高考化学一轮复习课时分层训练8铁及其化合物鲁科版.docx
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高考化学一轮复习课时分层训练8铁及其化合物鲁科版
课时分层训练(八) 铁及其化合物
(建议用时:
45分钟)
A级 基础达标
1.下列关于铁的叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引,但纯铁易被腐蚀 ②人体内的血红蛋白中含有铁元素 ③铁位于元素周期表中第4周期ⅧB族 ④铁能在氧气中剧烈燃烧,但不能在水蒸气中燃烧 ⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3 ⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3
A.①③ B.②④
C.②⑤ D.④⑥
B [当铁中含有杂质时,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀,而纯铁的抗腐蚀能力较强;铁位于元素周期表的Ⅷ族,而不是ⅧB族;铁与强氧化剂反应,能被氧化为Fe3+,但若铁过量,则Fe3+被Fe还原为Fe2+,所以,Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2;FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe+2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3制得。
故选项B正确。
]
2.下列有关铁元素的叙述中正确的是( )
A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:
Fe(OH)2 B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3 C.氢氧化铁与氢碘酸反应: Fe(OH)3+3HI===FeI3+3H2O D.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 A [铁与单质碘化合生成的是FeI2,选项B不正确;铁离子能把碘离子氧化成单质碘,选项C不正确;D项,得到的是Fe(OH)3沉淀,因而不正确。 ] 3.(2018·南昌模拟)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。 对下列实验事实的解释正确的是( ) 选项 操作、现象 解释 A 向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝 Fe3+能与淀粉发生显色反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3 C 向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生 Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气 D 新制Fe(OH)2是浊液露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色 Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 D [A项,Fe3+氧化I-生成I2,I2遇淀粉变蓝;B项,红色斑点为铁锈Fe2O3;C项,Fe与稀HNO3反应不能生成H2,而是NO。 ] 4.下列图像是表示铁与一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系,其中正确的是( ) B [根据反应: Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2可知,和硝酸反应生成Fe(NO3)3的Fe与Fe3+所消耗的Fe的物质的量之比为2∶1,B项正确。 ] 5.(2018·长沙模拟)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( ) 【导学号: 95160047】 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe CaCl2溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al FeCl3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 NaOH溶液 C [A项,Cl2与主体物质反应,错误;B项,Fe与CuCl2反应生成Fe2+,也与FeCl3反应生成Fe2+,引入Fe2+杂质,错误;D项,引入Na+杂质。 ] 6.(2018·南昌模拟)A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。 它们之间的转化关系如图所示,下列推断正确的是( ) A.物质B是H2 B.物质C是Cl2 C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl2 D [根据题意知,A为Fe,B为Cl2,C为H2,D为FeCl3,E为HCl,F为FeCl2。 ] 7.用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀: 用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。 这样操作的理由是_____________________________________________________________ _____________________________________________________________。 【解析】 (1)Fe2+易水解,要加入稀硫酸防止其水解;Fe2+易被空气中的O2氧化,要加Fe粉防止Fe2+被氧化。 (2)气体的溶解度随温度升高而降低,所以煮沸后的水中溶解的O2较少。 【答案】 (1)稀硫酸、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 8.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。 某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。 实验步骤如下: 请回答下列问题: 【导学号: 95160048】 (1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样,先滴加KSCN溶液,再滴加________,该过程的现象为____________________________________________ _____________________________________________________________。 (2)步骤②加入过量H2O2的目的是_____________________________ _____________________________________________________________。 (3)步骤③中反应的离子方程式是_______________________________ _____________________________________________________________。 (4)步骤④中一系列操作步骤: 过滤、________、灼烧、________、称量。 (5)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。 【解析】 (5)2Fe~Fe2O3知m(Fe)=ag× × =0.07ag。 【答案】 (1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 溶液由浅绿色变为血红色 (2)将Fe2+全部氧化为Fe3+ (3)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓[或Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH ] (4)洗涤 冷却 (5)0.07a B级 专项突破 9.(2018·福州市质检)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。 下列说法正确的是( ) A.向B溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为血红色 B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O C.溶液酸性: A>B>C D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A A [溶液A转化为溶液B发生反应: 2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO +4H+;溶液B转化为溶液C发生反应: 4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。 向溶液B中滴加KSCN溶液,未与SO2反应的Fe3+与SCN-反应,有血红色出现,A项正确;溶液B转化为溶液C的离子方程式电荷不守恒,B项错误;根据反应方程式可知,溶液酸性: B>C>A,C项错误;溶液C转化为溶液A,可加入三价铁的氧化物,不能加入二价铁的氧化物,D项错误。 ] 10.(2018·深圳调研)将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( ) 选项 反应情况设想 评价 A 当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+ 正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应 B 当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+ 正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+ C 当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+ 正确,Cu有剩余,故无Cu2+ D 当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+ 不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应 D [当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3+存在,A项错误;当铁过量时,铜不与Fe3+反应,无Cu2+生成,此时溶液中不存在Cu2+和Fe3+,B项错误;铜有剩余则溶液中一定无Fe3+,可能有Cu2+,C项错误;铁比铜活泼,不可能铁剩余而铜无剩余,D项正确。 ] 11.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.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化 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 C [根据转化关系可确定A为变价金属,应为Fe,反应①加入氯气能实现,B为FeCl3,C为FeCl2,A项不符合题意;反应③是铁元素由+2价升高到+3价,需要加具有氧化性的试剂,B项不符合题意;过量的铁与稀硝酸反应时,生成硝酸亚铁,C项符合题意;Fe3+能将I-氧化成I2,自身被还原成Fe2+,D项不符合题意。 ] 12.(2018·全国名校联盟百校联考)某实验小组利用Fe2O3、Cu2O的混合物制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O),实验方案如图所示: (1)稀硫酸溶解混合物时发生反应的离子方程式为 Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O、________________________________ _____________________________________________________________、 _____________________________________________________________。 (2)加H2O2的目的是________________,其反应的离子方程式为______________________________________。 (3)溶液乙中加入适量CuO时发生反应的离子方程式为________________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)操作Ⅰ主要包括________、________、过滤、洗涤、晾干等步骤。 【解析】 (1)Fe2O3、Cu2O中加入过量酸,Fe2O3生成Fe3+,Cu2O生成Cu和Cu2+,Fe3+又氧化Cu为Cu2+; (2)溶液甲中含有Fe2+,加H2O2的目的就是氧化Fe2+为Fe3+;(3)加入CuO的目的是调节pH,使Fe3+水解成Fe(OH)3而除去。 【答案】 (1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ (2)氧化Fe2+为Fe3+ H2O2+2H++2Fe2+===2Fe3++2H2O (3)3CuO+2Fe3++3H2O===2Fe(OH)3+3Cu2+ (4)蒸发浓缩 冷却结晶 13.(2017·湖北襄阳一调)卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe2+、Fe3+和Mn2+等杂质离子。 以卤块为原料按如图所示流程进行生产,可制得轻质氧化镁。 查阅资料得下表相关数据: 表1: 生成氢氧化物沉淀的pH 表2: 原料价格表 物质 开始沉淀 沉淀完全 试剂 价格(元/吨) Fe(OH)3 2.7 3.7 a.漂液(含25.2%NaClO) 450 Fe(OH)2 7.6 9.6* b.双氧水(含30%H2O2 1500 Mn(OH)2 8.3 9.8 c.烧碱(含98%NaOH) 2200 Mg(OH)2 9.6 11.1 d.纯碱(含99.5%Na2CO3) 800 *Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,必须将它氧化后以Fe(OH)3沉淀形式才能除尽。 若要求产品尽量不含杂质且生产成本较低,请根据上表提供的资料回答: (1)流程中加入的试剂X、Y、Z的最佳选择依次是表2中的________(选填试剂编号)。 (2)步骤②发生反应的离子方程式为____________________________ _____________________________________________________________; 步骤⑤中发生反应的化学方程式为____________________________ _____________________________________________________________。 (3)为尽量除去杂质,步骤③调节pH为________时,停止加入Y。 调节为该pH的目的是________________________________________。 (4)若在实验室进行步骤⑥的灼烧实验,必须用到的仪器是________。 A.酒精喷灯B.铁三脚 C.坩埚D.蒸发皿 E.泥三角F.烧杯 G.石棉网 【解析】 (1)根据题意并结合流程图知,加入X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,考虑氧化剂的价格,应该选择a(漂液);加入Y的目的是调节溶液的pH,使Fe3+、Mn2+形成沉淀,Na2CO3碱性较弱,故应选用c(烧碱);加入Z的目的是使镁离子形成沉淀,结合原料价格应选用d(纯碱),加水煮沸,使生成的MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2沉淀,因此试剂X、Y、Z的最佳选择依次是表2中的a、c、d。 (2)步骤②是加入漂液,NaClO将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O,步骤⑤是加水煮沸,MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2沉淀,反应的化学方程式为MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑。 (3)根据表1中的数据可知,pH=9.8时Fe3+、Mn2+完全沉淀,Mg2+已开始沉淀,为尽量除去杂质,步骤③应调节pH=9.8,从而使杂质离子尽可能彻底地转化为氢氧化物沉淀除去。 (4)灼烧Mg(OH)2时用到的仪器有铁三脚、酒精喷灯、坩埚和泥三角。 【答案】 (1)a、c、d (2)2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑ (3)9.8 使Mg2+以外的杂质离子尽可能彻底地转化为沉淀除去 (4)ABCE C级 能力提升 14.常温时,将0.1molFe(NO3)3和2molHCl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Fe2+和Fe3+的形式存在 D.m至少等于28,反应过程中溶液的质量一直在减小 B [酸性条件下,NO 有氧化性,因此首先发生的反应是Fe+NO +4H+===NO↑+Fe3++2H2O ①,然后发生反应: Fe+2Fe3+===3Fe2+ ②,Fe+2H+===Fe2++H2↑ ③,A错误;当加入16.8g铁粉时,刚好发生上述①反应,生成标准状况下的6.72LNO气体,生成0.3molFe3+,消耗1.2molH+,B正确;根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3+,C错误;根据方程式计算则至少消耗铁16.8g+(0.1+0.3)×0.5×56g=28g,但反应过程中溶液的质量一直在增大,D错误。 ] 15.(2018·靖安模拟)已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4。 某兴趣小组在用H2还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X,为探究X的组成,他们进行了如下实验。 【导学号: 95160049】 (1)甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附,因此X是铁。 但乙同学不同意他的结论,原因是______________________________________。 (2)乙同学: 先将少量黑色粉末X放入装有足量硫酸铜溶液的烧杯中,振荡,固体部分溶解,有极少量红色物质析出,过滤;然后向滤渣中加入盐酸,再滴加几滴KSCN溶液,溶液出现红色。 通过现象分析,丙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4。 ①滴加KSCN溶液的目的是_____________________________。 ②若在粉末X中直接加入盐酸、KSCN溶液,溶液不出现红色,不出现红色的原因是(用离子方程式表示)______________________________________ _____________________________________________________________。 (3)丁同学的实验方案: ―→ ①操作Z是________。 ②通过以上数据,得出2.88g黑色粉末X中各成分的物质的量为_____________________________________________________________。 【解析】 (1)黑色粉末能被磁铁吸附,Fe、Fe3O4可被磁铁吸附,故不能由此确定X就是铁单质。 (2)①滴加几滴KSCN溶液,溶液出现红色,可以证明存在Fe3+,进而证明黑色固体中含有四氧化三铁,确认Fe3O4的存在。 ②X的组成是Fe和Fe3O4,向其中加入盐酸,Fe3O4溶于盐酸得到氯化铁溶液会和金属铁之间反应得到氯化亚铁,即Fe+2Fe3+===3Fe2+,不会使KSCN溶液变色。 (3)①流程是黑色粉末加入过量盐酸溶解后,加入足量氨水,保证碱性环境下离子全部沉淀,操作Z是过滤、洗涤得到沉淀。 ②流程Fe+Fe3O4 FeCl2、FeCl3 Fe(OH)2、Fe(OH)3 Fe2O3;依据反应过程中铁元素守恒,n(Fe2O3)= =0.02mol;设铁物质的量为x,四氧化三铁物质的量为y,得到: 56x+232y=2.88,x+3y=0.02×2,解方程得到x=0.01mol;y=0.01mol;即n(Fe3O4)=0.01mol;n(Fe)=0.01mol。 【答案】 (1)Fe3O4能被磁铁吸附 (2)①检验是否存在Fe3+,确认Fe3O4的存在 ②Fe+2Fe3+===3Fe2+ (3)①过滤、洗涤 ②n(Fe3O4)=0.01mol、n(Fe)=0.01mol 1.在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中,通入足量的SO2后有白色沉淀生成,过滤后,向溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,下列叙述不正确的是( ) A.白色沉淀是BaSO4和BaSO3 B.溶液的酸性增强 C.白色沉淀是BaSO4- D.FeCl3全部被还原为FeCl2 A [Fe3+与SO2反应,其离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO +4H+。 ] 2.粗制的CuSO4·5H2O晶体中含有Fe2+。 提纯时,为了除去Fe2+,常加入少量H2O2,然后再加入少量碱至溶液pH=3.8,即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。 下列说法不正确的是( ) A.溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4 B.加入H2O2除去Fe2+的离子方程式: 2Fe2++H2O2+4OH-===2Fe(OH)3↓ C.由于CuSO4的催化作用,会使部分H2O2分解而损失 D.调溶液pH=3.8的依据是当pH=3.8时Fe(OH)3沉淀完全,而Cu(OH)2还未开始沉淀 B [CuSO4·5H2O晶体溶解后Cu2+会发生水解生成Cu(OH)2和H2SO4,所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制Cu2+的水解,A正确;因为氧化Fe2+时,溶液为酸性,在酸性条件下,不可能生成Fe(OH)3沉淀,B错误;Cu2+对过氧化氢的分解具有催化作用,所以使部分过氧化氢损失,C正确;因为该操作的目的是除去Fe3+而硫酸铜不损失,所以调节溶液的pH=3.8时,应是Fe(OH)3完全沉淀而Cu(OH)2还未开始沉淀,D正确。 ] 3.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。 对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+ B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+ C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出 D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出 B [本题考查铁及其化合物的性质。 FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2,还可能有过量的FeCl3溶液,加入铁粉充分反应后,A项若无固体剩余,说明原溶液中含有Fe3+,反应后不一定还含有;B项溶液中一定含有Fe2+;C项若溶液中有Cu2+,可以有部分铜固体析出;D项若溶液中有Fe2+,不一定有Cu析出。 ]
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