高考化学一轮总复习:2.3《铁及其重要化合物》课时作业及答案

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第三节 铁及其重要化合物

题号 1 2 答案 3 4 5 5-1 5-2 6 6-1 6-2 6-3 7 8 一、单项选择题 1.(2012·广东模拟)下列化学反应的离子方程式正确的是( ) A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O B.醋酸与NaHCO3溶液反应:H++HCO—3===CO2↑+H2O C.向KI溶液中加入FeCl3溶液:Fe3++2I—===Fe2++I2

D.将铝片加入烧碱溶液中:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑ 2.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产生血红色沉淀

3.下列中学常见实验的现象或表述正确的是( )

A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显血红色

B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁

C.检验红砖中的氧化铁成分,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滴即可

D.向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为“蓝色固体”

4.(2012·广东模拟)有关铁的下列说法错误的是( )

A.用NaOH可以把NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液区别开来

B.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ C.用过量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+

D.除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2:加入稍过量双氧水后放置

5.(2011·烟台调研)向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3

各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉,充分搅拌后,Fe溶解,在溶液中不存在Fe3+,同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是( )

A.氧化性:Zn2+>Cu2+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+的氧化性大于Cu2+

C.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为12 D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+ 5题变式

5-1.将Cu片放入0.1 mol·L-1FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+)c(Fe2+)=23,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为( )

A.32 B.35 C.34 D.43

5-2.把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为( )

A.11 B.12 C.23 D.32

6.将一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 2 mol/L硝酸溶液中,反应完全后生成1.12 L NO(标准状况),再向反应后的溶液中加入1 mol/L NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液的体积最少是( )

A.450 mL B.500 mL C.400 mL D.不能确定 6题变式

6-1.把7.2 g铁粉投入某硝酸溶液中,充分反应剩余固体1.6 g,产生NO2和NO的混合气体0.08 mol。若不考虑N2O4的存在,则原HNO3溶液中HNO3物质的量为( )

A.0.34 mol B.0.38 mol C.0.28 mol D.0.2 mol 6-2.某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液共100 mL,已知溶

液中阳离子的浓度相同(不考虑水解),且SO24的物质的量浓度为6

mol/L,则此溶液最多可溶解铁粉的质量为( )

A.5.6 g B.11.2 g C.22.4 g D.33.6 g

6-3.向Fe2O3和Fe粉组成的混合物中,加入适量的稀硫酸,各物质恰好完全反应。测得所得溶液中不含Fe3+,且Fe2+与H2的物质的量之比为41,那么在反应前Fe2O3、Fe和H2SO4之间物质的量之比为( )

A.111 B.123 C.124 D.235

二、双项选择题

7.(2011·济南模拟)向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如下图所示(已知:2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-,2Fe3++2I-===2Fe2++I2)。则下列有关说法中,不正确的是( )

A.还原性:I->Br->Fe2+

B.原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 mol

C.当通入2 mol Cl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为 2Fe2

+2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-

D.原溶液中:n(Fe2+)n(I-)n(Br-)=213

8.用足量的稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物28.3 g,最终得

到沉淀1.6 g,则原混合物中FeS的质量可能是( )

A.4.4 g B.7.8 g C.13.5 g D.17.6 g 三、非选择题

9.已知A为常见的金属单质,且B为黑色晶体,F为红褐色固体。根据下图所示的关系,回答下列问题。

(1)化学式:A为________,B为________。

(2)④的离子方程式:________________________________。

⑤的离子方程式:__________________________________。 (3)由E→F的实验现象:____________________________。 写出⑧的化学方程式:_____________________________。 10.聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)过程如下:

(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是

________________________________________________________________________。

(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→______→______→______→______→f,装置D的作用是________,装置E中NaOH溶液的作用是______________。

(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量______,充分反应后,经______操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。

(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,用pH试纸测定pH的操作方法为____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________。

若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏__________。 11.(2012·四川高考)下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液,相互之间的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知A、B为气态单质,F是地壳中含量最多的金属元素的单质,E、H、I为氧化物,E为黑色固体,I为红棕色气体,M为红褐色沉淀。

请回答下列问题:

(1)B中所含元素位于周期表中第______周期______族。 (2)A在B中燃烧的现象是____________________________。 (3)D+E→B的反应中,被氧化与被还原的物质的量之比是__________________。

(4)G+J→M的离子方程式是__________________________。 (5)Y受热分解的化学方程式是________________________。 12.(2012·新课标高考)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品,溶解后进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换,交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0 mL,计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值______(列出计算过程)。

(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe) n(Cl)=12.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为______,在实验室中,FeCl2可用铁粉和________反应制备,FeCl3可用铁粉和________反应制备。

(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为________________________。

(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应

的离子方程式为________________________________________。与MnO2Zn电池类似,K2FeO4Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为__________________________,该电池总反应的离子方程式为______________________________。

参考答案

一、单项选择题

1.解析:氢氧化亚铁溶于稀硝酸不仅发生了酸碱中和反应,而且强氧化性的稀硝酸能把Fe2+氧化为Fe3+,所以A错;醋酸是弱酸所以应该写成化学式,所以B错;选项C的离子方程式电荷不守恒,所以C错。

答案:D

2.解析:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,所以A错;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;Fe3+遇到KSCN出现血红色溶液,所以D错。

答案:C

3.解析:.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中得到的是硝酸亚铁,不会出现血红色,所以A错;氢氧化亚铁很容易被氧气氧化,所以边加氢氧化钠溶液边搅拌的话很容易被氧化为氢氧化铁,所以B错;CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀,加热后过滤,滤纸上留有的是CuO,CuO为黑色固体,所以D错。

答案:C

4.解析:氨水既能和Al3+反应,也可以和Fe3+反应,所以无法除去Al3+溶液中的少量Fe3+。

答案:C

5.解析:根据金属活动性顺序,银的还原性较差,失去电子变成Ag+,其氧化性较强。铁粉先跟Ag+反应,然后再与Fe3+反应,由化学方程式或电子守恒得,银离子、铁离子完全反应后铁粉没有剩余,B、C选项正确。一个铁原子失两个电子,一个Fe3+得一个电子,所以1 mol 铁原子可还原2 mol Fe3+。故选A项。

答案:A 5题变式

5-1.解析:反应的化学方程式为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。设溶液的体积为1 L,生成的n(Fe2+)=2a,则消耗的n(Fe3+)=2a,生成的n(Cu2+)=a,因此反应后溶液中n(Fe3+)=0.1 mol-2a, 所以有关系式:(0.1 mol-2a)2a=23,得出a=0.03 mol。溶液中c(Cu2+)=0.03 mol,反应后溶液中c(Fe3+)=(0.1-2×0.03)mol=0.04 mol,故溶液中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为34。

答案:C

5-2.解析:Fe+2Fe3+===3Fe2+ 1 2 3

从上述离子方程式得,若反应2 mol Fe3+(即已反应的Fe3+),生成3 mol Fe2+,而所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等,即未反应的Fe3

的物质的量为3 mol,所以答案为23。 答案:C

6.解析:本题涉及的反应较多,况且铁最终是以Fe(OH)3还是以

Fe(OH)2的形式沉淀,难以确定;硝酸是否过量也不能确定,计算较困难。但若从NaOH的角度考虑,加入的NaOH恰好使铁元素完全沉淀,

-最终的溶液为硝酸钠溶液。不难得出:n(NaOH)=n(NO3)=n(HNO3)

-n(NO)=0.25 L×2 mol·L-1-0.05 mol=0.45 mol,V(NaOH)=0.45 L=450 mL。

答案:A 6题变式

6-1.解析:因为有铁粉剩余则生成的盐为Fe(NO3)2,HNO3已反7.2 g-1.6 g

应完。参与反应的n(Fe)=56 g/mol=0.1 mol,n[Fe(NO3)2]=n(Fe)=0.1 mol,则原溶液中n(HNO3)=2n[Fe(NO3)2]+[n(NO2)+n(NO)]=2×0.1 mol+0.08 mol=0.28 mol。

答案:C

6-2.解析:设溶液中CuSO4的浓度为x mol·L-1,因为阳离子浓度

相同,所以Fe2(SO4)3和H2SO4的浓度都是0.5x mol·L-1,又因为SO24的

物质的量浓度为6 mol·L-1,所以有等式x+1.5x+0.5x=6 mol·L-1,计算x=2 mol·L-1,所以原溶液中CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的浓度分别为2 mol·L-1、1 mol·L-1、1 mol·L-1,计算可知分别溶解铁粉的量为0.2 mol、0.1 mol、0.1 mol,质量总共为22.4 g,故选C。

答案:C

6-3.解析:设反应后产生H2的量为1 mol,则溶液中的Fe2+为4 mol,所以与硫酸反应的Fe为1 mol,消耗硫酸也为1 mol,又因为反应后的溶液中不含Fe3+,所以剩下的3 mol Fe2+是因为发生了以下两个反应Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O,Fe+2Fe3+===3Fe2+,可知

Fe2O3、Fe之比为11,所以反应前的Fe2O3为1 mol,Fe为2 mol,硫酸为4 mol,即124。

答案:C 二、双项选择题

7.解析:因为还原性I->Fe2+>Br-,所以通入的Cl2先与I-反应,随后与Fe2+反应,最后与Br-反应;从图上可看出,n(I-)=2 mol,n(Fe2

)=4 mol,n(Br-)=6 mol。原混合溶液中FeBr2的物质的量为3 mol,

当通入2 mol Cl2时,I-消耗1 mol Cl2,剩余的1 mol Cl2与 Fe2+反应,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-。故选A、B两项。

答案:AB

8.解析:列出反应的化学方程式:

FeS+2H+===Fe2++H2S↑,Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,2Fe3+

+H2S===2Fe2++2H++S↓由方程式可算出,要生成1.6 g硫,须有m(FeS)=4.4 g,m[Fe(OH)3]=10.7 g,因4.4+10.7=15.1(g)<28.3(g),说明混合物过量。所以:①当FeS完全反应时,有FeS 4.4 g;②当Fe(OH)3完全反应时,有Fe(OH)3 10.7 g,则混合物中FeS的质量为28.3-10.7=17.6(g)。

答案:AD 三、非选择题 9.(1)Fe Fe3O4

(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+===3Fe2+ (3)沉淀由白色很快变为灰绿色,最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

10.解析:(1)检测SO2气体一般情况下是将混合气体通入品红溶液中。(2)装置B为收集装置,C为干燥装置,D为防倒吸装置,E为尾气吸收装置。

(3)加过量铁屑,使溶液中的Fe3+全部转化为Fe2+,把剩余的铁屑过滤除去。

-(4)pH减小,聚铁分子式中[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m的SO24就增多,

OH-就减少,利用极限法,Fe(OH)3和Fe2(SO4)3 的质量相同时,Fe(OH)3中铁元素质量分数大,所以pH减小,聚铁中铁的质量分数偏小。

答案:(1)将气体通入少量品红溶液,溶液褪色,加热后溶液恢复原色

(2)d e c b 防止倒吸 吸收多余的SO2 (3)铁屑 过滤

(4)将试纸放在点滴板(或表面皿)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取少许待测液,点在pH试纸的中部,待变色后与标准比色卡对比,读出读数 低(或小)

11.解析:根据转化关系和题中所给的信息可以判断:A为H2、B为Cl2、C为NaOH、D为HCl、E为MnO2、F为Al、G为NaAlO2、H为Fe2O3、I为NO2、J为FeCl3、M为Fe(OH)3、N为HNO3。

(1)B中含有的氯元素位于元素周期表第三周期第ⅦA族。 (2)H2在Cl2中燃烧产生苍白色的火焰。

△MnCl(3)浓盐酸与二氧化锰发生的反应为MnO2+4HCl(浓)=====2

+Cl2↑+2H2O,反应中被氧化(注意发生反应的HCl只有一半被氧化)与被还原的物质的物质的量之比是21。

3+(4)NaAlO2与FeCl3在溶液中发生双水解反应:3AlO-+Fe+2

△3Al(OH)↓+Fe(OH)↓。 6H2O=====33

(5)硝酸铁受热分解生成氧化铁、二氧化氮和氧气,化学反应方程△2FeO+12NO↑+3O↑。 式为:4Fe(NO3)3=====2322

答案:(1)三 ⅦA

(2)产生苍白色火焰 (3)21

3+

(4)3AlO-2+Fe+6H2O===3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓ △2FeO+12NO↑+3O↑ (5)4Fe(NO3)3=====2322

12.解析:本题以铁的化合物为知识背景,综合考查元素化合物知识、离子方程式、电极反应式的书写,同时考查学生的化学计算能力。(1)由题意知FeClx中n(Cl)=n(OH-),首先求出n(Cl),然后结合FeClx的质量求出n(Fe),根据氯化物中n(Fe)n(Cl)可求出x值。(2)设混合样品中FeCl2、FeCl3的物质的量分别为x、y,则有(x+y)(2x+3y)=

yy

12.1,x=9y,因此样品中FeCl3的物质的量分数为:==0.1。

x+y9y+y

实验室中制备FeCl2可用铁粉与盐酸反应,而制备FeCl3可用Fe与Cl2反应得到。(3)Fe3+具有氧化性,可将I-氧化为I2:2Fe3++2I-===2Fe2+

--

+I2。(4)KClO作为氧化剂,还原产物为KCl,Fe3+―→FeO2,失3e,4

ClO-―→Cl-,得2e-,根据电子守恒及电荷守恒可写出其反应的离子

--方程式:2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO24+5H2O+3Cl(或2Fe(OH)3--+3ClO-+4OH-===2FeO24+5H2O+3Cl)。在K2FeO4Zn碱性电池中,--正极得电子被还原,其电极反应式为FeO2+3e+4H2O===Fe(OH)3+4

5OH-,负极Zn被氧化,其电极反应式为:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,

-将两极得失电子数守恒后合并可得总反应式:2FeO24+8H2O+

3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-。

答案:(1)n(Cl)=0.025 0 L×0.40 mol·L-1=0.010 mol, 0.54 g-0.010 mol×35.5 g·mol-1=0.185 g,

0.185 g

n(Fe)=≈0.003 3 mol,

56 g·mol-1n(Fe)n(Cl)=0.003 30.010=13,x=3。 (2)0.10 盐酸 氯气

(3)2Fe3++2I-===2Fe2++I2(或2Fe3++3I-===2Fe2++I3) --(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO2+5HO+3Cl 42---FeO2+3e+4HO===Fe(OH)+5OH 423

--2FeO24+8H2O+3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH

实验室中制备FeCl2可用铁粉与盐酸反应,而制备FeCl3可用Fe与Cl2反应得到。(3)Fe3+具有氧化性,可将I-氧化为I2:2Fe3++2I-===2Fe2+

--

+I2。(4)KClO作为氧化剂,还原产物为KCl,Fe3+―→FeO2,失3e,4

ClO-―→Cl-,得2e-,根据电子守恒及电荷守恒可写出其反应的离子

--方程式:2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO24+5H2O+3Cl(或2Fe(OH)3--+3ClO-+4OH-===2FeO24+5H2O+3Cl)。在K2FeO4Zn碱性电池中,--正极得电子被还原,其电极反应式为FeO2+3e+4H2O===Fe(OH)3+4

5OH-,负极Zn被氧化,其电极反应式为:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,

-将两极得失电子数守恒后合并可得总反应式:2FeO24+8H2O+

3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-。

答案:(1)n(Cl)=0.025 0 L×0.40 mol·L-1=0.010 mol, 0.54 g-0.010 mol×35.5 g·mol-1=0.185 g,

0.185 g

n(Fe)=≈0.003 3 mol,

56 g·mol-1n(Fe)n(Cl)=0.003 30.010=13,x=3。 (2)0.10 盐酸 氯气

(3)2Fe3++2I-===2Fe2++I2(或2Fe3++3I-===2Fe2++I3) --(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO2+5HO+3Cl 42---FeO2+3e+4HO===Fe(OH)+5OH 423

--2FeO24+8H2O+3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/1j33.html

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