2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练14铁及其氧化物氢氧化物

这是一份2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练14铁及其氧化物氢氧化物，共8页。

1.(2024·汕头阶段测试)月球土壤中富含铁元素，主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的三价铁，有可能是以下哪个原因造成的( )
A．4FeO―→Fe＋Fe3O4
B．Fe3O4―→Fe2O3＋FeO
C．4FeO＋O2―→2Fe2O3
D．Fe2O3＋FeO―→Fe3O4
解析：选A。A.月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子的形式存在，FeO中Fe元素化合价为＋2价，FeO可能反应生成Fe和Fe3O4，Fe3O4中含有三价铁，A符合题意；B.Fe3O4 分解生成Fe2O3和FeO，虽然Fe2O3中含有三价铁，但是四氧化三铁中含有较多三价铁，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，B不符合题意；C.月球表面没有氧气，FeO无法被氧化生成Fe2O3，C不符合题意；D.月球表面铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，Fe2O3中Fe元素的化合价为＋3价，D不符合题意。
2.下列有关铁的化学反应的叙述正确的是( )
A．室温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2
B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C．高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4
D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
解析：选C。室温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气在加热条件下反应都只生成FeCl3，B错误；高温下，Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，C正确；Fe的活泼性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。
3.下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂
B．Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
D．FeCl3溶液呈酸性，可用于蚀刻铜电路板
答案：A
4.铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如下图所示。
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触
C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃现象更明显
D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物
解析：选D。铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。
5.某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料知：在空气中把铁灼烧到500 ℃生成Fe3O4；温度再升高可生成Fe2O3；在更高的温度(约1 400 ℃)下加热Fe2O3时，又可得到Fe3O4。即Fe eq \(――→,\s\up7(①500 ℃)) Fe3O4 eq \(,\s\up7(②温度再升高),\s\d5(③1 400 ℃以上)) Fe2O3。
下列说法正确的是 ( )
A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B．反应②的温度比反应③的温度高
C．FeO的稳定性强于Fe2O3的稳定性
D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3
答案：D
6.实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列说法错误的是( )
A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
解析：选C。A项，FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液所用的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2不被氧化，正确；B项，在FeCl2溶液的上面加一层苯，可以隔绝空气，正确；C项，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误；D项，产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，则会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，正确。
7.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。对下列实验操作与现象的解释正确的是( )
解析：选D。A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘单质变蓝；B项中红棕色的斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。
8.为探究铁及其化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了如下实验。
(1)往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色____________。
(2)写出A→B过程中的化学方程式：_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(3)描述将C放置于空气中的现象：____________________________________________；写出该反应的化学方程式：______________________________________。
(4)写出向B溶液中加入氯水发生反应的离子方程式： ___________________________________________________________。
(5)将A的饱和溶液滴入沸水中并加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可以看到一条光亮的“通路”，这种现象被称为____________。
解析：(1)氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3＋，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色。(4)B溶液中含有氯化亚铁，加入氯水生成氯化铁，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：(1)变为红色 (2)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (3)白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (5)Fe(OH)3 丁达尔效应
9.实验室用如下图所示的装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的含量，装置D的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)如何检查装置A的气密性？_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是________________________________________________。
(3)装置B的作用是________________________________________。
装置C中盛放的液体是________________，所起的作用是________________。
(4)点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式：_______________________________________________。
(5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为________。
答案：(1)关闭a，向球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，若水柱不下降，则证明其气密性良好
(2)在b出口处检验氢气的纯度
(3)除去H2中混有的HCl气体 浓硫酸 干燥氢气
(4)Fe2O3＋3H2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2Fe＋3H2O、FeO＋H2 eq \(=====,\s\up7(△)) Fe＋H2O
(5)16 g
[素养提升]
10.如下图所示的装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2 在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 ml·L－1硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是 ( )
A．装置B中盛有一定量的NaOH溶液，装置A的烧瓶中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将止水夹E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭止水夹E，将装置A中溶液压入装置B中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：选B。制取硫酸亚铁需要铁屑，在装置A的烧瓶中应该先加入铁屑，A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开止水夹E，用氢气排出装置中的空气，B错误；铁和稀硫酸反应有氢气生成，关闭止水夹E，导致装置A中压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入装置B中进行反应生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，D正确。
11.纳米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，其流程如下：
下列说法错误的是( )
A．保存溶液A时，应加入少量铁粉
B．制备纳米Fe3O4的反应类型属于氧化还原反应
C．取滤液进行焰色试验，火焰为黄色
D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为1∶2
解析：选B。Fe2＋易被空气中的氧气氧化，在保存含Fe2＋的溶液时，需要加入少量铁粉，A项正确；该制备反应中无元素化合价的变化，是非氧化还原反应，B项错误；滤液中含有Na＋，所以进行焰色试验时火焰为黄色，C项正确；Fe3O4可写成FeO·Fe2O3，所以n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，D项正确。
12.实验室中利用氧化铜和氧化铁混合物进行如下实验。下列说法错误的是 ( )
A．“3.04 g固体”一定是铁铜混合物
B．“溶液2”中溶质的物质的量为0.1 ml
C．混合物中含氧元素的物质的量为0.06 ml
D．反应②能生成0.04 g H2
解析：选D。实验中得到溶液1发生的反应为CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，得到溶液2可能发生的反应为Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。设氧化铁的物质的量为x ml、氧化铜的物质的量为y ml，由混合物的质量可得160x＋80y＝4；由反应的化学方程式可得64y＋5.6－56(x＋y＋0.1－3x－y)＝3.04，联立解方程式可得x＝0.01、y＝0.03，故4 g混合物中含有1.6 g氧化铁、2.4 g氧化铜，“3.04 g固体”中含有1.92 g 铜、1.12 g铁，“溶液1”中含有0.01 ml硫酸铁、0.03 ml 硫酸铜、0.04 ml硫酸，“溶液2”中含有0.1 ml硫酸亚铁。由分析可知，“3.04 g固体”中含有1.92 g 铜、1.12 g 铁，故A正确；“溶液2”中含有0.1 ml硫酸亚铁，故B正确；4 g混合物中含有0.01 ml氧化铁、0.03 ml 氧化铜，混合物中含氧元素的物质的量为0.06 ml，故C正确；“溶液1”中硫酸的物质的量为0.04 ml，与铁反应生成氢气的质量为0.04 ml×2 g·ml－1＝0.08 g，故D错误。
13.某实验小组在实验室利用氨和新制的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。
(一)制备硫酸亚铁溶液
(1)步骤①中，加入稀硫酸的目的是____________________________________________________。
(2)步骤②中，加入还原铁粉后观察到的现象是_____________________________________________________________
________________________________________________________。
(二)制备氢氧化亚铁
(3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为________(按气流方向，用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(4)装置B中发生反应的离子方程式是____________________________________。装置C的作用是_____________________________________________________________
____________________________________________________。
(三)探究思考
反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2 被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。
(5)Fe3(OH)8中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝______，用氧化物的形式表示可写成_____________________________________________________。
(6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8：_____________________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(一)制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入除氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe3＋还原成Fe2＋，得到硫酸亚铁溶液。(1)步骤①中，加入稀硫酸的目的是抑制Fe3＋的水解。(2)步骤②中，加入还原铁粉后，铁粉和硫酸、Fe3＋反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液颜色由棕黄色逐渐变为浅绿色。(二)制备氢氧化亚铁的原理是将氨通入新制硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。(3)制备氢氧化亚铁的装置中，装置A的作用是将浓氨水滴到生石灰上，生石灰和水反应放出热量，使NH3·H2O分解产生氨；氮气的作用是将装置中的空气全部排出；装置B的作用是使氨和硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁；装置C的作用是作为安全瓶，防止倒吸；装置D的作用是吸收尾气，故装置连接顺序为A→C→B→D。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是将装置中残留的氨全部吸收，防止拆除装置时残留的氨逸出污染空气。(4)装置B中发生反应的离子方程式是Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2NH eq \\al(＋,4) 。装置C在装置A和装置B之间，故装置C的作用是作为安全瓶，防倒吸。(三)(5)Fe3(OH)8中，3个Fe带8个正电荷，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O。(6)要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8，即要证明此物质中既有Fe2＋又有Fe3＋，Fe2＋用K3[Fe(CN)6]溶液检验，Fe3＋用KSCN溶液检验。实验操作为取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明灰绿色物质中含Fe3(OH)8。
答案：(一)(1)抑制Fe3＋的水解
(2)铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液颜色由棕黄色逐渐变为浅绿色
(二)(3)A→C→B→D 将装置中残留的氨全部吸收，防止拆除装置时残留的氨逸出污染空气
(4)Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2NH eq \\al(＋,4) 作为安全瓶，防倒吸
(三)(5)1∶2 FeO ·Fe2O3 ·4H2O
(6)取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明灰绿色物质中含Fe3(OH)8选项
实验操作与现象
解释
A
向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝
Fe3＋能与淀粉发生显色反应
B
把生铁置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生
Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中，白色物质变成了红褐色
Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3