高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品同步达标检测题

3.1  铁及其化合物

综合训练

一、单选题（共16小题，每小题只有一个选项符合题意）

1．为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某同学设计如下实验操作，对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是

【答案】B

【解析】A．锌具有还原性，氯化亚铁溶液中价的铁具有氧化性，能氧化锌，A错误；

B．氯化亚铁溶液为浅绿色，向氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，价的铁被氯水氧化，生成价的铁，溶液由浅绿色变为棕黄色，离子方程式正确，B正确；

C．向溶液中加入铁粉，发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为，C错误；

D．反应前氯化铁溶液为棕黄色，具有氧化性，与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜，氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，离子方程式为，D错误；

故答案为：B。

2．下列反应的离子方程式书写正确的是

A．铜与氯化铁溶液反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

B．少量碳酸氢铵溶液与足量烧碱溶液混合加热：NH+OH-NH3↑+H2O

C．碳酸钙与醋酸反应：CO+2H+=CO2↑+H2O

D．铁与盐酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑

【答案】A

【解析】A．铜与氯化铁溶液反应的离子方程式为，故A正确；

B．少量碳酸氢铵溶液与足量烧碱溶液混合加热，其离子方程式为，故B错误；

C．碳酸钙与醋酸均为弱电解质，不能拆，其反应为，故C错误；

D．铁与盐酸反应生成亚铁离子，其离子方程式为，故D错误；

故选A。

3．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应，(假设容器不参加反应)。若过滤后滤渣能被磁铁吸引，则溶液中不可能有

A．Fe3＋

B．Fe2＋和Cu2＋

C．Fe3＋和Cu2＋

D．Cu2＋

【答案】C

【解析】根据上述分析可知，若过滤后滤渣能被磁铁吸引，则滤渣中肯定含Fe，则Fe3+一定会被还原为Fe2+、Cu2+一定会被还原为Cu单质，即Fe3+、Cu2+都不能存在，C项符合题意。

故选C。

4．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是

A．反应生成FeO

B．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂

C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2

D．用铁丝网罩住酒精灯的火焰是防止风把火焰吹灭

【答案】C

【解析】A．还原铁粉与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4和H2，A错误；

B．湿棉花的主要作用是在加热条件下产生水蒸气，B错误；

C．H2可以使肥皂液形成肥皂泡，因此肥皂液的主要作用是检验生成的H2，C正确；

D．铁丝网罩的作用是集中火焰，提高火焰温度，D错误；

故合理选项是C。

5．将Cu片放入0.1mol/L的FeCl3溶液中，一段时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3，则反应后溶液中n(Cu2+)∶n(Fe3+)为

A．3∶4 B．3∶5 C．4∶3 D．3∶2

【答案】A

【解析】Cu片放入0.1mol•L-1 FeCl3溶液中，发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，则c(Fe2+)∶c(Cu2+)=2∶1，反应后c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3，因此反应后溶液中c(Cu2+)∶c(Fe2+)∶c(Fe3+)=3∶6∶4，则n(Cu2+)∶n(Fe3+)= c(Cu2+)∶c(Fe3+)=3∶4，故选A。

6．将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是

A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl-基本不变

B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，不显血红色

C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5

D．溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6：1

【答案】D

【解析】，25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中

A．由反应：可知Fe3＋过量，呈黄色，Cl－浓度基本不变，选项A错误；

B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液显红色，选项B错误；

C．由反应：可知氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：2，选项C错误；

D．反应后溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06mol，n(Fe3＋)＝0.01mol，Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1，选项D正确；

故答案选D。

7．下列物质不能由两种单质直接化合得到的是

A．FeCl3 B．FeCl2 C．Fe3O4 D．NaCl

【答案】B

【解析】A．铁和氯气反应生成氯化铁，2Fe+3Cl2 2FeCl3，故A正确；

B．氯气的氧化性较强，能将铁直接转为FeCl3，生成FeCl2不能一步反应，故B错误；

C．金属铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，3Fe+2O2Fe3O4，故C正确；

D．金属钠和氯气反应得到NaCl，2Na+Cl2 2NaCl，故D正确；

故选：B。

8．以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和NiCl2•6H2O部分工艺流程如图：

下列相关说法不正确的是

A．“滤渣"的主要成分是SiO2

B．“氧化”反应的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O

C．“氧化”后所得溶液中主要的阳离子有Fe3+、Fe2+、Ni2+、H+

D．“转化”时加入Na2CO3用于调节反应液pH有利于黄钠铁矾沉淀

【答案】C

【解析】A．Fe2O3、FeO、NiO、SiO2经过“酸浸”后，溶液存在Fe3+、Fe2+和Ni2+，只有SiO2不溶于硫酸，作为滤渣被过滤出来，选项A正确；

B．“氧化”反应是次氯酸钠将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O，选项B正确；

C．“酸浸”后，溶液中存在Fe3+、Fe2+和Ni2+，加入NaClO“氧化”后所得溶液中主要的阳离子有Fe3+、Ni2+、H+、Na+，选项C不正确；

D．“转化”时加入Na2CO3用于调节反应液pH，消耗使H+pH增大，有利于黄钠铁矾沉淀，选项D正确；

答案选C。

9．下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是

A．在 FeCl2 溶液上加一层苯，然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下，慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸)

B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水

C．在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的 NaOH 溶液

D．在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉

【答案】A

【解析】A．溶液配制的蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，加一层苯隔绝空气，可以得到白色纯净的 Fe(OH)2，故A正确；

B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水，溶液配制蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，故B错误；

C．没有排除溶液中的溶解氧，也没有防止Fe(OH)2被氧化的保护措施，故C错误；

D．氢氧化铁固体不与铁粉反应,则该方法无法获得纯净的氢氧化亚铁，故D错误；

故答案为A。

10．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是

A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3

【答案】D

【解析】A．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，但是铜单质不能与稀盐酸反应，故A错误；

B．，但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故B错误；

C．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故C错误；

D．，铝单质与稀盐酸反应生成，故D正确；

故答案为D。

11．某同学为检验溶液中是否含有常见的四种离子，进行了如下操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(提示：在酸性条件下有较强的氧化性)下列结论正确是

A．原溶液中一定含有 B．原溶液中一定含有

C．原溶液中一定含有Cl- D．原溶液中一定含有Fe3+

【答案】B

【解析】A．在酸性条件下有较强的氧化性，若原溶液中没有而有时，加入盐酸和硝酸钡，也会出现白色沉淀，则原溶液不一定含有，A错误；   

B．检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则为氨气，铵离子与氢氧化钠溶液共热产生，则原溶液中一定含有，B正确；

C． 检验一开始加入盐酸，引入了氯离子，后续现象不能说明原溶液中一定含有Cl-，C错误；   

D．在酸性条件下有较强的氧化性，检验一开始加入盐酸和硝酸钡，假如原溶液没有铁离子而有亚铁离子，则亚铁离子被氧化为铁离子，故后续现象不能说明原溶液中一定含有Fe3+，D错误；

答案选B。

12．下列说法正确的是

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3

C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O

D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，故Fe3O4是混合物

【答案】C

【解析】A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；

B．Fe2O3为碱性氧化物，不能与水反应，但可以与酸反应生成盐和水，故B错误；

C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，故C正确；

D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，但是Fe3O4是化合物不是混合物，故D错误；

故答案为C。

13．除去硫酸亚铁中少量硫酸铜的方法是

A．加过量锌粉，再过滤，保留滤液 

B．加过量铜粉，再过滤，保留滤液

C．加过量氢氧化钠溶液，再过滤，保留滤液 

D．加过量铁粉，再过滤，保留滤液

【答案】D

【解析】A．加过量锌粉，Zn和硫酸铜、硫酸亚铁均反应，不能达到目的，A错误；

B．铜和硫酸铜、硫酸亚铁均不反应，不能达到目的，B错误；

C．NaOH和硫酸铜、硫酸亚铁均反应生成沉淀，不能达到目的，C错误；

D．铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和Cu，再过滤除去过量的铁粉和Cu，得到硫酸亚铁溶液，能达到目的，D正确；

选D。

14．使Fe，Cu，Fe2+、Fe3+和Cu2+共处于同一容器内反应后铁有剩余，那么容器内还应存在

A．Cu，Fe3+ B．Fe2+，Fe3+ C．Cu，Cu2+ D．Fe2+，Cu

【答案】D

【解析】离子氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，铁首先与铁离子反应生成亚铁离子，再与Cu2+反应，若有铁剩余，一定有铜生成，Fe3+离子和Cu2+离子无剩余，2FeCl3+Fe═3FeCl2、CuCl2+Fe═Cu+FeCl2，那么容器内还应存在Fe2+，Cu，故选D。

15．将14.4 g FeC2O4隔绝空气加热分解，最终可以得到7.2 g铁的氧化物，此氧化物是

A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．FeO、Fe3O4

【答案】A

【解析】14.4g草酸亚铁（FeC2O4）中铁元素的质量=14.4g××100%=5.6g。铁的氧化物中铁与氧两元素的质量比=5.6g:(7.2g-5.6g)=56:16。铁的氧化物中铁与氧两元素的原子个数比= =1:1，则该铁的氧化物是FeO。故选A。

16．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3:2:1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子物质的量浓度之比变为1:2:4，则参加反应的铁粉和原溶液中Fe3+的物质的量之比为

A．2:1 B．1:2 C．1:3 D．1:4

【答案】C

【解析】在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3:2:1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变为1:2:4，假设Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3mol、2mol、1mol，加入铁后发生2Fe3+＋Fe＝3Fe2+，则三种离子物质的量分别变为1mol、2mol、4mol，说明有2mol Fe3+和1mol Fe反应变为3mol Fe2+，因此参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1:3，故C符合题意；

综上所述，答案为C。

二、非选择题（共4小题）

17．铁粉和氧化铁粉末的混合物共48.8g，加入到700mL的稀硫酸中，恰好完全反应，得到氢气2.24L(标况下)，向反应后的溶液中滴入NH4SCN溶液，搅拌均匀，溶液未见红色。求：

（1）混合物中铁和氧化铁的质量___、___。

（2）原稀硫酸的物质的量浓度___。

【答案】（1）铁16.8g    氧化铁32g   

（2）1mol/L

18．某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还含有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3，其流程如下：

已知：还原时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、II被还原，其中反应Ⅰ为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO+16H+。

（1）反应Ⅰ中还原剂是_______。

（2）滤渣的成分是_______(填名称)。

（3）所得FeCO3需充分洗涤，检验FeCO3是否洗净的方法是_______。

（4）①写出反应II的离子方程式：_______。

②还原前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化忽略不计)：

则反应Ⅰ、II中生成Fe2+的物质的量之比为_______。

【答案】（1）FeS2

（2）二氧化硅

（3）取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，待无明显现象后，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净。反之，则说明没洗涤干净

（4）    2Fe3++FeS2=2S+3Fe2+    5∶3   

19．向铁和氧化铁的混合物中加入500mL0.20mol·L-1稀盐酸后恰好完全反应，得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，并收集到448mL氢气(标准状况下测定)。回答下列问题；

(1)反应后溶液中的溶质为_______(填写化学式)。

(2)反应后溶液中的溶质为_______mol。

(3)原混合物中单质铁的质量为_______g。

【答案】FeCl2    0.05    1.68   

【解析】(1)铁和氧化铁的混合物中加入500mL0.20mol·L-1稀盐酸后恰好完全反应，反应后只得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，则反应后溶液中的溶质为FeCl2；

(2)因为得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，根据Fe~FeCl2~2HCl有n(FeCl2)===0.05mol；

(3)根据铁元素守恒，得出n(Fe)＋2n(Fe2O3)=0.05mol；根据题意，整个过程中Fe变为+2价，HCl中的H变为0价，根据得失电子数目守恒，2n(Fe)=2n(Fe2O3)＋2n(H2)，2n(Fe)=2n(Fe2O3)＋2×，联立解得n(Fe)=0.03mol，n(Fe2O3)=0.01mol，m(Fe)=0.03mol×56g·mol－1=1.68g。

20．测定冶金级高纯硅中铁元素的含量：将mg样品用氢氟酸和硝酸溶解处理，配成V mL溶液，用羟胺(NH2OH，难电离)将Fe3+还原为Fe2+后，加入邻二氮菲，形成橙红色物质。利用吸光度法测得吸光度为0.500(吸光度与Fe2+浓度的关系曲线如图所示)。

(1)酸性条件下，羟胺将Fe3+还原为Fe2+，同时产生一种无污染气体，该反应的离子方程式为___________。

(2)样品中铁元素的质量分数表达式为___________(用字母表示)。

【答案】2NH2OH+2Fe3+=2Fe2++2H++N2↑+2H2O       

【解析】(1)酸性条件下，羟胺将Fe3+还原为Fe2+，同时产生一种无污染气体，该气体应为N2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为2NH2OH+2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H++2H2O；

(2)由题图可知，吸光度为0.500时对应的Fe2+浓度为0.0500×10-3 mol·L-1，则其中铁元素的质量m(Fe)=，所以该样品中铁元素的含量为。