高考二轮测试题：3-3 铁

第三单元  铁的获取及应用

一、选择题

1．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素，下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是                                                                                                                                                                                                                                (　　)

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤

D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀

解析　赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3

价铁离子遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离

子的存在。

答案　C

2．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是   (　　)

解析　A项中是Mg与CO2反应，B项中Al与Fe2O3发生铝热反应，C项中是金属Na与C2H5OH

反应，这三个反应都是置换反应。D项中是发生Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，不是置换

反应。

答案　D

3．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是       (　　)

A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物

B．三者的单质放置在空气中只生成氧化物

C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法

D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al

解析　Al2O3属于两性氧化物，Cu放置在空气中会生成铜绿即Cu2(OH)2CO3，电解AlCl3溶

液在阴极上析出H2，故A、B、D项错误；因为Al3＋、Fe3＋、Cu2＋水解，加热蒸干AlCl3、

FeCl3、CuCl2的溶液得到的产物为Al2O3、Fe2O3、CuO，故C项正确。

答案　C

4．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是       (　　)

解析　A项，Mg与CO2反应可生成MgO；B项，Al与Fe2O3反应可 生成Al2O3；C项，

C2H5OH与Na反应可生成C2H5ONa；D项，虽然FeCl3与Cu反应可以得到CuCl2但该

反应不是置换反应。

答案　D

5．向某晶体的溶液中加入Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出下列的结论错误的是                                                                                                                                                           (　　)

A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强

B．该晶体中一定含有SCN－

C．Fe2＋与SCN－不能形成红色化合物

D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋

解析　某晶体的溶液中没有与Fe2＋发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2＋一定被氧化成

Fe3＋，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有SCN－的盐，很明显判断出B、C、D均正

确，在Br2与Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3＋

氧化性强。

答案　A

6．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可

能是                 （    ）

①只有Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋   ④Cu2＋和Fe3＋

A．①③                B．②④

C．①④                D．②③

解析　题中“滤出固体”说明有Cu或Cu、Fe的混合物，则溶液一定没有Fe3＋，一定有

Fe2＋，可能有Cu2＋。

答案　A

7．如右图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是                                                        (　　)

①NO 　②Fe3＋ 　③H＋ 　④NO   ⑤NO2

A．只有①   B．①⑤   C．②④⑤    D．①②③⑤

解析　题给12 mol·L－1的硝酸是浓硝酸，若铁少则生成Fe3＋，若铁过量则生成Fe2＋，故

在该体系中一定存在NO2和NO。

答案　B

8．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为                                                        (　　)

A．1∶1∶1      B．1∶3∶1      C．3∶3∶8       D．1∶1∶4

解析　据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式

分别为

4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O

4 mol　　　1 mol　　1 mol

2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2

2 mol　　　1 mol　　3mol

Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu

1 mol　　1 mol　　1 mol

所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为：(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4

mol＝1∶1∶4。

答案　D

二、非选择题

9．如图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元

化合物。已知：

①反应C＋GB＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；

②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。

回答问题：

(1)①中反应的化学方程式为________________________________________________________________________；

(2)化合物I的电子式为________________，它的空间构型是__________________；

(3)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；

(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为____________________________，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为________________________________________________________________________；(5)E在I中燃烧观察到的现象是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析  由反应C＋GB＋H曾应用于铁轨的焊接，推出C、G为Al和Fe2O3，B、H为

Fe和Al2O3。又知G、H分别是B、C和A形成的二元化合物，那么G为Fe2O3，H为Al2O3，

从而推知B为Fe，C为Al，A为O2。I是一种常见的温室气体，则I为CO2，又知I(CO2)

是D和A(O2)形成的二元化合物，则D为碳。结合反应2E＋I2F＋D，F中E元素的

质量分数为60%可知，E为Mg，F为MgO。Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，Fe3＋与铜粉发生反应

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。n(Fe2O3)＝＝0.010 mol,0.010 mol Fe2O3生成

0.020 mol Fe3＋，Fe3＋与铜粉反应时消耗0.010 mol Cu，即0.64 g。

答案　(1)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe

(2)··C··　直线形

(3)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，

n(Cu)＝n(Fe2O3)＝＝0.010 mol，

铜粉的质量＝0.010 mol×64 g·mol－1＝0.64 g

(4)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

(注：不要求写OH－＋CO2===HCO)

(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的固体

10．某探究学习小组做了如下实验：[来源:学科网ZXXK]

在足量的氯化亚铁溶液中加入1滴液溴，振荡后溶液变为黄色。甲同学认为是Br2单质

溶于水形成黄色溶液，而乙同学认为是Fe2+被氧化成Fe3+使溶液变成黄色。

（1）你认为两同学的观点中正确的是             （填“甲”或“乙”），请你根据提供

试剂通过实验验证你的判断。

试剂：A．酸性高锰酸钾溶液  B．氢氧化钠溶液

C．四氯化碳  D．硫氰化钾溶液  E．硝酸银溶液

判断：请用原理不同的两种方法加以验证，将选用的试剂编号及实验中观察到的现象填入下表：

（2）若选用淀粉碘化钾溶液判断两个同学的观点哪个正确，是否可行?若可行本问不需回

答，若不可行请说明原因：                                             。

（3）若要把溶解于水中的Br2单质分离出来，所需要的主要玻璃仪器是         ，该操[来源:Zxxk.Com]

作的名称是           。

解析　(1)验证甲同学的观点正确可以验证存在Fe3+,也可以验证不存在液溴。

（2）Br2和Fe3+的氧化性均大于I2，故无法判断。

（3）分离液溴的方法是萃取，主要玻璃仪器是分液漏斗。

答案　（1）乙

 （说明：两种方法不分先后；只有相互关系正确，每种方法的两空才能得分）

（2）因为Br2和Fe3+都能把I－氧化成I2

（3）分液漏斗     萃取

11．铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：

(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为__________________________

__________________________________________________________________________。

(2)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式[来源:学科网ZXXK]

是________________________________________________________________________。

(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是__________________________________

____________________________________________________(用离子方程式表示)。在使

用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是_____________

________________________________________________________________________。

(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，若有1.5

mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是______________。

(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是____(填字母)。

解析　(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－

===4OH－。

(2)Fe3＋氧化Cu而腐蚀印刷电路铜板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

(3)Fe3＋水解产生具有吸附作用的Fe(OH)3胶体而净水：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋

3H＋，在酸性条件下，由于H＋抑制了Fe3＋的水解，无法产生Fe (OH)3胶体，故不能使悬

浮物沉降除去。

(4)1 mol Fe3O4参与反应时，需4 mol CO，根据4 mol CO可得转移8 mol电子，所以1.5

mol Fe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol＝12 mol。

(5)选项A，地壳中含量最高的金属元素是Al元素，而不是Fe元素，由于铁是活泼金属，

需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且两者

没有因果关系；选项B，Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2，在高温条件下，H2

还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，两者无因果关系；选项C，

铁是过渡元素的说法正确；选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净

的O2反应生成Fe3O4。

答案　(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－

(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

(3)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋　酸性环境中，H＋抑制了铁离子的水解，无法生

成氢氧化铁胶体

(4)12 mol　(5)B

12．黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜，冶炼过程中需要空气和硅石，硅石主要用于形成炉渣，其反应的总方程式为2CuFeS2＋2SiO2＋5O2===2Cu＋2FeSiO3＋4SO2。请回答下列问题：

(1)若CuFeS2中Cu的化合价为＋2，则反应中被还原的元素是________________(填元素

符号)。

(2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，请完成以下验证[来源:学科网ZXXK]

炉渣中含有＋2价铁的探究过程中的有关问题：

仅限选择的试剂有稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。

①应选用的试剂为__________________________________________________________

___________________________________________________________________________。

②有关的实验现象为__________________________________________________________

___________________________________________________________________________。

(3)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下，酸性溶液中，可将黄

铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。

利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：

①操作a的名称是________________，操作b的操作方法是________________________。

②检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的试剂是________________，证明Fe3＋已被除尽的现象

是______________________________________________________________。

③在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用[来源:学+科+网Z+X+X+K]

一个反应来完成)。写出两种方案的化学方程式：

方案一：__________________________________________________________________；

方案二：___________________________________________________________________。

答案　(1)Cu、O

(2)①稀硫酸、KMnO4溶液　②稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色

(3)①过滤　蒸发浓缩，冷却结晶　②KSCN溶液　取少量溶液B于试管中，加KSCN溶

液后不变红　③CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4