高考化学一轮必备测试：第三章 第三节《几种重要的金属化合物》铁及其化合物（人教版必修一）

111一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列关于铁的叙述正确的是()铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀在人体的血红蛋白中含有铁元素不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3ABC D解析：中纯铁不易被锈蚀。中可以通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3，2FeCl3Fe=3FeCl2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。中当铁过量时可生成Fe(NO3)2。答案：B2将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是()AFeS BFe2O3CFeCl3 DFe3O4解析：将这四种化合物溶于盐酸后，B、C、D项中均有Fe3，加入KSCN后都呈红色，故排除，只有FeS加入盐酸后生成Fe2，加入氯水时被氧化成Fe3而呈红色。答案：A3下列离子方程式书写正确的是()AFeO固体放入稀硝酸溶液中： FeO2H=Fe2H2OB过量的铁粉与稀硝酸溶液反应： Fe4HNO=Fe3NO2H2OC向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸： Fe(OH)22H=Fe22H2OD向Fe(OH)3中加入氢碘酸： 2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O解析：A项，产物中生成的是Fe3；B项，铁粉过量生成的是Fe2；C项，二价铁被氧化生成的应是Fe3。答案：D4(2011山东高考)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A三者对应的氧化物均为碱性氧化物B三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al解析：A项，Al2O3为两性氧化物；B项，Cu在空气中的CO2和H2O(g)的作用下与O2反应生成Cu2(OH)2CO3；C项，三种盐均为强酸弱碱盐，加热时都水解，且生成易挥发的HCl，随着水分和HCl的挥发，蒸干时都得到金属氧化物和其氢氧化物的混合物；D项，电解AlCl3溶液阴极上的产物为H2和Al(OH)3。答案：C5某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：现对A、B、C、D作出的如下推断中，不正确的是()A盐A一定是FeBr3 B浅黄色沉淀B是AgBrC滤液C中一定含Fe3 DD溶液中有Fe(SCN)3解析：生成浅黄色沉淀证明A中含Br，B为AgBr，A与酸化的AgNO3溶液反应生成C，C遇KSCN生成D红色溶液，C中一定含Fe3，A中也可能含Fe2。答案：A6(2012东莞一次联考)下列中学常见实验的现象或表述正确的是()A过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显红色B制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁C检验红砖中的氧化铁成分，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滴即可D向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”解析：过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是Fe2，A错误；制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌，B错误；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，加热后过滤，滤纸上留有的是CuO，D错误。答案：C7(2011上海高考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是()A有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质B有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质C有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌D有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌解析：在K2FeO4中，Fe显6价，为铁的非常见高价态，有强氧化性，生成的Fe3水解生成Fe(OH)3胶体为多孔状物质能吸附水中杂质。答案：A8FeCl3、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：反应后剩余固体有两种可能，一是固体为单质铜，此时溶液中一定无Fe3，一定有Fe2，Cu2可能有也可能没有。二是固体为铁和铜的混合物，此时溶液中一定无Fe3和Cu2，一定有Fe2，故应选C。答案：C9(2011福建高考)下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是() 选项化合物 ABCDYCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl2解析：本题考查几种重要元素及其化合物的性质、置换反应概念及考生综合运用所学知识解决实际问题的能力。CO2与镁发生置换反应可得到MgO；Al与Fe2O3发生置换反应可得到Al2O3；C2H5OH与钠发生置换反应可得到C2H5ONa；FeCl3与铜发生反应生成FeCl2和CuCl2，不属于置换反应。答案：D10(2011潍坊模拟)某地污水中含有Zn2、Hg2、Fe3、Cu2四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下：甲：乙：丙：下列判断正确的是()A三种实验方案中都能制得纯净的铜B乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原C甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型D丙方案会产生环境污染解析：甲实验得到的沉淀中含有Fe(OH)3、Cu(OH)2，加热后得到Fe2O3和CuO，通H2还原后不能得到纯净的铜；乙实验中加入过量铁粉，过滤所得的滤渣中含有铁、铜等物质，最后也不能得到纯净的铜；丙实验中用盐酸溶解了滤渣中过量的铁，最后可以得到纯净的铜。因为锌比铁活泼，所以方案乙中加入的铁不能还原Zn2。甲方案中没有涉及化合反应。丙方案有可能产生汞和酸性废水，从而导致环境污染。答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(11分)A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下，A为固体，B为液体，C为气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X是一种无氧强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。(1)写出化学式：A_、D_、E_、X_。(2)在反应中，不属于氧化还原反应的是_(填编号)。(3)反应的离子方程式为_。(4)反应的化学方程式为_；该反应中每消耗0.3 mol的A，可转移电子_mol。(5)写出D的溶液与小苏打溶液、D的溶液中通入少量SO2反应的离子方程式：_。解析：根据反应及E为黑色固体，X为无氧强酸，D中含有Fe3，推知E为Fe3O4、X为HBr、D为FeBr3、G为FeBr2、H为H2O，顺次推出反应为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2；根据反应及A为固体，C为气体，推知A为Fe、C为O2；根据反应，推知B为Br2；根据反应，推知F中含有SCN。答案：(1)FeFeBr3Fe3O4HBr(2)(3)Fe33SCN=Fe(SCN)3(4)3Fe4H2O(g)Fe3O44H20.8(5)Fe33HCO=Fe(OH)33CO22Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H12(12分)Fe元素是地壳中最丰富的元素之一，在金属中仅次于铝，铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O44CO3Fe4CO2，若有1 mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是_ mol。(2)与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是_。(3)某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。请回答下列问题：各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A_D。装置C的作用是_。反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为_；可以检验生成物中含有Fe3的试剂是_(填写试剂名称)。解析：(1)1 mol Fe3O4参加反应消耗4 mol CO,1 mol CO转变为CO2失去2 mol电子，故转移电子的物质的量是8 mol。(2)Fe3的水解受到H的抑制作用，故得不到Fe(OH)3胶体。(3)2Fe3Cl22FeCl3要考虑到氯气的纯度、Fe3的水解等因素，需要对氯气除杂，尾气需要处理。答案：(1)8(2)因酸性废液中，将会抑制Fe3的水解，无法得到Fe(OH)3胶体，故不能够吸附悬浮物(3)ECB干燥Cl2，防止FeCl3的水解而产生Fe2O3杂质产生棕(红)色的烟硫氰化钾13(11分)(2011全国卷)如图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知：反应CGBH能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；I 是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2EI2FD，F中E元素的质量分数为60%。回答问题：(1)中反应的化学方程式为_；(2)化合物I的电子式为_；(3)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为_(注：不要求写OHCO2=HCO)；(5)E在I中燃烧观察到的现象是_。 解析：本题主要考查元素化合物知识，意在考查考生的思维能力。根据题干信息确定C为金属铝、A为氧气、B为铁、G为三氧化二铁；由信息确定I为二氧化碳、D为碳、E为金属镁、F为氧化镁。(1)铝与三氧化二铁高温条件下发生铝热反应放出大量的热用于焊接铁轨；(2)二氧化碳的电子式为C；(3)三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应得到亚铁离子和铜离子；(4)金属铝与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气，过量二氧化碳通入到偏铝酸钠溶液中，得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液。答案：(1)2AlFe2O32FeAl2O3(2)C(3)Fe2O36H=2Fe33H2O，2Fe3Cu=2Fe2Cu2，n(Cu)n(Fe2O3)0.010 mol，铜粉的质量m(Cu)64 g/mol0.010 mol0.64 g。(4)2 Al2OH2H2O=2AlO3H2AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的固体14(16分)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下：查阅资料：Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。提出假设假设1：红色粉末是Fe2O3假设2：红色粉末是Cu2O假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物设计探究实验取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。(1)若假设1成立，则实验现象是_。(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？_。简述你的理由(不需写出反应的方程式)_。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_，写出发生反应的离子方程式_。探究延伸经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数，取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(ba)，则混合物中Cu2O的质量分数为_。(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO45H2O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2、Fe2、Fe3分别生成沉淀的pH如下：物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH6.07.51.4沉淀完全pH13143.7实验室有下列试剂可供选择：A、氯水B、H2O2C、NaOHD、Cu2(OH)2CO3实验小组设计如下实验方案：试回答：试剂1为_，试剂2为_(填字母)。固体X的化学式为_。操作为_。解析：(1)若假设1成立，则溶液中含有Fe3，遇到KSCN溶液呈红色。(2)如果混合物中含有Cu2O，遇到酸产生Cu，Cu能与Fe3反应，故此种说法不正确。(3)若固体全部溶解，则一定存在Fe2O3和Cu2O，因为Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSO4，而H2SO4不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe2O3存在，使其生成的Fe3溶解产生的Cu。(4)依据题意，能发生反应的物质为Cu2O，最后变成CuO，增加的质量就是反应的氧气的质量，根据质量差计算可以得出Cu2O的质量分数。(5)根据表格可知，Fe(OH)3完全沉淀时，pH最小，故应将Fe2先转化为Fe3，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe3，但是所加物质不能增加新的杂质， 故第一步氧化剂应是H2O2，再加入Cu2(OH)2CO3，调节pH，使溶液中的Fe3生成沉淀除去。答案：(1)溶液变为血红色(2)不合理Cu能将Fe3还原为Fe2(3)Fe2O3和Cu2O的混合物Fe2O36H=2Fe33H2OCu2O2H=CuCu2H2O2Fe3Cu=2Fe2Cu2(4)100%(5)BDFe(OH)3加热蒸发111