3.1 铁及其化合物 同步练习题2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

3.1 铁及其化合物 同步练习题 一、选择题 1．下列说法不正确的是 A．实验未用完的钠不可放回原试剂瓶，以免引起污染 B．硫酸亚铁溶液保存时需加入少量铁粉 C．次氯酸不稳定，难以保存，常制成具有漂白作用的次氯酸盐 D．氯水保存在棕色细口瓶中，置于阴凉干燥处 2．下列实验设计或应用及其对应的离子方程式均正确的是 A．用溶液腐蚀印刷电路板： B．碳酸钙固体与盐酸反应制： C．复方氢氧化铝中和胃酸： D．向漂白液中滴加醋酸提高其漂白效果： 3．铁的价类二维图如图所示。下列说法错误的是 A．→X需要加入氧化剂 B．Fe与水蒸气在高温下反应生成 C．→X可以加入NaOH溶液 D．用酸除铁锈时， 4．下列几种物质说法错误的是 A．Al2O3熔点高，用作耐火材料 B．过量的Fe 在氯气中燃烧，产物为FeCl2 C．Na2O2 与 CO2 反应产生 O2，可用作供氧剂 D．Fe2O3 颜色为红棕色，可用作红色油漆 5．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 A．为了防止氯化亚铁溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉 B．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，能形成胶体 C．在空气中加热时，它能失去水生成红棕色的粉末 D．除去FeCl3溶液中的FeCl2可以向溶液中加铁粉，然后过滤 6．某补铁剂每片含硫酸亚铁0.3g(相当于铁60mg)，为测定含铁量是否达标，某兴趣小组用实验室常用试剂将铁元素通过氧化、碱化等步骤转化为Fe2O3，该过程不需要的操作为 A． B． C． D． 7．为了检验某FeSO4溶液是否变质，可向溶液中加入 A．铁片 B．铜片 C．KSCN溶液 D．3%的过氧化氢溶液 8．下列化合物的性质与用途都正确且具有对应关系的是 A．是红棕色粉末，可用于红色颜料 B．溶液有碱性，可用作治疗胃酸过多 C．有漂白性，可用作呼吸面具的供氧剂 D．金属的化合物都有特殊焰色，可用焰色试验鉴定金属元素 二、填空题 9．写出下列离子方程式： (1)写出(可表示成形式)与盐酸反应： 。 (2)向溶液中滴加溶液至溶液呈中性： 。 (3)氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液后变为血红色： 。 10．按要求回答下列问题： (1)①生石灰的化学式 。 ②漂白粉的有效成分的化学式 。 (2)NaHCO3受热分解的化学方程式 。 (3)利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”制作印刷电路板时发生的离子方程式 。 11．某学生在家里进行以下小实验：将空心铁球放入盛有密度为ρg·cm-3的食盐水的烧杯中，铁球所处的位置如图所示。他将下列物质分别依次加入烧杯中： ①密度为ρg·cm-3的硝酸银溶液 ②密度为ρg·cm-3的硫酸铜溶液 ③密度为ρg·cm-3的稀硫酸 (1)请写出可能发生反应的离子方程式： ① 、 ； ② ； ③ 。 (2)试判断，能使小球上浮的物质是 (填序号)。 12．将 36.0gFeC2O4•2H2O隔绝空气加热使之分解， 最终可得到 15.2g 某种铁的氧化物， 请通过计算推测该铁的氧化物的组成： ( 写出化学式)。并写出计算过程： 。 13．根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)： (1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式： 。 (2)向X的溶液加入足量的NH4HCO3，产生的FeCO3浊液在空气中长时间放置会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是 。 (3)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式： 。 (4)X可用于生产红色颜料(Fe2O3)，其方法是：将278akgX的晶体(摩尔质量为278g/mol)溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入1668bkgX和56ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料 kg。 14．已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。 (1)反应开始时，应先点燃 装置的酒精灯(填“A”或“B”)。 (2)碱石灰的作用是 。 (3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验： 淡红色溶液中加入过量后溶液红色加深的原因请用离子方程式表达 。 (4)已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。通过查阅资料获知：在催化作用下可分解；可被氧化剂氧化。据此进行了如下实验： ①取褪色后溶液三份，第一份滴加溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀盐酸和溶液，产生白色沉淀。 ②另取同物质的量浓度的溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入，无明显变化。 实验①说明 (填离子符号)发生了反应；实验②的目的是排除 ；得出结论：红色褪去的原因是 。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．钠为活泼金属，能与空气中的氧气、水反应引发安全事故，因此实验未用完的钠可放回原试剂瓶，故A错误； B．亚铁离子易被氧化为铁离子，硫酸亚铁溶液保存时需加入少量铁粉防止亚铁离子被氧化，故B正确； C．次氯酸不稳定受热或见光易分解，难以保存，常制成具有漂白作用的次氯酸盐，故C正确； D．次氯酸不稳定受热或见光易分解，因此氯水保存在棕色细口瓶中，置于阴凉干燥处，故D正确； 故选A。 2．A 解析：A．用溶液腐蚀印刷电路板，与金属铜的反应，生成铜离子和亚铁离子，其正确的离子方程式为，A正确； B．碳酸钙为难溶物，在离子方程式中不能拆分，则碳酸钙固体与盐酸反应制的离子方程式为，B错误； C．氢氧化铝为难溶物，在离子方程式中不能拆分，则复方氢氧化铝中和胃酸的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，C错误； D．醋酸为弱酸，在离子方程式中不能拆分，则向漂白液中滴加醋酸提高其漂白效果是因为反应生成次氯酸，其离子方程式为，D错误； 故选A。 3．B 解析：A．X为Fe(OH)3，→Fe(OH)3，铁元素化合价升高，作还原剂，需要加入氧化剂，A正确； B．Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4而不是，B错误； C．X为Fe(OH)3，则→X可以加入NaOH溶液实现，C正确； D．用酸除铁锈时，和氢离子反应生成Fe3+和水，能实现的转化，D正确； 故选B。 4．B 解析：A．氧化铝的熔点高，常用作耐火材料，故A正确； B．氯化铁固体与铁共热不反应，则过量的铁在氯气中燃烧只能生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，故B错误； C．过氧化钠与二氧化碳反应生成氢氧化钠和氧气，常用作供氧剂，故C正确； D．氧化铁为红棕色粉末，常用作红色油漆，故D正确； 故选B。 5．D 解析：A．氯化铁可与铁反应生成氯化亚铁，在氯化亚铁溶液中加铁钉，可防止氯化亚铁溶液变质，故A正确； B．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，加热煮沸至液体呈红褐色，停止加热可制得Fe(OH)3胶体，故B正确； C．在空气中加热，迅速被氧化为，加热失去水生成红棕色的，故C正确； D．氯化铁和铁反应生成氯化亚铁， 除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中滴加氯水，将氯化亚铁氧化为氯化铁，故D错误； 故答案选D。 6．C 解析：测定补铁剂中的含铁量将补铁剂在烧杯中进行溶解后加氧化剂充分氧化，将铁转化成三价铁离子后再加碱将铁离子完全沉淀，然后过滤出氢氧化铁，在坩埚中进行灼烧，得到氧化铁后用天平称量，由此装置可知A为溶解、B为过滤、C为蒸发、D为称量，不需要的操作是C蒸发， 故选：C。 7．C 解析：FeSO4溶液具有强还原性，变质后变为硫酸铁，因此检验某FeSO4溶液是否变质，可向溶液中加入KSCN溶液，若溶液变为红色，则证明FeSO4溶液已变质，反之未变质； 故选C。 8．A 解析：A．是红棕色粉末、难溶于水，可用于红色颜料，A正确； B． 溶液有碱性碱性较强可用于去除油污等，溶液有碱性、碱性较弱，可用作治疗胃酸过多，B错误； C． 有漂白性与作呼吸面具的供氧剂之间没有因果关系，过氧化钠可以和二氧化碳及水反应生成氧气，可用于呼吸面具中作为氧气的来源，可作供氧剂，C错误； D． 某些金属、不是所有金属的单质及化合物有特殊焰色，可用焰色试验鉴定某些金属元素，D错误； 答案选A。 二、填空题 9．(1)Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (2)Ba2＋＋2OH-＋2H＋＋SO=BaSO4↓＋2H2O (3)Fe3＋＋3SCN-=Fe(SCN)3 解析：（1）Fe3O4可表示成FeO⋅Fe2O3形式，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁、水，反应的离子方程式是Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O； （2）向溶液中滴加溶液至溶液呈中性，、的物质的量比为2:1，反应生成硫酸钡沉淀、硫酸钠、水，反应的离子方程式是Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O； （3）氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液后变为血红色，生成Fe(SCN)3和KCl，反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。 10．(1) CaO Ca(ClO)2 (2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O (3)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 解析：(1)①生石灰是CaO；故答案为CaO； ②漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其有效成分是Ca(ClO)2，故答案为Ca(ClO)2； (2)碳酸氢钠不稳定，受热易分解，其反应方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；故答案为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O； (3)FeCl3能能与印刷电路板中Cu发生反应，其反应离子方程式为Cu＋2Fe3+=2Fe2+＋Cu2+；故答案为Cu＋2Fe3+=2Fe2+＋Cu2+。 11．(1) Cl-＋Ag＋=AgCl↓ 2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu 2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑ (2)③ 解析：（1）①烧杯中有铁球和食盐水，加入硝酸银溶液，会发生、，离子方程式分别为Cl-＋Ag＋=AgCl↓、2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag；②烧杯中有铁球和食盐水，加入硫酸铜溶液，会发生，离子方程式为Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu；③烧杯中有铁球和食盐水，加入稀硫酸，会发生，离子方程式为2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑；故答案为：Cl-＋Ag＋=AgCl↓；2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag；Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu；2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑； （2）将空心铁球放入盛有密度为ρg·cm-3的食盐水的烧杯中，铁球悬浮在水面上，向烧杯中加入密度为ρg·cm-3的硝酸银溶液，会在铁球表面生成单质银，使铁球重量增大而下沉；加入密度为ρg·cm-3的硫酸铜溶液，会在铁球表面生成单质铜，使铁球重量增大而下沉；加入密度为ρg·cm-3的稀硫酸生成氢气和硫酸亚铁，使铁球的重量减小而上浮，故答案为：③。 12． Fe4O5或Fe3O4•FeO或Fe2O3•2FeO 15.2 g -36.0 g÷18 0 g/mol×56 g/mol=4.0g n(Fe)/n(O)=(36÷180)/(4.0÷16)= 【分析】结合Fe原子守恒和质量守恒解题。 解析：36.0gFeC2O4•2H2O的物质的量为=0.2mol，15.2g 某种铁的氧化物中含有氧原子的物质的量为=0.25mol，则氧化物中铁与氧两元素的原子个数比0.2mol:0.25mol=4:5，则该铁的氧化物的组成为Fe4O5或Fe3O4•FeO或Fe2O3•2FeO。 13．(1)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O (2)4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3↓+3CO2 (3)10KOH+3Cl2+2Fe(OH)3=2K2FeO4+6KCl+8H2O (4)80a+160b+80c 解析：红色金属M与硫酸和双氧水反应生成蓝色溶液MSO4，可知M为Cu，蓝色溶液为CuSO4，CuSO4与E反应置换出Cu，X溶液与硫酸和双氧水反应生反应生成Y，Y与KSCN反应生成红色溶液，可知Y为Fe2(SO4)3，回推可知X为FeSO4，Y与KOH反应生成Z，Z为Fe(OH)3。 （1）由分析可知M为Cu，溶于稀H2SO4和H2O2混合液，Cu被氧化失电子，H2O2中氧元素得电子，生成H2O，化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O； （2）X为FeSO4，向X的溶液加入足量的NH4HCO3，产生的FeCO3浊液在空气中长时间放置会有部分固体表面变为红褐色，说明FeCO3被氧气氧化成红色的Fe(OH)3，化学方程式是4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3↓+3CO2； （3）Z为Fe(OH)3，与Cl2反应生成K2FeO4，+3价的铁元素失电子生成+6价的高铁酸根，Cl2得电子变为-1价的氯离子，根据得失电子守恒可知氧化还原反应的化学方程式为：10KOH+3Cl2+2Fe(OH)3=2K2FeO4+6KCl+8H2O； （4）最后溶质只有硫酸钠和硫酸铁，由于开始X为a103 mol，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，说明加入氢氧化钠的物质的量为2a103 mol，后来又加入6b103mol的X和c103mol铁粉，根据电荷守恒，溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为a103 mol，而溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为(a+6b)103 mol，这样剩下的硫酸根就与铁离子结合，可知消耗铁离子为4b103 mol，根据铁元素守恒计算得，则m(Fe203) = (80a+160b+80c) kg。 14．(1)A (2)吸收未反应完的，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入装置B中 (3) (4) 分解产生的氧化的可能 将氧化成 【分析】浓盐酸与MnO2反应制备Cl2，由于盐酸易挥发，生成的氯气中还有氯化氢，所以利用饱和食盐水除去氯气中的,氯化氢。又因为三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解，所以再遇铁反应之前还需要干燥，且还需要防止空气中的水蒸气进入，同时还需要尾气处理；铁离子的检验试剂为硫氰化钾溶液，溶液显红色；过氧化氢、氧气等具有氧化性，可将亚铁离子氧化为铁离子，据此分析解答； 解析：（1）反应开始时，先点燃A处的酒精灯，使装置中充满氯气，再点燃B处酒精灯； （2）碱石灰的作用是除去未反应的氯气，以及防止空气中水蒸气进入装置B中； （3）淡黄色溶液中还有铁离子，加入X后显淡红色，这说明X是KSCN溶液；反应中铁过量遇氯化铁反应生成氯化亚铁，即溶液中还有氯化亚铁，加入双氧水可以把亚铁离子氧化为铁离子，因此红色加深，所以淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是双氧水将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为。 （4）取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化，说明溶液中不存在KSCN溶液；第二份滴加试剂X，溶液出现红色，这说明溶液中存在铁离子；第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液，产生白色沉淀，这说明溶液中有硫酸根，所以根据实验①可知SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应，另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化，这说明红色褪去不是氧气氧化导致的，即实验②的目的是排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能；综合以上分析可知溶液褪色的原因是H2O2将SCN-氧化成。 学科网（北京）股份有限公司 $$