高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品学案

第1节　铁及其化合物(配套练习)

第2课时　铁盐和亚铁盐及铁的化合物之间的相互转化

专题练习：

1．《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正确的是(　　)

A．赤色固体可能是Fe2O3

B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质

C．青矾燃烧过程中发生了电子转移

D．“青矾厂气”可能是CO和CO2

【答案】　D

【解析】　根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CO2。

2．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。

下列分析不合理的是(　　)

A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

B．实验②与③可以调换顺序

C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋

D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋

【答案】　B

【解析】　向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。

3．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，有如下实验操作：

①加足量新制氯水　②加足量酸性KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液，则最佳顺序是(　　)

A．①③  B．③②  C．③①  D．①②③

【答案】　C

【解析】　检验的原理是Fe3＋遇SCN－显红色，而Fe2＋遇SCN－不显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3＋，再加新制氯水，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－的反应现象不明显，因此不选用酸性KMnO4溶液。

4．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是(　　)

A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋

B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋

C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋

D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋

【答案】　D

【解析】　氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。

5．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　　)

A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性

B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体

C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体

D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋

【答案】　D

6．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　　)

A．用如图装置可以制备Fe(OH)2

B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度

C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋

D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化

【答案】　C

【解析】　反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易水解，为抑制水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。

7．(多项选择)FeCl3易潮解、易升华，实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是(　　)

A．导管g的作用是平衡气压，便于液体滴下

B．试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水

C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞

D．出于简化装置的目的，F装置可拆除

【答案】　A C

【解析】　为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B错误；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。

8．(高考选项组合)下列叙述正确的是(　　)

A．Fe在稀硝酸中发生钝化(2019·江苏，6A)

B．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可除去工业废气中的Cl2(2019·天津，3A)

C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色(2018·江苏，6A)

D．给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2(2017·江苏，7A)

【答案】　B

【解析】　A项，常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化，稀硝酸中溶解，错误；B项，氯气将Fe2＋氧化为Fe3＋，铁屑再将Fe3＋还原为Fe2＋，从而除去废气中的Cl2，正确；C项，Fe2＋与SCN－不会显色，错误；D项，铁与氯气反应只能生成氯化铁，错误。

9．(2016·高考选项组合)有关铁及其化合物的说法正确的是(　　)

A．将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体(2016·全国卷Ⅱ，13A)

B．FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强(2016·全国卷Ⅲ，7B)

C．配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释(2016·全国卷Ⅰ，10C)

D．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3(2016·上海，21C)

【答案】　C

【解析】　A项，制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；B项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强，无法证明金属性的强弱，错误；C项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；D项，因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2，错误。

10．(多项选择)将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)

A．铁粉完全溶解，Cl－浓度基本不变

B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色

C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1

D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5

【答案】　A B

【解析】　n(Fe)＝＝0.02 mol，n(FeCl3)＝2 mol·L－1×0.025 L＝0.05 mol，由反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，0.02 mol铁粉完全反应需要0.04 mol氯化铁。

铁完全反应，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，A正确；

氯化铁有剩余，往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B正确；0.02 mol Fe反应生成Fe2＋为0.06 mol，Fe3＋剩余0.01 mol，其物质的量之比为6∶1，C错误；氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。

11．甲、乙两种单质与A、B、C、D、E、F六种化合物之间可以按下面框图所示进行反应，已知：C为红褐色沉淀，E为白色沉淀，F焰色反应为黄色。

(1)写出甲、乙、B、E化学式：

甲：________；乙：________；B：________；E：________。

(2)写出①②③④反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

④________________________________________________________________________。

【答案】　(1)Fe　Cl2　FeCl3　Fe(OH)2

(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

12、某小组取一定质量的硫酸亚铁固体，利用下图装置进行实验。

实验过程及现象如下：

①通一段时间氮气后加热，A中固体变为红棕色，B中有白色沉淀，D试管中有无色液体；

②用带火星的木条靠近装置D的导管口，木条复燃；

③充分反应后停止加热，冷却后取A中固体，加盐酸，固体溶解，溶液呈黄色；

④将③所得溶液滴入D试管中，溶液变为浅绿色。

已知：SO2熔点－72 ℃，沸点－10 ℃；SO3熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃。

(1)实验③反应的离子方程式是__________________________。

(2)分解过程除产生使木条复燃的气体外，仅由A中固体颜色变化推测，还一定有____________气体，依据是__________________________________________________。

(3)实验④反应的离子方程式是_____________________________________________。

【答案】(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

(2)二氧化硫　加热硫酸亚铁，生成氧气和氧化铁，氧元素和铁元素的化合价都升高，只能是硫元素的化合价降低，被还原生成二氧化硫

(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋＋4H＋

【解析】由题意可知，加热硫酸亚铁有氧化铁和氧气生成，氧元素和铁元素的化合价都升高，硫元素的化合价必然降低，有二氧化硫生成，在装置D的试管中冷却为液体。加热得到的红棕色固体氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液与二氧化硫发生反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋＋4H＋。