2019版高考化学总复习 第3章 金属及其重要化合物 第3节 铁及其重要化合物模拟预测通关 新人教版.doc

第3节 铁及其重要化合物一、选择题1唐代中药学著作新修本草中，有关于“青矾”的记录为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCKAl(SO4)212H2ODFe2(SO4)39H2O解析：选B。 “青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的Fe2O3超细粉末，为红色。A中CuSO45H2O为蓝色晶体；B中FeSO47H2O是绿色晶体；C中KAl(SO4)212H2O是无色晶体；D中Fe2(SO4)39H2O为黄色晶体，所以判断“青矾”的主要成分为FeSO47H2O。2坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是()A铁元素属于过渡元素，其原子序数为26B单质铁与浓硫酸在常温下不反应C铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性D与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快解析：选A。铁是26号元素，属于第族元素，为过渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D错误。3将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3生成的是()A硫酸B氯水 C硫酸锌D氯化铜解析：选B。Fe2HCl=FeCl2H2，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2生成Fe3，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。4铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是()A保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2水解B在25 时，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法D硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O解析：选D。保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2被氧化，A项不正确；pH0的溶液呈强酸性，Fe2、NO、H不能大量共存，B项不正确；制备AlCl3、FeCl3若将其溶液直接蒸干，会得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C项不正确。5在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()A加入KSCN溶液一定不变红色B溶液中一定含Fe2C溶液中一定含Cu2D剩余固体中一定含铜解析：选C。氧化性Fe3Cu2，加入Fe先还原Fe3，然后再还原Cu2。6下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液呈红色红砖中含有氧化铁B向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2解析：选A。B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使黑色固体中有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3与Fe发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NO(H)具有强氧化性，而Fe2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3生成，遇KSCN溶液呈红色，无法证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中无Fe2而存在Fe3，也有此现象，错误。7下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu解析：选C。Cl2与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均反应，B错误；D有新的杂质CuSO4生成，D错误。8如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是()选项MNPQANH3H2OBa(OH)2铜石蕊溶液BNaBaCl2FeOKSCN溶液CNaOHBa(NO3)2锌粉KSCN溶液DNaHCO3MgCl2铁石蕊溶液解析：选C。硫酸铁溶液与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁溶液与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；C项物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁溶液与MgCl2溶液不反应，D项错误。9将一定量的铁粉加入一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在c(Fe2)c(Fe3)32，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为()A11B516 C23D32解析：选B。由c(Fe2)c(Fe3)32可知，该溶液中n(Fe2)n(Fe3)32，设亚铁离子的物质的量为3x mol，则铁离子的物质的量为2x mol，起酸性作用的硝酸的物质的量3x mol22x mol312x mol；设作氧化剂的硝酸的物质的量为y mol，根据得失电子守恒有3x mol22x mol33y mol，y4x，所以参加反应的硝酸的物质的量12x mol4x mol16x mol，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为(5x mol)(16x mol)516。10有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为()AFe2O3BFe3O4CFe4O5DFe5O7解析：选D。根据2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3，即Fe5O7。二、非选择题11铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识，回答下列问题：(1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中正确的是_。A纯铁硬度比生铁高 B纯铁耐腐蚀性强，不易生锈 C不锈钢是铁合金，只含金属元素 D铁在一定条件下，可与水蒸气反应 E铁在冷的浓硫酸中钝化(2)向沸水中逐滴滴加1 molL1 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为_，形成该分散系的分散质微粒直径范围是_。(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出 FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：_。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：氯气铁粉浓硝酸浓盐酸烧碱浓氨水，需要用到的一组试剂是_。AB CD(4)高铁酸钠Na2FeO4 是一种新型净水剂。高铁酸钠主要通过如下反应制取： 2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O。则X的化学式为_。高铁酸钠在水中可以发生如下反应： 4FeO10H2O4Fe(OH)38OH3O2。由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有_性，而能够除去水中悬浮物是因为_。下列物质能作净水剂的有_。AKAl(SO4)212H2OBFe(OH)(SO4)nCClO2 D“84”消毒液解析：(1)A纯铁硬度比生铁低，错误；B纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，正确；C不锈钢是铁合金，含Fe、Mn等金属元素，也含有C、Si等非金属元素，错误；D铁在一定条件下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，正确；E.铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸，在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步反应，因此Fe在冷的浓硫酸中钝化，正确。(2)向沸水中逐滴滴加1 molL1 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，这时发生Fe3的水解反应，产生氢氧化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式为Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H；形成的该分散系属于胶体，分散质的微粒直径范围是1100 nm。(3)FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是2Fe3Cu=2Fe2Cu2；从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，应该首先向溶液中加入过量的Fe粉，发生反应得到FeCl2溶液，把过量的Fe和置换出的Cu过滤出去，向滤渣中加入盐酸使Fe发生反应得到FeCl2溶液，再过滤回收Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了FeCl3溶液，所以选项A符合题意，而其余选项都会引入杂质离子，不符合题意，错误。(4)根据原子守恒可得X的化学式是NaCl；根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子，具有强的氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物Fe(OH)3 在水中形成胶体，有强的吸附能力，吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去；AKAl(SO4)212H2O电离产生的Al3会发生水解反应产生Al(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；BFe(OH)(SO4)n会形成Fe(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；CClO2 有强氧化性，可以杀菌消毒，危害也小，因此可作净水剂，正确；D“84”消毒液有杀菌消毒作用，但是碱性太强，气味太浓，不适宜水的净化，错误。答案：(1)BDE(2)Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H1100 nm(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2A(4)NaCl氧化生成的Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质ABC12铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式：_。(2)绿矾(FeSO47H2O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是_。设计实验检验绿矾是否完全变质：_。(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO3nH2O在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为_。取干燥后的FeCO3样品12.49 g，焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量为_g。(FeOOH也能被C还原得到Fe)解析：(1)Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(2)绿矾(FeSO47H2O)易变质，Fe2被氧化为Fe3，检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液。检验绿矾是否完全变质即检验样品是否存在Fe2，可利用Fe2的还原性进行检验或用铁氰化钾溶液检验。(3)依据得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式。设样品中FeCO3的物质的量为x mol，FeOOH的物质的量为y mol，则解得x0.1，y0.01，样品中杂质FeOOH的质量为0.01 mol89 gmol10.89 g。答案：(1)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)KSCN溶液取少量样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质)(3)4FeCO3nH2OO2=4FeOOH4CO2(4n2)H2O0.8913(2018青岛模拟)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_调节溶液的pH。A稀硝酸B氨水C氢氧化钠溶液D高锰酸钾溶液(3)步骤中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，检验Fe2的方法是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下，其目的是_。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为_。解析：(1)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2、Fe3。(2)步骤要把pH调高，步骤还要加NH4HCO3，若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入Na，所以选B。(4)NH4HCO3受热易分解，且高温会促进Fe2水解。答案：(1)Fe2、Fe3(2)B(3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO214铁是一种过渡元素，金属铁是最常用的金属。请回答下列问题：(1)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C)，在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体，该反应的化学方程式为_。上述反应生成的磁性固体能溶于过量稀硝酸，该反应的离子方程式为_。(2)在Fe2或Fe3的催化作用下，可实现2SO2O22H2O=2H2SO4的转化。已知含SO2的废气通入含Fe3的溶液时，其中一个反应的离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H，则另一反应的离子方程式为_。(3)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下：烧渣溶于稀H2SO4过程中，先是固体大部分被溶解，接着有单质硫生成，写出该反应的离子方程式：_(只写生成S的离子方程式，其他反应无需写出)。向溶液X中加入足量铁屑的目的是_。取1.6 g所得晶体样品配成溶液，滴入_mL 0.100 0 mol/L 的酸性高锰酸钾液恰好完全反应，经计算可得样品中含47.5%的硫酸亚铁。解析：(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧生成四氧化三铁和二氧化碳，反应为Fe3C3O2Fe3O4CO2；磁性固体能溶于过量稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铁、NO和水，离子方程式为3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。(2)由总反应(2SO2O22H2O=2H2SO4)减去2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H的2倍可得到另一个离子反应为4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)Fe2O3可以和稀硫酸反应生成硫酸铁，FeS可以和稀硫酸反应生成硫化氢，铁离子具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间会发生化学反应：2Fe3H2S=2Fe2S2H，产生硫单质。向硫酸铁溶液中加入足量铁屑，金属铁可以和铁离子之间反应生成亚铁离子，以制备纯净的绿矾晶体。设酸性高锰酸钾溶液体积为x，高锰酸根将亚铁离子氧化为铁离子的离子方程式为5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，根据离子方程式有，解得x0.010 0 L10.00 mL。答案：(1)Fe3C3O2Fe3O4CO23Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O(2)4Fe2O24H=4Fe32H2O(3)2Fe3H2S=2Fe2S2H使Fe3完全转化为Fe2，以制备纯净的绿矾晶体10.00