2024届高三新高考化学大一轮专题训练题-铁及其化合物

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2024届高三新高考化学大一轮专题训练题-铁及其化合物
一、单选题
1．（2023秋·陕西西安·高三西安市第七十五中学校考期末）铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，Fe2+易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是
A．缺铁性贫血症可以服用维生素C将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收
B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁
C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀
D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
2．（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
3．（2023春·河南濮阳·高三濮阳一高校考阶段练习）下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A．过量Fe粉和稀的反应：
B．溶液中加入足量NaOH溶液：
C．硫化钠溶液和硝酸混合：
D．向溶液中通入少量：
4．（2023春·河北邢台·高三校联考阶段练习）钪(Sc)可用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品。以钛白酸性废水(主要含、、)为原料制备氧化钪()的工艺流程如下。下列说法正确的是
  
A．酸洗时加入的目的是将还原为
B．“操作Ⅰ”需要的玻璃仪器有分液漏斗
C．“滤渣Ⅰ”的主要成分是、
D．草酸钪焙烧时反应的化学方程式：
5．（2023春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）磁石有纳气平喘的功能，《本草经集注》中有磁石炮制用药的记载：能吸针者为上品，称净磁石，采集日久，为呆磁石；取上品武火煅至红透，醋淬，此法后代一直沿用，下列有关磁石说法正确的是
A．上品净磁石为纯净物
B．净磁石采集日久变为呆磁石，是发生了分解反应的缘故
C．磁石的主要成分是
D．醋淬磁石涉及氧化还原反应
6．（2023春·江苏淮安·高三马坝高中校考期中）铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法，正确的是
A．赤铁矿的主要成分是
B．溶液可用来腐蚀电路板
C．除去溶液中的杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe与KSCN产生血红色沉淀
7．（2023·浙江·校联考一模）物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是
A．溶液呈酸性，可用于制作电路板
B．受热易分解，可用于制作泡沫灭火器
C．熔点很高，可用于制作坩埚
D．FeS具有还原性，可用作废水中的沉淀剂
8．（2023春·安徽·高三校联考开学考试）下列除杂试剂选用正确且除杂过程中不涉及氧化还原反应的是
选项
物质
杂质
除杂试剂
A
Fe
Al
NaOH溶液
B
NaCl溶液
MgCl2
NaOH溶液、稀盐酸
C
CO2
CO
CuO
D
FeSO4溶液
Fe2(SO4)3
Cu粉
A．A B．B C．C D．D
9．（2023春·福建南平·高三统考期中）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．的溶液：、、、
B．加入铝粉生成的溶液：、、、
C．无色溶液：、、、
D．能使紫色石蕊试液变红的溶液：、、、
10．（2023秋·内蒙古赤峰·高三校联考期末）化学实验操作是进行科学实验的基础，下列关于实验操作、仪器选择及相关叙述正确的是
      

A．装置甲碱式滴定管排气泡
B．装置乙测定中和热
C．装置丙灼烧碎海带
D．装置丁用火柴点燃肥皂泡有轻微爆鸣声，试管内黑色固体变红
11．（2023秋·江苏泰州·高三校联考期末）室温下，下列实验探究方案能够达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中滴加几滴稀硫酸，振荡，观察溶液颜色变化
SO具有氧化性
B
向盛有KMnO4溶液的试管中通入SO2，观察溶液颜色变化
SO2具有还原性
C
向盛有NaCl和KI混合溶液的试管中滴加几滴AgNO3溶液，振荡，观察沉淀颜色
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D
向试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液，加热。冷却后，向其中加入少量新制的Cu(OH)2，加热，观察现象
淀粉水解液中存在还原性糖

A．A B．B C．C D．D
12．（2023春·全国·高三期末）如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是

A．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋4H＋＋O2＝4Fe3＋＋2H2O
B．溶液b中阳离子只有Fe2＋
C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被还原
D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
13．（2023·福建南平·统考三模）下列各组离子能大量共存，且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
、、
溶液

B
、、
溶液

C
、、
溶液

D
、、
NaOH溶液


A．A B．B C．C D．D
14．（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

二、非选择题
15．（2023春·广东汕头·高三金山中学校考期中）写出下列方程式
(1)将SO2通入足量的澄清石灰水中的化学方程式：_________________
(2)过量铁粉与稀硝酸反应的离子方程式：________________________
(3)工业上制备粗硅的化学方程式：_____________
(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，用碘溶液(I2)进行滴定，已知氧化产物为SO，该反应的离子方程式：______________________
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·高三课时练习）某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。
实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
实验用品：电极(铁钉、铜钉)、稀硫酸、NaOH溶液、烧杯、导线、耳机。
实验装置如图：
  
请回答以下问题：
(1)按如图所示装置连接好实验仪器，可以听见耳机发生“嚓嚓∙∙∙∙∙∙”的声音。其原因是在原电池中，化学能转化为___________，在耳机中又由___________转化为声音这种能量。
(2)铁钉是原电池的___________极，电极反应式为___________，发生了___________反应；铜钉上的电极反应式为___________。
(3)一段时间后，取烧杯内的溶液少许，滴加足量的NaOH溶液，发生的反应依次有(用化学方程式表示)___________、___________、___________。
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．维生素C具有还原性，将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收，可以治疗缺铁性贫血症，A正确；
B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到黑色的四氧化三铁，反应为：，B错误；
C．与水反应生成，且具有强氧化性，所以将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终红褐色沉淀，C错误；
D．不稳定，在空气中加热迅速被氧化成，错误；
故选A。
2．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，滤渣的主要成分为氢氧化铁，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。
3．A
【详解】A．过量Fe粉和稀反应后，Fe有剩余，所以溶液中铁元素以Fe2+形式存在，同时生成NO气体等：，A正确；
B．溶液中加入足量NaOH溶液，、都与OH-发生反应，分别生成NH3∙H2O、等，B不正确；
C．硝酸具有强氧化性，能将Na2S、H2S氧化，所以将硫化钠溶液和硝酸混合，没有H2S生成，C不正确；
D．HClO具有强氧化性，能将CaSO3、SO2等氧化，所以向溶液中通入少量，最终没有CaSO3生成，D不正确；
故选A。
4．D
【分析】钛白酸性废水(主要含、，)，酸洗时加入的目的是将氧化为，“滤渣Ⅰ”的主要成分是、、，加入10%的盐酸调pH的目的是将转化为含，的溶液，再加入草酸溶液得到草酸钪，草酸钪与氧气焙烧时生成和。
【详解】A．“有机相”中主要含有、，，酸洗时加入的目的是将氧化为，有利于后面沉淀除去，A项错误；
B．“操作Ⅰ”是过滤，过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，B项错误；
C．“滤渣Ⅰ”的主要成分是、、，C项错误；
D．草酸钪与氧气焙烧时生成和，D项正确；
故选D。
5．C
【详解】A．由题意可知，上品净磁石为含有四氧化三铁的混合物，故A错误；
B．由题意可知，净磁石采集后放置日久表面的四氧化三铁被空气中氧气氧化为氧化铁，净磁石的磁性便会减退变为呆磁石，则净磁石采集日久变为呆磁石是因为发生了氧化还原反应，与分解反应无关，故B错误；
C．由题意可知，上品净磁石的主要成分为四氧化三铁，故C正确；
D．由题意可知，醋淬磁石涉及的反应为磁石表面的氧化铁与醋酸反应生成醋酸铁和水，反应中没有元素发生化合价变化，该反应不是氧化还原反应，故D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．用于炼铁的主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3），故A错误；
B．氯化铁和铜生成氯化亚铁和氯化铜，故溶液可用来腐蚀电路板，故B错误；
C．加入过量Fe单质除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2，故C正确；
D．Fe3+与KSCN溶液产生红色的络合物，这种络合物是溶于水的，产生红色溶液，故D错误；
答案选C。
7．C
【详解】A．溶液可用于制作电路板，与氯化铁呈酸性无关，与氯化铁中铁离子具有氧化性有关，故A错误；
B．受热易分解与用于制作泡沫灭火器无关，主要与碳酸氢钠水解有关，故B错误；
C．坩埚受热温度较高，熔点很高，可用于制作坩埚，两者有关联，故C正确；
D．FeS的溶度积比HgS的溶度积大，因此FeS可用作废水中的沉淀剂，故D错误。
综上所述，答案为C。
8．B
【分析】氧化还原反应的特点：有元素化合价发生变化。
【详解】A．Fe不与NaOH溶液反应。而Al变成了可溶于水的NaAlO2，过滤后可以除去，试剂选用正确，但除杂过程中涉及氧化还原反应，A项不符合题意；
B．MgCl2与NaOH溶液反应转变为Mg(OH)2沉淀，过滤可以除去，过量的氢氧化钠可以用稀盐酸除去，它属于复分解反应，试剂选用正确且除杂过程中不涉及氧化还原反应，B项符合题意；
C．CO与CuO反应生成CO2，试剂选择正确，但该过程中发生了氧化还原反应，C项不符合题意；
D．Fe2(SO4)3经铜粉转变为FeSO4，但同时还生成硫酸铜溶于其中，除杂试剂不正确，D项不符合题意；
故选B。
9．C
【详解】A．、能与发生氧化还原反应，不可大量共存，故A错误；
B．加入铝粉生成的溶液为强酸或强碱溶液，若为强碱溶液，OH-与反应生成一水合氨，不能共存，故B错误；
C．各离子均为无色，且各离子之间互不反应，能大量共存，故C正确；
D．使紫色石蕊试液变红的溶液，显酸性，H+、能与发生氧化还原反应，H+、结合生成二氧化碳和水，不能共存，故D错误；
故选：C。
10．A
【详解】A．碱式滴定管排气泡的方法：将碱式滴定管管体竖直，左手拇指捏住玻璃珠，使橡胶管弯曲，管尖斜向上约45度，挤压玻璃珠处胶管，使溶液冲出，以排除气泡，A正确；
B．测定中和热实验中需保温隔热，小烧杯和大烧杯杯口平齐，B错误；
C．灼烧碎海带应在坩埚中进行，C错误；
D．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，试管内黑色固体不会变红，D错误；
故选A。
11．B
【详解】A．酸性条件下，溶液中的硝酸根可以氧化亚铁离子，则溶液变为黄色，不能证明硫酸根具有氧化性，A错误；
B．高锰酸钾具有强氧化性，通入二氧化硫褪色，说明二氧化硫有还原性，B正确；
C．混合溶液中滴入几滴硝酸银，银离子少量，黄色沉淀的产生可以由碘离子和银离子直接反应生成，不能判断是否由氯化银转化，故无法通过沉淀比较Ksp，C错误；
D．需要先加NaOH去除过量的硫酸，D错误；
故答案为：B。
12．A
【分析】溶液a中通入SO2，转化为溶液b，化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O＝2FeSO4＋2H2SO4；溶液b中通入空气，转化为溶液c，化学方程式为4FeSO4＋O2＋2H2SO4＝2Fe2(SO4)3＋2H2O。
【详解】A．由分析可知，操作Ⅱ中，FeSO4被O2氧化，生成Fe2(SO4)3等，反应的离子方程式为4Fe2＋＋4H＋＋O2＝4Fe3＋＋2H2O，A正确；
B．溶液b中，阳离子有Fe2＋、H＋，可能含有Fe3＋，B错误；
C．溶液a转化为溶液b的过程中，SO2转化为H2SO4，SO2失电子被氧化，C错误；
D．由分析可以看出，溶液c中含有Fe2(SO4)3、H2SO4，加入FeO后，FeO和H2SO4反应会生成FeSO4，D错误；
故答案为：A。
13．B
【详解】A．过氧化氢和碘离子反应生成碘单质和水，离子方程式为，A错误；
B．铝离子和碳酸氢根离子双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，B正确；
C．银离子和硫离子生成硫化银沉淀，不共存，C错误；
D．和生成红色物质，不共存，D错误；
故选B。
14．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。
15．(1)SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
(2)3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O
(3)
(4)S2O+2I2+3H2O═2SO+4I-+6H+

【详解】（1）SO2为酸性氧化物，能与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，反应方程式为：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O，故答案为：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；
（2）过量铁粉与稀硝酸反应生成亚铁离子和NO，反应离子方程式为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O；
（3）工业上制备粗硅原理是C单质在高温条件下与二氧化硅反应生成Si和CO，反应方程式为：，故答案为：；
（4）S2O被碘单质氧化为SO，1mol S2O失4mol电子，1mol I2的2mol电子生成碘离子，根据得失电子守恒及元素守恒得离子方程式：S2O+2I2+3H2O═2SO+4I-+6H+，故答案为：S2O+2I2+3H2O═2SO+4I-+6H+。
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) 电能 电能
(2) 负 Fe－2e－= Fe2＋ 氧化 2H＋＋2e－= H2↑
(3) H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【详解】（1）在原电池中，化学能转化为电能，在耳机中又由电能转化为声音这种能量。
（2）铁较铜活泼，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铁钉是原电池的负极，电极反应式为Fe－2e－= Fe2＋，发生了氧化反应；铜钉上的电极反应为氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，2H＋＋2e－= H2↑；
（3）取烧杯内的溶液少许，滴加足量的NaOH溶液，氢氧化钠首先和稀硫酸反应生成硫酸钠和氢气，再和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁和空气中氧气、水反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，反应为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
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。