2021届高考化学一轮复习过关训练：铁及其化合物【解析版】

铁及其化合物

1.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：

下列说法不正确的是(　　)

A．固体2是氧化铁

B．X的化学式可以表示为Fe3C2

C．溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体

D．X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成

答案　B

解析　X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加热、蒸发时，FeCl3水解得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确；n(Fe2O3)＝＝0.15 mol，n(Fe)＝0.3 mol，m(Fe)＝16.8 g，m(C)＝18.0 g－16.8 g＝1.2 g，n(C)＝0.1 mol，n(Fe)∶n(C)＝3∶1，X的化学式可以表示为Fe3C，B错误；溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe2＋会被空气中的氧气氧化为Fe3＋，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确；浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D正确。

2.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)

A.SiO2SiCl4Si

B.FeS2SO2H2SO4

C.N2NH3NH4Cl(aq)

D.MgCO3MgCl2(aq)Mg

答案　C　

3.如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。

(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程__________________________________________________。

(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为____________

_______________________________________________________________________________。

答案　(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(2)打开

(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应

(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

解析　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

4.轻质氧化镁是新型功能复合材料的重要添加剂,可以菱镁矿(含MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备,其制备流程如下:

(1)酸溶时,为了提高酸溶速率可采取的措施有　　　　　　　　　　;提高矿物的浸取率可采取的措施有　　　　　　　　　　。(各答一条即可) 

(2)浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　;滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　和　　　　(填化学式)。 

(3)用氨水调节溶液pH=8~9的目的是　　　　　　　　　　　　　　,若氨水加的量较多使pH>9,则最终氧化镁的产量会　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 

(4)沉镁时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)流程中“焙烧”操作若在实验室中进行,样品应放在　　　中加热,当　　　　　　　　　　　　　　时,说明固体样品已分解完全。 

答案　(1)将菱镁矿粉碎或适当提高酸溶时的温度(合理答案均可)　适当延长酸溶时间或溶解过程中不断搅拌或多次浸取(合理答案均可)

(2)Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2O　CaSO4　SiO2

(3)使滤液中的Al3+与Fe3+完全沉淀　减小

(4)CO2+2NH3·H2O+Mg2+ MgCO3↓+2N +H2O

(5)坩埚　前后两次称量固体的质量不变(或质量差小于0.1 g)

5.甲、乙两种单质与A、B、C、D、E、F六种化合物之间可以按下面框图所示进行反应，已知：C为红褐色沉淀，E为白色沉淀，F焰色反应为黄色。

(1)写出甲、乙、B、E化学式：

甲：________；乙：________；B：________；E：________。

(2)写出①②③④反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

④________________________________________________________________________。

答案　(1)Fe　Cl2　FeCl3　Fe(OH)2

(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

6.下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是(　　)

A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4 Cu+ZnSO4

B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O

C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2 2Na2O+O2↑

D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl3 2Fe(OH)3+3MgCl2

答案　C　

7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)

A.Fe FeCl2 Fe(OH)2

B.S SO3 H2SO4

C.CaCO3 CaO CaSiO3

D.NH3 NO HNO3

答案　C　

8.《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正确的是(　　)

A．赤色固体可能是Fe2O3

B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质

C．青矾燃烧过程中发生了电子转移

D．“青矾厂气”可能是CO和CO2

答案　D

解析　根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CO2。

9.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是(　　)

A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体

B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物

C．热稳定性：Fe2O3>Fe3O4

D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应

答案　D

解析　FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明四氧化三铁稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。

10.下列有关铝及其化合物的性质说法正确的是(　　)

A.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料

B.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,发现熔化后的液态铝滴落下来,所以金属铝的熔点较低

C.把用砂纸打磨过的铝条放入浓硝酸中,产生大量红棕色气体

D.把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,立即产生大量白色沉淀

答案　A　

11.如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)

A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O

B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O

答案　B

解析　Fe3O4与HNO3反应生成Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。

12.用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+等杂质离子并尽可能减小AlCl3的损失。

下列说法正确的是(　　)

A.NaOH溶液可以用氨水来代替

B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-

C.溶液b中只含有NaCl

D.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH

答案　D　

13.下列各组物质相互混合进行反应,既有气体生成最终又有沉淀生成的是(　　)

①金属钠投入FeCl2溶液中

②过量的NaOH溶液和明矾溶液反应

③少量CaO投入过量的NaHCO3溶液中

④Na2O2投入CuSO4溶液中

A.①③ B.③④ C.①④ D.②③

答案　C　

14.有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　)

A．Fe2O3  B．Fe3O4  C．Fe4O5  D．Fe5O7

答案　D

解析　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。

15.下列依据相关实验得出的结论正确的是(　　)

A.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液

B.将Fe(NO3)2样品先溶于稀盐酸中,然后滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe(NO3)2样品已氧化变质

C.在食盐试样中加入盐酸和KI溶液,加入淀粉溶液后变蓝,则试样可能含KIO3

D.加入AgNO3溶液后生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在

答案　C　

16.将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的是(　　)

A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色

B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成

C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成

D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色

答案　A

解析　0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合，KI过量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A项正确；KI过量，溶液中存在I－，B项错误；该反应生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，C项错误；该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D项错误。