2025-2026学年高一下学期化学暑假作业 铁及其化合物

化学暑假作业 铁及其化合物 1.下列说法正确的是 ( ) A.过量铁粉加入稀硝酸中：Fe＋4H＋＋NO3 (－)===Fe3＋＋NO ↑ +2H2O B.FeO 粉末在空气中受热，迅速被氧化成 Fe3O4 C.铁粉与氧化铝发生铝热反应可用于焊接铁轨 D.用盐酸除铁锈（主要成分 Fe2O3 ·xH2O）是利用了氧化还原反应 2.下列说法正确的是 ( ) A. 向 H2O2 溶液中滴加少量 FeCl2 ：2Fe2＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H＋＋O2 ↑ B.常温下，Fe 与浓 H2SO4 反应生成 FeSO4 C.将 NaOH 溶液滴入 FeSO4 溶液中，产生白色沉淀，随后变为红褐色，该颜色的变化与氧化还原反 应无关 D.检验溶液中 FeSO4 是否被氧化的方法是取少量待测液，滴加 KSCN 溶液，观察溶液颜色的变化 3.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 ( ) A.a 可与 e 反应生成 b B.b 既可被氧化，也可被还原 C.可将 e 加入浓碱液中制得 d 的胶体 D.可存在 b →c →d →e →b 的循环转化关系 4.铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法正确的是 ( ) A.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 B.常温下，铁在浓硫酸中钝化 C.铁在氧气中燃烧，生成物为 Fe2O3 D.纯铁（块状）是黑色金属 5.下列叙述正确的是 ( ) A.Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe 与两种酸均发生置换反应 B.足量的 Fe 在 Cl2 中燃烧生成 FeCl2 C.先后将等物质的量的 Fe2O3 和 Fe 分别溶于同一稀盐酸时无气体放出 D.Fe2O3 →FeCl3（aq） ―→无水 FeCl3 ，在给定的条件下能实现转化 6.下列对铁元素代表物的描述错误的是 ( ) 代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe3O4 氧化物 +1 价 具有磁性的黑色晶体 B Fe（OH）2 碱 +2 价 白色，易被氧化 C Fe（OH）3 碱 +3 价 红褐色，加热失去水生成红棕色粉末 D FeCl3 盐 +3 价 FeCl3 溶液中的 Fe3＋能被 Fe 还原成 Fe2+ 7. 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 8.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是 ( ) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管 中，滴加 KSCN 溶液2～3 滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B CO 还原 Fe2O3 得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入 KSCN 溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有 Fe3O4 C 取少量 Fe（NO3）2 试样加水溶解，加稀 H2SO4 酸化，滴 加 KSCN 溶液，溶液变为红色 该 Fe（NO3 ）2 试样已经变质 D 向某溶液中通入 Cl2 ，然后再加入 KSCN 溶液，变红色 原溶液中含有 Fe2+ 9.将铁置于 FeCl3 、CuCl2 的混合溶液中，下列说法正确的是 ( ) A.若无固体剩余，则溶液中一定有 Fe3＋ B.若有固体存在，则溶液中一定有 Fe2+ C.若溶液中有 Cu2＋ ，则一定没有固体析出 D.若溶液中有 Fe2＋ ，则一定有 Cu 析出 10.铁的常见化合价有＋2 价和＋3 价。据研究，铁在浓 HNO3 中发生钝化时，可生成一种化学式为 Fe8O11 的化合物，它可以看作由FeO 和 Fe2O3 组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为 ( ) A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3 C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3 11.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 12.高铁酸钾（K2FeO4 ）是新型的绿色环保水处理剂。一种制备 K2FeO4 的流程如下： 下列说法中错误的是 ( ) A.步骤 ⅰ 中反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O B.步骤ⅱ说明碱性条件下，氧化性：NaClO>Na2FeO4 C.步骤ⅲ的反应为复分解反应，说明溶解度：Na2FeO4<K2FeO4 D.K2FeO4 作为性能优良的水处理剂，主要是利用了其强氧化性和还原后产生的具有絮凝作用的 Fe (Ⅲ) 13.（双选）用 FeCl3 溶液蚀刻印刷电路板，发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 ，分别取适量 蚀刻后的溶液进行实验，下列实验结论一定正确的是 ( ) A.通入 Cl2 ，再滴入 KSCN 溶液，溶液变红，说明所得溶液中已不含 Fe2+ B.加入铁粉，充分反应，有固体剩余，说明所得溶液中已不含 Fe3+ C.滴加足量稀硝酸，充分反应，则所得溶液中 n（Fe3＋ ）＝2n（Cu2+ ) D.滴加足量 NaOH 溶液，充分反应，则所得沉淀中 n[Fe(OH)2] ＝2n[Cu(OH)2] 14.某同学设计如图装置（气密性已检查）制备 Fe（OH）2 白色沉淀。 请回答： （1）仪器 1 的名称 。装置 5 的作用_______________________________________。 （2）实验开始时，关闭 K2 ，打开 K1 ，反应一段时间后，再打开 K2 ，关闭 K1 ，发现 3 中溶液不能 进入 4 中。请为装置作一处改进，使溶液能进入 4 中 ________________________________________________________________________。 （3）装置改进后，将 3 中反应后溶液压入 4 中，在 4 中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析 没有产生白色沉淀的原因 ________________________________________________________________________。 15.从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图 1 是 Fe 及其 化合物的化合价——物质类别二维图。 回答下列问题： （1）工业上冶炼 Fe 常用的方法是 （填字母）。 a. 电解法 b.还原法 c.热分解法 d.物理方法 （ 2 ） 若 图 1 中 的 F 为 硫 酸 盐 ， 请 写 出 由 D 生 成 F 的 离 子 方 程 式 ________________________________________________________________________。 （ 3 ） 图 1 中 的 B 在潮 湿 的 空 气 中 很 容 易 发 生化合 反应变 成 E ， 该 反应 的 化 学方 程 式 为__________________________________________________________________。 （4）用 Fe 可以除去水体中的 NO3 (－)（原理如图 2）。若有 1 mol NO 3 (－)转化为 NH4 (＋) ，则参加反应的 Fe 失去的电子的物质的量为 mol。 16.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 测定硫酸亚铁铵中铁的含量，二者恰好完全反应时消耗 KMnO4 溶液体积为 20.00 mL 。计算晶体中 Fe2＋ 的质量分数为 。 17.硫酸铁铵 aFe2（SO4 ）3·b（NH4 ）2SO4 ·cH2O 广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理 等。某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。 请回答下列问题： （1）滤渣 A 的主要成分是________________________________________________。 （2）下 列 物 质 中 最 适 合 的 氧 化 剂 B 是 ； 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________。 a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4 d.K2Cr2O7 （3）操作甲、乙的名称分别是： 甲 ，乙 。 （4）上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需取少量溶液检验 Fe2＋是否已全部被氧化，所加试 剂 能 否 用 酸 性 的 KMnO4 溶 液 ？ （ 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ” ）， 理 由 是 ： ____________________________________ 。（可用语言或方程式说明） （5）检验硫酸铁铵中 NH 4 (＋)的方法是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 （6）称取 14.00 g 样品，将其溶于水配制成 100 mL 溶液，分成两等份，向其中一份溶液中加入足 量 NaOH 溶液，过滤洗涤得到 2. 14 g 沉淀； 向另一份溶液中加入 0.05 mol Ba（NO3 ）2 溶液，恰好 完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为 ________________________________________________________________________。 18.Fe/Fe3O4 磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下（各步均在 N2 氛围中进行）： ①称取 9.95 g FeCl2·4H2O（Mr ＝199），配成 50 mL 溶液，转移至恒压滴液漏斗中。 ②向三颈烧瓶中加入 100 mL 14 mol·L－ 1 KOH 溶液。 ③持续磁力搅拌，将 FeCl2 溶液以 2 mL·min－ 1 的速度全部滴入三颈烧瓶中，100 ℃下回流 3 h。 ④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在 40 ℃干燥。 ⑤管式炉内焙烧 2 h ，得产品 3.24 g。 部分装置如图： 回答下列问题： （1）仪器 a 的名称是 ；使用恒压滴液漏斗的原因是 ________________________________________________________________________。 （2）实验室制取 N2 有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选 试剂和装置，选出一种可行的方法，化学方程式为 ________________________________________________________________________， 对应的装置为 （填标号）。 可供选择的试剂：CuO（s）、NH3（g）、Cl2（g）、O2（g）、饱和 NaNO2（aq）、饱和 NH4Cl（aq）可 供选择的发生装置（净化装置略去）： （3）三颈烧瓶中反应生成了Fe 和 Fe3O4 ，离子方程式为 ________________________________________________________________________。 （4）为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有 。 A.采用适宜的滴液速度 B.选择适宜的焙烧温度 C.在空气氛围中制备 （5）步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为 ；使用乙醇洗 涤的目的是________________________________________________________________________。 （6）该实验所得磁性材料的产率为 （保留 3 位有效数字）。 19.硫酸铁铵[NH4Fe（SO4 ）2 ·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究 采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下： 回答下列问题： （1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是 ________________________________________________________________________。 （2）步骤②需要加热的目的是______________________________________________， 温度保持 80～95 ℃ , 采用的合适加热方式是 ________________________________________________________________________。 铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为 （填标号）。 （3）步骤③中选用足量的 H2O2 ，理由是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 （4）步骤⑤的具体实验操作有_____________________________________________， 经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 （5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到 150 ℃时失掉 1.5 个结晶 水，失重 5.6% 。硫酸铁铵晶体的化学式为 ________________________________________________________________________。 20.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾 的一些性质进行探究。回答下列问题： （1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加 KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管 中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知： ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 （2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关 K1 和 K2 ）（设为装置 A）称重，记为 m1 g 。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置 A 称重，记为 m2 g 。按下图连接好装置进行实验。 ①仪器 B 的名称是 。 ②将下列实验操作步骤正确排序___________________________________________ （填标号）；重复上述操作步骤，直至 A 恒重，记为 m3 g。 a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭 K1 和 K2 d.打开 K1 和 K2 ，缓缓通入 N2 e.称量 A f.冷却到室温 ③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目 x ＝ （列式表示）。若实验时按 a 、d 次序 操作，则使 x （填“偏大 ”“偏小 ”或“无影响 ”）。 （3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2） 中已恒重的装置 A 接入下图所示的装置中，打开 K1 和 K2 ，缓缓通入 N2 ，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 ①C 、D 中的溶液依次为 （填标号）。C 、D 中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 ________________________________________________________。 a. 品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba（NO3 ）2 e.浓 H2SO4 ②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 21. 以黄铁矿（主要成分 FeS2）为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻 对环境的污染。其中一种流程如下图所示。 回答下列问题： （1）黄铁矿中硫元素的化合价为___________________________________________。 （2） 由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 （3）欲得到更纯的 NaHSO3 ，反应①应通入 （填 “过量 ”或“不足量 ”）的 SO2 气体。 （4）因为 Na2S2O5 具有 性， 导致商品 Na2S2O5 中不可避免地存在 Na2SO4。 检验其中含有 SO － 的方法是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 （5）一般用 K2Cr2O7 测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用 K2Cr2O7 与其中的 Fe2＋反应， 反应式：Cr2O－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 某次实验称取 0.280 0 g 样品，Fe2＋完全反应时消耗浓度为 0.030 00 mol·L－ 1 的 K2Cr2O7 溶液 25.10 mL， 则样品中铁含量为 %。 化学暑假作业 铁及其化合物 答案 1.答案 B 解析 过量铁粉与 HNO3 反应时生成 Fe2＋而不是 Fe3＋ ，A 项错误；FeO 是一种黑色粉末，不稳定， 易被空气中的 O2 氧化成 Fe3O4 ，加热时反应速率加快，B 项正确；铝粉与 Fe2O3 发生铝热反应，可 用于焊接铁轨，C 项错误；Fe2O3 与盐酸的反应不是氧化还原反应，D 项错误。 2.答案 D 解析 H2O2 作氧化剂的还原产物是 H2O 而不是 O2 ，A 项错误；常温下，铁遇 H2SO4 钝化，B 项错 误；FeSO4 与 NaOH 溶液反应生成 Fe（OH）2 ，Fe（OH）2 被空气中的 O2 氧化成 Fe（OH）3 ，该变 化过程发生了氧化还原反应，C 项错误；FeSO4 溶液中的 Fe2＋被氧化成 Fe3＋ ，滴加KSCN 溶液，溶液变为红色，故可通过观察溶液的颜色检验 FeSO4 溶液是否变质，D 项正确。 3.答案 C 解析 A.铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故 A 正确；B.＋2 价铁为其中间价态，可以被氧化，也可以被还原，故 B 正确；C.加热制备氢氧化铁 胶体的方法为在沸水中滴加饱和三氯化铁至液体成红褐色，加入浓碱，会直接生成对应的沉淀，故 C 错误；D. 亚铁盐加碱生成氢氧化亚铁（b→c），氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁（c →d）， 氢氧化铁加酸生成三价铁盐（d →e），铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐（e→b）， 故 D 正确。 4.答案 B 解析 A 项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，错误；C 项，铁在氧气中燃烧的生成物为 Fe3O4， 错误；D 项，纯铁（块状）是银白色金属，错误。 5.答案 C 解析 A 项，Fe 与稀硝酸反应不是置换反应；B 项，Fe 与 Cl2 反应只生成 FeCl3 ，与 Fe 的量无关； C 项，Fe2O3＋Fe＋6H＋===3Fe2＋＋3H2O；D 项，FeCl3（aq）加热，Fe3＋水解最终生成 Fe（OH）3。 6.答案 A 解析 A.具有磁性的黑色晶体为四氧化三铁（Fe3O4），氧元素化合价－2 价，铁元素化合价为＋2、 +3 价，故 A 错误；B.Fe（OH）2 在溶液中是白色沉淀，属于弱碱，铁元素化合价＋2 价，易被空 气中氧气氧化生成氢氧化铁，故 B 正确；C.Fe（OH）3 是碱类化合物，铁元素化合价＋3 价，为红 褐色固体，加热失去水生成红棕色粉末氧化铁，故 C 正确；D.FeCl3 属于盐类化合物，铁元素化合 价＋3 价，铁离子具有氧化性，FeCl3 溶液中的 Fe3＋ 能被 Fe 还原成 Fe2＋ ，故 D 正确。 7.答案 A 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。 8.答案 A 解析 CO 还原 Fe2O3 得到单质 Fe ，即使有 Fe3O4 ，其溶于盐酸后产生的 Fe3＋与 Fe 发生反应：Fe+ 2Fe3＋===3Fe2＋ ，加入 KSCN 溶液也不一定显红色，B 项错误；NO3 (－)＋H＋ 具有强氧化性，而 Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有 Fe3＋ 生成，遇 KSCN 溶液呈红色，不能证明样品是否变质， C 项错误；若原溶液中不存在 Fe2＋ ，存在 Fe3＋ ，也有此现象，D 项错误。 9.答案 B 解析 向混合溶液中加入铁粉，依次发生反应，2FeCl3＋Fe===3FeCl2 ，Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu ， 若无固体剩余，则溶液中可能有 Fe3＋未被完全还原而存在，也可能恰好完全被还原而不存在，A 项 错误；若有固体存在，则溶液中一定有 Fe3＋被还原生成 Fe2＋ ，B 项正确；若溶液中有 Cu2＋ ，则可能 Cu2＋未被还原或部分被还原，则固体中一定不存在 Fe ，但可能存在 Cu ，C 项错误；若溶液中有 Fe2 + 可能是 Cu2＋被还原有单质Cu 析出或 Cu2＋未被还原而没有固体析出，D 项错误。 10.答案 B 解析 化合物 Fe8O11 可以看作由 FeO 和 Fe2O3 组成的复杂氧化物，设化学式为 nFeO·mFe2O3 ，则 解得 n ＝2 ，m ＝3 ，该化合物可以表示为 2FeO·3Fe2O3。 11.答案 B 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。 12.答案 C 解析 步骤 i为 FeSO4 溶液在酸性条件下与 H2O2 发生氧化还原反应生成 H2O 和 Fe2（SO4）3 ，根据 氧化还原反应规律可得反应的离子方程式为 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ，A 正确；步骤 ⅱ 为 Fe2（SO4 ）3 与 NaClO 在碱性条件下发生氧化还原得到 Na2FeO4 ，氧化剂是 NaClO ，氧化产物为 Na2FeO4，氧化性：NaClO>Na2FeO4，B 正确；溶解度大的物质易转化为溶解度小的物质，故溶解度： Na2FeO4>K2FeO4 ，C 错误； 由于 K2FeO4 具有强氧化性， 因此可用于水的杀菌消毒，且其还原产物 产生的 Fe3＋水解得到 Fe（OH）3 的胶体，具有絮凝的作用，D 正确。 13.答案 BD 解析 A.检验 Fe2＋先加入 KSCN 溶液后通入氯气，如果先通入 Cl2，Cl2 能氧化 Fe2＋ 生成 Fe3＋而干扰 Fe2＋ 的检验，而无法判断原溶液是否含有 Fe2＋ ，故 A 错误；B.加入 Fe 粉，有固体剩余，无论固体 是 Fe 还是 Cu，都能与 Fe3＋反应，所以只要有固体剩余，反应后的溶液中一定不含 Fe3＋，故 B 正确； C.稀硝酸具有强氧化性，能氧化 Fe2＋ 生成 Fe3＋ ，但是原来刻蚀液中是否还含有未反应的 Fe3＋ ，所以 无法判断加入足量硝酸后的溶液中 n（Fe3＋）、n（Cu2＋ ）关系，故 C 错误；D.加入足量 NaOH 溶液，分别生成 Fe（OH）2 、Cu（OH）2 ，根据方程式 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 知，最终得到的沉淀 n[Fe（OH）2] ＝2n[Cu（OH）2] ，故 D 正确。 14.答案 （1）分液漏斗 液封，防止空气进入装置 4 （2）在装置 2 、3 之间添加控制开关 （3）装置 4 内的空气没有排尽 解析 （1）仪器 1 的名称为分液漏斗。 由于 Fe（OH）2 易被氧气氧化，故装置 5 的作用是通过液 封，防止空气进入装置 4 。（2）3 中溶液不能进入 4 中的原因是生成的氢气沿着导管通过 2 逸出， 三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在 2 、3 之间加一个控制开关。（3） 生成灰绿色沉淀说明氢氧化 亚铁被部分氧化，分析原因应该是装置 4 中的空气未排尽。 15.答案 （1）b （2）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O （3）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 （4）8 解析 （1）工业上常用碳还原铁矿石冶炼 Fe ，为还原法。（2）根据图 1 ，D 到 F 过程中铁的化合 价未变，F 为硫酸盐，则 D 为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为 Fe2O3 + 6H＋===2Fe3＋＋3H2O 。（3）B 为＋2 价的碱，为氢氧化亚铁，可与氧气、水反应生成氢氧化铁。化 学方程式为 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 。（4）NO 3 (－)转化为 NH4 (＋) ，N 的化合价由＋5 价 变为－3 价，1 mol NO 3 (－)得到 8 mol 电子，根据得失电子守恒，则参加反应的 Fe 失去 8 mol 电子。 16.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）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）KMnO4 与硫 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 和硫酸亚铁的物质的量比为 1 ∶5，n（KMnO4）＝0. 1 mol·L－ 1 ×0.020 00 L ＝0.002 000 mol，则 n（Fe2 + ) =0.01 mol ，m（Fe2＋ ）＝0.56 g ，晶体中 Fe2＋ 的质量分数为 17.答案 （1）CaSO4 （2）b H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O （3）冷却结晶 常温晾干 （4）不能 H2O2 和 Fe2＋均能使酸性 KMnO4 溶液褪色 （5）在试管中加入少量样品和 NaOH 固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸 变成蓝色 （6）Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O 解析 （1）加入硫酸，可增大溶液中 SO － 的浓度，将 Ca2＋转化为沉淀，生成 CaSO4 ， 同时抑制 Fe2＋水解。（2）为避免引入新杂质，应加入过氧化氢作为氧化剂，还原产物是水，反应的离子方程 式为 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 。（3）在 80 ℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却 结晶、过滤洗涤，最后经常温晾干可得到纯净的硫酸铁铵，温度不能过高，防止分解。（4）酸性高 锰酸钾溶液的氧化性很强，H2O2 和 Fe2＋均能使酸性 KMnO4 溶液褪色，应加入 K3 [Fe（CN）6]溶液， 如生成蓝色沉淀，可说明含有亚铁离子。（5）检验 NH 4 (＋)的方法是加入强碱反应，加热能够产生使湿 润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体是氨气，从而证明原溶液中一定含有 NH4 (＋)。（6）称取 14.00 g 样品，将其溶于水配制成 100 mL 溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量 NaOH 溶液，过滤洗 涤得到 2.14 g 沉淀，应为 所以 14.00 g 样品中含有 Fe2（SO4 ）3 0.02 mol； 向另一份溶液中加入 0.05 mol Ba(NO3)2 溶液，恰好 完全反应，则 n(SO－) ＝0.05 mol，则 n（SO－）总量为 0.1 mol，因此(NH4)2SO4 为 0.1 mol-0.02 mol×3 ＝0.04 mol，则 m（H2O）＝14.00 g－0.02 mol×400 g ·mol－1－0.04 mol×132 （H2O）＝0.02 ∶0.04 ∶0.04 ＝1 ∶2 ∶2，所以化学式为 Fe2（SO4）3·2（NH4）2SO4·2H2O。 18.答案 （1）球形冷凝管 平衡气压，便于液体顺利滴入 （2）NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2 ↑ +2H2O（或 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O） B（或 A） （3）4Fe2＋＋8OH－Fe ↓ +Fe3O4 ↓ +4H2O （4）AB （5）HNO3 、AgNO3 带走沉淀表面的水分，加速干燥 （6）90.0% 解析 （1）结合图示装置可知仪器 a 的名称为球形冷凝管，实验中使用恒压滴液漏斗， 利于平衡压强，便于液体顺利滴入。（2）结合所给药品和实验装置，从环境保护和实验 安全等角度考虑 ，可用装置 A 用 CuO 和 NH3 制备 N2 ，其化学方程式为 3CuO + 2NH33Cu＋N2＋3H2O ，也可用装置 B 用 NaNO2 和 NH4Cl 的饱和溶液在加热条件下制备 N2 ，其化学方程式为 NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2 ↑ +2H2O 。（3）三颈烧瓶 中 FeCl2 溶液与KOH 溶液共热可生成Fe 和 Fe3O4 ，根据得失电子守恒、电荷守恒和原 子守恒可配平该反应的离子方程式为 4Fe2＋＋8OH－Fe ↓ +Fe3O4 ↓ +4H2O 。（4） 为保证产品性能，使其粒径适中、结晶度良好，应采用适宜的滴液速度，且选择适宜的 焙烧温度；若在空气氛围中制备，Fe2＋易被氧化。（5）根据实验步骤知，可通过检验最 后一次洗涤液中是否含有 Cl－来检验沉淀是否洗净，故取最后一次洗涤液于试管中，加 入 HNO3 酸化，然后加入 AgNO3 溶液，若无白色沉淀产生，则证明沉淀已洗涤干净。 使用乙醇洗涤，是利用了乙醇的挥发性，便于黑色沉淀快速干燥。（6）9.95 g FeCl2·4H2O 的物质的量为 根据反应的离子方程式可得关系式： 4Fe2＋ ～ Fe/Fe3O4 4 mol 56 g＋232 g ＝288 g 0.05 mol m（理论） 解得 m（理论）＝3.60 g ，而实际得到 3.24 g 产品，则该实验所得磁性材料的产率为 19.答案 （1）碱煮水洗 （2）加快反应 热水浴 C （3）将 Fe2＋全部氧化为 Fe3＋ ；不引入杂质 （4）加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤） （5）NH4Fe（SO4 ）2·12H2O 解析 （1）除去铁屑表面油污的方法是，用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。（2）铁与稀硫酸反 应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少 量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有 H2S 生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，故氢 气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C 装置倒置漏斗 能防倒吸，故宜选择 C 装置吸收硫化氢。（3）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧 水的目的是将 Fe2＋全部氧化为 Fe3＋ ，发生反应为 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ，从生成物看， 又不引入杂质。（4）步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、 过滤（洗涤）。（5）失重 5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为 NH4Fe（SO4 ）2 ·xH2O ， 由题 意知 解得 x ＝12。 20.答案 （1）样品中没有 Fe3＋ Fe2＋易被氧气氧化为 Fe3+ （2）①干燥管 ②d 、a 、b 、f、c 、e 偏小 （3）①c 、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4Fe2O3＋SO2 ↑ +SO3 ↑ 解析 （1）绿矾溶解于水电离出 Fe2＋ ，滴加KSCN 溶液后颜色无明显变化，说明样品 中没有 Fe3＋ ，通入空气之后，空气中的氧气把 Fe2＋氧化为 Fe3＋ ，Fe3＋与 KSCN 反应而 使溶液显红色，说明 Fe2＋易被氧气氧化为 Fe3＋。 （2）①仪器 B 的名称是干燥管；②实验时先打开 K1 和 K2 ，缓慢通入 N2 ，排除装置中 的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的 Fe2＋氧化为 Fe3＋ ，一段时间后点燃酒精灯，使 绿矾中的结晶水变为水蒸气并被 N2 排出，然后熄灭酒精灯，将石英玻璃管冷却至室温 后关闭 K1 和 K2 ，防止空气进入石英玻璃管中，最后称量 A；③由题意可知 FeSO4 的物 质的量为 水的物质的量为 则绿矾中结晶水的数 目 x = 若先点燃酒精灯再通 N2，则石英玻璃管 中原有的空气会将绿矾中的 Fe2＋氧化，最终剩余的固体质量会偏大，则计算得到的结晶 水的数目会偏小； （3）①实验后反应管中残留的红色粉末为 Fe2O3 ，根据得失电子守恒可知必然有 SO2 产生，根据元素守恒可知还会生成 SO3 ，检验的试剂应选择品红溶液、BaCl2 溶液，不 能选择 Ba（NO3 ）2 溶液，因为 SO2 会与 Ba（NO3 ）2 溶液产生白色沉淀，干扰 SO3 的 检验，由于 SO3 可与水反应生成硫酸，故应先检验 SO3，再利用 SO2 能使品红褪色的原 理检验 SO2；②由题意可以得到硫酸亚铁分解的方程式为 2FeSO4Fe2O3＋SO2 ↑ + SO3 ↑。 21.答案 （1）－1 （2）Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 （3）过量 （4）还原 先 加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有 SO－ （5）90.36% 解析 黄铁矿（主要成分 FeS2）煅烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用 CO 还原得到还 原铁粉，用 K2Cr2O7 滴定分析法测定还原铁粉纯度；二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸， 尾气中含有二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收生成 NaHSO3 ，加热后生成 Na2S2O5。 （1）黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁（FeS2），其中铁元素的化合价是＋2 价，因此硫 元素的化合价为－1 价； （2 ） 炉渣的 主 要 成 分 为 Fe2O3 ， 由 炉渣制 备 还 原 铁粉 的化 学 方程 式 为 Fe2O3 + 3CO2Fe＋3CO2； （3）Na2SO3 溶液能够与 SO2 反应生成 NaHSO3 ，欲得到更纯的 NaHSO3 ，反应①应通 入过量的 SO2 气体； （4）Na2S2O5 转化为 Na2SO4 过程中 S 元素的化合价升高，被氧化，体现了 Na2S2O5 的 还原性；检验其中含有 SO － 的方法是首先用盐酸酸化，除去 S2O－ ，再加入氯化钡溶 液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有 SO－ ，否则没有 SO- ; （5）6Fe～6Fe2＋～Cr2O－ ，消耗的 K2Cr2O7 物质的量为 0.030 00 mol·L－ 1×0.025 10 L =0.000 753 mol ，则样品中含有的铁的物质的量为 0.000 753 mol×6 ＝0.004 518 mol ， 样品中铁含量为× 100% ＝90.36%。 78 学科网（北京）股份有限公司 $$