2021届高考化学(广东专用)一轮总复习限时训练：第三章-课时3-铁及其化合物.docx

课时3　铁及其化合物

(时间：45分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共6个小题，每题4分，共24分，每个小题只有一个选项符合题意。)
1．下列关于铁的叙述正确的是
(　　)。
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀　②在人体内的血红蛋白中含有铁元素　③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族　④铁能在氧气中猛烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧　⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3　⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3
A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑥
解析　当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀力量较强；铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe＋2FeCl3=== 3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3制得。故选项B正确。
答案　B
2．(2021·广东广州一模，8)下列说法正确的是
(　　)。
A．Fe在肯定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3
B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色
C．FeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体
解析　高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A错误。Fe3O4溶于盐酸生成Fe3＋和Fe2＋，Fe3＋与KSCN反应得到红色溶液，故B正确。蒸干FeCl2溶液时发生水解，生成Fe(OH)2和易挥发的HCl，由于Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3，所以灼烧后会得到Fe2O3，故C错误。将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是胶体，故D错误。
答案　B
3．(2021·肇庆模拟)向某晶体的溶液中加入含Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液消灭红色，由此得出下列的结论错误的是
(　　)。
A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强
B．该晶体中肯定含有SCN－
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色化合物
D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋
解析　某晶体的溶液中没有与Fe2＋发生反应显红色的离子，当加入溴水后，Fe2＋肯定被氧化成Fe3＋，此时溶液消灭红色，说明原晶体是含有SCN－的盐，很明显推断出B、C、D均正确，在Br2与Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3＋氧化性强。
答案　A
4．(2022·中山模拟)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是
(　　)。

A．①②③④⑤ B．①②③⑤
C．①②③④ D．②③④⑤
解析　由于Fe(OH)2在空气中很简洁被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排解装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的爱护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油爱护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻挡了空气进入；④由于空气中的氧气，能快速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
答案　B
5．(2021·河源期末考试)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列试验，解释或结论不正确的是
(　　)。
选项
试验
现象
解释或结论
A
加入FeCl3固体
溶液变成红褐色
FeCl3的水解程度变大
B
加入等体积水
溶液颜色变浅
c(Fe3＋)变小
C
加入足量Fe粉
溶液颜色变成浅绿色
2Fe3＋＋Fe=== 3Fe2＋
D
将FeCl3溶液微热
溶液变成红褐色
水解反应ΔH>0
解析　向黄色的FeCl3溶液中加入FeCl3固体，溶液浓度增大，溶液黄色变深，但FeCl3的水解程度变小，A错误。往黄色的FeCl3溶液中加入等体积水，溶液被稀释，c(Fe3＋)变小，溶液颜色变浅，B正确；在黄色的FeCl3溶液中加入足量Fe粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液颜色变成浅绿色，C正确；水解反应是吸热反应，将FeCl3溶液微热可加速FeCl3的水解，溶液变成红褐色，D正确。
答案　A
6．向肯定量的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，固体削减的质量为
(　　)。
A．6.4 g B．4.8 g C．2.4 g D．1.6 g
解析　向混合物中加入盐酸时发生如下反应：
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、2FeCl3＋Cu=== CuCl2＋2FeCl2，由题意可知：Cu与Fe2O3的物质的量相等，设二者的物质的量均为x，
则有6x＝0.3 L×1 mol·L－1＝0.3 mol，
x＝0.05 mol；若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体削减的质量即为氧原子的质量：0.05 mol×3×16 g·mol－1＝2.4 g。
答案　C
二、选择题(本大题共2小题，每小题6分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
7．通过对试验现象的观看、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列试验事实的解释正确的是
(　　)。

操作、现象
解释
A
向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝
Fe3＋将I－氧化为I2
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　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　AD
8．(2021·肇庆二模)部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：

下列说法正确的是
(　　)。
A．滤液A中的阳离子为Fe3＋、Fe2＋、H＋
B．样品中Fe元素的质量为2.24 g
C．样品中CuO的质量为4.0 g
D．V<896
解析　依据题意，3.2 g滤渣肯定是铜，而铜与Fe3＋不共存，则A项错误；最终的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，则C项错误；因2.24 g Fe元素已部分氧化，且Fe还与Fe3＋、Cu2＋发生反应，故生成的氢气的体积应小于896 mL，D正确。
答案　BD
三、非选择题(本题共4个小题，共64分)
9．(15分)有关FeSO4的转化关系如图所示(部分物质已略去)。

已知：①X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入BaCl2溶液，产生白色沉淀。
②Y是红棕色的化合物。
(1)气体X的成分是(填化学式)________。
(2)反应Ⅰ的反应类型属于(填序号)________。
a．分解反应 b．复分解反应
c．置换反应 d．化合反应
e．氧化还原反应
(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是________________________________。
(4)若经反应Ⅰ得到16 g固体Y，产生的气体X恰好被0.4 L 1 mol·L－1 NaOH溶液完全吸取，则反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是______________
__________________________________________________________。
解析　由①知，气体X为SO2和SO3的混合物；由②知，Y为Fe2O3。所以反应Ⅰ的化学方程式为2FeSO4(s)Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。(1)气体X的成分为SO2和SO3；(2)反应Ⅰ的类型为分解反应，同时又属于氧化还原反应；(3)溶液2中的金属阳离子为Fe3＋，所以其检验的方法为取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，则证明原溶液中含有Fe3＋；
(4)由题意知经反应Ⅰ共得到0.1 mol的Fe2O3、0.1 mol的SO2和0.1 mol的SO3，故知反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是
2Fe3＋＋SO＋H2O====2Fe2＋＋SO＋2H＋。
答案　(1)SO2、SO3　(2)ae
(3)取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，则证明原溶液中含有Fe3＋
(4)2Fe3＋＋SO＋H2O==== 2Fe2＋＋SO＋2H＋
10．(15分)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请依据下列试验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是______________；Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为________________________________________________________________。
(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量削减的阳离子是________。
A．Mg2＋ B．Fe2＋ C．Al3＋ D．Cu2＋
(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ的名称是________；操作Ⅱ的方法为________________________________________________________________。
②请写诞生成FeCO3沉淀的离子方程式：____________________________
____________________________________________。
解析　(1)铁的氧化物中具有磁性的是Fe3O4，Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是Fe2＋、Fe3＋、H＋；Fe3O4溶于过量的浓硝酸后Fe元素会被氧化为Fe3＋，所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3。(2)向该溶液中加入过量的NaOH溶液后：Mg2＋→Mg(OH)2、Fe2＋→Fe(OH)3、Al3＋→AlO、
Cu2＋→Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2；高温灼烧后Mg(OH)2→MgO、Fe(OH)3→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO；将MgO、Fe2O3、CuO投入过量盐酸后生成Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋，故应选择B、C。(3)①从流程图中知道经操作Ⅰ得到滤渣，故该操作是过滤；操作Ⅱ是在得到FeCO3沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤具体操作方法为：在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从流程图中分析加入稍过量的NH4HCO3溶液，有FeCO3沉淀，还应有CO2生成，发生复分解反应的离子方程式为：Fe2＋＋2HCO=== FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案　(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋　Fe(NO3)3
(2)BC
(3)①过滤　洗涤　在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　②Fe2＋＋2HCO=== FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
11．(18分)(2021·广东佛山一模，32)硫铁矿烧渣是一种重要的化工产业中间产物，主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m的流程图：

(1)试验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有________、玻璃棒和烧杯等。
“操作Ⅲ”系列操作名称依次为________、________、过滤和洗涤。
(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学方程式：_______________________。
(3)硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是______________________
_________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)试验室检验“反应Ⅰ”已经完全的试剂是________，现象是________________________。
(5)加入适量H2O2溶液的目的是氧化Fe2＋，写出H2O2氧化Fe2＋为Fe3＋的离子方程式：___________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析　(1)操作Ⅰ是固液分别，则为过滤操作，因此还需要漏斗。操作Ⅲ是从溶液中分别出含结晶水的物质，因此需蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
(2)酸溶往往是酸和碱或金属氧化物反应。
(3)矿石的预处理中往往有煅烧、粉碎等，其中粉碎是为了增大固体物质的接触面积，加快反应速率和使反应更充分。
(4)检验Fe3＋的方法：加入KSCN溶液，溶液变成红色。
答案　(1)漏斗　蒸发浓缩　冷却结晶
(2)Fe3O4＋4H2SO4=== FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O
(3)增大烧渣与硫酸的接触面积，加快烧渣的溶解速率
(4)KSCN溶液　溶液不呈红色
(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
12．(16分)某争辩性学习小组请你参与“争辩铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”试验探究，并共同解答下列问题：
探究一　设计如图所示装置进行“铁与水反应”的试验。

(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为__________________________
_________________________________________________。
(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是___________________________________
______________________________。
(3)装置E中的现象是______________________________________________。
探究二　设计如下试验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。
(4)待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于________后，将所得溶液分成两份。
(5)一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________(选填序号，下同)；若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________。
①肯定有Fe3O4　②肯定有Fe　③只有Fe3O4　④只有Fe
(6)另一份用______________(填仪器名称)加入____________，可以证明溶液中存在Fe2＋。
探究三　设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。

(7)试剂b的化学式是________。
(8)计算反应后B装置中铁元素的质量分数为________。
答案　(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　(2)防止暴沸　(3)黑色固体变红，右端管壁有水珠　(4)稀硫酸　(5)①　②　(6)胶头滴管　酸性KMnO4溶液，溶液褪色
(7)NaOH　(8)77.8%