第11讲 铁及其重要化合物解析版高考化学一轮复习学与练.docx
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第11讲 铁及其重要化合物解析版高考化学一轮复习学与练.docx
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第11讲铁及其重要化合物解析版高考化学一轮复习学与练
2021年高考化学一轮复习学与练
第11练铁及其重要化合物
一、选择题(每题只有一个正确答案)
1.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。
下列有关说法中正确的是( )
A.人类使用铁制品在铝之后
B.常温下,铁不能与浓硝酸反应
C.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
D.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加入适量氯水
【答案】D
【解析】
A.铝比铁活泼,所以人类使用铁制品在铝之前,A项错误;
B.常温下,铁与浓硝酸发生钝化,是因为发生反应生成一层致密的氧化膜阻止反应进一步进行,B项错误;
C.铁与水蒸气在高温下的反应方程式为:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,C项错误;
D.氯水将FeCl2杂质氧化成FeCl3,方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,D项正确;
答案选D。
2.下列有关物质的性质描述正确的是()
A.Fe(OH)3溶于氢碘酸生成FeI3
B.Na与CuSO4水溶液反应析出Cu
C.Fe和水蒸气高温下生成Fe2O3
D.稀盐酸与Na2SiO3溶液混合产生H2SiO3
【答案】D
【解析】
A.铁离子能氧化碘离子,Fe(OH)3溶于氢碘酸生成FeI2、I2和H2O,A错误;
B.Na是活泼的金属,与CuSO4水溶液反应生成Cu(OH)2、H2和Na2SO4,B错误;
C.Fe和水蒸气高温下生成Fe3O4、H2,C错误;
D.稀盐酸与Na2SiO3溶液混合产生H2SiO3沉淀和氯化钠,D正确;答案选D。
3.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示,则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1B.1∶3∶1
C.3∶3∶8D.1∶1∶4
【答案】D
【解析】
将铁粉加入该稀溶液中,依次发生的反应是Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2,Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu。
由图可知,稀硝酸消耗1molFe同时生成1molFe(NO3)3,溶液中Fe(NO3)3消耗了1molFe,而Cu(NO3)2消耗了1molFe,结合反应方程式可知,消耗1molFe需要4molHNO3、2molFe(NO3)3和1molCu(NO3)2,则原溶液中有4molHNO3、1molFe(NO3)3,1molCu(NO3)2,则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为1∶1∶4。
D项正确;
答案选D。
4.下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
①C
CO2
CO
CO2
②Fe
Fe2O3
Fe2(SO4)3
③SO2
NH4HSO3
(NH4)2SO4
④AlCl3
Al
NaAlO2
⑤CuSO4(aq)
Cu(OH)2
Cu2O
A.①②③B.①③⑤C.②③⑤D.③④⑤
【答案】B
【解析】
①C在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳和C单质在高温条件可以生成CO,CO高温条件可以还原Fe2O3,生成CO2和Fe,故①能实现;
②Fe在氧气中燃烧生成四氧化三铁,故②不能实现;
③二氧化硫与少量氨水反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵和稀硫酸反应生成硫酸铵和二氧化硫,故③能实现;
④氯化铝为共价化合物,熔融状态不导电,不能电解,故④不能实现;
⑤硫酸铜溶液与过量NaOH形成碱性的氢氧化铜悬浊液,葡萄糖含有醛基,碱性、加热条件下可以将氢氧化铜还原为Cu2O,故⑤能实现;
综上所述,①③⑤满足题意,答案为B。
5.成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝。
下列有关解读错误的是
选项
传统文化
化学角度解读
A
兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光
“香”主要因为美酒含有酯类物质
B
“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”
司南中“杓”的材质为Fe2O3
C
三月打雷麦谷堆
在雷电作用下N2转化成能被作物吸收的氮元素
D
《本草经集注》记载“如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起…云是真硝石也
利用物理方法(焰色反应)可以检验钠盐和钾盐
【答案】B
【解析】
A.兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光,酒发酵过程中,在窖泥中含有很多生香微生物的菌群,他们能够代谢产生出更多的香味物质,主要是一些酯类物质,而低级酯一般具有果香气味,故A正确;
B.“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”,司南(即指南针)中“杓”应该是磁铁,故其材质为Fe3O4,故B错误;
C.三月打雷麦谷堆,在雷电作用下N2经过如下一系列转化:
,最终转化成能被作物吸收的氮元素,即进行自然固氮的过程,氮肥是农作物的必备肥料之一,故C正确;
D.雪盐主要是NaCl,而硝石则主要是KNO3,且硝酸钾进行焰色反应是发出紫色的火焰,故D正确;
故答案为B。
6.一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入350mL2mol•L﹣1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24LNO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现.若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为()
A.0.21molB.0.25molC.0.3molD.0.35mol
【答案】C
【解析】
因一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入350mL2mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,无血红色出现,说明溶液中的溶质为Fe(NO3)2,根据氮元素守恒,硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.35L×2mol/L-
=0.6mol,所以n[Fe(NO3)2]=
=0.3mol,由铁元素守恒可知,氢气还原混合物得到Fe的物质的量:
n(Fe)=n[Fe(NO3)2]=0.3mol,故答案为C。
7.用下列装置不能达到有关实验目的的是
A.用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B.用乙图装置制备Fe(OH)2
C.用丙图装置制取金属锰
D.用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
【答案】D
【解析】
A.钠块浮在水和煤油的界面,说明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水),A正确;
B.该方案可行,煤油的作用是隔绝空气,防止生成Fe(OH)2被氧化,B正确;
C.该装置为铝热反应的装置,C正确;
D.比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性,应将NaHCO3置于小试管(内管、受热温度低)、将Na2CO3置于大试管(外管、受热温度高)中,D错误;
故合理选项为D。
8.某固体混合物可能由SiO2、Fe2O3、Fe、Na2SO3、Na2CO3、BaCl2中的若干种物质组成,设计部分实验方案探究该固体混合物的成分,所加试剂均过量,下列说法正确的是
A.气体A是SO2和CO2的混合气体
B.固体A一定含有SiO2,可能含有BaSO4
C.该固体混合物中Fe2O3和Fe至少有其中一种
D.该固体混合物一定含有Na2CO3、Na2SO3、BaCl2
【答案】C
【解析】
A.A气体能与高锰酸钾反应,但仍有气体剩余,说明气体A一定含有SO2,可能含CO2、H2的一种或两种,A错误;
B.溶液A中加入足量氢氧化钠得到白色沉淀,一段时间后颜色变深,说明白色沉淀中含有Fe(OH)2,溶液C转化为沉淀D,说明是AgCl,则一定含有BaCl2,则固体A中一定存在BaSO4,可能含SiO2,B错误;
C.溶液A中加入足量氢氧化钠得到白色沉淀,一段时间后颜色变深,说明溶液A中含有Fe2+,可能来源于Fe3+与SO32-的反应,也可能来源于Fe和H2SO4反应,则该固体混合物中Fe2O3和Fe至少有其中一种,C正确;
D.根据以上分析,固体混合物一定含有Na2SO3、BaCl2,可能含Fe,D错误;
答案选C。
9.下列解释事实的离子方程式中,不正确的是()
A.向FeCl2溶液中通入氯气,溶液变为黄色:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.向铜粉中滴加稀硝酸,产生气体:
Cu+4H++2NO
=Cu2++2NO2↑+2H2O
C.向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,产生蓝色沉淀:
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
D.自来水中通入Cl2可以杀菌消毒:
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO
【答案】B
【解析】
A.氯气具有强氧化性,Fe2+具有还原性,Fe3+显黄色,所以向FeCl2溶液中通入氯气,发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-反应,溶液变为黄色,故A正确;
B.硝酸具有强氧化性,向铜粉中滴加稀硝酸,会产生NO气体,其反应的离子方程式为:
3Cu+8H++2NO
=3Cu2++2NO↑+4H2O,故B错误;
C.向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,会产生蓝色沉淀Cu(OH)2,其反应的离子方程式为:
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,故C正确;
D.自来水中通入Cl2可以杀菌消毒,因为氯气与水反应生成了强氧化性的次氯酸,反应的离子方程式为:
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO,故D正确;
故答案:
B。
10.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是( )
A.用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀
B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度
C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
【答案】C
【解析】
A.先打开止水夹C,开始Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,生成的氢气可排尽装置中的空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹C,反应生成的H2将A中硫酸亚铁压入B中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2沉淀,故A正确;
B.FeCl3易水解,配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,故B正确;
C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,说明溶液中没有Fe3+,滴加氯水后溶液显红色,此现象证明溶液中含有Fe2+,故C错误;
D.Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,故D正确;
故选C。
11.已知:
氧化性Fe3+>Cu2+,向物质的量浓度均为2mol•L﹣1的Fe2(SO4)3和CuSO4的500mL的混合液中加入amol铁粉,充分反应后,下列说法不正确的是( )
A.当a≤1时,发生的反应为2Fe3++Fe=3Fe2+
B.当1≤a<2时,溶液中n(Fe2+)=(2+a)mol
C.当a≥2时,发生的反应为2Fe3++2Cu2++3Fe=5Fe2++2Cu
D.若有固体剩余则可能是铜或铁和铜
【答案】C
【解析】
A.加入铁粉后,先与Fe3+反应,混合溶液中Fe3+的物质的量为 2mol/L×0.5L×2=2mol,根据2Fe3++Fe=3Fe2+知,当 a≤1 时,Fe粉只能与Fe3+反应,故A正确;
B.加入铁粉后,先与Fe3+反应,混合溶液中Fe3+的物质的量为 2mol/L×0.5L×2=2mol,根据2Fe3++Fe=3Fe2+知,当 1≤a<2 时,反应后剩余的铁再发生Cu2++Fe=Fe2++Cu,由于混合溶液中Cu2+的物质的量为 2mol/L×0.5L=1mol,反应后Cu2+过量,铁粉完全反应,根据铁元素守恒,可得溶液中n(Fe2+)=(2+a)mol,故B正确;
C.根据B的分析,当a≥2 时,Fe3+和Cu2+均反应完全,此时发生的总反应为2Fe3++Cu2++2Fe═4Fe2++Cu,故C错误;
D.加入铁粉,先后发生的反应为:
2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu,若有固体剩余,则固体中一定有铜,当铁粉过量时,还会含有铁,故D正确;
故选C。
12.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A.H+、Fe2+、
、
B.Na+、OH-、
、
C.Na+、Al3+、Cl-、
D.Fe3+、K+、SCN-、Cl-
【答案】B
【解析】
A.在H+、Fe2+、
、
中,Cr2O72-在酸性环境中有强氧化性,Fe2+有还原性,则H+、Fe2+、Cr2O72-发生氧化还原反应,不能大量共存,故A不符合题意;
B.在Na+、OH-、
、
中,离子间既不能形成沉淀也无气体或水产生,因此,该组离子可以在溶液中大量共存;故B符合题意;
C.在Na+、Al3+、Cl-、HCO3-中,Al3+与HCO3-发生双水解生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,不能大量共存,故C不符合题意;
D.在Fe3+、K+、SCN-、Cl-中,Fe3+、SCN-发生络合反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存,故D不符合题意;
答案为B。
13.下列叙述正确的是( )
A.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液,会生成红色沉淀
B.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,无K+
C.Na2O和Na2O2都能与水反应生成碱,所以它们都是碱性氧化物
D.小苏打和氢氧化铝均可与盐酸反应,在医药上常用作胃酸中和剂
【答案】D
【解析】
A、向FeCl3溶液中加入KSCN溶液,溶液显红色,但不是沉淀,A错误;
B、灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,但不一定无K+,因为观察钾元素的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃,B错误;
C、Na2O2不是碱性氧化物,C错误;
D、小苏打和氢氧化铝均可与盐酸反应,在医药上常用作胃酸中和剂,D正确;
答案选D。
14.下列除去杂质(括号的物质为杂质)的方法中,错误的是( )
A.FeCl3溶液(FeCl2):
通入适量Cl2
B.CO(CO2):
通过NaOH溶液洗气后干燥
C.Fe2O3(Al2O3):
加入足量NaOH溶液
D.CO2(HCl):
通过饱和Na2CO3溶液洗气后干燥
【答案】D
【解析】
A.FeCl2可与氯气反应生成FeCl3,可用于除杂,故A正确;
B.二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,而CO不能,可用于除杂,故B正确;
C.氧化铝能溶于氢氧化钠溶液中,氧化铁不能,可用于除杂,故C正确;
D.二氧化碳和氯化氢都能与碳酸钠溶液反应,应该用饱和碳酸氢钠溶液除杂,故D错误;
答案选D。
15.Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。
它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。
下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项
A
B
C
D
a
Na
Al
Fe
Cu
b
NaOH
Al2O3
FeCl3
CuO
c
NaCl
Al(OH)3
FeCl2
CuCl2
【答案】B
【解析】
A.Na溶于水生成NaOH,NaOH与盐酸反应生成NaCl,电解熔融的NaCl生成金属Na,A不符合题意;
B.Al与O2化合生成Al2O3,Al2O3不能直接转化为Al(OH)3,另外Al(OH)3也不能直接转化为Al,B符合题意;
C.Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,FeCl2被Zn置换生成Fe,C不符合题意;
D.Cu与O2化合生成CuO,CuO与稀盐酸反应生成CuCl2,CuCl2与Fe发生置换反应生成Cu,D不符合题意。
答案选B。
二、非选择题
16.已知A是一种常见金属,F是一种红褐色沉淀。
试根据图中转化关系,回答下列问题。
(1)写出F、G的化学式。
F:
__,G:
___。
(2)检验D中阳离子的方法___。
(3)保存C溶液时为什么要加固体A__。
(4)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。
①A→C:
___。
②C→D:
___。
【答案】Fe(OH)3Fe2O3取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液红色,证明有Fe3+防止Fe2+被氧气氧化Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【解析】
由分析可知:
A为Fe,B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为Fe2O3,则
(1)F:
Fe(OH)3,G:
Fe2O3;
(2)D为FeCl3,含有阳离子为Fe3+,检验Fe3+离子的方法为:
取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液显红色,证明有Fe3+;
(3)FeCl2易被空气中氧气氧化,保存FeCl2溶液时加固体Fe,防止Fe2+被氧气氧化,故答案为:
防止Fe2+被氧气氧化;
(4)①A→C的反应离子方程式为:
Fe+2H+=Fe2++H2↑,②C→D的反应离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
17.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是________,证明Fe3+存在的现象是________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式:
________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得纯净的FeCl3溶液,准备采用下列步骤:
请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________,④________。
(4)要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时的最佳顺序为________。
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A.①③B.③②C.③①D.①②③
(5)写出向②⑤的混合液中通入⑥的离子方程式:
________。
【答案】KSCN溶液变成血红色2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+FeHClC2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
【解析】
(1)本题考查Fe3+检验,检验Fe3+常用KSCN溶液,如果溶液变为血红色,说明含有Fe3+,反之不含有;
(2)本题考查Cu和Fe3+反应,离子反应方程式为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;(3)本题考查化学工艺流程,本实验目的是回收铜和制取纯净的FeCl3,向废液中加入过量的铁屑,然后过滤,滤液为FeCl2,滤渣为Cu和Fe,因为铁能与盐酸反应,铜和盐酸不反应,因此滤渣③中加入过量的盐酸,过滤,得到金属铜,两种滤液合并,通入氯气,把Fe2+氧化成Fe3+;(4)本题考查离子检验,检验某溶液中不含Fe3+,含Fe2+,应先加KSCN溶液,溶液不变红,说明不含Fe3+,再加入氧化剂,溶液变红,说明原溶液中含Fe2+,不含Fe3+,氧化剂不能是酸性高锰酸钾溶液,因为高锰酸钾溶液能氧化KSCN,故选项C正确;(5)本题考查离子反应方程式的书写,⑥为氯气,发生的离子反应方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
18.实验室中用下列装置制FeCl3,可供选择的试剂有:
①MnO2 ②NaOH溶液 ③饱和NaCl溶液 ④浓硫酸 ⑤浓盐酸。
(1)按气体流向由左到右排列,各装置的连接顺序为(填写A~E序号):
_____→_______→______→_____→______。
(2)A装置烧瓶中反应的离子方程式是__________________________________________。
(3)E中盛装的试剂是_____________,其作用是___________________________。
(4)停止反应后,还有铁丝剩余。
为检验FeCl3的生成,并最终得到FeCl3溶液,甲同学设计以下实验步骤:
a.待B装置玻璃管冷却后,将管中物质用水溶解,_________(填操作方法)除去不溶物;
b.取少量滤液,滴加_________________溶液,溶液呈现红色,以此检验Fe3+;
c.取少量滤液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,检验Cl-。
(5)乙同学认为甲的实验设计不能最终得到FeCl3溶液,其理由是(写出相应的离子反应方程式)_____________________。
你认为还选择下列哪些试剂才能制得较为纯净的FeCl3溶液______________________。
A.KMnO4(H+)B.Fe C.H2O2 D.Cl2 E.盐酸
【答案】AECBDMnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O饱和食盐水除去氯化氢过滤KSCN溶液2Fe3++Fe===3Fe2+CD
【解析】
【详解】
(1)要制备FeCl3,需先制备氯气,然后净化和干燥,再制备FeCl3,最后进行尾气吸收,所以按气体流向由左到右排列,各装置的连接顺序为AECBD。
(2)A装置是实验室制氯气,烧瓶中反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O。
(3)制备的氯气中有HCl和水蒸气,先除HCl,E中盛装的试剂是饱和食盐水,其作用是除去HCl。
(4)a.除去不溶物用过滤的方法;
b.Fe3+遇SCN-显红色,检验Fe3+用KSCN溶液。
(5)停止反应后,还有铁丝剩余,说明会发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,导致溶液中最终不能得到FeCl3溶液;要想制得较为纯净的FeCl3溶液,需要加入具有氧化性的物质将Fe2+氧化成Fe3+,且不能引入杂质,H2O2、Cl2均能将Fe2+氧化,且不引入杂质。
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