2022届高考化学一轮复习作业8铁及其化合物含解析

铁及其化合物

1．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是(　　)

A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋

B．苹果汁中含有Cu2＋

C．苹果汁中含有OH－

D．苹果汁中含有Fe3＋

解析　苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋，使得现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，A项正确；Cu2＋显蓝色，B项错误；OH－无色，C项错误；Fe3＋本身是棕黄色，D项错误。

答案　A

2．《新修本草》是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”据此推测，“青矾”的主要成分为(　　)

A．CuSO4·5H2O  B．FeSO4·7H2O

C．KAl(SO4)2·12H2O  D．Fe2(SO4)3·9H2O

解析　由题意知，青矾是绿色，经煅烧后，生成红色固体。符合要求的是FeSO4·7H2O，它是绿色晶体，经高温煅烧后生成砖红色Fe2O3粉末。

答案　B

3．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)

A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O

B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O

解析　Fe3O4与稀硝酸反应时，Fe2＋会被氧化为Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。

答案　B

4．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，不一定显红色的是(　　)

A．氧化铁　　　　　　　 B．铜铁合金

C．Fe(OH)3  D．FeCl2

解析　Fe2O3与氯水中的H＋发生反应生成Fe3＋，A项错误；铜铁合金中的铜能与反应生成的Fe3＋发生反应生成Fe2＋，不一定存在Fe3＋，B项正确；Fe(OH)3与氯水中的H＋反应生成Fe3＋，C项错误；氯水中的Cl2能将Fe2＋氧化成Fe3＋，D项错误。

答案　B

5．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)

A．Fe3O4为红棕色晶体

B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

C．除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气

D．Fe3＋与KSCN试剂产生红色沉淀

解析　Fe3O4是黑色晶体，A项错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B项错误；除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气，发生的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，C项正确；Fe3＋与KSCN作用溶液呈红色，但不是沉淀，D项错误。

答案　C

6．用毛笔蘸取少量30% FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是(　　)

A．烧杯中的溶液呈黄色

B．铜片无任何变化

C．铜片上有凹陷的“Cu”字

D．发生了反应：Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋

解析　FeCl3与Cu发生反应：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，故烧杯中的溶液为CuCl2和FeCl2，溶液的颜色不是黄色，铜片上有凹陷的“Cu”字，D项离子方程式两边电荷不守恒，应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

答案　C

7．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Cu2＋

B．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Fe3＋

C．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Cu2＋

D．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Fe3＋

解析　若滤出的固体为Cu，则溶液中一定含有Fe2＋，可能含有Cu2＋，但一定不含Fe3＋，原因是Fe3＋与Cu不共存，能发生氧化还原反应。A、B、C三项均错误；若滤出的固体为Fe和Cu，则溶液中一定含有Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，原因是Fe能与Cu2＋、Fe3＋发生氧化还原反应。

答案　D

8．某溶液中含有Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋等4种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是(　　)

A．Cu2＋  B．Mg2＋

C．Fe2＋  D．Al3＋

解析　Fe2＋与OH－作用生成Fe(OH)2，微热搅拌条件下与空气接触，Fe(OH)2会被氧化成Fe(OH)3，再加入过量盐酸，最终会生成Fe3＋。

答案　C

9．下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是(　　)

A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜

B．FeCl3溶液滴在淀粉­KI试纸上，试纸变为蓝色

C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为血红色

D．将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀

解析　A项中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；D项中H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不具有氧化性，选C。

答案　C

10．为验证还原性：SO2>Fe2＋>Cl－，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验，能证明上述还原性顺序的实验组有(　　)

A.只有甲  B．甲、乙

C．甲、丙  D．甲、乙、丙

解析　本实验利用“还原剂的还原性大于还原产物”“强还原性制弱还原性”的原理来验证还原性的强弱顺序。向FeCl2溶液中通入Cl2，得到溶液1，再向溶液1中通入SO2，得到溶液2。甲、溶液1中含有Fe3＋、Fe2＋，说明发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反应完全，可证明还原性Fe2＋>Cl－；溶液2中含有SO，则说明发生反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，可证明还原性SO2>Fe2＋，故甲能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－；乙、溶液1中含有Fe3＋，无Fe2＋剩余，则还原性Fe2＋>Cl－，但Cl2可能过量，再通入SO2，可能发生的反应是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，不能比较SO2与Fe2＋的还原性强弱，故乙不能验证；丙、溶液1中含有Fe3＋，没有Fe2＋，通入SO2后溶液中又含有Fe2＋，说明SO2将Fe3＋还原得到Fe2＋，证明还原性SO2>Fe2＋，故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－。

答案　C

11．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__________(填选项字母)。

a．Cl2　　b．新制氯水　　c．浓硫酸　　d．S　　e．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，发现棕黄色褪去，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_____________________________________________。

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，Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，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)FeCl2　KSCN溶液(或NH4SCN溶液)

(2)d　(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O

(4)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)加入还原剂将Fe3＋还原　用胶头滴管取少量棕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

12．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：

请回答下列问题：

(1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加___________，该过程的现象为

__________________________________________________。

(2)步骤②加入过量H2O2的目的是

__________________________________________________

__________________________________________________。

(3)步骤③中反应的离子方程式是

__________________________________________________

__________________________________________________。

(4)步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、______、灼烧、________、称量。

(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________ g。

解析　(1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水(或双氧水、稀硝酸等)，若滤液由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有Fe2＋。(2)由于H2O2具有氧化性，加入过量H2O2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋。(3)步骤③的目的是将Fe3＋全部转化为Fe(OH)3，所以步骤③需加入过量的氨水，反应的离子方程式是Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。(4)步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体Fe2O3，所以步骤④的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。(5)由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中m(Fe)＝()÷10 g＝0.07a g。

答案　(1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂)　溶液由浅绿色变为红色

(2)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋

(3)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH

(4)洗涤　冷却　

(5)0.07a

【方法技巧】

鸳鸯绣取凭君看　守恒金针度与人

高考中解题时间有限，在解答复杂的计算题时，如有关氧化还原反应、电解质溶液中粒子浓度关系、电化学反应等，可以采用守恒法突破，优化思维过程，简化原理，实现速解巧解，提高解题效率。

13．铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛。利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下：

实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。

(1)装置A的名称是________，装置B中盛放的试剂是________，NH4HCO3盛放在装置________中。

(2)实验过程中，欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是__________________________________，发生主要反应的离子方程式为________________________________________。FeSO4溶液要现用现配制的原因是________________________，检验久置的FeSO4是否变质的方法是________________________。

(3)干燥过程主要目的是脱去游离水，过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为______________，取干燥后的FeCO3样品12.49 g，与碳混合后焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量为________g。

解析　(1)装置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，装置B中盛放铁粉，稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。装置C中盛放NH4HCO3。(2)检验D处氢气已纯净时，表明装置中空气已排尽，关闭活塞3，打开活塞2，在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。FeSO4具有还原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要现用现配。用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。(3)FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y，则x×116 g·mol－1＋y×89 g·mol－1＝12.49 g，56 g·mol－1×(x＋y)＝6.16 g，解得x＝0.1 mol，y＝0.01 mol。故m(FeOOH)＝0.89 g。

答案　(1)分液漏斗　铁粉　C　(2)(待D处的气体纯净后)关闭活塞3，打开活塞2　Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O)　亚铁离子易被氧化　取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管中加入KSCN溶液，观察是否显血红色(合理答案即可)　(3)4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2　0.89

14．某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO，用50 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：

(1)检验吸收液中的SO操作为__________________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO。

(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反应中的氧化产物是________(写化学式)。

(3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：

①提出假设。

假设1：溶液中存在Fe2＋；

假设2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；

假设3：溶液中存在________________________。

②设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、0.1  mol·L－1 KSCN溶液、品红稀溶液。

解析　(1)检验SO常用稀盐酸和BaCl2溶液。

(2)SO2被氧化成了H2SO4，则FeCl3被还原成FeCl2。

(3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下：假设1，若Fe3＋与H2SO3正好反应则只存在Fe2＋；假设2，若Fe3＋过量则存在Fe3＋与Fe2＋；假设3，若Fe3＋不足，则存在Fe2＋与H2SO3；三种假设的不同之处在于假设2中含有Fe3＋，假设3中含有H2SO3，据此，可设计实验方案进行探究。

答案　(1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成

(2)2H2O　2FeCl2　2HCl　H2SO4

(3)①Fe2＋、H2SO3

②