高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫 3-3 鐵及其化合物（含解析）

第三講鐵及其化合物一、選擇題1．鐵是人類應(yīng)用較早，當(dāng)前應(yīng)用量最大的金屬元素，下列有關(guān)鐵及其化合物的有關(guān)說法中正確的是 ()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾D．Fe3＋與KSCN產(chǎn)生紅色沉淀解析赤鐵礦的主要成分是Fe2O3；鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2；＋3價(jià)鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)榧t色，但沒有沉淀產(chǎn)生，一般可以用此方法檢驗(yàn)＋3價(jià)鐵離子的存在。答案C2．下表各選項(xiàng)中，不能利用置換反應(yīng)通過Y得到W的一組化合物是 ()選項(xiàng)化合物ABCDYCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl2解析A項(xiàng)，Mg與CO2反應(yīng)可生成MgO；B項(xiàng)，Al與Fe2O3反應(yīng)可生成Al2O3；C項(xiàng)，C2H5OH與Na反應(yīng)可生成C2H5ONa；D項(xiàng)，雖然FeCl3與Cu反應(yīng)可以得到CuCl2但該反應(yīng)不是置換反應(yīng)。答案D3．下列實(shí)驗(yàn)中，金屬或固體可以完全溶解的是 ()A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末B．鍍鋅鐵皮加入足量的NaOH溶液中C．1mol銅片與含2molH2SO4的濃硫酸共熱D．常溫下，1mol銅片投入含4molHNO3的濃硝酸中解析MnO2作催化劑，反應(yīng)前后保持不變，故不溶；鐵與NaOH溶液不反應(yīng)，故不能完全溶解；1mol銅片與含2molH2SO4的濃硫酸共熱理論上恰好完全反應(yīng)，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行硫酸變稀，反應(yīng)不再進(jìn)行。答案D4．能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是 ()A．將鐵粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑B．將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O4＋8H＋=3Fe3＋＋4H2OC．將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．將銅屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋解析A項(xiàng)，鐵與稀硫酸反應(yīng)，鐵元素被氧化為＋2價(jià)，正確的離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；B項(xiàng)，磁性氧化鐵中有三分之二的三價(jià)鐵、三分之一的二價(jià)鐵，故其正確的離子方程式為Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C項(xiàng)，因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，但該方程式?jīng)]配平，各物質(zhì)在方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)應(yīng)分別為3、4、1、3、2、1；D項(xiàng)，三價(jià)鐵離子具有強(qiáng)氧化性，能將銅氧化，自身被還原為二價(jià)鐵離子，D正確。答案D5．右圖是三種稀酸對(duì)Fe—Cr合金隨Cr含量變化的腐蝕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列有關(guān)說法正確的是 ()A．稀硝酸對(duì)Fe—Cr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱B．稀硝酸和鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe＋6HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OC．Cr含量大于13%時(shí)，因?yàn)槿N酸中硫酸的氫離子濃度最大，所以對(duì)Fe－Cr合金的腐蝕性最強(qiáng)D．隨著Cr含量增加，稀硝酸對(duì)Fe—Cr合金的腐蝕性減弱解析根據(jù)題圖可知，Cr的含量不同，三種酸對(duì)Fe—Cr合金的腐蝕性不同，當(dāng)w(Cr)較小時(shí)，稀硝酸對(duì)其腐蝕性最強(qiáng)，A不正確；鐵與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO而不是NO2，B錯(cuò)；三種酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，鹽酸中的氫離子濃度最大，C錯(cuò)；根據(jù)圖中稀HNO3的曲線變化，可知D正確。答案D6．將3.48gFe3O4完全溶解在100mL1mol·L－1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25mL，恰好使溶液中Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－,7)全部還原為Cr3＋，則K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度為 ()A．0.05mol·L－1 B．0.1mol·L－1C．0.2mol·L－1 D．0.3mol·L－1解析n(Fe3O4)＝eq\f(3.48g,232g·mol－1)＝0.015mol，因Fe3O4可拆分為FeO·Fe2O3；所以，n(Fe2＋)＝n(Fe3O4)＝0.015mol，設(shè)K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度為x，根據(jù)得失電子守恒可得：0.015mol×1＝x×eq\f(25,1000)L×6，x＝0.1mol·L－1。答案B7．如右圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12mol·L－1的硝酸，加熱充分反應(yīng)后，下列微粒在體系中一定大量存在的是 ()①NOeq\o\al(－,3)②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2A．只有① B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤解析題給12mol·L－1的硝酸是濃硝酸，若鐵少則生成Fe3＋，若鐵過量則生成Fe2＋，故在該體系中一定存在NO2和NOeq\o\al(－,3)。答案B8．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為 ()A．1∶1∶1B．1∶3∶1解析據(jù)氧化性由強(qiáng)到弱的順序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知隨鐵粉的增加，反應(yīng)的方程式分別為4HNO3(稀)＋Fe=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O4mol1mol1mol2Fe(NO3)3＋Fe=3Fe(NO3)22mol1mol3molCu(NO3)2＋Fe=Fe(NO3)2＋Cu1mol1mol1mol所以原溶液中，F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質(zhì)的量之比為：(2mol－1mol)∶1mol∶4mol＝1∶1∶4。答案D二、非選擇題9．(1)如下圖所示，當(dāng)容器A中的反應(yīng)開始后，若分別進(jìn)行下列操作，請(qǐng)回答有關(guān)問題：①若彈簧夾C打開，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？②若開始時(shí)彈簧夾C關(guān)閉，容器A中的反應(yīng)還在進(jìn)行時(shí)，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？寫出B容器中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。③若先打開彈簧夾C一段時(shí)間，容器A中的反應(yīng)還在進(jìn)行時(shí)，再關(guān)閉彈簧夾C一會(huì)兒，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？(2)已知：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2,2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。①含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2，此時(shí)被氧化的離子是________，被氧化的離子的物質(zhì)的量分別是________。②如果向原溶液中通入3molCl2，則被氧化的離子是________，其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別是________。③若向含amolFeI2和bmolFeBr2的溶液中通入cmolCl2，當(dāng)I－、Fe2＋、Br－完全被氧化時(shí)，c為________(用含a、b的代數(shù)式表示)。解析(1)本題應(yīng)注意分析A中壓強(qiáng)變化和A、B中發(fā)生的反應(yīng)類型。①打開C，A中Fe與稀H2SO4反應(yīng)生成H2，A中壓強(qiáng)增大，氣體通過導(dǎo)管進(jìn)入B，B中有氣泡冒出。②若開始關(guān)閉C，A中反應(yīng)生成H2，壓強(qiáng)增大，A中溶液由導(dǎo)管進(jìn)入B，B中Fe2＋與OH－反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)2與B中O2反應(yīng)生成紅褐色沉淀Fe(OH)3。③若先打開C，H2進(jìn)入B，驅(qū)出B中O2，再關(guān)閉C，A中Fe2＋進(jìn)入B，只能生成Fe(OH)2。(2)通過題干兩個(gè)反應(yīng)可知還原性I－>Fe2＋>Br－。由此可知向溶液中加Cl2，再結(jié)合離子的反應(yīng)順序再加以計(jì)算即可。答案(1)①容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出。②容器A中溶液進(jìn)入容器B，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色。2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3③開始時(shí)容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，彈簧夾關(guān)閉后容器A中溶液進(jìn)入容器B，有白色沉淀生成。(2)①I－、Fe2＋2mol、2mol②I－、Fe2＋、Br－1mol、3mol、0.5mol③eq\f(3a＋3b,2)10．硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅，菱鋅礦的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程示意如下：將菱鋅礦研磨成粉的目的是______________________________。(2)完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：eq\x()Fe(OH)2＋eq\x()__________＋eq\x()__________=eq\x()Fe(OH)3＋eq\x()Cl－(3)針鐵礦(Goethite)是以德國詩人歌德(Goethe)名字命名的，組成元素是Fe、O和H，化學(xué)式量為89，化學(xué)式是________。(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)“濾液2”的pH時(shí)，理論上可選用的最大區(qū)間為________。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3開始沉淀的pH10.46.4－－沉淀完全的pH12.48.0－－開始溶解的pH－10.5－－Ksp5.6×10－12－6.8×10－62.8×10－9(5)工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中，合適的反應(yīng)物是________(選填序號(hào))。a．大理石粉b．石灰乳c．純堿溶液d．燒堿溶液(6)“濾液4”之后的操作依次為________、________、過濾、洗滌、干燥。(7)分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于________。解析解答該題的關(guān)鍵是對(duì)題目有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，清楚各步操作的目的。粉碎菱鋅礦是為了使反應(yīng)更充分。濾液1調(diào)pH是為了中和過量的鹽酸生成Fe(OH)2沉淀，加漂白粉是為了將Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3以除去，濾液2調(diào)pH是為了將Zn2＋轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2沉淀，濾液3中含有Mg2＋、Ca2＋，濾液4是純凈的ZnSO4溶液。(5)從濾液3中提取MgO，首先應(yīng)將Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，a項(xiàng)大理石不起作用，c項(xiàng)溶液會(huì)將Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀，故b、d兩項(xiàng)合適。(7)ZnCO3～ZnO125g81gxm2x＝eq\f(125m2,81)kg則菱鎂礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：eq\f(125m2,81m1)。答案(1)增大反應(yīng)物接觸面積或增大反應(yīng)速度或使反應(yīng)更充分(2)eq\x(2)Fe(OH)2＋eq\x(1)ClO－＋eq\x(1)H2O=eq\x(2)Fe(OH)3＋eq\x(1)Cl－(3)FeO(OH)(或其他合理答案)(4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案)(5)b、d(6)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(或其他合理答案)(7)125m2/(8111．鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問題：(1)鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極的電極反應(yīng)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(yīng)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(shí)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)磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2，若有1.5molFe3O4參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是______________。(5)下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是_____(填字母)。選項(xiàng)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(duì)；Ⅱ?qū)Γ挥蠦常溫下鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣高溫下氫氣能還原氧化鐵得到鐵Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；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(cuò)；Ⅱ?qū)?；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(yīng)Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；有解?1)鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極發(fā)生的電極反應(yīng)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(chǎn)生具有吸附作用的Fe(OH)3膠體而凈水：Fe3＋＋3H2OFe(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)1molFe3O4參與反應(yīng)時(shí)，需4molCO，根據(jù)4molCO可得轉(zhuǎn)移8mol電子，所以1.5molFe3O4參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5×8mol＝12mol。(5)選項(xiàng)A，地殼中含量最高的金屬元素是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Ⅰ、Ⅱ錯(cuò)誤，且兩者沒有因果關(guān)系；選項(xiàng)B，F(xiàn)e能與稀H2SO4發(fā)生置換反應(yīng)而產(chǎn)生H2，在高溫條件下，H2還原性很強(qiáng)，又能還原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正確，兩者無因果關(guān)系；選項(xiàng)C，鐵是過渡元素的說法正確；選項(xiàng)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(yīng)生成Fe3O4。答案(1)O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(3)Fe3＋＋3H2OFe(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)12mol(5)B12．黃銅礦CuFeS2可用于冶煉銅，冶煉過程中需要空氣和硅石，硅石主要用于形成爐渣，其反應(yīng)的總方程式為2CuFeS2＋2SiO2＋5O2=2Cu＋2FeSiO3＋4SO2。請(qǐng)回答下列問題：(1)若CuFeS2中Cu的化合價(jià)為＋2，則反應(yīng)中被還原的元素是________________(填元素符號(hào))。(2)黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣中主要含F(xiàn)e2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，請(qǐng)完成以下驗(yàn)證爐渣中含有＋2價(jià)鐵的探究過程中的有關(guān)問題：僅限選擇的試劑有稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。①應(yīng)選用的試劑為_____________________________________________________________________________________________________________________________________。②有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_________________________________________________________________________________________