化学铁的多样性综合训练题

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 \l "_Tc17993" 题型01 铁的氧化物性质及应用
题型02 亚铁盐的化学性质
题型03 铁盐的化学性质
题型04 Fe2+与Fe3+的检验
题型05 氢氧化亚铁的制备
题型06 铁与水蒸气反应
题型07 铁及其化合物的性质及转化关系
题型08 铁及其化合物综合实验探究
题型01 铁的氧化物性质及用途
【典例1】化学品在造纸工业中有着重要的应用。下列说法错误的是
A．碳酸钠用作纸浆抗氧化剂 B．双氧水用作纸浆漂白剂
C．氢氧化钠用于脱除木质素 D．氧化铁红用作纸张染色剂
【变式1-1】性质决定用途，下列物质的性质、用途描述均正确且有关联的是
A．是红棕色粉末，可用作油漆的红色涂料
B．金属铝表面有致密的氧化膜，铝制餐具可用于蒸煮酸性或碱性食物
C．是淡黄色固体，可用作潜水艇供氧剂
D．不锈钢的抗腐蚀能力强，可用作医疗器材
【变式1-2】建筑用的红砖和青砖，其颜色是由其中含有的不同价态的铁的氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的。有人提出以下可能的原因：你认为合理的是：
①青砖中含的是FeO；②青砖中含的是Fe2O3；③Fe2O3遇长期酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低；④ Fe2O3性质稳定；⑤FeO性质稳定
A．①③⑤B．②③④C．③⑤D．①②③④
【变式1-3】下列关于物质俗名与用途的匹配关系不正确的是
A．AB．BC．CD．D
题型02 亚铁盐的化学性质

Fe2＋既具有氧化性又具有还原性：
①Fe2＋→Fe3＋(与强氧化剂反应：如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、浓H2SO4、等)
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，
5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
②Fe2＋→Fe(与还原剂反应：如C、CO、Al、Zn等)
Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe FeO＋COeq \(=====,\s\up7(△))Fe＋CO2。
亚铁盐是补铁保健品的主要成分，其铁元素处于+2价，易被氧化，需密封保存；与维生素C同服能增强补铁功效。
【典例2】下列物质的保存方法不正确的是
A．漂白液需避光保存B．干燥的液氯保存在铁质容器中
C．保存溶液时可加适量铁粉D．锂和钠均可保存在煤油中
【变式2-1】下列离子方程式书写正确的是
A．向溶液中滴加少量盐酸：
B．向溶液中通入少量：
C．将Na投入溶液中：
D．向溶液中加入少量溶液：
【变式2-2】某小组验证的性质，进行如下实验。
(1)画出Fe的离子结构示意图 。
(2)实验①中的试剂X是 (填序号)。
a． b． c．₃ d．
(3)实验②中的现象是 ，用化学用语解释该现象，能写离子方程式的写离子方程式 。
(4)实验③体现了的 性。
(5)实验④还能证明溶液中无三价铁，实验操作及现象是 ，发生的离子方程式 。
【变式2-3】用KSCN溶液和溶液探究的还原性时出现异常现象，实验如下：
下列说法不正确的是
A．对比①③，可判定酸性条件下可氧化
B．实验②中发生的氧化还原反应有两种
C．②中红色溶液中含有胶体
D．③中发生的氧化还原反应为：
题型03 铁盐的化学性质
Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe。
①Fe3＋→Fe2＋(与还原剂反应：如Fe、Cu、I-、S2-等)
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，
2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋
②Fe3＋→Fe(与还原剂反应：如C、CO、Al等)
Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3。
【典例3】下列有关物质的性质或应用的描述错误的是
A．AB．BC．CD．D
【变式3-1】某同学探究镁条与FeCl3溶液的反应。操作与现象如下：
① 向盛有过量镁条的试管中加入0.5 ml·L-1 FeCl3溶液，立即产生大量气泡，一段时间后，出现大量红褐色沉淀，镁条表面有固体附着。
② 取少量上层清液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀产生。
③ 取反应后的镁条于试管中，加入盐酸，产生气泡，取与盐酸反应后的溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀产生。
下列说法不正确的是：
A．①中产生大量气泡的原因：镁条与溶液中H+反应产生H2
B．①中产生红褐色沉淀的原因：c(H+)减小，Fe3+ +3H2OFe(OH)3 +3H+正向移动
C．②中现象说明镁条与Fe3+发生反应：Mg + 2Fe3+ = Mg2+ + 2Fe2+
D．③中的实验现象说明镁条表面附着的固体有铁单质
【变式3-2】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．氨水中：
B．稀硫酸中：
C．溶液中：
D．无色溶液中：
【变式3-3】下列关于和两种溶液的说法错误的是（双选）
A．保存时均需加入少量铁粉
B．可利用与铜粉的反应比较的氧化性强弱
C．分别加入溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀
D．可用酸性溶液鉴别和溶液
题型04 Fe2+与Fe3+的检验
1．Fe2＋的检验
2．Fe3＋的检验
若无其它还原性物质干扰，可用酸性KMnO4溶液区别Fe2＋、Fe3＋：Fe2＋能使紫色褪去，Fe3＋无明显现象。
【典例4】下列离子的检验方法合理的是
A．向某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
【变式4-1】氯化铁是常用的金属刻蚀剂。从刻蚀电路板后的废液（含）中回收铜，并重获溶液的流程图如下：

下列说法正确的是
A．检验“废液”中含有的方法：先加KSCN溶液，再滴加氯水
B．若①为铁粉，则滤渣③中只含铜
C．以上涉及反应均属于氧化还原反应
D．④、⑥可分别选用盐酸和硝酸
【变式4-2】从某含有，、的工业废液中回收铜并制备晶体的流程如下：

下列说法错误的是
A．试剂a是铁，试剂b是盐酸
B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器都相同
C．试剂c是氯气，反应的离子方程式为
D．用KSCN溶液可以检验滤液Z中是否含有
【变式4-3】和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。

已知：反应可用来检验。下列叙述错误的是
A．分析过程I和Ⅱ，是该循环过程中的催化剂
B．过程Ⅱ的化学方程式为
C．用盐酸、溶液检验和FeO混合物中的FeO
D．可利用该循环过程降低环境中的含量，减缓温室效应
题型05 氢氧化亚铁的制备
原理：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
现象：白色沉淀
试剂：FeSO4或FeCl2、NaOH（均须采用煮沸并冷却的水配制溶液）
仪器：装有NaOH溶液的长试管，伸入液面下，以防生成的Fe(OH)2被氧化；
可以加少量煤油，以隔绝空气，能够长时间观察到白色沉淀。
【典例5】如图所示，为了制得较纯净的Fe(OH)2，以下操作错误的是

A．煮沸并冷却NaOH溶液B．煮沸并冷却FeSO4溶液
C．胶头滴管末端伸进液面下D．使用煤油进行液封
【变式5-1】实验室用和烧碱制备，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是
A．配制溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸
B．产生沉淀后，不能振荡试管
C．可在溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
D．向溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中
【变式5-2】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是

A．①②④B．①②③C．①②D．②③④
【变式5-3】用下列实验装置进行相应实验(夹持装置略)，不能达到实验目的的是

A．用装置甲制备Fe(OH)2白色沉淀
B．用装置乙蒸发NaCl溶液制备NaCl晶体
C．用装置丙检验溶液中是否含K+
D．用装置丁除去苯中溶解的Br2
题型06 铁与水蒸气反应
铁元素的存在：有游离态，如陨铁；有化合态，如氧化物、盐等。自然界的铁矿石主要有：黄铁矿（FeS2）、赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）等。
铁单质的物理性质：光亮的银白色金属，密度为 7.86 g·cm-3 ，熔点为1538 ℃。 纯铁的抗腐蚀能力很强，具有良好的延展性和导热性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引。
铁的化学性质：
与酸反应
现象：生成无色气体，放热。
离子方程式： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
与某些盐溶液反应（置换）
离子方程式：Fe + Cu2+ =Fe2+ + Cu
与水蒸气反应
化学方程式：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 +4H2
【典例6】实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是

A．酒精灯点燃的顺序：先①后②
B．用火柴点燃肥皂泡检验生成的
C．反应为
D．由此可知炽热的铁水注入模具之前，模具须干燥
【变式6-1】用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。观察到肥皂液中有气泡产生，点燃肥皂泡听到爆鸣声；实验结束后，试管中残留的黑色固体能被磁体吸引。下列分析正确的是（双选）

A．仅由“肥皂液中有气泡产生”，不能推断铁与水蒸气发生了反应
B．铁粉与水蒸气的反应需要加热，推断该反应为吸热反应
C．由“点燃肥皂泡听到爆鸣声”，推断有氢气生成
D．残留的黑色固体是
【变式6-2】下列图示实验中，操作规范的是
A．AB．BC．CD．D
【变式6-3】下列与铁及其化合物相关的实验不能达到目的的是
A．AB．BC．CD．D
 \l "_Tc30563" 题型07 铁及其化合物的性质及转化关系
Fe3＋、Fe2＋的相互转化
【典例7】关于铁及其化合物的性质，下列说法不正确的是
A．可用足量的还原为
B．，说明氧化性：
C．足量的在氯气中燃烧生成
D．与足量酸性溶液反应，转移电子
【变式7-1】黔南州铁矿储量有限，为了减少资源浪费；加强废旧金属回收再利用，某工厂以废铁屑为原料制备铁红的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是

A．铁红常作颜料，用于油漆、橡胶、塑料等的着色
B．“碱洗”的目的是除去废铁屑表面的油污
C．用KSCN溶液检验氧化后的溶液中是否含有Fe2＋
D．氧化时可以选用H2O2溶液
【变式7-2】铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题：
(1)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。
①实验室鉴别饱和溶液与胶体的方法是 。
②写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式： 。
③将1 溶液和1 溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余(不考虑溶液体积的变化)。此时溶液中的物质的量浓度是 。
(2)高铁酸钠()是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下反应制备高铁酸钠。
①写出工业制备高铁酸钠时发生反应的离子方程式： 。每生成1ml ，转移电子的数目是 。
②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。
③如果用单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，、、三种消毒杀菌剂的消毒效率最高的是 (填化学式)。
(3)草酸亚铁可作为制备电池正极材料磷酸铁锂的原料。称取3.60g ，用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。

300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，则其化学式为 。
【变式7-3】铁及其化合物的相互转化
(1)亚铁盐
①氧化性和还原性
含有的溶液呈浅绿色，处于铁元素的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以 为主，如遇等均表现 。
的酸性溶液与反应的离子方程式为 。
溶液与稀反应的离子方程式为 。
②易水解
是弱碱，含的盐（如硫酸亚铁）溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量 抑制的水解，加少量 防止被氧化。
(2)铁盐
①氧化性：含有的溶液呈棕黄色，处于铁元素的高价态，遇等均表现 。
可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为 。
向溶液中滴入淀粉KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为 。
②易水解：是很弱的碱，且溶度积很小，因而极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
a.利用易水解的性质，实验室可将饱和溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为。
b.利用易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。
c.利用易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。
d.与 等水解呈碱性的离子不能大量共存。
题型08 铁及其化合物综合实验探究
【典例8】某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少量样品中，加热溶解；取少量溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由 。
(2)配制实验试剂：
实验需要配制0.01溶液250mL，需要选择的玻璃仪器有 (填编号)；

(3)完成对铁元素价态的探究：
提供的实验仪器：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；
提供的实验试剂：3、3% 、6、0.01、NaOH稀溶液、0.1KI、20% KSCN、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1：催化剂中铁元素的化合价全部为+2；
假设2：催化剂中铁元素全部为+3价；
假设3： 。
②设计实验证明你的假设
请在答题卡上按下表格式完成实验操作步骤、预期现象与结论。
。
(4)定量检测铁的氧化物组成
取0.99g铁的氧化物样品，用足量硝酸充分溶解后，加入过量氢氧化钠，过滤并洗涤沉淀，高温灼烧后冷却，称量得1.1g固体，实验数据证明假设 (填数字)正确。
【变式8-1】某化学兴趣小组为探究铁及其化合物的性质，进行了如下实验：
(1)实验一：铁与稀硫酸反应
取一定量的铁粉加入到稀硫酸中，观察到的现象是 ，反应的化学方程式为 。反应结束后，向溶液中滴加KSCN溶液，溶液 (填“变红”或“不变红”)。
(2)实验二：与的转化
①向实验一所得溶液中滴加双氧水，溶液颜色由浅绿色变为棕黄色，反应的离子方程式为 ，该反应中双氧水作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
②向上述棕黄色溶液中加入过量铁粉，溶液颜色又变为浅绿色，反应的离子方程式为 ，该反应中表现出 性。
(3)实验三：胶体的制备与性质
①向沸水中滴加饱和溶液，继续煮沸至溶液呈 色，停止加热，制得胶体。
②向胶体中逐滴加入稀硫酸，观察到的现象是 ，原因是 。
(4)实验四：检验某未知溶液中是否含有
可选用的试剂是 ，若含有，观察到的现象是 。
【变式8-2】兴趣小组的同学将生锈铁钉浸泡在过量10%稀盐酸中，观察到铁锈逐渐消失，同时伴有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后黄色变为浅绿色。
I.探究黄色溶液变为浅绿色的原因
(1)铁的锈蚀是铁跟 反应的结果。
(2)铁锈和盐酸反应的化学方程式为 。
(3)溶液由黄色变为浅绿色可能是氯化铁和某些物质反应，现进行3个实验进行探究(已知氢气不影响该反应)，持续时间大约6个小时。
结合实验1～3
①实验1中x的数值是
②黄色溶液变为浅绿色的原因：在酸性环境中， (写出化学反应方程式)。
Ⅱ．应用和理解
(4)已知Fe2＋在空气中易被氧化为Fe3＋，你认为实验室保存氯化亚铁溶液时，可以加入 。
(5)印刷铜制电路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液，反应原理为。现向溶液中加入一定量的铁粉和铜粉，充分反应后，发现有固体剩余。下列有关说法正确的是_____(填序号)。
A．向剩余的固体中加入稀盐酸，若无气体放出，说明反应后的溶液中没有Cu2＋
B．向反应后的溶液中加入氢氧化钠可能有红褐色沉淀[Fe(OH)3]生成
C．若反应后的溶液呈蓝色，说明铁粉已经完全反应
D．剩余固体中如果有铁，一定也有铜
【变式8-3】乳酸亚铁晶体(CH3CH(OH)COO)2Fe·2H2O是一种很好的食品铁强化剂，可由乳酸钙与FeCl2反应制得，反应装置如下：

已知：潮湿的乳酸亚铁易被氧化
(1)仪器A的名称是 。
(2)装置B的主要作用是 。
(3)试写出制备乳酸亚铁晶体的化学方程式 。
(4)部分实验操作过程如下，其正确的操作顺序是： 。
检查气密性加入试剂将三颈烧瓶置于水浴中_____________________
a．关闭K1，盖上分液漏斗上口玻璃塞
b．关闭K3，打开K2
c．关闭K2，打开K3
d．打开分液漏斗上口玻璃塞，打开K1
(5)下列说法不正确的是_______。
A．本实验采用较大铁片而不是铁粉，主要原因是避免反应速率过快
B．关闭K1、K2、K3，往分液漏斗中加水，打开K1和分液漏斗活塞，若刚开始水能滴下，一段时间之后不再下滴，则虚线框内装置气密性良好
C．粗产品经洗涤后，再用小火烘干
D．控制反应温度，有利于得到大颗粒沉淀，吸附杂质的量少
铁的氧化物
化学式
俗名
颜色状态
存在及用途
氧化亚铁
FeO
黑色粉末
可用作色素，瓷器制作中使釉呈绿色
氧化铁
Fe2O3
铁红
红棕色粉末
是赤铁矿的主要成分；
是油漆、涂料、油墨的红色颜料等。
四氧化三铁
Fe3O4
磁性氧化铁
黑色固体
是磁铁矿的主要成分；
是一种常用的磁性材料
A
B
C
D
物质
Fe2O3
Na2SiO3的水溶液
CuSO4
NaHCO3
俗名
铁红
水玻璃
胆矾
小苏打
用途
红色颜料
黏合剂
检验水蒸气
发酵粉
实验序号
验证性质
实验装置
试剂X
实验现象
①
能与盐溶液反应
_____溶液
产生白色沉淀
②
能与碱溶液反应
氨水
_____。
③
具有_____性
锌粒
锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去
④
具有还原性
KSCN溶液氯水
_____。
实验
①
②
③
操作和试剂
现象
溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成(经检验为)。取褪色后溶液，滴加盐酸和溶液，产生白色沉淀。
溶液变红且不褪色，有气体生成(经检验为)，经检验有丁达尔效应。
溶液变红且不褪色，滴加盐酸和溶液，无白色沉淀，经检验无丁达尔效应。
选项
物质
性质或应用
A
氯化铁溶液
可用于腐蚀铜电路板
B
石灰乳
利用石灰乳的还原性除去废气中的
C
小苏打
焙制糕点时用作膨松剂
D
食盐
运动后饮用适量食盐水可补充电解质
方法1
观察法：浅绿色
方法2
eq \a\vs4\al(样品溶液)eq \(―――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))无现象eq \(―――――――→,\s\up11(滴加氯水),\s\d4(或双氧水))溶液变红色，证明含有Fe2＋
方法3
eq \a\vs4\al(样品溶液)eq \(――――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋
方法4
eq \a\vs4\al(样品溶液)eq \(―――――――――→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
方法1
观察法：棕黄色
方法2
eq \a\vs4\al(样品溶液)eq \(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法3
eq \a\vs4\al(样品溶液)eq \(―――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
A．测量气体体积时，除去其中的HCl
B．单质铁与水蒸气的反应
C．吸收尾气
D．打开干燥器盖子
A．制备并观察沉淀
B．检验溶液中是否含有
C．检验未知溶液中是否存在
D．验证与的反应并收集气体
实验操作
实验现象
加少量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，
再加KSCN溶液，溶液颜色无变化
向上层清液中滴加新制氯水，
溶液变成红色
离子方程式
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
实验结论
Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋
Fe2＋在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
实验操作
预期现象与结论
步骤1：取一定量3于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的氧气。
步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量上述并加热，充分反应后得A溶液
固体溶解，溶液颜色有变化
步骤3：
……
序号
实验1
实验2
实验3
实验内容
现象
溶液颜色始终呈黄色
产生红褐色沉淀[Fe(OH)3沉淀]
溶液逐渐由黄色变浅绿色