高考化学二轮复习专项测试：专题十四 考点一 铁及其化合物的性质 4含解析

2020届高考化学二轮复习专项测试专题十四考点一铁及其化合物的性质（4）1、下列关于铁的叙述中,正确的是( )A.铁在金属分类中属于黑色金属,还属于轻金属 B.纯净的铁是光亮的银白色金属,熔、沸点较高C.铁是地壳中含量最多的金属元素,分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D.纯铁和生铁的抗腐蚀能力都很强,在潮湿的空气中都不易被氧化2、一定量的铁与一定量的浓HNO3反应,得到硝酸铁溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与3.36L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铁溶液中加入2molL-1的NaOH 溶液至Fe3+恰好沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )A.300mLB.150mLC.120mLD.90mL3、为探究铁的性质进行下图所示实验。下列说法错误的是( )A.中溶液呈淡绿色B.中溶液呈淡绿色C.中溶液可能呈棕黄色D.中稀硫酸氧化了Fe2+4、以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述正确的是( ) A加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料重晶石B向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤可制得Al2O3C隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)=116D烧渣研磨后分离可以选择稀盐酸后过滤5、向和铁粉组成的混合物中,加入适量的稀,各物质均恰好完全反应,测得所得溶液中不含,且与的物质的量之比为4:1,那么反应开始时、的物质的量之比为( )A.1:1:1B.1:2:4C.1:2:3D.2:3:56、有关及其化合物的部分转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )A.中硫酸的浓度可以为98%B.中试剂可以是氨水或溶液C.中操作为蒸发浓缩、冷却结晶D. 一定含有7、现有一定量、的混合物,在足量气流中加热充分反应,冷却后称得剩余固体质量比原混合物减少0.8 ;将等质量的原混合物与盐酸反应,欲使之完全溶解,则需1 盐酸的体积至少为( )A.0.05LB.0.1LC.0.2LD.1 L8、实验室用和烧碱制备,为使生成的产物不被氧化,下列说法错误的是( )A.配制溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸B.可在溶液的上面加一层苯,以隔绝空气C.向溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入到试管中D.产生沉淀后,不能振荡试管9、已知反应,用KI溶液和溶液进行如下实验。下列说法中不正确的是( )A.实验i中现象说明有生成B.实验ii中现象说明反应后溶液中含有C.实验iii水溶液中大于i中D.实验iii中再加入4滴0.1溶液,振荡静置,层溶液颜色无变化10、已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3+和Cr3+。现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示，下列说法中不正确的是（ ）A. 图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7B. 图中BC段发生的反应为2Fe3+2I=2Fe2+I2C. 开始加入的K2Cr2O7为0.25molD. K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1311、某工厂酸性废液中含有Fe3+、Al3+、Fe2+、,以该废液为原料制备Fe2O3的工艺流程如下(部分操作和条件略):金属离子/(0.1molL-1)Fe3+Fe2+Al3+ 开始沉淀时的pH2.47.63.4完全沉淀时的pH3.79.64.8回答下列问题:（1）写出“还原”步骤中反应的离子方程式:_。（2）试剂X可选用_(任写一种,填化学式),“滤渣”的主要成分是_。（3）加入碳酸氢铵后过滤,发现滤液仍然浑浊,可能的原因是用90热水洗涤FeCO3沉淀的目的是_。（4）若在实验室中灼烧FeCO3应在_(填仪器名称)中进行,“灼烧氧化”发生反应的化学方程式为_。（5）若工业上灼烧氧化174.0吨FeCO3得到117.6吨产品,则该产品中Fe2O3的纯度为_(设产品中杂质只有FeO,保留一位小数)。12、用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol FeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):序号电压/V阳极现象检验阳极产物xa电极附近出现黄色,有气泡产生有Fe3+、有Cl2axb电极附近出现黄色,无气泡产生有Fe3+、无Cl2bx0无明显变化无Fe3+、无Cl2 (1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_。(2)中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应:_。(3)由推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_性。(4)中虽未检验出Cl2但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:序号电压阳极现象检验阳极产物axc无明显变化有Cl2cxb无明显变化无Cl2 NaCl液的浓度是_mol/L。 中检验Cl2的实验方法:_。 与对比,得出的结论(写出两点):_。13、碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是一种重要的工业原料,可用于制备补血剂乳酸亚铁,也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验,寻找利用复分解反应制备FeCO3的最佳方案:实验试剂现象滴管试管0.8mol/L FeSO4溶液(pH=4.5)1mol/L Na2CO3溶液(pH=11.9)实验:立即产生灰绿色沉淀,5min后出现明显的红褐色0.8mol/L FeSO4溶液(pH=4.5)1mol/L NaHCO3溶液(pH=8.6)实验:产生白色沉淀及少量无色气泡,2min后出现明显的灰绿色0.8mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0)1mol/L NaHCO3溶液(pH=8.6)实验:产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色1.实验中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示,请补全反应:Fe2+_+_+H2O=Fe(OH)3+2.实验中产生FeCO3的离子方程式为_。3.为了探究实验中所起的作用,甲同学设计了实验进行探究:操作现象实验向0.8mol/L FeSO4溶液中加入_,再加入Na2SO4固体配制成混合溶液(已知Na+对实验无影响,忽略混合后溶液体积变化)。再取该溶液一滴管,与2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合与实验现象相同实验中加入Na2SO4固体的目的是_。对比实验、,甲同学得出结论: 水解产生H+,降低溶液pH,减少了副产物Fe(OH)2的产生。乙同学认为该实验方案不够严谨,应补充的对比实验操作是:_,再取该溶液一滴管,与2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合。4.小组同学进一步讨论认为,定性实验现象并不能直接证明实验中FeCO3的纯度最高,需要利用如图所示的装置进行定量测定。分别将实验、中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量,然后转移至A处的广口瓶中。为测定FeCO3的纯度,除样品总质量外,还需测定的物理量是_。5.实验反思:经测定,实验中的FeCO3纯度高于方案和方案。通过以上实验分析,制备FeCO3实验成功的关键因素是_. 9答案及解析：答案：D解析：实验i向混合液中加入溶液产生蓝色沉淀,则混合液中含有,说明与KI反应生成,A项正确;实验ii向混合液中加入KSCN溶液,溶液变红说明混合液中含有,B项正确;实验i中加入溶液发生反应:,浓度减小,实验iii中加入将从水溶液中萃取出来,平衡向正反应方向移动,浓度增大,故实验iii水溶液中大于实验i中,C项正确;实验iii中再加入4滴0.1溶液,浓度增大,平衡向逆反应方向移动,浓度减小,振荡静置,层溶液颜色变浅,D项错误。 10答案及解析：答案：D解析： 11答案及解析：答案：1.Fe+2H+=Fe2+H2、Fe+2Fe3+=3Fe2+;2.NH3H2O;Fe和Al(OH)3;3.滤纸破损或过滤时滤液液面超过滤纸上缘等;洗去表面吸附的离子同时促进碳酸氢铵的分解;4.坩埚;4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;5.81.6%解析： 12答案及解析：答案：(1)溶液变红;(2)2Cl-2e-=Cl2、Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;(3)还原;(4)0.2 取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝 通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电解析：(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是溶液变红。(2)依题意可知，相关反应为2Cl-2e-=Cl2、2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+-e-=Fe3+,Fe2+表现出还原性。(4)做对照实验时，应控制变量，除pH相同外，c(Cl-)也应相同。0.1mol/L FeCl2溶液中c(Cl-)=0.2mol/L，故c(Na答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：地壳中含量最多的金属元素是铝，自然界中游离态 的铁主要存在于陨石中;纯铁的抗腐蚀能力强，即使在潮湿 的空气中也不易被氧化，但生铁(含杂质碳等)的抗腐蚀能 力弱，在潮湿的空气中易被氧化而生锈。 2答案及解析：答案：A解析：根据题意分析硝酸先被还原生成的NO2、N2O4、NO然后又被 O2氧化为硝酸,则整个过程可看作Fe被O2氧化为Fe2O3,再被硝酸溶解生成Fe(NO3)3,然后与氢氧化钠反应:4Fe3O22Fe2O312NaOH3mol 12mol0.15mol n n=0.6mol,消耗NaOH溶液的体积是0.6mol/2molL-1 =0.3L,A正确。 3答案及解析：答案：D解析： 4答案及解析：答案：C解析： 5答案及解析：答案：B解析：反应过程中发生反应; 。设中,中,则中,中,反应消耗的,。由可得, 。故反应开始时、的物质的量之比为。 6答案及解析：答案：A解析： 7答案及解析：答案：B解析：剩余固体比原混合物减少的质量即为原混合物中的质量,则原混合物与盐酸反应,生成氯化物和水,则,需1 盐酸的体积至少为。 8答案及解析：答案：C解析：A项,和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保在无氧环境中生成，正确;B项，在溶液的上面加一层苯，以隔绝空气，防止氧气溶入,正确;C项，向溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误;D项，产生沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化,正确。 Cl)=0.2mol/L。取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝，可证明IV中阳极产物有Cl2。由实验、可知通过控制电压，Fe2+可先于Cl-放电；实验表明，通过控制电版，可使Cl-放电产生Cl2，Cl2再将Fe2+氧化成Fe3+，从而说明通过控制电压，产生的两种原因均成立。 13答案及解析：答案：1.4;8; ;1;O2;10;4;82.Fe2+2=FeCO3+CO2+ H2O3.硫酸至pH=4.0;控制浓度一致;向0.8mol/L FeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c()=1.6mol/L4.C中U形管的增重; 5.调节溶液pH解析：1.Fe2+被氧气氧化为铁离子,铁离子与碳酸根离子发生互促水解反应生成Fe(OH)3;根据得失电子守恒:Fe2+Fe(OH)3,铁元素化合价升高1,O22O2-,氧元素化合价降低4,因此,Fe2+、Fe(OH)3的化学计量数为4,氧气的化学计量数为1,再根据电荷守恒, 、和的化学计量数为8,最后再根据原子守恒,水的化学计量数为10,可得反应方程式:4Fe2+8+O2+10H2O=Fe(OH)3+8.2.根据实验现象可知,亚铁离子与碳酸氢根离子反应,生成FeCO3和CO2,离子方程式见答案.3.探究实验中所起的作用,则要保证除了浓度不同,其他离子浓度都应该相同(已知Na+对实验无影响,Na+除外),即单一变量法,探究同一酸性环境下的铵根离子的作用,因此要用硫酸调控溶液的pH=4.0。为了保证溶液中的硫酸根离子浓度不变,向溶液中加入硫酸钠固体来控制浓度。为了增强实验的严谨性,还应向0.8mol/L FeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c()=1.6mol/L,同一条件下做对比实验,验证浓度对实验的影响,这样结论更准确。4.碳酸铁和稀硫酸反应生成二氧化碳气体,水蒸气被浓硫酸吸收后,碱石灰(C)吸收二氧化碳气体,通过测定C中U形管的增重,测出反应产生二氧化碳气体的量,最后根据反应关系来测定FeCO3的纯度。5.通过三组实验分析可知,溶液的pH不同,生成FeCO3的量不同,因此制备FeCO3实验成功的关键因素是调节溶液的pH。