课时冲关十 铁及其化合物（教用版）-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮课时作业（人教版）

课时冲关十 学生用书 一、选择题：每题只有一个选项符合题意 1.坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便 是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中 正确的是 A.铁元素属于过渡元素，其原子序数为26 B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C.铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯 铁比生铁的快 解析：A[铁是26号元素，属于Ⅷ族元素，为过 渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生 成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应， 但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离 子既有还原性，又有氧化性，故C错误；纯铁和 稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构 成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率 比纯铁快，故D错误。] 2.铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图 所示： 还原 湿棉花铁粉 尿不湿磁铁1具支试管 肥 皂 双头幽 吹泡 酒精名 灯 粉 泡水 品海 改进前 改进后 下列说法错误的是 ( A.将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头 改为双头，可提供足量的水蒸气 B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出， 避免冷凝水与灼热铁粉接触 C.肥皂液改为吹泡泡水实验现象更明显 D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应 产物 解析：D[铁与水蒸气在高温下反应生成四氧 化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸 引，故D错误。] 3.将1.12g铁粉加入25mL2mol·L1的氯化 铁溶液中，充分反应后，其结果是 () A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，C1厂基本保 持不变 B.往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5：1 D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2：5 ·51 第四章金属及其化合物 铁及其化合物 P379 解析：B[1.12g铁物质的量为。1.12g 56g·mol7= 0.02mol,25mL2mol·L1氯化铁溶液中 Fe3+的物质的量为0.025LX2mol·L1 0.05mol,发生的反应为Fe+2Fe3+—3Fe2+, 根据比例关系可得，0.02mol铁完全反应，消耗 0.04 mol Fe3+,生成0.06 mol Fe2+,所以Fe3+ 剩余0.01mol,溶液中含有Fe3+的物质的量为 0.01mol,Fe2+的物质的量为0.06mol,没有金 属铁剩余。溶液呈黄绿色，C1基本保持不变，故 A错误；溶液中有剩余的F3+,往溶液中滴入无色 KSCN溶液，显红色，故B正确；Fe2+和Fe+的物 质的量之比为0.06mol:0.01mol=6：1,故C错 误；由反应的离子方程式可得，氧化产物和还原产 物的物质的量之比为1：2，故D错误。] 4.元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化 合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以 元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标 所绘制的二维平面图像。铁元素的“价-类”二 维图如图所示，其中箭头表示部分物质间的转 化关系。下列说法错误的是 () 化合价 +6 Fe0 ⑤ 2 2骏 4可 单质氧化物氢氧化物盐物质类别 A.Fe3O4是一种红棕色的氧化物，可由Fe、水 蒸气在高温条件下反应制得 B.为实现Fe2+向Fe3+的转化，可向含Fe2+的溶 液中加入新制氯水 C.工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应不属 于置换反应 D.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中维 生素C表现还原性 解析：A[Fe3O是一种黑色的氧化物，可由 Fe、水蒸气在高温条件下反应制得，A错误； Fe2+转化成Fe3+,铁元素的化合价升高，需要加 入新制氯水等氧化剂才能实现转化，B正确；置 换反应是一种单质与一种化合物反应，生成另 一种单质和另一种化合物的反应，工业上用C) 还原Fe2O3炼铁的反应不属于置换反应，C正 确；维生素C能将Fe3+还原为Fe2+,该过程中 维生素C表现还原性，D正确。] 高考总复习化学 5.常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HC1溶 于水得2L混合溶液，然后向该溶液投入mg 铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红 色。下列有关说法正确的是 () A.由于氧化性Fe3+>H,首先发生的反应是： Fe+2Fe3+--3Fe2+ B.当加入16.8g铁粉时，可生成标准状况下 6.72L气体 C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe 和Fe3的形式存在 D.m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小 解析：B[酸性条件下，NO的氧化性比Fe3 强，因此首先发生的反应是Fe+NO十4H --NO个+Fe3++2H2O,然后发生反应：Fe十 2Fe3+--3Fe2+,Fe+2H+--Fe2++H2↑， A错误；当加入16.8g铁粉时，刚好发生上述第 一个反应，生成标准状况下6.72LNO气体，此 时消耗1.2molH,B正确；滴加KSCN溶液不 变红色说明溶液中不含Fe3+,C错误；当恰好第 二个反应结束时，根据反应的离子方程式计算 则至少消耗铁16.8g十(0.1mol+0.3mol) 2X56g·mo=28g,但反应过程中溶液的 质量一直在增大，D错误。] 6.硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一 系列物质（如图所示）。下列说法错误的是 6溶液F心，(OH,(S0,)(碱式硫酸铁) FeSO- C0第d0意钱D NH0溶液(NH2Fe(S0)·6H0硫酸亚铁铵晶体) 冷却结品 A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用 作净水剂 B.为防止NH,HCO3分解，生产FeCO3需在较 低温度下进行 C.可用K3[Fe(CN)s]溶液检验(NH4)2Fe (SO,)2·6H2O是否被氧化 D.常温下，(NH4)2Fe(SO)2·6H2O在水中的 溶解度比FeSO,的小 解析：C[碱式硫酸铁能发生水解生成 Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性， 可用作净水剂，A项正确；NHHC)3不稳定，受热 易分解，B项正确；(NH),Fe(S)4)2·6H)若被 氧化，其中的Fe2+变成Fe3+,K[Fe(CN)6]溶液遇 Fe2+产生蓝色沉淀，掩盖了K[Fe(CN),]溶液与 ·51 F®3+反应的实验现象，所以不能用来检验被氧化成 的Fe3+,C项错误；FeS),与(NH1),SO,溶液反应 冷却时有(NH4)2Fe(S)4)2·6HO析出，说明 (NH,)Fe(SO,)2·6HO在水中的溶解度比 FeS),的小，D项正确。] 二、非选择题 7.K[Fe(C,O,)3]·3H2O是制备某负载型活性 铁催化剂的主要原料，具有工业生产价值。某 化学小组用如下方法制备K3[Fe(C2O4)3]· 3H2O,并测定产品中铁的含量。 I.制备晶体 i.称取5g莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2· 6H2O],用15mL水和几滴3mol·L1H2SO 溶液充分溶解，再加入25mL饱和HzC2O4溶 液，加热至沸腾，生成黄色沉淀； i.将沉淀洗涤至中性，加入10mL饱和 K,C2O,溶液，水浴加热至40℃，边搅拌边缓慢 滴加H2O2溶液，沉淀逐渐变为红褐色； i.将混合物煮沸30s,加入8mL饱和H2C2O4 溶液，红褐色沉淀溶解，趁热过滤，滤液冷却后， 析出翠绿色晶体，过滤、干燥。 Ⅱ.测定产品中铁的含量 V.称量xg制得的样品，加水溶解，并加入稀 HSO,酸化，再滴入ymol·L1KMnO,溶液 使其恰好反应； V.向V的溶液中加入过量Zn粉，反应完全后， 弃去不溶物，向溶液中加入稀H2SO4酸化，用 ymol·L1KMnO,溶液滴定至终点，消耗 KMnO,溶液之mL。 己知：H,C2O4为二元弱酸，具有较强的还原性 (1)莫尔盐[(NH4),Fe(SO,)2·6H,O]中铁元 素的化合价是 (2)步骤i中黄色沉淀的化学式为FeC2O,· 2H,O,生成该沉淀反应的离子方程式是 (3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀，另一部分铁 元素转化为[Fe(C2O,)3]3、将下述反应的离子 方程式补充完整6FeC2O,·2H,)++ -=4[Fe(C2O4)3]3+2Fe(OH)3↓+ H2O。 (4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高，原因是 (5)步骤V在铁的含量测定中所起的作用是 (6)已知：V中Zn粉将铁元素全部还原为Fe2+; 反应中MnO,转化为Mn+。则该样品中铁元 素的质量分数是（用含x,y,之的代数式 表示)。 解析：(1)根据化合物中各元素正负化合价代数 和为零，莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]中 铁元素的化合价是十2； (2)步骤i中黄色沉淀的化学式为FeC2O,· 2HO,生成该沉淀反应的离子方程式是Fe2+十 2H2O+H2C2O4--FeC2O4·2H2O↓+2H; (3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀，另一部分铁 元素转化为[Fe(C2O4)3]3,由得失电子守恒及 原子守恒、电荷守恒可知离子反应为6FC2O: 2H2O+6C2O+3H2O2 4[Fe(C2O4)3]3-+2Fe(OH)3↓+12H2O; (4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高，原因是 过氧化氢受热易分解，同时防止草酸根和铁离 子水解； (5)步骤V在铁的含量测定中所起的作用是将 草酸和草酸根离子全部氧化，避免对Fé2+测定 产生影响； (6)滴定过程中，铁元素化合价从十2→十3，锰 元素化合价从十7→十2，则由氧化还原反应中 得失电子守恒可得关系式：5Fe2+~KMnO,,则 n(Fe2+)=5n(KMnO,)=5×ymol×L1×x× 103L,m(Fe2+)=n(Fe2+)×56g·mol-1 0.28y之g,该样品中铁元素的质量分数为 mFe)×100%=28,y%。 xg T 答案：(1)+2(2)Fe2+十2H20+H2C2O, FeC2O4·2H2O↓+2H+(3)6C2O 3H2O212(4)避免过氧化氢分解，防止草酸 根离子和Fe3+更多的水解(5)将草酸和草酸 根离子全部氧化，避免对Fe2+测定产生影响 (6)28y2% 8.某溶液Q中含有如表所示离子中的5种离子， 且离子浓度均为0.5mol/L(不考虑水的电离与 离子水解)。现向溶液Q中加入足量稀氢溴酸， 有单一气体R产生，经分析，反应前后阴离子种 类不变 阳离子 阴离子 K+、Fe3+、NHt、 HSO3、OHNO3、 Ba2+、Fe2+、Mg2+ CO号、SO}、 A13+、Ag Br、s2-、S2O% ·511 第四章金属及其化合物 已知S,O?在酸性溶液中会发生歧化反应。请 回答下列问题： (1)由“加入足量稀氢溴酸，…”“反应前后阴 离子种类不变”推知：溶液Q中一定不含的阴离 子有 (填数字)种。 (2)综合推断，溶液Q中一定含有的阳离子 有 (填离子符号，下同)。产生气体R 的反应中，原溶液中过量的离子是 反应后溶液中物质的量一定发生变化的阳 离子有 (3)一定量溶液Q与氯气缓慢反应，反应后的溶液 分为3份，分别进行以下操作，实验现象如图： KsCN溶液，溶液变为红色 Q10据准秋起.分成3金溶减交为丝色 溶液Vml.C, c,了上层：黄色e回我黄色沉淀 一下层：棕红色 ①铜粉参与的反应中，氧化产物是 (填离 子符号)。 ②标准状况下当V=448时，向溶液Q中通入 氯气时发生反应的离子方程式为 假设不考虑C12与H2O的反应，则根据实验现 象可推算出V的范围为 <V< 解析：(1)依题意，加入稀氢溴酸，产生气体，说 明溶液Q中一定含Br,又因为阴离子种类不 变，所以溶液Q中一定不含OH、HSO?、 CO、S2-、S,O?,故答案为5种。 (2)从反应计量关系可看出，Fe2+完全反应时 NO过量，所以溶液Q中一定含有Fe2+、 NO3、Br;因为溶液Q中只含5种离子，则另2 种离子为1种阳离子、1种阴离子，且离子所带 电荷数相等，而阴离子只有SO,根据电荷守 恒及离子共存情况，可判断溶液Q中一定含有 Fe2+、Mg2+,SO、NO3Br。 (3)依题意可知，通入氯气后部分溴离子被氧 化，根据还原性顺序，此时亚铁离子已完全被氧 化。n(Fe2+)=n(Br)=0.05mol,根据得失电 子守恒，只氧化0.05 mol Fe2+时消耗0.025mol C12;完全氧化0.05 mol Fe2+和0.05 mol Br时 共消耗0.05 mol Cl2。实际上，氧化后溶液中存在 Br、Br2、Fe3,故消耗氯气标准状况下体积的范围 为560~1120mL。 答案：(1)5(2)Fe2+、Mg2+NO,Fe2+、 Fe3+、H (3)①Cu2+②2Fe2++C1,=-2Fe3++2C1 5601120