2024届高三新高考化学大一轮专题训练：铁及其化合物

2024届高三新高考化学大一轮专题训练：铁及其化合物

一、单选题

1．（湖南省部分学校2023届高三下学期5月联考化学试题）下列反应的离子方程式书写正确的是

A．向氯化亚铁溶液中滴入溶液：

B．向次氯酸钠溶液中通入足量二氧化硫：

C．将氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉：

D．向磁性氧化铁粉末中加入稀盐酸：

2．（2023·湖南·统考高考真题）取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为)，反应现象没有明显差别的是

A．A B．B C．C D．D

3．（2023·辽宁·统考高考真题）某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后元素以价形式存在，下列说法错误的是

A．“焙烧”中产生 B．滤渣的主要成分为

C．滤液①中元素的主要存在形式为 D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用

4．（2022秋·云南丽江·高三统考期末）下列实验装置正确且能达到相应实验目的的是

A．装置甲：提纯胶体

B．装置乙：制取蒸馏水

C．装置丙：检验FeCl2溶液中的Fe2+

D．装置丁：比较碳酸氢钠与碳酸钠的热稳定性

5．（2023春·安徽·高三校联考开学考试）电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板，并回收Cu和综合利用FeCl3溶液，实验室模拟流程如图所示。下列说法错误的是

A．废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2∶1

B．X是铁粉，Y是盐酸

C．流程图中所有的反应都是氧化还原反应

D．验证滤液2中金属离子方法是加入酸性高锰酸钾溶液

6．（2023秋·广东梅州·高三广东梅县东山中学校联考期末）有一种优良的磁性合金材料，经查阅相关资料得知：主要成分是Al—Cu—Mg—Fe—Si合金。现取几小块合金碎片，进行如下探究性实验，其中现象、结论均正确的是

(已知：Si不和盐酸反应)

A．A B．B C．C D．D

7．（2023春·浙江·高三期中）为确定下列置于空气中物质是否变质，所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是

A．Na2SO3溶液(BaCl2) B．FeCl2溶液(KSCN)

C．KI溶液(淀粉溶液) D．CH3CHO溶液(石蕊试液)

8．（2022秋·江苏连云港·高三统考期中）下列有关化学反应的叙述正确的是

A．常温下，Ag在浓硝酸中发生钝化

B．常温下，Mg在CO2中燃烧生成MgCO3

C．常温下，Al在氢氧化钠溶液中反应会产生气体

D．常温下，铁分别与稀盐酸和氯气反应，产物中铁元素的化合价相同

9．（2023·广东汕头·统考二模）下列各组实验，所选实验玻璃仪器和试剂(不考虑存放试剂的容器)均符合题意的是

A．A B．B C．C D．D

10．（2023春·浙江宁波·高三余姚中学校考期中）现向含有和的某混合溶液中加入，充分反应后(忽略溶液体积变化)，下列说法正确的是

A．析出 B．剩余

C．溶液中 D．反应后溶液中

11．（2023秋·山东德州·高三德州市第一中学校考期末）中国古代文献和诗句中涉及许多化学知识。下列说法错误的是

A．《天工开物》“凡石灰，经火焚炼为用”里的“石灰”是指Ca(OH)2

B．《梦溪笔谈》记载“方家以磁石磨针，则能指南”，磁石的主要成分是Fe3O4

C．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”中爆竹爆炸发生的反应为氧化还原反应

D．“青蒿一握，以水二升渍，绞取法”，屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化

12．（2023春·湖南·高三桃江县第一中学校联考期中）向500mL稀硝酸中加入一定量的铁粉，铁粉完全溶解后，放出NO气体4.48L(标准状况下)，同时溶液质量增加8.0g。下列判断不正确的是

A．原溶液的物质的量浓度是

B．原溶液中投入铁粉的物质的量是0.25mol

C．反应后的溶液中

D．反应后的溶液还可溶解4.8g铜粉

13．（2023秋·江苏泰州·高三泰州中学校考期末）三氯化铁溶液可用作印刷电路板刻剂，反应化学方程式为，下列离子能在印刷电路板的蚀刻废液中大量存在的是

A． B． C． D．

14．（2023春·北京丰台·高三统考期中）将0.2的溶液和0.05的溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2的是

A．①③ B．②④ C．③④ D．①②

二、非选择题

15．（2023·全国·高三专题练习）某小组同学设计如图所示装置(夹持仪器略去)制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]。

称取一定量的废铁屑于锥形瓶中，加入适量的稀硫酸，在通风橱中置于50～60 ℃热水浴中加热，充分反应。待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水，搅拌使其反应完全，制得浅绿色悬浊液, KMnO4溶液的作用是_______

16．（2023·全国·高三专题练习）黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w，摩尔质量为480 g·mol-1]。Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验，其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。

根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为_______。

17．（2023春·浙江温州·高三校联考期中）将1.00mol/L硫酸铜溶液和2.00mol/L硫酸铁溶液按体积比2：3混合得到1L混合液(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量的铁粉，充分反应后，铁粉有剩余。请计算：

(1)混合后溶液中铜离子的物质的量为______mol。

(2)溶解的铁粉的质量为______g。

(3)最后所得溶液中硫酸亚铁的物质的量浓度为______mol/L。

18．（2023春·广东广州·高三广州市协和中学校考期中）阅读题目，回答问题：

(1)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为___________，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池负极电极反应为___________，正极电极反应为___________。

(2)为探究FeCl3在H2O2制取O2反应中的作用，某兴趣小组进行下列实验：向试管中加入5mL11mol·L-1 H2O2溶液，静置几分钟，无明显现象；滴加2滴1mol·L-1FeCl3溶液，立即产生大量气泡。(已知H2O2不与Cl-反应)

①加FeCl3溶液反应20min后，H2O2 的浓度变为10. 5mol·L-1， 则20min内H2O2的平均反应速率为___________。

②反应结束后，滴加KSCN溶液，试管中溶液呈红色。经测定，溶液中Fe3+的量没有变化。综合以实验，可推断出：在H2O2制O2反应中，FeCl3作 ___________剂。

(3)如图装置可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，被称为氢氧燃料电池。

①该电池的正极是电极 ___________ (填“a”或“b)， 负极发生反应的反应类型为 ___________。

②电池工作时，溶液中的K+会向___________区 移动(填“正极”或“负极”)，当外电路中转移1mol电子时，消耗的O2在标准状况下体积为___________  。

参考答案：

1．A

【详解】A．Fe2+遇溶液：生成蓝色沉淀，，A正确；

B．次氯酸钠具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，两者会发生氧化还原反应：，B错误；

C．石灰乳应写成化学式，将氯气通入冷的中制漂白粉：，C错误；

D．磁性氧化铁为四氧化三铁，和稀盐酸反应生成盐和水，题中所给离子方程式电荷不守恒，应为，D错误；

故答案选A。

2．D

【详解】A．向氨水中滴加溶液并振荡，由于开始时氨水过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为；向溶液中滴加氨水并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多,发生的反应为；当氨水过量后，继续滴加氨水沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，A不符合题意；

B．向中滴加溶液并振荡，由于开始时过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为；向溶液中滴加并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多,发生的反应为；当过量后，继续滴加沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，B不符合题意；

C．向溶液中滴加酸性溶液并振荡，由于开始时是过量的，可以被完全还原，可以看到紫红色的溶液褪为无色，发生的反应为;向溶液中滴加酸性溶液并振荡，由于开始时是过量的，逐渐被还原，可以看到紫红色的溶液逐渐变浅，最后变为无色，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，C不符合题意；

D．向溶液中滴加溶液，溶液立即变为血红色；向溶液中滴加溶液，溶液同样立即变为血红色，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别，D符合题意；

综上所述，本题选D。

3．B

【分析】焙烧过程中铁、铬元素均被氧化，同时转化为对应钠盐，水浸时铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。

【详解】A．铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳，A正确；

B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氧化铁，B错误；

C．滤液①中元素的化合价是+6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为，C正确；

D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确；

故选B。

4．A

【详解】A．胶体不能透过半透膜而杂质离子可知，可以通过装置甲来提纯胶体，故A正确；

B．蒸馏时温度计测定馏分的温度，冷却水在冷凝管中下进上出，则图中温度计的位置、冷却水的方向均不合理，故B错误；

C．KSCN溶液和Fe2+不发生反应，没有颜色现象，不能用KSCN溶液检验FeCl2溶液中的Fe2+，故C错误；

D．NaHCO3具有热不稳定，加热易分解，而Na2CO3稳定性较强，加热时难以分解，应该将Na2CO3放在大试管中，NaHCO3放在小试管中，加热大试管时，Na2CO3的受热温度会高于NaHCO3，可根据是否产生气体判断稳定性强弱，故D错误；

故选A。

5．D

【分析】该过程中要回收Cu，即将Cu2+转变为Cu，需要加入还原剂。所以废液加入过量的铁粉，滤渣1为Fe和Cu。滤渣1两固体中除去Fe，加入过量的盐酸产生FeCl2，而Cu不反应回收。

【详解】A．发生的反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2∶1，A项正确；

B．由上分析，X是铁粉，Y是盐酸，B项正确；

C．流程图中每一步均有元素化合价变化，上述均为氧化还原反应，C项正确；

D．滤液2中含有Cl-也能与酸性高锰酸钾反应，干扰Fe2+检验，D项错误；

故选D。

6．D

【详解】A．Cu、Si均不和盐酸反应，加盐酸有少量固体不溶，可能是Si，不一定有Cu,故A错误；

B．Mg、Al、Fe均可与盐酸反应，故B错误；

C．加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水，生成的白色沉淀可能是氢氧化铝沉淀，也可能是氢氧化镁，故C错误；

D．铁单质与稀硝酸反应会生成三价铁离子，铁离子遇KSCN溶液溶液呈红色，所以实验可以证明含有铁元素，故D正确。

故选：D。

7．A

【详解】A．Na2SO3溶液变质混有硫酸钠，亚硫酸钠、硫酸钠均能与BaCl2反应生成白色沉淀，故A符合题意；

B．FeCl2溶液变质混有氯化铁，加KSCN溶液变红，可检验变质，故B不符合题意；

C．KI溶液变质混有碘单质，加淀粉溶液变蓝，可检验变质，故C不符合题意；

D．CH3CHO溶液混有乙酸，加石蕊试液变红，可检验变质，故D不符合题意；

故答案选A。

8．C

【详解】A．钝化反应指活泼金属在浓硝酸或浓硫酸中发生的化学稳定性明显增强的现象，Ag与浓硝酸不发生钝化，A错误；

B．常温下，Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，故B错误；

C．常温下，Al在氢氧化钠溶液中反应会产生氢气，故C正确；

D．Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，Fe与氯气反应生成氯化铁，与HCl、氯气的氧化性有关，产物中Fe元素的化合价分别为+2、+3价，故D错误；

故选C。

9．D

【详解】A．检验某涂改液中是否存在含氯有机化合物，因为氯元素不一定以氯离子存在(有机物中一般为氯原子)，故无法用硝酸和硝酸银溶液直接检验，故A不符合题意；

B．取一只干净的试管，用胶头滴管向试管中注入口服液少许，再加入KSCN溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+，若溶液不变红，则证明不含有Fe3+，但无法证明里面的铁元素的价态情况，溶液可能既含有Fe2+又含有Fe3+，故B不符合题意；

C．用标准氢氧化钠溶液滴定法测定盐酸浓度，酚酞做指示剂，所需的玻璃仪器为移液管或酸式滴定管(量取一定体积盐酸)、碱式滴定管、锥形瓶、胶头滴管等，故C不符合题意；

D．乙酰水杨酸不含有酚羟基，水杨酸含有酚羟基，将乙酰水杨酸粉末中加入盛有蒸馏水的试管，振荡摇匀后，加入1~2滴溶液，若变紫色，证明有水杨酸，故D符合题意；

故答案选D。

10．C

【分析】溶液中铁离子和铜离子的物质的量都是0.2mol。由于氧化性Fe3+＞Cu2+，则首先发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，0.2mol铁离子完全反应消耗0.1molFe，剩余的0.1molFe发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，0.1molFe完全反应消耗0.1mol铜离子，反应后还剩余0.1mol铜离子，据此进行解答。

【详解】A．根据分析可知，反应后析出0.1molCu，故A错误；

B．反应后还剩余0.1molCu2+，Fe没有剩余，故B错误；

C．反应后溶液中Fe2+的物质的量为：0.3mol+0.1mol=0.4mol，溶液中c(Fe2+)= =0.4 mol•L-1，故C正确；

D．由以上分析可知，反应后溶液中没有剩余的Fe3+，故D错误。

故选：C。

11．A

【详解】A．“凡石灰，经火焚炼为用”，这里的石灰指的是碳酸钙，A错误；

B．磁石的主要成分为四氧化三铁，B正确；

C．爆竹爆炸中有氧气参与反应，是氧化还原反应，C正确；

D．屠呦呦对青蒿素的提取涉及萃取操作，与相似相溶原理有关，没有生成新物质，属于物理变化，D正确；

故答案选A。

12．D

【分析】标况下4.48LNO的物质的量为，NO的质量为6g。根据，反应过程中转移电子为。由题意，可得离子方程式(未配平)，设的系数为x；的系数为y，则根据化合价升降法可得关系①，反应过程中引进了Fe元素，失去了NO，溶液总体质量增加，根据差量法可知加进来的Fe的质量为14g，物质的量为0.25mol，则有②。联立①②，解得，。故反应后的溶液中。

【详解】A．硝酸部分被还原为NO，其余以和分别存在于溶液中，物质的量分别为0.15mol、0.1mol，根据N原子守恒，原溶液中硝酸的物质的量为，其浓度为，故A正确；

B．经计算，原溶液中投入的铁粉的物质的量为0.25mol，故B正确；

C．根据前面分析可知，，故C正确；

D．反应后的溶液中只有能与Cu反应，根据反应可知，可消耗0.05molCu，其质量为，故D不正确；

故选D。

13．A

【详解】A．和溶液中各离子不反应，可以大量存在，A选；

B．可以氧化亚铁离子为铁离子，不可以大量存在，B不选；

C．和铜离子、亚铁离子、铁离子反应生成沉淀，不能大量共存，C不选；

D．可以和氯离子生成氯化银沉淀，不能大量共存，D不选；

故选A。

14．A

【分析】根据2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2反应若能发生，则溶液中存在亚铁离子和碘单质，0.2的溶液和0.05的溶液等体积混合充分反应后，过量，若要能说明反应可逆，则需证明溶液中同时存在Fe3+和Fe2+或者Fe3+和I2。

【详解】①加入滴入KSCN溶液溶液变红色说明溶液中存在，可以说明反应中存在化学平衡2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2；

②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成说明溶液存在碘离子，但是溶液中过量，无法证明此反应可逆，不可以说明反应中存在化学平衡2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2；

③滴入KSCN溶液，再加双氧水，溶液先变红色后红色加深，说明溶液中存在和Fe2+，可以说明反应中存在化学平衡2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2；

④滴入淀粉溶液溶液变蓝色，说明溶液中存在碘单质，不可以证明存在，不可以说明反应中存在化学平衡2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2；

故选：A。

15．吸收氨气、二氧化硫等杂质气体，防止污染空气

【详解】尾气中含有的二氧化硫、氨气等会污染空气，故KMnO4溶液的作用是吸收氨气、二氧化硫等杂质气体，防止污染空气。

16．NH4Fe3(SO4)2(OH)6

【详解】设有480 g物质分解，670 ℃以上为红棕色纯净物Fe2O3，则其物质的量为n(Fe2O3)= =1.5 mol，即y=3；在固体质量400 g→240 g时，分析可知，该产物为SO3和Fe2O3，则n(SO3)= =2 mol，即z=2；化合物中各元素化合价代数和为0，则x+3×(+3)+ 2×(-2)+w×(-1)=0，17x+3×56+2×96+17w=480，解得x=1、w=6，所以该物质的化学式为NH4Fe3(SO4)2(OH)6。

17．(1)0.4

(2)89.6

(3)4

【详解】（1）混合过程中，Cu2+物质的量保持不变，即混合后溶液中n(Cu2+)=×1L×1.00mol/L=0.40mol，故答案为0.40；

（2）混合液中n(Fe3+)=×1L×2.00mol/L×2=2.40mol，混合液中加入足量铁粉，发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，根据得失电子数目守恒，有：n(Fe)×2= n(Cu2+)×2+ n(Fe3+)×1，解得n(Fe)=1.6mol，即消耗铁粉质量为1.6mol×56g/mol=89.6g，故答案为89.6；

（3）充分反应后溶质为FeSO4，根据铁原子守恒，因此c(FeSO4)==4.00mol/L，故答案为4.00。

18．(1)     2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+     Cu-2e-=Cu2+     Fe3++e-=Fe2+

(2)          催化

(3)     b     氧化反应     正极     5.6L

【详解】（1）FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，FeCl3和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；若将此反应设计成原电池，负极发生氧化反应，该原电池负极反应为Cu-2e-=Cu2+；正极发生还原反应，正极电极反应为Fe3++e-=Fe2+。

（2）①加FeCl3溶液反应20min后，H2O2 的浓度变为10. 5mol·L-1，则20min内H2O2的平均反应速率为。

②反应结束后，滴加KSCN溶液，试管中溶液呈红色。经测定，溶液中Fe3+的量没有变化。催化剂在化学反应前后质量、化学性质不变，在H2O2制O2反应中，FeCl3作催化剂。

（3）①原电池中正极得电子发生还原反应，该电池中，氧气在b电极得电子生成氢氧根离子，正极是电极b，负极氢气失电子生成水，负极反应的反应类型为氧化反应。

②电池工作时，阳离子向正极移动，所以K+会向正极移动；正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，当外电路中转移1mol电子时，消耗的0.25molO2，标准状况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。