内容正文:
课时冲关十 铁及其化合物
学生用书 P388
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.坦克、导弹的制造材料主要是金属合金,钢铁便
是其中十分重要的一种.下列关于铁的说法中
正确的是 ( )
A.铁元素属于过渡元素,其原子序数为26
B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C.铁单质只具有还原性,其阳离子只具有氧化性
D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率,纯
铁比生铁的快
解析:A [铁是26号元素,属于Ⅷ族元素,为过
渡元素,故A正确;常温下,铁和浓硫酸反应生
成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,
但并不是铁和浓硫酸不反应,故B错误;亚铁离
子既有还原性,又有氧化性,故C错误;纯铁和
稀盐酸不能构成原电池,生铁中铁、碳、盐酸构
成原电池,能加快反应速率,所以生铁反应速率
比纯铁快,故D错误.]
2.(2025浙江绍兴模拟)铁与水蒸气反应实验改
进前后的装置如图所示:
下列说法错误的是 ( )
A.将湿棉花改为浸水的尿不湿,酒精灯由单头
改为双头,可提供足量的水蒸气
B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出,
避免冷凝水与灼热铁粉接触
C.肥皂液改为吹泡泡水实验现象更明显
D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉,不能吸引反应
产物
解析:D [铁与水蒸气在高温下反应生成四氧
化三铁和氢气,铁、四氧化三铁 均 可 被 磁 铁 吸
引,故D错误.]
3.将112g铁粉加入25mL2molL-1的氯化
铁溶液中,充分反应后,其结果是 ( )
A.铁 粉 有 剩 余,溶 液 呈 浅 绿 色,Cl- 基 本 保
持不变
B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色
C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
解析:B [112g铁物质的量为 1.12g56gmol-1
=
002mol,25mL2molL-1氯 化 铁 溶 液 中
Fe3+的 物 质 的 量 为0025L×2molL-1=
005mol,发生的反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,
根据比例关系可得,002mol铁完全反应,消耗
004molFe3+,生成006molFe2+,所以Fe3+
剩余001mol,溶液中含有Fe3+ 的物质的量为
001mol,Fe2+的物质的量为006mol,没有金
属铁剩余.溶液呈黄绿色,Cl- 基本保持不变,
故A错误;溶液中有剩余的Fe3+,往溶液中滴
入无色KSCN溶液,显红色,故B正确;Fe2+ 和
Fe3+的物质的量之比为006mol∶001mol=
6∶1,故C错误;由反应的离子方程式可得,氧
化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,故
D错误.]
4.(2025辽宁本溪高三开学考)元素的“价G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,以物质类别为横坐标所绘制的二维平
面图像.铁元素的“价G类”二维图如图所示,其
中箭头表示部分物质间的转化关系.下列说法
错误的是 ( )
A.Fe3O4 是一种红棕色的氧化物,可由Fe、水
蒸气在高温条件下反应制得
B.为实现Fe2+向Fe3+的转化,可向含Fe2+的溶
液中加入新制氯水
C.工业上用CO还原Fe2O3 炼铁,该反应不属
于置换反应
D.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中维
生素C表现还原性
解析:A [Fe3O4 是一种黑色的氧化物,可由
Fe、水蒸 气 在 高 温 条 件 下 反 应 制 得,A 错 误;
Fe2+转化成Fe3+,铁元素的化合价升高,需要加
入新制氯水等氧化剂才能实现转化,B正确;置
换反应是一种单质与一种化合物反应,生成另
一种单质和另一种化合物的反应,工业上用CO
还原Fe2O3 炼铁的反应不属于置换反应,C正
确;维生素C能将Fe3+ 还原为Fe2+,该过程中
维生素C表现还原性,D正确.]
5.常温时,将01molFe(NO3)3 和2molHCl溶
于水得2L混合溶液,然后向该溶液投入 mg
铁粉使其充分反应后,滴加KSCN溶液不变红
色.下列有关说法正确的是 ( )
625
高考总复习 化学
A.由于氧化性Fe3+>H+,首先发生的反应是:
Fe+2Fe3+3Fe2+
B.当加入168g铁粉时,可生成标准状况下
672L气体
C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以Fe2+
和Fe3+的形式存在
D.m≥28,反应过程中溶液的质量一直在减小
解析:B [酸性条件下,NO-3 的氧化性比Fe3+
强,因此首先发生的反应是Fe+NO-3 +4H+
NO↑+Fe3++2H2O,然后发生反应:Fe+
2Fe3+3Fe2+,Fe+2H+Fe2++H2↑,A
错误;当加入168g铁粉时,刚好发生上述第一
个反应,生成标准状况下672LNO气体,此时
消耗12molH+,B正确;滴加KSCN溶液不变
红色说明溶液中不含Fe3+,C错误;当恰好第二
个反应结束时,根据反应的离子方程式计算则
至少消耗铁168g+(01mol+03mol)×12
×56gmol-1=28g,但反应过程中溶液的质
量一直在增大,D错误.]
6.(2025山东聊城市高三模拟)某研究性学习小
组从 腐 蚀 印 刷 电 路 板 的 废 液 (含 有 FeCl2、
FeCl3、CuCl2)中回收铜并制备氯化铁晶体,设
计流程如下:
工业
废液
过量试剂a
↓
操作
Ⅰ
滤渣Y→
试剂b
↓
操作
Ⅱ
金属铜→
滤液Z→
滤液X
试剂c
↓
→
溶
液
W
操作
Ⅲ
→
氯化铁
晶体
→
下列说法正确的是 ( )
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都用到玻璃棒引流
C.若试剂c是双氧水和盐酸,相应反应的离子
方程式为2Fe2+ +H2O2+2H+ 2Fe3+
+2H2O
D.用酸性 KMnO4 溶液可检验溶液 W 中是否
含有Fe2+
解析:C [由分析知试剂b为盐酸,若用硫酸,
则会引入杂质SO2-4 ,A 错误;操作Ⅰ、Ⅱ为 过
滤,需用玻璃棒引流液体,操作Ⅲ涉及蒸发操
作,需用玻 璃 棒 搅 拌,防 止 液 体 飞 溅,B错 误;
H2O2 可将Fe2+ 氧化为Fe3+,根据电荷守恒添
加H+配平,相应反应的离子方程式为2Fe2++
H2O2+2H+2Fe3+ +2H2O,C正 确;溶 液
W中过量的盐酸与 KMnO4 也反应,故此处不
能用酸性KMnO4 溶液检验Fe2+,D错误.]
7.(2025烟台市高三检测)硫酸亚铁是一种重要
的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示).
下列说法错误的是 ( )
FeSO4
H2O2溶液
→Fe4(OH)2(SO4)5(碱式硫酸铁)
(NH4)2SO4溶液
冷却结晶
→(NH4)2Fe(SO4)26H2O(硫酸亚铁铵晶体)
NH4HCO3溶液
→FeCO3
空气
煅烧
→Fe2O3(铁红)
A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3 胶体,可用
作净水剂
B.为防止NH4HCO3 分解,生产FeCO3 需在较
低温度下进行
C.可 用 K3[Fe(CN)6]溶 液 检 验(NH4)2Fe
(SO4)26H2O是否被氧化
D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)26H2O在水中的
溶解度比FeSO4 的小
解析:C [碱 式 硫 酸 铁 能 发 生 水 解 生 成
Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3 胶体具有较强的吸附性,
可用作净水剂,A项正确;NH4HCO3 不稳定,受热
易分解,B项正确;KSCN溶液遇Fe2+无明显现象,
(NH4)2Fe(SO4)26H2O若被氧化,其中的Fe2+
变成Fe3+,K3[Fe(CN)6]溶液遇Fe2+ 产生蓝色沉
淀,不能用来检验被氧化成的Fe3+,C项错误;
FeSO4与(NH4)2SO4 溶液反应冷却时有(NH4)2
Fe(SO4)26H2O析出,说明(NH4)2Fe(SO4)2
6H2O在水中的溶解度比FeSO4 的小,D项正确.]
二、非选择题
8.(2025顺义区高三模拟)K3[Fe(C2O4)3]
3H2O是制备某负载型活性铁催化剂 的主要原
料,具有工业生产价值.某化学小组用如下方
法制备K3[Fe(C2O4)3]3H2O,并测定产品中
铁的含量.
Ⅰ.制备晶体
ⅰ.称 取 5g 莫 尔 盐 [(NH4)2Fe(SO4)2
6H2O],用15mL水和几滴3molL-1H2SO4
溶液充分溶解,再加入25mL饱和 H2C2O4 溶
液,加热至沸腾,生成黄色沉淀;
ⅱ.将 沉 淀 洗 涤 至 中 性,加 入 10 mL 饱 和
K2C2O4 溶液,水浴加热至40℃,边搅拌边缓慢
滴加H2O2 溶液,沉淀逐渐变为红褐色;
ⅲ.将混合物煮沸30s,加入8mL饱和H2C2O4
溶液,红褐色沉淀溶解,趁热过滤,滤液冷却后,
析出翠绿色晶体,过滤、干燥.
Ⅱ.测定产品中铁的含量
ⅳ.称量xg制得的样品,加水溶解,并加入稀
H2SO4 酸化,再滴入ymolL-1KMnO4 溶液
使其恰好反应;
ⅴ.向ⅳ的溶液中加入过量Zn粉,反应完全后,
弃去不溶物,向溶液中加入稀 H2SO4 酸化,用
ymolL-1KMnO4 溶 液 滴 定 至 终 点,消 耗
KMnO4 溶液zmL.
已知:H2C2O4 为二元弱酸,具有较强的还原性
(1)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)26H2O]中铁元
素的化合价是 .
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第四章 金属及其化合物
(2)步骤ⅰ中黄色沉淀的化学式为FeC2O4
2H2O,生成该沉淀反应的离子方程式是
.
(3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀,另一部分铁
元素转化为[Fe(C2O4)3]3-、将下述反应的离子
方程式补充完整6FeC2O42H2O+ +
4[Fe(C2O4)3]3- +2Fe(OH)3↓+
H2O.
(4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高,原因是
.
(5)步骤ⅳ在铁的含量测定中所起的作用是
.
(6)已知:ⅴ中Zn粉将铁元素全部还原为Fe2+;
反应中 MnO-4 转化为 Mn2+.则该样品中铁元
素的质量分数是 (用含x,y,z的代数式
表示).
解析:(1)根据化合物中各元素正负化合价代数
和为零,莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)26H2O]中
铁元素的化合价是+2;
(2)步骤ⅰ中黄色沉淀的 化 学 式 为FeC2O4
2H2O,生成该沉淀反应的离子方程式是Fe2++
2H2O+H2C2O4FeC2O42H2O↓+2H+;
(3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀,另一部分铁
元素转化为[Fe(C2O4)3]3-,由得失电子守恒及
原子守恒、电荷守恒可知离子反应为6FeC2O4
2H2O + 6C2O2-4 + 3H2O2
4[Fe(C2O4)3]3-+2Fe(OH)3↓+12H2O;
(4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高,原因是
过氧化氢受热易分解,同时防止草酸根和铁离
子水解;
(5)步骤ⅳ在铁的含量测定中所起的作用是将
草酸和草酸根离子全部氧化,避免对 Fe2+ 测定
产生影响;
(6)滴定过程中,铁元素化合价从+2→+3,锰
元素化合价从+7→+2,则由氧化还原反应中
得失电子守恒可得关系式:5Fe2+~KMnO4,则
n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×ymol×L-1×z×
10-3L,m(Fe2+)=n(Fe2+)×56gmol-1=
0.28yzg,该 样 品 中 铁 元 素 的 质 量 分 数 为
m(Fe2+)
xg ×100%=
28yz
x %
.
答案:(1)+2 (2)Fe2++2H2O+H2C2O4
FeC2O42H2O↓ +2H+ (3)6C2O2-4
3H2O2 12 (4)避免过氧化氢分解,防止草酸
根离子和Fe3+更多的水解 (5)将草酸和草酸
根离子全部氧化,避免对Fe2+ 测定产生影响
(6)28yzx %
9.(2025聊城二中检测)某溶液Q中含有如表所
示 离 子 中 的 5 种 离 子,且 离 子 浓 度 均 为
0.5mol/L(不考虑水的电离与离子水解).现
向溶液Q中加入足量稀氢溴酸,有单一气体R
产生,经分析,反应前后阴离子种类不变.
阳离子 阴离子
K+、Fe3+、NH+4 、
Ba2+、Fe2+、Mg2+、
Al3+、Ag+
HSO-3 、OH-、NO-3 、
CO2-3 、SO2-4 、
Br-、S2-、S2O2-3
已知S2O2-3 在酸性溶液中会发生歧化反应.请
回答下列问题:
(1)由“加入足量稀氢溴酸,”“反应前后阴
离子种类不变”推知:溶液Q中一定不含的阴离
子有 (填数字)种.
(2)综合推断,溶液 Q中一定含有的阳 离 子
有 (填离子符号,下同).产生气体 R
的反应中,原溶液中过量的离子是 ,
反应后溶 液 中 物 质 的 量 一 定 发 生 变 化 的 阳
离子有 .
(3)一定量溶液Q与氯气缓慢反应,反应后的溶液
分为3份,分别进行以下操作,实验现象如图:
溶液
Q(100mL)
VmLCl2
(标准状况)
→
分成3份
KSCN溶液 溶液变为红色→
铜粉
溶液变为蓝色→
CCl4 上层:黄色
AgNO3(aq)
→ 浅黄色沉淀→
下层:棕红色→
①铜粉参与的反应中,氧化产物是 (填离
子符号).
②标准状况下当V=448时,向溶液 Q中通入
氯气时发生反应的离子方程式为 ;
假设不考虑Cl2 与 H2O的反应,则根据实验现
象可推算出V 的范围为 <V<
.
解析:(1)依题意,加入稀氢溴酸,产生气体,说
明溶液Q中一定含Br-,又因为阴离子种类不
变,所 以 溶 液 Q 中 一 定 不 含 OH-、HSO-3 、
CO2-3 、S2-、S2O2-3 ,故答案为5种.
(2)从反应计量关系可看出,Fe2+ 完全反应时
NO-3 过 量,所 以 溶 液 Q 中 一 定 含 有 Fe2+、
NO-3 、Br-;因为溶液Q中只含5种离子,则另2
种离子为1种阳离子、1种阴离子,且离子所带
电荷数相等,而阴离子只有SO2-4 ,根据电荷守
恒及离子共存情况,可判断溶液 Q中一定含有
Fe2+、Mg2+、SO2-4 、NO-3 、Br-.
(3)依题意可知,通入氯气后部分溴离子被氧
化,根据还原性顺序,此时亚铁离子已完全被氧
化.n(Fe2+)=n(Br-)=0.05mol,根据得失电
子守恒,只氧化0.05molFe2+时消耗0.025mol
Cl2;完全氧化0.05molFe2+ 和0.05molBr- 时
共消耗0.05molCl2.实际上,氧化后溶液中存在
Br-、Br2、Fe3+,故消耗氯气标准状况下体积的范围
为560~1120mL.
答案:(1)5 (2)Fe2+、Mg2+ NO-3 Fe2+、
Fe3+、H+
(3)①Cu2+ ②2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
560 1120
825
高考总复习 化学