（廣西專用）2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫(kù) 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DFe3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C1 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(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；1 mol銅片與含2 mol H2SO4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：2Fe6H=2Fe33H2B將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O48H=3Fe34H2OC將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合：Fe24HNO=Fe32H2ONOD將銅屑加入Fe3溶液中：2Fe3Cu=2Fe2Cu2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Fe2H=Fe2H2；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Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O；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)FeCr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)FeCr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：Fe6HNO3(稀)=Fe(NO3)33NO23H2OCCr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)FeCr合金的腐蝕性最強(qiáng)D隨著Cr含量增加，稀硝酸對(duì)FeCr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)FeCr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3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1 mol·L1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe3，Cr2O全部還原為Cr3，則K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度為 ()A0.05 mol·L1 B0.1 mol·L1 C0.2 mol·L1 D0.3 mol·L1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(shè)K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度為x，根據(jù)得失電子守恒可得：0.015 mol×1x× L×6，x0.1 mol·L1。答案B7如右圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 mol·L1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 ()NO Fe3 H NO NO2A只有 B C D解析題給12 mol·L1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()A111 B131 C338 D114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)3NO2H2O4 mol1 mol1 mol2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)22 mol1 mol3molCu(NO3)2Fe=Fe(NO3)2Cu1 mol1 mol1 mol所以原溶液中，F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質(zhì)的量之比為：(2 mol1 mol)1 mol4 mol114。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：若彈簧夾C打開，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？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。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：2Fe32I=2Fe2I2,2Fe2Br2=2Fe32Br。含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2，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_。如果向原溶液中通入3 mol Cl2，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_。若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2，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。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。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。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)容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出。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。2NaOHFeSO4=Fe(OH)2Na2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3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)I、Fe22 mol、2 molI、Fe2、Br1 mol、3 mol、0.5 mol10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：(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(yīng)的離子方程式：Fe(OH)2_=Fe(OH)3Cl(3)針鐵礦(Goethite)是以德國(guó)詩(shī)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pH10.5Ksp5.6×10126.8×1062.8×109(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)ZnCO3ZnO125 g81 gxm2x kg則菱鎂礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：。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)Fe(OH)2ClOH2O=Fe(OH)3Cl(3)FeO(OH)(或其他合理答案)(4)8.0pH<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/(81m1)(或其他合理答案)11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Fe3O44CO3Fe4CO2，若有1.5 mol Fe3O4參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是_。(5)下表中，對(duì)陳述、的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是_(填字母)。選項(xiàng)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(duì)；對(duì)；有B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對(duì)；對(duì)；無(wú)C鐵屬于過渡元素鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑錯(cuò)；對(duì)；無(wú)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)對(duì)；對(duì)；有解析(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O22H2O4e=4OH。(2)Fe3氧化Cu而腐蝕印刷電路銅板：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(wú)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(yīng)時(shí)，需4 mol CO，根據(jù)4 mol CO可得轉(zhuǎn)移8 mol電子，所以1.5 mol Fe3O4參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5×8 mol12 mol。(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、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、均正確，兩者無(wú)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)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(wú)法生成氫氧化鐵膠體(4)12 mol(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2CuFeS22SiO25O2=2Cu2FeSiO34SO2。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。應(yīng)選用的試劑為_。有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_。(3)據(jù)報(bào)道，有一種叫Thibacillus Ferroxidans的細(xì)菌在氧氣存在下，酸性溶液中，可將黃銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反應(yīng)后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O)：操作a的名稱是_，操作b的操作方法是_。檢驗(yàn)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_。在實(shí)驗(yàn)室中，設(shè)計(jì)兩個(gè)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(gè)反應(yīng)來完成)。寫出兩種方案的化學(xué)方程式：方案一：_；方案二：_。答案(1)Cu、O(2)稀硫酸、KMnO4溶液稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO4溶液褪色(3)過濾蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶KSCN溶液取少量溶液B于試管中，加KSCN溶液后不變紅CuSO4Fe=FeSO4Cu2CuSO42H2O2CuO22H2SO4