【名师指点】2021届高三化学基础训练：铁及其化合物.docx

铁及其化合物
一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42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·福建师大附中期末)下列各物质，能由单质间发生化合反应得到，但不能由单质与酸发生置换反应得到的是 (　　)。
A．MgCl2 B．FeCl2 C．AlCl3 D．CuCl2
解析　MgCl2、AlCl3既能由单质间发生化合反应制得，又能由金属单质与盐酸发生置换反应得到。单质铁与盐酸反应生成FeCl2，单质铁在Cl2中燃烧则生成FeCl3，铜在Cl2中燃烧生成CuCl2，铜与盐酸不反应。
答案　D
3．(2021·绍兴模拟)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．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·北京西城区期末考试)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．(2021·曲靖模拟)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错误。
答案　B
7．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、非选择题(本题共4个小题，共58分)
8．(14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＋＋SO32－＋H2O===2Fe2＋＋SO42－＋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＋＋SO32－＋H2O===2Fe2＋＋SO42－＋2H＋
9．(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＋→AlO2－、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＋＋2HCO3－===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＋＋2HCO3－===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
10．(14分)已知A～I均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示，其中A、D为金属单质，反应过程中需要或生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题：

(1)B和F分别是________________(填化学式)。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①A与B在高温下反应：____________________________________________。
②H在空气中转变为I：____________________________________________。
(3)E溶液中全部离子浓度由大到小的挨次是________。
(4)用离子反应方程式表示G溶液呈酸性的缘由__________________________
________________；该反应的平衡常数为________(已知常温下，H的溶度积常数Ksp＝8.0×10－16)。
解析　本题以无机框图为载体，考查无机物的性质及化学反应原理，意在考查考生的综合分析力量。(1)依据框中转化关系及题干信息，可以确定I为氢氧化铁。A、D为金属单质，依据A和B的反应条件就可以联想到铝热反应，推想A、D为铝和铁，即A为铝，B为氧化铁，C为氧化铝，D为铁，E为偏铝酸钠，G为氯化亚铁，F为氢氧化铝，H为氢氧化亚铁，I为氢氧化铁。(3)偏铝酸钠水解使溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度的大小挨次为
c(Na＋)>c(AlO2－)>c(OH－)>c(H＋)；(4)FeCl2溶液中，Fe2＋发生水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，平衡常数K＝＝＝＝1.25×10－13。
答案　(1)Fe2O3、Al(OH)3
(2)①Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
②4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(3)c(Na＋)>c(AlO2－)>c(OH－)>c(H＋)
(4)Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋　1.25×10－13
11．(15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%