1、十九 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)2 BFe(OH)3CFeCl2DFeCl3【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
2、(2021广州高一检测)某固体化学试剂溶于稀盐酸后，滴加 KSCN 溶液没有颜色变化，再加氯水呈红色，该物质是()AFe3O4BFe2O3CFeCl3DFeO【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
3、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、Ba(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()A2
4、Fe3Fe=3Fe2成立说明氧化性：Fe3Fe2B25，酸性溶液中，Al3、NH4、NO3、Fe2可以大量共存C5.6 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、NO3、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
5、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，NO3H具有强氧化性，而 Fe2具有还原性，两者发生氧化还原
6、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
7、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 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 K
8、SCN 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
9、)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 molL1FeCl3 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
10、与铁离子反应，氯化铁的物质的量是 0.5 mol，Cu 2Fe3Cu22Fe2 Fe 2Fe3=3Fe264 g 2 mol 56 g 2 molm10.5 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 n264 gmol1n156 gmol1n214.8 gn1n20.25 moln10.1 mol，n20.15 mol，则原来含有的铜的质量是 0.1 mol64 gmol13.2 g9.6 g
11、，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
12、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HCl，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
13、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 发生转化，Fe2O3 加水溶解可转化为 Fe(OH)3C由图可预测：高铁酸盐
14、(FeO24)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(FeO24)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 4FeO2410H2O=4Fe(OH)3(胶体)3O28OH，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净
15、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()A23 B32C12 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=3Fe22 3x 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
16、题共 1 小题，共 15 分)12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)aCl2 bFe cCu dKMnO4(2)在化学方程式 Fe2O33NaClO4KOH=熔融2K2FeO4(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 K
17、MnO4 会引入杂质离子，故可通入 Cl2；将 Fe3还原成 Fe2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)a b(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
18、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
19、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 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
20、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
21、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3.04 g5 g100%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。
