1、培优强化练(四)铁的多样性学习理解 共 45 分一、选择题(本题共 7 小题，每小题 5 分，共 35 分)1(2021成都高一检测)人体血红蛋白中含有 Fe2，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使 Fe2转变为 Fe3，生成高铁血红蛋白而丧失与 O2 结合的能力。服用维生素 C 可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素 C 具有()A酸性 B碱性 C氧化性 D还原性【解析】选 D。服用维生素 C 可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素 C 能将 Fe3转化为 Fe2，从而表现出还原性，故选 D。2(2021曲靖高一检测)下列说法正确的是()A铁在空气中可以燃烧生成它的氧化物B铁与氯气反应的产
2、物与二者的量有关C铁的氧化物属于金属氧化物，也属于碱性氧化物D铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，故其一定是氧化还原反应【解析】选 D。铁在氧气中可以燃烧，在空气中不能燃烧，故 A 错误；铁与氯气反应的产物与二者的量无关，只生成氯化铁，故 B 错误；铁的氧化物属于金属氧化物，但 Fe3O4不属于碱性氧化物，故 C 错误；铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，有化合价变化，因此其反应一定是氧化还原反应，故 D 正确。【补偿训练】下列反应中不涉及铁元素价态变化的是()A用铁粉投入到 CuCl2 溶液中B铁在氧气中燃烧C用铁矿石炼铁D氢氧化铁受热分解生成铁红【解析】选 D。铁粉发生反应 FeCu2
3、=CuFe2，Fe 元素价态发生了变化，A 项不符合题意；Fe 在氧气中燃烧，生成 Fe3O4，Fe 元素价态发生了变化，B 项不符合题意；炼铁时 Fe 由化合态变为游离态，Fe 元素价态发生了变化，C 项不符合题意；Fe(OH)3受热分解：2Fe(OH)3=Fe2O33H2O，Fe 元素价态没有发生变化，D 项符合题意。3在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是()【解析】选 C。HNO3 是强氧化剂，可将 Fe 氧化成 Fe(NO3)3，选项 A 正确；I2 是弱氧化剂，可将 Fe 氧化成 FeI2，选项 B 正确；Fe 与 HCl 反应生成 FeCl2，而不是FeCl3，选
4、项 C 错误；Fe 在 O2 中燃烧生成 Fe3O4，选项 D 正确。4(2021衡水高一检测)FeSO4 溶液中含有杂质 CuSO4 和 Fe2(SO4)3，为除去杂质，提纯 FeSO4，应该加入下列哪种物质()A锌粉 B镁粉 C铁粉 D铝粉【解析】选 C。Zn、Mg、Al 的金属活动性均强于 Fe 和 Cu，因此 Zn、Mg、Al均能置换出 Fe 和 Cu，得不到 FeSO4，A、B、D 不正确；Fe 与 CuSO4 反应生成FeSO4 和 Cu，Fe 与 Fe2(SO4)3 反应生成 FeSO4，因此加入铁粉可以达到除杂的目的，C 正确。【补偿训练】实验室配制氯化亚铁溶液时，为了防止其氧
5、化，常加入的物质是()AZn BFe CAl DHCl【解析】选 B。Zn 虽然可以将铁离子还原，但容易引入杂质离子，A 不符合题意；Fe 可以把铁离子还原为亚铁离子，即 Fe2Fe3=3Fe2，铁的还原性比亚铁离子强，故其可以防止亚铁离子被氧化，B 符合题意；Al 虽然可以将铁离子还原，但容易引入杂质离子，C 不符合题意；HCl 不能防止氯化亚铁被氧化，D 不符合题意。5将 Na2O2 投入 FeCl3 溶液中，可观察到的现象是()生成白色沉淀 生成红褐色沉淀 有气泡产生因为 Na2O2 具有漂白性，所以 FeCl3 溶液褪色A B C D仅【解析】选 B。Na2O2 投入 FeCl3 溶液
6、中，Na2O2 与水反应得到 O2 和 NaOH，NaOH与 FeCl3 溶液产生红褐色沉淀。可观察到的现象是。6用如图所示装置进行 Fe 与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是()A实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯B装置 B 中 H2O 作氧化剂，发生的化学方程式为 2Fe3H2O(g)=高温 Fe2O33H2C干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水硫酸铜D收集反应产生的气体选用装置 C【解析】选 D。为防止 Fe 被空气中氧气氧化，则应先点燃酒精灯使 A 装置中的水蒸气进入硬质玻璃管后再点燃酒精喷灯，故 A 错误；装置 B 中 H2O 作氧化剂，发生的化学方程式为 3Fe4H2O(g)=高
7、温Fe3O44H2，故 B 错误；无水硫酸铜只能检验水蒸气，但不能作干燥剂，干燥管中的干燥剂可以为无水氯化钙等干燥剂，故 C 错误；由反应 3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2 可知，生成的气体为氢气，收集氢气应选向下排空气法，则应选择 C 装置收集氢气，D 正确。7下列“实验结论”与“实验操作及现象”相符的一组是()选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入 NaOH 溶液，立即产生红褐色沉淀该溶液中一定含有 Fe3B向某溶液中加入 KSCN 溶液，溶液变为红色该溶液中一定含有 Fe2C向某溶液中加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有 SO24D向某溶液中加入稀盐酸，
8、有无色气体产生该溶液中一定含有 CO23【解析】选 A。向某溶液中加入 NaOH 溶液，立即产生红褐色沉淀，说明溶液中一定含有 Fe3，故 A 正确；向某溶液中加入 KSCN 溶液，溶液变为红色，该溶液中一定含有 Fe3，不能确定是否存在 Fe2，故 B 错误；向某溶液中加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀生成，该溶液中可能含有 SO24、SO23、CO23、Ag等，故 C错误；向某溶液中加入稀盐酸，有无色气体产生，该溶液中可能含有 CO23、SO23、HCO3等，故 D 错误。二、非选择题(本题共 1 小题，共 10 分)8(2021杭州高一检测)生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。嗜热细菌在
9、6580 酸性水溶液及氧气存在下，能氧化黄铜矿(主要成分 CuFeS2)产生硫酸盐，进而生产铜和绿矾，主要流程如下：(1)分离出矿渣的操作是_。(2)若试剂 b 为 Fe 粉，反应的化学方程式为_。(3)氢氧化铁与试剂 a 发生中和反应，试剂 a 为_(填化学式)，反应的化学方程式为_。(4)最后由硫酸铁溶液获得绿矾晶体的操作步骤依次为加适量铁粉、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。写出加适量铁粉时发生反应的离子反应方程式_。【解析】黄铜矿粉与硫酸、氧气及嗜热细菌在 6580 时反应生成硫酸铁、硫酸铜的混合液，通过过滤分离矿渣和溶液；硫酸铜加入铁粉生成硫酸亚铁溶液和铜粉；氢氧化铁与硫酸
10、反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁粉反应生成硫酸亚铁溶液，经过一系列操作制备绿矾。(1)溶液与固体物质分离用过滤的方法；(2)若试剂 b 为 Fe 粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，方程式为 CuSO4Fe=FeSO4Cu；(3)氢氧化铁与试剂 a 发生中和反应生成硫酸铁和水，则试剂 a 为硫酸；反应的化学方程式为 2Fe(OH)33H2SO4=Fe2(SO4)36H2O；(4)硫酸铁与铁粉反应生成硫酸亚铁，离子方程式为 2Fe3Fe=3Fe2。答案：(1)过滤(2)CuSO4Fe=FeSO4Cu(3)H2SO4 2Fe(OH)33H2SO4=Fe2(SO4)36H2O(4)2Fe3Fe=3Fe2应
11、用实践 共 35 分一、选择题(本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分)9(2021蚌埠高一检测)验证 Fe3与 Fe2能够相互转化。按下列顺序实验对应现象向FeCl3溶液加入少量铁粉.溶液由黄色变为浅绿色.溶液无明显变化.溶液变红滴加KSCN溶液再滴加几滴氯水下列分析不合理的是()A解释现象的反应 2Fe3Fe=3Fe2B实验与可以调换顺序C溶液变红涉及反应 Cl22Fe2=2Cl2Fe3D比较氧化性：Cl2Fe3Fe2【解析】选 B。氯化铁能氧化金属铁生成氯化亚铁，方程式为 2Fe3Fe=3Fe2，A正确；实验与不可以调换顺序，否则不能排除铁离子的影响，B 错误；溶液变红是因为氯气
12、将亚铁离子氧化为铁离子，所以涉及反应为 Cl22Fe2=2Cl2Fe3，C 正确；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性：Cl2Fe3Fe2，D 正确。10某小组同学通过实验研究 FeCl3 溶液与 Cu 粉发生的氧化还原反应。实验记录如表，下列说法不正确的是()A.实验、中均发生了反应 2Fe3Cu=2Fe2Cu2B对比实验、说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液的阴离子种类有关C实验、中加入蒸馏水后 c(Cu2)相同D向实验反应后的溶液中加入饱和 NaCl 溶液可能出现白色沉淀【解析】选 C。实验：有少量铜粉的试管中加入 1 mL 0.1 molL1 氯化铁溶液，充分振荡，加 2
13、 mL 蒸馏水，铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象，说明铁离子氧化铜单质生成铜离子；实验：有过量铜粉的试管中加入 1 mL 0.1 molL1 氯化铁溶液，充分振荡，加 2 mL 蒸馏水，铜粉有余，溶液黄色褪去，铁离子全部和铜反应，加入蒸馏水后生成白色沉淀说明铜被氧化的产物有亚铜离子，生成 CuCl 白色沉淀；实验：有过量铜粉的试管中加入 1 mL 0.05 molL1 硫酸铁溶液，充分振荡，加 2 mL蒸馏水，铜粉有余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后无白色沉淀，说明铁离子反应完全，生成的溶液中可能含铜离子和亚铜离子；实验、中溶液黄色变浅或褪去，均涉及 Fe3被还原，故 A 正确；对比
14、实验、可知，白色沉淀 CuCl 的产生与铜粉的量有关，对比实验、可知，白色沉淀 CuCl 的产生与溶液的阴离子种类有关，故B 正确；实验中有氯化亚铜沉淀生成，实验中无氯化亚铜沉淀生成，加入蒸馏水后 c(Cu2)不相同，故 C 错误；向实验反应后的溶液中加入饱和 NaCl 溶液，铜、氧化铜与氯化钠反应生成白色 CuCl 沉淀，故 D 正确。11(2021滨州高一检测)钛(Ti)常温下与酸、碱均不反应，但高温下能被空气氧化，由钛铁矿(主要成分是 FeO 和 TiO2)提取金属钛的主要工艺流程如图。下列说法错误的是()A步骤中炭作还原剂B步骤中未发生氧化还原反应C步骤中需在氩气环境中进行，防止金属被
15、空气氧化D可用稀硫酸除去金属钛中的少量镁【解析】选 B。步骤为钛铁矿(FeO 和 TiO2)和炭在高温下发生氧化还原反应，生成铁，二氧化钛和一氧化碳，步骤为二氧化钛与炭，氯气在高温下反应生成四氯化钛和一氧化碳，步骤为四氯化钛和过量镁粉在高温下发生置换反应生成氯化镁和钛。FeO 和炭反应生成铁和碳的氧化物，步骤中碳的化合价升高，炭作还原剂，故 A正确；步骤中碳单质参加反应生成一氧化碳，氯气被还原成四氯化钛，属于氧化还原反应，故 B 错误；镁是活泼的金属，钛在高温下能被空气氧化，所以步骤需在氩气环境中进行，防止金属被空气氧化，C 正确；钛常温下与酸、碱均不反应，镁与稀硫酸反应，可用稀硫酸除去金属钛
16、中的少量镁，故 D 正确。12(2021开封高一检测)铁的常见化合物有FeO；Fe2O3；FeS；Fe(OH)3；NH4Fe(SO4)212H2O；FeSO4。将上述物质溶于足量的稀硫酸后进行实验。下列说法不正确的是()A滴加 KSCN 溶液后无明显现象，滴加新制氯水后显红色的有B加入铜片，能发生反应的有C滴加少量酸性 KMnO4 溶液紫色褪去的有D滴加 KSCN 溶液，溶液显红色的有【解析】选 B。上述物质与酸反应产生 Fe2的物质有，Fe2具有还原性，能被新制氯水氧化为 Fe3，Fe3遇 KSCN 溶液显红色，所以滴加新制氯水后显红色的有，A 正确；上述物质与酸反应产生 Fe3的物质有，F
17、e3具有强氧化性，能够与 Cu 发生反应产生 Fe2、Cu2，故加入铜片，能发生反应的有，B错误；上述物质与酸反应产生 Fe2的物质有，Fe2具有还原性，会被酸性KMnO4 溶液氧化而使酸性 KMnO4 溶液褪色，故滴加少量酸性 KMnO4 溶液紫色褪去的有，C 正确；滴加 KSCN 溶液，溶液显红色，说明溶液中含有 Fe3，能够产生 Fe3的物质有，D 正确。13(2021常州高一检测)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能的绿色水处理剂。工业上制备高铁酸钾以及高铁酸钾处理污水的部分流程如图所示：以下说法不正确的是()A过程中一定发生了氧化还原反应BK2FeO4 在水中的电离方程式
18、为 K2FeO4=2KFe64O2C污水处理过程中产生 Fe(OH)3 胶体，使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点DK2FeO4 还可以用于处理废水，如可以把废水中的 CN转化为两种无毒气体，反应中 CN是还原剂【解析】选 B。过程中，Fe 元素的化合价从2 升高到6，说明该反应是氧化还原反应，A 正确；K2FeO4 在水中的电离方程式为 K2FeO4=2KFeO24，B不正确；胶体具有吸附性，可以吸附悬浮于水中的固体小颗粒而使其发生聚沉，C 正确；K2FeO4 处理废水中的 CN时生成两种无毒气体，根据原子守恒，两种无毒气体应该是 N2 和 CO2，N 元素和 C 元素的化合价均升
19、高，故 CN是还原剂，选项 D 正确。二、非选择题(本题共 1 小题，共 15 分)14(2021金华高一检测)利用“价类”二维图研究物质的性质是一种有效的学习方法。铁及其部分化合物的“价类”二维图如图所示。(1)X、Y 的化学式分别为_、_。(2)图中只具有还原性的物质是_(填化学式)。(3)要证明 FeCl2 有氧化性，还原性的试剂分别为_、_。(4)某实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。实验操作现象1.0 mL 0.1 molL1 FeSO4溶液中滴入1.0 mL 0.5 molL1 NaOH溶液生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色1.0 mL 0.1 molL1FeSO4溶液
20、中滴入1.0 mL 0.5 molL1NaHCO3溶液生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变对实验所得白色沉淀展开研究(已知 Fe(HCO3)2 在水中不能大量存在)：.取中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；.向所得溶液中滴入 KSCN 试剂，溶液几乎不变红；.向所得溶液中再滴入少量 H2O2 溶液，溶液立即变为红色。根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为_。研究过程中发现实验中白色沉淀在空气中久置最终也变为红褐色。则该沉淀的还原性比实验中所得的 Fe(OH)2 的还原性_(填“强”或“弱”)。【解析】(1)由图可知，X 是 Fe 元素化合价为3
21、的氧化物，则 X 是 Fe2O3；Y是 Fe 元素化合价为2 的碱，则 Y 是 Fe(OH)2；(2)单质 Fe 为铁元素的最低价态，化合价只能升高，只有还原性；(3)要证明 FeCl2 具有氧化性，则需使用还原剂，如锌，铝等还原性较强的金属；要证明 FeCl2 具有还原性，则需使用氧化剂，如新制氯水、酸性 KMnO4 溶液等氧化性较强的物质；(4)由、的现象可知该白色沉淀中含2 价铁，结合已知条件 Fe(HCO3)2 在水中不能大量存在，可推知该白色沉淀是 FeCO3；FeCO3 在空气中久置变为红褐色，证明 FeCO3 中的 Fe 从2 价被氧化到3 价，但被氧化所需时间比 Fe(OH)2
22、 被氧化所需时间长，即 FeCO3 比 Fe(OH)2 难被氧化，所以 FeCO3 的还原性比 Fe(OH)2 的还原性弱。答案：(1)Fe2O3 Fe(OH)2(2)Fe(3)锌(或铝等)新制氯水(或酸性 KMnO4 溶液等氧化性较强的物质)(4)FeCO3 弱迁移创新 共 20 分非选择题(本题共 1 小题，共 20 分)15(2021天津滨海新区高一检测)某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”的花肥的主要成分及相关性质。首先对该花肥的成分进行了如下假设：a只含有 FeSO4；b含有 FeSO4 和 Fe2(SO4)3；c只含有 Fe2(SO4)3。将少
23、量花肥粉末溶于水中得到溶液(记为 X)，进行实验：实验序号实验操作实验现象取2 mL溶液X于试管中，加入1 mL 1 molL1NaOH溶液产生红褐色沉淀取2 mL溶液X于试管中，加入1滴KSCN溶液溶液显红色(1)作出假设 b 的依据是_(用文字表述)。(2)该小组同学对实验的预期现象是先产生白色沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，预测产生该现象的依据是_、_(用化学方程式或离子方程式表示)。(3)由实验可知，花肥中一定含_(填化学式)。结合实验、，推测实验实际现象与预期现象不符的原因可能是_(写出 1条即可)。为进一步验证假设，该小组同学进行了实验：实验序号实验操作实验现象取2
24、mL溶液X于试管中，加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL水溶液显红色取2 mL溶液X于试管中，加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL新制氯水溶液显红色，且颜色比实验中的深(4)实验中 Cl2 参加反应的离子方程式是_。(5)通过以上实验可知，假设_(填“a”“b”或“c”)成立。在明确了溶液 X 的组成后，该小组同学为进一步探究溶液 X 与锌粉的反应，进行了实验。实验序号实验操作实验现象取2 mL溶液X于试管中，加入少量锌粉(m g)无明显现象在操作过程中，发现锌粉漂浮在试管中，影响实验现象的观察，因此未观察到明显现象。该小组同学为确定反应是否发生，查阅资料发现 Fe2遇铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀
25、；据此对实验进行了改进，进行了实验、：实验序号实验操作实验现象取2 mL溶液X于试管中，加入3滴铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀取2 mL溶液X于试管中，加入少量锌粉(m g)，再加入3滴铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀，且沉淀量比实验中的多(6)由此得出，实验中未观察到明显现象，并不意味着未发生反应。写出实验中一定发生的反应的离子方程式_。【解析】(1)由于 FeSO4 具有还原性，放置在空气中一段时间后容易被氧气氧化为 Fe2(SO4)3。(2)Fe2与 NaOH 溶液反应生成白色沉淀 Fe(OH)2，Fe(OH)2 易被氧气氧化，最终转化为 Fe(OH)3，所以实验的预期现象是先产生白色沉淀，然后沉淀迅
26、速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应的化学方程式为 Fe22OH=Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4 Fe(OH)3。(3)实验中溶液显红色，说明溶液中存在 Fe3，因此花肥中肯定有 Fe2(SO4)3。由于溶液中存在 Fe3，遇 NaOH 产生红褐色沉淀，因此观察不到 Fe2与 NaOH 反应生成沉淀的颜色变化，也可能是 Fe2已全部被氧化为 Fe3，溶液中无 Fe2，因此观察不到预期现象。(4)实验中溶液显红色，且颜色比实验中的深，说明 Fe3浓度增加，这是因为溶液中的 Fe2被 Cl2 氧化为 Fe3，则实验中 Cl2 参加反应的离子方程式是 Cl22Fe2=2Cl2Fe3。
27、(5)根据实验现象可判断，实验证明了溶液中有 Fe3；实验中加入氯水后溶液颜色变深，说明 Fe3浓度增加，也就是溶液中的 Fe2被氯水氧化为 Fe3，因此证明原溶液中有 Fe2，从而证明溶液中既有 Fe3，也有 Fe2，因此假设 b 成立。(6)氧化性 Fe3Fe2，加入锌粉后，Fe3先与 Zn 反应生成 Fe2和 Zn2，结合实验可知实验中一定发生的反应是 Zn2Fe3=Zn22Fe2。答案：(1)FeSO4 具有还原性，放置在空气中一段时间后，容易被氧气氧化为 Fe2(SO4)3(2)Fe22OH=Fe(OH)2 4 Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)Fe2(SO4)3 溶液中存在 Fe3，遇 NaOH 产生红褐色沉淀，因此观察不到 Fe2与 NaOH 反应生成沉淀的颜色变化(或 Fe2已全部被氧化为 Fe3，溶液中无 Fe2，因此观察不到预期现象)(4)Cl2 2Fe2=2Cl2Fe3 (5)b (6)Zn2Fe3=Zn22Fe2