1、铁及其化合物之间的转化关系【学习理解】共45分一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)1(2021日照高一检测)不能通过化合反应得到下列物质的是()AFe(OH)2BFe(OH)3CFeCl2 DFeCl3【解析】选A。亚铁盐与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2，不能通过化合反应生成，故A项符合题意；Fe(OH)3可以通过化合反应实现，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，故B项不符合题意；铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，属于化合反应，故C项不符合题意；铁和氯气点燃可生成FeCl3，可以通过化合反应生成，故D项不符合题意。2(2021广州高一检测)某固体化学试剂溶于稀盐酸
2、后，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加氯水呈红色，该物质是()AFe3O4 BFe2O3CFeCl3 DFeO【解析】选D。Fe3O4溶于稀盐酸，溶液中存在铁离子和亚铁离子，滴加KSCN溶液后即可变成红色，故A项错误；Fe2O3与盐酸反应生成了铁离子，滴加KSCN溶液后变成红色，故B项错误；FeCl3溶于稀盐酸，溶液中含有铁离子，滴加KSCN溶液后变成红色，故C项错误；FeO和稀盐酸反应生成氯化亚铁，溶液中没有三价铁离子，滴加KSCN溶液没有颜色变化，加入氯水后氯水会把亚铁离子氧化成三价铁离子而使溶液显示红色，故D项正确。3(2021泉州高一检测)化学老师在活动中提供了下列物质；Fe、H2、B
3、a(OH)2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液及稀H2SO4，试判断在常温下两种物质间能发生的化学反应个数最多为()A4个B5个C6个D7个【解析】选B。常温下题给物质中铁只能与稀硫酸反应，氢气与其他物质均不反应，氢氧化钡溶液与碳酸钾溶液及稀硫酸反应，碳酸钾溶液能与氢氧化钡溶液及稀硫酸反应，氢氧化钠溶液只能与稀硫酸反应，所以在常温下两种物质间能发生的化学反应最多有5个。4(2021阜阳高一检测)铁及其化合物用途广泛，在中学化学中也是一类重要物质。下列关于铁元素的叙述中正确的是()A2Fe3Fe=3Fe2成立说明氧化性：Fe3Fe2B25 ，酸性溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C5
4、.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 molD硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe22H2O24H=Fe34H2O【解析】选A。氧化剂的氧化性强于氧化产物，A项正确；强酸性溶液中含有大量H，Fe2、NO、H不能大量共存，B项错误；5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.3 mol，C项错误；D项电荷不守恒，错误。5化学实验活动中记录的下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液置于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑
5、色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2【解析】选A。B项，CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3与Fe发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项，NOH具有强氧化性，而Fe2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，错误；D项，若原溶液中不存在Fe2而存在Fe3，也有此现象，错误。6(2021青岛高一检测)探究小组做
6、了如下实验：向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。取中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。判断下列说法正确的是()A氧化性Cu2Fe3B中所得固体只含铜C中滤液含有Cu2和Fe2D中不会观察到溶液变红【解析】选D。在反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2中，氧化剂为Fe3，氧化产物为Cu2，即可知氧化性Fe3Cu2，故A项错误；中所得固体含有过量的铁和置换出的铜，故B项错误；由于加入的铁是过量的，则溶液中不可能含有Cu2，故C项错误；因在的滤液中只有Fe2而没有Fe3，则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象，故D项正确。二、非选择题(本题共
7、1小题，共15分)7(2021石家庄高一检测)为了检验小宏从家中带来的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，化学兴趣小组设计了如下实验：将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在另一支试管中滴入KSCN溶液。请你填出该小组实验中出现以下现象时应得出的结论。(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是_。 (2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是_。 (3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是_。 (4)能不能将KMnO4和KSCN滴入同一试管中进行验证，为什么？试进行解
8、释_。【解析】加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3，所以(1)(2)(3)问的答案很容易得出，而第(4)问的原因可归结为两条，一是KMnO4溶液呈紫色，在溶液中影响观察Fe(SCN)3的红色，二是KSCN具有还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2的检验。答案：(1)药品没有变质(2)药品完全变质(3)药品部分变质(4)不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2的检验【应用实践】共35分一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)8铁、铜混合粉末18.0 g 加入到100 mL 5.0 molL1FeCl
9、3 溶液中，剩余固体质量为3.2 g。下列说法正确的是()A剩余固体是铁、铜混合物B原固体混合物中铜的质量是9.6 gC反应后溶液中n(Fe3)0.10 molD反应后溶液中n(Fe2)n(Cu2)0.5 mol【解析】选B。铁的还原性强于铜，把其加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是0.5 mol，Cu2Fe3Cu22Fe2Fe2Fe3=3Fe264 g 2 mol 56 g 2 molm1 0.5 mol m2 0.5 molm116 g，m214 g，溶解的金属质量是18 g3.2 g14.8 g，则两种金属都参与反应，Fe3完全反应，剩余的金属是铜，故A、C错误；列方程
10、进行计算，设反应的铜的物质的量是n1，反应的铁的物质的量是n2n10.1 mol，n20.15 mol，则原来含有的铜的质量是0.1 mol64 gmol13.2 g9.6 g，故B正确；溶液中的n(Fe2)n(Cu2)0.25 mol0.5 mol0.75 mol，故D错误。9(2021北京市朝阳区高一检测)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径25 nm)的流程如图：下列叙述不正确的是()A滤液A中含有Fe2和Fe3B步骤中，主要反应的离子方程式是2Fe3Fe=3Fe2C步骤中，反应完成后剩余的H2O2无需除去D步骤中，为了验证得到的固体是超顺
11、磁性的Fe3O4粒子，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验【解析】选C。铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入铁粉还原铁离子：2Fe3Fe=3Fe2，同时除去过量的HCl，过滤出过量的铁，滤液B中的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2浊液，向浊液中加入H2O2溶液氧化，反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成Fe3O4，过滤、洗涤、干燥得产品超顺磁性纳米Fe3O4。滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，A正确；滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HC
12、l，加入铁粉发生的主要反应为2Fe3Fe=3Fe2，B正确；步骤中，为防止多余的H2O2在步骤中继续氧化2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余的H2O2，C错误；超顺磁性纳米Fe3O4粒子平均直径为25 nm，其分散在水中形成的分散系属于胶体，可以做丁达尔效应实验，D正确。10(2021深圳高一检测) 元素的“价类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为铁元素的“价类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是()A铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化B加热Fe(OH)3发生
13、转化，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3C由图可预测：高铁酸盐(FeO )具有强氧化性，可用于饮用水的消毒DFeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂【解析】选C。铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化，故A错误；加热Fe(OH)3发生转化分解生成氧化铁，Fe2O3不溶于水，加水不溶解，不可实现转化，故B错误；高铁酸盐(FeO )具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，其中Fe元素化合价由6价变为3价，则O元素化合价由2价变为0价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为4FeO10H2O=4Fe(OH)3(胶体)3O28OH，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸
14、附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；FeO是一种黑色粉末，既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误。11将适量的铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe2和Fe3浓度相等，则已经反应的Fe3和未反应的Fe3的物质的量比为()A23B32C12 D11【解析】选A。将适量铁粉放入FeCl3溶液中，完全反应，发生的反应为Fe2Fe3=3Fe2，设已反应的Fe3的物质的量为x，则Fe2Fe3=3Fe2 2 3 x 1.5x溶液中的Fe3和Fe2浓度相等，所以，未反应的Fe3的物质的量为1.5x，所以已反应的Fe3和未反应的Fe3的物质的量之比为x1.5x23。二、非选择题(本题共1小题，共15分)1
15、2部分铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：请回答下列有关问题：(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述、的转化，要求产物纯净，可选用的试剂分别是_、_。(填标号)aCl2bFecCudKMnO4(2)在化学方程式Fe2O33NaClO4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)3NaCl2H2O中，还原剂是_，具有_性。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_、_。 【解析】(1)将Fe2氧化成Fe3需加入氧化剂，但加入KMnO4会引入杂质离子，故可通入Cl2；将Fe3还原成F
16、e2需加入还原剂，但加入Cu会引入杂质离子，故加入Fe。(2)该反应中Fe元素由3价6价，故Fe2O3作还原剂，具有还原性。(3)高铁酸钾(K2FeO4)在水中发生反应生成氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮杂质从而可作净水剂，而铁元素从6价降为3价的过程，表现其强氧化性，因此可作消毒剂。答案：(1)ab(2)Fe2O3还原(3)净水消毒【迁移创新】共20分非选择题(本题共1小题，共20分)13铁是人体必需的微量元素之一，没有铁，血红蛋白就不能结合氧分子进行输氧，所以缺少铁元素，人体易患的疾病为贫血，医学上经常用硫酸亚铁糖衣片给这种病人补铁。小陈同学对这种糖衣片产生了兴趣，进行探究实验如下：(1)提
17、出问题这种糖衣片中是否含有硫酸亚铁，若有，含量是多少？(2)查阅资料亚铁离子遇具有氧化性的物质时易被氧化。如氢氧化亚铁为白色沉淀，在空气中会迅速被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀，这是氢氧化亚铁的典型特征。亚铁盐溶于水时，会产生少量氢氧根离子而产生沉淀(溶液浑浊)。(3)实验验证鉴定硫酸亚铁的成分时需加水溶解，并加入1滴稀盐酸，加入盐酸的作用是_，盐酸_(填“能”或“不能”)用稀硫酸代替。 为了不影响后续检验亚铁盐，检验硫酸盐可用的试剂是_(选填“A”或“B”)。 A用硝酸酸化的硝酸钡溶液B用盐酸酸化的氯化钡溶液检验亚铁盐可用的试剂是_，现象为_。 (4)含量测定取十粒糖衣片，称其质量为5 g，溶于
18、20 g水中；溶解药品时用到玻璃棒的作用是_。 向所配溶液中滴加氯化钡溶液至略过量；证明溶液过量的操作为静置，向上层清液中滴加_溶液，若现象为_则溶液已过量。 过滤、洗涤、干燥。洗涤沉淀的操作：用玻璃棒(填一操作名)_，向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待液体滤出。重复操作23次。证明沉淀已洗净的方法是_。 称量得沉淀质量为4.66 g，计算该糖衣片中硫酸亚铁的质量分数_。 (5)总结反思对硫酸亚铁来说，药片的糖衣起到的作用是_。 【解析】(3)根据题意，加入盐酸的目的是防止因产生少量的氢氧根离子而产生沉淀。不能用硫酸来替代盐酸，因为要检验硫酸亚铁的含量而不能引入硫酸根离子；硝酸具有强氧化性，加
19、入硝酸导致亚铁离子被氧化为铁离子而影响后期的检验，因此在检验硫酸盐时可用氯化钡溶液，所以选B；由于氢氧化亚铁易被氧化为红褐色的氢氧化铁，所以检验亚铁盐可用的试剂是氢氧化钠溶液，实验现象为产生白色沉淀并迅速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀。(4)玻璃棒在配制溶液时的作用是搅拌以促进溶解；要想检验是否完全反应时，可继续滴加氯化钡溶液不再产生白色沉淀，说明溶液已过量，故方法为静置，向上层清液中滴加氯化钡溶液，若不再产生白色沉淀，则溶液已过量；在洗涤沉淀时，玻璃棒的作用为引流。由于沉淀表面含有氯离子，则要证明沉淀已洗净的方法就是证明洗涤液中不含有氯离子，即可以取最后一次洗涤所得的滤液，滴入硝酸银溶液，若
20、无白色沉淀产生，则已洗净；沉淀质量为4.66 g，即硫酸钡的物质的量是0.02 mol，根据硫酸根守恒可知硫酸亚铁的物质的量是0.02 mol，质量是0.02 mol152 gmol13.04 g，因此质量分数为100%60.8%。(5)由于亚铁离子易被氧化，则对硫酸亚铁来说，药片的糖衣可以起到隔绝氧气、防止硫酸亚铁被氧化而失效的作用。答案： (3)加入盐酸酸化，防止产生沉淀不能B氢氧化钠溶液产生白色沉淀并迅速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀(合理即可)(4)搅拌以促进溶解氯化钡不再产生白色沉淀引流取最后一次洗涤所得的滤液，滴入硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则已洗净60.8%(5)隔绝氧气，防止硫酸亚铁被氧化而失效。