3.1 铁及其化合物 同步练习题 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.1 铁及其化合物 同步练习题 一、选择题 1．下列反应的描述与离子方程式均正确的是 A．锌片插入硝酸银溶液中，有银析出 B．氧化亚铁与稀盐酸反应 C．向氯化亚铁溶液中通入氯气，无任何现象 D．将盐酸滴在石灰石上，固体溶解并产生无色气体 2．铁和铜部分物质的价一类关系如图所示。下列说法正确的是 A．a和d不能发生化合反应 B．高温条件下，a与水蒸气反应可制得c和氢气 C．b、e都是黑色固体，d溶液和h溶液都是透明溶液 D．从元素价态来看，b和f既可以表现氧化性，又可以表现还原性 3．下列物质中， 不能通过化合反应生成的是 A．NaCl B．HClO C．Fe(OH)3 D．FeCl2 4．铁元素的化合价很多，有0价、+2价、+3价、+4价、+5价和+6价。铁与足量下列物质完全反应所得产物中铁仅为+3价的是 A．水 B．稀硫酸 C．氯气 D．硫酸铜溶液 5．下列离子方程式书写正确的是 A．盐酸中滴入碳酸钠溶液：CO+ 2H+ =H2O + CO2↑ B．铁粉与稀硫酸反应：2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑ C．盐酸中滴入氢氧化钠溶液：HCl + OH-=H2O + C1- D．稀硫酸滴入氢氧化钡溶液：SO+ H+ + Ba2+ + OH-=BaSO4↓+ H2O 6．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．pH＝1(酸性)的溶液中：Na＋、、Cl－、K＋ B．无色酸性溶液中：Fe2+、K＋、 、 C．含有I－ 的溶液中：H +、Na＋、Cl－、 D．pH＝14(碱性)的溶液中：K＋、、ClO－、Cl－ 7．实验操作能达到目的的是 选项 目的 实验操作 A 证明氯水具有酸性和氧化性 向石蕊试液中滴加氯水，试液先变红后褪色 B 证明氯气可以支持燃烧 氢气点燃后在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，有白烟生成 C 测定84消毒液的 用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在试纸上 D 验证某补铁口服液中是否含有 向该口服液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量溶液，观察溶液颜色变化 A．A B．B C．C D．D 8．下列各组离子在指定的溶液中，能大量共存的一组是 A．澄清溶液中：K+、Na+、SO、MnO B．FeCl2溶液中：H+、Na+、Cl-、ClO- C．强碱性溶液中Na＋、K＋、HCO、Cl- D．含有大量Ba2+的溶液中：K+、NH、SO、Cl- 二、填空题 9．长期放置的溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验溶液的变质程度。 实验方案 步骤1 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 实验现象 ___________ ___________ 实验结论 溶液部分变质 上述方案补充完整 、 。 (2)该组同学设计利用部分变质的溶液制备。 ①加入双氧水(酸性)完成反应，涉及的离子方程式为 。 ②若用该变质溶液制得，则变质前溶液的浓度为 。 (3)可用作补铁剂，使用时建议与维生素同服。同学甲猜测维生素可将转化为，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量溶液于试管中，加入维生素片(白色)，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素可将转化为”的结论？ (“能”或“不能”)。若不能，请说明理由： 。 10．分析下列反应并按要求填空。 （1） 铁与氯气在一定条件反应，写出化学反应方程式 其中氧化剂是 ；发生氧化反应的是 ，当1molFe反应时转移 mol电子 （2）取少量铁与氯气反应得到的固体溶于水，分装在两支试管中，若向其中一支试管滴加KSCN溶液，则溶液变成 色。向另一支试管滴加NaOH溶液，现象为 离子反应的方程式为 。 11．铁是一种重要的金属材料，它的单质及化合物在生产生活中应用广泛。 (1)铁元素有三种常见的氧化物，分别是 FeO、Fe2O3、Fe3O4。其中具有磁性的是 ，可作为红色颜料的是 。 (2)某补铁口服液中含有 Fe2+，为检验其是否被氧化变质，可取少量该口服液，向其中 滴加 KSCN 溶液，若溶液变为红色，则说明其已变质。向该口服液中加入维生素 C 可防止其被氧化变质，此过程中利用了维生素 C 的 性。 (3)FeCl3可作为铜电路板的腐蚀液，其反应原理为Cu与FeCl3溶液反应生成FeCl2和CuCl2，该反应的化学方程式为 。向反应后的溶液中加入 ，可回收 Cu，并得到FeCl2溶液。 12．一氧化碳常用于工业上和实验室还原某些金属氧化物，根据题意完成下列计算： ①已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3+CO→2FeO+CO。 反应形成的固体混合物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用m (Fe) ：m(O)表示： Ⅰ.上述固体混合物中，m(Fe) ：m(O)不可能是 （选填a、b、c多选扣分） a. 21:9 b. 21:8 c. 21:7.5 d. 21:6 Ⅱ.若m(Fe) ：m(O) = 3：1，计算Fe2O3与FeO的物质的量之比 ，Fe2O3被CO还原的百分率 。 ②Fe2O3、ZnO、CuO的混合固体粉末a g，在加热条件下用足量CO使金属氧化物完全还原，得到金属混合物2.41g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5.00g白色沉淀。 Ⅰ.求a等于多少？ Ⅱ.若agFe2O3、ZnO、CuO的混合物总物质的量为bmol，则Fe2O3的物质的量为多少摩尔(用含b的代数式表示)？ Ⅲ.将agFe2O3、ZnO、CuO的混合物溶于足量的盐酸中，再加入适量的铁粉，溶液中的Fe3+、Cu2+全部被还原，同时收集到224mLH2（标准状况下），共用去了0.03mol铁粉，求原混合物中Fe2O3、ZnO、CuO的物质的量分别为多少？ 13．现有常见金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F它们之间能发生如图反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。 请根据以上信息回答下列问题： (1)写出下列物质的化学式：A 、F 。 (2)写出由物质E制备氢氧化铁胶体反应的方程式： 。 (3)写出气体乙跟水反应的离子方程式： ； 反应①离子方程式 ； 反应③离子方程式 ； 反应⑦化学方程式 。 14．某兴趣小组设计实验制取Cl2并验证Cl2的氧化性。回答下列问题： (1)用K2MnO4与浓盐酸反应制取Cl2，装置如图甲： ①反应的化学方程式为K2MnO4＋8HCl(浓)＝MnCl2＋2Cl2↑＋2KCl＋4H2O，该反应中氧化剂为 (填化学式)，若生成5.6 L Cl2(标准状况)，则被氧化的盐酸为 mol。 ②制取的Cl2中含有的杂质有 (填化学式)，通过乙装置除去该杂质，则试剂X、试剂Y依次为 (填字母)。 A．饱和食盐水、碱石灰 B．饱和食盐水、浓硫酸 C．浓硫酸、饱和食盐水 (2)用图丙所示装置验证Cl2的氧化性。操作1后观察到现象为 ，操作2后观察到现象为 ，产生操作2后现象的原因是 (用必要的语言和离子方程式说明)。 (3)KMnO4、K2MnO4均能与浓盐酸反应制取Cl2，充分反应后Mn元素的化合价均降为＋2，消耗等物质的量的KMnO4、K2MnO4产生Cl2的体积(标准状况)更大的是 (填“KMnO4”或“K2MnO4”)。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．锌片插入硝酸银溶液中，发生置换反应，有银析出，离子方程式正确，A正确； B．氧化亚铁与稀盐酸反应，B错误； C．向氯化亚铁溶液中通入氯气，亚铁离子被氧化为铁离子，溶液变黄，离子方程式正确，C错误； D．石灰石主要成分为碳酸钙，不可拆，离子方程式为，D错误； 故选A。 2．D 【分析】根据Fe和Cu的化合价及相应物质的分类可知，a为Fe，b为FeO，c为，d为Fe(III)盐，e为Cu，f为Cu2O，g为，h为Cu(II)盐。 解析：A．由分析可知，a为Fe，d为Fe(III)盐，二者可以发生化合反应，比如，A错误； B．由分析可知，a为Fe，高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误； C．由分析可知，b为FeO，该物质是黑色固体；e为Cu，该物质是紫红色固体；d为Fe(III)盐，h为Cu(II)盐，它们的溶液都是透明溶液，C错误； D．由分析可知，b和f为中间价态，既表现氧化性，又表现还原性，D正确； 故选D。 3．B 解析：A．钠在氯气中点燃生成过氯化钠，可直接化合，故A不选； B．次氯酸不能通过化合反应制取，故B选； C．氢氧化亚铁与氧气和水反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，属于化合反应，故C不选； D．铁与氯化铁发生化合反应生成氯化亚铁，故D不选； 故选B。 4．C 解析：A．铁和水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和氢气，Fe元素化合价为+2、+3价，故不选A； B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁中Fe元素化合价为+2价，故不选B； C．铁和氯气点燃生成FeCl3，Fe元素化合价为+3价，故选C； D．铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，硫酸亚铁中Fe元素化合价为+2价，故不选D； 选C。 5．A 解析：A．HCl与Na2CO3反应，实质是H+与反应，对应离子方程式为：2H++=CO2↑+H2O，A正确； B．Fe与稀硫酸反应生成Fe2+，对应离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误； C．HCl属于强酸，书写离子方程式时应拆写为离子形式，正确离子方程式为：H++OH-=H2O，C错误； D．Ba(OH)2与H2SO4反应时，Ba2+、、BaSO4系数为1，对应H+、OH-、H2O系数应为2，正确离子方程式为：2H++2OH-+Ba2++=BaSO4↓+2H2O，D错误； 故答案选A。 6．A 解析：A．pH＝1(酸性)的溶液中存在大量的氢离子，氢离子和Na＋、、Cl－、K＋，不反应，且其相互之间不反应，可共存，A正确； B．二价铁是浅绿色的，另外，酸性条件下硝酸根离子可以将二价铁氧化为三价铁，不能共存，B错误； C．酸性调价下，硝酸根离子可以将碘离子氧化为单质碘，不能共存，C错误； D．碱性条件下，氢氧根离子可以和铵根离子反应生成一水合氨，不能共存，D错误； 故选A。 7．A 解析：A．氯水中含盐酸、次氯酸，溶液显酸性，次氯酸具有漂白性，则石蕊试液先变红后褪色，故A正确； B．苍白色火焰是氢气在氯气中燃烧的现象，无法证明氯气可以支持燃烧，故B错误； C．84消毒液可使pH试纸褪色，应选pH计测定，故C错误； D．滴加几滴新制氯水可氧化亚铁离子，不能排除铁离子的干扰，应先加KSCN溶液无现象，后加氯水检验，故D错误； 故答案选A。 8．A 解析：A．澄清溶液指离子间不生成沉淀，溶液不浑浊，根据水溶液中钾盐、钠盐全溶解可知该组离子能大量共存，A正确； B．有强氧化性，在含有FeCl2的溶液中，能氧化Fe2+，不能大量共存，且与反应生成弱酸HClO，也不能大量共存，B错误； C．强碱性溶液中，与反应生成和水，不能大量共存，C错误； D．与反应生成BaSO4沉淀，不能大量共存，D错误； 故选A。 二、填空题 9．(1) 溶液变红 紫色褪去 (2) (3) 不能 维生素也具有还原性。若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有生成 解析：（1）①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有Fe3+； ②步骤2中，取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，酸性KMnO4溶液紫色褪去，说明酸性高锰酸钾被亚铁离子还原，则溶液中含有Fe2+； （2）利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3，首先需要将亚铁离子氧化成铁离子，为了不引入新的杂质，可用H2O2作氧化剂，得到Fe2(SO4)3溶液，然后向溶液中加入过量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3沉淀，过滤后加热使氢氧化铁分解即可得到Fe2O3； ①加入双氧水(酸性)涉及的离子方程式为。 ②若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3，，则变质前，100mLFeSO4溶液中，，。 （3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素也具有还原性。若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有生成。 10． 2Fe＋3Cl22FeCl3 Cl2 Fe 3 红 产生红褐色沉淀 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 【分析】从电子转移角度分析氧化还原反应概念间的关系；应用铁离子的性质分析实验现象。 解析：（1）点燃或加热时，铁与氯气发生反应2Fe＋3Cl22FeCl3。其中氯从0价变成－1价，Cl2是氧化剂；铁从0价变成+2价，失电子发生氧化反应。当1molFe反应时转移3mol电子。 （2）少量FeCl3固体溶于水，所得溶液中滴加KSCN溶液，则发生反应Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，使溶液变成红色。所得溶液中滴加NaOH溶液，发生反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，故有红褐色沉淀。 11． Fe3O4 Fe2O3 还原 Cu +2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 Fe 解析：(1) FeO、Fe2O3、Fe3O4.其中具有磁性的是：Fe3O4，可作为红色颜料的是：Fe2O3，故答案为：Fe3O4；Fe2O3； (2)向该口服液中加入维生素C可防止其被氧化变质，维生素C还原铁离子为亚铁离子，此过程中利用了维生素C的还原性，故答案为：还原； (3) Cu与FeCl3溶液反应生成FeCl2和CuCl2，该反应的化学方程式为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，向反应后的溶液中加入铁粉，Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，可回收Cu，并得到FeCl2溶液；故答案为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2；Fe。 12． a、d 1:4 66.7% 3.21g (0.025－)mol n(Fe2O3)= 0.01mol n(ZnO)= 0.01mol n(CuO)= 0.01mol 解析：①I．固体混合物为Fe2O3、FeO，假设只有Fe2O3，m(Fe):m(O)=(56×2):(16×3)=7:3，假设只有FeO，则m(Fe):m(O)=56:16=7:2，该物质为二者的混合物，则21:9<<21:6，即不可能为a、d； II．设n(Fe2O3)=amol，n(FeO)=bmol，则，解得；m(Fe):m(O)=3:1，设Fe2O3原有1mol，被还原的百分率为x，则，解得x=66.7%； ②I．因为一个一氧化碳分子与一个氧原子等物质的量反应生成一个二氧化碳分子，二氧化碳与足量的氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，由题给数据推得混合物中氧元素的物质的量为0.05 mol，即0.8gO，那么原混合物质量a=2.41g+0.8g=3.21g； II．设agFe2O3、ZnO、CuO的物质的量分别为x、y、z，则x+y+z=bmol，由氧元素守恒得48g·mol-1×x+16g·mol-1×y+16g·mol-1×z=0.8g，解得x=(0.025-)mol； III．设ag Fe2O3、ZnO、CuO的物质的量分别为x、y、z，则48g·mol-1×x+16g·mol-1×y+16g·mol-1×z=0.8g，160g·mol-1×x+81g·mol-1×y+80g·mol-1×z=3.21g，由电子守恒得：0.03mol×2=2x+2z+2×1×，所以x=y=x=0.01 mol。 13．(1) Na FeCl2 (2)FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl (3) Cl2＋H2OCl－＋ H＋＋HClO 2Na＋2H2O＝2OH－＋ 2Na＋＋H2↑ Fe＋2H＋＝Fe2+＋H2↑ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝ 4Fe(OH)3 【分析】根据物质C物质E反应生成红褐色沉淀即氢氧化铁沉淀，再根据金属A和水反应生成物质C和气体甲，则金属A为Na，物质C为NaOH，气体甲为氢气，黄绿色气体乙为氯气，氢气和氯气反应生成气体丙氯化氢，氯化氢溶于水为盐酸，盐酸和金属铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀氢氧化亚铁沉淀。 解析：（1）根据前面分析得到下列物质的化学式：A为Na、F为FeCl2；故答案为：Na；FeCl2； （2）物质E制备氢氧化铁胶体是饱和氯化铁溶液滴加几滴在沸水中，其反应的方程式：FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl；故答案为：FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl； （3）气体乙是氯气，氯气跟水反应生成盐酸和次氯酸，其反应的离子方程式：Cl2＋H2OCl－＋ H＋＋HClO；故答案为：Cl2＋H2OCl－＋ H＋＋HClO； 反应①是钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，其反应的离子方程式2Na＋2H2O＝2OH－＋ 2Na＋＋H2↑；故答案为：2Na＋2H2O＝2OH－＋ 2Na＋＋H2↑； 反应③是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，其反应的离子方程式Fe＋2H＋＝Fe2+＋H2↑；故答案为：Fe＋2H＋＝Fe2+＋H2↑； 反应⑦是氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，其反应的化学方程式4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝ 4Fe(OH)3；故答案为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝ 4Fe(OH)3。 14． K2MnO4 0.5 HCl、H2O B 无(明显)现象 溶液变为血红色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3+与SCN-反应，生成血红色的Fe(SCN)3 KMnO4 解析：(1)①该反应中Mn元素化合价+6价变为+2价被还原，所以氧化剂为K2MnO4；标况下5.6LCl2的物质的量为0.25mol，该反应中HCl被氧化后只生成氯气，生成0.25氯气时被氧化的盐酸为0.5mol； ②浓盐酸具有挥发性，所以氯气中含有HCl气体杂质，该反应在溶液中进行，所以杂质还有水蒸气；氯气难溶于饱和食盐水，浓硫酸可以吸水，所以先通过饱和食盐水除去HCl气体，再用浓硫酸进行干燥，故选B； (2)氯化铁溶液中没有能和KSCN溶液反应的物质，所以操作1后无(明显)现象；操作2后，氯气会将亚铁离子氧化，发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3+与SCN-反应，生成血红色的Fe(SCN)3，所以溶液变成血红色； (3)KMnO4中Mn元素降低为+2价时化合价降低5价，所以等物质的量的KMnO4、K2MnO4进行反应时，KMnO4能够得到的电子更多，氧化的盐酸更多，生成的氯气更多。 学科网（北京）股份有限公司 $$