高考化学复习 铁及其重要化合物习题含解析
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高考化学铁及其化合物综合试题及答案解析一、高中化学铁及其化合物练习题(含详细答案解析)1.某固体化合物A,按图所示发生系列变化,已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色。
回答下列问题:(1)物质A是___(填化学式)。
(2)反应②的离子反应方程式为___。
(3)反应④的化学反应方程式为___。
【答案】Fe(OH)3 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【解析】【分析】已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色说明A为氢氧化铁,Fe(OH)3,A加热分解生成B为Fe2O3,C为H2O,依据流程分析判断D为FeCl3,X为Fe,E为FeCl2 溶液,据此分析。
【详解】已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色说明A为氢氧化铁,Fe(OH)3,A加热分解生成B为Fe2O3,C为H2O,依据流程分析判断D为FeCl3,X为Fe,E为FeCl2 溶液。
(1)依据推断可知A为Fe(OH)3;(2)反应②是盐酸和氧化铁发生的复分解反应,反应的离子反应方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;(3)反应④是氢氧化亚铁和氧气水发生反应生成氢氧化铁的也还原反应,反应的化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
2.物质X是某新型净水剂的中间体,它可以看成由AlCl3(在180℃升华)和一种盐A按物质的量之比1:2组成。
在密闭容器中加热X使之完全分解,发生如下转化:请回答下列问题:(1)X的化学式为__。
(2)将E混合晶体溶于水配成溶液,向溶液中加入过量稀NaOH溶液时发生的总反应的离子方程式为__。
(3)高温下,若在密闭容器中长时间煅烧X,产物中还有另外一种气体,请设计实验方案验证之_。
【答案】AlCl3·2FeSO4 Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O 将气体通入足量NaOH溶液中,收集余气,把一条带火星的木条伸入其中,若复燃,则说明是O2【解析】【分析】固体氧化物B溶于稀盐酸后得到的溶液C中滴加KSCN溶液,混合液变血红色,说明B中含有Fe3+,则B为Fe2O3,C为FeCl3溶液,无色D气体能使品红褪色,则D为SO2,由元素守恒可知A中含有Fe、S、O元素,A加热分解能生成氧化铁和二氧化硫,则盐A为FeSO4,氧化铁的物质的量为3.2g160g/mol=0.02mol,生成二氧化硫为0.448L22.4L/mol=0.02mol,由Fe、S原子为1:1可知生成SO3为0.02mol,4.27g混合晶体E为AlCl3和SO3,AlCl3的物质的量为4.27g-0.02mol80g/mol133.5g/mol=0.02mol,X的组成为AlCl3∙2FeSO4,以此解答该题。
铁及其重要化合物建议用时:40分钟满分:100分一、选择题(每题6分,共66分)1.(2024·荆州高三测试)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Fe 3O 4B .铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe 2O 3和H 2C .除去FeCl 2溶液中的FeCl 3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D .Fe 3+与KSCN 产生红色沉淀 答案 C解析 赤铁矿的主要成分是Fe 2O 3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe 3O 4和H 2;Fe 3+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Fe 3+的存在。
2.下列说法正确的是( )A .中性溶液中可能大量存在Fe 3+、K +、Cl -、SO 2-4 B .氧化铁能与酸反应,因此可用于制作红色涂料C .Fe 2O 3――→盐酸FeCl 3(aq)――→蒸发无水FeCl 3能一步实现 D .铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用 答案 D解析 中性溶液中Fe 3+因水解完全不能大量存在,A 项错误;B 项,氧化铁用作红色涂料是利用了其颜色呈红棕色,与其能与酸反应的性质无关,错误;C 项,氯化铁溶液蒸发最终得到的产物是氢氧化铁,因为铁离子在加热时水解程度不断加大;D 项,铁粉作食品袋内的脱氧剂,防止食品被氧化,起还原作用。
3.向某溶液中加入含Fe 2+的溶液后,无明显改变。
再滴入几滴新制氯水,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是( )A .该溶液中确定含有SCN -B .氧化性:Fe 3+>Cl 2C .Fe 2+与SCN -不能形成红色物质 D .Fe 2+被氧化为Fe 3+答案 B解析 溶液中的Fe 2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl -,氧化性:Fe 3+<Cl 2。
能使含Fe 3+的溶液变为红色,说明原溶液中确定含有SCN -。
专题铁及其重要化合物(建议完成时间:45分钟实际完成时间:_______分钟)目录考点一铁及其化合物的结构、性质及应用考点二铁及其化合物制备的工艺流程考点三铁及其化合物的有关计算考点一铁及其化合物的结构、性质及应用1(2023·浙江·模拟预测)Na2FeO4是一种高效水处理剂,下列说法中不正确的是A.Na2FeO4溶液属于强电解质B.Na2FeO4有强氧化性C.该物质中Fe元素被还原后的产物可能发生水解D.Fe元素位于元素周期表VIII族【答案】A【解析】A.Na2FeO4溶液属于混合物不属于强电解质,A错误;B.Na2FeO4中铁元素的化合价是+6价具有强氧化性,B正确;C.该物质中Fe元素被还原后的产物是+3价,可能发生水解,C正确;D.Fe元素位于元素周期表VIII族,D正确;故选A。
2(2023·浙江杭州·校联考模拟预测)Fe2O3⋅xH2O是铁锈的主要成分,下列说法正确的是A.Fe3O4在纯氧中受热可以生成Fe2O3B.Fe3+的检验,可用K4Fe CN6溶液,生成蓝色溶液C.铁元素位于周期表中第四周期,第ⅧB族D.钢铁发生吸氧腐蚀可形成铁锈(Fe2O3⋅xH2O),负极反应式为Fe-3e-=Fe3+【答案】A【解析】A.Fe3O4中铁的化合价有+2价,也有+3价,+3价的在纯氧中不发生变化,+2价的在纯氧中被氧化为+3价,即在纯氧中受热可以生成,故A正确;B.Fe3+遇到K4[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀,不是蓝色溶液,故B错误;C.铁元素位于周期表中第四周期第Ⅷ族,铁不是主族元素也不是副族元素,故C 错误;D.钢铁发生吸氧腐蚀可形成铁锈,但负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故D错误;故本题选A。
3(2023·上海徐汇·统考二模)可用于检验FeSO4溶液是否少量变质的试剂A.NaOHB.FeC.Cl2D.KSCN【答案】D【解析】FeSO4易被氧化为Fe2(SO4)3,只需检验是否含有Fe3+即可说明FeSO4溶液是否变质,Fe3+能和SCN-生成络合物硫氰化铁,使溶液呈现血红色,因此可用KSCN检验FeSO4溶液是否少量变质;故答案选D。
高中化学《铁及其化合物》练习题学校:___________姓名:___________班级:_________________一、单选题1.珊瑚是由无数珊瑚虫分泌出的石灰质长期积淀而形成的。
红珊瑚之所以是红色,最有可能的是含有 ( )A .NO 2B .Fe 3O 4C .Fe 2O 3D .Al 2O 32.下列关于物质用途的叙述中不正确的是( )A .Na 2O 2可用作呼吸面具中的供氧剂B .硅胶多孔,吸水能力强,可做食品干燥剂C .Al(OH) 3可作治疗胃酸过多的一种药剂D .四氧化三铁俗称铁红,可用于作油漆、红色涂料3.化学与生产、生活、环境密切相关,下列有关说法错误的是( )A .氧化铁可用于红色油漆和涂料B .明矾可用于自来水的杀菌消毒C .N95活性炭口罩可用于防霾,其原理是吸附原理D .氨气易液化,汽化时会吸收大量热,可做制冷剂4.下列试剂的保存方法错误..的是( ) A .实验室少量的钠保存在煤油中B .浓硝酸保存在无色细口玻璃瓶中C .存放FeSO 4溶液时加入少量铁粉D .NaOH 溶液保存在橡皮塞的试剂瓶中5.将m g 铁和氧化铁的混合物加入100mL 浓度为11mol L -⋅盐酸中,恰好完全反应,放出标准状况下的气体0.448L 。
滴加KSCN 溶液,溶液不变色。
则下列判断正确的是( )A .原混合物中()23Fe O :(Fe)3:1n n =B .无法计算原混合物的质量C .收集产生的气体刚好能与20.224L Cl 完全反应D .向溶液中通入20.025mol Cl ,可以将2Fe +完全转化为3Fe +6.1.12克铁粉加入25mL 2mol/L 的氯化铁溶液中,正确的是( )A .溶液中[Fe 2+]<[Fe 3+]B .溶液中[Fe 2+]>[Fe 3+]C .部分Fe 3+被氧化D .在反应后的溶液中加入KSCN 溶液,会出现血红色沉淀7.下列有关溶液组成的描述合理的是()+、Cl-、I-A.无色溶液中可能大量存在Fe3+、NH4-、Cl-B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO24-C.弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-、SCN-D.FeCl3溶液中可能大量存在Mg2+、Al3+、MnO48.N A代表阿伏加德罗常数的值。
高考化学铁及其重要化合物专项练习题(附解析)化学是制造自然,改造自然的强大力量的重要支柱。
小编预备了高考化学铁及其重要化合物专项训练题,期望你喜爱。
一、单项选择题1.(2021?广东模拟)下列化学反应的离子方程式正确的是( )A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OB.醋酸与NaHCO3溶液反应:H++HCO—3===CO2↑+H2OC.向KI溶液中加入FeCl3溶液:Fe3++2I—===Fe2++I2D.将铝片加入烧碱溶液中:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑2.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )A.赤铁矿的要紧成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质能够向溶液中加入铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN产生血红色沉淀3.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,溶液显血红色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2~3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煮沸一会,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为“蓝色固体”4.(2021?广东模拟)有关铁的下列说法错误的是( )A.用NaOH能够把NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液区别开来B.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+C.用过量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+D.除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2:加入稍过量双氧水后放置5.(2021?烟台调研)向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉,充分搅拌后,Fe溶解,在溶液中不存在Fe3+,同时析出0.1 mol Ag。
专题10 铁及其重要化合物1.天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限。
T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。
下列说法不正确的是A.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液B.脱硫过程O2间接氧化H2SC.亚铁是血红蛋白重要组成成分,FeSO4可用于治疗缺铁性贫血D.《华阳国志》记载“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,我国古代已利用天然气煮盐【答案】A【解析】A.T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁(相应反应为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+),硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁(相应反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O),根据反应可知,该脱硫过程不需要不断添加Fe2(SO4)3溶液,A错误;B.脱硫过程:Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,脱硫过程O2间接氧化H2S,B正确;C.亚铁是血红蛋白的重要组成成分,起着向人体组织传送O2的作用,若缺铁就可能出现缺铁性贫血,FeSO4可用于治疗缺铁性贫血,C正确;D.天然气主要成分为甲烷,甲烷燃烧放出热量,《华阳国志》记载“取井火煮之,一斛水得五斗盐”,我国古代已利用天然气煮盐,D正确。
2.在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水。
以下叙述正确的是A.分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3:2:3B.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液C.铝热剂就是单指Fe2O3粉末和铝粉的混合物D.明矾属于硫酸盐,含结晶水,属于混合物【答案】A【解析】A. amolFe2O3被还原得到6amol电子,则分别消耗H2、Al、CO 3amol、2amol、3amol,物质的量之比为3:2:3,故A正确;B. Fe2O3不溶于水,且和水不反应,应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液,故B错误;C. 作为铝热剂重要组成的金属氧化物,并非氧化铁,也并非泛指所有金属氧化物,而是有一定范围的,即指那些难熔的金属氧化物。
第三章金属及其化合物第09讲铁及其重要化合物(精练)完卷时间:50分钟可能用到的相对原子质量:O 16 S 32 Ba 137一、选择题(每小题只有一个正确选项,共12*5分)1.(2021·北京西城区·高三二模)下列事实与电化学无关..的是A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】A.暖宝宝中铁粉、碳在氯化钠溶液中构成原电池,铁发生吸氧腐蚀放出热量,与电化学有关,故A不符合题意;B.海沙中电解质的量大于河沙,钢筋在海沙中构成原电池时,由于电解质溶液浓度大,腐蚀速率快,则海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈与电化学有关,故B不符合题意;C.家用铁锅生锈是因为铁锅与锅中残留溶液构成原电池,发生吸氧腐蚀,则家用铁锅生锈与电化学有关,故C不符合题意;D.铁在冷的浓硫酸中发生钝化,则铁罐运输浓硫酸与铁的钝化有关,与电化学有无关,故D符合题意;故选D。
2.(2021·广东高三二模)一种利用CO回收含铜废铁粉中的Fe的工艺如下:下列说法错误的是A.M是CO,Cu与CO在该条件下较难发生反应B.“气化”过程的化学方程式为5一定条件Fe+5CO Fe(CO)C.“分解”过程需要适当降低反应体系的压强D.“分解”过程可在空气气氛的密闭容器内进行【答案】D【解析】A .Fe(CO)5分解得到5CO 和Fe ,故5M 中的M 代表CO ,含铜废铁粉气化后仅得到Fe(CO)5,说明Cu 与CO 在该条件下较难发生反应,故A 正确;B .“气化”过程由CO 与Fe 生成Fe(CO)5,化学方程式为5一定条件Fe+5CO Fe(CO),故B 正确;C .“分解”过程发生反应,5一定条件Fe(CO)Fe+5CO ,需要适当降低反应体系的压强有利于平衡向右移动,提高分解率,故C 正确;D .“分解”过程后CO 还需要重新回收利用,不能在空气气氛的密闭容器内进行,故D 错误;故选D 。
3.(2020·浙江绍兴市·高三一模)某同学为验证Fe 3+的氧化性进行了如下实验:已知相同条件下AgCl 的溶解度小于Ag 2SO 4.下列说法不正确的是A .实验I 不能说明Fe 3+氧化了AgB .实验II 和III 说明溶液中存在平衡: Fe 3++AgFe 2++ Ag +C .实验IV 中产生白色沉淀,说明Ag +氧化了Fe 2+D .欲证明实验IV 中产生了Fe 3+,可以取上层清液滴加KSCN 溶液【答案】C 【解析】A .实验I 中铁离子水解显酸性,含有硝酸根,3NO (H +)的氧化性强于Fe 3+,因此不能说明Fe 3+氧化了Ag ,故A 正确;B .实验II 中银镜未消失,实验III 银镜消失,说明实验II 和III 说明溶液中存在平衡:Fe 3++Ag Fe 2++ Ag +,实验III 生成的Ag +和Cl -反应得到AgCl 沉淀,消耗Ag +,Ag +浓度减小,致使平衡不断正向移动,故B 正确;C .实验IV 中产生白色沉淀,生成了Ag 2SO 4沉淀,Ag +具有强氧化性会氧化Fe 2+变为Fe 3+,而自身变为黑色的Ag ,故C 错误;D .欲证明实验IV 中产生了Fe 3+,可以取上层清液滴加KSCN 溶液,若溶液变为血红色,说明含有Fe 3+,若不变血红色,则说明不含有Fe 3+,故D 正确;综上所述,答案为C 。
铁及其化合物习题(有答案,有分析)1.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )【答案】2.把一铁片插入下列溶液中,过一段时间取出,发现铁片的质量减小,且没有气体产生,此溶液是( ) A.FeSO4B.Fe2(SO4)3C.H2SO4D.CuSO4【解析】Fe与Fe3+发生反应,形成Fe2+进入溶液,故Fe片质量减轻且无气体放出,Fe与H2SO4反应放出H2,Fe与CuSO4溶液反应,会有Cu析出附着在Fe片上使之质量增重,Fe 与FeSO4溶液不发生化学反应,故A、C、D均不符合题意。
【答案】 B3.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。
若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是( ) A.11.2 g B.5.6 gC.2.8 g D.无法计算【解析】依题意,恰好反应后溶液中只存在FeCl2,根据元素守恒法,可建立关系n(Fe)=n(Fe2+)=12n(Cl-)=12n(HCl)=12×0.1 L×1 mol/L=0.05 mol,m(Fe)=2.8 g。
【答案】 C4.在硫酸铁溶液中加入a g铜,完全溶解后,再加入b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且a>c,则下列说法正确的是 ( ) A.残余固体全部是铜B.残余固体可能为铁和铜的混合物C.残余固体是铁,溶液中一定不含Cu2+D.最后得到的溶液中可能含Fe3+【解析】残留固体中一定含有Cu,由于a>c,说明溶液中一定含有Cu2+,故c g残余固体中不可能含Fe,溶液中也一定不含Fe3+。
【答案】 A5.将一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入到250 mL 2 mol·L-1的硝酸溶液中,反应完全后,无固体剩余,生成1.12 L NO气体(标准状况),再向反应后的溶液中加入1 mol·L-1的NaOH 溶液,要使铁元素全部沉淀下来,所加NaOH溶液的体积最少为( ) A.450 mL B.500 mLC.400 mL D.无法确定【解析】要使铁元素全部沉淀下来,所加NaOH溶液的体积最小,很重要的一点就是加入NaOH溶液后,无论是生成Fe(OH)2还是Fe(OH)3沉淀,剩余溶液始终为NaNO3溶液,注意Na +与NO-3的量的比例关系为1∶1,也就是说NaOH的物质的量与NO-3的物质的量相等时,使铁元素全部沉淀下来,所加NaOH溶液的体积最小。
高考化学专题复习铁及其化合物的综合题及答案解析一、高中化学铁及其化合物练习题(含详细答案解析)1.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)。
已知H为固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。
(2)反应①的化学方程式为___。
(3)反应③的离子方程式为___。
(4)反应⑧的化学方程式为___。
(5)反应⑥过程中的现象是____。
(6)1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应,生成的气体换算成标准状况下占___L。
【答案】铁元素 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 33.6 【解析】【分析】F是红褐色难溶于水的沉淀,则F为氢氧化铁;E能在空气中转化为F,且E是C和氢氧化钠反应生成,则E为氢氧化亚铁,C为氯化亚铁;B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D,则B 为四氧化三铁,D为氯化铁;A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁,则A为铁单质;四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质,I又能与氢氧化钠反应,推知I为铝单质,与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应,生成H为氧化铝;铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G,则G为偏铝酸钠。
【详解】(1)A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁,则六种物质中都含有铁元素,故答案为:铁元素;(2)①是铝与四氧化三铁发生铝热反应,其反应的方程式为8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe,故答案为:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe;(3)③是四氧化三铁与盐酸反应,其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O,故答案为:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;(4)⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故答案为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;(5)⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁,其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故答案为:生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;(6)1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝,生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气,根据得失电子守恒可知,铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数,可列式1×3=2×n(H2),则n(H2)=1.5mol,则标准状况下,氢气的体积V(H2)=1.5mol×22.4L/mol=33.6L,故答案为33.6。
高考化学易错题专题复习-铁及其化合物练习题附答案解析一、高中化学铁及其化合物1.在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液(含有Fe2+、Fe3+、Cu2+)处理和资源回收很有意义,下列是回收金属铜和刻蚀液再生的流程图,回答下列问题:(1)沉淀A中含有的单质是_________。
(2)通入的气体C的化学式是________。
(3)滤液与气体C反应生成刻蚀液的离子方程式:_________________。
【答案】Fe、Cu Cl2 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-【解析】【分析】废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+,废液中加入过量铁屑后发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu;过滤后得到的沉淀A为Fe、Cu;滤液中含有Fe2+,滤液中通入气体C,得到刻蚀液FeCl3溶液,则气体C为氯气;沉淀A与过量盐酸反应,Fe与盐酸反应生成氯化亚铁,而铜不反应,则沉淀B为Cu,据此进行解答。
【详解】根据上述分析可知沉淀A为Fe、Cu,沉淀B为Cu,滤液含有Fe2+,气体C为Cl2。
(1)废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+,向废液中加入过量Fe屑,发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,所以沉淀A中含有过量的Fe和反应产生的Cu,即沉淀A中含有的金属单质是Fe、Cu;(2)A中含有Fe、Cu,向A中加入盐酸,铁溶解生成FeCl2,而Cu不溶解,过滤得到沉淀B 是Cu,向含有FeCl2的滤液中通入Cl2,发生反应:2FeCl2+Cl2=2FeCl3;(3)Cl2与FeCl2反应产生FeCl3,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
【点睛】本题考查了无机推断,明确常见元素及其化合物性质为解答关键,题目侧重考查学生对基础知识的掌握,有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用能力。
2.D、E为中学化学常见的单质,在一定条件下C、D间能发生反应。
高考化学复习铁及其重要化合物1.(2019·淮北模拟)《天工开物》载:黄矾所出又奇甚,乃即炼皂矾炉侧土墙,刮取下来。
染家用之,金色淡者涂炙,立成紫赤也(皂矾FeSO4·7H2O;黄矾Fe2(SO4)3·10H2O;赤矾Fe2O3)。
下列有关说法正确的是( )A.皂矾可用于碱性花木土壤补铁B.皂矾变为黄矾是受热脱水过程C.黄矾受热分解可以获得赤矾D.矾是含结晶水的硫酸盐矿石解析:FeSO4溶液呈酸性,不能用于碱性花木土壤补铁,故A错误;FeSO4·7H2O变为Fe2(SO4)3·10H2O是氧化过程,故B错误;Fe2(SO4)3·10H2O受热分解可以生成Fe2O3、SO3、H2O,故C正确;赤矾Fe2O3不是硫酸盐,故D错误。
答案:C2.坦克、导弹的制造材料主要是金属合金,钢铁便是其中十分重要的一种。
下列有关铁的说法正确的是( )A.铁元素属于过渡元素,其原子序数为26B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应C.铁单质只具有还原性,其阳离子只具有氧化性D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率,纯铁比生铁的快解析:铁是26号元素,属于第Ⅷ族元素,为过渡元素,故A正确;常温下,铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,但并不是铁和浓硫酸不反应,故B 错误;亚铁离子既有还原性,又有氧化性,故C错误;纯铁和稀盐酸不能构成原电池,生铁中铁、碳、盐酸构成原电池,能加快反应速率,所以生铁反应速率比纯铁快,故D错误。
答案:A3.将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是( )A.硫酸B.氯水C.硫酸锌D.氯化铜解析:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,选项中,H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应,但氯水中的Cl2能氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
答案:B4.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述正确的是( ) A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解B.在25℃时,pH=0的溶液中,Al3+、NH+4、NO-3、Fe2+可以大量共存C.制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O解析:保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是防止Fe2+被氧化,A项不正确;pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO-3、H+不能大量共存,B项不正确;制备AlCl3、FeCl3若将其溶液直接蒸干,会得到Al(OH)3、Fe(OH)3,C项不正确。
答案:D5.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( ) A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色C.Fe2+和Fe3+物质的量之比为5∶1D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5解析:1.12 g铁物质的量为:1.12 g÷56 g·mol-1=0.02 mol,25 mL 2 mol·L-1氯化铁溶液中Fe3+的物质的量为0.025 L×2 mol·L-1=0.05 mol;发生的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,根据比例关系可得,0.02 mol铁完全反应,消耗0.04 mol Fe3+,生成0.06 mol Fe2+,所以Fe3+剩余0.01 mol,溶液中含有Fe3+物质的量为0.01 mol,Fe2+物质的量为0.06 mol,没有金属铁剩余。
A项,铁没有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变,错误;B项,溶液中有剩余的Fe3+,往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色,正确;C项,Fe2+和Fe3+的物质的量之比为0.06 mol∶0.01 mol=6∶1,错误;D项,由反应离子方程式可得,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,错误。
答案:B6.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )2334Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,错误;C项,NO-3(H+)具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,两者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈红色,无法证明样品是否变质,错误;D项,若原溶液中无Fe2+而存在Fe3+,也有此现象,错误。
答案:A7.下列各组物质中,X是主要物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )22324生成,D错误。
答案:C8.有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为( )A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7解析:根据2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025 mol×2=0.05 mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2 mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。
答案:D9.(2019·贵州质检)某化学兴趣小组利用还原铁粉处理含Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的废水,所加还原铁粉的质量与溶液中Fe2+的浓度变化关系如下图(忽略溶液体积变化)。
下列有关结论错误的是( )A.加入铁粉质量小于56 g时发生的反应为Fe+NO-3+4H+===Fe3++NO↑+2H2OB.当加入的铁粉质量超过168 g后,溶液中的溶质只含有Fe(NO3)2(忽略Fe2+的水解) C.原废水中Fe(NO3)3的浓度为2 mol·L-1,Cu(NO3)2的浓度均为1 mol·L-1D.原废水中三种物质的氧化性由强到弱的顺序是HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2解析:刚开始加入56 g(1 mol)单质铁,溶液中不生成Fe2+,所以发生的化学反应一定是铁被硝酸氧化为Fe3+。
其方程式为Fe+NO-3+4H+===Fe3++NO↑+2H2O。
选项A正确。
当加入的单质铁完全过量的时候,溶液中的Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3应该都被反应为Fe(NO3)2,选项B正确。
56 g至112 g(1 mol)间加入1 mol Fe,Fe2+的浓度增加3 mol·L-1,而112 g 至168 g(1 mol)间加入1 mol Fe,Fe2+的浓度增加1 mol·L-1,所以说明前一个1 mol Fe 发生的是Fe+2Fe3+===3Fe2+,后一个1 mol Fe反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,将反应物均为1 mol Fe带入计算,得到Fe(NO3)3浓度为2 mol·L-1,Cu(NO3)2的浓度为1 mol·L-1,但是考虑到第一步中加入的1 mol Fe和硝酸反应得到了1 mol·L-1的Fe(NO3)3,所以原废水中Fe(NO3)3浓度为1 mol·L-1,选项C错误。
因为废水中三种物质和单质铁反应的顺序是HNO3、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,反应中应该是氧化性强的物质先反应,所以氧化性为HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2,选项D正确。
答案:C10.铁是人类较早使用的金属之一。
运用铁及其化合物的有关知识,回答下列问题:(1)铁和铁合金是生活中的常用材料,下列叙述正确的是________(填序号)。
A.纯铁硬度比生铁高B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈C.不锈钢是铁合金,只含金属元素D.铁在一定条件下,可与水蒸气反应E.铁在冷的浓硫酸中钝化(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L -1FeCl 3溶液,至液体呈透明的红褐色,该反应的离子方程式为_____________________________,形成该分散系的分散质微粒直径范围是__________________________。
(3)电子工业需用30%的FeCl 3溶液腐蚀附在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。
请写出FeCl 3溶液与铜反应的离子方程式:_____________________________________________________________________________________________________________。
欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl 3溶液,现有下列试剂:①氯气、②铁粉、③浓硝酸、④浓盐酸、⑤烧碱、⑥浓氨水,需要用到的一组试剂是______(填序号)。
A .①②④B .①③④⑥C .②④⑤D .①④⑥ (4)高铁酸钠Na 2FeO 4是一种新型净水剂。
①高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO +4NaOH===2Na 2FeO 4+3X +5H 2O 。
则X 的化学式为________。
②高铁酸钠在水中可以发生如下反应:4FeO 2-4+10H 2O===4Fe(OH)3+8OH -+3O 2。
由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有______________性,而能够除去水中悬浮物是因为__________________________________________________________________________________。
③下列物质能作净水剂的有________(填序号)。
A .KAl(SO 4)2·12H 2OB .[Fe(OH)(SO 4)]nC .ClO 2D .“84”消毒液解析:(1)A 项,纯铁硬度比生铁低,错误;B 项,纯铁耐腐蚀性强,不易生锈,正确;C 项,不锈钢是铁合金,含Fe 、Mn 等金属元素,也含有C 、Si 等非金属元素,错误;D 项,铁在一定条件下,可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气,正确;E 项,铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸,在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜,而阻止了金属的进一步反应,因此Fe 在冷的浓硫酸中钝化,正确。
(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L -1FeCl 3溶液,至液体呈透明的红褐色,这时发生Fe3+的水解反应,产生氢氧化铁胶体和盐酸,该反应的离子方程式为Fe 3++3H 2O=====△Fe(OH)3(胶体)+3H +;形成的该分散系属于胶体,分散质的微粒直径范围是1~100 nm 。