2020届一轮复习人教版铁及其化合物作业

2020届一轮复习人教版铁及其化合物作业

铁及其化合物 ‎1．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)‎ 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产生红色沉淀 ‎[解析]　赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3价铁离子遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离子的存在。‎ ‎[答案]　C ‎2．下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)‎ A．将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，可以检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质 B．浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体 C．1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA D．水溶液中Fe2＋、H＋、SO、ClO－不能大量共存 ‎[解析]　A项，酸性条件下，NO能将Fe2＋氧化为Fe3＋，无法检验；B项，浓氨水与FeCl3饱和溶液会生成Fe(OH)3沉淀；C项，足量氯气将Fe2＋和I－全部氧化，1 mol FeI2应转移3NA的电子。‎ ‎[答案]　D ‎3. A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．①中所加试剂可能是氯气 B．③中需要加具有氧化性的试剂 C．A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化 D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现 ‎[解析]　根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl，A项正确；反应③中铁元素由＋2价升高到＋3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的Fe与稀HNO3反应时，生成Fe(NO3)2，C项错误；Fe3＋能将I－氧化为I2，自身被还原成Fe2＋，D项正确。‎ ‎[答案]　C ‎4．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＜Fe(OH)3‎ B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3‎ C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 ‎[解析]　铁与单质碘化合生成的是FeI2，选项B不正确；三价铁离子能把碘离子氧化成单质碘，选项C不正确；D项，得到的是Fe(OH)3沉淀，因而不正确。‎ ‎[答案]　A ‎5．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]　反应开始时生成的氢气进入B中，可排出氧气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，故A正确；FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀，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，故B正确；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，故D正确。‎ ‎[答案]　C ‎6．向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为(　　)‎ A．‎2.4 g B．‎‎4.8 g C．‎6.4 g D．‎‎1.6 g ‎[解析]　加入盐酸后先后发生：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O①，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋②，由①可得n(O)＝3n(Fe2O3)＝n(HCl)＝0.3×1×＝0.15 mol，由质量守恒可得，固体减少的质量为Fe2O3中氧的质量，为0.15×16＝‎2.4 g，A正确。‎ ‎[答案]　A ‎7．下列图像是表示铁与一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是(　　)‎ ‎[解析]　根据反应Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2可知，和硝酸反应生成Fe(NO3)3的Fe与Fe3＋所消耗的Fe的物质的量之比为2∶1，B项正确。‎ ‎[答案]　B ‎8．铁铝合金‎8.3 g溶于300 mL 2 mol/L盐酸时，在标准状况下产生气体‎5.6 L。若向反应后的溶液中加入适量烧碱溶液，充分搅拌，生成沉淀的最大质量为(　　)‎ A．‎9 g B．‎‎16.8 g C．‎18.5 g D．‎‎22.5 g ‎[解析]　发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，‎ ‎5.6 L气体是氢气，氢气的物质的量为＝0.25 mol，故参加反应的HCl的物质的量为0.25 mol×2＝0.5 mol，溶液中n(HCl)＝‎0.3 L×2 mol/L＝0.6 mol，大于参加反应的HCl的物质的量，故金属完全反应，反应后溶液中加入适量烧碱溶液，充分搅拌，生成沉淀的质量最大，则亚铁离子(搅拌过程被氧化为铁离子)、铝离子恰好完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3，则m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)，根据电子得失守恒及考虑亚铁离子氧化，若假设金属全部为铝，可知最终增加的n(OH－)＝2n(H2)＝0.25 mol×2＝0.5 mol，故沉淀的最大质量为‎8.3 g＋0.5 mol×‎17 g/mol＝‎16.8 g；若假设金属全部为铁，可知最终增加的n(OH－)＝2n(H2)×＝0.25 mol×2×＝0.75 mol，故沉淀的最大质量为‎8.3 g＋0.75 mol×‎17 g/mol＝‎21.05 g，故生成沉淀最大质量应大于‎16.8 g，小于‎21.05 g，答案选C。‎ ‎[答案]　C ‎9．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大 ‎[解析]　碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，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，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。‎ ‎[答案]　D ‎10．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)‎ 选项 操作、现象 解释 A 向KI－淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3＋能与淀粉发生显色反应 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]　A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。‎ ‎[答案]　D ‎11．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：‎ ‎(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是______________。‎ ‎(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为______。‎ ‎(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_________________________。‎ ‎(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：‎ ‎①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；‎ ‎②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；‎ ‎③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。‎ 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。‎ ‎(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是_____________，生成沉淀的原因是________________(用平衡移动原理解释)。‎ ‎[解析]　(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(2)Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰。(4)根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向正向移动，产生较多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。‎ ‎[答案]　(1)防止Fe2＋被氧化 ‎(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ ‎(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 ‎(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 ‎12．铁及其化合物在日常生活中应用广泛。‎ ‎(1)利用Fe2＋、Fe3＋的催化作用，常温下可将SO2转化为SO，从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2＋、Fe3＋的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，则另一反应的离子方程式为________________________________。‎ ‎(2)氧化铁是重要的工业颜料，下面是制备氧化铁的一种方法，其流程如下：‎ ‎①操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ为洗涤，洗涤操作的具体方法为 ‎__________________________________________。‎ ‎②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液，生成沉淀的同时有一种气体产生，写出其化学方程式：________________________。‎ ‎(3)如果煅烧不充分，产品中将有FeO存在，称取‎3.0 g氧化铁产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，用酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定2～3次，消耗酸性KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。‎ ‎①该实验中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是________(填序号)。‎ a．稀硝酸 B．稀盐酸 c．稀硫酸 D．浓硝酸 ‎②上述产品中Fe2O3的质量分数为________。‎ ‎[解析]　(1)根据离子方程式4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O和题干信息可知，另一个反应必为Fe3＋将SO2氧化为SO，同时自身被还原为Fe2＋，从而Fe2＋、Fe3＋实现循环，达到催化作用。‎ ‎(2)①根据流程图可知，操作Ⅰ是过滤；洗涤的具体操作方法：沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2～3次。②根据题给信息，化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O。‎ ‎(3)①由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，盐酸在常温下即可被其氧化，又因Fe2＋具有还原性，硝酸不论稀、浓均具有强氧化性，故需选用硫酸酸化。②根据反应5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，可知样品中FeO的质量为‎0.02 L×0.010 00 mol·L－1×5×‎72 g·mol－1×＝‎0.72 g，所以产品中Fe2O3的质量分数为×100%＝76%。‎ ‎[答案]　(1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ ‎(2)①过滤　沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2～3次 ‎②FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O ‎(3)①c　②76%‎ ‎13．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。‎ ‎ (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 0mol·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