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2021高考化学一轮复习 课时作业10 铁及其重要化合物鲁科版

2021高考化学一轮复习 课时作业10 铁及其重要化合物鲁科版

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- 10 -

铁及其重要化合物
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．(2019·广东揭阳调研)录音磁带是在醋酸纤维、聚酯纤维等纤维制成的片基上均匀涂上一层磁性材料——磁粉制成的。制取该磁粉的主要物质是(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．Al2O3
C　[Fe3O4具有磁性。]
2．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe3＋ 与KSCN产生红色沉淀
C　[赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3＋的存在。]
3．下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是(　　)
A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜
B．FeCl3溶液滴在淀粉­KI试纸上，试纸变为蓝色
C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为血红色
D．将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀
C　[A项中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；D项中H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不具有氧化性，选C。]
4．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　)

A．④　　　　　　　　　　 B．③
C．③④ D．①②③④⑤
C　[实验③中溶液应变为浅蓝色；实验④与Fe3＋的性质无关。]
5．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)

选项
实验操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈血红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
向溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去
可以证明溶液中不含Fe3＋，可能含有Fe2＋
C
Fe放入冷的浓硫酸中
无现象
铁不与浓硫酸反应
D
向硫酸亚铁溶液中加入氯水，再加入KSCN溶液
溶液变为血红色
不能说明硫酸亚铁溶液中存在Fe3＋
D　[过量的Fe粉会与Fe3＋反应，最后溶液中有Fe2＋无Fe3＋，A项错误；不论溶液中是否含有Fe3＋，只要溶液中有还原性物质，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项错误；钝化也属于化学变化，C项错误；加氯水后，可以把Fe2＋氧化为Fe3＋，D项正确。]
6．(2019·山东淄博一中期中)下列有关说法正确的是(　　)
A．足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3
B．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3
C．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
D．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，且颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含Fe2＋
A　[Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3，A项正确；铁的化学比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe3O4，B项错误；Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，C项错误；该溶液中也可以同时含有Mg2＋、Al3＋等，D项错误。]
7．选择合适试剂完成甲、乙两组实验
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋
下列试剂选取正确的一项是(　　)
　　试剂
选项　　
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
K3[Fe(CN)6]
KSCN溶液
C
NaOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
B
8．向含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤后向滤液中滴入KSCN溶液时，无明显现象，由此得出的正确结论是(　　)
A．白色沉淀是FeSO3
B．白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物
C．白色沉淀是BaSO4
D．FeCl3已全部被SO2氧化成FeCl2
C　[2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，由于SO2过量溶液中无Fe3＋；又SO＋Ba2＋===BaSO4↓，而BaSO3在酸性环境不能生成，所以白色沉淀为BaSO4。]
9．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是(　　)
A．NaOH溶液　　　　　 B．氨水
C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO
D　[由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，应首先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH使Zn2＋还不沉淀时Fe3＋已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。]
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
C　[A项，反应开始时打开止水夹C，使生成的氢气进入B中，可排出装置中的空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化；一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁溶液进入B中反应生成Fe(OH)2，A项正确；B项，FeCl3易水解，配制其溶液时为抑制Fe3＋水解，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，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，故向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。]
11．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B．沉淀过程中有CO2气体放出
C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
A　[FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。]
12．制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是(　　)
A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NH、Cl－、SO
B．加入少量NaClO溶液：NH、Fe2＋、H＋、SO、ClO－
C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH、SO、OH－
D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO、Cl－、ClO－、OH－
D　[Cl2会氧化Fe2＋，A项错误；ClO－会氧化Fe2＋，且H＋会与ClO－结合成弱电解质HClO，B项错误；OH－会与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀，OH－也会与NH反应生成NH3·H2O，C项错误；加入过量的ClO－会氧化Fe2＋生成Fe3＋和Cl－，过量的OH－会除去Fe3＋和NH，最终溶液中含Na＋、SO和Cl－，且ClO－和OH－均是过量的，故D项正确。]
13．氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
(1)操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ的名称是________；操作Ⅱ的方法为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)从流程图中可知经操作Ⅰ后得到滤渣，故该操作是过滤；操作Ⅱ是在得到FeCO3沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤的具体操作为在漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次。(2)从流程图中分析，生成FeCO3沉淀的离子反应为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：　(1)过滤　洗涤　在漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次
(2)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
14．在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：
Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；
Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是
________________________________________________________________________，
分离得到的固体主要成分是
________________________________________________________________________，
从固体中分离出铜需采用的方法是
________________________________________________________________________。
(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　FeCl3溶液蚀刻铜箔的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，得到的废液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。

答案：　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)反应掉FeCl3、CuCl2　Fe、Cu　加入足量稀盐酸后过滤
(3)4FeCl2＋4Ca(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3↓＋4CaCl2
15．在高温条件下铁与水能发生反应。资料显示，在不同温度下，还原铁粉与水蒸气反应的产物是不同的，温度低于570 ℃时，生成FeO，高于570 ℃时，生成Fe3O4。老师用如图所示实验装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。

(1)实验中使用肥皂液的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4。

确定是否存在Fe3O4，需要测定并记录的实验数据是________________。
答案：　(1)检验反应中生成的H2
(2)固体样品质量和红棕色固体的质量
16．(2019·湖南岳阳一中质检)某化学小组在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验。
实验Ⅰ：将Fe3＋转化为Fe2＋(如图)

(1)Fe3＋与Cu粉发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案。查阅资料：
ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2
实验方案
现象
结论
取4 mL________mol·L－1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1KSCN溶液
产生白色沉淀
CuSO4与KSCN反应产生了白色沉淀
取______________
无明显现象

Cu2＋与SCN－反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验Ⅱ.将Fe2＋转化为Fe3＋
实验方案
现象
向3 mL 0.1 mol·L－1FeSO4溶液中加入1 mL 8 mol·L－1稀硝酸
溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因。查阅资料：Fe2＋＋NO⇌[Fe(NO)]2＋(棕色)
(3)用离子方程式解释NO产生的原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析。
反应Ⅰ：Fe2＋与HNO3反应　反应Ⅱ：Fe2＋与NO反应
①依据实验现象，甲同学认为反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ________(填“快”或“慢”)。
②乙同学认为反应Ⅰ是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙同学设计的实验方案是__________________。
解析：　(1)Fe3＋与Cu粉发生反应生成铜离子与亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)由反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可知4 mL 0.1 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液与过量Cu粉反应后得到的溶液中Fe2＋为0.2 mol·L－1，Cu2＋为0.1 mol·L－1，依据对照实验原则，取4 mL 0.1 mol·L－1CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1KSCN溶液，另取4 mL 0.2 mol·L－1FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1KSCN溶液。由题目信息ⅰ、ⅱ可知，Cu2＋与SCN－反应生成CuSCN沉淀和(SCN)2，反应的离子方程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2。(3)Fe2＋和HNO3反应生成Fe3＋、NO与水，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(4)①溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ慢。②反应体系中硝酸过量，若反应Ⅰ可逆，反应后溶液中含有Fe2＋，否则没有Fe2＋，具体的实验方案是取少量反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应Ⅰ是不可逆反应。
答案：　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　(2)0.1　4 mL 0.2 mol·L－1 FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 mol·L－1KSCN溶液　2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2　(3)3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　(4)①慢　②取少量反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应Ⅰ是不可逆反应(或通入NO气体到黄色溶液中没有出现棕色，答案合理即可)