第3章 第10讲 铁及其化合物的转化（word练习）-【导学教程】2025年化学新编高考大一轮总复习（鲁科版）

[对应学生用书P340] 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1．(2024·广东茂名模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是(　　) A．可用于制净水剂 B．溶于水形成无色溶液 C．在干燥空气中稳定存在 D．在空气中加热转化为Fe3O4 解析　FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A正确；溶于水形成FeSO4 溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误；FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误；FeSO4·7H2O中Fe为＋2价，在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3，故D错误。 答案　A 2．(2024·苏州调研)在指定条件下，下列铁及其化合物之间的转化能实现的是(　　) A．Fe(s)Fe3O4(s) B．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq) C．Fe(OH)2(s)Fe(NO3)2(aq) D．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq) 解析　铁单质与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁，A正确；铁单质与盐酸反应生成氯化亚铁而不是氯化铁，B错误；氢氧化亚铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁，而不是硝酸亚铁，C错误；二氧化硫与水生成亚硫酸不是硫酸，D错误。 答案　A 3．(2024·哈尔滨模拟)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂，反应的离子方程式为6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，下列说法正确的是(　　) A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1 B．用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水 C．酸化试剂可以用盐酸或硫酸 D．不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂 解析　反应中Fe元素由＋2价升高到＋3价，失去电子，Fe2＋是还原剂，Cr元素由＋6价降低到＋3价，得到电子，Cr2O是氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，A项不符合题意；绿矾与重铬酸根离子反应，可以去除毒性，生成的Fe3＋可以形成氢氧化铁胶体，具有净水的作用，B项符合题意；盐酸中的Cl－具有还原性，可以与具有氧化性的Cr2O发生氧化还原反应生成具有毒性的Cl2，C项不符合题意；草酸中的C是＋3价，可以作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以用草酸溶液代替绿矾作处理剂，D项不符合题意。 答案　B 4．构建知识网络是一种有效的学习方法，化学学习中的“价—类”二维图就是其中一种，如下图所示是铁及其化合物的“价—类”二维图，下列有关叙述或化学方程式书写错误的是(　　) A．物质A是氧化亚铁 B．Fe2O3→Fe可能是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 C．C→B在空气中的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 D．FeCl2→FeCl3的反应类型只能是复分解反应 解析　A为＋2价的铁的氧化物，A为FeO，B为碱，铁元素化合价为＋3价，B为Fe(OH)3，C为碱，铁元素化合价为＋2价，C为Fe(OH)2。由分析可知，A是氧化亚铁，A正确；氧化铁与铝发生铝热反应生成铁和氧化铝，因此Fe2O3→Fe可能是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3，B正确；C为Fe(OH)2，B为Fe(OH)3，氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁，现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，C正确；FeCl2→FeCl3，铁元素化合价升高，反应类型一定不是复分解反应，D错误。 答案　D 5.(2023·广东惠东统考)铁及其化合物在工农业生产中应用广泛，部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如右图所示。下列说法错误的是(　　) A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应 B．e、f、g均可通过化合反应生成 C．g溶液与浓NaOH溶液反应可制得具有净水作用的胶体 D．可以用KSCN溶液鉴别g和f 解析　由铁元素的价态类别图可知a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)2，e为Fe(OH)3，f为 FeCl2，g为FeCl3。a为Fe，在高温下铁和水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气，A正确；e为Fe(OH)3，由氢氧化亚铁、氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，f为FeCl2，由铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，g为FeCl3，由铁和氯气在点燃下反应生成氯化铁，B正确；g为FeCl3，浓NaOH溶液碱性太强，两者反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到胶体，C错误；f为FeCl2，g为FeCl3，铁离子和KSCN溶液结合变成血红色，可鉴别铁离子，D正确。 答案　C 6．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　　) A．将铁片加入冷的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3 胶体 C．将KSCN溶液滴入FeSO4溶液中：检验FeSO4溶液是否氧化变质 D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的还原性强于Cu2＋ 解析　铁片在冷的浓硫酸中钝化，故A不选；将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中生成Fe(OH)3 沉淀，故B不选；若FeSO4溶液氧化变质，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液变红。将KSCN溶液滴入FeSO4溶液中，可检验FeSO4溶液是否氧化变质，故C选；将铜粉加入FeCl3溶液中发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D不选。 答案　C 7．(2024·鞍山模拟)资料显示：FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，为了验证该事实，某实验小组取三份2 mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下： 操作 现象 实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化 实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释，后滴入2滴浓KSCN溶液 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色 实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失 下列说法不正确的是(　　) A．工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl B．实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋ C．实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因 D．通过上述实验，可以证明FeCl只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在 解析　FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，则工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl，故A正确；KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确；AgNO3溶液与氯离子反应，使FeCl转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C错误；稀释或滴AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明FeCl只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。 答案　C 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。 8．为探究SO2与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按下图所示装置进行实验(夹持、加热仪器略)，下列说法正确的是(　　) A．A中的反应仅体现了浓硫酸的氧化性 B．试剂a为饱和NaHCO3溶液 C．C中溶液pH降低，证明Fe3＋氧化了SO2 D．检验C中的溶液含有Fe2＋，证明Fe3＋氧化了SO2 解析　铜和浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应中浓硫酸表现酸性和强氧化性，故A错误；试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，作用是除去二氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实验，故B错误；二氧化硫溶于水生成亚硫酸，会使溶液中氢离子浓度增大，溶液pH降低，则溶液pH降低不能证明铁离子氧化了二氧化硫，故C错误；若溶液中含有亚铁离子，说明铁元素化合价降低被还原，铁离子作氧化剂，将二氧化硫氧化，故D正确。 答案　D 9．如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加酸溶解可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3 胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 解析　铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁与酸反应可实现转化③，故C正确；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成Fe(OH)3 胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂，故D正确。 答案　CD 10．(2024·常州质检)铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐{K3[Fe(CN)6]}溶液检验Fe2＋，黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液检验Fe3＋。Fe2O3是重要的化工原料，Au/Fe2O3可用作反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的催化剂。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下： 下列有关说法不正确的是(　　) A．“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率 B．“反应”时发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ C．“检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全 D．将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾 解析　“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可增大反应物的接触面积，能使反应物充分反应，从而提高铁元素的浸出率，故A正确；“反应”时发生的反应为溶液中铁离子与铁反应生成亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故B正确；检验“反应”步骤是否完全反应，可以加入K4[Fe(CN)6]溶液检验是否存在铁离子，故C正确；将第二次“过滤”所得滤液硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶等步骤制得绿矾，故D错误。 答案　D 三、非选择题 11．铁及其化合物的转化关系如下图所示(图中①②③各代表一种物质)。 回答下列问题： (1)Fe2O3与物质①反应的化学方程式为_____________________________________。 (2)FeCl3溶液与铁粉反应的离子方程式为____________________________________。 (3)FeCl2溶液→Fe(OH)3浊液的过程中，观察到的实验现象是________________________________________________________________________，此过程中发生反应的化学方程式为_________________________________________________。 解析　Fe2O3和稀盐酸反应生成FeCl3，FeCl3和Fe反应生成FeCl2，FeCl2和NaOH生成Fe(OH)2和溶液滴入沸水中加热至红褐色得到Fe(OH)3胶体。 (1)Fe2O3和稀盐酸反应生成FeCl3，物质①为稀盐酸，反应方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O； (2)FeCl3和Fe反应生成FeCl2，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； (3)FeCl2和NaOH溶液混合生成白色的Fe(OH)2 沉淀，Fe(OH)2不稳定，被空气氧化立即转化为灰绿色，最后生成红褐色Fe(OH)3沉淀，所以观察到的现象是先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；此过程中发生氧化还原反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 答案　(1)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O (2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (3)先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 12．为了探究市售Fe3O4能否与常见的酸(盐酸、稀硫酸)发生反应，实验小组做了以下工作。 Ⅰ.Fe3O4的制备 (1)将可溶性亚铁盐和铁盐按一定配比混合后，加入NaOH溶液，在一定条件下反应可制取Fe3O4，反应的离子方程式为_____________________________________________。 Ⅱ.Fe3O4与酸反应的实验研究 用10 mL 3 mol/L H2SO4溶液浸泡1.0 g Fe3O4粉末，5分钟后各取2 mL澄清浸泡液，按编号ⅰ进行实验(所用K3[Fe(CN)6]、KSCN溶液均为0.1 mol/L，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀)。 编号 ⅰ ⅱ 实验操作 现象 ①无蓝色沉淀　　　 ②溶液显红色　　　 均无明显现象 (2)实验ⅱ的作用是_________________________________________________。 (3)实验ⅰ中滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，其可能原因是Fe2＋的浓度太小，为了验证这一推断，可改进的方法是_____________________________________________。 (4)实验ⅲ：用10 mL 6 mol/L盐酸代替H2SO4浸泡样品后，重复实验ⅰ，发现试管①有蓝色沉淀，试管②溶液显红色，说明Cl－有利于Fe3O4与H＋反应，为了验证这一推测，可在用H2SO4溶液浸泡时加入________，然后重复实验ⅰ。 (5)实验ⅳ：用20 mL 6 mol/L盐酸浸泡1.0 g天然磁铁矿粉末，20 min后浸泡液几乎无色，重复实验ⅰ，发现试管①②均无明显现象，与实验ⅲ现象不同的可能原因是________________________________________________________________________。 解析　(1)将可溶性亚铁盐和铁盐按一定配比混合后，加入NaOH溶液，在一定条件下反应可制取Fe3O4，反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－===Fe3O4＋4H2O。 (2)实验ⅱ的作用是作对照实验，排除H2SO4、HCl对实验现象的干扰。 (3)实验ⅰ中滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，其可能原因是Fe2＋的浓度太小，也可能是Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，为了验证这一推断，可改进的方法是在试管中加入植物油隔绝空气，并延长浸泡Fe3O4的时间或者适当升高反应温度、搅拌等。 (4)用10 mL 6 mol/L盐酸代替H2SO4浸泡样品后，重复实验ⅰ，发现试管①有蓝色沉淀，试管②溶液显红色，说明Cl－有利于Fe3O4与H＋反应，为了验证这一推测，可在用H2SO4溶液浸泡时加入NaCl固体，然后重复实验ⅰ。 (5)实验ⅳ：用20 mL 6 mol/L盐酸浸泡1.0 g天然磁铁矿粉末，20 min后浸泡液几乎无色，重复实验ⅰ，发现试管①②均无明显现象，与实验ⅲ现象不同的可能原因是天然磁铁矿粉末中杂质较多，Fe3O4的含量较低。 答案　(1)Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－===Fe3O4＋4H2O (2)作对照实验，排除H2SO4、HCl对实验现象的干扰 (3)在试管中加入植物油隔绝空气，并延长浸泡Fe3O4的时间或者适当升高反应温度、搅拌等 (4)NaCl固体 (5)天然磁铁矿粉末中杂质较多，Fe3O4的含量较低 学科网（北京）股份有限公司 $$