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2019年高考化學大一輪復習 3.8 鐵及其化合物題組訓練 題組一　鐵及其化合物的性質 1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是(　　) A．Fe(OH)3　Fe2O3　　　 B．Fe(OH)2　Fe2O3 C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4 解析：鐵與稀硫酸生成FeSO4，再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。 答案：B 2．鐵與水蒸氣反應，通常有以下兩種裝置，請思考以下問題： 裝置一 裝置二 實驗 裝置 (1)方法一中，裝置A的作用__________________________。 方法二中，裝濕棉花的作用___________________________。 (2)實驗完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：______________________ ______________________________________________________________。 答案：(1)提供水蒸氣　提供水蒸氣　(2)在溶液中Fe3＋被未反應的鐵粉完全還原為Fe2＋ 題組二　鐵及其化合物的定量計算 3．由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質量比為21∶8，則這種混合物中FeO、Fe2O3與Fe3O4的物質的量之比是(　　) A．1∶2∶1 B．2∶1∶1 C．1∶3∶1 D．1∶1∶3 解析：可用平均組成法來求解：在混合物中鐵原子和氧原子物質的量之比為(21/56)∶(8/16)＝3∶4，則混合物的平均組成為Fe3O4，在三種組合中Fe3O4則不必多考慮，應注意FeO和Fe2O3混合后也應符合Fe3O4，所以在混合物中它們的物質的量之比必須是1∶1。 答案：D 4．含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉，充分攪拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同時析出0.1 mol Ag，下列結論錯誤的是(　　) A．溶液質量減輕 B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋ C．溶液中Cu2＋與Fe2＋的物質的量比為1∶1 D．1 mol Fe可還原2 mol Fe3＋ 解析：由溶液析出0.1 mol Ag，溶解0.1 mol鐵粉可知溶液質量減輕；依信息可知只有Ag析出，Cu2＋沒有參加反應，Ag＋全部被鐵還原，2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，消耗Fe為0.05 mol，生成0.05 mol Fe2＋；溶液中不含Fe3＋，余下的0.05 mol Fe恰好完全反應，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成0.15 mol Fe2＋；溶液中的Cu2＋與Fe2＋的物質的量比為1∶2。 答案：C 題組三　根據試劑判斷Fe2＋、Fe3＋的轉化 5．下列試劑中，不能使Fe2＋轉化為Fe3＋的是(　　) ①氯氣?、贜aCl溶液　③KMnO4溶液?、芟∠跛? ⑤鹽酸?、轓aNO3溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 答案：D 6．將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質，會有三價鐵生成的是(　　) ①硫酸?、诼人、巯跛徜\　④氯化銅 A．①③ B．②④ C．③④ D．②③ 解析：鹽酸中加入硝酸鋅，相當于有HNO3存在，將Fe2＋氧化為Fe3＋。 答案：D 題組四　實現轉化時試劑的選擇 7．如何除去括號中的雜質 (1)Fe2＋(Fe3＋)：__________________________________________； (2)FeCl3(FeCl2)：________________________________________； (3)FeCl2(CuCl2)：________________________________________； (4)Fe(Al)：______________________________________________； (5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：__________________________________。 答案：(1)加過量鐵粉過濾　(2)加氯水或H2O2 (3)加過量鐵粉過濾　(4)加過量強堿溶液過濾 (5)加過量強堿溶液過濾 題組五　Fe3＋、Fe2＋的檢驗 8．為了驗證Fe3＋的性質，某化學興趣小組設計了下圖所示的一組實驗，其中實驗方案設計錯誤的是(　　) A．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤ 解析：③不反應，實驗方案及現象均錯；④檢驗的是Cl－，與Fe3＋的性質無關。 答案：C 9．要證明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋進行如下實驗操作時，最佳順序為(　　) ①加入足量氯水?、诩尤胱懔縆MnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 解析：在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變血紅色，無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不用KMnO4溶液。 答案：C 題組六　鐵及其化合物應用題 10．鐵單質及其化合物在生活、生產中應用廣泛。請回答下列問題： (1)鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時，正極的電極反應式為 ___________________________________________________________。 (2)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應的離子方程式是_____________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)硫酸鐵可作絮凝劑，常用于凈水，其原理是______________________ ________________________________________________________________ (用離子方程式表示)。在使用時發(fā)現硫酸鐵不能使酸性廢水中的懸浮物沉降而除去，其原因是____________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，若有1.5 mol Fe3O4參加反應，轉移電子的物質的量是____________。 (5)下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是________(填字母)。 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 鐵是地殼中含量最高的金屬元素 鐵是人類最早使用的金屬材料 Ⅰ對；Ⅱ對；有 B 常溫下鐵與稀硫酸反應生成氫氣 高溫下氫氣能還原氧化鐵得到鐵 Ⅰ對；Ⅱ對；無 C 鐵屬于過渡元素 鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑 Ⅰ錯；Ⅱ對；無 D 在空氣中鐵的表面能形成致密的氧化膜 鐵不能與氧氣反應 Ⅰ對；Ⅱ對； 有 解析：(1)鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時，正極發(fā)生的電極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (2)Fe3＋氧化Cu而腐蝕印刷電路銅板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (3)Fe3＋水解產生具有吸附作用的Fe(OH)3膠體而凈水：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3(膠體)＋3H＋，在酸性條件下，由于H＋抑制了Fe3＋的水解，無法產生Fe(OH)3膠體，故不能使懸浮物沉降除去。 (4)1 mol Fe3O4參與反應時，需4 mol CO，根據4 mol CO可得轉移8 mol電子，所以1.5 mol Fe3O4參加反應時轉移電子的物質的量為1.58 mol＝12 mol。 (5)選項A，地殼中含量最高的金屬元素是Al，而不是Fe，由于鐵是活潑金屬，需通過冶煉方法獲得，所以Fe不是人類最早使用的金屬材料，陳述Ⅰ、Ⅱ錯誤，且二者沒有因果關系；選項B，Fe能與稀H2SO4發(fā)生置換反應而產生H2，但在高溫條件下，H2還原性很強，又能還原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正確，二者無因果關系；選項C，鐵是過渡元素的說法正確；選項D，鐵在空氣中不能形成致密的氧化膜，且Fe可與純凈的O2反應生成Fe3O4。 答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (3)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋　酸性環(huán)境中，H＋抑制了鐵離子的水解，無法生成氫氧化鐵膠體 (4)12 mol　(5)B 1．[xx北京高考]下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是(　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護 B．鐵遇冷硝酸表面鈍化，可保護內部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe－3e－===Fe3＋ 解析：與電源正極相連的鋼管為電解池陽極，其中Fe失電子被腐蝕，A錯誤；鋼管與銅管接觸易形成原電池，由于Fe的活動性大于Cu，Fe作負極發(fā)生氧化反應生成Fe2＋，鋼管首先被腐蝕，C錯誤；D應該生成Fe2＋。 答案：B 2．[xx山東高考節(jié)選]用稀硫酸浸泡由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅得到的濾渣，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_______(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2＋的方法是__________(注明試劑、現象)。 解析：滴加KSCN溶液后，溶液呈紅色，說明溶液中含有Fe3＋；當Fe3＋存在時，檢驗Fe2＋不能使用KSCN法或NaOH沉淀法。應利用Fe2＋的還原性進行檢驗，即使用溴水或酸性KMnO4。 答案：Fe3＋　取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明溶液中存在Fe2＋ 3．[xx天津理綜卷]FeCl3在現代工業(yè)生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3，再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 Ⅰ.經查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下： ①檢驗裝置的氣密性； ②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣； ③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成； ④…… ⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。 請回答下列問題： (1)裝置A中反應的化學方程式為____________________。 (2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器，第④步操作是____________。 (3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)________。 (4)裝置B中冷水浴的作用為________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑：________。 (5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。 Ⅱ.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。 (6)FeCl3與H2S反應的離子方程式為_____________________。 (7)電解池中H＋在陰極放電產生H2，陽極的電極反應式為___________。 (8)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點： ①H2S的原子利用率為100%；②______________________。 解析：(1)裝置A中反應的方程式為2Fe＋3Cl22FeCl3。 (2)由于無水FeCl3加熱易升華，第④步操作可在沉積的FeCl3固體下方加熱，使沉積的FeCl3進入收集器。 (3)為防止FeCl3潮解采取的措施有②和⑤。 (4)裝置B中冷水浴的作用是冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產品。裝置C的名稱為干燥管。 用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗FeCl2是否失效，若未失效則生成藍色沉淀，若失效則無明顯現象。 (5)用NaOH溶液吸收多余的Cl2。 (6)由題意可寫出FeCl3與H2S反應的離子方程式2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 (7)電解FeCl2溶液時，陽極電極反應式為：Fe2＋－e－===Fe3＋。 (8)該實驗另一個顯著的優(yōu)點為FeCl3得到循環(huán)利用。 答案：(1)2Fe＋3Cl22FeCl3 (2)在沉積的FeCl3固體下方加熱 (3)②⑤ (4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產品　干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (7)Fe2＋－e－===Fe3＋ (8)FeCl3得到循環(huán)利用