2025年高考化学一轮复习 课时检测十六：铁的化合物的制备、转化与应用价（含解析）

这是一份2025年高考化学一轮复习 课时检测十六：铁的化合物的制备、转化与应用价（含解析），共10页。
A．取样，加入少量KMnO4溶液
B．取样，加入少量K2S溶液
C．取样，加入少量KSCN溶液
D．取样，加入少量K3[Fe(CN)6]溶液
2．(2024·陕西榆林统考)为较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，化学实验小组设计了如图1装置制备Fe(OH)2。下列叙述错误的是( )
A．配制FeSO4溶液所用的蒸馏水应先煮沸，然后密封冷却
B．若需用2.0 ml·L－1 FeSO4溶液配制100 mL 0.1 ml·L－1 FeSO4溶液，图2提供的仪器中不需要的有2种，另外还必须补充2种玻璃仪器才能完成实验
C．预测实验现象：钠会在两液体界面上下跳动，有气泡产生，水层会出现白色沉淀
D．图1中上层液体X为CCl4
3．(2023·河南安阳统考三模)某化学实验小组设计如下实验探究Zn与溶液中Fe3＋发生反应的原理：
下列说法错误的是( )
A．实验Ⅰ说明Fe3＋被还原为Fe2＋
B．可用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2＋
C．实验Ⅱ发生了置换反应和复分解反应
D．实验说明Fe3＋、H＋与Zn的反应与离子浓度有关
4．饱和FeCl3溶液与H2O反应制得胶体的胶团结构如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应的离子方程式为Fe3＋＋3H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Fe(OH)3↓＋3H＋
B．FeCl3溶液能使血液凝聚，是因为FeCl3溶液是电解质，血液是胶体
C．Fe(OH)3胶体带正电，在盛有Fe(OH)3胶体的U形管中插入石墨电极后通电，阴极周围颜色加深
D．Fe(OH)3受热分解可得一种碱性氧化物——Fe2O3
5．(2023·浙江1月选考)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
6.一种废水处理剂可表示为MxFey(SO4)z(OH)w，可按下列实验步骤确定其组成(气体体积在标准状况下测定)：
下列有关叙述错误的是( )
A．检验a中是否含有Fe3＋可用KSCN溶液
B．气体b能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C．加入稀盐酸的目的是溶解其中的氢氧化物
D．若V＝448，m1＝13.6，m2＝9.32，可确定该化合物为NH4Fe3(SO4)2(OH)3
7．(2024年1月·九省联考贵州卷)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是( )
废铁屑eq \x(碱浸)eq \a\vs4\al(NaOH溶液)滤液eq \x(酸浸)eq \a\vs4\al(盐酸)滤渣eq \x(操作Ⅰ)eq \a\vs4\al(空气)eq \x(调pH)eq \a\vs4\al(NaOH溶液)eq \x(氧化)eq \a\vs4\al(NaClO溶液)eq \a\vs4\al(Na2FeO4)
A．“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B．“滤渣”的主要成分是Al和C
C．“操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替
D．若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2
8．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。琥珀酸亚铁是市场上一种常见的补铁药物，该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该补铁药物中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：
下列有关说法正确的是( )
A．试剂1是蒸馏水，试剂2是KSCN溶液
B．加入新制氯水后溶液中发生氧化反应生成的氧化产物使溶液变红色
C．加入试剂2后溶液中少量的Fe2＋转化为Fe3＋
D．一段时间后，红色溶液褪色，再加入氯水又变红色
9．Fe3＋的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3＋可与H2O、SCN－、F－等配体形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3＋、红色的[Fe(SCN)6]3－、无色的[FeF6]3－配离子。某同学按如下步骤完成实验：
已知：向含C2＋的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[C(SCN)4]2－配离子；C2＋不能与F－形成配离子。下列说法不正确的是( )
A．Fe第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3)
B．Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3＋水解产物的颜色造成的
C．可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有C2＋
D．[Fe(H2O)6]3＋中H—O—H的键角与H2O分子中H—O—H的键角相等
10．探究Cu与Fe(NO3)3溶液的反应，进行如下实验。
实验①：向10 mL 0.2 ml·L－1Fe(NO3)3溶液(pH≈1)中加入0.1 g Cu粉，振荡后静置，取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀产生。6 h后，溶液由棕黄色变为蓝绿色。实验过程中未见有气泡产生，溶液的pH几乎不变。
实验②：在密闭容器中，向10 mL 0.6 ml·L－1HNO3溶液中加入0.1 g Cu粉，10 h后溶液变为淡蓝色。
实验③：在密闭容器中，向10 mL 0.6 ml·L－1HNO3溶液中分别加入0.1 g Cu粉和0.1 g FeSO4固体，0.5 h后溶液变黄，3 h后溶液变为黄绿色。
下列说法不正确的是( )
A．实验①中发生了反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
B．推测实验②的离子方程式是3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
C．对比实验①和②，①中溶解Cu的主要是NOeq \\al(－,3)(H＋)
D．对比实验②和③，HNO3与Fe2＋反应的速率大于HNO3与Cu反应的速率
11.某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下：
向硝酸酸化的0.05 ml·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取出少量黑色固体，洗涤后，_________________________________________
________________________________________________________________________(填操作和现象)，
证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。
(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是______________________(用离子方程式表示)。
针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3＋产生的原因做出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；
假设b：空气中存在O2，由于_____________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)，
可产生Fe3＋；
假设c：酸性溶液中NOeq \\al(－,3)具有氧化性，可产生Fe3＋；
假设d：根据__________________________________________________________现象，
判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。
12．高铁酸钠(Na2FeO4)为紫色固体，易溶于水，微溶于NaOH溶液，具有强氧化性，可以杀菌消毒，是一种新型、高效、多功能的水处理剂。某化学实验小组利用NaClO在碱性介质中与FeCl3溶液的反应制备Na2FeO4并探究其性质，实验装置如图所示：
请回答下列问题：
(1)橡胶管a的作用是________________________，装置甲中反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若去掉装置乙，其不足之处为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)当装置丁中出现____________现象时，关闭K1；此时向装置丙中加入FeCl3溶液。
(4)装置丙中生成Na2FeO4的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(5)反应后，向装置丙中加入饱和的____________(填化学式)溶液，析出紫色晶体，过滤、洗涤、干燥。
(6)取少量Na2FeO4晶体加入浑浊的泥浆水中，泥浆水很快澄清，同时产生气体。请结合化学方程式分析Na2FeO4的净水原理：_________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂，吸收效果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，可由乳酸与FeCO3反应制得。
Ⅰ.制备碳酸亚铁(FeCO3)
实验步骤如下：
a．检查装置气密性，添加试剂，并将导管末端插入D中水面以下；
b．装置B中制取硫酸亚铁，并将整个装置内的空气排净；
c．操作开关，将B中溶液压入C中产生FeCO3沉淀；
d．将C中混合物分离提纯，获得纯净的碳酸亚铁产品。
(1)甲同学查阅资料了解到Fe(Ⅱ)易被氧化，以上步骤中，他采用了一些操作避免Fe(Ⅱ)被氧化，请摘抄出相关内容：________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)仪器C的名称是______________，C中生成FeCO3 的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤b中应打开的开关是________(填“K1”“K2”或“K3”)，步骤c中应如何操作开关？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中，加入少量铁粉，在75 ℃下搅拌使之充分反应，然后加入适量乳酸。冷却，加入乙醇，过滤，再洗涤和干燥，得到产品。
(4)配制乳酸亚铁溶液时，加入少量铁粉的目的是________________________。
(5)冷却，加入乙醇的目的是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅲ.探究乳酸亚铁晶体中铁元素的含量
乙同学称取W1 g样品溶于水，用c1 ml·L－1的酸性KMnO4标准溶液滴定，当溶液恰好显浅红色，且30 s内浅红色不褪去时，停止滴定，测得消耗标准溶液V1 mL。
(6)乙同学方案是否正确？________(填“是”或“否”)。如填“是”，计算铁元素的质量分数：________(用含有W1、c1、V1的代数式表示)。如填“否”，说明偏高还是偏低，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时检测(十六)
1．D 铁粉与胃酸反应，生成补铁的亚铁盐溶液，则通过检验亚铁离子是否存在即可判断是否生成补铁溶液。Cl－会与KMnO4反应，干扰KMnO4对Fe2＋的检验，A错误；过量的盐酸会影响FeS的生成，无法确认Fe2＋是否存在，B错误；能使KSCN溶液变红的是Fe3＋，C错误；加入K3[Fe(CN)6] 溶液，样品中有蓝色沉淀生成，说明其中含有Fe2＋，即反应生成了补铁溶液，D正确。
2．D Fe(OH)2易被氧化而变色，故要想长时间观察Fe(OH)2的白色，必须严格除氧，一方面配制溶液的蒸馏水要煮沸，另一方面要用有机溶剂液封，A正确；配制0.1 ml·L－1 FeSO4溶液需要的玻璃仪器：100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒，不需要漏斗、250 mL容量瓶，B正确；由于反应过程中生成气体，钠会在界面上下跳动，水层会出现白色胶状固体，C正确；所用有机溶剂必须难溶于水且不与钠反应、密度必须比钠小，但CCl4密度大于钠，D错误。
3．B 实验Ⅰ黄色溶液很快变浅，固体中未检出铁单质，说明Fe3＋被还原为Fe2＋，选项A正确。FeCl3溶液中的Cl－也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，干扰Fe2＋的检验，故不能用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2＋，选项B错误。FeCl3溶液中加入过量锌粉，很快有大量气体产生，是氯化铁溶液水解产生的盐酸与锌粉反应产生氯化锌和氢气，反应为置换反应；出现红褐色浑浊，是氯化铁水解生成氢氧化铁，属于复分解反应；产生少量铁单质，是锌置换出铁，属于置换反应，选项C正确。根据题述实验可知，实验开始时Fe3＋浓度较大，先与锌发生氧化还原反应生成氯化锌和氯化亚铁，当Fe3＋浓度较低，H＋浓度较大时，H＋与锌反应生成锌盐和氢气，故实验说明Fe3＋、H＋与Zn的反应与离子浓度有关，选项D正确。
4．D 该反应生成氢氧化铁胶体，不是沉淀，离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，A错误；FeCl3溶液是混合物，不属于电解质，FeCl3是电解质，B错误；Fe(OH)3胶体不带电，其中所含的胶粒因吸附离子而带电，C错误；Fe(OH)3不稳定，受热分解生成氧化铁，氧化铁属于碱性氧化物，D正确。
5．D 往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe，溶液由浅绿色变为无色，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋强，A项错误；往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN 溶液，发生反应Fe3＋＋3SCN－⥫⥬ Fe(SCN)3，溶液变血红色，再加入少量K2SO4固体，对平衡无影响，故不能说明Fe3＋与SCN－的反应不可逆，B项错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，滴加KSCN 溶液，溶液呈浅绿色，C项错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe(OH)3 胶体，持续煮沸，Fe(OH)3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D项正确。
6．D 可用KSCN溶液检验溶液中是否含有Fe3＋，A正确；化合物与强碱反应生成气体，该气体为氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B正确；由于加入的是强碱Ba(OH)2，产生的沉淀c一定是氢氧化铁和硫酸钡，而铁的氢氧化物溶于强酸，硫酸钡不能溶于强酸，C正确；根据给出数据，可确定 m g 化合物中含有n(NHeq \\al(＋,4))＝eq \f(0.448 L,22.4 L·ml－1)＝0.02 ml，n(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(9.32 g,233 g·ml－1)＝0.04 ml，n(Fe3＋)＝n[Fe(OH)3]＝ eq \f(13.6 g－9.32 g,107 g·ml－1)＝0.04 ml，再根据溶液呈电中性可推知溶液中含有 n(OH－)＝3n(Fe3＋)＋n(NHeq \\al(＋,4))－2n(SOeq \\al(2－,4))＝0.04 ml×3＋0.02 ml－0.04 ml×2＝0.06 ml，n(NHeq \\al(＋,4))∶n(Fe3＋)∶n(SOeq \\al(2－,4))∶n(OH－)＝0.02∶0.04∶0.04∶0.06＝1∶2∶2∶3，所以该化合物为NH4Fe2(SO4)2(OH)3，D错误。
7．B 废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)加NaOH碱浸，可以除去废铁屑表面的油脂和Al，过滤后滤液中含有Na[Al(OH)4]和油脂水解后形成的物质，固体中含有Fe、C，加盐酸酸浸，过滤后滤渣为C，滤液为氯化亚铁溶液，通入空气Fe2＋被氧化为Fe3＋，加NaOH调pH为碱性，NaClO和Fe(OH)3发生氧化还原反应得到Na2FeO4、NaCl，并通过结晶分离出Na2FeO4。根据分析，“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂，A正确；根据分析，“滤渣”的主要成分是C，B错误；根据分析，“操作Ⅰ”目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，用H2O2也可以作氧化剂，且不会引入杂质，因此通入的空气可以用H2O2溶液代替，C正确；若先“氧化”，溶液为酸性，Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性，能将盐酸中的Cl－氧化为Cl2，D正确。
8．C 该药品不溶于水，但能溶于人体中的胃酸，试剂1用于溶解样品，可以选用稀盐酸，试剂2用于检验Fe3＋，可以选用KSCN溶液，A错误；氯水氧化亚铁离子生成氧化产物铁离子呈黄色，铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁呈红色，B错误；加入试剂2后溶液由淡黄色变为淡红色，是因为少量的Fe2＋被空气氧化转化为Fe3＋，C正确；因为氯水氧化性很强，试剂2中少量的SCN－可能被过量的氯水氧化使红色溶液褪色，故再加入KSCN溶液又变红色，D错误。
9．D Fe3＋的价电子排布式为3d5,3d轨道处于半满状态，电子的能量低，失电子困难，所以Fe的第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3)，A正确；[Fe(H2O)6]3＋使溶液呈浅紫色，而Fe3＋易水解，生成红褐色的Fe(OH)3，与浅紫色[Fe(H2O)6]3＋形成混合体系，使溶液呈黄色，B正确；先向溶液中加入足量的NaF溶液，再加入KSCN溶液，若溶液呈蓝色，则表明含有C2＋，否则不含C2＋，C正确；[Fe(H2O)6]3＋中H2O分子内O原子最外层只存在一个孤电子对，对H—O—H 中O—H键的排斥作用减小，所以键角比H2O分子中 H—O—H 的键角大，D错误。
10．C 实验①中取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀产生，说明有亚铁离子生成；6 h后，溶液由棕黄色变为蓝绿色，说明有铜离子生成，故发生了反应：Cu＋2Fe3＋===
Cu2＋＋2Fe2＋，A正确。实验②溶液变为淡蓝色，说明有铜离子生成，则推测实验②的离子方程式是3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，B正确。对比实验①和②，①中溶解Cu的主要是铁离子，不是硝酸根离子，C错误。对比实验②和③，③中先生成铁离子，后生成铜离子，说明HNO3与Fe2＋反应的速率大于HNO3与Cu反应的速率，D正确。
11．解析：(1)②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，所以产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe2＋。(2)过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。O2氧化Fe2＋的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。
答案：(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解 ②Fe2＋
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
加入KSCN溶液后生成白色沉淀
12．解析：(3)若装置甲中生成的氯气将装置中的空气完全排出后，过量的氯气将丁中氯化亚铁氧化为氯化铁，FeCl3与溶液中的硫氰化钾反应生成硫氰化铁，使溶液变为红色。(5)高铁酸钠易溶于水，微溶于NaOH溶液，反应后为使高铁酸钠析出，向装置丙中加入饱和的NaOH溶液。
答案：(1)平衡气压，便于浓盐酸顺利流下
MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋ Cl2↑＋2H2O
(2)挥发出的氯化氢与氢氧化钠溶液反应，干扰Na2FeO4的制备 (3)溶液变为红色
(4)3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O
(5)NaOH (6)Na2FeO4在水中发生反应：4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8NaOH，氢氧化铁胶体具有吸附性，可净水
13．解析：(3)步骤b利用生成的氢气排尽装置内的空气，应打开K1使B中反应进行，打开K3使生成的氢气充满装置，排走空气；步骤c要使B中的硫酸亚铁溶液压入C中，应关闭K1、K3，一段时间后打开K2。(4)Fe2＋容易被氧化成Fe3＋，铁粉可将Fe3＋还原成Fe2＋，即加入铁粉可防止Fe(Ⅱ)被氧化。(5)乳酸亚铁晶体易溶于水，几乎不溶于乙醇，故冷却，加入乙醇的目的是减小乳酸亚铁的溶解度，使之析出，提高产量。(6)乙同学方案不正确，测定铁元素含量时只能考虑高锰酸钾与亚铁离子的反应，但乳酸根离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使测得的铁元素的质量分数偏高。
答案：(1)将导管末端插入D中水面以下；将整个装置内的空气排净
(2)三颈烧瓶 Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑
(3)K1、K3 关闭K1、K3，一段时间后打开K2
(4)防止Fe(Ⅱ)被氧化
(5)减小乳酸亚铁的溶解度，使之析出，提高产量
(6)否 偏高，乳酸根离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，消耗更多的酸性高锰酸钾溶液，使铁元素的质量分数偏高
实验
试剂
现象
Ⅰ
2 mL 0.1 ml· L－1FeCl3溶液、过量锌粉
黄色溶液很快变浅，接着有无色气泡产生，固体中未检出铁单质
Ⅱ
2 mL 1 ml· L－1FeCl3溶液(pH≈0.70)、过量锌粉
很快有大量气体产生，出现红褐色浑浊，30 min 左右产生红褐色沉淀，溶液颜色变浅，产生少量铁单质
实验方案
现象
结论
A
往FeCl2溶液中加入Zn片
短时间内无明显现象
Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B
往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体
溶液先变成血红色后无明显变化
Fe3＋与SCN－的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有＋3价铁
D
向沸水中逐滴加5～6 滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出沉淀
Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
序号
取样时间
/min
现象
Ⅰ
3
产生大量白色沉淀；溶液呈红色
Ⅱ
30
产生白色沉淀，较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深
Ⅲ
120
产生白色沉淀，较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅