2022版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第3节铁及其重要化合物训练含解析

第3节 铁及其重要化合物

[A组·基础练习]

1．在一定条件下，五种含有同种金属元素的单质或化合物，能按如图箭头方向实现一步转化。则该金属元素可能是(　　)

→→→→→

A．Cu  B．Al

C．Mg D．Na

【答案】A

2．某同学欲探究铁及其化合物的性质，他的下列实验方案可行的是(　　)

A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性

B．向FeCl3饱和溶液中滴入足量浓氨水，并加热至沸腾：制备Fe(OH)3胶体

C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·7H2O晶体

D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋

【答案】D

【解析】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泼性，A错误；将浓氨水滴入FeCl3溶液中，会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体，B错误；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，C错误。

3．(2021·广东肇庆月考)《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”下列对此段话的说明肯定错误的是(　　)

A．绿矾的化学式为FeSO4·7H2O

B．绿矾分解过程中没有发生电子的转移

C．“色赤”物质可能是Fe2O3

D．流出的液体中可能含有硫酸

【答案】B

【解析】绿矾在加热时会溶解在结晶水中，然后发生分解，化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，铁的化合价由＋2价升高到＋3价，S由＋6价降低到＋4价，所以绿矾分解是氧化还原反应，有电子转移。三氧化硫溶于水生成硫酸。综上所述B错误。

4．(2021·海南三亚联考)某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。

从分类角度分析，下列说法正确的是(　　)

A．实验①③反应制得的物质均为纯净物

B．实验②③均未发生氧化还原反应

C．实验②③均为放热过程

D．实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质

【答案】B

【解析】实验③得到的是氢氧化铁胶体，是混合体系，A错误；实验②中的溶解主要是物理变化，实验③中的水解是复分解反应，两者均未发生氧化还原反应，B正确；实验③中盐的水解是吸热过程，C错误；实验①中的铁和氯气是单质，既不是电解质也不是非电解质，D错误。

5．(2019·湖北八校联考)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列说法错误的是(　　)

A．高温加热装置中发生的反应为3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)

B．虚线框处宜选择的装置是甲

C．实验时将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色

D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质

【答案】B

6．如下图所示为从固体混合物中分离X的两种方案，根据方案1和方案2，下列说法合理的是(　　)

A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵

B．方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发

C．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应

D．方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3

【答案】D

【解析】方案1是将含X的混合物加热得到X，说明是易分解(或易升华)物质与不易分解物质的分离，A、B错误；由方案2中过滤操作可知，X以沉淀形式存在，则加入的物质能溶解除X外的其他物质，所以加入的物质可以是水，溶解可溶物，不一定是能够与除X外的物质发生化学反应，C错误。

7．(2019·广西桂林模拟)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：

已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。下列相关说法错误的是(　　)

A．用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是去除油污、溶解镀锌层

B．调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧即可制得ZnO

C．由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，需持续通入N2，其原因是防止Fe2＋被氧化

D．Fe3O4胶体粒子能用减压过滤法实现固液分离

【答案】D

【解析】用NaOH溶液可以去除油污、与锌发生反应，A正确；调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧，Zn(OH)2分解得ZnO，B正确；Fe2＋易被氧化，故通N2是防止Fe2＋被氧化，C正确；Fe3O4胶体粒子能透过滤纸，故无法利用减压过滤实现固液分离，D错误。

[B组·提高练习]

8．通过对实验现象的观察、分析、推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)

【答案】D

9．(2020·山东平度第九中学期中)绿矾别名青矾、皂荚矾等，是我国古代常用的药材，以硫铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]为原料制备绿矾晶体，工艺流程如下：

下列说法正确的是(　　)

A．焙烧过程中每生成1 mol SO2转移电子数为5NA

B．还原后所得滤液可用高锰酸钾检验Fe3＋是否反应完全

C．为中和还原后滤液中过量的酸，可加入一定量FeCO3

D．操作1为蒸发结晶

【答案】C

【解析】焙烧FeS2的方程式：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2↑，在反应过程中，Fe、S元素化合价升高，O元素化合价降低，每生成8 mol SO2转移电子44 mol，则反应产生1 mol SO2，转移的电子数为5.5NA，A错误；还原后所得滤液若完全反应，溶液中不含有Fe3＋，可用KSCN检验Fe3＋是否反应完全，B 错误；操作1是从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O，方法为蒸发浓缩、冷却结晶，D错误。

10．(2020·甘肃酒泉敦煌中学调研)某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：

请回答下列问题：

(1)步骤①中，先加入热的Na2CO3溶液除去油污，操作甲的名称是__________。

(2)步骤②中，除发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O和__________。

(3)溶液C的颜色是______________，步骤④涉及的反应为____________________。

(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2＋的一种试剂是________(填序号)。

a．稀硫酸   b．铁

c．硫氰化钾   d．酸性高锰酸钾溶液

(5)操作乙的名称是________，步骤⑤产生金属铜的化学方程式为__________。

【答案】 (1)过滤　(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe 2＋

(3)棕黄色　Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋　(4)d

(5)电解　CuCl2Cu＋Cl2↑

【解析】(1)废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污，可得到固体A，应经过过滤操作。(2)经过上述分析可知：固体A为Fe2O3和Fe的混合物，除题给反应外，还发生Fe＋2Fe3＋===3Fe 2＋。(3)经过上述分析可知：溶液B 为FeCl2和 FeCl3的混合物，通入适量的氯气，发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，所以溶液C为FeCl3，呈棕黄色，用于腐蚀印刷电路，发生的发应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。(4)因为Fe2＋具有还原性，可使酸性高锰酸钾褪色，所以用酸性高锰酸钾溶液检验，d正确。(5) 经过上述分析可知：溶液D中含有的离子为Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋、Cl－。步骤⑤产生金属铜和氯气，其电解反应的化学方程式为CuCl2Cu＋Cl2↑。

11．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；

②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；

③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；

④……

⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。

请回答下列问题：

(1)装置A中反应的化学方程式为__________。

(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是__________。

(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有________(填步骤序号)。

(4)装置B中冷水浴的作用为__________；

装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：__________。

(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。

Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。

(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________。

(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为__________。

(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：①H2S的原子利用率为100%；②____________________。

【答案】(1)2Fe＋3Cl22FeCl3　(2)在沉积的FeCl3固体下方加热　(3)②⑤　(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品　干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液(或KMnO4溶液)

(5)

(6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋

(7)Fe2＋－e－===Fe3＋　(8)FeCl3得到循环利用