2025届高三化学一轮复习 课时作业8　铁及其重要化合物

课时作业8　铁及其重要化合物 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指(　　) A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3 2．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　) A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤 D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀 3．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　) 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu 4.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是(　　) A．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C被氧化 B．Fe3O4中铁元素为＋4价 C．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为复分解反应 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 5．某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是(　　) A．B中收集到的气体是氢气 B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋ C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁 D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体 6．某同学为探究FeCl3与KI的反应是否存在反应限度，设计了如图所示的四种实验方案(FeCl3溶液、KI溶液浓度均为0.1 mol·L－1)，最合理的方案是(　　) A.方案1 B．方案2 C．方案3 D．方案4 7．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO B．沉淀过程中有CO2气体放出 C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 8．某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2一种或几种物质组成。某兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究： 下列有关说法不正确的是(　　) A．由Ⅰ可知X中一定存在Fe2O3和Cu B．由Ⅱ可知X中一定存在SiO2 C．不能确定混合物X中是否含有Na2O D．混合物X中m(Fe2O3)∶m(Cu)＝1∶1 9．向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；再加入KSCN溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。依据实验现象，下列分析不正确的是(　　) A．产生气体的原因是FeSO4将H2O2还原生成了O2 B．H2O2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3＋的证据：“溶液迅速变黄”和“溶液变红” C．溶液颜色变浅，可能是过量的H2O2氧化了KSCN D．溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的 10．在实验室中进行下列实验：①向Fe(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。②取①中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。下列说法正确的是(　　) A．氧化性：Cu2＋＜Fe3＋ B．①中所得固体只含铜 C．①中滤液含有Cu2＋和Fe2＋ D．②中会观察到溶液变红 11．由硫铁矿(主要成分：FeS2 和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下： 下列说法不正确的是(　　) A．过程1废气中含SO2 B．过程2试剂a 为稀硫酸 C．过程3离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ D．过程4将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾 12．纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．保存溶液A时，应加入少量铁粉 B．其制备反应类型不属于氧化还原反应 C．取滤液进行焰色试验，火焰为黄色 D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为2∶1 二、非选择题 13．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2＋。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题： (1)⑥操作方法的名称是________；操作⑨包括：蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、低温干燥。 (2)加入试剂⑤发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)试剂⑦的化学式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)某兴趣小组同学欲鉴别④中的金属阳离子，设计如下实验： 甲同学取2.0 mL④溶液，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀且很快变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀，其中涉及氧化还原反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 乙同学取2.0 mL④溶液，先加入几滴KSCN溶液，无明显现象，再加入几滴氯水，溶液变红，其中涉及氧化还原反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若按上述工艺处理1 000 L该工业废水，制得320 g铜，则该工业废水中c(Cu2＋)＝ ____________________________。 14．硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]俗称摩尔盐。硫酸亚铁在空气中易被氧化，但与硫酸铵反应生成摩尔盐后较稳定。模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置如图所示。回答下列问题： (1)先用饱和碳酸钠溶液煮沸铁屑(含少量油污、铁锈等)，再用清水洗净。用饱和碳酸钠溶液煮沸的目的是________。 (2)按如图连接好装置，经检验气密性良好后加入相应的药品，打开K1、K2，关闭K3，装置B中发生反应的离子方程式可能是________(填字母)。 A．Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ B．2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ C．Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O D．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 铁屑快反应完时，打开__________，关闭________，装置B中的溶液会流入装置A，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)常温下，将反应后的溶液放置一段时间，瓶底将结晶析出硫酸亚铁铵。为了测定晶体中Fe2＋的含量，称取一份质量为4.0 g的硫酸亚铁铵晶体样品，配成溶液。用0.1 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为20.00 mL。反应到达滴定终点的现象为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 计算晶体中Fe2＋的质量分数为______。 课时作业8　铁及其重要化合物 1．解析：铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明销是铁锈，铁锈的主要成分为Fe2O3，D项正确。 答案：D 2．解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。 答案：C 3．解析：Cl2能与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均能反应，B错误；有新的杂质CuSO4生成，D错误。 答案：C 4．解析：将Fe3＋转化为Fe2＋，Fe元素发生还原反应，可知维生素C具有还原性，可作还原剂，发生氧化反应，被氧化，故A正确；由化合物中各元素正负化合价代数和为0可知，Fe3O4中两个铁原子显＋3价、一个铁原子显＋2价，故B错误；工业上用CO还原Fe2O3炼铁，反应中有元素化合价的变化，不是复分解反应，故C错误；Fe（OH）2浊液露置于空气中，由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故D错误。 答案：A 5．解析：铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。 答案：B 6．解析：KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，Fe3＋少量时，向反应后的溶液中加入CCl4，若液体分层且下层呈紫红色，则说明生成碘，取少量上层清液向其中滴加KSCN溶液，溶液显血红色，发生反应Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3，说明Fe3＋没有反应完，则反应存在限度，故D正确。 答案：D 7．解析：FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。 答案：A 8．解析：A.途径A：15.6 g X和过量盐酸反应生成蓝色溶液，这是Cu2＋的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有Fe2O3和盐酸反应生成的Fe3＋可以和金属铜反应，因此该固体中一定含有Fe2O3和Cu，A正确；B.4.92 g固体与NaOH溶液反应后固体变为1.92 g，固体质量减少了3.0 g，根据SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O可知X中一定存在SiO2，B正确；C.15.6 g X和足量水反应，固体质量变为6.4 g，只有Na2O与水反应，所以混合物中一定含有Na2O，C错误；D.设Fe2O3的物质的量是x，金属铜的物质的量是y，由Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋得出关系式：Fe2O3～2Fe3＋～Cu，则160x＋64y＝6.4，64y－64x＝1.92，解得x＝0.02 mol，y＝0.05 mol，所以Fe2O3的质量为m（Fe2O3）＝0.02 mol×160 g·mol－1＝3.2 g，金属铜的质量为m（Cu）＝0.05 mol×64 g·mol－1＝3.2 g，则原混合物X中m（Fe2O3）∶m（Cu）＝1∶1，D正确。 答案：C 9．解析：H2O2具有强氧化性，FeSO4具有还原性，向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，二者发生氧化还原反应，生成Fe3＋，使溶液迅速变黄，稍后产生气体，是由于反应生成的Fe3＋是H2O2分解反应的催化剂，A错误；Fe3＋水溶液显黄色，且Fe3＋遇KSCN会显红色，B正确；KSCN具有还原性，H2O2具有强氧化性，二者会发生氧化还原反应，Fe3＋与SCN－结合生成的Fe（SCN）3的浓度降低，故会使溶液的颜色变浅，C正确；溶液中开始时Fe3＋与SCN－结合生成的Fe（SCN）3的浓度较大，溶液的红色比较深，后来由于KSCN被氧化，使Fe（SCN）3的浓度降低，溶液颜色变浅，这都是由于浓度改变，导致物质的反应速率发生变化引起的，D正确。 答案：A 10．解析：在实验①中会发生反应：Fe＋Fe2（SO4）3===3FeSO4、Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，由以上反应原理和氧化还原反应规律分析可得结论。在反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋中，氧化剂为Fe3＋，氧化产物为Cu2＋，即可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋，故A正确；①中所得固体含有过量的铁和置换出的铜，故B错误；由于加入的铁是过量的，则溶液中不可能含有Cu2＋，故C错误；因在①的滤液中只有Fe2＋，没有Fe3＋，则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象，故D错误。 答案：A 11．解析：由制备绿矾的流程可知，硫铁矿（主要成分：FeS2 和SiO2）高温煅烧后的烧渣（主要成分：Fe2O3和SiO2）溶于硫酸，溶液中含Fe3＋，过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析，过程1废气中含SO2，故A正确；因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2最好用硫酸来溶解烧渣，故B正确；过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，故C正确；过程4将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，蒸干时绿矾受热失去结晶水，得不到纯净绿矾，故D错误。 答案：D 12．解析：Fe2＋易被空气中的氧气氧化，在保存含Fe2＋的溶液时，需要加入铁粉，A项正确；反应中无元素化合价的变化，不是氧化还原反应，B项正确；滤液中含有Na＋，所以进行焰色试验时火焰为黄色，C项正确；Fe3O4可写成FeO·Fe2O3，所以n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝1∶2，D项错误。 答案：D 13．解析：工业废水中加入足量的铁粉，铁置换出硫酸铜中的铜，过滤，得硫酸亚铁溶液和铁、铜的混合物，铁、铜混合物中加入足量硫酸，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤出铜单质，蒸发浓缩硫酸亚铁溶液、冷却结晶，析出硫酸亚铁晶体。（5）若按上述工艺处理1 000 L该工业废水，制得320 g铜，根据铜元素守恒，n（Cu2＋）＝＝5 mol，则该工业废水中c（Cu2＋）＝＝0.005 mol·L－1。 答案：（1）过滤　冷却结晶 （2）Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ （3）H2SO4 （4）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ （5）0.005 mol·L－1 14．解析：（1）饱和碳酸钠溶液显碱性，油污在热碱性条件下水解，则用饱和碳酸钠溶液煮沸的目的是使油污发生水解而除去。（2）铁屑中含有铁锈（Fe2O3）等，都与硫酸反应，反应后的产物Fe3＋与Fe也可以发生氧化还原反应，故A、C、D正确，B错误；铁屑快反应完时，打开K3关闭K1、K2，装置B中的溶液会流入装置A，因为装置B中产生H2，使压强大于大气压。（3）用KMnO4溶液滴定硫酸亚铁铵，二者发生氧化还原反应，硫酸亚铁铵中的铁元素的化合价由＋2价升高到＋3价，生成Fe3＋，则1 mol硫酸亚铁铵失去1 mol电子发生氧化反应，高锰酸钾中的锰元素的化合价由＋7价降低到＋2价生成Mn2＋，则1 mol高锰酸钾得5 mol电子发生还原反应，根据得失电子守恒，高锰酸钾和硫酸亚铁铵的物质的量比为1∶5，n（KMnO4）＝ 0.1 mol·L－1×0.02 L＝0.002 mol，则n（Fe2＋）＝0.01 mol，m（Fe2＋）＝0.56 g，晶体中Fe2＋的质量分数为×100%＝14%；滴定终点的现象为滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好变浅红色，且半分钟内不褪色。 答案：（1）使油污发生水解而除去　（2）ACD　K3　K1、K2　装置B中产生H2，使压强大于大气压　（3）滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好变浅红色，且半分钟内不褪色　14% 学科网（北京）股份有限公司 $$