专题突破6 铁及其化合物综合训练-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

专题突破6　铁及其化合物综合训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1．下列物质与用途的对应关系不正确的是(　　) A．NaOH——抗酸药 B．ClO2——自来水消毒剂 C．铁粉——脱氧剂 D．FeCl3溶液——金属蚀刻液 【解析】NaOH有腐蚀性，不能用作抗酸药，A错误；ClO2有强氧化性，可以用于自来水消毒，B正确；铁粉可以与氧气反应，可用作脱氧剂，C正确；FeCl3溶液有氧化性，可用作金属蚀刻液，D正确。 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2．下列含Fe元素的物质反应的离子方程式书写正确的是(　　) A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ B．钠与氯化铁溶液反应：Fe3＋＋3Na===3Na＋＋Fe C．氧化铁与稀硫酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O D．氯化亚铁溶液与氯气反应：Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋Fe3＋ C 【解析】铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；钠与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁、氯化钠和氢气：2Fe3＋＋6Na＋6H2O===6Na＋＋2Fe(OH)3↓＋3H2↑，B错误；氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，C正确；氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁：2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3．“价类”二维图是学习元素化合物知识的高效模型。下图为铁元素的“价类”二维图，图中字母代表含铁元素的物质。下列判断正确的是(　　) A．在常温下N能与氧气、水发生化合 反应生成M B．X在高温下与水蒸气反应可生成Z C．Y是一种黑色粉末，在空气中受热可转化为Z D．Q可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4] A 【解析】根据铁元素的“价类”二维图分析，X为铁单质，Y为FeO，Z为Fe2O3，M为Fe(OH)3，N为Fe(OH)2，P为三价铁盐，Q为二价铁盐。在常温下Fe(OH)2能与氧气、水发生化合反应生成Fe(OH)3，A正确；Fe在高温下与水蒸气反应可生成Fe3O4，B错误；FeO是一种黑色粉末，在空气中受热可转化为Fe3O4，C错误；Q为二价铁盐，而碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是三价铁盐，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4．下列实验操作或说法不正确的是(　　) A．向氯化铁溶液中滴加KSCN溶液产生红色沉淀 B．配制一定体积某浓度的稀硫酸，浓硫酸稀释后直接转移至容量瓶中，所配溶液的浓度偏大 C．未知溶液中滴入硝酸酸化，再滴入 AgNO3溶液，若出现白色沉淀，则溶液中含Cl－ D．在做焰色试验时，应用稀盐酸洗净铂丝 A 【解析】用KSCN检验铁离子时，溶液为红色，不会生成沉淀，A错误；配制一定体积某浓度的稀硫酸，浓硫酸稀释后直接转移至容量瓶中，浓硫酸稀释后放出大量的热，热的溶液体积偏大，导致所得溶液的体积偏小，溶液浓度偏大，B正确；未知溶液中滴入硝酸酸化，排除了干扰离子，再滴入AgNO3溶液，若出现白色沉淀，该沉淀为氯化银，则溶液中含Cl－，C正确；金属氯化物在灼烧时易挥发，做焰色试验时需用稀盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5．下列叙述不正确的是(　　) 【解析】FeCl2与氯气反应生成FeCl3，通入氯气可除去FeCl3溶液中的FeCl2，A正确；氯气能和碱石灰反应，不能用碱石灰干燥氯气，B错误；铜与盐酸不反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可用盐酸除去铜粉中的铁粉，C正确；二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，能除去碳酸钠，D正确。 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B Cl2 水蒸气 碱石灰 C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤 D NaHCO3溶液 Na2CO3 通入过量CO2 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是(　　) ①只有Fe2＋；②Fe2＋和Fe3＋； ③Fe2＋和Cu2＋； ④Cu2＋和Fe3＋ A．②③　　　　　　 B．②④ C．①④ D．①③ D 【解析】由于Fe3＋能氧化Fe、Cu，反应结束后滤去固体物质，固体为Cu或Fe、Cu，所以滤液中一定无Fe3＋，可排除②④，固体物质存在两种可能： (1)当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3＋、Cu2＋全部参加反应生成Fe2＋和Cu，反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2、CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3＋、Cu2＋，只含有Fe2＋，①正确； (2)当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3＋，Cu2＋恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2＋和Cu，所以溶液中一定没有Fe3＋，可能含有Cu2＋，一定含有Fe2＋，③正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7．FeCl3溶液是一种铜电路板的蚀刻剂，蚀刻后的废液中含有HCl。由该酸性废液X回收Cu的流程如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A．废液X中一定存在 >6 B．“反应Ⅰ”中有1种或2种氧化剂与铁粉反应 C．“操作a”为过滤 D．收集溶液A、B，再通入足量氯气，可实现蚀刻剂的再生 B 操作a为过滤，C正确；溶液A和溶液B为氯化亚铁溶液，氯化亚铁溶液中通入足量氯气，反应生成氯化铁，可实现蚀刻剂的再生，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8．用铁泥(主要成分为Fe2O3，还含有少量FeO和Fe)制备纳米Fe3O4的流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．步骤①发生的反应均为氧化还原反应 B．步骤②中发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ C．步骤④中使用过量的H2O2有利于提高纳米Fe3O4的产率 D．纳米Fe3O4能产生丁达尔效应 B 2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋、Fe＋2H＋ === Fe2＋＋H2↑，B正确；步骤④中过量的过氧化氢会在步骤⑤中继续把亚铁离子氧化为铁离子，不利于提高纳米Fe3O4的产率，C错误；胶体是分散质粒子直径为1～100 nm 的分散系，纳米Fe3O4不是分散系，不产生丁达尔效应，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9．[2024·瑞安中学高一]现有 Fe、Fe2O3的混合物共 0.1 mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到 0.01 mol H2，且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为(　　) A．0.05 mol B．0.055 mol C．0.07 mol D．0.08 mol B 【解析】加盐酸后固体全部溶解，共收集到0.01 mol H2，得到与盐酸反应生成氢气的铁单质的物质的量为0.01 mol；反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色说明不含铁离子，溶液中全部为亚铁离子，铁和铁离子全部反应生成亚铁离子：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，设原混合物中铁的物质的量为x mol，则Fe2O3的物质的量为(0.1－x)mol, Fe3＋的物质的量为2×(0.1－ x) mol；根据2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知x－0.01＝0.1－ x，x＝0.055，B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10．对印刷电路板制作过程中(2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2)产生的废液X进行回收处理，流程如图所示。 (1)操作①的名称是________。 (2)废液X与过量铁粉的反应，除发生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋反应外，还可能发生_______________________(用离子方程式表示)。 过滤 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (3)下列物质中，在一定条件下能与铁反应，且铁元素化合价全部变为＋3价的是______(填字母)。 A．稀硫酸　　B．H2O　　C．氯气 (4)1 mol FeCl3与Cu完全反应，转移电子数约为_______________。 【解析】由2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，废液X中含有Fe2＋、Cu2＋，还可能含有Fe3＋，加过量铁粉可置换出Cu，操作①为过滤，分离出的固体混合物中含有Fe、Cu，加盐酸溶解Fe，操作②为过滤，分离出Cu和溶液B，溶液B中含有HCl、FeCl2，氯化亚铁溶液中通入过量氯 C 6.02×1023 气发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，溶液A中含有FeCl3。 (1)操作①的名称是过滤，分离出的固体混合物中含有Fe、Cu。 (2)废液X中含有Fe2＋、Cu2＋，还可能含有Fe3＋，与过量铁粉反应，除发生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋外，还可能发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (3)稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁，A不符合；水蒸气与铁反应生成四氧化三铁，B不符合；氯气与铁反应生成氯化铁，C符合。 (4)由2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，1 mol FeCl3与Cu完全反应，转移1 mol电子，转移电子数约为6.02×1023。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11．铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物应用广泛。请运用所学知识，回答下列问题。 Ⅰ.某化学学习小组想利用FeCl3腐蚀铜后所得的废液回收铜，并同时使FeCl3溶液再生，设计了如下实验： (1)通入F气体时发生反应的离子方程式为 _______________________________。 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (2)若取少量滤液B于试管中，加入适量氢氧化钠溶液，振荡试管，再放置几分钟，可以观察到试管内的现象为 ___________________________________________________，涉及反应的化学方程式为___________________________________________________ _______________________。 Ⅱ.学习小组同学继续研究铁与水 蒸气的反应，进行了如图实验。 实验① 实验② 生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色 FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl、4Fe(OH)2＋ 2H2O＋O2===4Fe(OH)3 (3)实验①中反应的化学方程式为_________________________________。 (4)甲同学观察到实验①中持续产生肥皂泡，一段时间后，取少量实验①中反应后的固体进行实验②。如果实验②中的溶液b呈红色，则说明溶液a中一定含有_________(写离子符号)，但甲同学发现实验②中的溶液b并没有呈红色，请你分析溶液b未呈红色的原因：___________________ _______________________________________________。 【解析】废液中加入过量的铁单质，与铜离子反应生成铜单质，将Fe3＋还原为Fe2＋，故滤液B是氯化亚铁溶液，加入的铁过量，滤渣C是铁和铜， Fe3＋ 反应后的固体中含 有未反应的Fe，Fe3O4中的Fe3＋全部被Fe还原为Fe2＋ (4)加入硫氰化钾溶液，溶液b呈红色，则说明溶液中一定有Fe3＋；如果不变色，说明没有Fe3＋，可能的原因为反应后的固体中含有未反应的Fe，Fe3O4中的Fe3＋全部被Fe还原为Fe2＋。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12．[2024·北仑中学高一]A、B、C、D、E、F均为含有同一种元素的纯净物，转化关系如图甲所示(部分反应物和产物已略去)。A是一种常见金属单质，B、C、D都只有两种元素，B是一种磁性的黑色晶体，E为红褐色难溶氢氧化物。C和D、E和F所含元素均分别相同。 (1)A的化学式为_______。 (2)若C转化为D为化合反应，则此时发生反 应的离子方程式是_______________________。 (3)检验D中阳离子的方法是_______________________________________ Fe Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 取少量D溶液于试管中，滴入KSCN溶液， _________________________________________________________。 (4)F在空气中转化为E的化学方程式为 ___________________________________。为制备并长时间观察到F的颜色，某同学设计如图乙所示的装置。操作时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)弹簧夹K，打开分液漏斗，滴入稀硫酸，一段时间后________弹簧夹K。 无明显变化，再滴入新制氯水，若出现红色，则D中含有Fe2＋ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 打开 关闭 【解析】A是一种常见金属单质，B、C、D都只有两种元素，B是一种磁性的黑色晶体，B是Fe3O4，则A是Fe；Fe3O4和酸反应生成铁盐和亚铁盐；E为红褐色难溶氢氧化物，E是Fe(OH)3，则C是铁盐，D是亚铁盐，F与E所含元素相同，F是Fe(OH)2。 (1)A是铁，化学式为Fe。 (2)C含Fe3＋，D含Fe2＋，C转化为D发生化合反应，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (3)D是FeCl2，检验Fe2＋的方法是取少量D溶液于试管中，滴入KSCN溶 液，无明显变化，再滴入新制氯水，若出现红色，则D中含有Fe2＋。 (4)Fe(OH)2在空气中被氧气氧化为Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。为制备并长时间观察Fe(OH)2的颜色，应该隔绝空气，操作时，先打开弹簧夹K，打开分液漏斗，滴入稀硫酸，用铁和硫酸反应生成的氢气排出装置内的空气，一段时间后关闭弹簧夹K，烧瓶内生成的氢气把硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中反应生成Fe(OH)2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13．[2024·平湖中学高一]称取6.00 g氧化铜和氧化铁的固体混合物，加入75.0 mL 2.00 mol/L的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入8.40 g铁粉，充分反应后，得固体的质量为4.56 g。 请计算： (1)加入铁粉的物质的量为________mol。 (2)加入铁粉充分反应后，溶液中溶质为__________，其物质的量浓度为________mol/L(不考虑溶液体积变化)。 (3)固体混合物中氧化铜的质量分数为____________。 0.15 FeSO4 2.00 60.0% 粉仅与稀硫酸反应，反应生成硫酸亚铁的物质的量为0.15 mol，固体混合物中含有氧化铁，则加入的铁粉一定过量，所以4.56 g固体为铜和铁的混合物，最终反应得到的溶液为硫酸亚铁溶液。 (1)8.40 g铁粉的物质的量为0.15 mol。 (2)最终反应得到的溶液为硫酸亚铁溶液，由原子守恒可知，溶液中硫酸亚铁溶液的浓度与稀硫酸的浓度相等，则硫酸亚铁溶液的浓度为2.00 mol/L。 (3)设混合物中氧化铜、氧化铁的物质的量分别为x mol、y mol，则有 感谢聆听，再见！ 【解析】废液X中主要含有氯化铜、氯化亚铁和HCl，可能还含有少量氯化铁，加入过量铁粉，Fe与HCl反应消耗多余的HCl，Fe与CuCl2反应生成Cu，同时还有铁单质剩余，操作a为过滤，得到溶液A为氯化亚铁溶液，同时得到铁、铜混合固体，在铁、铜混合固体中加入过量HCl将Fe转化为FeCl2，再过滤得到Cu和氯化亚铁溶液。2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，根据该化学方程式可知，溶液中氯化亚铁的浓度一定是氯化铜浓度的2倍，同时还有部分HCl，因此有>6，A正确；反应Ⅰ中Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu，可能还有氯化铁与铁粉反应，则至少有2种氧化剂与铁粉反应，B错误； 【解析】铁泥(主要成分为Fe2O3，还含有少量FeO和Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁和过量的氯化氢，加入铁粉还原铁离子：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，消耗H＋：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，过滤过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2浊液，向浊液中加入双氧水氧化：2Fe(OH)2＋H2O2===2Fe(OH)3，反应完成后得到Fe(OH)3浊液，再与氯化亚铁溶液加热搅拌发生反应：2Fe(OH)3＋Fe2＋＋2OH－Fe3O4＋4H2O，过滤、洗涤、干燥得产品Fe3O4，以此解答该题。步骤①盐酸与铁泥中Fe2O3、FeO的反应没有元素化合价改变，不是氧化还原反应，A错误；滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁和过量的氯化氢，步骤②中加入铁粉还原铁离子和除去过量的氯化氢，发生的反应为 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 滤渣C中加入盐酸，得到单质铜和氯化亚铁溶液，再通入氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋。 (1)通入氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (2)滤液B的溶质为氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中会被氧化成氢氧化铁，最终变成红褐色，即现象为生成白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色；化学方程式为FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。 (3)铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故反应的化学方程式为3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2。 【解析】由题意可知，稀硫酸中硫酸的物质的量为2.00 mol/L×0.075 L＝0.15 mol，8.40 g铁粉的物质的量为 ＝0.15 mol，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O；向反应后的溶液中加入铁粉，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，反应的化学方程式为Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，过量的稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu，稀硫酸中硫酸的物质的量为0.15 mol，8.40 g铁粉的物质的量为0.15 mol，若铁 80x＋160y＝6.00，根据整个体系中金属元素守恒：64x＋56×2y＋8.4＝0.15×56＋4.56，联立方程可得x＝0.045、y＝0.015，则混合物中氧化铜的质量分数为 ×100%＝60.0%。 $$