1、跟踪检测（十） 铁及其化合物1下列离子方程式正确的是()A铁屑与稀硫酸反应：2Fe6H=2Fe33H2BFeCl3溶液腐蚀铜板：Fe3Cu=Fe2Cu2CFeO与稀硝酸反应：FeO2H=Fe2H2ODFe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O解析：选DA项，应为Fe2H=Fe2H2；B项，应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2；C项，应为3FeO10HNO=3Fe3NO5H2O。2为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()ABC D解析：选C不反应，实验方案及现象均错误；检验的是Cl，与Fe3的性质无关。3通过对实验现象的观
2、察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项操作、现象解释A向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3解析：选DA项中Fe3将I氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3xH2O；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。4(2018洛阳期末)中科院化学所
3、研制的晶体材料纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。FeCl36H2OFeOOH纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是()A纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病B纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等C在反应中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解D反应的化学方程式是6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2解析：选B纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B项错误；反应中环丙胺不参加反应，但加入环丙
4、胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C项正确；由制备过程可知，反应的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2，D项正确。5下列说法正确的是()A制备无水FeCl3的转化均能一步实现：Fe2O3FeCl3(aq)蒸发,无水FeCl3B铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化C将试管中铁粉与水蒸气加热，试管中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应DFe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料解析：选D因FeCl3能够发生水解反应，故蒸发FeCl3溶液不能得到无水F
5、eCl3，A错误；铁表面的氧化层疏松，不能阻止铁的进一步氧化，B错误；因加热试管时，试管中气体受热膨胀，在试管处也会有气泡产生，所以试管中肥皂水冒泡不能说明Fe与水蒸气发生了反应，C错误。6下列关于Fe3、Fe2性质实验的说法错误的是()A用如图装置可以制备Fe(OH)2B配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2D向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化解析：选C反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后
6、关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，为防止水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；Fe3与铁反应可生成Fe2，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化，D正确。7粗制的CuSO45H2O晶体中含有Fe2。提纯时，为了除去Fe2，常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH4，即可以除去Fe3而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是()A溶解CuSO45H2O晶体时要加入少量稀H2SO4B加入H2O2除去Fe2的离子方程式为2Fe2H2O24OH=2Fe(OH)3C由于CuSO4的催化作用，会使部分H
7、2O2分解而损失D调溶液pH4的依据是当pH4时Fe3沉淀完全，而Cu2还未开始沉淀解析：选BCuSO45H2O晶体溶解后Cu2会发生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制Cu2的水解，A正确；因为氧化Fe2时，溶液为强酸性，在强酸性条件下，不可能大量存在OH，B错误；Cu2对过氧化氢的分解具有催化作用，所以使部分过氧化氢损失，C正确；因为该操作的目的是除去Fe3且硫酸铜不损失，所以调节溶液的pH4，应是Fe3完全沉淀而Cu2还未开始沉淀，D正确。8在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，下列说法正
8、确的是()A残余固体是铜和铁B最后得到的溶液中一定含有Cu2C将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有Fe3解析：选B因为ac，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2、Fe2，不含Fe3，B正确。9(2018合肥质量检测)磁黄铁矿(主要成分是Fe1nS，S为2价)导电性好，且略具磁性，主要用于提取硫、生产硫酸等。将m g该磁黄铁矿与200 mL盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)，生成硫单质4.8 g、FeCl2 0.85 mol和一定量H2S气体，向反应后的溶液中加入KSCN溶液无现象。下列说法正确的是()Am g该磁黄铁矿中含2价的铁0.75 molB200 m
9、L盐酸中HCl物质的量浓度为4.25 molL1C生成的H2S气体在标准状况下的体积为16.8 LD该磁黄铁矿中Fe1nS的n0.15解析：选D依据题意可知，磁黄铁矿中硫元素为2价，铁元素既有2价又有3价；n(S)4.8 g32 gmol10.15 mol，根据得失电子守恒得n(Fe3)0.15 mol(20)/(32)0.30 mol，则n(Fe2)0.85 mol0.30 mol0.55 mol，A错误；盐酸恰好反应生成FeCl2 0.85 mol，根据氯原子守恒得c(HCl)0.85 mol2/0.2 L8.5 molL1，B错误；根据氢原子、氯原子守恒得n(H2S)n(HCl)n(Fe
10、Cl2)0.85 mol，故标准状况下，V(H2S)0.85 mol22.4 Lmol119.04 L，C错误；在Fe1nS中n(S)0.85 mol0.15 mol1.0 mol，n(Fe)0.85 mol，所以n(Fe)n(S)0.85 mol1.0 mol0.85，所以1n0.85，n0.15，D正确。10向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()Aa表示n(Fe3)的变化曲线Bn10.75CP点时，n(Fe2)0.562 5 mol
11、D向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g解析：选C该反应可以看作两步：Fe4HNO=Fe3NO2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；2Fe3Fe=3Fe2。a表示Fe3的物质的量变化曲线，A正确；溶液中共有3 mol H参加反应，消耗铁为0.75 mol，B正确；P点n(Fe2)n(Fe3)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3，消耗0.225 mol(14.4 g)铜，D正确。11(2018贵州高三期末)玻璃制造行业需要消耗大量硼酸(H3BO3)。工业上以铁硼矿(主要成分为2MgOB2O3H2O和Fe3O4，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3
12、和SiO2等)为原料生产硼酸的工艺流程如下：资料：(1)H3BO3的溶解度在20 、40 、60 、100 时分别为5.0 g、8.7 g、14.8 g、40.2 g；(2)Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸；(3)Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；(4)母液呈酸性。则下列推断不正确的是()A浸出渣中只含SiO2B热过滤的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出C除杂时需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2、Fe3、Al3等杂质离子D回收母液可以制得硫酸镁晶体解析：选A结合题给信息可知Fe3O4也不
13、与硫酸反应，故浸出渣中还含有Fe3O4，A项错误；由资料(1)可知，为防止温度降低时H3BO3从溶液中析出，应采取热过滤，B项正确；为使铁元素以氢氧化铁形式沉淀，加入H2O2氧化Fe2，为防止引入其他离子，加入MgO调节溶液pH，C项正确；降温结晶得到硼酸晶体，母液中的溶质主要是硫酸镁，D项正确。12(2018衡阳八中月考)氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下：已知：无水FeCl3熔点为555 K、沸点为588 K。废铁屑中的杂质不与盐酸反应。不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：温度/02080100溶解度(g/100 g H2O)74.
14、491.8525.8535.7实验室制备操作步骤如下：.打开弹簧夹K1，关闭活塞K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。.当时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl36H2O晶体。(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是_。(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作中“”的内容是_。(3)从FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶体的操作步骤是：加入_后、_、过滤、洗涤、干燥。(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式：_。(5)捕集器温度超过673 K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式为_。(6)样品中FeCl3的
15、质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100 mL溶液；取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c molL1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL(已知：I22S2O=2IS4O)。样品中氯化铁的质量分数为_。解析：(1)根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl3的原理为利用铁与盐酸反应生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl36H2O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl3。烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂，把Fe2全部氧化成Fe3。(2)铁与盐酸完全反应时，不再产生氢气，所以装置A中不产
16、生气泡或量气管和水准管的液面不再变化时，可根据产生H2的量计算废铁屑中铁的质量分数。(3)从FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶体的操作步骤是加入盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(4)从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是2Fe3Cl2=2FeCl3，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成FeCl3溶液，所以吸收剂应是FeCl2溶液，反应为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(5)捕集器收集的是气态FeCl3，FeCl3的相对分子质量是162.5，由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出，当温度超过673 K时，两分子气态Fe
17、Cl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。(6)由反应：2Fe32I=2Fe2I2、I22S2O=2IS4O，可得关系式：2Fe3I22S2O22ncV10322n(cV103)，则n(Fe3)cV103 mol，则样品中氯化铁的质量分数为w(FeCl3)100%。答案：(1)把Fe2全部氧化成Fe3(2)装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不再改变(其他合理答案也可)(3)盐酸蒸发(加热)浓缩、冷却结晶(4)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(5)Fe2Cl6(6)%13绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO47H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉
18、(主要成分为CuFeS2)制取绿矾(1)试剂a和试剂b分别是_，操作1的名称是_。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：_。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量Na2CO3溶液的作用是_。(4)操作需要用到的玻璃仪器名称有_。(5)通过检验CO来判断操作是否洗涤干净，检验的方法是_。解析：(1)由流程图可知滤渣2为Fe(OH)3，而目标产物为绿矾(FeSO47H2O)，所以试剂a为稀H2SO4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)由题意可知，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反
19、应方程式为4CuFeS217O22H2SO4=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。(3)CO水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。答案：(1)稀H2SO4、铁粉过滤(2)4CuFeS217O22H2SO4=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净14(2018东北三省四市一模)炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。对这些元素进行提取分离能减少环境
20、污染，同时制得ZnSO47H2O实现资源的再利用。其流程图如下。已知FeAsO4难溶于水；ZnSO47H2O易溶于水，难溶于酒精。金属离子Fe3Zn2Mn2Cu2Cd2开始沉淀pH2.76.57.75.26.9沉淀完全pH3.28.09.86.49.4请回答下列问题：(1)提高浸出率可以采用的方法是(写出其中一点即可)_ _。(2)滤液中有少量的AsO，若不除去，则AsO与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体，该气体的分子式为_。向滤液中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO反应生成FeAsO4，完成该反应的离子方程式：_Fe2_AsO_MnO_=_Mn2_FeAsO4_，判断该滴定终点的现象是_。
21、(3)流程中调节pH时可以选用的试剂为_，滤渣的主要成分为_。(4)常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp_。(5)制得的ZnSO47H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用试剂为_。解析：(4)当Zn2沉淀完全时溶液中c(Zn2)105 molL1，则KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)105(106)21017。答案：(1)适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等(合理答案均可)(2)AsH35Fe25AsO3MnO14H=3Mn25FeAsO47H2O滴最后一滴KMnO4，溶液变为粉红色且半分钟内不恢复为原色，则反应滴定到终点(3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等合理答案均可FeAsO4、Fe(OH)3(4)1017(5)乙醇(或饱和硫酸锌溶液)