2019版高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其重要化合物 第3節(jié) 鐵及其重要化合物模擬預(yù)測(cè)通關(guān) 新人教版.doc

第3節(jié) 鐵及其重要化合物一、選擇題1唐代中藥學(xué)著作新修本草中，有關(guān)于“青礬”的記錄為“本來(lái)綠色，新出窟未見(jiàn)風(fēng)者，正如琉璃燒之赤色”。據(jù)此推測(cè)，“青礬”的主要成分為()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCKAl(SO4)212H2ODFe2(SO4)39H2O解析：選B。 “青礬”的描述為“本來(lái)綠色，新出窟未見(jiàn)風(fēng)者，正如琉璃燒之赤色”，青礬是綠色，經(jīng)煅燒后，分解成粒度非常細(xì)而活性又很強(qiáng)的Fe2O3超細(xì)粉末，為紅色。A中CuSO45H2O為藍(lán)色晶體；B中FeSO47H2O是綠色晶體；C中KAl(SO4)212H2O是無(wú)色晶體；D中Fe2(SO4)39H2O為黃色晶體，所以判斷“青礬”的主要成分為FeSO47H2O。2坦克、導(dǎo)彈的制造材料主要是金屬合金，鋼鐵便是其中十分重要的一種。下列關(guān)于鐵的說(shuō)法中正確的是()A鐵元素屬于過(guò)渡元素，其原子序數(shù)為26B單質(zhì)鐵與濃硫酸在常溫下不反應(yīng)C鐵單質(zhì)只具有還原性，其陽(yáng)離子只具有氧化性D與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率，純鐵比生鐵的快解析：選A。鐵是26號(hào)元素，屬于第族元素，為過(guò)渡元素，故A正確；常溫下，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，但并不是鐵和濃硫酸不反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；亞鐵離子既有還原性，又有氧化性，故C錯(cuò)誤；純鐵和稀鹽酸不能構(gòu)成原電池，生鐵中鐵、碳、鹽酸構(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，故D錯(cuò)誤。3將鐵屑溶于過(guò)量的稀鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會(huì)有Fe3生成的是()A硫酸B氯水 C硫酸鋅D氯化銅解析：選B。Fe2HCl=FeCl2H2，選項(xiàng)中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能與FeCl2反應(yīng)，但氯水中的Cl2能氧化Fe2生成Fe3，離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。4鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的一類(lèi)重要物質(zhì)，下列關(guān)于鐵元素的敘述中正確的是()A保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是抑制Fe2水解B在25 時(shí)，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C制備AlCl3、FeCl3均可采用將溶液直接蒸干的方法D硫酸亞鐵溶液中加入過(guò)氧化氫溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O解析：選D。保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是防止Fe2被氧化，A項(xiàng)不正確；pH0的溶液呈強(qiáng)酸性，F(xiàn)e2、NO、H不能大量共存，B項(xiàng)不正確；制備AlCl3、FeCl3若將其溶液直接蒸干，會(huì)得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C項(xiàng)不正確。5在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后仍有固體存在，則下列判斷不正確的是()A加入KSCN溶液一定不變紅色B溶液中一定含F(xiàn)e2C溶液中一定含Cu2D剩余固體中一定含銅解析：選C。氧化性Fe3Cu2，加入Fe先還原Fe3，然后再還原Cu2。6下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是()選項(xiàng)操作和現(xiàn)象結(jié)論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵B向CO還原Fe2O3得到的黑色固體中加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色黑色固體中沒(méi)有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì)D向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液變紅色原溶液中含有Fe2解析：選A。B項(xiàng)中CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe，即使黑色固體中有Fe3O4，其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3與Fe發(fā)生反應(yīng)：Fe2Fe3=3Fe2，加入KSCN溶液也不顯紅色，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中NO(H)具有強(qiáng)氧化性，而Fe2具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有Fe3生成，遇KSCN溶液呈紅色，無(wú)法證明樣品是否變質(zhì)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)中若原溶液中無(wú)Fe2而存在Fe3，也有此現(xiàn)象，錯(cuò)誤。7下列各組物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu解析：選C。Cl2與FeCl2反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Fe與FeCl3、CuCl2均反應(yīng)，B錯(cuò)誤；D有新的雜質(zhì)CuSO4生成，D錯(cuò)誤。8如圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)顏色的變化情況，下列選項(xiàng)中正確的是()選項(xiàng)MNPQANH3H2OBa(OH)2銅石蕊溶液BNaBaCl2FeOKSCN溶液CNaOHBa(NO3)2鋅粉KSCN溶液DNaHCO3MgCl2鐵石蕊溶液解析：選C。硫酸鐵溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3紅褐色沉淀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硫酸鐵溶液與FeO不反應(yīng)，且FeO難溶于水，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)顏色的變化情況符合圖示，C項(xiàng)正確；硫酸鐵溶液與MgCl2溶液不反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9將一定量的鐵粉加入一定濃度的稀硝酸中，金屬恰好完全溶解，反應(yīng)后溶液中存在c(Fe2)c(Fe3)32，則參加反應(yīng)的Fe和HNO3的物質(zhì)的量之比為()A11B516 C23D32解析：選B。由c(Fe2)c(Fe3)32可知，該溶液中n(Fe2)n(Fe3)32，設(shè)亞鐵離子的物質(zhì)的量為3x mol，則鐵離子的物質(zhì)的量為2x mol，起酸性作用的硝酸的物質(zhì)的量3x mol22x mol312x mol；設(shè)作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量為y mol，根據(jù)得失電子守恒有3x mol22x mol33y mol，y4x，所以參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量12x mol4x mol16x mol，則參加反應(yīng)的Fe和HNO3的物質(zhì)的量之比為(5x mol)(16x mol)516。10有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 molL1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3，則該樣品可能的化學(xué)式為()AFe2O3BFe3O4CFe4O5DFe5O7解析：選D。根據(jù)2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，則n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故該氧化物可表示為FeO2Fe2O3，即Fe5O7。二、非選擇題11鐵是人類(lèi)較早使用的金屬之一。運(yùn)用鐵及其化合物的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)鐵和鐵合金是生活中的常用材料，下列敘述中正確的是_。A純鐵硬度比生鐵高 B純鐵耐腐蝕性強(qiáng)，不易生銹 C不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 D鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應(yīng) E鐵在冷的濃硫酸中鈍化(2)向沸水中逐滴滴加1 molL1 FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)，形成該分散系的分散質(zhì)微粒直徑范圍是_。(3)電子工業(yè)需用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅，制造印刷電路板。請(qǐng)寫(xiě)出 FeCl3溶液與銅反應(yīng)的離子方程式：_。欲從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl3溶液，現(xiàn)有下列試劑：氯氣鐵粉濃硝酸濃鹽酸燒堿濃氨水，需要用到的一組試劑是_。AB CD(4)高鐵酸鈉Na2FeO4 是一種新型凈水劑。高鐵酸鈉主要通過(guò)如下反應(yīng)制?。?2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O。則X的化學(xué)式為_(kāi)。高鐵酸鈉在水中可以發(fā)生如下反應(yīng)： 4FeO10H2O4Fe(OH)38OH3O2。由此看來(lái)，高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因?yàn)樗哂衉性，而能夠除去水中懸浮物是因?yàn)開(kāi)。下列物質(zhì)能作凈水劑的有_。AKAl(SO4)212H2OBFe(OH)(SO4)nCClO2 D“84”消毒液解析：(1)A純鐵硬度比生鐵低，錯(cuò)誤；B純鐵耐腐蝕性強(qiáng)，不易生銹，正確；C不銹鋼是鐵合金，含F(xiàn)e、Mn等金屬元素，也含有C、Si等非金屬元素，錯(cuò)誤；D鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生四氧化三鐵和氫氣，正確；E.鐵在室溫下遇濃硝酸、濃硫酸，在金屬表面會(huì)被氧化產(chǎn)生一薄層致密的氧化物保護(hù)膜，而阻止了金屬的進(jìn)一步反應(yīng)，因此Fe在冷的濃硫酸中鈍化，正確。(2)向沸水中逐滴滴加1 molL1 FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，這時(shí)發(fā)生Fe3的水解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鐵膠體和鹽酸，該反應(yīng)的離子方程式為Fe33H2OFe(OH)3(膠體)3H；形成的該分散系屬于膠體，分散質(zhì)的微粒直徑范圍是1100 nm。(3)FeCl3溶液與銅反應(yīng)的離子方程式是2Fe3Cu=2Fe2Cu2；從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl3溶液，應(yīng)該首先向溶液中加入過(guò)量的Fe粉，發(fā)生反應(yīng)得到FeCl2溶液，把過(guò)量的Fe和置換出的Cu過(guò)濾出去，向?yàn)V渣中加入鹽酸使Fe發(fā)生反應(yīng)得到FeCl2溶液，再過(guò)濾回收Cu，把兩次的濾液合并，再向其中通入過(guò)量的氯氣就得到了FeCl3溶液，所以選項(xiàng)A符合題意，而其余選項(xiàng)都會(huì)引入雜質(zhì)離子，不符合題意，錯(cuò)誤。(4)根據(jù)原子守恒可得X的化學(xué)式是NaCl；根據(jù)方程式可知高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因?yàn)樗梢缘玫诫娮?，具有?qiáng)的氧化性，而能夠除去水中懸浮物是因?yàn)榉磻?yīng)后產(chǎn)生的還原產(chǎn)物Fe(OH)3 在水中形成膠體，有強(qiáng)的吸附能力，吸附水中懸浮的雜質(zhì)使之形成沉淀而除去；AKAl(SO4)212H2O電離產(chǎn)生的Al3會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3膠體，因此有凈水作用，正確；BFe(OH)(SO4)n會(huì)形成Fe(OH)3膠體，因此有凈水作用，正確；CClO2 有強(qiáng)氧化性，可以殺菌消毒，危害也小，因此可作凈水劑，正確；D“84”消毒液有殺菌消毒作用，但是堿性太強(qiáng)，氣味太濃，不適宜水的凈化，錯(cuò)誤。答案：(1)BDE(2)Fe33H2OFe(OH)3(膠體)3H1100 nm(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2A(4)NaCl氧化生成的Fe(OH)3在水中形成膠體能夠吸附水中的懸浮雜質(zhì)ABC12鐵及其化合物在日常生活中有廣泛應(yīng)用。(1)寫(xiě)出Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的化學(xué)方程式：_。(2)綠礬(FeSO47H2O)是補(bǔ)血?jiǎng)┑脑?，易變質(zhì)。檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是_。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)：_。(3)利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下：干燥過(guò)程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，過(guò)程中會(huì)有少量FeCO3nH2O在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為_(kāi)g。(FeOOH也能被C還原得到Fe)解析：(1)Fe(OH)2與氧氣和水反應(yīng)生成Fe(OH)3，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(2)綠礬(FeSO47H2O)易變質(zhì)，F(xiàn)e2被氧化為Fe3，檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液。檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)即檢驗(yàn)樣品是否存在Fe2，可利用Fe2的還原性進(jìn)行檢驗(yàn)或用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)。(3)依據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫(xiě)出化學(xué)方程式。設(shè)樣品中FeCO3的物質(zhì)的量為x mol，F(xiàn)eOOH的物質(zhì)的量為y mol，則解得x0.1，y0.01，樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為0.01 mol89 gmol10.89 g。答案：(1)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)KSCN溶液取少量樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒(méi)有完全變質(zhì)(或滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則樣品沒(méi)有完全變質(zhì))(3)4FeCO3nH2OO2=4FeOOH4CO2(4n2)H2O0.8913(2018青島模擬)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)，具體生產(chǎn)流程如下：試回答下列問(wèn)題：(1)濾液X中含有的金屬陽(yáng)離子是_(填離子符號(hào))。(2)步驟中可選用_調(diào)節(jié)溶液的pH。A稀硝酸B氨水C氫氧化鈉溶液D高錳酸鉀溶液(3)步驟中，F(xiàn)eCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，檢驗(yàn)Fe2的方法是_。(4)步驟的反應(yīng)溫度一般需控制在35 以下，其目的是_。(5)在空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為_(kāi)。解析：(1)硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后過(guò)濾，SiO2為濾渣，濾液中含有的金屬陽(yáng)離子是Fe2、Fe3。(2)步驟要把pH調(diào)高，步驟還要加NH4HCO3，若使用氫氧化鈉溶液，產(chǎn)品中容易混入Na，所以選B。(4)NH4HCO3受熱易分解，且高溫會(huì)促進(jìn)Fe2水解。答案：(1)Fe2、Fe3(2)B(3)取少量溶液，加入硫氰化鉀溶液，不顯紅色，然后滴加氯水，溶液變?yōu)榧t色(4)防止NH4HCO3分解，減少Fe2水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO214鐵是一種過(guò)渡元素，金屬鐵是最常用的金屬。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物(Fe3C)，在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體和能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。上述反應(yīng)生成的磁性固體能溶于過(guò)量稀硝酸，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)在Fe2或Fe3的催化作用下，可實(shí)現(xiàn)2SO2O22H2O=2H2SO4的轉(zhuǎn)化。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e3的溶液時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H，則另一反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)硫酸廠用煅燒黃鐵礦(FeS2)來(lái)制取硫酸，實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制綠礬。利用燒渣制綠礬的過(guò)程如下：燒渣溶于稀H2SO4過(guò)程中，先是固體大部分被溶解，接著有單質(zhì)硫生成，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_(只寫(xiě)生成S的離子方程式，其他反應(yīng)無(wú)需寫(xiě)出)。向溶液X中加入足量鐵屑的目的是_。取1.6 g所得晶體樣品配成溶液，滴入_mL 0.100 0 mol/L 的酸性高錳酸鉀液恰好完全反應(yīng)，經(jīng)計(jì)算可得樣品中含47.5%的硫酸亞鐵。解析：(1)Fe3C在足量的空氣中高溫煅燒生成四氧化三鐵和二氧化碳，反應(yīng)為Fe3C3O2Fe3O4CO2；磁性固體能溶于過(guò)量稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵、NO和水，離子方程式為3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。(2)由總反應(yīng)(2SO2O22H2O=2H2SO4)減去2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H的2倍可得到另一個(gè)離子反應(yīng)為4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)Fe2O3可以和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，F(xiàn)eS可以和稀硫酸反應(yīng)生成硫化氫，鐵離子具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2Fe3H2S=2Fe2S2H，產(chǎn)生硫單質(zhì)。向硫酸鐵溶液中加入足量鐵屑，金屬鐵可以和鐵離子之間反應(yīng)生成亞鐵離子，以制備純凈的綠礬晶體。設(shè)酸性高錳酸鉀溶液體積為x，高錳酸根將亞鐵離子氧化為鐵離子的離子方程式為5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，根據(jù)離子方程式有，解得x0.010 0 L10.00 mL。答案：(1)Fe3C3O2Fe3O4CO23Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O(2)4Fe2O24H=4Fe32H2O(3)2Fe3H2S=2Fe2S2H使Fe3完全轉(zhuǎn)化為Fe2，以制備純凈的綠礬晶體10.00