第10讲 铁及其重要化合物黑龙江省海林市朝鲜族中学高三化学一轮复习题.docx

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第10讲铁及其重要化合物黑龙江省海林市朝鲜族中学高三化学一轮复习题

第10讲　铁及其重要化合物时间:

40分钟

1.《本草纲目》中记载:

“慈石治肾家诸病,而通耳明目。

慈石,色轻紫,石上皲涩,可吸连针铁,俗谓之熁铁石。

”“慈石”的主要成分是（　　）

A.铁B.氧化铜

C.氧化铁D.四氧化三铁

2.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。

下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（　　）

A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤

D.Fe3+与KSCN产生红色沉淀

3.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,溶液变为红色

D.将H2S气体通入FeCl3溶液中,产生淡黄色沉淀

4.下列物质可通过置换反应一步得到的是（　　）

①H2　②FeCl3　③Fe3O4　④O2

A.只有②③

B.只有①④

C.①②③④都能得到

D.①②③④都不能得到

5.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最好选用（　　）

A.KMnO4溶液B.H2O2溶液

C.氯水D.HNO3溶液

6.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,若充分反应后溶液的质量没有变化,则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量浓度之比为（　　）

A.2∶7B.1∶7C.7∶1D.5∶14

7.Fe2O3具有广泛的用途。

甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。

为了进一步验证此结论,他做了如下实验:

实验步骤

实验操作

Ⅰ

　取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再变化,冷却至室温

Ⅱ

　取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解

Ⅲ

　向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红

由此甲同学得出结论:

4FeCO3+O2

2Fe2O3+4CO2

（1）写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式:

　　　　　　　　　。

（2）乙同学提出了不同的看法:

煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。

于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:

检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。

他需要选择的试剂是　（填字母）。

a.NaOH溶液

b.新制氯水和KSCN溶液

c.K3[Fe（CN）6]溶液

（3）丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分,你认为丙同学持此看法的理由是　　　　　　　　　　　　　。

（4）丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。

于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:

先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、　　　　（填试剂名称）和氨水;再　　　　（填操作名称）、洗涤、灼烧,即可得到Fe2O3。

8.铁的常见化合价有+2价和+3价。

据研究,铁在浓HNO3中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。

该化合物可以表示为（　　）

A.FeO·3Fe2O3B.2FeO·3Fe2O3

C.FeO·2Fe2O3D.2FeO·Fe2O3

9.某同学用含有铁锈（Fe2O3）的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图K10-1所示（夹持装置略,气密性已检验）,下列推断不合理的是（　　）

图K10-1

A.B中收集到的气体是氢气

B.烧杯中双氧水的作用是将Fe2+还原为Fe3+

C.A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁

D.烧杯中的溶液在氯化氢气氛下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体

10.由氧化铜、氧化铁组成的混合物ag,加入2mol·L-1的硫酸50mL时固体恰好完全溶解。

若将ag该混合物在足量的一氧化碳中加热充分反应,冷却后固体质量为（　　）

A.1.6gB.（a-1.6）gC.（a-3.2）gD.无法计算

11.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。

下列说法正确的是（　　）

A.该实验表明FeCl3有还原性

B.白色沉淀为BaSO3

C.该实验表明SO2有漂白性

D.反应后溶液酸性增强

12.纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。

沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法,其流程如图K10-2所示:

图K10-2

下列说法错误的是（　　）

A.保存溶液A时,应加入少量铁粉

B.其制备反应类型不属于氧化还原反应

C.取滤液进行焰色反应,火焰为黄色

D.FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好应为2∶1

13.铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应）。

某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

铁矿石中含氧量的测定

①按如图K10-3组装仪器,检查装置的气密性;

②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图K10-3所示（夹持仪器均省略）;

③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯;

④充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。

图K10-3

（1）装置C的作用为　　　　　　　。

（2）若将H2换成CO,则还需补充　　　　装置。

（3）测得反应后装置B质量增加1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为　　　　。

14.绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。

下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法:

图K10-4

查询资料,得有关物质的数据如下表:

25℃时

饱和

H2S溶液

SnS

沉淀完全

FeS

开始沉淀

FeS

沉淀完全

pH

3.9

1.6

3.0

5.5

（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为　　　　。

A.KSCN溶液

B.NaOH溶液

C.KMnO4溶液

（2）操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是（写两点）　　　、　　　　　。

（3）操作Ⅳ的顺序依次为　　　　、冷却结晶、过滤。

（4）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:

a.称取3.72g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;

b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;

c.用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。

①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为　　　　　　（填仪器名称）。

②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为　　　（保留2位有效数字）。

③上述测定中,若滴定管规格为50mL,则步骤a中称取样品的质量不能超过

　　　　g。

（保留4位小数） 

1.D　[解析]磁石,古代炼丹常用的矿物原料,又称作“慈石”,即四氧化三铁（Fe3O4）。

2.C　[解析]赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;Fe3+遇KSCN,溶液变为红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验Fe3+的存在。

3.C　[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。

4.C　[解析]①Zn与稀硫酸发生置换反应可得到氢气;②氯气与FeBr3发生置换反应得到FeCl3和单质溴;③高温条件下Fe与水蒸气发生置换反应生成Fe3O4和氢气;④单质氟与水发生置换反应生成氧气和HF。

综上所述,C项正确。

5.B　[解析]A、C、D三项中的氧化剂虽均能将Fe2+氧化为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,能氧化Fe2+为Fe3+,还原产物为水,不引入新的杂质,B项符合题意。

6.A　[解析]单质铁可以参与两个反应:

①将FeCl3还原为FeCl2,此过程溶液的质量是增加的;②与CuCl2发生置换反应,此过程溶液的质量是减少的。

①中质量的增加量等于②中质量的减少量。

设溶液的体积为1L,溶液中FeCl3的浓度为xmol·L-1,CuCl2的浓度为ymol·L-1,质量增减为zg,则

Fe+2FeCl3

3FeCl2　Δm

2mol56g

xmolzg

Fe+CuCl2

Cu+FeCl2　Δm

1mol（64-56）g

ymolzg

×56xg=（64-56）yg,28x=8y,x∶y=2∶7。

7.

（1）Fe3++3SCN-

Fe（SCN）3

（2）c

（3）产物也可以是FeO和Fe2O3（或Fe3O4和FeO;Fe3O4和Fe2O3;FeO、Fe3O4和Fe2O3）的混合物

（4）过氧化氢溶液（或氯水）　过滤

[解析]

（1）溶液变红色说明溶液中生成了Fe（SCN）3。

（2）Fe2+用K3[Fe（CN）6]来检验,反应现象为生成蓝色沉淀,c项正确。

（4）FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是+2价和+3价,所以需要加入氧化剂,如加入H2O2、氯水,或通入Cl2等将Fe2+氧化成Fe3+,加入氨水后生成Fe（OH）3沉淀,经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。

8.B　[解析]化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物,设化学式为nFeO·mFe2O3,则

解得n=2,m=3,该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。

9.B　[解析]铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以B中收集到的气体是氢气,A项正确;双氧水具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;氧化铁为碱性氧化物,可与盐酸反应生成氯化铁和水,C项正确;因铁离子易水解,故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体,D项正确。

10.B　[解析]氧化铜和氧化铁组成的混合物与硫酸恰好完全反应,说明硫酸的物质的量恰好等于原氧化物中的氧原子的物质的量,当混合物被一氧化碳还原时,所得固体（铜和铁）的质量等于原固体质量减去氧原子质量,由于原混合物中n（O）=n（H2SO4）=0.05L×2mol·L-1=0.1mol,则冷却后固体的质量为ag-16g·mol-1×0.1mol=（a-1.6）g。

11.D　[解析]SO2通入混合液中,发生反应SO2+2H2O+2FeCl3

H2SO4+2FeCl2+2HCl,溶液由棕黄色变为浅绿色,FeCl3作氧化剂,表现氧化性,SO2表现还原性;H2SO4与BaCl2反应得到BaSO4白色沉淀和HCl,故A、B、C选项均不正确,D项正确。

12.D　[解析]Fe2+易被空气中的氧气氧化,在保存含Fe2+的溶液时,需要加入铁粉,A项正确;反应中无元素化合价的变化,不是氧化还原反应,B项正确;滤液中含有Na+,所以进行焰色反应时火焰为黄色,C项正确;Fe3O4可写成FeO·Fe2O3,所以n（Fe2+）∶n（Fe3+）=1∶2,D项错误。

13.

（1）防止空气中的水蒸气和CO2进入B中,影响测定结果

（2）尾气处理

（3）24%

[解析]

（1）由题意可知,该装置要定量测定反应产生的水来计算含氧量,但空气中的水蒸气和CO2会进入B中,影响测定结果,为消除干扰,在反应装置末端增加装置C,以防止空气中的水蒸气和CO2进入B中。

（2）CO有毒,还需补充尾气处理装置。

（3）反应后B装置质量增加1.35g,即生成水1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为

×100%=24%。

14.

（1）A　

（2）除去溶液中的Sn2+　将Fe3+还原成Fe2+

（3）蒸发浓缩　（4）①酸式滴定管　②75%　③9.3000

[解析]

（1）检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是利用Fe3+和SCN-会反应生成红色的Fe（SCN）3,从而检验Fe3+是否存在。

（2）通入硫化氢至饱和的目的是硫化氢具有强还原性,可以将Fe3+还原为Fe2+。

H2S在溶液中饱和,可以增大溶液中的S2-浓度,尽量保证将Sn2+转化为SnS沉淀,以便于过滤除去。

（3）由溶液中得到晶体,需要对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等,所以操作Ⅳ的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（4）①高锰酸钾溶液具有强氧化性,会氧化碱式滴定管尖嘴处的橡胶管,所以滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为酸式滴定管。

②用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL,则根据方程式5Fe2++Mn

+8H+

5Fe3++Mn2++4H2O得到:

n（Fe2+）=0.01000mol·L-1×0.0200L×5=0.001mol。

所以250mL溶液中n（Fe2+）=0.01mol。

则FeSO4·7H2O物质的量也是0.01mol,质量为0.01mol×278g·mol-1=2.78g,质量分数为2.78g÷3.72g×100%=74.73%≈75%。

③若滴定管规格为50mL,则最多能量出50mL的高锰酸钾溶液,根据方程式5Fe2++Mn

+8H+

5Fe3++Mn2++4H2O得到最多反应的n（Fe2+）=0.01000mol·L-1×0.0500L×5=0.0025mol,所以250mL溶液中有n（Fe2+）=0.025mol,则FeSO4·7H2O物质的量最多是0.025mol,质量为0.025mol×278g·mol-1=6.95g,因为样品中FeSO4·7H2O的质量分数为

所以样品质量为6.95g÷

=9.3g,题目要求保留4位小数,所以为9.3000g。