备考2024届高考化学一轮复习分层练习第三章金属及其化合物第2讲铁及其重要化合物

第2讲铁及其重要化合物1.下列说法正确的是（　A　）A.[2023广东改编]火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3B.[2023浙江]常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2C.[2022北京]过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体：Fe＋NO3－＋4H＋Fe3＋＋NO↑＋2H2OD.[2022浙江]还原铁粉可用作食品干燥剂解析　赤铁矿主要成分为Fe2O3，A正确；常温下铁遇浓硝酸钝化，不能制备NO2，B错误；过量铁粉与稀硝酸反应，生成硝酸亚铁、NO和水，离子方程式为3Fe＋8H＋＋2NO3－3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，C错误；还原铁粉不能吸收水分，在食品中用作抗氧化剂，D错误。2.下列有关铁的化合物的说法不正确的是（　A　）A.Fe（OH）2不稳定，具有较强的氧化性B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应C.Fe（OH）3可通过化合反应得到，而Fe（OH）2不能D.Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂解析　Fe（OH）2中的Fe2＋具有还原性，易被空气中的O2氧化为Fe（OH）3，A项错误；FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，B项正确；Fe（OH）2只能通过复分解反应得到，Fe（OH）3可由Fe（OH）2与O2、H2O发生化合反应得到，C项正确；Fe3O4是磁性氧化铁，可用作激光打印机墨粉的添加剂，D项正确。3.[2023上海]已知月球土壤中富含铁元素，其主要以铁单质和亚铁离子的形式存在。但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的三价铁，这有可能是以下哪个原因造成的（　A　）A.4FeOFe＋Fe3O4B.Fe3O4Fe2O3＋FeOC.4FeO＋O22Fe2O3D.Fe2O3＋FeOFe3O4解析　由题目信息可知，月球土壤中铁主要以铁单质和亚铁离子形式存在，且月球上没有氧气，故A符合题意。4.[2024天津耀华中学开学考]下列有关铁及其化合物的说法正确的是（　A　）A.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4 B.在给定条件下，FeCl2点燃FeCl2NaOH(aq）Fe（OH）2所表示的物质间转化能实现C.氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应D.Fe3＋极易水解，少量FeCl3与足量Na2S溶液混合会因水解剧烈生成Fe（OH）3沉淀解析　铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，铁在高温下和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故A正确；铁和氯气反应生成氯化铁，故B错误；氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为2Fe（OH）3＋6H＋＋2I－2Fe2＋＋I2＋6H2O，发生了氧化还原反应，故C错误；Fe3＋具有较强的氧化性，少量FeCl3与足量Na2S溶液反应生成硫化亚铁、硫单质，不会因水解反应生成Fe（OH）3沉淀，故D错误。5.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法不正确的是（　B　）A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气B.装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O（g）高温Fe2O3＋3H2C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度解析　装置A将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁与H2O（g）在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）高温Fe3O4＋4H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。6.[山东高考]等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是（　A　）A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4解析　FeO、FeSO4及Fe3O4（可写成Fe2O3·FeO）与稀硝酸反应时均为铁元素被氧化，且氧化产物均为Fe3＋，还原产物均为NO。等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的物质的量越多，放出NO的物质的量越多，由FeO、FeSO4及Fe3O4的化学式及铁元素的化合价可以看出等质量的三种物质参与反应时，FeO转移电子的物质的量最多。Fe2O3与稀硝酸反应时无NO气体放出。7.用下面两种方法可以制得白色Fe（OH）2沉淀。方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe（OH）2。 （1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用　煮沸　的方法。（2）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溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是　避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化　。方法二：在如图所示装置中，用不含O2的NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备Fe（OH）2。（3）在试管Ⅰ中加入的试剂是　稀硫酸、铁屑　。（4）在试管Ⅱ中加入的试剂是　不含O2的NaOH溶液　。（5）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是　检验试管Ⅱ出口处H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹　。（6）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是　试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中　。解析　方法1：（1）常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的O2。（2）题述操作是为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，避免生成的Fe（OH）2接触O2。方法2：试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含O2的NaOH溶液。当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的H2可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，压强增大，将试管Ⅰ内的FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体处于H2氛围中，Fe（OH）2不易被氧化，能较长时间保持白色。8.[Fe（OH）2的制备]如图所示装置可用来制取Fe（OH）2和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时的颜色变化。提供的试剂为铁屑、6mol/LH2SO4溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是（　B　）A.装置B中盛有一定量的NaOH溶液，装置A中烧瓶内应预先加入的试剂是铁屑B.实验开始时应先将活塞a关闭C.生成Fe（OH）2的操作为关闭活塞a，将装置A中的溶液压入装置B中 D.取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，沉淀颜色由白色变成灰绿色，最终变成红褐色解析　制取FeSO4需要铁屑和稀硫酸，所以装置A中烧瓶内应预先加入铁屑，装置B中应盛放NaOH溶液，A项正确；实验开始时要先排尽装置内的空气，应先打开活塞a，B项错误；装置内的空气排尽后，关闭活塞a，装置A中压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入装置B中，与NaOH溶液反应生成Fe（OH）2，C项正确；白色的Fe（OH）2不稳定，容易被溶解在溶液中的O2氧化，变为灰绿色，最终变成红褐色的Fe（OH）3，D项正确。9.[2024黑龙江大庆中学开学考]某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（夹持装置等略）。【查阅资料】CO能溶于铜液。（1）按如图连接装置A－E，在装入试剂前，先　检查装置的气密性　。（2）写出装置B中反应的化学方程式：　CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O　。（3）通入CO2一段时间后，先点燃装置　A　（填“A”或“D”）处酒精喷灯。（4）反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象是　装置D中玻璃管内红色固体变成黑色，装置E中澄清的石灰水变浑浊　；写出装置D中反应的化学方程式：　3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2　。（5）某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是　吸收一氧化碳　。装置E、F的接口连接顺序：a连接c（填“b”或“c”）。解析　装置A中二氧化碳和炭粉在高温下反应生成CO，装置B可除去CO2，装置C可除去H2O，装置D中CO与Fe2O3反应，装置E用来检验反应产物中是否有CO2。（1）反应开始前要检查装置的气密性。（2）装置B中氢氧化钠溶液与CO2反应，除去CO2，其化学方程式为CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O。（3）该装置是先让二氧化碳和炭粉反应生成一氧化碳，一氧化碳再与氧化铁反应，因此先点燃装置A处酒精喷灯。（4）CO和Fe2O3反应生成Fe和CO2，化学方程式为3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2，实验现象是装置D中玻璃管内红色固体变为黑色，装置E中澄清石灰水变浑浊。（5）CO有毒，该实验缺少尾气处理装置，因此需要加上装置F吸收一氧化碳，一氧化碳从c口进入，确保一氧化碳和铜液充分接触。 10.[氢氧化亚铁制备原理的迁移应用][全国Ⅰ高考]醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是　去除水中溶解氧　。仪器a的名称是　分液（或滴液）漏斗　。（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为　Zn＋2Cr3＋Zn2＋＋2Cr2＋　。②同时c中有气体产生，该气体的作用是　排除c中空气　。（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是　c中产生H2使压强大于大气压　；d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是　（冰浴）冷却　、　过滤　、洗涤、干燥。（4）指出装置d可能存在的缺点　敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触　。解析　（1）审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”，这暗示醋酸亚铬具有强还原性，易被氧气氧化，故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。（2）①依题意可知，c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，主要是由于锌与铬离子反应生成亚铬离子和锌离子，即Zn＋2Cr3＋Zn2＋＋2Cr2＋。②c中产生的气体为氢气，该气体主要用于排尽装置内的空气，避免O2氧化Cr2＋。（3）c中有氢气产生，打开K3，关闭K1和K2后，c中压强大于外界压强，从而将c中溶液压入醋酸钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。（4）观察d装置，可发现其与空气相通，这会导致生成的醋酸亚铬被O2氧化。