备战2021 高考化学 加餐练8 铁及其化合物 8页

加餐练 8 铁及其化合物 基础题 1.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，溶液变为红色 D．将 H2S 气体通入 FeCl3 溶液中，产生淡黄色沉淀 2．一定条件下，下列物质可通过化合反应制得的共有( ) ①小苏打 ②硫酸铝 ③氯化亚铁 ④磁性氧化铁 ⑤氢氧化铜 ⑥氢氧化铁 A．3 种 B．4 种 C．5 种 D．6 种 3．下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( ) 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 4．能正确表示下列反应的离子方程式的是( ) A．将铁粉加入稀硫酸中： 2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ B．将磁性氧化铁溶于盐酸： Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合： Fe2＋＋4H＋＋NO－ 3 ===Fe3＋＋2H2O＋NO↑ D．将铜屑加入 Fe3＋溶液中： 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 5．关于 FeCl3 进行的实验，下列预测正确的是( ) 选项 实验 预测 A 蒸发 FeCl3 溶液 得到 FeCl3 固体 B 在 FeCl3、CuCl2 混合液中，加入少量 Fe 粉 一定有 H2 产生且有 Cu 析出 C 用 FeCl3 固体溶于水配制饱和溶液 会有 Fe(OH)3 沉淀产生 D 在 FeCl3 溶液中加入 KHCO3 溶液 有 CO2 产生，但无 Fe(OH)3 沉淀生成 6.某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( ) A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B．将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3 溶液中：制备 Fe(OH)3 胶体 C．在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4 溶液：制备 FeSO4·6H2O 晶体 D．将铜粉加入 FeCl3 溶液中：验证 Fe3＋的氧化性强于 Cu2＋ 7．证明某溶液只含有 Fe2＋而不含有 Fe3＋的实验方法是( ) A．先滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液后显红色 B．先滴加 KSCN 溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色 D．只需滴加 KSCN 溶液 8．下列除杂的操作不正确的是( ) A．MgCl2 溶液中混有少量 FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2 溶液中混有少量 FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2 溶液中混有少量 FeCl3：加入 NaOH 溶液充分反应后过滤 D．CuCl2 溶液中混有少量 FeCl2：先加入 H2O2 将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，再加入 CuO 充分反 应后过滤 9．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沉淀 Fe(OH)2 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 10．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，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 FeCl2 D．物质 F 是 FeCl2 能力题 11.《唐本草》记载“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃。陶及今人谓之石胆，烧之 赤色，故名绛矾矣”。文中“绛矾”为( ) A．FeSO4·7H2O B．CuSO4·5H2O C．Na2SO4·10H2O D．KAl(SO4)2·12H2O 12．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 错误的是( ) A．可利用 KSCN 溶液检验 FeSO4 溶液是否变质 B．沉淀过程中有 CO2 气体放出 C．过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D．产品 FeCO3 在空气中高温分解可得到纯净的 FeO 13．从某含有 FeCl2、FeCl3、CuCl2 的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 则下列说法正确的是( ) A．试剂 a 是铁、试剂 b 是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂 c 是氯气，相应的反应为：2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．用酸性 KMnO4 溶液可检验溶液 W 中是否还有 Fe2＋ 14．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： (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中一系列处理的操作步骤：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。 15．一种新型高效净水剂 PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6－n]m)，广泛用于日常生活用 水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取 PAFC，设计生产流程如下： 请回答下列问题： (1)用 10 mol·L－1 的浓盐酸配制 2 mol·L－1 的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外， 还有________。 A．容量瓶 B．烧杯 C．烧瓶 D．胶头滴管 (2)下列关于 PAFC 的说法中正确的是________。 A．PAFC 是一种有机高分子化合物 B．PAFC 中 Fe 显＋2 价 C．PAFC 溶于水能电离出 OH－，是一种碱 D．PAFC 在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 (3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。 A．测定溶液中 Fe2＋与 Fe3＋的含量比 B．测定原料是否完全溶解 C．测定溶液中 Fe2＋的含量，以确定加入 NaClO3 的量 D．测定溶液中 Al3＋的含量 (4)写出向溶液中加入 NaClO3 时，发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (5)该化工厂的化验室为测定产品 PAFC 中 Al 和 Fe 的含量，进行下列试剂的选择和基 本操作： ①测定时所需的试剂有________。 A．NH3·H2O B．NaOH C．CO2 D．NaClO3 ②测定时，直接测定的是________和________的质量(填化学式)。 ③在测定过程中的操作顺序是：过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)。 加餐练 8 铁及其化合物 1．解析：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，故选 C。 答案：C 2．解析：①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，属于化合反应；③2FeCl3＋Fe===3FeCl2， 属于化合反应；④Fe 与 O2 在点燃条件下生成 Fe3O4，是化合反应；⑥4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O===4Fe(OH)3，是化合反应。 答案：B 3．解析：赤铁矿的主要成分是 Fe2O3，故 A 错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4 和 H2，故 B 错误；铁粉把 FeCl3 还原成 FeCl2，从而除去 FeCl3，故 C 正确；Fe3＋与 KSCN 产生血红色溶液，不是沉淀，故 D 错误。 答案：C 4．解析：铁和稀硫酸反应生成亚铁盐：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故 A 错误；磁性氧化 铁溶于盐酸发生的反应为 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，故 B 错误；氯化亚铁中的 Fe2 ＋能被稀硝酸氧化：3Fe2＋＋4H＋＋NO－ 3 ===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑，故 C 错误；铜和 Fe3＋反应生 成 Fe2＋和 Cu2＋，铜不能置换出铁，即发生反应 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，故 D 正确。 答案：D 5．解析：蒸发 FeCl3 溶液可促进 Fe3＋水解，由于 HCl 易挥发，最后得到 Fe(OH)3，A 错；混合液中加入 Fe 粉时，不会有 H2 产生且 Fe 应先和 Fe3＋反应，再与 Cu2＋反应，B 错； FeCl3 易水解生成 Fe(OH)3 沉淀，C 对；D 中 Fe3＋与 HCO － 3 发生双水解反应，有 CO2 和 Fe(OH)3 沉淀生成，D 错。 答案：C 6．解析：由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成 Fe2(SO4)3 和 SO2，无法说明铁的 活泼性，故 A 方案不可行；将 NaOH 加入 FeCl3 溶液中，得到 Fe(OH)3 沉淀，无法得到 Fe(OH)3 胶体，B 项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4 溶液，一方面氧气可将 FeSO4 氧化，另 一方面会得到不含结晶水的化合物，故 C 项方案不可行；将铜粉加入 FeCl3 溶液中，发生反 应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明 Fe3＋的氧化性强于 Cu2＋，故 D 项方案可行。 答案：D 7．解析：Fe2＋和 Fe3＋检验设计是常考的热点。设计的步骤：先加 KSCN 溶液，无现象， 可证明溶液中不含 Fe3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有 Fe2＋。 答案：B 8．解析：Mg 与 FeCl3 反应生成 FeCl2，过量 Mg 可与 FeCl2 反应置换出 Fe，A 正确； 加入过量铁粉，FeCl3 与 Fe 反应生成 FeCl2 而达到除杂的目的，B 正确；先用 H2O2 将 Fe2＋ 氧化成 Fe3＋，再利用 FeCl3 的水解，加入的 CuO 与 H＋反应将 Fe3＋转化成 Fe(OH)3 而除去， D 正确；C 项中加入 NaOH 溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。 答案：C 9．解析：Fe(OH)2 很容易被空气中 O2 氧化，装置中产生 H2 可排尽空气，从而得到稳定 的 Fe(OH)2，A 不符合题意。B 中盐酸可防止 FeCl3 水解，不符合题意。D 中铁粉具有还原 性，可防止 Fe2＋被氧化。不符合题意。而 C 中现象可以证明 Fe2＋存在，符合题意。 答案：C 10．解析：将 D 的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，则 D 为 FeCl3；结合 转化关系，根据 A 为固体单质，B、C 为气体单质，则 A 为 Fe，B 为 Cl2，F 为 FeCl2；由于 B、C 反应的产物易溶于水得到无色溶液 E，则 C 为 H2，E 为 HCl。 答案：D 11．解析：依据题中描述，晶体本来为绿色，加热后得到红色固体，所以该晶体为 FeSO4·7H2O。 答案：A 12．解析：FeSO4 溶液中加碳酸氢铵生成 FeCO3，过滤、洗涤，即可得到 FeCO3 固体。 亚铁离子变质会生成铁离子，则可利用 KSCN 溶液检验，故 A 正确；FeSO4 与碳酸氢铵发 生的反应为：Fe2＋＋2HCO－ 3 ===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑，则沉淀过程中有 CO2 气体放出，故 B 正确；过滤操作中过滤时用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作中常用玻 璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故 C 正确；二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，所以 FeCO3 在空气中高温分解不能得到 FeO，故 D 错误。 答案：D 13．解析：试剂 a 是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把 FeCl3 还原为 FeCl2， 则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液 X 为 FeCl2 溶液，滤渣 Y 为铜和过量的铁；由于最终得到的 产品是 FeCl3，故试剂 b 是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成 FeCl2，故通过过滤 操作Ⅱ可得到铜单质，滤液 Z 为 FeCl2 溶液，在两次过滤得到 FeCl2 溶液中通入氯气，发生 反应 2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，把 FeCl2 转化为 FeCl3，然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶，并过 滤)便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同，故 A、B 错误，C 正 确；溶液 W 中有 Cl－，酸性 KMnO4 溶液既可氧化 Fe2＋，又可氧化 Cl－，故用酸性 KMnO4 溶液不可检验溶液 W 中是否还有 Fe2＋，D 错误。 答案：C 14．解析：(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 氯水或双氧水、稀硝酸等，若滤液由浅绿色变为血红色，则说明滤液中含有 Fe2＋。 (2)由于 H2O2 具有氧化性，加入过量 H2O2 的目的是将 Fe2＋全部氧化为 Fe3＋。 (3)步骤③的目的是将 Fe3＋全部转化为 Fe(OH)3，所以步骤③需加入过量的 NaOH 溶液(或 氨水)，反应的离子方程式是 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓[或 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋ 3NH＋ 4 ]。 (4)步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体 Fe2O3，所以步骤④的操 作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。 (5)由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中 m(Fe)＝ 2×56×a g 2×56＋3×16 ÷10＝ 0.07a g。 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 ] (4)洗涤 冷却 (5)0.07a 15．解析： (1)用 10 mol·L－1 的浓盐酸配制 2 mol·L－1 的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外， 还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。 (2)A 项，PAFC 不是有机高分子化合物，错误；B 项，PAFC 中 Fe 显＋3 价，错误；C 项，PAFC 溶于水能电离出 OH－，但同时还有氯离子，不属于碱，错误；D 项，PAFC 能电 离出 Al3＋、Fe3＋和 OH－，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D 正确。 (3)溶液中含有 Fe2＋需用 NaClO3 氧化，所以步骤Ⅱ取样分析的目的是测定溶液中 Fe2＋ 的含量，以确定加入 NaClO3 的量。 (4)向溶液中加入 NaClO3 时，ClO － 3 与 Fe2＋反应生成 Cl－和 Fe3＋，离子方程式为 6Fe2＋＋ 6H＋＋ClO－ 3 ===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。 (5)①Al(OH)3 是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸盐，然后通入 CO2 转化为 Al(OH)3 沉淀，灼烧得到 Al2O3，Fe(OH)3 不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有 NaOH 和 CO2。②根据①中分析可知，直接测定的是 Al2O3、Fe2O3 的质量。③在测定过程中的操 作顺序是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。 答案： (1)ABD (2)D (3)C (4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO－ 3 ===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O (5)①BC ②Al2O3 Fe2O3 ③洗涤 冷却