高中人教版 (2019)第一节 铁及其化合物课时练习

铁盐和亚铁盐

1．《新修本草》是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃……烧之赤色……”据此推测，“青矾”的主要成分为(　　)

A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O

C．KAl(SO4)2·12H2O D．Fe2(SO4)3·9H2O

解析：选B　“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃……烧之赤色……”，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的红色Fe2O3超细粉末，A为蓝色晶体，B为绿色晶体，C为无色晶体，D为黄色晶体，所以“青矾”的主要成分为FeSO4·7H2O。

2．欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质，应选用的试剂是(　　)

A．氨水 B．铝粉

C．铁粉 D．NaOH溶液

解析：选C　CuSO4和Fe2(SO4)3都可以与铁粉反应生成FeSO4，若用铝粉，会生成Al3＋，引入新的杂质。

3．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===

2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是(　　)

A．铜是还原剂

B．Fe3＋具有氧化性

C．该反应是置换反应

D．该反应属于离子反应

解析：选C　该反应中铜元素化合价升高，被氧化，为还原剂；铁元素化合价降低，被还原，Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质，不是置换反应；该反应为离子反应。

4．下列反应的离子方程式正确的是(　　)

A．铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋

B．Fe跟稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

C．FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－

D．Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

解析：选D　A项，电荷不守恒，应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；B项，违反客观事实，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；C项，得失电子、电荷均不守恒，应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

5．向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是(　　)

A．Fe3＋、Fe2＋ B．Fe2＋、Cu2＋

C．Cu2＋、Fe3＋ D．Cu＋、Cu2＋

解析：选B　当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时，将发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋

Cu2＋，因铜粉过量，故溶液中Fe3＋不可能剩余，B项正确。

6．下列各组物质相互反应后，再向得到的溶液中滴入KSCN溶液，溶液变成红色的是(　　)

A．新制氯水和氯化亚铁溶液

B．铁屑和氯化铜溶液

C．铁屑和过量稀硫酸

D．过量铁屑和氯化铁溶液

解析：选A　加入KSCN溶液，能使溶液变成红色，则原溶液中应有Fe3＋。所给选项中，只有A项反应产物中生成Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

7．欲证明某溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋，进行如下实验操作时最佳顺序为(　　)

①加入少量氯水　②加入少量KMnO4溶液

③加入少量KSCN溶液

A．①③ B．③②

C．③① D．①②③

解析：选C　Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，遇KSCN溶液变红色。所以，应先加入KSCN溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明原溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋。

8．将H2S和O2的混合气体通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合溶液中反应可回收S，转化过程如图所示。下列描述不正确的是(　　)

A．在图示转化关系中，化合价不变的元素有铜、氢、氯

B．过程Ⅰ反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O

C．通入过量的氧气或者增大Fe3＋的浓度可以减少回收的S中CuS的含量

D．转化过程中参加循环反应的离子只有Fe2＋、Fe3＋

解析：选D　观察题图中各种物质可知，H、Cl、Cu三种元素的化合价没有变化，其他元素如O(化合价由0价降低为－2价)、Fe(Fe3＋与Fe2＋相互转化)、S(S2－转化为S)的化合价均有变化，故A正确；由图示可知，Fe2＋和O2在过程Ⅰ中发生反应生成Fe3＋，根据得失电子守恒和质量守恒，过程Ⅰ反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故B正确；要减少回收S中的CuS含量，S2－不能过量，可以通入过量的氧气或者增大Fe3＋的浓度与S2－反应以减小S2－的浓度，故C正确；据图可知，过程Ⅰ发生的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，过程Ⅱ发生的反应为Cu2＋＋H2S===2H＋＋CuS↓，过程Ⅲ发生的反应为CuS＋2Fe3＋===S＋2Fe2＋＋Cu2＋，据此可知参加循环反应的离子有Fe2＋、H＋、Cu2＋、Fe3＋，故D错误。

9．向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　)

A．加入KSCN溶液一定变红色

B．溶液中一定含Fe2＋

C．溶液中可能含Cu2＋

D．剩余固体中一定含Cu

解析：选A　因氧化性Fe3＋>Cu2＋，故Fe先与Fe3＋反应，后与Cu2＋反应，发生反应的离子方程式分别为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。充分反应后仍有固体剩余，则剩余固体可能为铜或铁粉与铜的混合物，说明Fe3＋反应完全，Cu2＋可能未反应完全，则溶液中一定含Fe2＋，可能含Cu2＋，一定不含Fe3＋，故加入KSCN溶液一定不变红色。综合以上分析可知，A项不正确。

10．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。

甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；

乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。

下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　)

解析：选B　甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件，现象是溶液紫色变浅或褪去。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。

11．铁是应用最广泛的金属，铁的氧化物、卤化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

(1)铁元素可以形成三种氧化物，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料的是________(填“Fe2O3”或“Fe3O4”)。

(2)硫酸亚铁是一种常用的补血药剂，而硫酸铁则无这种药效。用FeSO4制成的药片，外表包有一层特殊的糖衣，请从氧化还原反应角度分析糖衣的作用是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)三氯化铁主要用于金属蚀刻，污水处理。已知三氯化铁易溶于水且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁，请回答相关问题：

①装置A中反应的化学方程式为____________________________________________。

②导管a口应与________(用虚线框内装置的字母代号填空)连接，这样可避免反应系统与环境间的相互影响。

③用此装置制得的无水氯化铁常含氯化亚铁，若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的装置改进措施是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的绿色净水消毒剂，消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质而沉淀。计算高铁酸钾的消毒效率约是氯气的________倍。(消毒效率是指单位质量的氧化剂被还原时得电子数，结果保留两位小数)

解析：(1)Fe2O3为红色固体，而Fe3O4为黑色晶体，故常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料的是Fe2O3。(2)FeSO4中的Fe为＋2价，具有还原性，能被空气中的氧气氧化，则糖衣的作用是隔绝氧气，防止硫酸亚铁被氧化而失效。(3)①装置A中二氧化锰和浓盐酸共热生成二氯化锰、氯气和水，其化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；②氯气有毒，则需要进行尾气处理，且氯化铁易潮解，应防止空气中的水蒸气进入反应体系，故导管a口应与F相连；③氯气中的HCl杂质与铁反应可生成氯化亚铁，则应在A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气装置。(4)高铁酸钾(K2FeO4)做氧化剂时，铁元素的化合价由＋6价变为＋3价，即198 g K2FeO4做氧化剂时转移3 mol电子，高铁酸钾的消毒效率＝3÷198≈0.015 2，而氯气做氧化剂时，氯元素的化合从由0价变为－1价，即71 g氯气做氧化剂时转移2 mol电子，氯气的消毒效率＝≈0.028，则高铁酸钾的消毒效率是氯气的0.015 2÷0.028≈0.54倍。

答案：(1)Fe2O3　(2)隔绝氧气，防止硫酸亚铁被氧化而失效　(3)①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　②F　③在A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气装置　(4)0.54

12．(1)某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1 mol/L FeCl3溶液、0.1 mol/L FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2＋、Fe3＋的还原性、氧化性，并利用实验结论解决一些问题。

①用上述所给物质写出体现Fe2＋具有还原性的化学方程式：_______________________

_________________________________________________。

②设计实验方案，完成下列表格。

③该兴趣小组为探究“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉的实验方案，该反应的离子方程式为____________________________________________________。

(2)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子。则离子X是________，该反应的离子方程式是______________

_____________________________________________________________________________。

解析：(1)①在反应中Fe2＋做还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，可选用氯水，发生的反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。

③向FeCl2溶液中加入锌粉，发生反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。(2)已知MnO得电子，故MnO是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋，即离子X为Fe2＋。该反应中反应物为MnO、Fe2＋和H＋，生成物为Mn2＋、Fe3＋和H2O，由得失电子守恒可得，n(MnO)∶n(Fe2＋)＝1∶5。

答案：(1)①2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

②浅绿色　不变红　③Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe

(2)Fe2＋　MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

13．茶叶中铁元素的检验可经灰化、溶解、过滤、检验四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是(　　)

A．将茶叶灼烧灰化，选用①②和⑨

B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④⑥和⑦

C．过滤得到滤液，选用④⑤和⑦

D．检验滤液中的Fe3＋，选用③⑧和⑩

解析：选B　A项，将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，用到的仪器有①②和⑨，A不符合；B项，用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，用到⑥，B符合；C项，过滤时需要漏斗、烧杯和玻璃棒，用到④⑤和⑦，C不符合；D项，检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、胶头滴管和滴瓶等，即③⑧和⑩，D不符合。

14．元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　)

A．铁与高温水蒸气的反应可实现转化①

B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热时迅速发生转化②生成红棕色粉末

C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒。FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐不可用作净水剂

D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加酸溶解可实现转化③

解析：选D　A项，铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，错误；B项，FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，错误；C项，由图可预测：高铁酸盐(FeO)中的铁元素处于最高价态，容易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，FeO发生还原反应后最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，错误；D项，加热Fe(OH)3分解生成Fe2O3，而Fe(OH)3溶于盐酸、硫酸等生成Fe3＋，正确。

15．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 mol/L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Cl2氧化为Fe3＋，自身被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋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：2H2O22H2O＋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

16．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上做补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如图：

请回答下列问题：

(1)证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加________，该过程的现象为______________________________________________________________。

(2)步骤②加入过量双氧水的目的是_________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)步骤④中发生反应的化学方程式是_________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。

解析：由流程图可知，该实验原理为：将补血剂中的Fe2＋形成溶液，将Fe2＋氧化为

Fe3＋，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，再转化为Fe2O3，通过测定Fe2O3的质量，计算补血剂中铁元素的含量。(1)Fe3＋遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe3＋的存在，可以加入氧化剂将Fe2＋氧化为Fe3＋；检验Fe2＋，应先滴加KSCN溶液，溶液不变色，加入氯水(或双氧水)，发生2Fe2＋＋

Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)，溶液变为红色，发生

Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，说明含有Fe2＋；(2)双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2＋氧化为Fe3＋：2H＋＋H2O2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2H2O；(3)步骤④中发生的反应为Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O，反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；(4)步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量。

答案：(1)氯水(或双氧水)　溶液开始不变色，后变为红色

(2)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋

(3)2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O

(4)洗涤　冷却