第4单元 第13讲 铁及其化合物(Word练习)-【高考快车道】2026年高考化学大一轮专题复习总复习

第13讲　铁及其化合物 考点一　铁的单质、氧化物和氢氧化物 1.铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列关于铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 (　) A.Fe有导电性,可用于湿法炼铜 B.FeCl3有氧化性,可用于净水 C.Fe2O3呈红棕色,可用于制作颜料 D.K2FeO4易溶于水,可用于杀菌消毒 2.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是 (　) A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解 B.5.6 g Fe与足量Cl2、硫充分反应转移电子数相同 C.Fe3O4、FeO、Fe2O3与足量稀硝酸充分反应均生成Fe(NO3)3 D.在25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、N、N、Fe2+可以大量共存 3.某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物,为进一步确认该黑色粉末的成分,下列实验方案不可行的是 (　) A.准确称量一定质量的黑色粉末,用H2充分还原,并用干燥剂收集所得水,获得水的准确质量,进行计算 B.准确称量一定质量的黑色粉末,溶解于足量盐酸,加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变,称量所得粉末质量,进行计算 C.准确称量一定质量的黑色粉末,用CO充分还原,在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量,计算 D.准确称量一定质量的黑色粉末,与一定量铝粉混合后加热,充分反应后冷却,准确称量剩余固体质量,进行计算 4.[2024·广东佛山质检] 一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,下列说法错误的是 (　) A.配制FeSO4溶液时需加入稀硫酸 B.实验时先注入稀硫酸,再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C.装置N的作用是液封,并判断装置M中的空气是否排尽 D.用铁粉代替Na2CO3粉末,也能排尽装置内的空气 5.[2024·山东青岛二模] Fe3O4磁性材料应用广泛,制备流程如图所示。下列说法错误的是 (　) A.“产物1”需要密封保存,防止氧化 B.“釜B”中主要反应的化学方程式为4FeCl2+4CaO+O2+6H2O4CaCl2+4Fe(OH)3 C.“产物1”与“产物2”中参与生成Fe3O4反应的物质的物质的量之比为2∶1 D.“分散剂”可破坏形成的胶体来促进氧化 考点二　Fe2+和Fe3+的性质及检验 6.[2024·辽宁沈阳模拟] 下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是 (　) 选项 X Y Z A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2 B FeCl3溶液 CuCl2 Fe C Fe Al NaOH溶液 D FeSO4溶液 Fe2(SO4)3 Cu 7.实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液,并对其中的物质进行回收,流程如图所示。下列有关说法正确的是 (　) A.浸出液呈中性 B.滤渣只有铜粉 C.用KSCN溶液检验是否“氧化”完全 D.溶液a回收后可用于处理覆铜板 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2~3滴KSCN溶液,溶液呈红色 　红砖中含有氧化铁 B 　向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸,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,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色 　该Fe(NO3)2试样已经变质 D 　向某溶液中加入H2O2,然后再加入KSCN溶液变红色 　原溶液中含有Fe2+ 9.[2024·吉林长春外国语学校模拟] 某化学兴趣小组在学习铁及其化合物的知识时,做了如下探究实验: 下列说法不正确的是 (　) A.现象1有淡红色,说明有少量的Fe2+被氧化了 B.现象2溶液变红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,同时双氧水被还原为氧气 C.现象3红色褪去,说明发生了反应:2Fe3++Fe3Fe2+ D.由现象4可推测加入过量的双氧水后SCN-可能被氧化生成了气体 考点三　铁及其化合物间的转化 10.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间的转化关系如图所示。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.反应①中所加试剂可能是氯气 B.反应③中需要加入具有氧化性的试剂 C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在反应①中发生的价态变化 D.元素M在反应②中发生的价态变化能通过加碘化钾溶液实现 11.[2024·广东湛江部分学校模拟] 含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示,c和f均为盐酸盐,其中f晶体熔点为306 ℃,沸点为316 ℃。下列推断不合理的是 (　) A.检验f溶液中是否含c,可向f溶液中依次加入KSCN溶液和双氧水 B.a与Cl2可直接化合生成f,f为分子晶体,含有共价键 C.含d矿石可冶炼a,f可用于制作印刷电路板 D.向盛有c溶液的烧杯中滴加NaOH溶液,存在c→b→e的转化 12.[2024·山东济南模拟] 微生物法浸出黄铜矿(CuFeS2,其中Cu为+2价)中铜元素的过程如图所示。下列说法错误的是 (　) A.该方法的原料只有黄铜矿和氧气 B.Fe2(SO4)3和H2SO4可以循环利用 C.微生物在整个转化过程中起催化作用 D.当黄铜矿中的铁元素全部转化为Fe3+时,生成2 mol S同时消耗4.25 mol O2 13.[2024·湖北黄石重点校联考] 实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物,还含有少量CaO等)制备软磁性材料α-Fe2O3,其主要实验流程如图所示。下列说法不正确的是 (　) A.“酸浸”时,可通过适当加快搅拌速度来提高铁元素浸出效率 B.“还原”过程中除生成Fe2+外,还会生成H2 C.“除杂”时,向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液,使Ca2+转化为CaF2沉淀除去 D.“沉铁”时加入过量NaHCO3溶液,生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2++HCH++FeCO3↓ 考点四　铁及其化合物综合考查 14.[2024·辽宁名校联盟联考] 一种利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4纳米粒子的工艺流程如下: 已知:Zn及其化合物与Al及其化合物的性质相似。下列说法不正确的是 (　) A.“碱洗”的目的是去除废旧镀锌铁皮表面的油污及锌 B.“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O C.“氧化”后的溶液中主要存在的金属阳离子:Fe3+、Na+ D.“加热沉铁”时通入N2是为了防止空气中的O2对产品造成影响 15.某化学学习小组同学学习了铁元素的“价—类”二维图后,对铁及其化合物进行了探究。 探究一:对“铁与水蒸气反应”的产物进行检验: (1)①铁与水蒸气反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②某同学利用磁铁成功吸引反应后的产物,以此确定产物中有未反应的铁单质,请对此结论进行简要分析:　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。  探究二:向氯化铁溶液中滴加几滴KSCN溶液后,滴加过氧化氢溶液,红色褪去。已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。小组同学对红色褪去的原因提出了三种假设: (2)假设Ⅰ:H2O2还原Fe3+,使其转变为Fe2+; 假设Ⅱ:H2O2分解生成O2,O2氧化KSCN; 假设Ⅲ:　 。  并对假设进行了以下实验探究: 实验①:取三份褪色后溶液,第一份滴加FeCl3溶液, 无明显变化;第二份滴加KSCN溶液,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。 实验②:另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴KSCN溶液,溶液变红,再通入O2,无明显变化。 (3)实验结论:实验①说明假设　　　　　不正确;实验②的目的是　　　　　　　　　　　　　　;由实验①②得出假设　　　　是正确的。  16.[2024·重庆八中模拟] 以焙烧黄铁矿(主要成分为FeS2,杂质为 SiO2等)制取 SO2时产生的红渣为原料,制备铵铁蓝 Fe(NH4)[Fe(CN)6]颜料。工艺流程如下: 回答下列问题: (1)焙烧黄铁矿发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,滤渣①的主要成分为　　　　(填化学式)。  (2)红渣研细的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)“还原”时,生成S单质的反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)工序①得到绿矾(FeSO4·7H2O)和母液,则工序①的操作名称为　　　　　　　　　　　　　。  (5)用K3[Fe(CN)6]可检验工序①所得母液中的金属阳离子,检验时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,所得母液循环使用。  (6)沉铁工序产生的白色沉淀 Fe(NH4)2[Fe(CN)6]中Fe 的化合价为　　　　,氧化工序发生反应的离子方程式为　  　。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲　铁及其化合物 1.C　[解析] 铁可用于湿法炼铜:Fe+Cu2+Fe2++Cu,是因为铁的还原性大于铜,与Fe有导电性无关,故不选A;FeCl3可用于净水,是因为Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质,与FeCl3的氧化性无关,故不选B;Fe2O3呈红棕色,可用于制作红色颜料,故选C;K2FeO4可用于杀菌消毒,是因为K2FeO4具有强氧化性,与K2FeO4的溶解性无关,故不选D。 2.C　[解析] 加铁粉的目的是防止Fe2+被氧化,A错误;5.6 g Fe为0.1 mol,0.1 mol Fe与足量Cl2、S充分反应的产物中Fe的化合价不同,转移电子数不同,B错误;稀硝酸具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,C正确;在酸性条件下N能氧化Fe2+,D错误。 3.D　[解析] 准确称量一定质量的黑色粉末,用H2充分还原,并用干燥剂收集所得水,获得水的准确质量,计算得到氧元素的质量和铁元素的质量,依据铁原子和氧原子物质的量之比确定化学式,能计算得到物质组成,故A不符合题意;准确称量一定质量的黑色粉末,溶解于足量盐酸,加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变,称量所得粉末质量,即氧化铁的质量,依据铁元素和氧元素守恒计算铁原子和氧原子物质的量之比,判断氧化物的化学式,能计算得到物质组成,故B不符合题意;准确称量一定质量的黑色粉末,用CO充分还原,在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量,依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁原子和氧原子物质的量之比,分析判断氧化物的存在形式,能计算得到物质组成,故C不符合题意;准确称量一定质量的黑色粉末,与一定质量铝粉混合后加热,充分反应后冷却,准确称量剩余固体质量,反应前后都是固体,无气体生成,反应前后固体质量不变,不能计算确定该黑色粉末的成分,故D符合题意。 4.D　[解析] 实验时先注入稀硫酸,碳酸钠和稀硫酸反应放出二氧化碳气体,二氧化碳气体溶于水后生成碳酸使溶液显酸性,等烧杯内紫色石蕊溶液变红后,再注入NaOH溶液和FeSO4溶液,得到氢氧化亚铁。FeSO4易水解,为防止FeSO4水解,配制FeSO4溶液时需加入稀硫酸,A正确;实验时先注入稀硫酸,等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液,反应得到氢氧化亚铁,B正确;烧杯内紫色石蕊溶液变红,说明锥形瓶内空气完全排出,同时装置N可以防止空气进入锥形瓶,C正确;氢气的密度比空气小,用铁粉代替Na2CO3粉末,不能排尽装置内的空气,D错误。 5.C　[解析] FeCl2溶液在釜A中和CaO反应生成Fe(OH)2,在釜B中和CaO、分散剂、空气反应生成Fe(OH)3,然后将Fe(OH)2和Fe(OH)3混合调pH后,经过过滤、干燥、研磨得到Fe3O4。“产物1”为FeCl2溶液在釜A中和CaO反应生成的Fe(OH)2,由于+2价铁易被氧化,所以需要密封保存,防止氧化,A正确;“釜B”中FeCl2溶液和CaO、分散剂、空气发生氧化还原反应生成Fe(OH)3,主要反应的化学方程式为4FeCl2+4CaO+O2+6H2O4CaCl2+4Fe(OH)3,B正确;“产物1”中铁元素化合价为+2价、“产物2”中铁元素化合价为+3价,Fe3O4中铁元素平均化合价为+价,据氧化还原反应得失电子守恒可知,参与反应的+2价与+3价铁的物质的量之比为1∶2,C错误;Fe3+易水解,“分散剂”可破坏形成的胶体来促进氧化,D正确。 6.C　[解析] Cl2与FeCl2反应,A错误;Fe与FeCl3、CuCl2均反应,B错误;Cu与Fe2(SO4)3反应后有新的杂质CuSO4生成,D错误。 7.D　[解析] 用过量FeCl3溶液处理覆铜板时发生反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,则浸出液中含FeCl2、CuCl2及过量的FeCl3,从浸出液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收,由题中流程可知,先加入过量的Fe,与氯化铁反应生成氯化亚铁、与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,滤渣中含Fe、Cu,加氯气氧化FeCl2产生FeCl3。浸出液含有的Fe3+、Cu2+、Fe2+水解使得溶液呈酸性,故A错误;据分析可知,滤渣中含Fe、Cu,故B错误;氯气氧化FeCl2产生FeCl3,因为FeCl3为产物,只要反应开始就能使KSCN溶液变红,无法检验是否“氧化”完全,故C错误;溶液a为FeCl3溶液,可用于处理覆铜板,故D正确。 8.A　[解析] KSCN溶液遇Fe3+显红色,A正确;CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使黑色固体中有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B错误;N在酸性条件下具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,二者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品变质,C错误;若原溶液中无Fe2+而存在Fe3+,也有此现象,D错误。 9.B　[解析] 氯化亚铁溶液中滴加KSCN溶液,有淡红色,说明该溶液含少量Fe3+,有少量的Fe2+被氧化,A正确;加双氧水后,Fe2+被氧化,H2O2被还原,O元素化合价降低,不可能生成O2,B错误;加入过量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,溶液的红色褪去,C 正确;加入过量双氧水,可能是过量的H2O2将SCN-氧化生成N2气体,含Fe3+的溶液为黄色,D正确。 10.C　[解析] 根据信息和转化关系可确定元素M为Fe元素,A为金属Fe,反应①通入氯气并加热能实现,B为FeCl3,反应②加入铁粉能实现,C为FeCl2,A项正确;反应③中铁元素化合价由+2价升高到+3价,需要加入具有氧化性的试剂,B项正确;过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁,C项不正确;Fe3+能将I-氧化成I2,自身被还原成Fe2+,D项正确。 11.A　[解析] 根据“价—类”二维关系,a、b、c、d、e、f分别为Fe、Fe(OH)2、FeCl2、Fe2O3、Fe(OH)3、FeCl3。检验Fe3+中是否含有Fe2+,向溶液中加入KSCN溶液,Fe3+有干扰,应用铁氰化钾检验,A项错误;Cl2是强氧化剂,与Fe直接化合生成FeCl3,根据题意可知FeCl3熔沸点较低,可知其为分子晶体,含有共价键,B项正确;Fe2O3是赤铁矿的主要成分,可用于冶炼铁,FeCl3可与覆铜板作用制作印刷电路板,C项正确;向盛有FeCl2溶液的烧杯中滴加NaOH溶液,产生白色沉淀,沉淀很快变成灰绿色,最后变成红褐色,依次发生反应FeCl2+2NaOH2NaCl+Fe(OH)2↓和4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,D项正确。 12.A　[解析] 由微生物法浸出黄铜矿中铜元素的过程示意图可知,黄铜矿与氢离子、铁离子反应生成铜离子、亚铁离子和H2Sn,亚铁离子在微生物作用下与氧气反应生成铁离子;铁离子与H2Sn反应生成亚铁离子、氢离子和S8;S8与氧气和水在微生物作用下反应生成硫酸根离子和氢离子,则微生物是浸出过程的催化剂,总反应的化学方程式为4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,浸出过程中硫酸和硫酸铁可循环使用。由分析可知,该方法的原料为黄铜矿、硫酸和氧气,故A错误;由分析可知,浸出过程中硫酸和硫酸铁可循环使用,故B正确;由分析可知,微生物是浸出过程的催化剂,故C正确;由分析可知,黄铜矿中的铁元素最终全部转化为铁离子,生成2 mol硫酸根离子时,共失去17 mol电子,反应消耗O2的物质的量为17 mol×=4.25 mol,故D正确。 13.D　[解析] “酸浸”时,通过适当加快搅拌速度可增大接触面积、加快反应速率,提高铁元素浸出效率,A正确;为了提高铁元素的浸出率,“酸浸”过程中酸溶液要适当过量,为不引入新杂质,“还原”时加入铁粉,将Fe3+还原为Fe2+,故“还原”过程中发生的反应有2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑,除生成Fe2+外,还会生成H2,B正确;“除杂”时,向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液,将溶液中少量的钙离子转化为CaF2沉淀除去,C正确;沉铁时加入过量的NaHCO3溶液,离子方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O,D错误。 14.C　[解析] “碱洗”是为了除去锌,生成Na2[Zn(OH)4],同时除去油污,A正确;最终得到的Fe3O4纳米粒子中Fe为+2、+3价,则“氧化”时,在酸性条件下,部分Fe2+与ClO-发生氧化还原反应:2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,故“氧化”后溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+、Na+,B正确、C错误;“加热沉铁”中N2作保护气,防止Fe2+被O2氧化,D正确。 15.(1)①3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　②产物Fe3O4也会被磁铁吸引,无法确定产物中有未反应的铁单质,结论错误 (2)H2O2氧化KSCN (3)Ⅰ　验证假设Ⅱ是否成立　Ⅲ [解析] (3)通过实验①,说明溶液中没有KSCN,含有Fe3+,SCN-被氧化为S,假设Ⅰ不正确;实验②:另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴KSCN溶液,溶液变红,再通入O2,无明显变化,说明假设Ⅱ不正确,实验②的目的是验证假设Ⅱ是否成立;由实验①②可知假设Ⅰ和Ⅱ都不成立,得出假设Ⅲ是正确的。 16.(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2　SiO2 (2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高红渣的浸取率 (3)Fe2(SO4)3+FeS23FeSO4+2S (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (5)K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓ (6)+2价　6Fe(NH4)2[Fe(CN)6]+Cl+6H+6Fe(NH4)[Fe(CN)6]+Cl-+6N+3H2O [解析] 已知黄铁矿的主要成分是FeS2,杂质为SiO2等,高温煅烧生成Fe2O3和SO2,反应原理为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2,将红渣粉碎后加入足量50%的H2SO4溶液,加热充分酸浸,反应原理为Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,过滤出滤渣①,主要成分为SiO2,向滤液中加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,由(3)可知有S沉淀生成,则反应原理为Fe2(SO4)3+FeS23FeSO4+2S,然后进行的工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到FeSO4·7H2O晶体和母液,加水溶解FeSO4·7H2O晶体,向所得溶液中加入(NH4)2SO4、Na4[Fe(CN)6],并用H2SO4调节溶液的pH为3,加热进行沉铁过程,反应原理为Fe2++2N+ [Fe(CN)6]4-Fe(NH4)2[Fe(CN)6]↓,然后过滤出沉淀,加入H2SO4和NaClO3进行氧化,反应原理为6Fe(NH4)2[Fe(CN)6]+Cl+6H+6Fe(NH4)[Fe(CN)6]+3H2O+Cl-+6N,过滤、洗涤干燥即制得铵铁蓝。 (1)由分析可知,焙烧时FeS2生成Fe2O3和SO2,反应原理为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,滤渣①的主要成分为SiO2。(2)红渣研细是为了增大固液接触面积,加快反应速率,提高红渣的浸取率。(3)红渣粉碎后加入足量50%的H2SO4溶液进行加热酸浸,过滤后滤液的主要成分为Fe2(SO4)3和H2SO4,加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,则反应原理为Fe2(SO4)3+FeS23FeSO4+2S。(4)工序①是从FeSO4溶液得到绿矾,进行的操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(5)工序①母液的主要成分是FeSO4,检验Fe2+用K3[Fe(CN)6],反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓。(6)进行沉铁过程的反应原理为Fe2++2N+[Fe(CN)6]4-Fe(NH4)2[Fe(CN)6]↓,该反应为非氧化还原反应,Fe的化合价不变,故白色沉淀Fe(NH4)2[Fe(CN)6]中Fe为+2价,沉铁后过滤出沉淀,加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤,反应原理为6Fe(NH4)2[Fe(CN)6]+Cl+6H+6Fe(NH4)[Fe(CN)6]+Cl-+6N+3H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $