2025届高三化学二轮专题练习 铁的单质、氧化物和氢氧化物(基础课)

铁的单质、氧化物和氢氧化物 选择题只有一个选项符合题意 1.(2023·吉安泰和中学期中)下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是 () A.铁在纯氧中燃烧 B.铁与稀硫酸反应 C.铁在氯气中燃烧 D.铁粉与硫粉混合加热 2.用铁制备较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是() A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化 B.铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热 分解 C.使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 D.使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热 分解 3.实验室测定氧化物X(Fe0)的组成实验如下： 3.04gX- 足量盐酸步骤I溶液Y 通 入0.01mo1C12恰好反应步骤Ⅱ溶液Z 下列有关说法正确的是() A.样品X中含有0.01mol+2价的铁 B.溶液Y中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1 C.溶液Z中的离子只有Fe3+和C1 D.根据步骤1、Ⅱ可判断X为FeO 4.下列说法正确的是() A.金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱 B.炼钢工业中，将炽热的钢水注入留有水的模具 C.FeS04、Fe(OH)3都可以通过化合反应制得 D.Fe0a可改写成Fe0·Fe03,则Pb04也可改写成Pb0·Pb203(Pb为VA族元素) 5.下列说法正确的是() A.工业上采用电解熔融氧化铝的方法治炼铝，需要添加冰晶石以提高导电能力 B.工业炼铁时，铁矿石和焦炭从炼铁高炉的上口加入 C.工业上铁的治炼加入石灰石，主要是为了吸收二氧化疏，同时得到副产物石膏 D.炼铁高炉中得到的是含碳2%~4.%的铁水，其中炉渣沉降在铁水的底部以除去 6.下图中不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是() NaOH 稀 溶液 H,SO NaOH 溶液 FeSO 溶液 水 铁屑 图① 图② 足量的 稀 NaOH溶液 H.SO 铁屑理 图3 图④ A.图①：向试管中先加入稀硫酸，待烧杯中有连续稳定气泡出现后加入NaOH溶液 B.图②：向FeS04和CCl4混合液中加入Na0H溶液 C.图③：先打开止水夹，待右侧导气管收集到纯净氢气后关闭止水夹 D.图④：铁棒作阳极，石墨作阴极，电解NaOH、NaSO4、汽油混合液 7.高铁酸钾(KF©0)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所 示： 铁屑Cl2 NaCIO NaOH 饱和 反应]一反应-Na FeO,KOH溶液粗K,FeO, 晶体 尾气 NaCl 下列叙述错误的是() A.若通过电解法以铁为原料制高铁酸钾，铁棒应作阳极 B.“尾气”可用碱溶液吸收也可用FC12等具有还原性的物质溶液吸收 C.反应Ⅱ中生成1 mol Na Fe04时转移的电子数为3N D.最后一步能制取K2feO4的原因是相同温度下K2FeO4的溶解度大于Na2FeO4 8.(2023·宁波象山中学月考)一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe04纳米粒子的 工艺流程如图所示。 NaOH NaCIO NaOH 溶液 稀硫酸 溶液 溶液 废旧 镀锌碱洗一酸溶一氧化一加热沉铁 铁皮 滤液 纳米粒子分离 Fe O 溶液（溶质为NaCI,Na,SO) 下列有关说法不正确的是() A.“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污 B.“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++C10-+2H+一2Fe3++C1-+H0 C.“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+、Na+ D.用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应 9.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它 指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。 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() 1化合价 +6 FeO 3.16 +3 Fe,0,eFe(OH,③fe 1② +2 ① FeO Foroi Fe 单质 氧化物氢氧化物盐物质类别 A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B.加热Fe(OHD3发生转化⑥，Fez03加水溶解可转化为Fe(OHD3 C.由图可预测：高铁酸盐(F02一4)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒 D.Fe0是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成Fez02 10.为确定Fe03和Cu混合物的组成（假设混合均匀），某兴趣小组称取五份不同 质量的样品，分别投入30.0mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余 固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是() 6 e(8.80,5.44) 5 d7.04.363) c(5.28.1.92) 1 b3.52.1.28 a(1.76.0.64) 012345678910 m样品/g A.各组样品均发生反应：Fez03+6H+=2Fe3++3H20、2Fe3++Cu—2Fe2++Cu2+ B.1.76g样品充分反应后，溶液中一定存在Fe2+和C2+,一定不存在Fe3+ C.该混合物中n(Fez0):n(Cu)=3:1 D.稀硫酸的浓度为1.5mol1·L-1 11.为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。 铁粉 高温加热装置 加热装置 高温 已知：3Fe(s)+4H0(g) Fe30a(s)+4H2(g) 请回答： (1)虚线框处宜选择的装置是（填“甲”或“乙”）：实验时应先将螺旋状铜丝 加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是 (2)实验后，取硬质玻管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液， 没有出现红色，说明该固体中没有十3价的铁。判断结论是否正确并说明理由 12.以钛白渣（主要成分为FeS04,含有少量MgS04及Ti0S04)为原料，生产氧化铁 黄(a一Fe00H)的工艺流程如下： H,OFe粉HF 空气氨水 钛 -露解一除杂一过滤滤液①氧化-过滤 渣 滤渣 滤液② a-FeOOH+ 已知：常温下K(HF)=3×10-4;K,(MgF2)=9×10-9 (1)“溶解”时，Ti0S04发生水解生成难溶于水的Ti02·0,反应的化学方程式 为 “除杂”时，加入过量铁粉的作用除了防止Fe2+被氧化外还有」 (2)常温下，实验测定滤液①的pH=2,c(Mg2+)=1.0×10一5mo1·L一1，则滤液 ①中cHF)=一。 (3)实验室用如图1所示装置（部分夹持装置省略）模拟制备F00H的过程操作如下： i. ⅱ.关闭止水夹，一段时间后，打开K: i.当乙中pH=6.0时，关闭K1、K3,打开K2,通入空气。溶液中的pH随时间变 化如图2所示。 空气 A氨水 K ,pH传感器 止水夹 稀酸球泡③ 多孔 铁粉 甲 丙 图1 PH 6.0 4.0 2.8 t t2 la t/min 图2 ①将操作i补充完整： ②pH≈4时制得Fe00H(如图2所示)。 0~t1时段，pH几乎不变； t2时段，pH明显降低。 结合方程式解释原因： (4)合格氧化铁黄的色光度值范围为一0.5~0.5，氧化过程中溶液的pH对产率、 色光度的影响如图所示，氧化时应控制H的合理范围是，H过大会导致产 品的颜色变黑，可能含有的杂质（填化学式）。 75 2.0 1.5 11.0 88 5 -》5 -1.0 -1,5 唐 50 +色光度 -2.0 一产率 -2.5 45 2.53.03.54.04.55.05.5pH 铁的单质、氧化物和氢氧化物 1.A[A.铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，既可得到正二价铁又可得到正三价铁， A符合题意；B.铁与稀硫酸反应生成疏酸亚铁和氢气，B不符合题意：C.铁在氯 气中燃烧生成氯化铁，C不符合题意；D.铁粉与硫粉混合加热生成疏化亚铁，D 不符合题意。] 2.B[铁在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈，铁锈的主要成分为氧化铁水合 物，A错误；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，加水溶解，加入足量NaOH溶液，反 应生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤，然后充分加热，氢氧化铁分解生成氧化铁， B正确：铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚 铁，氢氧化亚铁在空气中加热部分被氧化生成氢氧化铁，所以分解产物可能为氧 化铁和氧化亚铁的混合物，C错误；铁和硝酸反应生成有害气体，污染环境，不 属于最佳方案，D错误。] 3.D[溶液Y中通入0.01mo1C12恰好完全反应，发生的反应为2Fe2++ C12=2Fe3++2C1-,则Y中含有0.02mo1Fe2+,故A错误：X中含Fe0的质 量为0.02mo1×72g·mo1-1=1.44g,含Fe203的质量为3.04g一1.44g= 1.6g,n(Fe203)=0.01mol,所以c(Fe2+):c(Fe3+)=1:1,故B错误：步 骤1中加入足量盐酸，溶液Z中除含有Fe3+和C1一外，还含有+，故C错误： 通过计算可知X由0.02mo1Fe0和0.01mo1Fe203组成，所以可判断X为Fe40s ,故D正确。] 4.C[A.Fe不能与水反应生成氢气和相应的碱，A错误：B.由反应3Fe十4HO 高温 (g)F04+4H可知炼钢工业中，将炽热的钢水注入没有水的模具中，否则 将影响钢的质量，B错误：C.Fe与Fe2(SOa)3反应产生FeS04,Fe(OHD)2与O2、 H20反应产生Fe(OH)3,这两种反应都是化合反应，故物质FeS04、Fe(OH)3可通 过化合反应制取得到，C正确：D.因为Pb在化合物中的化合价有十2价、十4价， 所以Pb304写成两种氧化物的形式为2Pb0·Pb02,而不是Pb0·Pb203,D错误。 ] 5.B[A.工业上采用电解熔融氧化铝的方法治炼铝，添加冰晶石降低氧化铝的熔 化温度，A错误；B.工业炼铁时，铁矿石、焦炭和造渣用熔剂（石灰石）从炼铁高 炉的上口加入，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气，在高温下焦炭 中的碳同鼓入空气中的氧气燃烧生成的C0,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧， 从而还原得到铁，B正确：C.工业上铁的治炼加入石灰石，石灰石高温下分解生 成氧化钙，氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，形成浮渣，故主要是为了除去杂 质沙子，C错误；D.炉渣的密度比铁水小，在铁水的上部，铁水在下方排出，D 错误。] 6.B[Fe(OH)2具有很强的还原性，极易被O2氧化为Fe(OH)3,故在制备的过程 中要确保不接触空气，溶液中溶有的O2也尽量除去，①③中先用Fe与比S04产 生的排空气，后将产生的FeSO4与NaOH接触，故A、C正确：CCl4比水的密 度大，在FSO4溶液的下层，没有起到隔绝空气的作用，故B错误；④中汽油密 度小，在水溶液上层，起到“液封”的作用，阳极是铁，失电子生成F2+,与 溶液中OH一作用生成产物，故D正确。] 7.D[由题给流程可知，铁屑与氯气燃烧生成氯化铁，氯化铁与次氯酸钠、氢氧 化钠混合溶液反应生成氯化钠、高铁酸钠和水，向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧 化钾溶液将溶解度大的高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，过滤得到粗高铁酸 钾晶体。通过电解法以铁为原料制高铁酸钾时铁元素的化合价升高被氧化，则铁 棒应作阳极，故A正确：铁屑与氯气在燃烧生成氯化铁时，氯气过量会产生含有 氯气的尾气，尾气中氯气能用碱溶液或氯化亚铁等具有还原性的溶液吸收，防止 污染空气，故B正确：由分析可知，反应Ⅱ中发生的反应为氯化铁与次氯酸钠、 氢氧化钠混合溶液反应生成氯化钠、高铁酸钠和水，反应中生成1mO1高铁酸钠 时转移电子的物质的量为3mo1,则转移的电子数为1mo1×3×Nmo1一1=3N, 故C正确：由分析可知，向高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液的目的是将溶 解度大的高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，故D错误。」 8.A[向废旧镀锌铁皮中加入氢氧化钠溶液除去锌，过滤，向固体中加入稀疏酸， 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入次氯酸钠溶液，将一部分 亚铁离子氧化为铁离子，发生反应：2Fe2++C10一十2H+一2Fe3++C1-+0, 先通入氮气排尽空气（防止后续生成的氢氧化亚铁被氧化），加入氢氧化钠溶液产 生氢氧化亚铁、氢氧化铁胶体，分离得到氢氧化亚铁和氢氧化铁，灼烧得到四氧 化三铁。由分析可知，“碱洗”是为了除去锌，生成N2ZnO2,过滤得到铁单质， A错误：“氧化”时，部分亚铁离子与次氯酸根离子发生氧化还原反应，反应的离 子方程式为2Fe2++C10-+2H+一2Fe3++C1-+H0,故溶液中金属阳离子主 要有Fe2+、Fe3+、Na+,B、C正确：“加热沉铁”后所得分散系为胶体，胶体可 产生丁达尔效应，D正确。」 9.C[铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，A错 误：Fe203不溶于水，加水不可转化为Fe(O)3,B错误；Fe02一4具有强氧化性， 可用于饮用水的消毒，C正确：F0是一种黑色粉末，在空气中受热，部分被氧 化生成Fe04,D错误。] 10.C[样品中先发生反应Fe203+6H+一2Fe3++3H0,生成的Fe3+与铜再发 生反应2Fe3++Cu一2Fe2++C2+,A正确；由题图可知，1.76g样品与稀硫 酸反应，此时铜过量，生成Fe2+、Cu2+,没有Fe3+,B正确：根据c(5.28,1.92), 设Fe203的物质的量为x,根据反应Fe203十6H+一2Fe3++3H0、2Fe3++ Cu一2Fe2+十Cu2+,则反应的铜的物质的量也为x,则有5.28g=160g· mo1-1×x+64g·mo1-1×x+1.92g,解得x=0.015mo1,n(Cu)=x十0.03 mo1=0.045mo1,则n(Fe203):n(Cu)=1:3,C错误；由图中数据可知c~d 加入样品质量增加1.76g,剩余固体增加1.76g,可知c点HS04已完全反应， 故由C项可得n(H+)=6x=0.09mol,n(LS04)=0.045mo1,则c(2S04)= 0.045mo10.03L=1.5mo1·L-1,D正确。] 11.(1)乙铜丝由黑变红，试管壁有水珠生成 (2)不正确，因为铁过量时：Fe+2Fe3+一3Fe2+ 解析(1)虚线框中的装置是用氢气还原氧化铜，由于氢气的密度比空气小，故 选择乙；氧化铜是黑色的，被氢气还原后生成铜，即现象为铜丝由黑变红，试管 壁有水珠生成。(2)反应中若单质铁过量，则生成的四氧化三铁溶于盐酸后，生 成的Fe3+会被铁还原成Fe2+,导致溶液中加入SCN溶液，没有出现红色。 12.(1)Ti0S04+(x+1)H20一Ti02·xH20↓+H2S04与H+反应，促使Ti02++ (x+1)H20一Ti02·xH0+2H+反应正向进行，有利于沉钛(2)1mo1/L(3) ①关闭K2,打开止水夹K1,②pH=6.0左右，发生反应4Fe(0H2十02十2H0一4Fe (OH)3,因此plH几乎不变：t1min之后发生反应4Fe2++02十6H20一4Fe00H↓ +8H,溶液中H+浓度增大，pH减小(4)3.5~4.0Fe304 解析(1)根据题意和原子守恒可写出Ti0S04水解的化学方程式。(2)根据已知 信息及题中数据可得，滤液①中c(F-)=Ksp(MgF2)c(Mg2+))=9×10一91.0 ×10一5)mo1·L-1=3×10-2m01·L-1 则c(HF)=c(H+)c(F-)Ka(HF)=1.0×10-2×3.0×10-23×10一4mo1· L-1=1mo1·L1。 (3)①图②中甲的作用是制备FS04,结合己已知操作步骤可知，操作i是关闭K2, 打开止水夹K1。②根据Fe(O)2、Fe2+的性质及图3，结合实验目的可分析pH 变化原因。(4)结合图④可知，氧化时要使色光度值范围为一0.5~0.5，需控制 pl为3.4~4.0，综合考虑pH对产率的影响，应控制pH为3.5一4.0，pH过大 会导致部分F2+未被氧化就开始沉淀，由产品的颜色变黑，结合元素守恒推测 可能含有杂质是Fe304。