2027届高三化学一轮考向三层精练12 铁及其化合物的转化

**基本信息** 以“铁三角”转化为核心，通过三层递进训练构建从基础转化到综合应用的系统性方法体系，融合化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |强基练|8题|氧化还原价态分析、离子方程式正误判断|以Fe、Fe²⁺、Fe³⁺转化为核心，构建“铁三角”概念网络| |进阶练|3题|实验现象推理、物质转化条件分析|结合Fe(OH)₂制备、Fe³⁺检验等考向，强化科学探究能力| |融合练|1题|工业流程分析、守恒法计算|关联印刷电路板回收等实际应用，体现化学与社会价值|

[考向三层精练(十二)]　铁及其化合物的转化 (选择题每小题5分，非选择题每小题10分) 【第一层 强基练】 考向1　“铁三角”的转化关系 1.(原创＋模块融通)下列关于铁及其化合物之间转化反应的方程式书写正确的是(　　) A.Fe2O3在CO氛围中加热CO＋Fe2O32FeO＋CO2 B.过量铁粉加入稀硝酸中：Fe＋4H＋＋NFe3＋＋NO↑＋2H2O C.氢氧化铁中加入氢碘酸：Fe(OH)3＋3HIFeI3＋3H2O D.FeSO4溶液中加入酸性KMnO4溶液：5Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 2.在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是(　　) A.Fe2O3Fe(OH)3 B.FeAg C.FeCl2(aq)FeCl3(aq) D.Fe(OH)2Fe(OH)3 3.高铁酸钾K2FeO4(Fe为＋6价)可用作净水剂。碱性条件下可用KClO制备K2FeO4，K2FeO4在水中不稳定，会生成Fe(OH)3胶体。下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是(　　) A.FeFe2O3Fe B.FeFeCl3Fe(OH)3 C.FeCl2(aq)Fe(OH)2FeO D.FeCl3(aq)K2FeO4O2 4.铁及其化合物的转化具有重要应用。下列有关表示不正确的是(　　) A.检验FeSO4溶液中的Fe2＋：FeSO4Fe(SCN)2Fe(SCN)3 B.制备Fe(OH)3：FeS2Fe2O3Fe(OH)3 C.300 ℃时，密闭容器中将铁粉与NaHCO3溶液反应可以得到FeCO3和H2：Fe＋2NaHCO3FeCO3＋H2↑＋Na2CO3 D.向含有N的酸性废水中加入适量的Fe2(SO4)3溶液，得到NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀，可以除去废水中N：N＋3Fe3＋＋2S＋6H2ONH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋ 考向2　“铁三角”的转化关系应用 5.(2025·淮阴中学检测)铁及其化合物是一类重要物质，下列叙述中正确的是(　　) A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解 B.25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、N、N、Fe2＋可以大量共存 C.制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干灼烧的方法 D.铁粉加入到足量稀硝酸中：Fe＋N＋4H＋Fe3＋＋2H2O＋NO↑ 6.为了探究铁及其化合物的性质及转化，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是(　　) 选项 实验方案 实验现象 离子方程式 实验结论 A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋具有还原性 B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋＋ZnFe＋Zn2＋ Fe2＋具有还原性 C 在氯化铁溶液中加入铁粉　 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 Fe3＋＋Fe2Fe2＋ 铁单质具有还原性 D 在氯化铁溶液中加入铜粉　 蓝色溶液变成棕黄色溶液 2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性 7.(2025·金坛一中阶段考)某实验小组为验证红热的铁与水蒸气发生了化学反应，设计如下两个实验方案： 方案一：检验生成了氢气； 方案二：检验生成了磁性氧化铁，实验流程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A.将反应后的气体通入肥皂液中，若产生气泡，则说明铁与水蒸气反应产生气体 B.流程中加入足量CuSO4溶液的目的是除掉未反应的铁 C.现象1为产生蓝色沉淀，现象2为溶液变为红色 D.红热的铁丝与水蒸气反应，当转移电子数为8NA时，理论上生成4 mol H2(设NA为阿伏加德罗常数的值) 8.M、N是日常生活中常见的金属单质，M、N及其化合物的转化关系(每一步反应完全)如下图，其中，X、Y、Z是含有元素N的化合物，反应②是制备金属M的方法之一，下列说法正确的是(　　) A.M、N在常温下都不溶于浓硫酸，因为都不与浓硫酸反应 B.N的金属性比M强，所以N的所有离子都不能与M反应 C.1 mol M在①中完全溶解转移的电子数与1 mol NSO4在③中完全反应转移的电子数相等 D.X→Y、X→Z的反应都可用来检验X中的金属离子 【第二层 进阶练】 9.一定条件下，铁及其化合物具有如图所示的转化关系。下列说法或反应式正确的是(　　) A.反应Ⅰ制备纯净的Fe(OH)2：往盛有FeSO4溶液的烧杯中滴加NaOH溶液 B.反应Ⅱ溶解单质铜：2Fe3＋＋3Cu2Fe＋3Cu2＋ C.反应Ⅲ制备亚铁盐：采用浓硫酸可加快反应速率 D.反应Ⅳ冶铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 10.(2025·东台一中期初调研)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＋ 11.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： 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，涉及的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O15Fe2＋＋2S＋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，可得纯净绿矾 D.步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3 【第三层 融合练】 12.(模块融通)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下： (1)物质A的化学式是　　　　　。 (2)取少量“滤液B”置于试管中，滴加NaOH溶液，产生的现象是　　　　　　　　　　　　　。请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (3)写出步骤(Ⅱ)中生成FeCl3的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (4)将FeCl3饱和溶液滴入　　　　　中，并继续煮沸至液体呈红褐色，可制得Fe(OH)3胶体。 (5)将一定量的铜粉加入FeCl3溶液中，完全反应后，所得溶液中的Cu2＋和Fe3＋的物质的量恰好相等(不考虑离子的水解)，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为　　　　　。 参考答案与解析 1.解析：选D。CO是强还原剂，会将Fe2O3还原为Fe，A错误；稀硝酸有强氧化性，能把Fe氧化成Fe3＋，过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋，总反应产物应是Fe2＋而不是Fe3＋，B错误；Fe3＋具有强氧化性，I－具有还原性，两者能发生氧化还原反应，分别生成Fe2＋和I2，C错误；酸性KMnO4具有强氧化性，可把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被还原生成Mn2＋，D正确。 2.解析：选A。Fe2O3不溶于水，且与水不反应，A错误。 3.解析：选D。铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气不能生成三氧化二铁，A错误；铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气不能生成氯化铁，B错误；氢氧化亚铁在空气中加热生成三氧化二铁不能生成氧化亚铁，C错误；碱性条件下可用KClO氧化FeCl3制备K2FeO4，K2FeO4在水中不稳定，会生成Fe(OH)3胶体，铁元素化合价降低只有氧元素化合价能升高生成氧气，D正确。 4.解析：选B。FeSO4溶液先加KSCN溶液不变色，加入H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，与KSCN反应溶液变红，可以检验FeSO4溶液中的Fe2＋，A正确；NaHCO3溶液中存在HCH＋＋C，H2OH＋＋OH－，300 ℃时，Fe与溶液中H＋反应生成H2和Fe2＋，Fe2＋结合C得到FeCO3，反应为Fe＋2NaHCO3FeCO3＋H2↑＋Na2CO3，C正确；Fe3＋部分水解，与N、S形成难溶物NH4Fe3(SO4)2(OH)6，除去废水中N，反应为N＋3Fe3＋＋2S＋6H2ONH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋，D正确。 5.解析：选D。Fe2＋容易被空气中的氧气氧化为铁离子，FeCl2溶液存放在加有少量铁粉的试剂瓶中可防止被氧化，A错误；pH＝0的溶液中存在大量的氢离子，H＋、N、Fe2＋发生氧化还原反应，三者不能大量共存，B错误；AlCl3、FeCl3溶于水能水解分别生成氢氧化铝、氢氧化铁和盐酸，因盐酸为挥发性酸，氯化氢挥发促进盐类水解，最后得到氧化铝、氧化铁，制备AlCl3、FeCl3均不能采用将溶液直接蒸干的方法，C错误。 6.解析：选A。在FeCl2溶液中加入锌片，浅绿色溶液变成无色溶液，说明Fe2＋具有氧化性，反应的离子方程式为Fe2＋＋ZnFe＋Zn2＋，B错误；离子方程式电荷不守恒，应为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，C错误；在FeCl3溶液中加入铜粉，溶液颜色应由棕黄色变成蓝色，D错误。 7.解析：选A。将Fe与水蒸气混合加热，试管中的空气受热膨胀，气体通过导气管也会进入肥皂泡中，不能根据产生气泡判断铁与水蒸气反应产生气体，A错误。 8.解析：选D。M、N是日常生活中常见的金属单质，X、Y、Z是含有元素N的化合物，根据图中信息可知，Z为红褐色沉淀，因此Z为Fe(OH)3，X中加入NaOH溶液后得到Z，而NSO4中加入稀硫酸和H2O2可得到X，可知X为Fe2(SO4)3，NSO4为FeSO4，N为Fe，X中加入KSCN溶液得到Y，则Y为Fe(SCN)3；反应②是工业上制备金属M的方法之一，可知为湿法炼铜，M为Cu，MSO4为CuSO4。M为铜，N为铁，铁的金属性比铜强，Fe3＋具有强氧化性，能将铜氧化为铜离子，B错误；在①中，Cu被氧化为Cu2＋，化合价升高2，1 mol Cu在①中完全溶解转移的电子数为2NA，在③中，FeSO4被氧化为Fe2(SO4)3，铁的化合价升高1，1 mol FeSO4在③中完全反应转移的电子数为NA，两个反应转移电子数不相等，C错误。 9.解析：选D。制备Fe(OH)2时，Fe(OH)2易被空气中O2氧化，直接向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的Fe(OH)2会被氧化为Fe(OH)3，无法得到纯净Fe(OH)2，A错误；反应Ⅲ中Fe与H＋反应制备Fe2＋，浓硫酸具有强氧化性，常温下使Fe钝化，阻止反应的进行，C错误；工业冶铁常用CO还原Fe2O3，反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，D正确。 10.解析：选A。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溶液也不显红色，B错误；N＋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，不能证明样品已经变质，C错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D错误。 11.解析：选C。要制得绿矾，为了不引入其他杂质，步骤①最好选用硫酸来溶解烧渣，A正确；加入FeS2后得到的溶液经步骤③可得到绿矾，故步骤②中FeS2和Fe3＋发生氧化还原反应，生成了FeSO4，B正确；步骤③，由FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶，C错误。 12.解析：由处理流程可知，向“废液”(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中加入过量铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁、铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，故过量A应为铁，“滤液B”中含有氯化亚铁，固体中含有未反应的铁和生成的铜；向固体中加入过量盐酸，盐酸与铜不反应，盐酸与铁反应生成氢气和氯化亚铁，故D为氢气，“滤液C”中含有未反应的盐酸和生成的氯化亚铁；向“滤液B”与“滤液C”的混合溶液中通入氯气，氯气与氯化亚铁反应得到氯化铁溶液。 (5)将铜粉放入氯化铁溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋2Fe2＋＋Cu2＋，假设已反应的Fe3＋的物质的量为n，则有： Cu＋2Fe3＋2Fe2＋＋Cu2＋ 2 1 n 0.5n 溶液中的Fe3＋和Cu2＋的物质的量相等，溶液中未反应的Fe3＋的物质的量为0.5n，故已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为n∶0.5n＝2∶1。 答案：(1)Fe (2)生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3 (3)2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－　(4)沸水 (5)2∶1 学科网（北京）股份有限公司 $