高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性复习练习题

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1．《新修本草》是我国古代药物学著作之一，其中有关于“青矾”的描述：“其绛矾本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色，故名绛矾矣……”。据此推测，“青矾”的主要成分为( )
A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O
C．Na2CO3·10H2O D．Fe2(SO4)3·9H2O
B [根据“其绛矾本来绿色……烧之赤色……”，可知“青矾”的主要成分是硫酸亚铁晶体，其在空气中灼烧得到红棕色的Fe2O3，B项正确。CuSO4·5H2O为蓝色晶体，Na2CO3·10H2O是白色晶体，Fe2(SO4)3·9H2O为黄色晶体。]
2．以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是( )
A．常见的铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是黑色
B．铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都有导磁性
C．作为炼铁原料之一的赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
C [FeO和Fe3O4是黑色的，Fe2O3是红棕色的，A项错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，C项正确；常见的三种铁的氧化物中，只有Fe3O4有导磁性，B项错误；Fe3O4中铁的化合价为＋2价和＋3价，既有氧化性又有还原性，D项错误。]
3．以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是( )
A．Fe→FeCl3 B．Fe→FeCl2
C．Fe2O3→Fe(OH)3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
C [A项，铁和氯气反应生成氯化铁，故能通过化合反应一步实现，错误；B项，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故能通过化合反应一步实现，错误；C项，氧化铁不能和水发生化合反应得到氢氧化铁，故不能通过化合反应一步得到，正确；D项，氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，能通过化合反应一步实现，错误。]
4．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①② B．③② C．③① D．①②③
C [本题检验方法的关键是Fe3＋遇SCN－生成Fe(SCN)3呈现红色，而Fe2＋遇SCN－不反应不显红色，加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋，则可被氧化为Fe3＋，遇SCN－显红色。酸性KMnO4溶液也能氧化Fe2＋，但因其本身呈紫色，使Fe3＋与SCN－作用显示的红色不易观察。]
5．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
① ②
③ ④
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④
B [因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气(或空气)。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于溶液接触空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。]
6．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )
A．② B．③ C．③④ D．①②③④⑤
C [①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，正确；②铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，正确；③硫酸铜与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无色，错误；④氯化铁溶液与硝酸银反应生成白色的氯化银沉淀，但该性质不是铁离子的性质，错误；⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，正确。]
7．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋＞Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
B [溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Fe3＋Fe2＋
B．25 ℃，在酸性溶液中，Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、MnOeq \\al(－,4)、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 ml
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
AD [A项，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Fe3＋>Fe2＋，正确；B项，酸性溶液中MnOeq \\al(－,4)能与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存，错误；C项，5.6 g铁为0.1 ml，与足量氯气反应生成氯化铁，因此失去0.3 ml电子，错误；D项正确。]
15．(易错题)已知由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中，铁与氧的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的量之比为( )
A．2∶3∶5 B．1∶1∶3
C．2∶5∶3 D．1∶2∶3
B [因Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为21∶8，要满足混合物中铁、氧元素的质量之比也为21∶8，则样品中含有任意量的Fe3O4都符合条件，而FeO和Fe2O3中元素的质量比应符合Fe3O4铁氧元素的质量比，Fe3O4可写成Fe2O3·FeO的形式，即它们的物质的量之比应保持在1∶1，两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21∶8。B项符合题意。]
16．将11.2 g铁粉加入250 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )
A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色
C．Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为6∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
C [铁粉和Fe3＋发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，11.2 g铁粉的物质的量是0.2 ml,250 mL 2 ml·L－1的氯化铁溶液中含氯化铁的物质的量是0.5 ml，所以铁反应完全，剩余0.1 ml Fe3＋，生成0.6 ml Fe2＋。铁没有剩余，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，故A项错误；氯化铁有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，故B项错误；Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为0.6∶0.1＝6∶1，故C项正确；铁被氧化生成的Fe2＋与Fe3＋被还原生成的Fe2＋的物质的量比是1∶2，即氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，故D项错误。]
17．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。
回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 ml·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________________。
(4)丙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_____________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是___________________________________________________________________。
[解析] (1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2F2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。
(4)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O2eq \(=====,\s\up10(Fe3＋))2H2O＋O2↑，故溶液中产生气泡。
[答案] (1)防止Fe2＋被氧化
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
Fe3＋催化H2O2分解产生O2
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液