe2＋，说明发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反应完全，可证明还原性Fe2＋>Cl－；溶液2中含有SO，则说明发生反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，可证明还原性SO2>Fe2＋，故甲能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－；乙．溶液1中含有Fe3＋，无Fe2＋剩余，则还原性Fe2＋>Cl－，但Cl2可能过量，再通入SO2，可能发生的反应是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，不能比较SO2与Fe2＋的还原性强弱，故乙不能验证；丙．溶液1中含有Fe3＋，没有Fe2＋，通入SO2
后溶液中又含有Fe2＋，说明SO2将Fe3＋还原得到Fe2＋，证明还原性SO2>Fe2＋，故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－。
13、中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。
FeCl3·6H2OFeO(OH)纳米四氧化三铁
下列有关叙述不合理的是( )
A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病
B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等
C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
答案：B
解析：纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B项错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C项正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，生成物为Fe3O4，结合质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。
14、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＋
答案：C
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，在两次过滤得到的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。
15、向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是( )
A．a表示n(Fe3＋)的变化曲线
B．n1＝0.75
C．P点时，n(Fe3＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
答案：C
解析：该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的物质的量变化曲线，A正确；溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗铁为0.75 mol，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol(14.4 g)铜，D正确。
16．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
答案：A
解析：若用过量硝酸酸溶，会引入NO，A项错误；SO2
是一种污染气体，必须回收利用，B项正确；通入Cl2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，C项正确；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项正确。
17、如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A．向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色
B．溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O
C．溶液酸性：A>B
D．加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
答案：A
解析：溶液A转化为溶液B发生反应：2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋，向溶液B中滴加KSCN溶液，未与SO2反应的Fe3＋与SCN－反应，有红色出现，A项正确；溶液B转化为溶液C发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，B项错误；根据反应方程式可知，溶液酸性：B>A，C项错误；溶液C中含有Fe3＋和H＋，溶液C转化为溶液A，可加入三价铁的氧化物，D项错误。
18、某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，
向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示，则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A．1∶1∶1
B．1∶3∶1
C．3∶3∶8
D．1∶1∶4
答案：D
解析：依次发生的反应是Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2，Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu，稀硝酸消耗1 mol Fe同时生成1 mol Fe(NO3)3，Fe(NO3)3消耗1 mol Fe，消耗1 mol Fe需要4 mol HNO3、2 mol Fe(NO3)3和1 mol Cu(NO3)2，则原溶液中有4 mol HNO3、1 mol Fe(NO3)3,1 mol Cu(NO3)2，则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为1∶1∶4。
