2024届高三新高考化学大一轮专题练习—铁及其化合物

2024届高三新高考化学大一轮专题练习—铁及其化合物

一、单选题

1．（2023·浙江·校联考一模）下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是

A．Mg与反应可生成C

B．与反应可生成

C．可通过化合反应制取

D．NaI固体与浓硫酸反应可制取HI

2．（2023·湖北·校联考模拟预测）对下列劳动项目的解释错误的是

A．A B．B C．C D．D

3．（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

4．（2023春·天津河西·高三统考期中）为了验证溶液与溶液中的铁元素存在形式的区别，进行如下实验：

下列相关结论的叙述不正确的是

A．在水中能电离出

B．在水中难电离出

C．试管a中因生成而显红色

D．试管a中换为溶液进行实验，仍然可观察到溶液变为红色现象

5．（2023春·海南海口·高三海南中学校考期中）“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如图所示。下列有关说法正确的是

A．正极反应：Fe-2e-=Fe2+

B．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)2

C．整个过程发生的是析氢腐蚀

D．为防止孔蚀发生可以将铁合金与外接电源的负极相连

6．（2023春·浙江杭州·高三期中）下列装置或操作能达到实验目的的是

A．A B．B C．C D．D

7．（2023·浙江·校联考三模）下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是

A．La-Ni储氢合金在加热条件下可与氢气反应生成稳定金属氢化物

B．铝遇冷的浓硫酸形成氧化膜，同时可产生大量二氧化硫

C．能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

D．铁可以被高温水蒸气氧化生成

8．（2023·北京东城·统考二模）关于生产、生活中下列现象的分析不合理的是

A．A B．B C．C D．D

9．（2023·河北沧州·统考二模）青矾矿石在《唐本草》中有记载：“本来绿色，新出窑未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。明末学者方以智所著《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽树不茂。”有关说法正确的是

A．青矾矿石主要成分是

B．烧之赤色，是发生了分解反应生成的缘故

C．青矾应密封保存，主要目的是防止风化

D．熏人的“厂气”是、

10．（2023春·江苏泰州·高三泰州中学校考期中）室温下，下列关于铁化合物的实验探究方案能达到探究目的的是

A．A B．B C．C D．D

11．（2023春·广东广州·高三广州市真光中学校考阶段练习）下列实验操作，现象和解释或结论均正确的是

A．A B．B C．C D．D

12．（2023·山东日照·校联考二模）下列有关物质的保存或仪器的使用正确的是

A．溶液应保存在细口玻璃瓶中

B．利用盛有浓硫酸的U型管干燥氯气

C．浓硝酸在光照下颜色会变黄，可密封保存在铁质容器中

D．用玻璃棒蘸取待测液，焰色反应为黄色，证明待测液含钠元素

13．（2023春·云南曲靖·高三曲靖市民族中学校考期中）下列指定反应的离子方程式正确的是

A．溶液腐蚀铜板：

B．向氢氧化钡溶液中加入少量稀硫酸：

C．室温下用稀溶解铜：

D．向酸性溶液中通入：

14．（2023·全国·高三专题练习）铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐溶液检验，黄血盐溶液检验。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、、)制取绿矾的流程如下：

下列有关说法不正确的是

A．“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率

B．“反应”时发生的主要反应为

C．“检验”时可用溶液检验上一步“反应”是否进行完全

D．将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾

二、非选择题

15．（2023春·贵州遵义·高三仁怀市第一中学校联考期中）I.如图是利用电化学装置将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。

请回答下列问题：

(1)该装置将_______能转化为______能。

(2)催化剂b表面O2发生_______反应，其附近溶液酸性______(填“增强”、“不变”或“减弱”)。

(3)催化剂a表面的电极反应式：_______。

II.某废料铁泥主要成分是Fe2O3、FeO和Fe，其他杂质不与硫酸反应。实验室用该废料提取Fe2O3，设计实验流程如图：

(4)步骤(I)充分反应后进行的实验操作名称是______。

(5)步骤(II)中加入H2O2溶液后需要适当加热但温度不能过高，原因是______。

(6)为了检验溶液B中是否有亚铁离子剩余，有同学提出只需要取少量溶液B于试管中并向其中滴加氢氧化钠溶液，然后观察现象即可证明。请你判断该同学的方法是否可行并说出理由______。

(7)步骤(III)中将NaOH溶液换成氨气也可以得到Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为______。

16．（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：______________________

17．（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_______。

18．（2023春·上海·高三期末）铁元素是地壳中含量第二的金属元素，位于元素周期表中第四周期第8族。铁及其化合物性质多样，其参与的反应大多为氧化还原反应。

(1)某氯化铁溶液中含有少量氯化亚铁杂质，除去氯化亚铁杂质应选用的试剂是 。

A．氯水 B．铁粉 C．稀硝酸 D．酸性高锰酸钾

(2)根据反应设计成原电池，下列说法正确的是 。

A．铁作正极、铜作负极、稀硫酸作电解质溶液

B．铁作负极、铜作正极、硫酸铜溶液作电解质溶液

C．电子通过稀硫酸从铁电极流向铜电极

D．阳离子向正极方向定向移动

(3)实验室配置溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是______，溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应的离子方式为___________。

(4)设计实验检验某溶液中含有而不含，实验方案为__________________。

(5)高铁酸钠是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目：________。

 Fe(NO3)3+ NaOH+ Cl2 Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl+ H2O

参考答案：

1．D

【详解】A．Mg与反应生成C和MgO，A正确；

B．与发生化合反应可生成，B正确；

C．氢氧化亚铁和水、氧气可通过化合反应制取，C正确；

D．浓硫酸可氧化NaI生成碘，不能制备HI，D错误；

故选：D。

2．A

【详解】A．SO2漂白性是化合性漂白，而不是氧化还原漂白，故用SO2漂白纸浆是由于SO2具有漂白性，而不是由于SO2具有还原性，A符合题意；

B．常温下铝遇浓硝酸钝化，在铝表面形成致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续反应，故能用铝制容器贮运浓硝酸，B不合题意；

C．铁与H2O在高温下会反应，方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故模具注入熔融钢水之前必须干燥，C不合题意；

D．固体管道疏通剂的主要成分由金属铝和氢氧化钠组成，发生反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故与铝粉和NaOH溶液反应产生气体有关，D不合题意；

故答案为：A。

3．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。

4．D

【详解】A．Fe3+与SCN-结合生成红色溶液，故实验i说明FeCl3电离Fe3+，A正确；

B．因加入KSCN后溶液无颜色变化，说明溶液中没有Fe3+，B正确；

C．，Fe(SCN)3为红色溶液，C正确；

D．Fe2+不能与SCN-反应，D错误；

故答案为：D。

5．D

【详解】A．在负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，在正极，发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，A不正确；

B．铁合金腐蚀，起初产物为Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中O2氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成Fe2O3，B不正确；

C．整个过程中，O2为主要反应物，发生的是吸氧腐蚀，C不正确；

D．将铁合金与外接电源的负极相连，能阻止铁失电子，从而防止孔蚀发生，D正确；

故选D。

6．A

【详解】A．加热湿棉花产生水蒸气，与还原性铁粉反应生成氢气和四氧化三铁，用肥皂液来检验氢气，A正确；

B．甲烷与氯气遇到强光会爆炸，B错误；

C．银氨溶液的制备：向硝酸银中逐滴加入氨水，至白色沉淀恰好溶解，C错误；

D．过氧化氢与亚硫酸钠反应生成硫酸钠和水，没有明显现象，D错误；

故答案选A。

7．A

【详解】A．La-Ni储氢合金是一种新型合金材料，能吸收大量氢气，并与氢气结合成金属氢化物，但在加热条件下该金属氢化物不稳定可分解出氢气，故A错误；

B．冷的浓硫酸具有强氧化性能使Al钝化，在Al表面形成致密氧化膜，同时会产生少量二氧化硫，故B正确；

C．具有强的氧化性，可氧化KI生成碘单质，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故C正确；

D．高温下铁与水蒸气反应生成和氢气，故D正确；

故选：A。

8．A

【详解】A．植物油加氢制硬化油与与植物油中的碳碳双键有关，故A错误；

B．氧炔焰切割金属，乙炔和氧气反应放出大量热使得金属熔化，故B正确；

C．金属受热核外电子会发生跃迁变成激发态，电子从激发态回到基态释放能量呈现不同的颜色，故C正确；

D．铁和水在高温下能发生反应，所以注入钢水前，模具须干燥，故D正确；

故选：A。

9．D

【详解】A．    “青砚”的描述为：“本来绿色，新出窑未见风者，正如琉璃，烧之赤色”，说明“青砚”的颜色为绿色，所以应为，A错误；

B．    “烧之赤色”说明经煅烧后，分解成颗粒度非常细而活性又很强的，同时生成，受热分解的化学方程式是：，B错误；

C．青矾含易被氧化，故需密封保存防氧化，C错误；

D．根据上述分析可知，熏人的“厂气”是 SO2、SO3，D正确；

故答案为；D。

10．C

【详解】A．中含有，酸化后引入，强氧化性也能将氧化而干扰实验，A不能达到探究目的；

B．若氧化铁未完全还原，加入稀盐酸时，氧化铁溶于稀盐酸得到铁离子，铁离子会和铁单质反应生成亚铁离子，滴加硫氰化钾溶液，溶液也不会变为红色，所以观察颜色变化不能确定是否已全部被还原，B不能达到探究目的；

C．氯水中含有，可以氧化，向溶液中加入几滴氯水，再加 CCl4萃取，层显紫色，说明有生成，说明的还原性弱于，C能达到探究目的；

D．浓盐酸也能和溶液反应，该实验无法确定二价铁离子，D不能达到探究目的；

答案选C。

11．C

【详解】A．稀硝酸与粉反应，首先生成，过量的铁将还原得到，滴入溶液不显红色，A项错误；

B．铝与浓硫酸反应，铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻碍反应进一步进行，B项错误；

C．浓氨水显碱性，用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，说明浓氨水呈碱性，C项正确；

D．检验溶液中的，应加入浓溶液，且需要加热，故无法确定原溶液中是否含有，D项错误；

故选C。

12．C

【详解】A．氟化铵是弱酸弱碱盐，在溶液中水解生成的氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应，所以氟化铵溶液不能保存在玻璃瓶中，应保存在塑料瓶中，故A错误；

B．浓硫酸是液态干燥剂，不能盛放在U形管中，应盛放在洗气瓶中，故B错误；

C．常温下铁在浓硝酸中发生钝化，阻碍反应的继续进行，所以为防止浓硝酸在光照下颜色会变黄，可将浓硝酸密封保存在铁质容器中，故C正确；

D．玻璃中含有钠元素，所以用玻璃棒蘸取待测液，焰色反应为黄色不能证明待测液含钠元素，故D错误；

故选C。

13．C

【详解】A．溶液腐蚀铜板：，A错误；

B．氢离子、氢氧根离子和水的计量数都是2，离子方程式为，B错误；

C．铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，离子方程式为，C正确；

D．溶液显酸性，不会有氢氧根离子参与反应，D错误；

故选C。

14．D

【分析】硫铁矿烧渣酸溶后过滤，滤渣为SiO2，滤液中含Fe3+、Al3+，加过量铁粉后铁离子被还原为亚铁离子，下一步用黄血盐溶液检验是否有剩余，再加NaOH溶液调pH值，将Al3+转化为Al(OH)3沉淀，过滤后的溶液经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得到绿矾晶体。

【详解】A．“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率，A正确；

B．“反应”时加过量铁粉后铁离子被还原为亚铁离子，发生的主要反应为，B正确；

C．根据分析，用黄血盐溶液检验是否有剩余，C正确；

D．绿矾晶体含结晶水，故根据分析，将第二次“过滤”所得滤液经过冷却结晶可以制得绿矾，D错误；

故选D。

15．(1)     化学     电

(2)     还原     减弱

(3)SO2+2H2O-2e-=SO+4H+

(4)过滤

(5)适当加热可加快反应速率，温度不能过高避免双氧水受热分解

(6)不可行，溶液B中存在大量Fe3+，往该溶液中滴加氢氧化钠溶液会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，干扰Fe2+的检验

(7)3NH3+3H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH

【分析】II.铁泥中的Fe2O3、FeO和Fe和足量硫酸反应得含Fe3+、Fe2+、H+的溶液A，用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+所得溶液B含Fe3+，加NaOH溶液将Fe3+沉淀，过滤得Fe(OH)3沉淀，将Fe(OH)3沉淀洗涤、加热得Fe2O3固体，据此解答。

【详解】（1）该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能。

（2）由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此b表面发生还原反应，催化剂b处的反应为：O2+2H++2e-=H2O，酸性减弱。

（3）催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为：SO2+2H2O−2e−==+4H+。

（4）将溶液和沉淀分离的操作名称为过滤，故答案为：过滤。

（5）适当加热可加快反应速率，温度不能过高避免双氧水受热分解。

（6）不可行，溶液B中存在大量Fe3+，往该溶液中滴加氢氧化钠溶液会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，干扰Fe2+的检验。

（7）氨水和Fe3+反应生成氢氧化铁的离子方程式为3NH3+3H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH。

16．(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+。

17．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。

18．(1)A

(2)D

(3)     防止Fe2+被氧化     Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

(4)先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子

(5)

【详解】（1）A．已知2FeCl2+Cl2=2FeCl3，故加入氯水能够除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，且不引入新的杂质，A符合题意；

B．已知Fe+2FeCl3=3FeCl2，故使用铁粉    不能除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，B不合题意；

C．稀硝酸能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质硝酸根离子，C不合题意；

D．酸性高锰酸钾能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质锰离子等，D不合题意；

故答案为：A；

（2）根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池，则Fe发生氧化反应，Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，比铁更不活泼的Cu等金属或者石墨作正极，电极反应为：2H++2e-= H2↑，稀硫酸或者稀盐酸作电解质溶液，据此分析解题：

A．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，A错误；

B．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，而不是硫酸铜溶液作电解质溶液，B错误；

C．原电池中电子由负极经导线流向正极，即电子通过导线从铁电极流向铜电极，C错误；

D．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故阳离子向正极方向定向移动，D正确；

故答案为：D；

（3）由于Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，而Fe+2Fe3+=3Fe2+，故实验室配置FeCl2溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是防止Fe2+被氧化，FeCl3溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，故其离子方式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故答案为：防止Fe2+被氧化；Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；

（4）先向溶液中滴加KSCN 溶液观察颜色，可以判断铁离子是否存在，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，观察颜色变为红色，证明含有亚铁离子，故答案为：先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子；

（5）反应中Fe3+由+3价转化为+6价升高3个单位，而Cl2中的Cl由0价降低到-1价降低2个单位，利用化合价升高总数相等的最小公倍数法可知，最小公倍数为6，则可配平该反应方程式：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O，反应中转移电子数目为6，故该反应的电子转移方向和数目可表示为：，故答案为：。