2020届一轮复习人教版铁及其化合物作业(1)

2020届一轮复习人教版铁及其化合物作业(1)

铁及其化合物 一、选择题 ‎1.《新修本草》是我国古代中药学著作之一，其中关于“青矾”的记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。据此推测，“青矾”的主要成分为(　　)‎ A.CuSO4·5H2O　　　　　　 B.Fe2(SO4)3·9H2O C.KAl(SO4)2·12H2O D.FeSO4·7H2O 解析：选D。CuSO4·5H2O俗称胆矾，为蓝色，A项错误；Fe2(SO4)3·9H2O为黄色，B项错误；KAl(SO4)2·12H2O俗称明矾，为白色，C项错误；FeSO4·7H2O俗称绿矾，经煅烧氧化分解为红色Fe2O3，D项正确。‎ ‎2.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：选C。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。‎ ‎3.在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液颜色变化应是(　　)‎ A.颜色变浅　　　　　　　　 B.逐渐变深绿 C.没有改变 D.变棕黄色 解析：选D。Fe(NO3)2溶液中加入稀盐酸时发生反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，有棕黄色的Fe3＋生成。‎ ‎4.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是(　　)‎ A.实验①③反应制得的物质均为纯净物 B.实验②③均未发生氧化还原反应 C.实验①③均为放热反应 D.实验①②所涉及的物质均为电解质 解析：选B。实验③制得的是Fe(OH)3胶体，属于混合物，且属于吸热反应，选项A、C错误；实验①中涉及的物质Cl2、铁丝均为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质，选项D错误。‎ ‎5.下列有关物质检验方法不合理的是(　　)‎ A.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，该溶液中一定含有Fe2＋‎ B.用酸性KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4‎ C.检验Fe(NO3)2是否已氧化变质，可将Fe(NO3)2溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红 D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋‎ 解析：选C。酸性条件下Fe2＋被NO氧化成Fe3＋，不能检验Fe(NO3)2是否已氧化变质，C项不合理。‎ ‎6.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(　　)‎ A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液 Y FeCl3‎ CuCl2‎ Al Fe2(SO4)3‎ Z Cl2‎ Fe NaOH溶液 Cu 解析：选C。Cl2与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均反应，B错误；D有新的杂质CuSO4生成，D错误。‎ ‎7.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)‎ A.若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋‎ B.若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋‎ C.若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D.若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 解析：选B。本题考查铁及其化合物的性质。FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有；B项不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项若溶液中有Cu2＋，可能有部分铜固体析出；D项若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。‎ ‎8.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中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 解析：选D。据氧化性由强到弱的顺序：HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为 ‎4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ‎4 mol　 1 mol　1 mol ‎2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2‎ ‎2 mol 　　1 mol　3 mol Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu ‎1 mol　　 1 mol 1 mol 所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4 mol＝1∶1∶4。‎ ‎9.研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以得到直观形象的效果，下列表达不正确的是(　　)‎ A.NaOH溶液与SO2反应时溶液中溶质的情况 ‎　‎ B.NaAlO2溶液与盐酸反应后铝的存在形式 ‎　‎ C.Fe在Cl2中的燃烧产物 ‎　‎ D.Fe和稀HNO3反应后，铁的存在形式 ‎　 ‎ 解析：选C。A正确，因为发生的反应为SO2＋NaOH===NaHSO3和SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。B正确，因为发生的反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓和AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。C不正确，因为不论反应物比例是多少，发生的反应总是2Fe＋3Cl22FeCl3。D正确，因为如果铁过量，过量的铁与生成的Fe3＋继续反应，生成Fe2＋。‎ 二、非选择题 ‎10.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识，回答下列问题：‎ ‎(1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中正确的是　　　　。‎ A.纯铁硬度比生铁高 ‎ B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈 ‎ C.不锈钢是铁合金，只含金属元素 ‎ D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应 ‎ E.铁在冷的浓硫酸中钝化 ‎(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　，形成该分散系的分散质的微粒直径范围是　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出 FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：__________________________________________。‎ 欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：①氯气　②铁粉　③浓硝酸　④浓盐酸　⑤烧碱　⑥浓氨水，需要用到的一组试剂是　　　　。‎ A.①②④ 　　　　　　　　 B.①③④⑥ ‎ C.②④⑤ D.①④⑥‎ ‎(4)高铁酸钠Na2FeO4 是一种新型净水剂。‎ ‎①高铁酸钠主要通过如下反应制取： 2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O。‎ 则X的化学式为　　　　　　　　。‎ ‎②高铁酸钠在水中可以发生如下反应： 4FeO＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑。‎ 由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有______________________________‎ 性，而能够除去水中悬浮物是因为__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③下列物质能作净水剂的有　　　　。‎ A.KAl(SO4)2·12H2O B.[Fe(OH)(SO4)]n C.ClO2 ‎ D.“84”消毒液 解析：(1)A.纯铁硬度比生铁低，错误；B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，正确；C.不锈钢是铁合金，含Fe、Mn等金属元素，也含有C、Si等非金属元素，错误；D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，正确；E.铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸，在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步反应，‎ 因此Fe在冷的浓硫酸中钝化，正确。(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，这时发生Fe3＋的水解反应，产生氢氧化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋；形成的该分散系属于胶体，分散质的微粒直径范围是1～100 nm。(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，应该首先向溶液中加入过量的Fe粉，发生反应得到FeCl2溶液，把过量的Fe和置换出的Cu过滤出去，向滤渣中加入盐酸使Fe发生反应得到FeCl2溶液，再过滤除去Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了FeCl3溶液，所以选项A符合题意，而选项B、C、D都会引入杂质离子，不符合题意，错误。(4)①根据原子守恒可得X的化学式是NaCl；②根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子，具有强氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物Fe(OH)3在水中形成胶体，有强的吸附能力，能吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去；③A.KAl(SO4)2·12H2O电离产生的Al3＋会发生水解反应产生Al(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；B.[Fe(OH)(SO4)]n会形成Fe(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；C.ClO2 有强氧化性，可以杀菌消毒，危害也小，因此可作净水剂，正确；D.“84”消毒液有杀菌消毒作用，但是碱性太强，气味太浓，不适宜水的净化，错误。‎ 答案：(1)BDE ‎(2)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋‎ ‎1～100 nm ‎(3)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　A ‎(4)①NaCl　②强氧化　生成的Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质　③ABC ‎11.根据下列转化关系，回答有关问题。‎ ‎(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为　　　　，试剂1是　　　　。‎ ‎(2)下列物质不能作为试剂2的是　　　　(填序号)。‎ a.Cl2　 　b.新制氯水　　 c.浓硫酸　　 d.S　 　e.硝酸 ‎(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)溶液C→溶液F红色加深的原因是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现棕黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：　　　　　　　　；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：从框图可知，Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为棕黄色溶液，联想最终变成深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为FeCl3，试剂2为强氧化剂，S不符合条件。Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后，Fe3＋变成Fe(SCN)3，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋被氧化为Fe3＋，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深。‎ 答案：(1)FeCl2　KSCN溶液(或NH4SCN溶液)‎ ‎(2)d　(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O ‎(4)溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁，使红色加深 ‎(5)加入还原剂将Fe3＋还原　用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。若溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设正确；若溶液始终不变红色，则假设不正确(其他合理答案均可)‎ ‎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0.0100 0 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，故需选用稀硫酸酸化。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%‎