高考化学总复习 第三节 铁及其重要化合物（含解析） 新人教版

【高考总复习】2013高考化学专题复习：第三节铁及其重要化合物（人教版）1．能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是(　　)A．浓硫酸　　　　　　　　B．FeCl3溶液C．CuSO4溶液D．FeSO4溶液解析：A.钝化。C.生成Cu单质，D不反应。答案：B2．下列反应中，产物有氧化铁的是(　　)A．加热Fe(OH)3B．Fe在纯O2中燃烧C．灼热的Fe与水蒸气反应D．加热蒸干Fe2(SO4)3溶液解析：B项和C项都是生成Fe3O4。D项蒸干依然是Fe2(SO4)3若改为FeCl3溶液蒸干灼热是Fe2O3。答案：A3．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)操作、现象解释A向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出溶液中的氢，生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3解析：A项I2遇淀粉变蓝，不是Fe3＋，B项红棕色为Fe2O3，C项生成NO。答案：D4．下列有关铁元素的叙述中正确的是(　　)A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O-7-\nD．铁元素位于周期表的第四周期第ⅧB族解析：I2的氧化性较弱，铁与I2反应生成FeI2，B错；氢氧化铁与氢碘酸发生氧化还原反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O，C错；铁元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族，D错。答案：A5．(2010年全国卷Ⅰ)能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2OC．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑解析：B项产物中有Fe2＋，C项转移电子不守恒，D项应生成Fe2＋。答案：A6．把7.2g铁粉投入某硝酸溶液中，充分反应剩余固体1.6g，产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在，则原HNO3溶液中HNO3的物质的量为(　　)A．0.34molB．0.38molC．0.28molD．0.2mol解析：因为有铁粉剩余则生成的盐为Fe(NO3)2，且HNO3已反应完。参与反应的n(Fe)＝＝0.1mol，n[Fe(NO3)2]＝n(Fe)＝0.1mol，则原溶液中n(HNO3)＝2n[Fe(NO3)2]＋[n(NO2)＋n(NO)]＝2×0.1mol＋0.08mol＝0.28mol。答案：C7．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是(　　)A．盐酸B．烧碱溶液C．氨水D．KSCN溶液解析：NaOH与上述五种溶液混合时，其中NaCl无明显现象；FeCl2中出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的Fe(OH)3；FeCl3中只出现红褐色的Fe(OH)3沉淀；在MgCl2中只出现白色沉淀；AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消失。答案：B8．(2012年江苏卷)下列物质的转化在给定条件下能实现的是(　　)①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3②SSO3H2SO4-7-\n③饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3④Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOA．①③⑤　　　　　　　　B．②③④C．②④⑤D．①④⑤解析：S在O2中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3，②错；FeCl3溶液加热蒸干时，应在HCl气氛中进行，因Fe3＋易水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3分解易得到Fe2O3，④错；①、③、⑤在给定条件下均可实现。答案：A9．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量浓度之比为4∶2∶1，现加入适量的铁粉，使溶液中的三种阳离子的物质的量浓度之比为1∶3∶9，则投入的铁粉与原溶液中Cu2＋的物质的量之比为(　　)A．5∶4B．4∶5C．3∶5D．5∶6解析：Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋浓度之比为4∶2∶1，可设，Fe3＋4mol，Cu2＋2mol、Fe2＋1mol，加入Fe粉后，Fe3＋有剩余，说明Fe只与Fe3＋反应，Cu2＋不变，仍为2mol，此时Fe3＋应为molFe　＋　2Fe3＋===3Fe2＋1mol　　2molmol　moln(Fe)∶n(Cu2＋)＝∶2＝5∶6。答案：D10．在铁和铜的混合物中加入足量的稀硝酸，充分反应后，向反应混合液中加入一定量的铁粉，待反应结束后，发现混合液中有固体剩余，则下列说法正确的是(　　)A．最后所得混合液中的溶质是Fe(NO3)2与HNO3B．最后所得混合液中的溶质一定含Fe(NO3)2，可能含有Cu(NO3)2，一定无HNO3C．最后剩余的固体一定是铁D．最后剩余的固体中一定有铁，但不一定有铜解析：Fe的还原性大于Cu，HNO3氧化性大于Fe3＋，大于Cu2＋，有固体剩余，说明HNO3反应完全，且生成的应为Fe2＋，不可能有Fe3＋。-7-\n答案：B11．铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。某实验小组用铁进行如下实验：(1)取少量纯铁粉与足量的稀H2SO4反应，在不影响产生H2总量的情况下，若要加快反应速率，可行的方法有(填序号)________。①加热　②滴加少量浓HNO3　③滴加少量CuSO4溶液(2)某同学欲用少量纯铁粉与足量浓H2SO4在加热时反应制得FeSO4。同学们认为不可行，理由是________________________________。大家讨论后将上述方案做如下改进后可获得FeSO4·7H2O。请填写空白：过量铁粉悬浊液滤液FeSO4·7H2O解析：(1)①加热使溶液温度升高，能够加快反应速率，且不影响产生H2的总量；滴加少量浓HNO3，由于浓HNO3具有强氧化性，不会加快产生H2的速率；③滴加少量CuSO4溶液，铁能置换加入的Cu2＋生成Cu，从而构成铁铜原电池，从而加快H2的生成速率，但由于置换出Cu时消耗了铁，所以最终产生H2的总量减少。(2)加热时少量铁粉与浓H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，不能得到FeSO4。制备FeSO4时应该用Fe与稀硫酸反应，且Fe要过量，以防止Fe2＋被氧化。答案：(1)①(2)加热时少量铁粉与浓H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，不能得到FeSO4稀硫酸　热过滤12．A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。(1)若反应①②③均为水溶液中的置换反应，A、D、E为卤素单质，则A、D、E的氧化性由强到弱的顺序为________________，其中A的化学式是____________________。(2)若B为一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的水溶液，C是一种溶于强碱而不溶于B的白色絮状沉淀，则反应①的离子方程式为________________________。(3)若B是水，C是一种有磁性的化合物，E是一种无色、无味的有毒气体，则反应①的化学方程式是________________________。-7-\n(4)若B是一种淡黄色固体，绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界中D和E的循环。化合物B的化学式为________________，F的饱和溶液与足量E反应的离子方程式是__________________。解析：(1)根据反应①②③均为水溶液中的置换反应，以及A、D、E为卤素单质，可推知A、D、E中不可能有F2，应为Cl2、Br2、I2，显然D是I2，进而推出A是Br2，E是Cl2。(2)B是氨水，C是Al(OH)3沉淀，D是铵盐，E是酸。(3)C是Fe3O4，E是CO，D是H2，A为Fe。(4)常见的淡黄色固体有Na2O2、FeS2、S等，根据D、E是植物光合作用和呼吸作用中的循环物质以及转化关系，可知D是氧气，E是CO2。答案：(1)EAD　Br2　(2)3NH3·H2O＋Al3＋===3NH＋Al(OH)3↓　(3)3Fe＋4H2O(g)高温,Fe3O4＋4H2　(4)Na2O2　CO2＋2Na＋＋CO＋H2O===2NaHCO3↓13．(2012年合肥模拟)铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药物不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：(1)试剂Ⅰ是________。(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是______________________。(3)在实验中发现放置一段时间后，溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因，甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想：编号猜想甲溶液中的＋3价Fe又被还原为＋2价Fe乙溶液中的SCN－被过量的氯水氧化丙新制的氯水具有漂白性，将该溶液漂白基于乙同学的猜想，请设计实验方案，验证乙同学的猜想是否正确。写出有关的实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论解析：(1)根据“速力菲”不溶于水但能溶于胃酸，试剂Ⅰ可以选择稀盐酸或稀硫酸。(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，可能的原因是“速力菲”中少量的Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋。(3)乙同学的猜想是认为溶液中没有SCN－-7-\n，验证其猜想是否正确，可以向褪色后的溶液中再加入KSCN溶液，如果溶液变红色，则猜想是合理的；如果溶液不变红色，则猜想是不合理的。或者向褪色后的溶液中再加入FeCl3溶液，如果溶液变红色，则猜想是不合理的；如果不变红色，说明乙同学的猜想是合理的。答案：(1)稀盐酸(或稀硫酸)(2)Fe2＋被空气中的氧气氧化成Fe3＋(3)编号实验操作预期现象和结论①取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液如果溶液变红色，说明乙同学的猜想是合理的；如果溶液不变红色，说明乙同学的猜想是不合理的或②取少量褪色后的溶液，加入FeCl3溶液如果溶液仍不变红色，说明乙同学的猜想是合理的；如果溶液变红色，说明乙同学的猜想是不合理的(其他合理答案也可)14．(2012年课标全国卷)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0.54g的FeClx样品，溶解后先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0.40mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。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)＝1∶2.1，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MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn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_________________________________________________。解析：(1)Cl－和OH－发生交换，则n(Cl－)＝n(OH－)＝0.0250L×0.40mol·L－1＝0.010mol。则：0.54gFeClx样品中铁的质量为：0.54g－0.010mol×35.5g·mol－1＝0.19g。-7-\n铁的物质的量为：＝0.0034mol。FeClx中n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，则x＝3。(2)设FeCl2、FeCl3的物质的量分别为x、y，则＝，解得x∶y＝9∶1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为：＝0.10。FeCl2可由Fe与弱氧化剂盐酸制备，FeCl3可由Fe与强氧化剂Cl2制备。(3)Fe3＋具有氧化性，I－具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I3－)。(4)Fe3＋在强碱性条件下被ClO－氧化为FeO42－，ClO－被还原为Cl－，由化合价升降法可配平得：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO42－＋5H2O＋3Cl－。在K2FeO4－Zn组成的碱性电池中，FeO42－作氧化剂在碱性条件下生成Fe(OH)3，Zn作还原剂生成Zn(OH)2，总反应的离子方程式为2FeO42－＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－，其正极反应式为FeO42－＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－。答案：(1)n(Cl－)＝0.0250L×0.40mol·L－1＝0.010mol0．54g－0.010mol×35.5g·mol－1＝0.19gn(Fe)＝0.19g/56g·mol－1＝0.0034moln(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，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－===2FeO42－＋5H2O＋3Cl－FeO42－＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－2FeO42－＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－-7-