1、铁的重要化合物时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是(D)A土壤中含有铁粉、二氧化锰等B黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色CuD土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3解析：黏土中含有铁元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，铁元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，故D项正确。2将2.4 g
2、 Fe、Al混合粉末溶于75 mL 4 molL1的盐酸中，反应一段时间后，再加入250 mL 1.5 molL1的NaOH溶液，反应完全后，溶液中大量存在的有(D)ANa、Fe2 BAl3、Fe2CFe3、AlO DNa、AlO解析：该题可用极值法进行判断。n(HCl)0.3 mol，设2.4 g粉末全部为Al(0.089 mol)，由Al3HCl可知，消耗0.089 mol Al需HCl 0.267 mol，盐酸过量；设2.4 g粉末全部为Fe(0.043 mol)，由Fe2HCl可知，消耗0.043 mol Fe需HCl 0.086 mol，所以金属混合物全部溶于盐酸中，反应后盐酸有剩余
3、。反应后溶液中剩余的HCl、生成的AlCl3、FeCl2都与NaOH溶液反应，假设Al3、Fe2沉淀完全，则此时溶液中的溶质为NaCl，根据n(Na)n(Cl)，则过量的NaOH的物质的量为n(NaOH)0.375 mol0.3 mol0.075 mol，所以Fe2被沉淀，Al3大部分或全部转化为AlO，故反应后溶液中大量存在的离子为Na、AlO和Cl。3选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3的溶液中是否含有Fe2；乙组：检验含Fe2的溶液中是否含有Fe3。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(B)解析：甲组，在Fe3存在的条件下检验Fe2，要排除Fe3干扰。所选试剂具备下列条
4、件：一是能与Fe2发生有明显现象的反应；二是与Fe3不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2存在的条件下，检验Fe3，用KSCN溶液检验Fe3，Fe2无干扰。4下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(A)A氯化亚铁可以被氧化生成FeCl3，所以氯化亚铁只具有还原性B将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，能形成胶体C新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色D除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加铁粉后过滤解析：氯化亚铁中铁元素化合价是2价，处于中间价态，既可以被氧化，也可以被还原，A错误；将饱
5、和FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热至呈红褐色，即形成胶体，B正确；新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会被氧化为红褐色氢氧化铁沉淀，C正确；除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可以向溶液中加铁粉，氯化铁被铁还原为氯化亚铁，然后过滤除去多余的铁粉，D正确。5某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(D)A一定有Fe2，一定没有Fe3、Mg2B一定有Fe3，一定没有Fe2、Mg2C一定有Fe3，可能有Fe2，一定没有Mg2D一定有Fe2，可能有Mg2，一定没有Fe3解析：反应开始有白色沉淀生成，
6、说明溶液中一定不存在Fe3，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明溶液中一定存在Fe2，但不能确定Mg2的存在。6“百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是(D)解析：A项发生反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3，正确；B项发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，正确；C项发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，而Fe不与NaOH溶液反应，正确；D项混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成Fe2O3，错误。7某溶液中有Fe3、Mg2、Fe2和Al3四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热
7、并搅拌，再加入过量盐酸，则溶液中大量减少的阳离子是(C)AFe3 BMg2CFe2 DAl3解析：加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，Fe3转化为Fe(OH)3，Mg2转化为Mg(OH)2，Al3转化为AlO，Fe2最终转化为Fe(OH)3。再加入过量的盐酸，Fe(OH)3、Mg(OH)2、AlO与盐酸反应生成的金属阳离子分别为Fe3、Mg2和Al3，故溶液中大量减少的阳离子是Fe2。8将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中，充分反应，固体无剩余。测得参加反应的HCl为0.08 mol，放出标准状况下的气体0.224 L。则下列判断中正确的是(A)A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21
8、B向溶液中滴入KSCN溶液，显红色C无法计算原混合物的质量D溶液中Fe2和Fe3的物质的量之比为31解析：因为Fe3和H的氧化性强弱顺序为Fe3H，所以当产生氢气时，Fe3已经全部被还原为Fe2，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变红色；根据题目给出的数据，可以计算出n(Fe)0.02 mol，n(Fe2O3)0.01 mol。9向200 mL 0.1 molL1的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时所得固体的质量为(B)A1.44 g B1.6 g C2.82 g D4.36 g解析：在实验过程中发生
9、如下变化：Fe2Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，根据反应前后铁原子守恒可知所得固体的质量为0.2 L0.1 molL1160 gmol11.6 g。10某同学对某盐A的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：下列推断不正确的是(C)AA可能为FeBr2 B淡黄色沉淀B是AgBrC滤液C中一定不含Fe2 D溶液D中有Fe(SCN)3解析：根据B为淡黄色沉淀可以判断B为AgBr，则A中含Br；根据D为红色溶液可以判断C中一定含有Fe3，则A中至少含有Fe2和Fe3中的一种。11已知下述三个实验均能发生化学反应：下列判断正确的是(A)A实验中铁钉只做还原剂B实验中Fe2既显氧化性又显还原性
10、C实验中发生的是置换反应D上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2解析：实验中铁钉做还原剂，氧化性Cu2Fe2；实验中Fe2只表现还原性；实验中反应为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2不是置换反应，分析可知：氧化性：Fe3Cu2，综上可知氧化性Fe3Cu2Fe2，故A正确，B、C、D错误。12现有浓度均为1 molL1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100 mL，向该溶液中加入5.6 g铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。下列有关叙述不正确的是(B)A反应后的溶液中含有Fe2、Cu2，不含Fe3B反应后的溶液中含有0.2 mol Fe2和0.1 mol Cu2C反应后的
11、溶液中Fe2的浓度增至3 molL1D反应后残留固体为3.2 g解析：由于氧化性：Fe3Cu2Fe2，故加入铁粉后，铁粉先与Fe3反应，后与Cu2反应。根据2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu可知，Fe3完全反应，Cu2只有一半发生反应，反应后的溶液中含有Fe2、Cu2，不含Fe3，A项正确；反应后的溶液中n(Fe2)0.3 mol，n(Cu2)0.05 mol，B项错误；反应后的溶液中c(Fe2)3 molL1，C项正确；反应后残留固体为0.05 mol Cu，质量为3.2 g，D项正确。二、非选择题(共52分)13(13分)下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化
12、时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol/L的稀硫酸，其他试剂任选。请回答下列问题：(1)B装置中盛有一定量的NaOH溶液，A装置中应预先加入的试剂是铁屑，A装置中发生反应的离子方程式是Fe2H=Fe2H2。(2)实验开始时应先将活塞a打开(填“打开”或“关闭”)。(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B装置中进行反应。(4)实验完毕，拔去B装置中的橡胶塞，放入一部分空气，此时B装置中发生反应的化学方程式为4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。(5)在下图中，装置(填序号)能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。解析：(1)题图中A装置的作用是产生
13、H2，利用H2赶走整个装置中的空气，降低Fe2被氧化的速率，以便能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，故A装置中应预先加入的试剂为铁屑：FeH2SO4=FeSO4H2。(2)实验开始时打开活塞a，A装置中产生的H2沿导管进入B装置，赶走装置中的空气。(3)关闭活塞a，气体不能逸出，压迫A装置中的液体通过导管进入B装置，FeSO4与NaOH混合产生Fe(OH)2白色沉淀。(4)实验完毕拔去B装置的橡胶塞，空气进入B装置，O2与Fe(OH)2发生反应，使Fe(OH)2转化为Fe(OH)3红褐色沉淀。(5)装置用H2SO4与Fe反应产生的H2赶出装置中的空气；装置与装置原理相似，只不过在两个试管中
14、进行；装置没有隔绝空气；装置中胶头滴管插入液面以下，且有苯在上层隔离空气，故装置都能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。14(13分)某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 molL1 FeCl3溶液，0.1 molL1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2、Fe3的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2具有还原性的反应的化学方程式2FeCl2Cl2=2FeCl3。(2)设计实验方案，完成下列表格。(3)该兴趣小组为说明“Fe2具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为Fe2Zn=Zn2F
15、e。(4)某反应中反应物与生成物有Fe3、Mn2、H、MnO、H2O和一种未知离子X。已知MnO在反应中得到电子，则X是Fe2。该反应的离子方程式是MnO5Fe28H=Mn25Fe34H2O。解析：(1)在反应中Fe2作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2Cl2=2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3Fe=3Fe2，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变色。(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为ZnFe2=FeZn2。(4)已知MnO得电子，故MnO是氧化剂，Mn2为还原产物，则题目提供的F
16、e3是氧化产物，故还原剂为Fe2，即X为Fe2。该反应中反应物为MnO、Fe2和H，生成物为Mn2、Fe3和H2O，n(MnO)n(Fe2)15。15(13分)根据下列转化关系，回答有关问题。(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为FeCl2，试剂I是KSCN溶液(或NH4SCN溶液)。(2)下列物质不能作为试剂2的是d(填序号)。aCl2b新制氯水c浓硫酸dSe硝酸(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O。(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2被氧化剂氧化成Fe3，使Fe3浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深。(5)某同学在实验时向
17、E中加入了过量的一种固体物质，发现淡黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：加入还原剂将Fe3还原；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是用胶头滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设成立；若溶液不变红色，则假设不成立。解析：从框图可知，Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为棕黄色溶液，联想最终变成深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为Fe3，试剂2为强氧化剂，S不符合条件。Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4，Fe3
18、O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后，Fe3变成Fe(SCN)3，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2被氧化为Fe3，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深。16(13分)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀附在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。(1)写出FeCl3溶液与金属铜反应的离子方程式：Cu2Fe3=Cu22Fe2。(2)检验溶液中存在Fe2的试剂是酸性高锰酸钾，证明Fe2存在的现象是加入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。(3)某小组采取下列步骤从使用过
19、的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液：操作和使用到的主要玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，请写出通入后发生反应的离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(4)实验室里保存FeCl2溶液时，常在溶液中加入铁钉或铁粉防止溶液里的Fe2被氧化，请用离子方程式说明其中的道理：2Fe3Fe=3Fe2。(5)若某腐蚀液中含1.5 mol/L CuCl2、3.0 mol/L FeCl2、1.0 mol/L FeCl3，取200 mL腐蚀液按上述步骤回收铜，为充分回收铜，加入的质量最小为22.4_g。解析：(1)铜与氯化铁溶液反应生成氯化铜、氯化亚铁，反应的离子方程式为Cu2Fe3=Cu22Fe2。(
20、2)Fe2具有还原性，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，溶液紫色褪去。(3)反应中含有氯化亚铁、氯化铜，由工艺流程可知，滤渣中含有金属铜，故应是废液与过量的Fe反应，滤液中含有氯化亚铁，通入氯气可以得到氯化铁，滤渣中含有金属铜、未反应的铁，加入盐酸，过滤，回收铜，滤液中含有氯化亚铁，与滤液合并，制备氯化铁，操作和都为过滤，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，通入后发生反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(4)保存FeCl2溶液时，为了防止FeCl2溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是2Fe3Fe=3Fe2。(5)溶液中CuCl2为0.2 L1.5 mol/L0.3 mol，FeCl2为0.2 L3 mol/L0.6 mol，FeCl3为0.2 L1.0 mol/L0.2 mol，2Fe3Fe=3Fe202 mol0.1 molCu2Fe=Fe2Cu03 mol0.3 mol则要将铜全部回收，需加入Fe粉的质量应不少于0.4 mol56 g/mol22.4 g。