鲁科版高中化学 铁及其化合物 名师精编单元测试1.docx

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鲁科版高中化学铁及其化合物名师精编单元测试1

铁及其化合物

基础题组

1.（2018山东泰安模拟）能正确表示下列反应的离子方程式的是（　　）

A.将铜屑加入FeCl3溶液中:

2Fe3++Cu

2Fe2++Cu2+

B.将磁性氧化铁溶于盐酸:

Fe3O4+8H+

3Fe3++4H2O

C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:

Fe2++4H++N

Fe3++2H2O+NO↑

D.将铁粉加入稀硫酸中:

2Fe+6H+

2Fe3++3H2↑

2.（2018湖南长沙模拟）把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前小的是（　　）

A.CuSO4

B.Fe2（SO4）3

C.HCl

D.FeSO4

3.（2017辽宁大连双基检测）下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能除去混有的杂质的是（　　）

A.氧化镁中混有氧化铝

B.氯化铝溶液中混有氯化铁

C.氯化亚铁溶液中混有氯化铜

D.氧化铁中混有二氧化硅

4.为了除去硫酸铜溶液中混有的FeSO4杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+转化为Fe3+,下列物质中合适的是（　　）

A.KMnO4溶液

B.H2O2溶液

C.氯水

D.HNO3溶液

5.某同学欲探究铁及其化合物的性质,下列实验方案可行的是（　　）

A.将铁粉加入热的浓硫酸中:

探究铁的活动性顺序

B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:

制备Fe（OH）3胶体

C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液:

制备FeSO4·6H2O晶体

D.将铜粉加入FeCl3溶液中:

验证Fe3+的氧化性强于Cu2+

6.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是（　　）

A.A中一定有Fe3+

B.C中一定有Fe3+

C.B为AgI沉淀

D.A一定为FeBr2溶液

7.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344LNO（标准状况）,往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变化。

若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为（　　）

A.0.24mol

B.0.21mol

C.0.16mol

D.0.14mol

8.PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

　　　　　　　　酸

↓　　　　氧化剂

　↓　水+酸

　↓

（1）酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是　　　　　　（填化学式）;PFS中铁元素的化合价为　　　　　　;在酸浸槽中,为了提高浸出率,可以采取的措施有　 

（写两条）。

（2）若废铁屑中含有较多铁锈（Fe2O3·xH2O）,则酸浸时反应的化学方程式有 

　。

（3）如果反应釜中用H2O2作氧化剂,则反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　;生产过程中,发现反应釜中产生了大量的气体,且温度明显升高,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。

如果溶液酸性过强,造成的后果是　　　　　　　　　　;如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。

常温下,若溶液中Fe3+的浓度为1mol·L-1,当Fe3+开始沉淀时,溶液的pH约为　　　　　　。

[已知常温下Fe（OH）3的Ksp=1.0×10-39]。

9.（2017吉林长春第一次质量检测）铁是应用最广泛的金属,铁的氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要的化合物。

（1）工业上冶炼铁的主要方法是　　　　　　　　　　　　　　　　（用化学方程式表示）。

（2）钢铁露置于空气中,主要发生的电化学腐蚀方式是　　　　　　,其中正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）高铁酸钾（K2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂,其氧化性强于高锰酸钾。

工业上制备高铁酸钾通常采用以下流程:

Fe（NO3）3→

离心机

除NaCl→

结晶

固体

K2FeO4

①请将反应器中发生反应的离子方程式配平:

　　　　Fe3++　　　　ClO-+　　　　OH-

　　　　Fe

+　　　　Cl-+　　　　 

②根据流程可以判断,相同温度下K2FeO4的溶解度　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）Na2FeO4;整个生产过程中,可直接循环利用的物质是　　　　（写化学式）。

③若某厂污水中含有一定量的N

和悬浮颗粒,下列关于该厂污水处理的说法中正确的是　　　　。

A.加入K2FeO4可使氮元素转化为N2,从而降低污水中N

含量

B.使用高铁酸钾可以减少污水中悬浮颗粒的含量

C.使用高铁酸钾处理后的污水,如果直接排放到河流中,会导致水体富营养化

10.铁及其化合物与生产、生活关系密切。

（1）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为　　　　　　。

②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是　　　　（填字母）。

（2）用废铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下:

废铁皮

含Fe（NO3）2

的溶液

①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为　。

②步骤Ⅱ中发生反应:

4Fe（NO3）2+O2+（2n+4）H2O

2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe（NO3）2,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是　　　　　　　　（任写一项）。

（3）已知t℃时,反应FeO（s）+CO（g）

Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=0.25。

①t℃时,反应达到平衡时n（CO）∶n（CO2）=　　　　。

②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s）,并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。

此时FeO（s）转化率为50%,则x=　　　　。

提升题组

11.A、B、C为3种单质（其中A为固体,B、C为气体）,将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物E易溶于水得到无色溶液。

它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是（　　）

A.物质B是H2

B.物质C是Cl2

C.物质D是FeCl2

D.物质F是FeCl2

12.某固体混合物X中可能存在Fe、FeO、CuO、MnO2、K2CO3、KCl中的若干种,为确定固体成分,某同学进行了如下实验（部分实验条件略去）:

下列说法正确的是（　　）

A.溶液1中一定存在KCl,不存在K2CO3

B.固体1中一定存在Fe和CuO

C.固体1中不能确定是否存在MnO2

D.溶液2中一定存在Fe3+

13.（2016课标Ⅱ,28,15分）某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。

回答下列问题:

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　　　　　　　　　。

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是　　　　　　　。

（4）丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。

分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:

①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;

②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液,生成蓝色沉淀;

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。

实验②检验的离子是　　　　（填离子符号）;实验①和③说明:

在I-过量的情况下,溶液中仍含有　 

（填离子符号）,由此可以证明该氧化还原反应为　　　　　　　　。

（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。

产生气泡的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;生成沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　（用平衡移动原理解释）。

答案精解精析

基础题组

1.A　B项电荷不守恒,C项电荷不守恒,D项生成Fe2+而不是Fe3+。

2.A　Fe+CuSO4

FeSO4+Cu,溶液质量减小,故A正确;铁与Fe2（SO4）3反应后,生成FeSO4溶液,溶液质量增加,故B错误;铁与盐酸反应后,生成FeCl2溶液,溶液质量增加,故C错误;铁与FeSO4溶液不反应,溶液质量不变,故D错误。

3.C　A项,MgO是碱性氧化物,不与NaOH反应,而Al2O3是两性氧化物,可以与NaOH发生反应产生NaAlO2,过滤后洗涤、干燥,就可得到纯净的MgO;B项,向溶液中加入适量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe（OH）3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,可得到氯化铝溶液;C项,二者都可以与NaOH发生反应生成沉淀,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解;D项,二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁不与NaOH发生反应,加入过量的NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥,就得到纯净的氧化铁。

4.B　A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2+转化为Fe3+,但同时会引入新的杂质,故此三项不符合题意;H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,还原产物为水,不引入新杂质,B项符合题意。

5.D　热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜等不活泼金属反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中,不能用于探究铁的活动性顺序,故A项方案不可行;将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故B项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液,氧气可将FeSO4氧化且得不到含结晶水的化合物,故C项方案不可行;将铜粉加入FeCl3溶液中,发生反应:

Cu+2Fe3+

Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D项方案可行。

6.B　HNO3具有强氧化性,可氧化Fe2+,A中不一定有Fe3+,A错误;AgI为黄色沉淀,C错误;A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物,D错误。

7.B　n（HNO3）=0.12L×4mol·L-1=0.48mol,n（NO）=1.344L÷22.4L·mol-1=0.06mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变化,说明全部生成Fe2+,溶液中溶质为Fe（NO3）2,则原混合物中铁元素的物质的量为（0.48mol-0.06mol）÷2=0.21mol,故用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为0.21mol。

8.答案　

（1）H2SO4　+3价　　加热、搅拌、多次浸取等

（2）Fe2O3·xH2O+3H2SO4

Fe2（SO4）3+（3+x）H2O、Fe2（SO4）3+Fe

3FeSO4、Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑　（3）2Fe2++H2O2+2H+

2Fe3++2H2O　H2O2与Fe2+的反应为放热反应,加入的H2O2过多,且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化剂,H2O2发生分解反应,生成了O2

（4）影响Fe3+与OH-的结合（合理答案均可）　1

解析　

（1）PFS中含有S

制备时不能引入杂质,要用硫酸酸浸;根据[Fe2（OH）x（SO4

]y中各元素正、负化合价的代数和为0,得铁的化合价为+3价。

（2）Fe2O3·xH2O和Fe均与硫酸反应,且氧化性:

Fe3+>H+。

（4）Fe3++3H2O

Fe（OH）3+3H+,酸性过强,Fe3+水解平衡逆向移动,不利于Fe（OH）3的生成;若溶液中Fe3+的浓度为1mol·L-1,当Fe3+开始沉淀时,Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-39=c（Fe3+）·c3（OH-）,解得c（OH-）=10-13mol·L-1,则c（H+）=0.1mol·L-1,所以pH=1。

9.答案　

（1）Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

（2）吸氧腐蚀　O2+4e-+2H2O

4OH-

（3）①2　3　10　2　3　5H2O

②小于　NaOH　③BC

解析　

（1）工业上使用CO还原铁矿石中铁的氧化物的方法来冶炼铁。

（2）钢铁在空气中发生的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主,正极上O2得到电子发生还原反应:

O2+4e-+2H2O

4OH-。

（3）①反应器中发生氧化还原反应,还原剂是Fe3+,氧化产物是Fe

氧化剂是ClO-,还原产物是Cl-,由得失电子守恒可知:

3n（Fe3+）=2n（ClO-）,再由电荷守恒确定五种离子的化学计量数分别是2、3、10、2、3,最后由质量守恒可知还生成了H2O,所以发生的反应为2Fe3++3ClO-+10OH-

2Fe

+3Cl-+5H2O。

②由于加入KOH析出了K2FeO4,所以相同温度下溶解度:

K2FeO4

③A项,K2FeO4具有氧化性,而N

转化为N2的过程中N元素被还原,错误;B项,K2FeO4的还原产物是Fe3+,Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体具有吸附性,可以减少污水中悬浮颗粒的含量,正确;C项,使用K2FeO4处理后的污水中含有大量的N元素,直接排放到河流中会导致水体富营养化,正确。

10.答案　

（1）①吸氧腐蚀　②B

（2）①4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O

②4Fe+10HNO3

4Fe（NO3）2+NH4NO3+3H2O

③氮氧化物排放少（或其他合理答案）

（3）①4∶1　②0.05

解析　

（2）①硝酸在受热或光照条件下均易分解,化学方程式为:

4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O。

②由题意可知HNO3又将铁氧化为Fe（NO3）2,由框图中分离的产物可知HNO3被还原为NH4NO3,故化学方程式为:

4Fe+10HNO3

4Fe（NO3）2+NH4NO3+3H2O。

③可从两方面考虑:

一是HNO3被还原为NH4NO3,没有生成氮氧化物,减少了对环境的污染;二是产物的利用,如NH4NO3可作氮肥,Fe2O3·nH2O可制备铁红,提高了原子利用率。

（3）①该反应的平衡常数表达式为K=

在同样条件下,c（CO2）∶c（CO）=n（CO2）∶n（CO）,所以平衡状态时n（CO）∶n（CO2）=

=

=

=4∶1。

②可列出“三段式”:

　　　　FeO（s）　+　CO（g）　

　Fe（s）+CO2（g）

起始量:

0.02mol　　　　xmol　　　　　0　　　0

变化量:

0.02mol×50%　0.01mol　　0.01mol　0.01mol

平衡量:

0.01mol　　（x-0.01）mol　　0.01mol　0.01mol

K=

==0.25,得x=0.05。

提升题组

11.D　将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,则D为FeCl3;结合转化关系,根据A为固体单质,B、C为气体单质,知A为Fe,B为Cl2,F为FeCl2;由B、C反应的产物E易溶于水得到无色溶液,知C为H2,E为HCl。

12.B　A项,由溶液1中加入AgNO3有白色沉淀可知溶液中KCl、K2CO3均可能存在,错误;B项,由红色不溶物可知,CuO被盐酸溶解生成Cu2+,Fe将Cu2+还原为Cu,则一定存在Fe和CuO,正确;C项,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2,MnO2一定存在,错误;D项,有Cu剩余,则溶液2中不可能存在Fe3+,错误。

13.答案　

（1）防止Fe2+被氧化

（2）2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-

（3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响）

（4）Fe2+　Fe3+　可逆反应

（5）2Fe2++H2O2+2H+

2Fe3++2H2O　Fe3+催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动

解析　

（1）Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。

（2）Cl2可将Fe2+氧化,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-。

（3）Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。

（4）实验②加入K3[Fe（CN）6]溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验①和③说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,证明该反应为可逆反应。

（5）H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,同时生成的Fe3+对H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反应放热,又对Fe3+的水解起促进作用。