高中化學 第2節(jié) 鐵和鐵的化合物解析 人教版

1、第十一章 第二節(jié) 第2節(jié) 鐵和鐵的化合物解析 人教版一、選擇題1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FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液【答案】C2把一鐵片插入下列溶液中，過一段時間取出，發(fā)現(xiàn)鐵片的質(zhì)量減小，且沒有氣體產(chǎn)生，此溶液是()AFeSO4 BFe2(SO4)3CH2SO4 DCuSO4【解析】Fe與Fe3發(fā)生反應，形成Fe2進入溶液，故Fe片質(zhì)量減輕且無氣體放出，F(xiàn)e與H2SO4反應放出H2，F(xiàn)e與CuSO4溶液反應，會有

2、Cu析出附著在Fe片上使之質(zhì)量增重，F(xiàn)e與FeSO4溶液不發(fā)生化學反應，故A、C、D均不符合題意?！敬鸢浮緽3向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(標準狀況)的氣體，在所得溶液中加入KSCN溶液無血紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，能得到鐵的質(zhì)量是()A11.2 g B5.6 gC2.8 g D無法計算【解析】依題意，恰好反應后溶液中只存在FeCl2，根據(jù)元素守恒法，可建立關系n(Fe)n(Fe2)n(Cl)n(HCl)×0.1 L×1 mol/L0.05

3、 mol，m(Fe)2.8 g?！敬鸢浮緾4在硫酸鐵溶液中加入a g銅，完全溶解后，再加入b g鐵，充分反應后得到c g殘余固體，且a>c，則下列說法正確的是 ()A殘余固體全部是銅B殘余固體可能為鐵和銅的混合物C殘余固體是鐵，溶液中一定不含Cu2D最后得到的溶液中可能含F(xiàn)e3【解析】殘留固體中一定含有Cu，由于a>c，說明溶液中一定含有Cu2，故c g殘余固體中不可能含F(xiàn)e，溶液中也一定不含F(xiàn)e3?！敬鸢浮緼5將一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入到250 mL 2 mol·L1的硝酸溶液中，反應完全后，無固體剩余，生成1.12 L NO氣體(標準狀況)，再向反應后的溶

4、液中加入1 mol·L1的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最少為()A450 mL B500 mLC400 mL D無法確定【解析】要使鐵元素全部沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最小，很重要的一點就是加入NaOH溶液后，無論是生成Fe(OH)2還是Fe(OH)3沉淀，剩余溶液始終為NaNO3溶液，注意Na與NO的量的比例關系為11，也就是說NaOH的物質(zhì)的量與NO的物質(zhì)的量相等時，使鐵元素全部沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最小?，F(xiàn)在只需求NO的物質(zhì)的量即可，故由開始加入的HNO3(物質(zhì)的量為0.25 L×2 mol/L0.5 mol)一部分變成

5、了NO氣體(其物質(zhì)的量為1.12 L/22.4 L/mol0.05 mol)剩余部分(其物質(zhì)的量為0.5 mol0.05 mol0.45 mol)就是最終與Na以11的關系存在于溶液中的部分，即有n(NaOH)n(NO)0.45 mol，故NaOH溶液的體積為450 mL?！敬鸢浮緼6下列敘述不正確的是()A硝酸銀溶液通常保存在棕色試劑瓶中，是因為硝酸銀見光易分解B乙醇的沸點比甲醚(CH3OCH3)高，主要原因是乙醇分子間能形成氫鍵C反應AgClNaBr=AgBrNaCl能在水溶液中進行，是因為AgBr比AgCl更難溶于水D常溫下濃硫酸可貯存于鐵制或鋁制容器中，說明常溫下鐵和鋁與濃硫酸不反應【

6、答案】D7某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2、0.2 mol Fe3，加入0.2 mol鐵粉，待Fe3完全還原后，溶液中Fe2的物質(zhì)的量濃度為(假設反應前后體積不變)()A0.4 mol·L1 B0.6 mol·L1C0.8 mol·L1 D1.0 mol·L1【解析】本題主要考查鐵及其化合物的性質(zhì)和有關計算。由反應2Fe3Fe=3Fe2可知Fe粉過量，0.2 mol Fe3與過量Fe粉作用生成0.3 mol Fe2，故反應后Fe2的總物質(zhì)的量為0.4 mol，溶液中c(Fe2)0.8 mol·L1。【答案】C8下列各組物質(zhì)，不能按

7、(“”表示反應一步完成)關系轉化的是()選項abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BNONO2HNO3CFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3DCH2=CH2CH2BrCH2BrCHCH【解析】Fe(OH)3無法一步生成FeCl2?！敬鸢浮緾9下列物質(zhì)能通過化合反應直接制得的是()FeCl2H2SO4NH4NO3HClA只有B只有C只有 D全部【解析】反應舉例：2FeCl3Fe=3FeCl2；SO3H2O=H2SO4；NH3HNO3=NH4NO3；H2Cl22HCl?！敬鸢浮緿10元素X的單質(zhì)及X與Y形成的化合物能按下圖所示的關系發(fā)生轉化：下列說法不正確的是 ()AX可能是金屬BX可能是

8、非金屬Cn可以等于2或3DXYm與XYn的相互轉化是可逆反應【解析】X元素可以是鐵：Fe2HCl=FeCl2H2，2FeCl2Cl2=2FeCl3、2FeCl3Fe=3FeCl2、2Fe3Cl22FeCl3，A對；X元素可以是碳：CH2O(g)COH2、2COO22CO2、CO2C2CO、CO2CO2，B對；n可以等于2或3，C對；XYm與XYn的相互轉化不是可逆反應，D錯。【答案】D二、非選擇題11向含有0.8 mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4 g的鐵粉，假設反應分為兩個階段。第一階段為：FeHNO3Fe(NO3)3NOH2O(1)寫出這兩階段反應的離子方程式。(2)求這兩個階段反應中，

9、加入鐵粉的物質(zhì)的量和溶液中鐵元素存在的形式。(3)在右圖中畫出溶液中Fe2、NO離子的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關系圖象(橫坐標為加入鐵粉的物質(zhì)的量，縱坐標是溶液中離子的物質(zhì)的量)。【解析】0.8 mol HNO3與0.4 mol Fe粉反應，在第一階段Fe粉過量，第二階段必是Fe與Fe3反應。并且第一階段結束，NO的量不再發(fā)生變化。【答案】(1)Fe4HNO=Fe3NO2H2O,2Fe3Fe=3Fe2(2)加入鐵粉為00.2 mol，為Fe3；加入鐵粉為0.20.3 mol，為Fe2和Fe3；加鐵粉n(Fe)0.3 mol，為Fe2。(3)如下圖12下圖是無機物AM在一定條件下的轉化

10、關系(部分產(chǎn)物及反應條件未列出)。其中，I是由第三周期元素組成的單質(zhì)中熔點最高的金屬，K是一種紅棕色氣體。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)在周期表中，組成單質(zhì)G的元素位于第_周期第_族。(2)在反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(3)在反應中，既屬于化合反應又屬于非氧化還原反應的是_(填寫序號)。(4)反應的離子方程式是_。 (5)將化合物D與KNO3、KOH共融，可制得一種“綠色”環(huán)保高效凈水劑K2FeO4(高鐵酸鉀)，同時還生成KNO2和H2O。該反應的化學方程式是_?！窘馕觥拷馔茢囝}的關鍵是“特殊”“關系”。K是一種可由氧氣與L反應而得到的紅棕色氣體，可推知K是NO2，繼而推出J溶液為硝酸溶

11、液。由FeS2ABC的溶液，可推出：A為SO2，B為SO3，C為H2SO4。由于FeS2O2A(SO2)D，可知D為Fe的氧化物。由于FE,D，可推出：E為Fe(OH)3，D為Fe2O3。結合I為第三周期元素組成的單質(zhì)中熔點最高的金屬，可知I為金屬鋁。2AlFe2O32FeAl2O3，而G與HNO3生成NO及M溶液，則G為金屬鐵，H為Al2O3，M可能為Fe(NO3)2或Fe(NO3)3。由于M能與C溶液(H2SO4)反應，則M只能為Fe(NO3)2。綜上所述：A為SO2，B為SO3，C為H2SO4，D為Fe2O3，E為Fe(OH)3，F(xiàn)的溶液為Fe2(SO4)3與Fe(NO3)3的混合溶液，

12、G為Fe，H為Al2O3，I為Al，J為HNO3，K為NO2，L為NO，M為Fe(NO3)2?！敬鸢浮?1)四(或4)(2)12(3)(4)3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O(5)Fe2O33KNO34KOH2K2FeO43KNO22H2O13鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)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(xiàn)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

13、礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe3O44CO3Fe4CO2，若有1.5 mol Fe3O4參加反應，轉移電子的物質(zhì)的量是_。(5)下表中，對陳述、的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是_(填字母)。選項陳述陳述判斷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對；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對；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錯；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對；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：O22H2O4e=4OH。(2)Fe3氧化Cu而腐蝕印刷電路

14、銅板：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(3)Fe3水解產(chǎn)生具有吸附作用的Fe(OH)3膠體而凈水：Fe33H2OFe(OH)3(膠體)3H，在酸性條件下，由于H抑制了Fe3的水解，無法產(chǎn)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(jù)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(zhì)的量為1.5×8 mol12 mol。 (5)選項A，地殼中含量最高的金屬元素Al元素，而不是Fe元素，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、錯誤，且二者沒有因

15、果關系。選項B，F(xiàn)e能與稀H2SO4發(fā)生置換反應而產(chǎn)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、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?！敬鸢浮?1)O22H2O4e=4OH(2)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(3)Fe33H2OFe(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)B14(2009年北京理綜)以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下(部分操作和條件略)：.從廢液中提純并結晶出FeSO4·

16、;7H2O。.將FeSO4·7H2O配制成溶液。.FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合，得到含F(xiàn)eCO3的濁液。.將濁液過濾，用90 熱水洗滌沉淀，干燥后得到FeCO3固體。.煅燒FeCO3，得到Fe2O3固體。已知：NH4HCO3在熱水中分解。(1)中，加足量的鐵屑除去廢液中的Fe3，該反應的離子方程式是_。(2)中，需加一定量硫酸。運用化學平衡原理簡述硫酸的作用_。(3)中，生成FeCO3的離子方程式是_。若FeCO3濁液長時間暴露在空氣中，會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學方程式是_。(4)中，通過檢驗SO來判斷沉淀是否洗滌干凈，檢驗SO的操作是_。(5)已知煅

17、燒FeCO3的化學方程式是4FeCO3O22Fe2O34CO2。現(xiàn)煅燒464.0 kg的FeCO3，得到316.8 kg產(chǎn)品。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有FeO，則該產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量是_kg。(摩爾質(zhì)量/g·mol1：FeCO3 116Fe2O3 160FeO 72)【解析】(1)注意配平。(2)FeSO4屬強酸弱堿鹽，F(xiàn)e2水解，加硫酸顯然是為了抑制Fe2的水解。(3)可分步理解：Fe2HCO=FeCO3H，HHCO=H2OCO2。FeCO3的變化屬信息方程式的書寫，由Fe(OH)3的生成確定H2O、O2參與反應。(4)屬較常規(guī)的設問，平時的實驗基礎要扎實。(5)FeCO3中的鐵元素分別轉移到Fe2O3、FeO中，根據(jù)鐵元素守恒來解題。設產(chǎn)物中FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量分別為x、y，則：72x106y316.8×103，x2y