1、课下限时集训（8） 铁及其化合物(限时：45分钟)一、选择题1下列关于铁的说法正确的是()A纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属B铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3C纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化D铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)32铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O43向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入KSCN溶液，不一
2、定显红色的是()A氧化铁 B铜铁合金CFe(OH)3 DFeCl24某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分，由此分析，下列结论中正确的是() AA中一定有Fe3 BC中一定有Fe3CB为AgI沉淀 DA一定为FeBr2溶液5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()A BC D6向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入 150 mL 4 molL1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质
3、的量为()A0.21 mol B0.25 molC0.3 mol D0.35 mol7在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()A若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2B若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，可能含Cu2和Fe3C若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3和Fe2，一定不含Cu2D若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2和Fe38在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，过滤后，向溶液中滴加KS
4、CN溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是()A白色沉淀是BaSO4和BaSO3B溶液的酸性增强C白色沉淀是BaSO4DFeCl3全部被还原为FeCl29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于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液呈红色红砖中含有Fe2O3续表选项操作和现象结论或目的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H2SO4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
5、，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe210(2016福建三明一中联考)酸性溶液中，Fe2会被空气缓慢氧化为Fe3。不同条件下，一定浓度的Fe2的氧化率随时间变化关系如图所示。下列有关说法正确的是() A该氧化过程的离子方程式为：Fe2O24H=Fe32H2OBpH1.5时Fe2的氧化率一定比pH2.5的大CFe2的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D其他条件相同，80 时Fe2的氧化率比50 的大二、非选择题11几种常见物质的转化关系如下：将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体G。(1)下列说法正确的是_(填序号)。G中分散质粒子的直径范围为1100 nm用光束照射可鉴别G液体
6、和D溶液向G液体中加入BaCl2溶液无沉淀产生将G液体通电时阴极附近颜色加深向G液体中加NaHCO3会有气泡产生(2)写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：_。(3)将SO2通入D溶液中，溶液颜色呈浅绿色，其离子方程式为_。(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：_。(5)向C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：_。12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_，试剂1是_。(2)下列物质不能作为试剂2的是_(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_。(4)溶液C到溶液F红
7、色加深的原因是_。(5)某同学在实验时向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：_；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是 。13工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：硫铁矿 试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_调节溶液的pH(填字母)。A稀硝酸 B氨水C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液(3)步骤中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，检验Fe2的方法是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下，其目的是
8、_。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为_。14现有某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3价的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由：_。(2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 molL1硫酸、3%H2O2、6 molL1硝酸、0.01 molL1酸性KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1 molL1 KI溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。提出合理假
9、设：假设1：催化剂中铁元素的价态为3价；假设2：催化剂中铁元素的价态为2价；假设3：_。设计实验方案证明你的假设(此题不作答)。实验过程：根据的实验方案，进行实验。按如表所示格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：参考答案与详解1.解析：选C纯铁为银白色，A错误；铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，B错误；3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，D错误。2.解析：选B铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。3.解析：选B解本题的关键是分析选项中
10、各物质与少量氯水反应能否生成Fe3，溶液中含有Fe3时，滴入KSCN溶液显红色。A项，Fe2O3与氯水中的H发生反应：Fe2O36H=2Fe33H2O，生成Fe3；B项，Fe比Cu活泼，Fe与氯水中的Cl2反应生成FeCl3，还可能发生反应：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，滴入KSCN溶液不一定显红色；C项，Fe(OH)3与氯水中的H发生反应：Fe(OH)33H=Fe33H2O，生成Fe3；D项，FeCl2与氯水中的Cl2发生氧化还原反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3，生成Fe3。4.解析：选BHNO3具有强氧化性，可氧化Fe2，A中不一定有Fe3，A错误；AgI为黄色沉淀，C错
11、误；A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物，D错误。5.解析：选C不反应，实验方案及现象均错；检验的是Cl，与Fe3的性质无关。6.解析：选Bn(HNO3)0.6 mol，n(NO)0.1 mol，反应后铁元素的存在形式为Fe(NO3)2，根据元素守恒，可知反应后溶液中的n(NO)0.5 mol，n(Fe2)0.25 mol，即n(Fe)0.25 mol。7.解析：选D氧化性Fe3Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，Fe3一定不存在；若剩余固体全部都是铜，溶液中还可能有Cu2，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是铜和铁，则溶液中不可能有Cu2。8.解析：选AFe3具有氧化性，通入足
12、量SO2后发生氧化还原反应，Fe3全部被还原为Fe2，所以向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，同时SO2被氧化为SO，白色沉淀是BaSO4。依据2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H可知溶液酸性增强，B、C、D正确；因为溶液呈酸性，一定不会生成BaSO3沉淀，A错误。9.解析：选AB项中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项中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，无法证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中不含有Fe2
13、，含有Fe3，也有此现象，错误。10.解析：选DA项，电子转移数目不守恒，应为4Fe2O24H=4Fe32H2O，错误；B项，由图像知，Fe2的氧化率受pH值和温度的影响，所以pH1.5时Fe2的氧化率不一定比pH2.5时的大，错误；C项，Fe2的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关，还与离子的浓度等其他因素有关，错误；D项，由图像可知，其他条件相同温度不同时，Fe2的氧化率与温度成正比，温度越高Fe2的氧化率越大，正确。11.解析：由题意“将D饱和溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体G”可知D为铁盐，F为氢氧化铁，G为氢氧化铁胶体；则A为铁，B为硫化亚铁，C为硫酸亚铁，D为硫酸铁，E为硫
14、酸铵。(1)G液体中还含有SO，故错误；制备氢氧化铁胶体是利用Fe3的水解，生成的H与HCO反应生成CO2气体，故正确。然后运用所学的胶体、氧化还原反应、铵盐的鉴别等知识进行解答。答案：(1)(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(3)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH浓溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝(5)4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)3O28Na12.解析：从框图可知，Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，FeCl2溶液呈浅绿色，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
15、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，Fe3O4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。答案：(1)FeCl2KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)d(3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(4)溶液中的Fe2被氧化剂氧化成Fe3
16、，使Fe3浓度增大，从而生成更多的Fe(SCN)3使红色加深(5)加入还原剂将Fe3还原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，则说明假设正确；若溶液不变红色，则假设不正确13.解析：(1)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2、Fe3。(2)步骤要把pH调高，步骤还要加NH4HCO3，若使用NaOH溶液，产品中容易混入Na，所以选B。(4)NH4HCO3受热易分解，高温会促进Fe2水解。答案：(1)Fe2、Fe3(2)B(3)取少量溶液
17、，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2的水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO214.解析：根据HNO3具有强氧化性，能将Fe2氧化为Fe3，对铁的氧化物中铁元素价态提出全为2价或全为3价或2价和3价共存三种假设。实验过程：可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的O2)，根据溶液颜色变化，推测铁元素可能的化合价，然后取少量上述溶液，滴加酸性KMnO4溶液，根据酸性KMnO4溶液是否褪色，确定是否存在2价铁元素；另取少量溶液，滴加KSCN溶液，根据溶液是否变红色，确定是否存在3价铁元素。答案：(1)该结论不合理。稀硝酸有强氧化性，若该铁元素的价态为2价，则被氧化为3价，同样可使KSCN溶液变红色(2)催化剂中铁元素的价态既有3价，又有2价