高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 探究铁及其化合物的转化随堂练习题

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 探究铁及其化合物的转化随堂练习题，共23页。试卷主要包含了下列对铁的化合物描述错误的是，下列离子的检验方法合理的是，已知氧化性等内容，欢迎下载使用。
题组一 单质铁的性质
1.(2023广东潮州潮安期末)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.铁在氯气中燃烧,如果铁过量会生成FeCl2
B.红热的铁丝与水蒸气反应,得到的含铁化合物是四氧化三铁
C.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧,所得产物中铁元素的化合价均为+3价
2.(经典题)(2023河北石家庄第二十七中学开学考试)如图是铁与其他物质之间的性质关系(“—”表示相连物质间能发生反应,“→”表示两种物质间的转化关系,部分物质和反应条件已略去),下列有关说法正确的是( )
A.反应①的过程中,固体的质量逐渐减少
B.反应②中有银白色固体析出
C.反应③可通过细铁丝在空气中燃烧实现
D.反应④可能是:2Fe+6HCl 2FeCl3+3H2↑
题组二 铁的化合物的性质
3.(2023广东深圳龙华期末)某同学探究FeCl3性质时,发现在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后出现红色,再向溶液中滴加柠檬水(富含维生素C)后红色褪去。下列说法不正确的是( )
A.维生素C具有还原性
B.上述过程中FeCl3发生还原反应
C.上述过程中FeCl3作氧化剂
D.1 ml Fe3+完全转化为Fe2+,共失去1 ml电子
4.下列对铁的化合物描述错误的是( )
5.(2022辽宁名校联盟月考)铁元素是人体重要的微量元素,参与人体血红蛋白的形成,人体内的铁大部分是+2价的铁,Fe2+易被人体吸收,下列有关铁及其化合物的说法正确的是 ( )
A.维生素C具有氧化性,可将难吸收的Fe3+转化为Fe2+,促进人体对铁元素的吸收
B.向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色
C.向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀
D.FeCl3溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝
6.(2023山东济南期末)如图是铁及其化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是( )
A.乙是碱性氧化物,但乙不能与水反应生成丁
B.K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒
C.甲高温时与水蒸气反应转化为丙
D.若戊、己都是盐酸盐,则这两种物质均可通过化合反应获得
题组三 Fe3+和Fe2+的检验与转化
7.(经典题)下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液,溶液变为血红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后加入KSCN溶液,变血红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
8.(经典题)已知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+。现将一定量铁粉、铜粉加入FeCl3溶液中,充分反应后加入KSCN溶液,不显血红色,下列情况不能成立的是( )
A.铁不剩余,铜剩余
B.铁、铜均剩余
C.铁剩余,溶液中含Cu2+
D.铜剩余,溶液中含Fe2+
9.(2023重庆南开中学期末)某课外活动小组探究某食品包装袋中还原性铁粉是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,然后进行下列实验。下列说法正确的是( )
A.若滴加少量NaOH溶液,无红褐色沉淀产生,说明铁粉未变质
B.若滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,说明铁粉变质
C.若先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,说明铁粉全部变质
D.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明铁粉未变质
题组四 氢氧化亚铁的制备
10.(2023河北石家庄第四十三中学开学考试)某实验兴趣小组同学采用如图所示装置制备Fe(OH)2,下列说法错误的是( )
A.实验开始前,应检查装置气密性
B.气体a的主要成分为氢气
C.为了制备较纯的Fe(OH)2,应打开K1,关闭K2,将装置内的气体尽可能赶出去
D.盛装稀盐酸的仪器使用前要检查是否漏液
11.用下列各装置做实验(所用稀硫酸和NaOH溶液均预先煮沸处理, FeSO4溶液均为新制的),能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是 ( )

① ② ③ ④
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
能力提升练
题组一 铁及其化合物的转化
1.(2023湖南衡阳期末)价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是( )

图1 图2 图3
A.f、d均可通过化合反应制备
B.可通过图2灼烧d得到c
C.可通过图3装置制备物质e,且较长时间不易被氧化
D.a→f→g→e的每步转化均可一步实现
2.(2022湖南长沙长郡中学期中,)印刷电路板的制作原理是用足量的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔。下列说法正确的是( )
A.用KSCN溶液可检验腐蚀后溶液中的Fe2+
B.Fe3+能与Cu反应,说明金属性Cu>Fe
C.FeCl3与Cu反应中,有1 ml电子转移时,溶液中Cu2+增加1 ml
D.腐蚀后溶液中的金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+
3.(2023江苏常州期中)铁元素的常见价态有+2、+3价,实验室可用赤血盐{K3[Fe(CN)6]}溶液检验Fe2+,黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液检验Fe3+。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3,工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下:
下列有关说法不正确的是( )
A.“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌,可提高铁元素的浸出率
B.“反应”时发生的主要反应为2Fe3+
C.“检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D.将第二次“过滤”所得滤液加热,经蒸发结晶可以制得绿矾
题组二 与铁及其化合物相关的计算
4.(2022广东东莞东华高级中学期末)向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.7∶2
C.1∶7D.7∶1
5.(2023河北廊坊第一中学期末)二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气,对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究,生成的气体只含CO、CO2和H2O(g),得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.b点的固体成分为FeC2O4·H2O
B.b→c的化学方程式为FeC2O4FeCO3+CO↑
C.从a→d,生成的CO、CO2的物质的量不相等
D.加热至250 ℃以上,固体质量略有增加,可能是因为FeO与CO反应生成了Fe3C
题组三 与铁的化合物相关的综合实验
(2023山东莘县多校期末联考)某兴趣小组同学为研究Cu与Fe3+的反应进行如下实验(已知CuCl为白色固体,微溶于水):
下列说法不正确的是( )
A.三个实验中消耗的铜粉的量不完全一样
B.上述实验表明能否形成白色沉淀主要取决于加入Cu的量
C.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均发生了反应2Fe3+++2Fe2+
D.实验Ⅱ中加水后的离子反应可能是Cu2++Cu+2Cl- 2CuCl
7.(2023河北石家庄第二中学期末)铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量,设计并进行了如下实验:
[查阅资料]1.该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。
2.KSCN中的硫元素为-2价。
3.K3[Fe(CN)6]与Fe2+会产生蓝色沉淀。
实验一:检验该补铁剂中铁元素的价态。
(1)已知甲同学为了检验药品中Fe2+的存在。将药物碾碎、水溶后过滤。取少量所得滤液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,未出现明显现象,其主要原因为 。
改进后进行如下操作:
1片补铁剂接近无色的溶液①浅红色溶液②
深红色溶液③,又迅速变为无色溶液④
(2)试剂1是 ,试剂2是 。
(3)加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有 。
(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是 。
(5)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a.甲同学猜测的依据是 。
b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,其实验方案及现象是 。
实验二:测定该补铁剂中铁元素的含量。
m片补铁剂接近无色的溶液红褐色沉淀
红棕色固体a g
(6)计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。
(7)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是 。
答案与分层梯度式解析
第二单元 探究铁及其化合物的转化
基础过关练
1.B 铁与氯气反应无论氯气过量与否都会生成氯化铁,A错误;红热的铁丝与水蒸气反应,产生Fe3O4和H2,所以得到的含铁化合物名称是四氧化三铁,B正确;铁的化学性质比较活泼,大多以化合态存在,但在陨铁之中,铁是以单质存在的,C错误;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种,D错误。
2.B 由图可知,反应①为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,反应②为Fe+2AgNO3 Fe(NO3)2+2Ag,反应③为3Fe+2O2 Fe3O4,反应④为Fe与非氧化性酸的反应,如Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑或Fe+2HCl FeCl2+H2↑。反应①中,固体由Fe(相对原子质量为56)变为Cu(相对原子质量为64),固体质量增大,A错误;Ag为银白色固体,B正确;铁丝在空气中不能燃烧,需在氧气中燃烧,C错误;Fe与HCl反应生成FeCl2,D错误。
3.D 维生素C和FeCl3反应生成FeCl2,Fe元素化合价降低,FeCl3发生还原反应,FeCl3为氧化剂,则维生素C为还原剂,具有还原性,A、B、C正确;1 ml Fe3+被还原为Fe2+,得到1 ml电子,D错误。
4.A Fe3O4中铁元素有+2、+3价两种价态,A项错误。
5.D 维生素C有还原性,能把Fe3+还原成易被人体吸收的Fe2+,A项错误;Fe2+与KSCN不反应,向FeCl2溶液中加入KSCN溶液,无明显现象,B项错误;向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,C项错误;Fe3+和I-发生反应生成Fe2+和I2,淀粉遇I2变蓝,D项正确。
6.C 根据图中价态和物质类别可知,甲为Fe,乙为FeO,丙为Fe2O3,丁为Fe(OH)2,戊为亚铁盐,己为铁盐。乙为FeO,是碱性氧化物,但FeO不能与水反应生成丁,A正确;K2FeO4中Fe处于高价态,具有强氧化性,可用于杀菌消毒,B正确;甲为Fe,高温时与水蒸气反应转化为Fe3O4,C错误;若戊、己都是盐酸盐,则分别为FeCl2、FeCl3,则这两种物质均可通过化合反应获得:Fe+2FeCl3 3FeCl2、2Fe+3Cl2 2FeCl3,D正确。
7.C 向某溶液中滴入KSCN溶液,溶液变为血红色,该现象可以证明存在Fe3+,但无法确定Fe2+是否存在,A项错误;原溶液可能含Fe2+而不含Fe3+,也可能含Fe3+而不含Fe2+,还可能同时含Fe2+、Fe3+,B项错误;Fe(OH)3是红褐色沉淀,C项正确;Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀,所以当含Fe2+的溶液中含有Mg2+时,也可能出现题述现象,D项错误。
8.C 把一定量铁粉、铜粉加入FeCl3溶液中,充分反应后加入KSCN溶液,不显血红色,则表明溶液中不含Fe3+。若铁不剩余,则溶液中含有Fe2+,而Fe2+与Cu不反应,Cu可以剩余,A成立;若Fe足量,只有铁与Fe3+发生反应,反应后铁有剩余,而铜未参加反应,则铁、铜均剩余,B成立;若铁剩余,溶液中不可能含Cu2+,因为Fe与Cu2+会发生反应,C不成立;若铜剩余,溶液中含Fe2+,Cu与Fe2+不反应,D成立。
9.B 若滴入的NaOH较少,盐酸未被中和完,即使铁变质,也不会有红褐色沉淀产生,A错误;若滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,可知溶液中含有Fe3+,说明铁粉变质,B正确;若先滴加氯水,Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,则无法判断铁粉是否变质,C错误;滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明溶液不含Fe3+,但可能是铁粉将Fe3+还原,D错误。
名师点睛 检验Fe2+、Fe3+的注意事项
(1)只含Fe2+的溶液
待测液不变色血红色
(2)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液
Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用加KSCN溶液和氧化剂的方法检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。
10.C 由于Fe(OH)2易被氧化,该实验关键是隔绝氧气,且铁和稀盐酸反应生成氢气,则实验开始前,应检查装置气密性,A正确;铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,产生的氢气将装置内空气排尽,气体a的主要成分为氢气,B正确;开始实验时打开K1、K2,产生的氢气将装置内空气排尽,C错误;分液漏斗使用前要检查是否漏液,D正确。
11.B Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排尽,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,①选;开始时打开弹簧夹a和b,Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排尽,然后夹紧弹簧夹a,利用生成的氢气使A中压强增大,将A中液体压入B中,再夹紧弹簧夹b,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,②选;没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,③不选;苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,④选。
能力提升练
1.A 图1为铁元素的价类二维图,根据铁元素的化合价和物质类别,可知a为Fe,b为FeO,c为Fe2O3,d为Fe(OH)3,e为Fe(OH)2,f为亚铁盐,g为铁盐。f为亚铁盐,可通过反应Fe+2Fe3+ 3Fe2+得到,d为Fe(OH)3,可通过反应4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3得到,均为化合反应,A正确;Fe(OH)3受热分解得到Fe2O3,灼烧应在坩埚中进行,B错误;图3中装置A中的导管没有插入液面以下,生成的硫酸亚铁无法压入B中,无法制备氢氧化亚铁,C错误;Fe与稀盐酸或稀硫酸反应得到亚铁盐,亚铁盐与氯气反应得到铁盐,铁盐不能一步得到Fe(OH)2,D错误。
2.D 含Fe3+的溶液遇KSCN变为血红色,而Fe2+遇KSCN无明显现象,故不能用KSCN溶液检验腐蚀后溶液中的Fe2+,A错误;Fe3+与Cu反应:Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,不能说明金属性Cu>Fe,B错误;根据反应Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+可知,当有1 ml电子转移时,溶液中Cu2+增加0.5 ml,C错误;根据反应Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+及FeCl3足量可知,腐蚀后溶液中的金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+,D正确。
3.D
“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌,可提高铁元素的浸出率,A正确;“反应”时加过量铁粉后Fe3+被还原为Fe2+,发生的主要反应为2Fe3+,B正确;用黄血盐溶液检验Fe3+是否有剩余,C正确;绿矾晶体含结晶水,根据分析,将第二次“过滤”所得滤液加热,经冷却结晶可以制得绿矾,D错误。
4.A 设混合液中含有x ml FeCl3、y ml CuCl2,在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,依次发生反应:2Fe3++Fe 3Fe2+,Fe+ Cu2+ Fe2++Cu,x ml FeCl3消耗0.5x ml Fe,y ml CuCl2消耗y ml Fe,产生y ml Cu,由于充分反应后溶液的质量没有变化,说明消耗的铁的质量等于生成的铜的质量,则(0.5x+y)ml×56 g·ml-1=64 g·ml-1× y ml,解得x∶y=2∶7,原混合溶液中Fe3+与Cu2+的物质的量浓度之比也为2∶7,选A。
5.B
1.80 gFeC2O4·2H2O的物质的量为n(FeC2O4·2H2O)=1.80 g180 g/ml=0.01 ml,减少的质量为水的质量,减少的水的物质的量n(H2O)=(1.80−1.44)g18 g/ml = 0.02 ml,说明结晶水全部失去,则b点的固体成分为FeC2O4,A错误;由铁原子守恒,可知1.16 g固体中铁的质量为0.56 g,阴离子的质量为(1.16-0.56)g=0.6 g,损失的质量为(1.44-1.16)g=0.28 g,则b→c的反应为FeC2O4受热分解为FeCO3和CO,B正确;b→c的反应生成的CO的物质的量为n(CO)=0.28 g28 g/ml=0.01 ml,c→d的反应生成CO2的物质的量为n(CO2)=(1.16−0.72)g44 g/ml=0.01 ml,所以从a→d,生成的CO、CO2的物质的量相等,C错误;加热至250 ℃以上,固体质量略有增加,若FeO与CO反应生成Fe3C,则固体质量减小,D错误。
6.B 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中加入Fe3+的物质的量相等,实验Ⅰ中铜粉少量,实验Ⅰ、Ⅲ中铜转化为Cu2+,实验Ⅱ中Cu部分转化为Cu(Ⅰ),消耗的铜粉多于其他两个实验,A正确;实验Ⅱ、Ⅲ均加入过量的铜,后者未产生白色沉淀,结合实验Ⅰ可知能否形成白色沉淀由Cu的量和Cl-的浓度共同决定,B不正确;实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液黄色变浅或褪去,推测都发生了反应2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+,C正确;Ⅱ中加水后生成白色沉淀,应为CuCl,可能的离子反应:Cu2++Cu+2Cl- 2CuCl,D正确。
7.答案 (1)该补铁剂不溶于水
(2)稀盐酸 KSCN溶液
(3)铁离子(或Fe3+)
(4)加入H2O2溶液后,溶液变为深红色
(5)a.KSCN中的硫元素为-2价,SCN-具有还原性,过氧化氢具有氧化性 b.取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变为血红色
(6)7a10m
(7)Fe2+容易被氧化,而维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化
解析 (1)甲同学将药物碾碎、水溶后过滤。少量滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液未出现明显现象,主要原因为该补铁剂不溶于水。(2)Fe3+能和KSCN溶液反应使溶液变红,而Fe2+不行,过氧化氢具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,结合实验流程可知,试剂1是稀盐酸,试剂2是KSCN溶液。(3)含Fe3+的溶液遇KSCN溶液变红,加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有Fe3+。(4)加入过氧化氢溶液后,溶液变为深红色,说明Fe2+被氧化,生成了更多的Fe3+,Fe2+与H2O2发生反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O2+2H2O。(5)a.KSCN中的硫元素为-2价,SCN-具有还原性,H2O2具有氧化性,两者可能发生反应导致SCN-被消耗,所以溶液褪色。b.由于SCN-被消耗,溶液变无色,故乙同学要证实甲同学的猜测,可以取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,证明甲同学的猜测正确。 (6)根据铁原子守恒,m片补铁剂中铁元素质量等于a g氧化铁中铁元素的质量,为112a160 g,则每片该补铁剂含铁元素的质量为112a160m g=7a10m g。
铁的化合物
铁元素
价态
部分性质
A
Fe3O4
+1价
具有磁性的黑色晶体
B
Fe(OH)2
+2价
白色固体,易被氧化
C
Fe(OH)3
+3价
红褐色固体,加热失去水生成红棕色固体
D
FeCl3
+3价
FeCl3溶液中的Fe3+能被Fe还原成Fe2+
序号
实验步骤
实验现象
Ⅰ
充分振荡,加入2 mL蒸馏水
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
Ⅱ
充分振荡,加入2 mL蒸馏水
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
Ⅲ
充分振荡,加入2 mL蒸馏水
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
1.B
2.B
3.D
4.A
5.D
6.C
7.C
8.C
9.B
10.C
11.B
1.A
2.D
3.D
4.A
5.B
6.B