（廣西專用）2014屆高三化學一輪復習題庫 3-3 鐵及其化合物（含解析）

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1、第三講 鐵及其化合物 一、選擇題 1．鐵是人類應用較早，當前應用量最大的金屬元素，下列有關鐵及其化合物的有關說法中正確的是 (　　) A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4 B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質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產(chǎn)物為Fe3O4和H2；＋3 價鐵離子遇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＋3價鐵離 子的存在。 答案　C 2．下表各選項中，不能利

2、用置換反應通過Y得到W的一組化合物是 (　　) 選項　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 化合物 　　　 A B C D Y CO2 Fe2O3 C2H5OH FeCl3 W MgO Al2O3 C2H5ONa CuCl2 解析　A項，Mg與CO2反應可生成MgO；B項，Al與Fe2O3反應可 生成Al2O3；C項， C2H5OH與Na反應可生成C2H5ONa；D項，雖然FeCl3與Cu反應可以得到CuCl2但該 反應不是置換反應。 答案　D 3．下列實驗中，金屬或固體可以完全溶解的是 (　　

3、) 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．1 mol銅片與含2 mol H2SO4的濃硫酸共熱 D．常溫下，1 mol銅片投入含4 mol HNO3的濃硝酸中 解析　MnO2作催化劑，反應前后保持不變，故不溶；鐵與NaOH溶液不反應，故不能 完全溶解；1 mol銅片與含2 mol H2SO4的濃硫酸共熱理論上恰好完全反應，但隨著反應 的進行硫酸變稀，反應不再進行。 答案　D 4．能正確表示下列反應的離子方程式是 (　　) A．將鐵粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋

4、＋3H2↑ B．將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑ D．將銅屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 解析　A項，鐵與稀硫酸反應，鐵元素被氧化為＋2價，正確的離子方程式為Fe＋2H＋ ===Fe2＋＋H2↑；B項，磁性氧化鐵中有三分之二的三價鐵、三分之一的二價鐵，故其正 確的離子方程式為Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C項，因為硝酸具有強氧化性， 能將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，但該方程式?jīng)]配平，各物質在方程式中的化

5、學計量數(shù) 應分別為3、4、1、3、2、1；D項，三價鐵離子具有強氧化性，能將銅氧化，自身被還 原為二價鐵離子，D正確。 答案　D 5．右圖是三種稀酸對Fe—Cr合金隨Cr含量變化的腐蝕性實驗結果， 下列有關說法正確的是 (　　) A．稀硝酸對Fe—Cr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱 B．稀硝酸和鐵反應的化學方程式是：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3 ＋3NO2↑＋3H2O C．Cr含量大于13%時，因為三種酸中硫酸的氫離子濃度最大，所 以對Fe－Cr合金的腐蝕性最強 D．隨著Cr含量增加，稀硝酸對Fe—Cr合

6、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Fe—Cr合金的腐蝕性不同，當w(Cr) 較小時，稀硝酸對其腐蝕性最強，A不正確；鐵與稀硝酸反應生成的是NO而不是NO2， B錯；三種酸的質量分數(shù)相同，鹽酸中的氫離子濃度最大，C錯；根據(jù)圖中稀HNO3的 曲線變化，可知D正確。 答案　D 6．將3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1 mol·L－1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中Fe2＋全部轉化為Fe3＋，Cr2O全部還原為Cr3＋，則K2Cr2O7溶液的物質的量濃度為 (　　) A．0.05 mol·

7、L－1 B．0.1 mol·L－1 C．0.2 mol·L－1 D．0.3 mol·L－1 解析　n(Fe3O4)＝＝0.015 mol，因Fe3O4可拆分為FeO·Fe2O3；所以，n(Fe2＋) ＝n(Fe3O4)＝0.015 mol，設K2Cr2O7的物質的量濃度為x，根據(jù)得失電子守恒可得：0.015 mol×1＝x× L×6，x＝0.1 mol·L－1。 答案　B 7．如右圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 mol·L－1的硝酸，加熱充分反應后，下列微粒在體系中一定大量存在的是 (　　) ①NO ?、贔e3＋ 　③H＋

8、?、躈O ⑤NO2 A．只有① B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤ 解析　題給12 mol·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NO。 答案　B 8．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的量之間的關系如圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質的量濃度之比為 (　　) A．1∶1∶1 B．1∶3∶1 C．3∶3∶8 D．1∶1∶4 解析　據(jù)氧化性由強到弱的順序H

9、NO3>Fe3＋>Cu2＋，可知隨鐵粉的增加，反應的方程式 分別為 4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 4 mol　　　1 mol　　1 mol 2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2 2 mol　　　1 mol　　3mol Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu 1 mol　　1 mol　　1 mol 所以原溶液中，F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質的量之比為：(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4 mol＝1∶1∶4。 答案　D 二、非選擇題 9．(1)如下圖所示，當容器A中的反應開始后，若分別

10、進行下列操作，請回答有關問題： ①若彈簧夾C打開，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？ ②若開始時彈簧夾C關閉，容器A中的反應還在進行時，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？寫 出B容器中有關反應的化學方程式。 ③若先打開彈簧夾C一段時間，容器A中的反應還在進行時，再關閉彈簧夾C一會兒， B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？ (2)已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2,2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。 ①含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2，此時被氧化的離子是________， 被氧化的離子的物質的量分別是________。 ②如果向原溶液中

11、通入3 mol Cl2，則被氧化的離子是________，其對應的氧化產(chǎn)物的物 質的量分別是________。 ③若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2，當I－、Fe2＋、Br－完全被氧化 時，c為________(用含a、b的代數(shù)式表示)。 解析　(1)本題應注意分析A中壓強變化和A、B中發(fā)生的反應類型。 ①打開C，A中Fe與稀H2SO4反應生成H2，A中壓強增大，氣體通過導管進入B，B 中有氣泡冒出。 ②若開始關閉C，A中反應生成H2，壓強增大，A中溶液由導管進入B，B中Fe2＋與 OH－反應生成Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)

12、2與B中O2反應生成紅褐色沉淀Fe(OH)3。 ③若先打開C，H2進入B，驅出B中O2，再關閉C，A中Fe2＋進入B，只能生成Fe(OH)2。 (2)通過題干兩個反應可知還原性I－>Fe2＋>Br－。由此可知向溶液中加Cl2，再結合離子的 反應順序再加以計算即可。 答案　(1)①容器B中的導管口有氣泡冒出。 ②容器A中溶液進入容器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↓＋Na2SO4 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ③開始時容器B中的導管口有氣泡冒出，彈簧夾關閉后容器A中溶液進入容

13、器B，有白 色沉淀生成。 (2)①I－、Fe2＋　2 mol、2 mol?、贗－、Fe2＋、Br－　1 mol、3 mol、0.5 mol?、? 10．硫酸鋅可作為食品鋅強化劑的原料。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： (1) 將菱鋅礦研磨成粉的目的是______________________________。 (2)完成“氧化除鐵”步驟中反應的離子方程式： Fe(OH)2＋__________＋__________===Fe(OH)3＋Cl－ (3)針鐵礦(Goethite)

14、是以德國詩人歌德(Goethe)名字命名的，組成元素是Fe、O和H，化 學式量為89，化學式是________。 (4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調節(jié)“濾液2”的pH時，理論上可選用的最大區(qū)間為________。 Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 開始沉 淀的pH 10.4 6.4 － － 沉淀完 全的pH 12.4 8.0 － － 開始溶 解的pH － 10.5 － － Ksp 5.6×10－12 － 6.8×10－6 2.8×10－9 (5)工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中，合適的反應物是________(選填序號

15、)。 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的質量分數(shù)不低于________。 解析　解答該題的關鍵是對題目有個整體的認識，清楚各步操作的目的。粉碎菱鋅礦是 為了使反應更充分。濾液1調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pH是為了將Zn2＋轉化為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

16、， 首先應將Mg2＋轉化為Mg(OH)2沉淀，a項大理石不起作用，c項溶液會將Ca2＋轉化為 CaCO3沉淀，故b、d兩項合適。 (7)ZnCO3　～　ZnO 125 g　　　81 g x　　　　　m2 x＝ kg 則菱鎂礦粉中ZnCO3的質量分數(shù)為：。 答案　(1)增大反應物接觸面積或增大反應速度或使反應更充分 (2)Fe(OH)2＋ClO－＋H2O===Fe(OH)3＋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　冷卻結晶(或其他合理答案) (7)125m2/(81m1)(或其他合理

17、答案) 11．鐵單質及其化合物在生活、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

18、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

19、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

20、＋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＋＋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(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的量為1.5×8 mol＝12 mol。 (5)選項A，地殼中含量最高的金屬元素是Al元素

21、，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錯誤，且兩者 沒有因果關系；選項B，F(xiàn)e能與稀H2SO4發(fā)生置換反應而產(chǎn)生H2，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，兩者無因果關系；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

22、的水解，無法生 成氫氧化鐵膠體 (4)12 mol　(5)B 12．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，其反應的總方程式為2CuFeS2＋2SiO2＋5O2===2Cu＋2FeSiO3＋4SO2。請回答下列問題： (1)若CuFeS2中Cu的化合價為＋2，則反應中被還原的元素是________________(填元素 符號)。 (2)黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣中主要含F(xiàn)e2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，請完成以下驗證 爐渣中含有＋2價鐵的探究過程中的有關問題： 僅限選擇的試劑有稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、N

23、aOH溶液、碘水。 ①應選用的試劑為__________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 ②有關的實驗現(xiàn)象為__________________________________________________________ __________________________________________________________________________

24、_。 (3)據(jù)報道，有一種叫Thibacillus Ferroxidans的細菌在氧氣存在下，酸性溶液中，可將黃 銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。 利用反應后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O)： ①操作a的名稱是________________，操作b的操作方法是________________________。 ②檢驗溶液B中Fe3＋是否被除盡的試劑是________________，證明Fe3＋已被除盡的現(xiàn)象 是_____________________________

25、_________________________________。 ③在實驗室中，設計兩個原理不同的方案，從溶液B中提煉金屬銅(要求：一種方案只用 一個反應來完成)。寫出兩種方案的化學方程式： 方案一：__________________________________________________________________； 方案二：___________________________________________________________________。 答案　(1)Cu、O (2)①稀硫酸、KMnO4溶液?、谙×蛩峤t渣所得溶液使KMnO4溶液褪色 (3)①過濾　蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶?、贙SCN溶液　取少量溶液B于試管中，加KSCN溶 液后不變紅　③CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4