高三一轮复习第三章铁及其化合物33.docx
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高三一轮复习第三章铁及其化合物33
一、选择题
1．铁和铁的合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是（ ）
A．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应
B．不锈钢是铁的合金，只含金属元素
C．铁与盐酸反应，铁的合金不与盐酸反应
D．在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析 铁的合金中含有碳等非金属元素，铁的合金也能与盐酸反应。
镀锌铁板发生电化学腐蚀时，锌为负极，所以比铁板更耐腐蚀。
答案 A
2．下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是（ ）
A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜
B．FeCl3溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变为蓝色
C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为血红色
D．将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀
解析 A项中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；D项中H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不具有氧化性，选C项。
答案 C
3．（2012·福建莆田高中毕业班质检）某溶液含有K＋、Fe3＋、SO
、CO
、I－中的几种。
取样，滴加KSCN溶液后显血红色。
为确定该溶液的组成，还需检验的离子是（ ）
A．K＋B．I－
C．SO
D．CO
解析 滴加KSCN溶液后显血红色，则一定含有Fe3＋，而Fe3＋具有较强氧化性，不能与I－大量共存，Fe3＋与CO
可发生相互促进的水解反应，也不能大量共存，故必含有阴离子SO
，无法判断是否含有K＋。
答案 A
4．（2012·广州一模）下列说法正确的是（ ）
A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe（OH）3
B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色
C.FeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe（OH）3
胶体
解析 高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A项错误。
Fe3O4溶于盐酸生成Fe3＋和Fe2＋，Fe3＋与KSCN反应得到红色溶液，故B项正确。
蒸干FeCl2溶液时发生水解，生成Fe（OH）2和易挥发的HCl，由于Fe（OH）2易被空气中的氧气氧化成Fe（OH）3，所以灼烧后会得到Fe2O3，故C项错误。
将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe（OH）3沉淀而不是胶体，故D项错误。
答案 B
5．（2012·山东济宁期末）能正确表示下列反应的离子方程式是（ ）
A．将氧化亚铁溶于稀硝酸：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
B．氢氧化铁溶于过量的氢碘酸：
Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
C．将磁性氧化铁溶于盐酸：
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
D．FeCl3溶液与KSCN溶液混合：
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3↓
解析 A项忽视了Fe2＋的还原性，正确的离子方程式应为3FeO＋10H＋＋NO
===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O；B项忽视了Fe3＋与I－的氧化还原反应，正确的离子方程式为2Fe（OH）3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O；D项FeCl3溶液与KSCN溶液反应生成的是红色溶液，而不是沉淀。
答案 C
6．某CuSO4、Fe2（SO4）3、H2SO4的混合溶液100mL，已知溶液中阳离子的浓度相同（不考虑水解），且SO
的物质的量浓度为
6mol/L，则此溶液最多溶解铁粉的质量为（ ）
A．11.2g B．16.8g
C．19.6gD．22.4g
解析 n（SO
）＝0.6mol，由题意，溶液中阳离子的物质的量都相同，设都为xmol，由电荷守恒知：
2x＋3x＋x＝2×0.6，解得x＝0.2mol，其可消耗n（Fe）＝0.2mol＋
＋
＝0.4mol，对应Fe的质量为22.4g。
答案 D
7．把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列说法正确的是（ ）
A．反应后生成的盐只为Fe（NO3）3
B．反应后生成的盐只为Fe（NO3）2
C．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为1:
3
D．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为3:
1
解析 由于铁的物质的量为
＝0.4mol，所以在反应的过程它失去的电子数应介于0.8mol（此时只产生Fe2＋）和1.2mol（此时只产生Fe3＋）之间，又产生0.3molNO2和0.2molNO，即反应过程中硝酸得到的电子数为0.3mol×（5－4）＋0.2mol×（5－2）＝0.9mol，所以对应的产物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁守恒可得x＋y＝0.4，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9mol，解得x＝0.1mol，y＝0.3mol。
答案 C
8．（2012·山东济宁检测）下列叙述正确的是（ ）
A．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
B．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含Fe2＋，不含Mg2＋
C．过量的铁粉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
D．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NH4SCN溶液2～3滴即可
解析 加入KSCN溶液变红色，说明含Fe3＋，但Cl2具有氧化性无法判断原来是Fe2＋还是Fe3＋，A项错误；加入NaOH溶液得白色沉淀后变成红褐色，说明含Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否有Mg2＋，B项错误；过量的铁粉与稀硝酸反应最终生成的是Fe2＋，C项错误；D项正确。
答案 D
9．（2012·河北石家庄检测）在（NH4）2Fe（SO4）2溶液中逐滴加入100mL1mol·L－1的Ba（OH）2溶液，把所得沉淀过滤、洗涤、干燥，得到的固体质量不可能是（ ）
A．35.3gB．33.5g
C．32.3gD．11.3g
解析 当滴入的100mL1mol·L－1的Ba（OH）2溶液完全反应时，得到的沉淀为BaSO4和Fe（OH）2，此时的固体质量为0.1mol×233g·mol－1＋0.1mol×90g·mol－1＝32.3g，C项正确；在滴加溶液、过滤、洗涤和干燥的过程中，部分Fe（OH）2会被空气中的氧气氧化为Fe（OH）3，假设Fe（OH）2完全被氧化为Fe（OH）3，则固体质量为0.1mol×233g·mol－1＋0.1mol×107g·mol－1＝34g，故部分Fe（OH）2被氧化为Fe（OH）3时固体的质量少于34g，因此B正确；若（NH4）2Fe（SO4）2不足量，则可能得到小于32.3g的沉淀，D项可能；而选项A的数值是不可能出现的。
答案 A
10．（2012·南昌模拟）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中，加入150mL4mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，并放出标准状况下NO气体2.24L，往所得溶液中加KSCN溶液，无血红色出现。
若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物，所得铁的物质的量可能为（ ）
A．无法计算B．0.6mol
C．0.5molD．0.25mol
解析 由于往所得溶液中加KSCN溶液，无血红色出现，所以生成的全部是Fe（NO3）2,150mL4mol/L的稀硝酸中n（HNO3）为0.6mol，生成标况下NO为2.24L即0.1mol，故起酸作用用于生成Fe（NO3）2的硝酸为0.50mol，生成Fe（NO3）20.25mol，根据铁元素守恒知，用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物，所得铁的物质的量也为0.25mol，故选D。
答案 D
二、填空题
11．（2012·北京海淀二模）某同学欲在实验室中对Fe3＋与I－的反应进行探究，实现Fe2＋与Fe3＋的相互转化。
（1）该同学最初的实验操作和现象如下：
编号
操作
现象
Ⅰ
先向2mL0.1mol/LFeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水
Ⅱ
先向2mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1mol/LKI溶液
滴加KSCN溶液后，溶液变成红色；滴加KI溶液后，红色无明显变化
①实验Ⅰ的现象为________________________。
②FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为__________。
（2）该同学分析了导致实验Ⅱ现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。
改进后的实验操作和现象如下：
编号
操作
现象
Ⅲ
向2mL0.1mol/LKI溶液中滴加1mL0.1mol/LFeCl3溶液，再滴加KSCN溶液
滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色；滴加KSCN溶液后，溶液变成红色
根据实验Ⅲ，甲同学认为Fe3＋有可能与I－发生氧化还原反应，请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由_______。
（3）该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验Ⅲ中现象得出的结论。
请补全下表中的实验方案。
编号
操作
预期现象及结论
Ⅳ
向2mL0.1mol/LKI溶液中滴加1mL0.1mol/LFeCl3溶液，________________
________________
________________
________________
________________
（4）上述实验结果表明，Fe3＋有可能与I－发生氧化还原反应。
进一步查阅资料知，参加反应的Fe3＋与I－的物质的量相同。
该同学结合上述实验结论，分析了实验Ⅲ中加入KSCN后溶液变红的原因，认为Fe3＋与I－反应的离子方程式应写为___________________。
解析
（1）①Fe2＋遇KSCN溶液后无明显变化，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋与KSCN反应生成红色的Fe（SCN）3。
②滴入氯水后的反应是2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
（2）滴加FeCl3溶液后，溶液为成黄色，可能生成了I2。
（3）要进一步证明
（2）中的结论，则可加入淀粉溶液或CCl4检验I2的生成。
（4）Fe3＋与I－发生氧化还原反应后滴加KSCN溶液仍出现红色，则Fe3＋与I－的反应可能是可逆反应：
2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。
答案
（1）①滴加KSCN溶液后，溶液无明显变化；再滴加新制氯水后，溶液变成红色 ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
（2）溶液变成黄色，推测生成I2（其他合理答案即可）
（3）
编号
操作
预期现象及结论
Ⅳ
再滴加淀粉溶液（或CCl4，或铁氰化钾溶液）
预期现象：
溶液变蓝（或溶液分层，下层溶液为紫色；或生成蓝色沉淀）
结论：
Fe3＋能与I－发生氧化还原反应，生成I2（或Fe2＋）
（4）2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2（必须写可逆符号）
12．（2011·北京）某难溶于水的混合物粉末中除含有炭粉外，还可能含有铁、铝的单质和它们的某一种氧化物。
某校实验小组同学通过实验确定该混合物粉末的成分。
实验步骤：
①取mg固体粉末于一个烧杯中，加入足量NaOH稀溶液，有气体产生，过滤得到固体A和无色溶液B；
②将①中所得固体A洗涤后分成两份。
一份加入CuSO4溶液，无明显变化；另一份加入足量稀硫酸，过滤得到C和棕黄色溶液D。
请回答以下问题：
（1）写出①中发生反应的离子方程式________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
（2）固体C与浓硫酸受热后发生反应的化学方程式为
_____________________________________________________。
（3）向棕黄色溶液D中加入铁粉时发生反应的离子方程式为_____
________________________________________________________。
（4）由上述实验可以获得结论，混合物粉末中一定含有碳粉和________（填化学式，下同），含铁元素的物质可能是________或________。
若要测定含铁元素的物质，还需进行一步实验，该实验方法为_____________________________________________________
________________________________________________________。
解析 由题目信息“加入足量NaOH稀溶液，有气体产生”，说明固体粉末中一定含Al；固体A中加入CuSO4溶液，无明显变化，说明不含Fe；固体A中加入稀硫酸后，有固体C存在，故固体C必为炭粉，由于有棕黄色溶液D生成，说明必定含Fe3＋，那么原固体粉末中必定含Fe3＋的氧化物，即为Fe2O3或Fe3O4。
要检验是Fe2O3还是Fe3O4，其关键在于看棕黄色溶液D中是否含Fe2＋，检验时要注意Fe3＋对Fe2＋的干扰。
答案
（1）2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑
（2）C＋2H2SO4（浓）
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
（3）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
（4）Al Fe2O3 Fe3O4
取少量酸性高锰酸钾溶液于试管中，加入少量棕黄色溶液D，若溶液紫红色褪去，则说明原混合物含有Fe3O4；若溶液紫红色不褪去，则说明原混合物含有Fe2O3
13．（2011·北京东城模拟）铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。
请回答下列问题：
（1）钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为______
_________________________________________________________。
（2）由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是___________________________________
_________________________________________________________。
（3）硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是______________
____________________________________________________________________________________________________________________。
（用离子方程式表示）。
在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是_______________________________
________________________________________________________________________________________________________________。
（4）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2，若有1.5molFe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________。
（5）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________（填字母）。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属材料
Ⅰ对；Ⅱ对；有
B
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
高温下氢气能还原氧化铁得到铁
Ⅰ对；Ⅱ对；无
C
铁属于过渡元素
铁和铁的某些化合物可用作催化剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
D
在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜
铁不能与氧气反应
Ⅰ对；Ⅱ对；
有
解析
（1）钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极发生的电极反应为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
（2）Fe3＋氧化Cu而腐蚀印刷电路铜板：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
（3）Fe3＋水解产生具有吸附作用的Fe（OH）3胶体而净水：
Fe3＋＋3H2O===Fe（OH）3（胶体）＋3H＋，在酸性条件下，由于H＋抑制了Fe3＋的水解，无法产生Fe（OH）3胶体，故不能使悬浮物沉降除去。
（4）1molFe3O4参与反应时，需4molCO，根据4molCO可得转移8mol电子，所以1.5molFe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8mol＝12mol。
（5）选项A，地壳中含量最高的金属元素是Al，而不是Fe，由于铁是活泼金属，需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且二者没有因果关系；选项B，Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2，但在高温条件下，H2还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系；选项C，铁是过渡元素的说法正确；选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4。
答案
（1）O2＋2H2O＋4e－===4OH－
（2）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
（3）Fe3＋＋3H2O===Fe（OH）3（胶体）＋3H＋ 酸性环境中，H＋抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体
（4）12mol
（5）B
14．（2011·南昌模拟）铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应后，在标准状况下生成NO的体积与剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只有NO）：
实验编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.0
9.6
0
0
NO体积/mL
2240
4480
6720
V
求：
（1）硝酸的浓度为________mol/L；
（2）表中④的V＝________mL。
解析
（1）要计算硝酸的浓度必须是硝酸在反应中不足时，从①中反应可以看出反应后仍有金属剩余，不可能生成Fe3＋，则①中反应为：
3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O,3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，两个反应均表达了反应关系为：
8HNO3 ～ 2NO
82
c×0.10L
＝
，解得c＝4mol/L。
（2）根据表中数据可知，刚开始硝酸的量不足，只溶解铁，将铁全部溶解后再溶解铜，将铜全部溶解后是硝酸与Fe2＋反应，则实验②中剩余的9.6g金属中一定含有Cu，可能含有Fe，对比实验②③中的数据知，溶解9.6g金属消耗n（HNO3）＝4mol/L×0.1L＝0.4mol，n（金属）＝
n（HNO3）＝0.15mol。
由于0.15mol×64g/mol＝9.6g，则②中剩余的9.6g金属全部是铜，设混合物中铁的质量为y，则有：
3Fe ～ 8HNO3
38
4mol/L×0.200L
解得：
y＝16.8g，即0.3mol，反应③→④中是将0.3molFe2＋氧化为Fe3＋，共转移电子0.3mol，则生成NO的物质的量为0.1mol，即产生气体2240mL，故V＝6720mL＋2240mL＝8960mL。
答案
（1）4
（2）8960
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