鲁科版高中化学 铁及其化合物 名师精编单元测试1.docx

1、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+Cu2Fe2+Cu2+B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+3Fe3+4H2OC.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2+4H+NFe3+2H2O+NOD.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3+3H22.(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.CuSO4B.Fe2(SO4)3C.HClD.FeSO43.(2017辽宁大连双基检测)下列各组混合物,使用氢氧

2、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FeSO46H2O晶体D.将铜粉加入FeCl3溶液中:验证Fe3+的

3、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120 mL 4 molL-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(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.0.24 molB.0.21 molC.0.16 molD.0.14 mol8.PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原

4、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(Fe2O3xH2O),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1 molL-1,当Fe3+开始沉淀时,溶液的pH约为。

5、已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.010-39。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请将反应器中发生反应的离子方程式配平:Fe3+ClO-+OH-Fe+Cl-+根据流程可以判断,相同温度下K2FeO4的溶解度(填“大于”“等

6、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)。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。该电化腐蚀称为。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的溶液步

7、骤若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为。步骤中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O 2Fe2O3nH2O+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。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。t 时,反应达到平衡时n(CO)n(CO2)=。若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,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

8、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H2B.物质C是Cl2C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl212.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K2CO3B.固体1中一定存在Fe和CuOC.固体1中不能确定是否存在MnO2D.溶液2中一定存在Fe3+13.(2016课标,28,15分)某班同

9、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0.1 molL-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2 mL FeCl2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2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL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10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 F

10、eCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验检验的离子是(填离子符号);实验和说明: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

11、题组1.AB项电荷不守恒,C项电荷不守恒,D项生成Fe2+而不是Fe3+。2.AFe+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.CA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

12、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.BA、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

13、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.BHNO3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.Bn(HNO3)=0.12 L4 molL-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L22.4 Lmol-1=0.0

14、6 mol,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(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol,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0.21 mol。8.答案(1)H2SO4+3价加热、搅拌、多次浸取等(2)Fe2O3xH2O+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

15、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(SO4y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)Fe2O3xH2O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1 molL-1,当Fe3+开始沉淀时,KspFe(OH)3=1.010-39=c(Fe3+)c3(OH-),解得c(OH

16、-)=10-13molL-1,则c(H+)=0.1 molL-1,所以pH=1。9.答案(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)吸氧腐蚀O2+4e-+2H2O4OH-(3)2310235H2O小于NaOHBC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-+2H2O4OH-。(3)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、1

17、0、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。由于加入KOH析出了K2FeO4,所以相同温度下溶解度:K2FeO4Na2FeO4;加入KOH固体反应生成的NaOH可循环利用。A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)吸氧腐蚀B(2)4HNO3 4NO2+O2

18、+2H2O4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O氮氧化物排放少(或其他合理答案)(3)410.05解析(2)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。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。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,Fe2O3nH2O可制备铁红,提高了原子利用率。(3)该反应的平衡常数表

19、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)=41。可列出“三段式”:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)起始量:0.02 molx mol00变化量:0.02 mol50% 0.01 mol0.01 mol 0.01 mol平衡量:0.01 mol(x-0.01) mol0.01 mol0.01 molK=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

20、产物E易溶于水得到无色溶液,知C为H2,E为HCl。12.BA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+2H2OFe3+催化H2O2

21、分解产生O2H2O2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)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验和说明在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。