2020版高考化学大一轮复习课时规范练《8铁及其重要化合物》鲁科版(含解析)

课时规范练8　铁及其重要化合物

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.下列叙述不正确的是(　　)

①Fe与S混合加热生成FeS2

②Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应

③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成

④FeCl3溶液能与Cu反应,可用于蚀刻印刷电路板

A.①③ B.①② C.②④ D.②③

2.下列叙述中正确的是(　　)

A.将高温水蒸气通过炽热的铁粉,铁粉变红色

B.向Fe(OH)3胶体中滴加稀硫酸,先出现沉淀,后沉淀溶解

C.向FeCl2溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色,则FeCl2溶液完全变质

D.铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属

3.(2019湖北武汉武昌调研)向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸发生反应。下列说法正确的是(　　)

A.反应后溶液可能呈中性

B.反应停止后一定有固体剩余

C.反应过程中一定有氧化还原反应发生

D.若只有Cu剩余,向溶液中滴入铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀

4.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　)

5.(2018江苏化学,6)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是(　　)

A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色

B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体

C.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3

D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2

6.(2019湖南师大附中月考)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:

则下列说法正确的是(　　)

A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸

B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同

C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+

7.常温时,将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液,然后向该溶液投入m g 铁粉使其充分反应后,滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是              (　　)

A.由于氧化性Fe3+>H+,首先发生的反应是Fe+2Fe3+3Fe2+

B.当加入16.8 g铁粉时,可生成标准状况下6.72 L气体

C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在

D.m至少等于28,反应过程中溶液的质量一直在减小

8.(2019浙江金华模拟)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为(　　)

A.0.24 mol B.0.21 mol

C.0.16 mol D.0.14 mol

二、非选择题(本题共4小题,共52分)

9.(2019湖北随州二中质检)(13分)一定量的铁粉在氯气中充分燃烧,将所得固体完全溶解于稀盐酸,制得溶液A。

 (1)铁在氯气中燃烧的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)推测A中可能含有的金属阳离子:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③　　　　　　　。 

甲同学为探究溶液的组成,实验如下:

(3)乙同学继续探究溶液A的组成。

查阅资料:16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

实验过程:另取少量溶液A置于试管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振荡,KMnO4溶液紫色退去,实验结论:　　　　　(填字母)。 

a.可能有Fe2+

b.可能无Fe2+

c.一定有Fe2+

根据你选择的实验结论,简述理由:   　。 

10.(2019天津静海月考)(14分)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:

硫铁矿烧渣滤液X滤液YFeCO3固体产品氧化铁

试回答下列问题:

(1)滤液X中含有的金属阳离子是　　　　　　(填离子符号)。 

(2)步骤Ⅲ中可选用　　　　(填字母)调节溶液的pH。 

A.稀硝酸 B.氨水

C.氢氧化钠溶液 D.高锰酸钾溶液

(3)步骤Ⅳ中,FeCO3完全沉淀后,溶液中含有少量Fe2+,为检验Fe2+向溶液中滴加NaOH溶液,现象为　　　　　　　　　,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 

(4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35 ℃以下,其目的是　　　　　　　　　　。 

(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

11.(2019广西南宁模拟)(12分)铁及其化合物有丰富多彩的化学性质。回答下列问题:

(1)铁元素在周期表中的位置为第　　　　周期第　　　　族。 

(2)FeCl3溶液可用于吸收工业尾气中的SO2,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　。 

(3)某化学兴趣小组同学用如图装置,充分加热硫酸亚铁晶体(FeSO4·xH2O)至完全分解。

①装置A中需持续通入N2,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②充分反应一段时间后,小组同学观察到实验现象为:装置A中残留有红棕色固体,装置B中固体变蓝,C中溶液退色,请写出FeSO4分解的化学方程式:　。 

③装置D中干燥管的作用为　　　　　　　　　　　　　　　。 

④小组同学利用数字化实验仪器测定了不同温度时FeSO4·xH2O分解的质量变化情况,得到如图关系:

实验结束后,装置B质量增加12.6 g,结合上图数据,确定FeSO4·xH2O中的x=　　　　　。 

12.(13分)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:

已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。

(1)检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是　　　　　　　　　。 

(2)操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是　　　　　　　　　　;通入硫化氢至饱和的目的是: 

①除去操作Ⅰ所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子;

②　　　　　　　　　　　。 

(3)操作Ⅳ的顺序依次为　　　、结晶、　　　。 

(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:

①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;

②　。 

(5)测定绿矾产品中FeSO4·7H2O含量的方法是:

a.称取2.850 0 g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;

b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;

c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL(滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O)。

①计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为　　　　　。 

②若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有　;　。 

课时规范练8　铁及其重要化合物

1.B　Fe是变价金属,遇强氧化剂(如HNO3、Cl2等)生成+3价铁,遇弱氧化剂(如S或I2等)生成+2价铁,故Fe与S混合加热生成FeS,①错误;Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO,该反应不是置换反应,②错误。

2.B　将高温水蒸气通过炽热的铁粉生成四氧化三铁和氢气,铁粉变黑色,A项错误;向Fe(OH)3胶体中滴加电解质溶液稀硫酸,胶体聚沉,加过量稀硫酸,氢氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,沉淀溶解,B项正确;向FeCl2溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色,只能说明氯化亚铁已经变质,但不能说明FeCl2溶液完全变质,C项错误;铝是活泼的金属,在空气中其表面形成一层致密的氧化膜而耐腐蚀,D项错误。

3.C　反应后生成的盐属于强酸弱碱盐,溶液显酸性,A项错误;涉及的反应有:Fe+2H+Fe2++H2↑,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,Fe2O3足量时,不会有固体剩余,B项错误;Fe与H+的反应及Cu与Fe3+的反应均为氧化还原反应,C项正确;若有铜剩余,则溶液中一定没有Fe3+,一定有Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]会产生蓝色沉淀,D项错误。

4.A　CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B项错误;N在酸性条件下具有强氧化性,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,不能证明样品是否变质,C项错误;若原溶液中不存在Fe2+存在Fe3+,加入KSCN后溶液也变红色,D项错误。

5.A　Fe2+不能与SCN-反应,使溶液显红色,A项错误;KAl(SO4)2·12H2O溶于水后Al3+可发生水解生成Al(OH)3胶体,B项正确;实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2混合加热制取NH3,C项正确;由于Fe3+的氧化性强于Cu2+的,故Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2,D项正确。

6.C　A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b应是盐酸,错误;B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确;D项,高锰酸钾能氧化氯离子而退色,因此不能用于检验是否含有亚铁离子,错误。

7.B　酸性条件下,N有氧化性,因此首先发生的反应是Fe+N+4H+NO↑+Fe3++2H2O①,然后发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+②,最后发生反应Fe+2H+Fe2++H2↑③,A项错误;当加入16.8 g铁粉时,刚好发生上述①反应,生成标准状况下的6.72 L NO气体,生成0.3 mol Fe3+,消耗1.2 mol H+,B项正确;根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3+,C项错误;根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g+(0.1+0.3) mol×0.5×56 g· mol-1=28 g,但反应过程中溶液的质量一直在增大,D项错误。

8.B　n(HNO3)=0.12 L×4 mol·L-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L÷22.4 L·mol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现,说明全部生成Fe2+,溶液中溶质为Fe(NO3)2,则原混合物中的铁原子为(0.48 mol-0.06 mol)÷2=0.21 mol,故用足量的CO还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为0.21 mol。

9.答案 (1)2Fe+3Cl22FeCl3

(2)含有Fe2+和Fe3+　溶液变红色

Fe3++3SCN-Fe(SCN)3

(3)ab　因为还原性Fe2+>Cl-,逐滴加入酸性KMnO4溶液,Fe2+将Mn还原为Mn2+,使紫色退去,故可能含有Fe2+;若溶液中无Fe2+,Cl-也能将Mn还原为Mn2+,从而使紫色退去,因而溶液中也可能无Fe2+

10.答案 (1)Fe2+、Fe3+　(2)B

(3)生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色　Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

(4)防止NH4HCO3在较高温度时分解并减少Fe2+的水解

(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2

解析 (1)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤,SiO2为滤渣,滤液中含有的金属阳离子是Fe2+、Fe3+。(2)步骤Ⅲ要把pH调高,步骤Ⅳ还要加NH4HCO3,若使用氢氧化钠溶液,产品中容易混入Na+,所以选B。(4)NH4HCO3受热易分解,且高温会促进Fe2+水解。

11.答案 (1)四　Ⅷ

(2)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+

(3)①持续充入氮气,可排出装置中的空气,并将晶体分解的气体产物全部从A中排出　②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑　③防止氢氧化钠溶液倒吸　④7

解析 (1)铁的原子序数是26,位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。(2)SO2通入FeCl3溶液中,Fe3+被还原为Fe2+,SO2被氧化为S,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出离子方程式:2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+。(3)①装置A中需持续通入氮气的作用主要是排出装置中的空气及将装置A中生成的气体全部排出。②装置A中残留有红棕色固体,说明产物中有Fe2O3,装置C中高锰酸钾溶液退色,说明还有SO2气体生成,根据氧化还原反应的规律及质量守恒可写出发生反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。③装置D中的干燥管可防止发生倒吸。④根据图像可知,最终生成氧化铁的质量是8 g,装置B增重12.6 g,说明生成水的质量为12.6 g。根据化学式FeSO4·xH2O,可知铁原子和H2O的个数比为1∶x,则=1∶x,解得x=7。

12.答案 (1)取少量晶体溶于水,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明不含有Fe3+,反之则含有Fe3+

(2)使Sn2+完全变成SnS沉淀,而Fe2+不沉淀　防止Fe2+被氧化

(3)蒸发浓缩　过滤(洗涤)

(4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗

(5)①97.54%　②样品中存在少量的杂质(如H2O、H2SO4等)　样品部分被氧化

解析 (1)Fe3+遇SCN-会反应生成红色Fe(SCN)3,证明铁离子的存在。(2)已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5,操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是使Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀,通入硫化氢至饱和的目的是除去Sn2+等杂质离子,同时硫化氢具有强还原性,可以防止亚铁离子被氧化。(3)从溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩、结晶析出、过滤洗涤等操作,所以操作Ⅳ的顺序依次为:蒸发浓缩、结晶、过滤(洗涤)。(4)冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面的杂质离子,同时降低绿矾溶解带来的损失。(5)①a.称取2.850 0 g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL;依据反应方程式进行计算:

5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O

 5 1

 n(Fe2+) 0.010 00 mol·L-1×0.020 0 L

计算得到:n(Fe2+)=0.001 mol;

则250 mL溶液中含n(Fe2+)=0.001 mol×=0.01 mol;

则FeSO4·7H2O物质的量为0.01 mol,其质量为0.01 mol×278 g·mol-1=2.78 g;

质量分数为×100%≈97.54%。②用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因是洗涤不彻底,亚铁离子被空气中的氧气部分氧化等。