2022高考化學一輪復習練習-鐵及其重要化合物習題

鐵及其重要化合物A組1．(·甘肅蘭州模擬)人們習慣上把金、銀、銅、鐵、錫五種金屬統(tǒng)稱為“五金”。在“五金”順序中，把一種金屬的位置向后移一位，正好符合某化學規(guī)律。這種金屬和該化學規(guī)律是(A)A．鐵；金屬活動性順序B．金；質量守恒定律C．銀；元素周期律D．銅；金屬密度順序[解析]金、銀、銅、鐵、錫五種金屬的金屬活動性由弱到強的順序為金、銀、銅、錫、鐵，A項正確。2．(·山東泰安模擬)下列關于Fe、Cu、Mg、Al四種金屬元素的說法中正確的是(B)A．四種單質都能和鹽酸反應，生成相應的鹽和氫氣B．制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能將溶液直接蒸干C．將Mg棒和Al棒作為原電池的兩個電極插入NaOH溶液中，用導線連接后Mg棒上發(fā)生氧化反應D．鐵銹主要成分是氧化鐵，銅銹主要成分是氧化銅[解析]A項，Cu單質不與鹽酸反應；C項，一般情況下，在原電池中，金屬性強的電極作負極，但也要根據(jù)電解質溶液的實際情況考慮，Mg的金屬性強于Al，但是Mg不與NaOH溶液反應，Al可與NaOH溶液反應，所以此時Al棒作負極，發(fā)生氧化反應；D項，鐵銹的主要成分是氧化鐵，銅銹的主要成分是堿式碳酸銅。3．(·安徽安慶模擬)下列敘述中不正確的是(B)①Fe與S混合加熱生成FeS2②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應③過量的鐵與濃硝酸加熱反應有氣體生成④FeCl3溶液能與Cu反應，可用于蝕刻印刷電路板A．①③B．①②C．②④D．②③[解析]Fe遇強氧化劑(如HNO3、Cl2等)生成Fe3＋，遇弱氧化劑(如S或I2等)生成Fe2＋，故Fe與S混合加熱生成FeS，①錯誤；Fe與稀硝酸反應生成的氣體為NO，該反應不是置換反應，②錯誤。4．(·試題調研)某同學欲探究鐵及其化合物的性質，下列實驗方案可行的是(D)A．將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B．將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C．在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO4·6H2O晶體D．將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3＋的氧化性強于Cu2＋[解析]熱的濃硫酸不僅能與鐵反應．還能與銅等不活潑金屬反應，因此將鐵粉加入熱的濃硫酸中，不能用于探究鐵的活潑性，故A項方案不可行；將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中，會得到氫氧化鐵沉淀而不是氫氧化鐵膠體，故B項方案不可行；在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會得到不含結晶水的化合物，故C項方案不可行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應：Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋，該反應說明Fe3＋的氧化性強于Cu2＋，故D項方案可行。5．(新題選萃)如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質間的反應。下列各對應反應的離子方程式書寫不正確的是(B)A．Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O[解析]Fe3O4與稀硝酸反應時，F(xiàn)e2＋會被氧化為Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NOeq\o\al(－,3)=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。6．(·福建福州檢測)下列檢驗試劑選用正確的是(C)A．用氯水、KSCN溶液檢驗FeCl3中是否有FeCl2B．用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3中是否有FeCl2C．用NaOH溶液檢驗MgCl2中是否有FeCl2D．用硝酸檢驗某黃色固體是純銅還是黃銅[解析]A項，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的干擾無法消除，不符合題意；B項，酸性KMnO4溶液還能氧化Cl－，不符合題意；C項，雖然Mg2＋也能形成白色沉淀，但若有Fe2＋，則生成的白色沉淀顏色會發(fā)生變化，符合題意；D項，純銅和黃銅均能溶解在硝酸中，不符合題意。7．(·浙江寧波鎮(zhèn)海中學模擬)如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化。實驗提供的試劑：鐵屑、6mol·L－1硫酸溶液、NaOH溶液。下列說法錯誤的是(B)A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的試劑是鐵屑B．實驗開始時應先將活塞E關閉C．生成Fe(OH)2的操作：關閉E，使A中溶液壓入B中D．取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，有關反應的化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[解析]制取硫酸亞鐵需要鐵屑，蒸餾燒瓶中應預先加入的試劑是鐵屑，A項正確，稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，如果不打開活塞E，會造成實驗失敗，B項錯誤；鐵和硫酸反應有氫氣生成，關閉活塞E，氫氣所產(chǎn)生的壓強逐漸增大，導致FeSO4溶液被壓入B瓶中進行反應生成氫氧化亞鐵，所以操作為：關閉活塞E，使FeSO4溶液被壓入B瓶進行反應，C項正確；氧氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化，最終生成紅褐色的氫氧化鐵，反應方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，D項正確。8．(·廣西南寧二中月考)Ⅰ.鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物，氯化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。已知氧化鐵是一種重要的化工原料，無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl3·nH2O。(1)某學習小組用如圖裝置在實驗室制備無水氯化鐵，請你一起參與該小組的活動。①裝置A中發(fā)生反應的離子方程式是__MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O____。②裝置B的作用是__除去HCl___，C中的試劑是__濃硫酸___。③實驗開始時先點燃__A___處酒精燈；裝置E的作用為__防止外界空氣中的水蒸氣進入D，并吸收尾氣___。(2)工業(yè)上制備無水氯化鐵的一種工藝流程如下：①吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式為__2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－____。②簡述由FeCl3·6H2O晶體得到無水氯化鐵的操作：__在HCl氣流中加熱蒸干___。Ⅱ.利用如圖所示裝置，可以驗證NH3和HCl的有關性質。實驗前a、b、c活塞均關閉。(1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是__先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b活塞)___。(2)若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(假設NH3不能被完全吸收)，在燒瓶Ⅱ中可觀察到的現(xiàn)象是__Ⅱ中導管口處出現(xiàn)白煙___。(3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關，要在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是__先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后關閉a活塞，再打開b活寨___。[解析]Ⅰ.(1)實驗室制備無水氯化鐵，需要先制取氯氣，用裝置A制取氯氣，裝置B用于除去氯氣中的氯化氫，裝置C用于干燥氯氣，由于無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl3·nH2O，所以裝置E可防止空氣中的水蒸氣進入裝置D，同時吸收未反應的氯氣，防止污染空氣。①根據(jù)圖示，裝置A是制備氯氣的裝置，發(fā)生反應的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Cl2↑＋Mn2＋＋2H2O。②裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氯，裝置C用于干燥氯氣，C中的試劑可以為濃硫酸。③實驗開始時先點燃A處酒精燈，排盡裝置中的空氣，防止鐵粉與氧氣、水蒸氣反應；裝置E的作用為阻止外界空氣中的水蒸氣進入D，吸收尾氣。(2)氯氣與鐵在反應爐中反應生成氯化鐵，尾氣用吸收劑Q處理得到氯化鐵，故Q為氯化亞鐵，氯化鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到氯化鐵晶體，為防止氯化鐵水解，在HCl氣流中加熱蒸干氯化鐵晶體得到氯化鐵。①吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。②為防止氯化鐵水解，需要在HCl氣流中加熱蒸干。Ⅱ.(1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“噴泉”，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，應該先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b活塞)，則在Ⅱ中氨氣被水吸收，形成負壓，而產(chǎn)生“噴泉”。(2)若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，Ⅰ中氨氣溶于水，壓強減小，Ⅰ中氯化氫進入Ⅱ中，氯化氧和氨氣反應生成固體氯化銨，出現(xiàn)白煙。(3)要在燒瓶Ⅰ中形成噴泉，就要形成負壓：先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，Ⅰ中氯化氫部分進入Ⅱ中，使Ⅰ中形成負壓，關閉a活塞，再打開b活塞，燒杯中水進入Ⅰ中，形成噴泉。B組能力提升題9．(·試題調研)若用鐵制取較純凈的氧化鐵，且要求符合“綠色化學”思想，下列實驗方案最好的是(C)A．使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B．鐵在氯氣中燃燒，加水溶解，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，最后充分加熱分解C．使鐵溶解于稀硫酸中，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，最后充分加熱分解D．使鐵與足量稀硝酸反應，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，最后充分加熱分解[解析]鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化，反應時間長，而且制得的氧化鐵純度低，A項錯誤；B、D項中都涉及有污染性物質的使用或生成，不符合“綠色化學”的要求。10．(·廣東深圳調研)將金屬銅、鐵置于氯化鐵溶液中充分反應，下列對反應情況設想的評價正確的是(D)選項反應情況設想評價A當鐵、銅均不剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定無Fe3＋正確，F(xiàn)e3＋和Fe、Cu均可反應B當鐵、銅均有剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，無Fe3＋正確，F(xiàn)e和Cu均可與Fe3＋反應，故有Fe2＋和Cu2＋，無Fe3＋C當銅有剩余，鐵無剩余時，溶液中一定只有Fe2＋，無Cu2＋正確，Cu有剩余，故無Cu2＋D當鐵有剩余，銅無剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋不正確，不可能有Fe剩余而無Cu剩余，因為Fe比Cu優(yōu)先與Fe3＋反應[解析]當鐵、銅均無剩余時，溶液中可能有Fe3＋存在，A項錯誤；當鐵過量時，溶液中無Cu2＋和Fe3＋，B項錯誤；銅有剩余則溶液中一定無Fe3＋，可能有Cu2＋，C項錯誤；鐵比銅活潑，不可能有鐵剩余而無銅剩余，D項正確。11．(·吉林省實驗中學一模)部分氧化的Fe－Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76g，經(jīng)如下處理：下列說法不正確的是(C)A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、H＋B．樣品中鐵元素的質量為2.24gC．樣品中CuO的質量為4.0gD．V＝448mL[解析]生成的3.2g濾渣是銅，金屬銅可以和鐵離子反應，所以濾液A中一定不含有鐵離子，故A正確；灼燒后得到的固體為三氧化二鐵，其物質的量為eq\f(3.2g,160g·mol－1)＝0.02mol，鐵元素的物質的量為0.02mol×2＝0.04mol，質量為0.04mol×56g·mol－1＝2.24g，故B正確；根據(jù)B中分析可知鐵元素質最為2.24g，而樣品質量為5.76g，所以樣品中CuO質量不超過5.76g－2.24g＝3.52g，故C錯誤；濾液A中溶質為H2SO4和FeSO4，而鐵元素的物質的量為0.04mol，說明參加反應的硫酸的物質的量為0.04mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的氫離子和合金中的氧離子結合生成水，由于合金中氧離子的物質的量為eq\f(5.76－3.2－2.24g,16g·mol－1)＝0.02mol，可結合氫離子0.04mol，所以參與反應的硫酸中有0.04mol×2－0.04mol＝0.04molH＋生成氫氣，即生成0.02mol氫氣，標準狀況下體積為448mL，故D正確。12．(·湖南衡陽聯(lián)考)某課外興趣小組同學利用如圖裝置測定FeSO4·xH2O中結晶水含量，實驗前測得裝置A(包括石英玻璃管及兩端開關K1和K2)的質量為m1g，裝入樣品測得裝置A的質量為m2g。下列有關說法錯誤的是(B)A．儀器B的名稱為球形干燥管，其中可裝入堿石灰B．加熱前先通入一段時間的N2以排出裝置中的空氣，目的是防止發(fā)生爆炸C．若加熱至恒重時，裝置A的質量為m3g，則x＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)D．若先加熱一段時間后再通入N2或撤去B裝置都會使x值偏低[解析]FeSO4·xH2O受熱分解生成硫酸亞鐵和水，堿石灰的作用是防止外界空氣中的水蒸氣進入A裝置，干擾實驗，A正確；加熱前先通入一段時間的N2以排出裝置中的空氣，目的是防止硫酸亞鐵被空氣中的氧氣氧化，B錯誤；根據(jù)題意可知，F(xiàn)eSO4的質量為(m3－m1)g，F(xiàn)eSO4晶體的質量為(m2－m1)g，結晶水的質量為(m2－m3)g，n(FeSO4)＝eq\f(m3－m1,152)mol，n(H2O)＝eq\f(m2－m3,18)mol，結晶水的數(shù)目x＝eq\f(nH2O,nFeSO4)＝eq\f(\f(m2－m3,18)mol,\f(m3－m1,152)mol)＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)，C正確；若先加熱一段時間后再通入N2或撤去B裝置，都會導致剩余固體質量增大，會使測定的x值偏低，D正確。13．(·課標理綜)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一，采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：下列敘述錯誤的是(D)A．合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反應的金屬離子為Fe3＋D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉[解析]廢舊電池隨意丟棄既會對環(huán)境造成污染又會浪費資源，合理處理廢舊電池既有利于保護環(huán)境，又能實現(xiàn)資源再利用，A正確；正極片與堿液反應生成偏鋁酸鈉，則可以回收金屬鋁，磷酸亞鐵鋰中含有鋰元素和鐵元素，分步沉淀可以回收金屬鐵和鋰，B正確；含磷酸亞鐵鋰濾渣與硫酸和硝酸的混合溶液反應，因硝酸有強氧化性，可以把亞鐵離子氧化為鐵離子，故含Li、P、Fe等濾液中Fe元素以Fe3＋形式存在，加入堿液后Fe3＋與氫氧根離子反應生成氫氧化鐵沉淀，C正確；最后濾液中的鋰離子與碳酸鈉中的碳酸根離子結合生成碳酸鋰沉淀，由對角線規(guī)則可知，鋰及其化合物的性質與鎂及其化合物的性質相似，由碳酸鎂難溶于水推知碳酸鋰難溶于水，由硫酸鎂易溶于水推知硫酸鋰也易溶于水，故不能用硫酸鈉代替碳酸鈉，D錯誤。(·河南商丘九校聯(lián)考)現(xiàn)有一包鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，在高溫下使之充分反應，將反應后的固體分為兩等份，進行如下實驗(計算pH時假定溶液體積沒有變化)：①向其中一份固體中加入100mL2.0mol·L－1的NaOH溶液，加熱使其充分反應后過濾，常溫下測得濾液的pH＝14。②向另一份固體中加入140mL4.0mol·L－1的HCl溶液，使固體全部溶解，測得反應后所得溶液中只有H＋、Fe2＋和Al3＋三種陽離子，且pH＝0。(1)寫出該鋁熱反應的化學方程式：__2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3____。(2)這包鋁熱劑中鋁粉的質量為__5.4g___，氧化鐵粉末的質量為__9.6g___。[解析](1)鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的化學方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。(2)①中反應后氫氧根離子的物質的量為1mol·L－1×0.1L＝0.1mol，反應中消耗的氫氧化鈉的物質的量為2mol·L－1×0.1L－0.1mol＝0.1mol，氫氧化鈉與鋁反應生成偏鋁酸鈉：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，則偏鋁酸鈉的物質的量為0.1mol，根據(jù)鋁原子守恒可知原混合物中金屬鋁的物質的量是0.2mol，質量是0.2mol×27g·mol－1＝5.4g。②中反應后pH＝0，則反應后氫離子的物質的量是0.14L×1mol·L－1＝0.14mol，由①可知，每份固體中含0.1molAl，金屬鋁消耗的HCl的物質的量為0.3mol，HCl的總物質的量為0.14L×4mol·L－1＝0.56mol，所以根據(jù)氯原子守恒可知，生成氯化亞鐵的物質的量為eq\f(0.56－0.14－0.3mol,2)＝0.06mol；由Fe元素守恒可知，整包鋁熱劑中氧化鐵的物質的量是0.06mol，質量是0.06mol×160g·mol－1＝9.6g。15．(新題選萃)某學生欲通過實驗方法驗證Fe2＋的性質。(1)該同學在實驗前，依據(jù)Fe2＋的__還原___性，填寫了下表。實驗操作預期現(xiàn)象反應的離子方程式向盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入數(shù)滴濃硝酸，振蕩試管中產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液顏色逐漸變黃Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋2H＋=Fe3