10第10讲　铁及其化合物的转化关系-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

跟踪练(10)　铁及其化合物的转化关系 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1．明代宋应星所著《天工开物》中有记载：“其黄矾所出又奇甚。乃即炼皂矾(FeSO4·7H2O)，炉侧土墙……刮取下来，名曰黄矾，染家用之。金色浅者涂炙，立成紫赤也。”下列有关黄矾的说法错误的是 (　　) A.黄矾的主要成分中含有Fe3+ B.黄矾在医药上可以作补铁剂 C.黄矾可以应用于印染工业 D.黄矾经火烤，立刻生成Fe2O3 B　解析：根据黄矾的名称及Fe3+呈黄色，且黄矾是由炼皂矾时得到，皂矾的主要成分为FeSO4·7H2O，具有较强的还原性，可知黄矾的主要成分中有Fe3+；人体缺亚铁离子，会造成贫血，而黄矾中的Fe是＋3价，不能作补铁剂；“染家用之”的意思是染坊经常用它，所以黄矾可以应用于印染工业；由“金色浅者涂炙，立成紫赤也”，可知有红棕色的Fe2O3生成。 2．(2022·浙江6月选考卷)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是 (　　) A.与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C.溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D.在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 B　解析：FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应的化学方程式为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH；FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，C的化合价为－2，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律；FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，故其溶于氢碘酸(HI)后Fe3+能将I－氧化为I2，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色；在空气中FeO(OCH3)高温条件下将生成Fe2O3、CO2和H2O，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，则FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3。 3．某同学为探究FeCl3溶液的性质进行下图所示实验。根据实验现象，下列分析正确的是 (　　) A.向②后试管中加入足量稀盐酸，沉淀全部溶解 B.①～④的变化中，有1处涉及氧化还原反应 C.若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①②现象相同 D.若用Na2SO3代替Na2S进行实验，溶液不可能变为淡绿色 B　解析：①中，Fe3+和S2-发生氧化还原反应生成Fe2+和淡黄色的硫沉淀，溶液由黄色变为淡绿色；②中，Fe2+和S2-反应生成黑色的FeS沉淀；③中，Fe3+和CO发生相互促进的水解反应，生成Fe(OH)3胶体和CO2；④中，继续加入Na2CO3溶液，液体碱性增强，氢氧化铁胶体形成Fe(OH)3沉淀。向②后试管中加入足量稀盐酸，FeS溶解，而硫不溶，沉淀部分溶解；由上述分析可知，①～④的变化中，仅①涉及氧化还原反应；若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，S2-过量，产生的Fe2+与过量的S2-产生黑色的FeS沉淀，溶液不会变成淡绿色，产生的现象与图中①②现象不相同；Na2SO3具有还原性，若用Na2SO3代替Na2S进行实验，SO也能将Fe3+还原为Fe2+。 4．(2024·广西南宁二中高三上学期统考)铁的“价­类”二维图如下图所示。下列说法错误的是 (　　) A.Fe(OH)2→X需要加入氧化剂 B.Fe3+→X可以加入NaOH溶液 C.Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe2O3 D.用酸除铁锈时，Fe2O3→Fe3+ C　解析：图中X是Fe(OH)3，Fe(OH)2→Fe(OH)3的过程中铁元素化合价升高，加入的是氧化剂；向铁盐溶液中加入NaOH溶液，Fe3+与OH－反应生成Fe(OH)3沉淀；在高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，Fe2O3是碱性氧化物，加入酸可实现Fe2O3→Fe3+，可除去铁锈。 5．(2024·广西名校联盟联考)由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下图所示。 已知：FeS2和铁黄均难溶于水。下列说法不正确的是 (　　) A.步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣 B.步骤②，涉及反应的离子方程式为FeS2＋14Fe3+＋8H2O===15Fe2+＋2SO＋16H＋ C.步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净的绿矾 D.步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3 C　解析：绿矾的阴离子为SO，为防止引入杂质离子，步骤①最后用硫酸溶解烧渣；硫铁矿烧渣的主要成分是Fe3O4、Fe2O3和FeO，步骤①加入硫酸溶解，所得溶液中含有Fe3+、Fe2+，步骤②中加入具有还原性的FeS2，发生氧化还原反应，生成Fe2+和SO；步骤③是蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若将液体蒸干，绿矾受热易失去部分结晶水；绿矾中含有Fe2+，Fe2+能被空气中的氧气氧化成Fe3+，故反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3。 6．下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3 (已知：FeCl3遇水易水解)。下列说法正确的是 (　　) A.该实验中用于制取Cl2的KMnO4也可以换成MnO2 B.仪器的接口顺序为a→e→d→b→c→h→i(或i→h)→c→b→g C.可将制得的FeCl3先溶于较浓的盐酸中，再加水至指定体积，配成一定浓度的 FeCl3溶液 D.用于干燥Cl2的浓硫酸可换成碱石灰 C　解析：常温下MnO2与浓盐酸不发生反应，不能将KMnO4换成MnO2；KMnO4与浓盐酸反应制取的Cl2中混有HCl、H2O(g)，应先通过饱和NaCl溶液除去HCl，再通过浓硫酸除去H2O(g)，获得干燥Cl2，Cl2再与铁粉反应生成FeCl3，最后用NaOH溶液吸收尾气Cl2，由于FeCl3遇水易水解，在连接盛有NaOH溶液的洗气瓶前要先接盛有浓硫酸的洗气瓶，防止NaOH溶液中的H2O(g)进入，故仪器的接口顺序为a→e→d→c→b→h→i(或i→h)→c→b→g；FeCl3易发生水解反应，配制其溶液时，要先将FeCl3溶于较浓的盐酸中，再加水稀释；Cl2可与碱石灰反应，故用于干燥Cl2的浓硫酸不能换成碱石灰。 7．根据下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是 (　　) 实验操作和现象 结论 A 向沸水中滴加少量饱和FeCl3溶液，得到红褐色液体，用激光笔照射可观察到光亮的“通路” 所得红褐色液体是胶体 B 向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色 氧化性强弱：Fe3+＞I2 C 向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色，再加入少量铁粉，溶液红色褪去 还原性强弱：Fe＞Fe2+ D 向FeSO4溶液中通入氯气，再滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色 Fe2+被完全氧化为Fe3+ D　解析：向FeCl3溶液中滴加KI溶液，发生反应2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色，则氧化性强弱为Fe3+＞I2；向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色，再加入少量铁粉，发生反应2Fe3+＋Fe===3Fe2+，溶液红色褪去，则还原性强弱为Fe＞Fe2+；向FeSO4溶液中通入氯气，再滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色，证明Fe2+被氧化为Fe3+，但不能判断Fe2+是否被完全氧化。 8．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如右图所示。溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为 (　　) A.1∶1∶1 B．1∶3∶1 C.3∶3∶8 D．1∶1∶4 D　解析：稀溶液中各物质的氧化性强弱为HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，加入铁粉后会依次发生氧化还原反应：①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，②Fe＋2Fe3+===3Fe2+，③Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+。从题图中可知铁为1 mol时，无Fe2+生成，发生反应①，消耗硝酸的物质的量为4 mol，生成1 mol Fe3+；再加入1 mol铁粉，发生反应②，生成Fe2+的物质的量为3 mol，反应的Fe3+的物质的量为2 mol，则原溶液中Fe3+的物质的量为2 mol－1 mol＝1 mol；再加入1 mol铁粉，发生反应③，此时生成Fe2+的物质的量为1 mol，说明原溶液中Cu2+的物质的量为1 mol。综上所述，原溶液中含1 mol Fe(NO3)3、1 mol Cu(NO3)2和4 mol HNO3，故稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为1∶1∶4。 二、非选择题 9．FeCl2广泛应用于织物印染、医药、冶金和照相等行业。某实验小组的同学设计下图所示装置，从左侧缓缓通入H2，利用H2和 FeCl3制备 FeCl2。 已知有关物质的性质如下： 物质 FeCl3 FeCl2 Fe 熔点/℃ 升华，易水解 672 1 538 沸点/℃ 1 023 2 750 (1)浓硫酸在实验中有两个作用： ①除去水，使得通入的氢气干燥。②________________________________________________________________________。 (2)球形干燥管中盛放的物质为_____________________________________________。 (3)实验过程中，探究电炉温度(T)对产物的影响。 ①当温度为300 ℃时，加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余，请指出出现该现象可能的原因：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②当温度为 330 ℃时，加热后石英管内有固体剩余，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体全部溶解且无气泡生成。对固体成分进行猜测并设计实验验证。 猜测1：只有 FeCl2。猜测2: 含有FeCl2和 FeCl3。猜测3: 只有FeCl3。 实验方案： 实验步骤 操作 现象 第一步 取溶液2 mL于试管中，加入KSCN溶液 现象一 第二步 另取溶液2 mL于试管中，加入________溶液 现象二 第二步加入的物质为_________________________________________________________。 实验结论：现象一为__________________，现象二为____________________。则猜测1 成立。 ③当温度为350 ℃时，加热后石英管内有固体剩余，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体溶解的同时有少量气泡产生。写出加热过程中发生的副反应的化学方程式：_ _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)三次实验中，广口瓶中都可以收集到大量固体，则其成分主要为________________________________________________________________________。 答案：(1)观察氢气的流速　(2)碱石灰 (3)①当温度为 300 ℃时，FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管 ②铁氰化钾[或K3Fe(CN)6]　溶液无明显变化　有蓝色沉淀生成 ③2FeCl3＋3H22Fe＋6HCl (4)FeCl3(或氯化铁) 解析：由于FeCl3易升华、易水解，因此用浓硫酸干燥氢气，并要控制氢气流速。在石英管中FeCl3与氢气反应生成氯化亚铁和氯化氢，氯化亚铁熔点高，停留在石英管中，氯化氢气体被盛有碱石灰的干燥管吸收。 (1)浓硫酸在实验中有两个作用：①除去水，干燥通入的氢气。②观察氢气的流速，便于控制氢气的速率。 (2)球形干燥管中盛放的物质为碱石灰，主要用于除去HCl尾气和防止空气中的水蒸气进入。 (3)①当温度为300 ℃时，加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余，可能是300 ℃时FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管。 ②实验方案主要是检验溶液中是否含有亚铁离子和铁离子，一般用KSCN溶液检验铁离子，用铁氰化钾检验亚铁离子，因此第二步加入的物质为几滴铁氰化钾溶液。现象一为溶液不变色，现象二为有蓝色沉淀生成，则说明猜想1成立。 ③根据题意，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体溶解的同时有少量气泡产生，说明固体中有铁，则加热过程中发生的副反应的化学方程式为2FeCl3＋3H22Fe＋6HCl。 (4)由于FeCl3易升华，FeCl2的熔点是672 ℃，故三次实验中，广口瓶中收集到的大量固体的主要成分为FeCl3。 学科网（北京）股份有限公司 $$