课时跟踪检测（二十三） 铁及其化合物的基本知能评价（练习）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅰ

课时跟踪检测（二十三） 铁及其化合物的基本知能评价 1．(2025·湖北武汉检测)下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 (　 ) A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红 B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同 C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 解析：选C　赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红，A错误；铁矿石的成分与矿石的种类有关，铁锈的主要成分是Fe2O3，B错误；铁的氧化物如FeO、Fe2O3和Fe3O4都不溶于水，也不与水反应，C正确；Fe2O3、FeO是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，D错误。 2．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是 (　 ) A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 解析：选C　铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为-2价；铁元素的化合价不完全相同，氧化铁中铁为+3价，氧化亚铁中铁为+2价，四氧化三铁中铁为+2价和+3价；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色粉末；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。 3．(2025·安徽淮南一模)2023年12月，《国家科学评论》在线发表了南京师范大学陈旭东教授课题组和清华大学李隽教授课题组的合作研究成果，该研究团队完成了具有二十面体结构的[Fe@Fe12]16+铁团簇(如图所示)的合成与计算化学研究。下列说法正确的是 (　 ) A．56Fe比54Fe多2个电子 B．[Fe@Fe12]16+具有还原性 C．Fe位于元素周期表第10纵列 D．[Fe@Fe12]16+中铁与铁之间存在离子键 解析：选B　56Fe、54Fe互为同位素，电子数相同，中子数相差2，故A错误；根据离子所带电荷可知，该团簇中的Fe存在0价的Fe和Fe2+，因此具有还原性，故B正确；Fe位于元素周期表第8纵列，故C错误；[Fe@Fe12]16+铁团簇中不存在阴离子，因此不含离子键，故D错误。 4．(2025·江西南昌模拟)下列关于Fe及其化合物反应的离子方程式书写正确的是 (　 ) A．实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化：4Fe2++O2+2H2O4Fe3++4OH- B．Fe(OH)3固体溶于HI溶液： Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O C．用FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体： Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+ D．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O 解析：选C　Fe3+与OH-不能大量共存，A错误；Fe(OH)3与HI发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-2Fe2++I2+6H2O，B错误；将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色即制得Fe(OH)3胶体，反应的离子方程式为Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+，C正确；过量的铁粉与稀硝酸反应生成的是Fe2+，离子方程式为3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O，D错误。 5．(2025·山东青岛检测)探究氯气与铁反应并验证产物的微型封闭实验装置如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．滴入浓盐酸，发生的离子反应为ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O B．若铁丝用量过大，可能会导致有FeCl2生成 C．当H管中充满红棕色烟时，拉注射器3，KSCN溶液变红，则说明生成了FeCl3 D．气球有调节反应装置气压和收集过量Cl2的作用 解析：选B　NaClO与浓盐酸反应生成Cl2，反应方程式为ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O，A正确；Cl2与铁在加热时反应生成FeCl3，与铁的多少无关，B错误；Fe3+遇到KSCN溶液变红色，当H管中充满红棕色烟时，拉注射器3，KSCN溶液变红，则说明生成了FeCl3，C正确；Cl2有毒，故连接气球可以起收集过量Cl2的作用，并可调节反应装置气压，D正确。 6．(2025·北京西城区一模)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解得溶液b。下列说法正确的是 (　 ) A．铁与水蒸气反应：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2 B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成H2 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液变红，说明固体中含有Fe2O3 解析：选B　Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故A错误；肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，不能说明该气体是H2，故B正确；若滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出现蓝色沉淀，说明含有Fe2+，不能确定Fe2+来自铁粉还是Fe3O4，故C错误；若滴加KSCN溶液后变红色，说明溶液中含Fe3+，黑色固体有Fe3O4，与稀硝酸反应也能产生Fe3+，故D错误。 7．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将其完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为 (　 ) A．Fe2O3　 B．Fe3O4　 C．Fe4O5　 D．Fe5O7 解析：选D　根据2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+) =0.025 mol×2=0.05 mol，根据电荷守恒，有2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-)=0.14 L×5.0 mol·L-1，则n(Fe3+)=0.2 mol，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 8．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑ B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D．该过程的总反应为CO2C+O2 解析：选B　过程Ⅰ为在太阳能、>2 300 K条件下，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑，A正确；过程Ⅱ为6FeO+CO22Fe3O4+C，每生成23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4，转移0.2 mol电子，B错误；由图知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化，而CO2被消耗，生成了C和O2，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确；由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程的总反应为CO2C+O2，D正确。 9．(2025·辽宁沈阳一模)铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是 (　 ) A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多 B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物 C．12.2 mol·L-1硝酸溶液与一定量的铁粉完全反应，得到标准状况下的体积2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol D．硝酸浓度为9.75 mol·L-1时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为15∶13 解析：选C　由图可知，硝酸的浓度越小，其还原产物N含量越大，故氮的价态越低的成分越多，故A正确；由图可知，硝酸与铁反应往往同时生成N、NO、NO2、N2、N2O中的多种还原产物，故B正确；标准状况下生成气体的体积为2.24 L，则生成气体0.1 mol，但是不确定气体中具体物质种类，故不能计算参加反应的硝酸的物质的量，故C错误；硝酸浓度为9.75 mol·L-1时，反应生成三价铁、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物质的量比为10∶6∶2，假设NO、NO2、N2O的物质的量分别为10 mol、6 mol、2 mol，根据氮元素守恒可知，该反应氧化剂硝酸为20 mol，根据电子守恒可知，该反应还原剂铁为=mol，故氧化剂与还原剂的物质的量之比可为20∶=15∶13，故D正确。 10．(12分)实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 (1)如何检查装置A的气密性? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)装置B的作用是　　　　　　　。装置C中装的液体是　　　　，所起的作用是　　　　。(4分)  (4)点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后装置E的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为　　　　　　　　。(2分)  解析：U形管的作用是吸收反应生成的水，为了保证纯净的H2进入D装置，必须利用B、C装置除杂(除HCl气体和水蒸气)；为了保证装置E增加的质量等于反应生成水的质量，必须用F装置防止空气中的水蒸气进入装置E。(5)设FeO质量为x g，Fe2O3质量为y g，则x+y=23.2。 根据FeO+H2Fe+H2O 　 　72　　　　　　 18 　 　 x m1(H2O)= 根据Fe2O3+3H22Fe+3H2O 　 　160　　　　 　　 3×18 　 　 y m2(H2O)=y 则+y=7.2。解得x=7.2，y=16，所以Fe2O3质量为16 g。 答案：(1)关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升至与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好 (2)在b出口处检验氢气的纯度　(3)除去H2中混有的HCl气体　浓硫酸　干燥氢气 (4)Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+H2Fe+H2O　(5)16 g 11．(12分)(2025·江苏苏州一模)某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下： 已知反应原理为 ①Fe2++2OH-Fe(OH)2； ②3Fe(OH)2Fe+2Fe(OH)3； ③Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O。 (1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)当pH<2时，Fe/Fe3O4产率极低的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)图1为回流时间与Fe/Fe3O4产率的关系图，图2为回流1 h所得产品的X射线衍射图。回流1 h 所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (4)采用Pd-Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的N和N，反应历程如图3所示，其中Fe3O4中的Fe2+和Fe3+分别用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示。 ①写出过程④反应的离子方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  ②反应历程中虚线方框内N生成N2的过程可描述为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  解析：(3)从产品的X射线衍射图可以发现，产品中含杂质Fe(OH)3，可能是Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O反应速率慢，导致回流1 h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质。(4)用该法处理废水的反应方程式为2N+5H2+2H+N2+6H2O、2N+3H2+2H+N2+4H2O，反应消耗氢离子，溶液的pH升高。 答案：(1)4Fe2++8OH-Fe/Fe3O4+4H2O (2)溶液中OH-浓度小，难以生成Fe(OH)2 (3)Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O反应速率慢 (4)①N+NN2↑+2H2O　②N被Fe(Ⅱ)还原为N，N和N发生归中反应生成N2 学科网（北京）股份有限公司 $$