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2004 年——2008 年铁及其化合物高考试题 1. 铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是（ ） A. 不锈钢是铁合金，只含金属元素 B. 一定条件下，铁粉可与水蒸气反应 C. 铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应 D. 在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 2、某 500mL 溶液中含 0.1molFe2+、0.2molFe3+，加入 0.2mol 铁粉，待 Fe3+完全还原后，溶液中 Fe2+的物 质的量浓度为（假设反应前后体积不变）（ ） A、0.4mol/L B、0.6mol/L C、0.8mol/L D、1.0mol/L 3．下列实验中，溶液颜色有明显变化的是 A．少量明矾溶液加入到过量 NaOH 溶液中 B．往 FeCl3 溶液中滴入 KI 溶液，再滴入淀粉溶液 C．少量 Na2O2 固体加入到过量 NaHSO3 溶液中 D．往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量 Fe2(SO4)3 稀溶液 4．等量镁铝合金粉末分别与下列 4 种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是 A．2mol·L-1H2SO4 溶液 B．18 mol·L-1H2SO4 溶液 C．6 mol·L-1KOH 溶液 D．3 mol·L-1HNO3 溶液 5.将 5.4g Al 投入到 200.0mL 2.0mol·L－1 的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能 为 A．HNO3 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．H2SO4 溶液 D．HCl 溶液 6．某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为 ymol，其中 Cu 的物质的量分数为 a，将其全部 投入 50mLbmol·L－1 的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设 NO 是唯一的还原产物)。下列说法正确的是 A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解 B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有 Fe3＋ C．若金属全部溶解，且产生 336mL 气体(标准状况)，则 b=0.3 D．当溶液中金属离子只有 Fe3＋、Cu2＋时，则 a 与 b 的关系为：b≥80y(1－a/3) 7.某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为 1.96g 的该结晶水合物，分别制成溶液。 一份加入足量 Ba(OH)2 溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物，逸 出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体 2.33 g。另 一份加入含 0.001 molKMnO4 的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为 Mn2+。 请回答以下问题： (1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是 和 ，阴离子是 。 (2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。 8、某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取 FeCl3·6H2O 晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去） （1）装置 B 中发生反应的化学方程式是 。 （2）装置 E 中的现象是 。 （3）停止反应，待 B 管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中 Fe3 ＋的操作方法： （4）该小组学生利用上述滤液制取 FeCl3·6H2O 晶体，设计流程如下： 滤液→FeCl3 溶液→FeCl3·6H2O 晶体 ①步骤 I 中通入 Cl2 的作用是 。 ②步骤 II 从 FeCl3 稀溶液中得到 FeCl3·6H2O 晶体的主要操作包括： 。 ③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明） 。 9．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备 TiO2 和 Ti 的原 料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有 Fe2O3 的钛铁矿（主要成分为 FeTiO3）制取 TiO2 的流 程如下： ⑴ Ti 的原子序数为 22，Ti 位于元素周期表中第_______周期，第______族。 ⑵ 步骤①加铁的目的是____________________________________________________； 　　 步骤②冷却的目的是____________________________________________________。 ⑶ 上述制备 TiO2 的过程中，可以利用的副产物是___________；考虑成本和废物综合利用因素，废液 中应加入_________________处理。 ⑷ 由金红石(TiO2)制取单质 Ti，涉及到的步骤为： 已知：① C(s) + O2(g) == CO2(g)； △H = －393.5 KJ/mol ② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)； △H = －566 KJ/mol ③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2(g)； △H = +141 KJ/mol 则 TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = _________________。 反应 TiCl4 + 2Mg == 2MgCl2 + Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是__________________________。 10．硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备 FeSO4·7H2O 晶体： ①将 5% Na2CO3 溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去 Na2CO3 溶液，然 后将废铁屑用水洗涤 2 ~ 3 遍； ②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在 50 ~ 80℃之间至铁屑耗尽； ③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶； ④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤 2 ~ 3 次，再用滤纸将晶体吸干； ⑤将制得的 FeSO4·7H2O 晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。 请回答下列问题： （1）实验步骤①的目的是 ，加热的作用是 。 （2）实验步骤②明显不合理，理由是 。 （3）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 。 （4）经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到 FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O 和 FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在 56.7℃、64℃ 温度下可同时析出两种晶体）。 硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成 温度/℃ 0 10 30 50 56.7 60 64 70 80 90 溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.2 35.3 35.6 33.0 30.5 27.0 析出晶体 FeSO4·7H2O FeSO4·4H2O FeSO4·H2O 请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。 （5）若需从硫酸亚铁溶液中结晶出 FeSO4·4H2O， 应控制的结晶温度（t）的范围为 。 12、（13 分）A、B 两种固体，都由甲、乙两种元素组成。 在 A、B 中，甲、乙两种元素的原子个数比分别为 1：1 和 1：2，高温煅烧 A、B 时，产物都是 C（固体）和 D（气体）。由 D 可制得 E（酸）。E 和另一种酸组成的 混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。C 与 E 的稀溶液 反应得到溶液 F，往 F 溶液中加入氢氧化钠溶液，有红 褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成 C。往 F 溶液中 加入甲元素的单质得到溶液 G。试根据以上信息填写下列空白： （1）A 的化学式（分子式）是 ； （2）B 煅烧生成 C 和 D 的化学方程式是 ； 温度/℃0 20 40 60 80 10 20 30 40 溶解度/g 甲元素的单质与 F 溶液反应的离子方程式是 ； （3）往 G 溶液中加入 NaOH 溶液发生的现象是 ； 13、硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制 取聚合硫酸猴，为控制水解时 Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的 Fe3+必须先还原为 Fe2+。实 验步骤如下： （1）用 98%的硫酸配制 28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有 。 (a) 容量瓶 (b) 烧杯 (c) 烧瓶 （2）步骤 II 取样分析溶液中的 Fe2+、Fe3+的含量，目的是 。 (a) 控制溶液中 Fe2+与 Fe3+含量比 (b) 确定下一步还原所需铁的量 (c) 确定氧化 Fe2+所需 NaClO3 的量 (d) 确保铁的氧化物酸溶完全 （3）用 NaClO3 氧化时反应方程式如下： 6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O 若改用 HNO3 氧化，则反应方程式如下 6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NO↑ + 4H2O 已知 1mol HNO3 价格 0.16 元、1mol NaClO3 价格 0.45 元，评价用 HNO3 代替 NaClO3 作氧化剂的得弊，利 是 ，弊是 。 聚合硫酸铁溶液中 SO42¯与 Fe3+物质的量之比不是 3:2。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合 硫酸铁产品溶液中 SO42¯与 Fe3+物质的量之比。 （4）测定时所需的试剂 。 (a) NaOH (b) FeSO4 (c) BaCl2 (d) NaClO3 （5）需要测定 和 的质量（填写化合物的化学式）。 （6）选出测定过程中所需的基本操作 （按操作先后顺序列出）。 (a) 萃取、分液 (b) 过滤、洗涤 (c) 蒸发、结晶 (d) 冷却、称量 (e)烘干或灼烧 14.合成氨工业生产中所用的 α－Fe 催化剂的主要成分是 FeO、Fe2O3 （1）某 FeO、Fe2O3 混合物中，铁、氧的物质的量之比为 4︰5，其中 Fe2＋与 Fe3＋物质的量之比为 ___________。 （2）当催化剂中 Fe2＋与 Fe3＋的物质的量之比为 1︰2 时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物 中铁的质量分数为___________（用小数表示，保留 2 位小数）。 （3）以 Fe2O3 为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应： 2Fe2O3＋C 4FeO＋CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂，应向 480g Fe2O3 粉末中加入炭粉的质量 为_________g。 15.（14 分）中学化学中几种常见物质的转化关系如下： 将 D 溶液滴入沸水中可得到以 F 为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题： （1）红褐色胶体中 F 粒子直径大小的范围： 。 （2）A、B、H 的化学式：A 、B 、H 。 （3）①H2O2 分子的电子式： 。 ②写出 C 的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式： 。 （4）写出鉴定 E 中阳离子的实验方法和现象： （5）在 C 溶液中加入与 C 等物质的量的 Na2O2，恰好使 C 转化为 F，写出该反应的离子方程式： I 酸溶 II 取样分析 IV 氧化、水解、聚合 III 还原 FeO Fe2O3 Fe3O4 红褐色溶液 28%H2SO4 Fe 产品 NaClO3 H2SO4