2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练12 铁及其氧化物和氢氧化物（含解析）

这是一份2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练12 铁及其氧化物和氢氧化物（含解析），共16页。试卷主要包含了铁是人类较早使用的金属之一等内容，欢迎下载使用。
1.化学创造美好生活,下列化学知识解释对应生产生活情景不正确的是( )
2.(2026·广东高三模拟)用如图所示的装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法正确的是( )
A.实验时,先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B.反应中H2O为氧化剂,发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
C.干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D.收集反应产生的气体选用装置②
3.(2025·安徽十校联盟联考)下列有关铁和铁的化合物的叙述中,正确的是( )
A.铁的化学性质比较活泼,它能与许多物质发生化学反应,因此铁在自然界中只能以化合态存在
B.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化,如图装置中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
D.往某溶液中先加入氯水,再加入KSCN溶液,发现溶液变成红色,证明原溶液含有Fe3+
4.(12分)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识,回答下列问题。
Ⅰ.某学习小组同学继续研究铁与水蒸气的反应,分别进行了如图实验。
请回答下列问题:
(1)实验①中湿棉花、肥皂液的作用分别是 、 ;实验①中能观察到肥皂液中持续产生肥皂泡,当用燃烧着的火柴靠近肥皂泡时,气泡破裂,气体燃烧,火焰呈黄色,并发出轻微的爆鸣声。解释火焰呈黄色的原因: ;实验①中反应的化学方程式是 。
(2)实验②前,甲同学对该反应及现象进行预测:向反应后的固体中加入稀硫酸,发生反应的离子方程式为 ;实验②中溶液B呈现 色,其中发生反应的离子方程式为 。
(3)实验②中,乙同学观察到溶液B未呈现红色,则溶液B未呈现红色的原因是 (用离子方程式表示)。检验溶液B中金属离子的方法: 。
Ⅱ.我国具有5 000年文化,文物是活的历史。某博物馆修复出土铁器的过程包括:检测锈蚀产物→分析腐蚀原理→脱氯→形成保护层等。
(4)锈蚀产物的主要成分为Fe3O4、Fe2O3、H2O、FeO(OH)、FeOCl。研究发现,出土文物的Fe3O4保护层被O2氧化为FeO(OH)而引起腐蚀。FeO(OH)中铁元素的化合价为 。
(5)利用在NaOH溶液中溶解度:FeOCl>FeO(OH),对固体FeOCl进行脱氯,离子方程式为 。
(6)用Na2SO3把脱氯产物FeO(OH)还原为Fe3O4,生成1 ml Fe3O4需要 ml Na2SO3。
层次2综合性
5.(2025·湖南岳阳三校联考)工业上可采取向炽热的铁屑中通入氯化氢的方法来生产无水氯化亚铁(氯化亚铁遇水易水解),某同学用如图所示的装置模拟工业制备氯化亚铁:
下列说法中不正确的是( )
A.实验时,先点燃A处酒精灯,后点燃B处酒精灯
B.为确保得到纯净的无水氯化亚铁,要在A、B和B、C之间各添加一个干燥装置
C.用C装置进行尾气处理,可吸收所有尾气,且不会倒吸
D.取制得的固体适量溶解在蒸馏水中,滴加KSCN溶液,溶液不变色,证明不含FeCl3
6.(2024·江苏卷改编)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图所示。
下列有关说法中不正确的是( )
A.反应器Ⅰ中Fe2O3被还原生成Fe
B.反应器Ⅱ中的反应与Fe和H2O(g)高温下的反应相同
C.反应器Ⅲ中Fe3O4与空气中O2反应生成Fe2O3
D.含CO和H2各1 ml的混合气体通过上述方法,理论上可获得3 ml H2
7.实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.FeCl2·4H2O属于混合物
B.“加热脱水”属于物理变化过程
C.高温还原的过程中N2作还原剂
D.高温条件下制备纳米级Fe时反应容器须保持充分干燥
层次3创新性
8.(12分)构建知识网络是一种有效的学习方法,化学学习中的“价—类”二维图就是其中一种,如图所示是铁及其化合物的“价—类”二维图,请回答下列问题:
(1)在空气中C→B的现象是 。
(2)下列各图示中能较长时间观察到Fe(OH)2的是 。
(3)铁单质可与水蒸气在高温下发生反应,写出反应的化学方程式: ,
当生成0.5 ml Fe3O4时,转移电子数为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)将Fe3O4溶于盐酸后再加入1滴KSCN溶液,则溶液变红时发生反应的离子方程式为 。
(5)绿矾(FeSO4·7H2O)是补血剂的原料,易变质。将硫酸亚铁溶液加热浓缩,冷却结晶,之后 可获得绿矾晶体,如何检验绿矾是否完全变质: 。
(6)将硫酸亚铁固体隔绝空气煅烧,可发生以下反应,请将化学方程式配平:
FeSO4 Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑
参考答案
1.D 解析:向月饼的包装袋内加入一小袋铁粉,是因为铁能与氧气反应,可作脱氧剂,A正确;紫菜食品袋内常装有小袋生石灰,生石灰能与水反应,可作干燥剂,B正确;漂白粉可漂白棉、麻、纸张,是应用了Ca(ClO)2的强氧化性,C正确;用氧化铁作涂料是因为氧化铁是红棕色粉末,与其是金属氧化物无关,D错误。
2.C 解析:实验时,应先用水蒸气排出装置中的空气,即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯,A错误;铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,B错误;氢气是中性气体,可以用无水氯化钙干燥,C正确;收集的气体是氢气,其密度比空气的小,应用向下排空气法收集,选用装置①,D错误。
3.C 解析:铁虽然化学性质比较活泼,能与许多物质发生化学反应,但是自然界陨石中还存在单质铁,A错误;Fe3O4为黑色粉末,铁红为Fe2O3,B错误;实验装置中因为苯的存在,NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气,从而能较长时间存在,C正确;若原溶液中只有Fe2+,先加氯水时Fe2+被氯气氧化成Fe3+,再加入KSCN溶液变红色,不能证明原溶液中含有Fe3+,D错误。
4.答案:(1)提供水蒸气 收集氢气 肥皂液中含有Na+,钠元素的焰色试验为黄色 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O 红 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(3)2Fe3++Fe3Fe2+ 取少量溶液B置于试管中,加入少量氯水(或H2O2溶液),溶液变红
(4)+3价 (5)FeOCl+OH-FeO(OH)+Cl-
(6)0.5
解析:(1)实验①装置中湿棉花的作用为提供水蒸气,生成的水蒸气与铁粉在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,肥皂泡的作用为收集氢气。肥皂液中含有钠离子,钠元素的焰色试验为黄色,因此火焰呈黄色。实验①中反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
(2)由于反应后的固体为Fe3O4,向其中加入稀硫酸反应生成铁离子、亚铁离子和水,离子方程式为Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O。因为溶液A中含有铁离子,加入KSCN后反应生成Fe(SCN)3而使溶液呈红色,离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
(3)实验②中,乙同学观察到溶液B未呈现红色,可能是因为反应后的固体中有Fe剩余,Fe与Fe3+反应生成了Fe2+消耗掉了铁离子,离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。检验溶液B中的金属离子的方法为取少量溶液B置于试管中,加入少量氯水(或H2O2溶液),溶液变红,即可说明溶液B中含有亚铁离子。
(4)FeO(OH)中O为-2价,H为+1价,则Fe为+3价。
(5)在NaOH溶液中,溶解度:FeOCl>FeO(OH),是因为FeOCl与氢氧根离子反应生成了FeO(OH)和氯离子,离子方程式为FeOCl+OH-FeO(OH)+Cl-。
(6)用Na2SO3将FeO(OH)还原为Fe3O4,1 ml Fe3O4中含1 ml Fe2+,则生成1 ml Fe3O4时转移1 ml电子,而1 ml Na2SO3自身被氧化为Na2SO4失去2 ml电子,则生成1 ml Fe3O4需要0.5 ml Na2SO3。
5.C 解析:装置中含有氧气,为防止氧气与铁反应,故点燃A、B两处酒精灯加热相应仪器的顺序是点燃A处酒精灯一段时间后再点燃B处酒精灯,A正确;FeCl2易水解,由于从A出来的气体含有水蒸气,故应在A、B和B、C之间各添加一个干燥装置以除去水蒸气,B正确;C装置无防倒吸装置,故容易发生倒吸,C错误;向制得固体溶解液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,说明不含Fe3+,推测固体中不含FeCl3,D正确。
6.D 解析:反应器Ⅰ中Fe2O3→Fe,Fe2O3被还原生成Fe,A正确;由图可知,反应器Ⅱ中Fe和H2O是反应物,Fe3O4和H2是生成物,与Fe和H2O(g)的反应相同,B正确;反应器Ⅲ中Fe3O4→Fe2O3,+2价铁被氧化为+3价,推测与空气中O2反应生成Fe2O3,C正确;含CO和H2各1 ml的混合气体通过题中方法,共生成43 ml Fe,43 ml Fe在反应器Ⅱ中发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故共生成169 ml H2,D错误。
7.D 解析:FeCl2·4H2O是带结晶水的盐,属于化合物,是纯净物,而不是混合物,A错误;FeCl2·4H2O受热失去结晶水变为FeCl2,FeCl2·4H2O、FeCl2、H2O是不同的物质,因此“加热脱水”属于化学变化过程,B错误;在高温还原的过程中N2作保护气,可防止反应产生的Fe被氧化,而不是作还原剂,C错误;在高温条件下制备纳米级Fe时反应容器须保持充分干燥,否则Fe与H2O(g)在高温下会反应生成Fe3O4和H2,D正确。
8.答案:(1)白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
(2)①②④ (3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 4NA
(4)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(5)过滤、洗涤 取样品溶于水,滴加少量酸性高锰酸钾溶液,如溶液褪色,则表示样品没有完全变质(答案合理即可)
(6)2 1 1 1
解析:A是+2价铁的氧化物,A是FeO,B是+3价铁的氢氧化物,B是Fe(OH)3,C是+2价铁的氢氧化物,C是Fe(OH)2。
(1)在空气中Fe(OH)2被氧气氧化为Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
(2)装置①,铁与稀硫酸反应放出的氢气可排出装置内的空气,氢氧化亚铁与氧气隔绝,能较长时间观察到Fe(OH)2;装置②,打开弹簧夹a,A中铁与稀硫酸反应放出的氢气排出试管B内的空气后,关闭弹簧夹a,A中的氢气把硫酸亚铁溶液压入B中生成Fe(OH)2,能较长时间观察到Fe(OH)2;装置③,反应生成的氢氧化亚铁与空气接触被氧化为氢氧化铁,不能较长时间观察到Fe(OH)2;装置④,苯起到隔绝空气的作用,能较长时间观察到Fe(OH)2;故选①②④。
(3)铁单质可与水蒸气在高温下发生反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成1 ml Fe3O4转移8 ml电子,当生成0.5 ml Fe3O4时,转移电子数为4NA。
(4)将Fe3O4溶于盐酸生成氯化铁和氯化亚铁的混合溶液,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红时发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
(5)将硫酸亚铁溶液加热浓缩,冷却结晶,之后过滤洗涤可获得绿矾晶体;取绿矾样品溶于水,滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,说明含有Fe2+,则表示样品没有完全变质。
(6)将硫酸亚铁固体隔绝空气煅烧,铁元素化合价由+2价升高为+3价,硫元素化合价由+6价降低为+4价生成二氧化硫,根据得失电子守恒、元素守恒可得反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
选项
生产生活情景
化学知识解释
A
向月饼的包装袋内加入一小袋铁粉
铁粉能与氧气反应,可作为脱氧剂
B
紫菜食品袋内常装有小袋生石灰
生石灰可以和水反应,常用作干燥剂
C
用漂白粉漂白棉、麻、纸张
Ca(ClO)2具有强氧化性
D
用氧化铁作涂料
Fe2O3是金属氧化物
实验①
实验②