第3章 第1节 第3课时 铁及其化合物之间的转化关系（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

[基础训练] 1．以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是(　　) A．Fe→FeCl3 B．Fe→FeCl2 C．Fe2O3→Fe(OH)3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3 答案　C 2．①FeCl2　②Fe(OH)3　③AlCl3　④Fe3O4，通过化合、置换、复分解反应均能制得的是(　　) A．①③ B．②④ C．① D．全部 解析　①Fe与氯化铁发生化合反应生成氯化亚铁，铁与盐酸发生置换反应生成氯化亚铁，氢氧化亚铁与盐酸发生复分解反应生成氯化亚铁，都能制得，故①符合题意；②Fe(OH)3可通过氢氧化亚铁、氧气、水发生化合反应生成，可通过NaOH与FeCl3发生复分解反应生成，但不能通过置换反应得到，故②不符合题意；③铝和氯气发生化合反应生成氯化铝，铝和氯化铜发生置换反应生成氯化铝，氯化钡和硫酸铝发生复分解反应生成氯化铝，故③符合题意；④铁与氧气点燃可生成四氧化三铁，为化合反应，铁与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，为置换反应，但不能通过复分解反应得到四氧化三铁，故④不符合题意。 答案　A 3．下列除杂试剂或方法，不正确的是(　　) 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 FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C FeCl3溶液 CuCl2 加入过量铁粉并过滤，再向滤液中通入氯气 D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧 解析　通入适量的Cl2能把FeCl2氧化为FeCl3，A项正确；加入过量铁粉能把FeCl3还原为FeCl2，过滤除去多余的铁粉，B项正确；过量铁粉可与CuCl2、FeCl3反应生成可溶的FeCl2和Cu，过滤即可得到FeCl2溶液，再向其中通入氯气，生成FeCl3，C项正确；在空气中灼烧，Fe(OH)3分解形成Fe2O3，Fe(OH)2氧化且分解形成Fe2O3，D项错误。 答案　D 4．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　) A．①中所加试剂可能是氯气 B．③中需要加具有氧化性的试剂 C．④中所加试剂可能是铜或锌等 D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现 解析　A项，根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①中加入氯气能实现，B为氯化铁，C为氯化亚铁，正确；B项，反应③中铁元素由＋2价变为＋3价，需要加具有氧化性的试剂，正确；C项，反应④由铁转化为氯化铁，且属于置换反应，应该加入不活泼的盐溶液，如氯化铜溶液等，错误；D项，Fe3＋可以将I－氧化生成Fe2＋和I2，D正确。 答案　C 5．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是(　　) A．FeCl3溶液与Cu的反应：Cu＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋ B．磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ D．向FeBr2溶液中通入过量Cl2：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－ 解析　A项，电荷不守恒，FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，错误；B项，Fe3O4中既含有＋2价的铁，也含有＋3价的铁，磁性氧化铁溶于盐酸的离子方程式应为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，错误；C项，往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液，反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，正确；D项，向FeBr2溶液中通入过量Cl2，既可以氧化亚铁离子也可以氧化溴离子，参加反应的Fe2＋和Br－的物质的量之比为1∶2，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－，错误。 答案　C 6．下列试剂不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　) ①新制氯水　②NaCl溶液　③酸性KMnO4溶液　④H2O2溶液　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 解析　要使Fe2＋转化为Fe3＋，需加入强氧化性物质，②NaCl溶液、⑤盐酸、⑥NaNO3溶液均没有强氧化性。 答案　D 7．纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．过程Ⅰ的反应为6FeO＋O22Fe3O4 B．过程Ⅱ中H2为还原剂 C．整个过程的总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ D．FeO是过程Ⅰ的氧化产物 解析　据题图可知，过程Ⅰ为Fe3O4在太阳光照射下分解生成FeO与O2，化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，故A错误；过程Ⅱ为FeO与水反应生成H2和Fe3O4，H元素化合价降低，氢气为还原产物，故B错误；过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，过程Ⅱ化学方程式为3FeO＋H2O===H2↑＋Fe3O4，将Ⅰ＋Ⅱ×2可得总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，故C正确；过程Ⅰ中Fe3O4转化为FeO，Fe元素化合价降低，所以FeO为还原产物，故D错误。 答案　C 8．(2025·天津高一期末)在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原性铁粉和棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答下列问题： (1)仪器A的作用是__________________________________________________________。 (2)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为________________________。 (3)实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，可能的原因是______________________。 (4)无水硫酸铜粉末变蓝色，黑色氧化铜变红说明铁跟水蒸气反应生成的气体为________(填化学式)。 (5)某同学利用反应后的固体物质进行如下实验： ①某同学发现实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐渐褪去，褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液，又出现红色，则褪色的原因可能是______________________ __________________________________________________。 ②该同学想用高锰酸钾酸性溶液检验淡黄色溶液中是否含有Fe2＋离子，写出检验反应的离子方程式：______________________________________。 ③该同学想用淡黄色溶液制FeSO4溶液，可加入过量的________，写出该反应的离子方程式：__________________________________________。 (6)以物质的类别为横坐标，化合价为纵坐标绘制的图像叫价类图。下图是铁的价类图，Y物质为________，写出Y在潮湿的空气中转化为图中同类别物质的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　根据实验铁粉与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A装置为水蒸气的产生装置，B为铁粉与水蒸气反应的装置，C为安全瓶，D为氢气的干燥装置，E为无水硫酸铜，为氢气的检验装置，以此来解析。(4)无水硫酸铜粉末变蓝色，说明反应产生了水，黑色氧化铜变红，说明有还原性气体参与反应，根据元素守恒可知铁跟水蒸气反应生成的气体为H2；(5)①褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液，又出现红色，说明三价铁离子仍然存在，褪色的原因是硫氰化钾具有还原性，能够被氯气氧化；②酸性高锰酸钾与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和锰离子，根据锰的化合价由＋7价降低为＋2价，铁的化合价由＋2价升高为＋3价，根据化合价升降守恒和原子守恒和电荷守恒配平的离子方程式为：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；③淡黄色溶液为铁离子，铁离子的化合价为＋3价，变为二价铁，化合价降低，需要加还原剂，加入铁，反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；(6)根据铁的价类图，Y物质为碱且为＋2价，且为铁，所以Y为Fe(OH)2；Fe(OH)2在潮湿的空气中转化为同类别的物质只能为Fe(OH)3，铁的化合价由＋2价变为＋3价，化合价升高，需要氧化剂，潮湿的空气中有氧气氧化，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 答案　(1)为B中的反应提供水蒸气 (2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (3)防止铁粉被装置中的空气(或氧气)氧化　 (4)H2　(5)①SCN－被过量的氯水氧化　②5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ③铁粉　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　(6)Fe(OH)2　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 [能力提升] 9．(2024·安徽期末)以不同类别物质间的转化为线索，构建铁及其化合物的转化关系如图所示： 下列叙述正确的有(　　) ①铁粉与水蒸气在高温下反应可实现Fe→Fe3O4的转化 ②可利用铜粉除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质 ③可利用新制氯水和KSCN溶液检验Fe2＋是否被完全氧化为Fe3＋ ④向盛放在试管中的FeCl2溶液中直接滴加NaOH溶液能制备并收集Fe(OH)2 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 解析　Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，故①正确；加入铜粉发生反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，引入铜离子，故②错误；无论Fe2＋是否完全转化为Fe3＋，只要有Fe3＋生成，加入KSCN溶液后，溶液就变为红色，故③错误；向盛有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，先生成氢氧化亚铁白色沉淀，后又被氧化成氢氧化铁红褐色沉淀，故④错误。 答案　A 10．(2025·辽宁省实验中学高一期中)某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2价和＋3价两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是(　　) A．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子只有Fe3＋和Fe2＋ C．溶液b中n(Fe3＋)∶n(Cl－)＝1∶3 D．计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5 解析　该氧化物与盐酸反应后得到含有Fe3＋和Fe2＋的溶液，通入氯气后溶液中的Fe2＋被氧化成Fe3＋，其反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。步骤①中发生复分解反应，步骤②中发生氧化还原反应，故A错误；因为盐酸过量，所以溶液a中除了含有Fe3＋和Fe2＋外，还有H＋，故B错误；因为盐酸过量，且加入量未知，所以溶液b中Fe3＋与Cl－的物质的量之比无法确定，故C错误；步骤②中消耗0.1 mol Cl2，则溶液a中Fe2＋的物质的量为0.2 mol,30.4 g FexOy中Fe2＋的物质的量为0.2 mol，该氧化物中Fe2＋可看作以FeO形式存在，其质量为0.2 mol×72 g·mol－1＝14.4 g，则其中Fe3＋可看作以Fe2O3形式存在，其质量为30.4 g－14.4 g＝16.0 g，物质的量为＝0.1 mol，则该氧化物可以写成Fe2O3·2FeO，化学式Fe4O5，故D正确。 答案　D 11．(双选)(2024·天津期末)某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是(　　) A．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子有Fe3＋、Fe2＋和H＋ C．溶液b中n(Fe3＋)∶n(Cl－)＝1∶3 D．计算可得该氧化物的化学式为：Fe5O7 解析　通入氯气发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Cl2为0.05 mol，则Fe2＋为0.1 mol，设39.2 g FexOy中含有a mol O，b mol＋3价铁，则根据电荷守恒有0.1×2＋3b＝2a,0.1×56＋56b＋16a＝39.2，解得a＝0.7，b＝0.4。步骤①中铁的氧化物和盐酸反应生成Fe2＋和Fe3＋，无化合价变化，没有发生氧化还原反应，A错误；由于盐酸是过量的，则溶液a中阳离子有Fe3＋和Fe2＋、H＋，B正确；由分析可知溶液b中n(Fe3＋)＝0.1＋0.4＝0.5 mol，由于步骤①中盐酸是过量的，则n(Cl－)未知，C错误；由分析可知，n(Fe3＋)＝0.4 mol，n(Fe2＋)＝0.1 mol，n(O)＝0.7 mol，则氧化物FexOy中n(Fe)∶n(O)＝0.5∶0.7＝5∶7，化学式为：Fe5O7，D正确。 答案　BD 12．(2024·湖北期末)氧化铁俗名铁红，是重要的铁的氧化物。 流程一：制备氧化铁 用废铁屑制备氧化铁的流程如图： (1)加入NH4HCO3溶液产生FeCO3沉淀的离子方程式为__________________________。 (2)操作Ⅱ为洗涤操作，简述洗涤沉淀的方法：__________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)写出“煅烧”发生反应的化学方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。 流程二：探究氧化铁的性质 A、B、C、D均是含铁元素的物质，氧化铁发生的反应及物质转化关系如图： (4)检验A溶液中阳离子的实验过程是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)A溶液可作为腐蚀液，将铜电路板中不需要的铜腐蚀掉。写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)描述白色沉淀C与O2反应的现象________________________________；写出该过程中发生反应的化学方程式：________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　废铁屑用碳酸钠溶液除去油污，用稀硫酸在加热条件下充分反应，过滤，向滤液中加入过量的碳酸氢铵，生成碳酸亚铁沉淀，过滤后，洗涤、干燥、煅烧得到氧化铁。 答案　(1)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (2)向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，反复2～3次 (3)4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2 (4)用试管取A溶液少量，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明溶液中存在Fe3＋ (5)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (6)白色沉淀迅速变灰绿色，最后变红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 学科网（北京）股份有限公司 $