（安徽专用）2022届高三化学一轮复习 专讲专练（基础热身+能力提升+挑战自我）第8讲 铁及其化合物（含详解）

第8讲　铁及其化合物1．我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是(　　)A．FeO　B．Fe2O3　C．Fe3O4　D．Fe(OH)32．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，不会有三价铁生成的是(　　)A．硫酸B．氯水C．硝酸锌D．溴水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Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN溶液反应产生红色沉淀4．[2022·汕头质检]下列化学实验事实相应的离子方程式正确的是(　　)A．往FeCl3溶液中加入Fe粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋B．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2OC．往FeCl3溶液中加入Cu粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋D．氧化亚铁加入稀硝酸：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O5．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：①FeCl3　②Fe2O3　③Cu(NO3)2　④KNO3，铜粉溶解的是(　　)A．只有①或②B．只有②或④C．只有①或②或③D．上述四种物质中任意一种6．下列离子的检验方法合理的是(　　)A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，说明原溶液中一定含Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中一定不含有Fe2＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有Fe2＋，可能含有Mg2＋7．[2022·济南模拟]下列叙述正确的是(　　)A．因为NH3·H2O是弱碱，所以不能用氨水与FeCl3溶液反应制取Fe(OH)3B．向FeI2溶液中通入少量Cl2，再滴加少量CCl4，振荡、静置，下层液体为紫色C．向一定体积的热浓硫酸中加入过量的铁粉，生成的气体能被烧碱溶液完全吸收D．将SO2气体通入溴水，欲检验溶液中是否有SO生成，可向溶液中滴加Ba(NO3)2溶液8．下列各组离子一定能大量共存的是(　　)A．在含大量Fe3＋的溶液中：NH、Na＋、Cl－、SCN－B．在强碱性溶液中：Na＋、K＋、AlO、COC．在c(H＋)＝10－13mol/L的溶液中：NH、Al3＋、SO、NOD．在pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO9．[2022·莆田模拟]常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：6\n2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋。下列说法不正确的是(　　)A．H2O2的氧化性比Fe3＋强，其还原性比Fe2＋强B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降C．在H2O2分解过程中，Fe2＋的总量保持不变D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2＋10．[2022·深圳模拟]X、Y、Z、W均为中学化学的常见物质，一定条件下它们之间有如下转化关系(其他产物已略去)：下列说法不正确的是(　　)A．若W是单质铁，则Z溶液可能是FeCl2溶液B．若W是氢氧化钠，则X与Z可反应生成YC．若X是金属镁，则W可能是强氧化性的单质D．若X是金属Na，则Z可以是Na2O211．[2022·临沂模拟]将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是(　　)选项反应情况设想评价A当铁铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应B当铁铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋、无Fe3＋正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋C当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋正确，Cu有剩余故无Cu2＋D当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋不正确，不可能有Fe剩余，Cu不剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应12.图K8－1中A～J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，D是应用最广泛的金属。根据图示回答问题：图K8－1(1)元素B在周期表中的位置是________________________________________________________________________。6\n(2)反应②的化学方程式是________________________________________________________________________。(3)J与氢碘酸反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)要使溶液F中的一种金属元素全部以沉淀的形式析出，最适宜加入的反应物是________(填化学式)；I→F的离子方程式为________________________________________________________________________。13．[2022·长沙模拟]某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验。图K8－2(1)用如图K8－2所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料，不与水反应)。反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填实验现象)时，说明“铁与水蒸气”能够进行反应。(2)为了证明反应后的固体混合物中含有＋3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解、过滤。向滤液中滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色。在下表中填写滴加KSCN溶液后可能观察到的现象、结论与解释(可以不填满)。现象结论与解释可能①可能②(3)将反应后固体溶于足量的盐酸中充分溶解，可选用________试剂证明溶液中含有Fe2＋。a．Cl2和KSCN溶液　b．NaOH溶液　c．KMnO4溶液14．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1盐酸中，得溶液C；6\n③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)①中引发铝热反应的实验操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，产物中的单质B是________。(2)②中所发生的各反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。15．以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)：Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。Ⅴ.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。已知：NH4HCO3在热水中分解。(1)Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3＋，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用________________________________________________________________________。(3)Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)Ⅳ中，通过检验SO来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。现煅烧464.0kg的FeCO3，得到316.8kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是________kg。(摩尔质量/g·mol－1：FeCO3116　Fe2O3160　FeO72)6\n1．C2．A　[解析]Fe与非氧化性酸作用生成Fe2＋，当Fe2＋一旦遇强氧化剂便容易转变为Fe3＋。选项A，硫酸符合要求，因为稀硫酸属非氧化性酸。选项B，氯水组成中有Cl2、HClO等强氧化剂，最终铁元素被氧化为Fe3＋。选项C，硝酸锌加入到Fe2＋溶液中，相当于Fe2＋＋H＋＋NO，Fe2＋立即被酸化的NO氧化生成Fe3＋。选项D，溴水可氧化Fe2＋，生成Fe3＋。3．C　[解析]A项，赤铁矿的主要成分为Fe2O3，B项，产物应为Fe3O4和H2，D项，生成的不是沉淀。4．A　[解析]澄清石灰水中通入过量CO2生成Ca(HCO3)2，B项错误；C项电荷不守恒；D项，HNO3将Fe2＋氧化成Fe3＋。5．D　[解析]Cu与Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀H2SO4反应生成Fe3＋，故①、②能使铜粉溶解．H＋、NO具有强氧化性，能使铜粉溶解。6．D　[解析]A项，说明含Fe3＋，但不排除Fe2＋的存在；B项，也可能含SO等还原性离子；C项不能排除Fe2＋。7．B　[解析]A项，FeCl3＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4Cl；B项，由于还原性I－>Fe2＋，所以向FeI2溶液中通入少量Cl2，Cl2首先与I－反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－；C项，过量的Fe与热浓硫酸反应，首先产生SO2气体，随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变稀，后来稀硫酸与Fe反应产生H2；D项，由于发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，欲检验溶液中的SO，应向溶液中加入BaCl2溶液，若加入Ba(NO3)2溶液，则不能排除SO的干扰，故选B项。8．B　[解析]A项中Fe3＋与SCN－反应；B项中在有OH－时该组离子能共存；C项中溶液中OH－与NH作用生成NH3·H2O；D项中溶液中同时有H＋和NO，会将Fe2＋氧化，故只有B符合题意。9．B　[解析]根据氧化还原反应中氧化性、还原性强弱比较规律：同一氧化还原反应中满足左强右弱，即A项正确；把两式相加，发现Fe2＋的量没有改变，说明其作用是H2O2分解的催化剂，因此生产过程中要严格避免混入Fe2＋，即C、D项都正确；H2O2显弱酸性，但分解后生成水，即酸性减弱，pH逐渐增大，B项错误。10．C　[解析]若W为铁，则X、Y、Z分别为Cl2、FeCl3和FeCl2，A对；若W为NaOH，则X、Y、Z分别为CO2、NaHCO3和Na2CO3，也可能分别为AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2，B对；镁没有可变价，C不成立；X为Na、W为O2，Y为Na2O、Z为Na2O2，D对。11．D　[解析]离子的氧化性强弱顺序Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，如果Fe3＋的量很多，可以将铁和铜全部氧化后还有剩余，A项错误；当铁有剩余时，溶液中不会存在Cu2＋，B项错误；因还原性Fe＞Cu，故不存在有铜无铁的情况，C项错误。12．(1)第三周期ⅢA族(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(3)Fe3O4＋2I－＋8H＋===3Fe2＋＋I2＋4H2O(4)CO2(其他合理答案同样给分)　Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O[解析]本题的突破口是“B是地壳中含量最高的金属元素”，得B为Al；D是应用最广泛的金属，得D为Fe；由F与I通过NaOH和HCl可以相互转化知，F为NaAlO2且G是气体，自然得C为氢氧化钠溶液，G为氢气，H为水，J为四氧化三铁。13．(1)肥皂泡破裂，有爆鸣声或“噗”的声音(2)①溶液变为红色，混合物中含有＋3价Fe，因为Fe3＋遇KSCN变红色②溶液为浅绿色，反应后的固体中可能含有＋3价Fe，也可能不含有＋3价Fe。因为若铁剩余较多，可将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋(3)c[解析](1)要证明Fe与水蒸气反应，只要证明生成了H2就能说明，由实验装置和H2的检验方法可用点燃法观察是否有爆鸣声。6\n(2)反应后的固体混合物中可能含有Fe和Fe3O4，在溶于酸时可发生如下反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。由于混合物中Fe的量不确定，可能有两种情况，一是Fe较少，溶于酸后Fe3＋有剩余，二是Fe较多，Fe3＋完全被Fe还原为Fe2＋。所以滤液中加KSCN溶液，可能变红也可能溶液为浅绿色。(3)因为溶液中可能含有Fe3＋，a、b试剂均不合适，可利用Fe2＋的还原性，用KMnO4溶液紫色褪去，进而证明。14．(1)加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃　Fe(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(4)0.67mol·L－1　2.3mol·L－115．(1)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(2)加入硫酸，H＋浓度增大，使Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解(3)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2(4)取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净(5)288.0[解析](5)计算产品中Fe2O3的含量可根据铁元素守恒进行计算：设Fe2O3的物质的量为x，FeO的物质的量为y。则解得x＝1.8×103mol，所以Fe2O3为1.8×103mol×160g/mol＝288000g＝288.0kg。6