考点14 铁及其化合物(好题冲关)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮（全国通用）(原卷版)

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考点14 铁及其化合物
(好题冲关)
【基础过关】
1．(2023·河北省沧州市大数据应用调研联合测试评)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Fe3O4
D．醋淬磁石涉及氧化还原反应
2．(2023·广东省茂名市高三联考)人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(胃酸的主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是( )
A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素
C．常温下，铁能与水发生置换反应 D．Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验生成蓝色沉淀
3．(2023·江苏省徐州市三模)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料
B．FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质
C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+
4．草酸亚铁晶体是生产感光材料的原料[Ksp(FeC2O4·2H2O)= 3.0×10－7]，制备流程如下：
(NH4)2Fe(SO4)2FeC2O4·2H2O
下列说法错误的是( )
A．可用溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否变质
B．步骤①酸化的目的是抑制Fe2+的水解
C．步骤②反应为Fe2++H2 C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+2H+
D．步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
5．铁元素是重要的金属元素，含有铁元素的物质，在人类的生产生活中有着重要的应用。Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)   ΔH＜0是炼铁工业中的主反应。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A． B．(胶体)
C． D．
6．检验黑木耳中的铁离子的步骤为：灼烧黑木耳→加酸溶解→过滤→取滤液检验，所选择的装置(夹持装置已略去)及操作正确的是( )




A．灼烧木耳
B．加酸后搅拌溶解
C．过滤得滤液
D．检验滤液铁离子
7．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是( )

A．可利用K3Fe(CN)6溶液检验FeSO4溶液是否变质
B．沉淀过程中有CO2气体放出
C．“过滤”操作使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
8．以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的实验过程如图，下列说法正确的是( )

A．取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明废铁屑中不含+3价铁元素
B．人体血红素是亚铁离子配合物，硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血
C．过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水
D．实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止FeSO4水解生成Fe(OH)2
96．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　)
A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3 C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3
10．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度的发挥原材料的价值。下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：

下列说法不正确的是( )
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面铁锈
B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+ ，涉及反应：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
D．溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1：2
11．MnCO3可用作脱硫的催化剂以及生产金属锰的原料，由含Mn2+的废液(有少量的Fe2+、Fe3+)制备MnCO3的一种工艺流程如下：

下列说法错误的是( )
A．“沉锰”时加过量NH4HCO3发生反应的离子方程式为Mn2++ HCO3-=MnCO3↓+H+
B．“氧化”时加入酸化的H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
C．“纯化”过程中发生了水解反应，生成Fe(OH)3沉淀
D．工艺流程中“一系列操作”为过滤、洗涤、干燥
12．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　)
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
D
向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色
原溶液中含有Fe2＋
13．Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验：
实验步骤
实验操作
Ⅰ
取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温
Ⅱ
取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ
向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红
由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式： _______________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要选择的试剂是________(填字母)。
a．NaOH溶液
b．新制氯水和KSCN溶液
c．K3[Fe(CN)6]溶液
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的理由是______________________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、________(填试剂名称)和氨水；再________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3。
14．黑木耳是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，检验黑木耳中的铁元素，实验流程如图：

(1)灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的___(填字母)。
A． B． C． D．
(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是_________。
(3)取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有___________；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，说明滤液中存在具有_________(填“氧化性”或“还原性”)的粒子。
(4)为进一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性，该兴趣小组设计并进行如下实验，记录现象，完成实验报告。
实验操作
实验现象
离子方程式
实验结论
向FeCl2溶液中添加新制氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－
① __________
向FeCl3溶液加入足量的铁粉
铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色
②____________
Fe3+具有氧化性
(5)实验结束，离开实验室之前，下列做法正确的是_________(填字母)。
A．废弃药品直接倒入水池冲走 B．药品仪器归放
C．清洁实验仪器，打扫实验室卫生 D．关闭水电、门窗
15．(2023·山东省高三联考)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：
  回答下列问题：
(1)为提高酸浸的效率，可采取的措施有___________(任写一种)。
(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有___________、玻璃棒和烧杯等，该步骤是为了除去___________(填相关物质的化学式)。
(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全，可用的试剂是___________。
(4)步骤V的反应温度一般需控制在以下，其目的是___________；该步骤中反应生成FeCO3的同时有气泡产生，该反应的离子方程式为___________。
【能力提升】
16．(2023·河南省安阳市三模)某化学实验小组设计如下实验探究Zn与溶液中Fe3+发生反应的原理。
实验
试剂
现象
I
2 mL0.1 mol· L-1FeCl3溶液、过量锌粉
黄色溶液很快变浅，接着有无色气泡产生，固体中未检出铁单质
Ⅱ
2 mL1 mol· L-1FeCl3溶液(pH≈0.70)、过量锌粉
很快有大量气体产生，出现红褐色浑浊，30 min左右产生红褐色沉淀，溶液颜色变浅，产生少量铁单质
下列说法错误的是( )
A．实验I说明Fe3+被还原为Fe2+
B．可用酸性高锰酸钾溶液检验实验I得到的溶液中含有Fe2+
C．实验Ⅱ发生了置换反应和复分解反应
D．实验说明Fe3+、H+与Zn的反应与离子浓度有关
17．Na2FeO4是一种高效的水处理剂，下列用于解释事实的离子方程式中不正确的是(　　)
A．Na2FeO4在酸性溶液中不稳定，与水反应生成Fe3＋和O2，离子方程式为：4FeO42-＋10H2O＋4Fe3＋===20OH－＋3O2↑
B．工业上可用FeCl3、NaOH、NaClO三种物质反应制得Na2FeO4离子方程式为：2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－===2FeO42-＋3Cl－＋5H2O
C．Na2FeO4消毒杀菌时得到的Fe3＋可以净水，Fe3＋能产生净水物质的原因是：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3H＋
D．工业上可用铁做阳极，电解浓NaOH溶液的方法制Na2FeO4，阳极的电极反应为：Fe－6e－＋8OH－===FeO42-＋4H2O
18．硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)俗称绿矾，加热至高温会分解产生水、金属氧化物和非金属氧化 物，某化学兴趣小组的同学对绿矾分解产物进行了探究，下列说法不正确的是(　　)
A．硫酸亚铁晶体高温分解产生的气体，用足量的BaCl2溶溶液吸收后有白色沉淀产生，说明非金属氧化物中含有SO3
B．硫酸亚铁晶体高温分解产生的气体，通入到紫色石蕊溶液中，若溶液变红，说明非金属氧化物中含有SO3
C．硫酸亚铁晶体分解产生的固体溶于稀硫酸后，向溶液中滴加KSCN溶液，若变红说明固体中含有三价铁
D．硫酸亚铁晶体分解产生的固体溶于稀硫酸后，向溶液中滴加酸性高锰酸钾，若紫色褪去，则发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
19．高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓KOH溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下：

下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺，说法正确的是( )
A．“反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3
B．“过滤I”所得滤液中大量存在的离子有：Na+、Fe3+、Cl-、NO3-、FeO42-
C．“转化”时，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小
D．“过滤II”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明滤液为NaOH溶液
20．K2FeO4是一种高效多功能的饮用水处理剂。已知：①一种干法制备K2FeO4的反应为2FeSO4+6K2O2=2 K2FeO4+K2O+2K2SO4+O2↑，②K2FeO4处理水时发生反应FeO4+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。下列说法错误的是( )
A．干法制备K2FeO4的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为
B．干法制备K2FeO4的反应中，每生成1mol K2FeO4，有5mol e-转移
C．K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在
D．K2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，又能起絮凝作用除去水中悬浮杂质
21．将铁、氧化铁、氧化铜组成的混合物粉末mg放入盛盐酸的烧杯中，充分反应后产生2.24L H2(标准状况)，残留固体2.56g。过滤，滤液中无Cu2+。将滤液加水稀释到500mL，测得其中c(H+)为。下列说法正确的是( )
A．m=15.36
B．烧杯中转移电子的物质的量共为0.28mol
C．若将反应后的溶液倒入蒸发皿中直接蒸干可得到0.2mol FeCl2
D．过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、锥形瓶
22．由绿矾(FeSO4·7H2O)制备三草酸合铁酸钾晶体{ K3[Fe(C2O4) 3]·3H2O}的流程如图

下列说法正确的是( )
A．“溶解”时加硫酸的目的是抑制水解
B．将“沉淀”所得的FeC2O4加入酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色，说明产物中含C2O42-
C．“氧化”过程中H2O2被还原为O2
D．隔绝空气加热K3[Fe(C2O4) 3]·3H2O，分解产物为K2CO3、Fe2O3、CO2、H2O
23．《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣”。铁华粉[主要成分为(CH3COO)2Fe ·H2O ]可用如下方法检测。下列相关说法不正确的是( )

A．在铁华粉中加入稀硝酸，再滴加KSCN溶液，一定会变红
B．制备铁华粉的主要反应为Fe+2CH3COOH=(CH3COO)2Fe+H2↑
C．气体X的产生是因为发生了复分解反应
D．由上述实验可知，OH-结合Fe3+的能力大于CN-
24．某新型纳米材料氧缺位铁酸盐ZnFe2Ox(3
A．浸取时为了提高酸浸效率，可以搅拌或延长浸取时间
B．“除杂”过程中需要加入足量锌粉等操作，与锌粉反应的金属离子有Fe3+、Cu2+
C．除去SO2时，ZnFe2Ox在反应中表现出氧化性
D．ZnFe2O4与H2反应制得1molZnFe2Ox时，转移的电子物质的量为(8-2x)mol
25．(2023·广西二模)优化的NaFePO4复合材料作钠离子电池的正极材料时表现出优异的循环稳定性。以黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2等杂质)为原料制备NaFePO4的流程如图所示。
  
已知：①“滤渣2”中不含硫单质；②柠檬酸是一种重要的有机酸，易溶于水，具有一定的还原性；③涉及离子的氢氧化物常温下的溶度积常数如表。
离子
Fe2+
Fe3+
Ksp
8×10-16
4×10-38
回答下列问题：
(1)NaFePO4中Fe元素化合价为______价；“研磨”的目的是______。
(2)“灼烧”时的大量尾气直接排放，会引起的主要环境问题为______(填一种)。
(3)常温下，“酸浸”时，加入过量50%的硫酸的目的为______(答一条即可)。
(4)“浸渣1”的主要成分是______(填化学式)，列举出一种该物质的用途：______。
(5)“还原”中FeS2与Fe3+反应的离子方程式为______；通入空气的条件下，“溶液1”可在“还原”步骤中循环利用，则通入空气的目的是______。
(6)流程中加入柠檬酸的目的是______。
26．(2023·天津市河西区二模)以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄()的一种工艺流程如图所示：
  资料：i．α-Al2O3化学性质极不活泼，不溶于水也不溶于酸或碱。
ii．Ksp(CaCO3)= 2.8×10－9；Ksp(FeCO3)= 2.0×10－11。
回答下列问题：
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有(写出其中两种)___________。
(2)“还原”过程中的离子方程式为___________。
(3)“滤渣”中主要成分为(填化学式)___________。
(4)①“沉铁”过程中有CO2气体产生，反应的离子方程式为___________。
②“沉铁”过程中往往有副产物Fe(OH)2生成，分析原因是___________。
③若用CaCO3“沉铁”，则无副产物Fe(OH)2产生，当反应完成时，溶液中___________。
(5)写出氧化过程生成铁黄的化学方程式为___________。
(6)利用制备的铁黄进行如图实验：
  
①加入氯水后颜色加深的原因可能是：___________。
②某同学发现实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐浙褪去，褪色后的溶液中继续滴加溶液，又出现红色，则褪色的原因可能是___________。
27．实验小组同学为探究Fe2+性质，进行如下实验。
【实验Ⅰ】向2mL0.1mol·L-1 FeSO4溶液滴中几滴0.1mol·L-1KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至)，溶液颜色变红。
(1)甲同学通过上述实验分析Fe2+具有_______(填“氧化”或“还原”)性。
乙同学查阅资料发现Fe2+与可发生反应，生成无色的配合物。为证实该性质，利用进行如下实验。
(2) FeCO3的制备：用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3，离子方程式为_______。
【实验Ⅱ】验证Fe2+与SCN-发生反应

(3)实验b的目的是_______。
(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是_______。
丙同学设计实验进一步证明Fe2+可与SCN-反应。
【实验Ⅲ】

(5)上述实验中，d为c的对照实验。
①X为_______。
②实验能够证实Fe2+可与SCN-反应，则应观察到的现象是_______。
(6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释，则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有：使后续实验颜色变化易于观察；降低c Fe3+)，_______。
28．磷酸铁被广泛用于作电极材料，以下为制备磷酸铁的工艺流程图，回答问题：

(1)氧化槽中发生反应的离子方程式为_______。
(2)过滤器采用真空状态的优点为：_______。
(3)洗涤槽中热水主要是洗涤磷酸铁表面残留的_______(填写离子符号)，检验磷酸铁是否洗涤干净的实验操作：_______。
(4)为研究溶液与金属反应，某同学设计如下实验流程图，并记录相关现象

实验1中生成红褐色沉淀和气体的化学方程式是_______。
实验2的现象红色褪去，该同学提出猜想：
①氯水与反应，使生成硫氰合铁的络合反应逆向进行。
②你还可能提出的猜想是(结合化学平衡原理答题)：_______。
该同学预设计如下实验流程图来验证猜想，其中A是_______；B是_______(填写化学式)。

29．(2023·浙江省七彩阳光联盟、金华十二校高三联考)关于磁性材料Fe3O4的制备方法较多，例如：一是单质铁与有关气体氧化剂[如O2、H2O(g)、NxOy等]反应；二是利用溶液之间的反应，如铁酸盐与亚铁酸盐的作用或铁盐与亚铁盐在强碱性条件下的作用；三是水热法制备Fe3O4 (纳米颗粒)，反应为Fe2++S2O32-+O2+X→ Fe3O4+S4O62-+H2O ；四是某一种工业上制取Fe3O4 (见如下流程)：
纳米四氧化三铁
试分析并回答：
(1)单质铁与NxOy在一定条件下反应，生成Fe3O4与 _______(写分子式)。
(2)铁酸盐与亚铁酸盐反应后，其溶液酸碱性测定的简便方法：用洁净玻璃棒 _______ 。
(3)水热法制备Fe3O4的反应中，常采用 _______ 性介质；这样制得的Fe3O4 (纳米颗粒)，不能用减压过滤实现固液分离，其理由是 _______ 。
(4)上述工业制法中①氯化铁转化为铁黄(FeOOH)后①环丙胺的作用，可用离子方程式表示为 _______，即促使了 _______ ，②的化学方程式是 _______ 。
(5)①人教版教材(化学必修)中，有关铁与水蒸气反应实验的主要步骤如下，按规范组装完仪器后其正确操作的顺序是 _______ 。
A．将酒精灯固定在铁粉部位加热
B．在湿棉花部位加热(使水汽化)
C．导管插入肥皂液中，用火柴点燃肥皂泡(气体先试纯)
D．先从肥皂液中撤出导管，再移去酒精灯后盖灭
②该实验关键点主要是温度控制，铁粉纯度(不被氧化)安全点燃，肥皂液不宜太稀，. _______ 放入时间等。
30．(2023·山东省青岛市三模)工业利用闪锌矿(主要成分ZnS，还含有FeS、CuFeS2、石英及F-、Cl -等杂质)富氧酸浸提取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如下：
  已知：①酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应；    
②CaF2易形成胶体。
回答下列问题：
(1)“浸出”过程原理如图1a所示，ZnS “浸出”的总反应的化学方程式为___________。对比人造闪锌矿浸出原理(如图1b所示)，可知“浸出”过程中Fe2+的作用为___________。
  (2)“滤渣1”主要成分为___________。
(3)“加热加压氧化”发生反应的离子方程式为___________。
(4)“电积”时，F-、Cl -会腐蚀电极板，需提前除净。
①“脱氯”时，脱氯率随时间变化如图2，约后脱氯率减小的原因可能为___________。

②“脱氟时，先按物质的量之比加入Ca(OH)2脱氟，充分反应后，c(Ca 2+) =__________0.1mol·L-1 [已知Ksp(CaF 2)= 1.08×10－10，且不考虑Ca(OH)2沉淀]；后加入石灰石，目的为___________。
(5)写出“电积”生成锌的电极反应式___________。