2024届高三新高考化学大一轮专题练习 铁及其化合物

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习 铁及其化合物，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

2024届高三新高考化学大一轮专题练习-铁及其化合物
一、单选题
1．（2023·浙江·校联考三模）可与等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验：

已知：向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子：不能与形成配离子。下列说法不正确的是
A．溶液I中溶液呈黄色可能是由水解产物的颜色造成
B．溶液Ⅱ、Ⅲ的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在
C．可用和溶液检验溶液中是否含有
D．中的键角大于分子中的键角
2．（2023·四川·高三统考学业考试）下列反应的离子方程式错误的是
A．与KI溶液反应：
B．盐酸与KOH溶液反应：
C．Fe与溶液反应：
D．溶液与氨水反应：
3．（2023春·黑龙江双鸭山·高三双鸭山一中校考期中）将22.2gAl与Fe的混合物在一定量的稀HNO3溶液中完全溶解，往溶液中滴加KSCN后，溶液不变色，且只收集到标准状况下8.96L无色但遇空气变红棕色的气体，则向反应后的溶液中加入足量的氨水(不考虑沉淀损失)，在空气中不断搅拌，充分反应后，最终生成沉淀的质量为
A．47.7g B．42.6g C．32.1g D．27g
4．（2023春·安徽·高三校联考开学考试）电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板，并回收Cu和综合利用FeCl3溶液，实验室模拟流程如图所示。下列说法错误的是

A．废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2∶1
B．X是铁粉，Y是盐酸
C．流程图中所有的反应都是氧化还原反应
D．验证滤液2中金属离子方法是加入酸性高锰酸钾溶液
5．（2023秋·广东梅州·高三广东梅县东山中学校联考期末）下列含Fe元素的物质反应的离子方程式书写正确的是
A．铁与盐酸反应：
B．钠与氯化铁溶液反应：
C．氧化铁与稀硫酸反应：
D．氯化亚铁溶液与氯气反应：
6．（2023秋·广东梅州·高三广东梅县东山中学校联考期末）有一种优良的磁性合金材料，经查阅相关资料得知：主要成分是Al—Cu—Mg—Fe—Si合金。现取几小块合金碎片，进行如下探究性实验，其中现象、结论均正确的是
(已知：Si不和盐酸反应)
选项
实验方案
现象
结论
A
加入过量盐酸充分反应
有少量固体不溶
含有金属铜
B
加入过量盐酸充分反应
有气体产生
含有金属镁
C
加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水
产生白色沉淀
含有金属铝
D
用盐酸溶解后滴加少量氯水，再加入KSCN溶液
溶液呈红色
含有铁元素
A．A B．B C．C D．D
7．（2023春·四川成都·高三成都外国语学校校考期中）下列说法正确的是
A．碳纳米材料属于新型有机高分子材料
B．人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，实现人工固氮
C．工业上常用铁罐盛装大量稀硝酸
D．普通玻璃以纯碱、熟石灰和石英砂为原料，发生复杂的物理和化学变化制得
8．（2023春·四川内江·高三四川省内江市第六中学校考期中）铁粉与稀硝酸反应的化学方程式为。下列有关说法正确的是
A．氧化性：
B．作氧化剂的是参与反应的的10%
C．常温下为加快反应速率，可将稀硝酸换为浓硝酸
D．在反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液，有气体逸出
9．（2023·广东汕头·统考二模）铁及其化合物在生活中应用广泛，下列有关离子方程式书写正确的是
A．将铁片投入到稀硝酸中：
B．向溶液中通入少量：
C．用铁氰化钾溶液检验：
D．往溶液中加入过量粉：
10．（2023春·广西柳州·高三柳州市第三中学校考期中）下列过程对应的离子反应方程式书写正确的是
A．溶液与过量澄清石灰水混合：
B．通入冷的溶液：
C．向明矾溶液中通入过量氨气：
D．溶液中加入产生沉淀：
11．（2023春·湖南·高三桃江县第一中学校联考期中）向500mL稀硝酸中加入一定量的铁粉，铁粉完全溶解后，放出NO气体4.48L(标准状况下)，同时溶液质量增加8.0g。下列判断不正确的是
A．原溶液的物质的量浓度是
B．原溶液中投入铁粉的物质的量是0.25mol
C．反应后的溶液中
D．反应后的溶液还可溶解4.8g铜粉
12．（2023秋·江苏泰州·高三泰州中学校考期末）三氯化铁溶液可用作印刷电路板刻剂，反应化学方程式为，下列离子能在印刷电路板的蚀刻废液中大量存在的是
A． B． C． D．
13．（2023春·高三平湖市当湖高级中学校联考期中）某品牌食盐包装袋部分说明如表。下列相关叙述正确的是
配料
精制盐、碘酸钾(KIO3)、亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]
食用方法：待食品熟后加入

A．碘酸根离子中共价键键角为120°
B．该食盐配料受热均易分解
C．K4Fe(CN)6在水溶液中完全电离成三种离子
D．K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+

二、多选题
14．（2023春·江西九江·高三修水县第一中学校联考阶段练习）向等物质量浓度的和的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是
A．向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色
B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，则溶液Y中一定不含有、
C．若溶液Y呈蓝色，则固体X中一定不含铁元素
D．若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉

三、非选择题
15．（2023春·广东广州·高三广州市协和中学校考期中）阅读题目，回答问题：
(1)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为___________，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池负极电极反应为___________，正极电极反应为___________。
(2)为探究FeCl3在H2O2制取O2反应中的作用，某兴趣小组进行下列实验：向试管中加入5mL11mol·L-1 H2O2溶液，静置几分钟，无明显现象；滴加2滴1mol·L-1FeCl3溶液，立即产生大量气泡。(已知H2O2不与Cl-反应)
①加FeCl3溶液反应20min后，H2O2 的浓度变为10. 5mol·L-1， 则20min内H2O2的平均反应速率为___________。
②反应结束后，滴加KSCN溶液，试管中溶液呈红色。经测定，溶液中Fe3+的量没有变化。综合以实验，可推断出：在H2O2制O2反应中，FeCl3作 ___________剂。
(3)如图装置可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，被称为氢氧燃料电池。

①该电池的正极是电极 ___________ (填“a”或“b)， 负极发生反应的反应类型为 ___________。
②电池工作时，溶液中的K+会向___________区 移动(填“正极”或“负极”)，当外电路中转移1mol电子时，消耗的O2在标准状况下体积为___________  。
16．（2020·北京海淀·人大附中校考一模）制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol•L-1硫酸铝酸性溶液，经检验，含有Fe2+、Fe3+。可按下述操作提纯：往溶液中加足量H2O2充分反应，再用试剂X调节溶液pH=3.5(温室下，0.1 mol•L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7，Fe3+完全沉淀的pH=3.2)
(1)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为 _______。
(2)往溶液中加入H2O2的作用是 _______(用离子方程式表示)。
(3)加入的X试剂(填选项编号)是 _______。
A．CuO    B．Al(OH)3    C．NaOH    D．NaHCO3
若调节后溶液的pH偏离3.5，可能带来的后果是 _______。
17．（2023秋·山西大同·高三统考期末）某化学兴趣小组进行了如下实验。请回答：
(1)用一氧化碳还原氧化铁，反应的化学方程式为_______。反应完毕后，他们将得到的铁屑装入下图所示装置进行实验，A中的玻璃丝可以阻止固体离开A管，B中碱石灰的作用是_______。一段时间后，他们将A中的固体溶于水，并向所得溶液中滴入几滴KSCN溶液。

①若观察到溶液出现红色，证明溶液中含有_______(填离子符号)。
②若未观察到溶液出现红色，可能的原因是_______。
(2)用足量的稀盐酸溶解一定量的Fe2O3，得到棕黄色溶液。甲同学向溶液中加入铜粉欲获得铁，他_______(填“能”或“不能”)成功，原因是_______
(3)已知铝粉与氧化铁能发生反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3小组成员将反应的产物用足量的NaOH溶液浸泡，除去其中的Al2O3，分离得到Fe，反应的化学方程式为_______。某同学认为用足量稀盐酸浸泡也能达到相同的结果，他的观点_______(填“正确”或“不正确”)。
18．（2023秋·四川成都·高三统考期末）“价类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具，如图所示是铁及其化合物的“价类”二维图。

(1)X、Y分别代表_______、_______；Z在空气中转化为W的化学方程式为_______。
(2)某小组研究性质，预测能与_______发生氧化还原反应(填序号)。
①NaOH溶液②氯水③稀盐酸④酸性溶液⑤镁⑥碳酸钠
(3)铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用溶液刻蚀铜制电路板，被_______(填“还原”或“氧化”)为，该反应的离子方程式为_______。
(4)为检验食品中的铁元素，可将菠菜剪碎、研磨、溶解、_______，然后将少许滤液加入试管中，加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性)，再滴加几滴KSCN溶液，振荡，若观察到_______现象，说明试验样品中含有铁元素。
(5)高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用氧化的方法制备，其原理为，用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目_______。

参考答案：
1．B
【详解】A．I中溶于水后，发生部分水解生成等，使溶液呈黄色，A项正确；
B．与的反应存在平衡：,溶液Ⅱ，Ⅲ分别存在平衡：, ,因此溶液Ⅱ，Ⅲ的颜色分别为红色和无色，不能说明其中不存在，只能说明的量少，B项错误；
C．先往溶液中加入足量的NaF溶液，再加入KSCN溶液，若溶液呈蓝色，则表明含有，否则不含，C项正确；
D．中分子内O原子最外层只存在一对孤对电子，对H-O-H中O-H的排斥作用减小，所以键角比分子中H-O-H的键角大，D项正确；
答案选B。
2．A
【详解】A．原子不守恒，A错误；
B．盐酸与KOH溶液反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水，B正确；
C．Fe与溶液反应的实质是三价铁氧化铁为亚铁离子，自身也被还原为亚铁离子，C正确；
D．溶液与氨水反应的实质是铝离子结合一水合氨电离的氢氧根离子生成氢氧化铝沉淀，D正确；
故选A。
3．A
【详解】由题干信息可知，过程中涉及的反应方程式有：3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O，Fe(NO3)2+2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2NH4NO3，Al(NO3)3+3 NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4NO3，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，设22.4g的混合物中含有Fe为n1mol，Al为n2mol，根据质量守恒有：①56n1+27n2=22.2g，根据电子守恒可知：2n1+3n2=3n(NO)=3=1.2mol，联合方程①②解得：n1=0.3mol，n2=0.2mol，最终得到的沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3，根据质量守恒可知，m沉淀==47.7g，故答案为：A。
4．D
【分析】该过程中要回收Cu，即将Cu2+转变为Cu，需要加入还原剂。所以废液加入过量的铁粉，滤渣1为Fe和Cu。滤渣1两固体中除去Fe，加入过量的盐酸产生FeCl2，而Cu不反应回收。
【详解】A．发生的反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2∶1，A项正确；
B．由上分析，X是铁粉，Y是盐酸，B项正确；
C．流程图中每一步均有元素化合价变化，上述均为氧化还原反应，C项正确；
D．滤液2中含有Cl-也能与酸性高锰酸钾反应，干扰Fe2+检验，D项错误；
故选D。
5．C
【详解】A． 铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：，故A错误；
B． 钠与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁、氯化钠和氢气：，故B错误；
C． 氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水：，故C正确；
D． 氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁：，故D错误；
故选C。
6．D
【详解】A．Cu、Si均不和盐酸反应，加盐酸有少量固体不溶，可能是Si，不一定有Cu,故A错误；
B．Mg、Al、Fe均可与盐酸反应，故B错误；
C．加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水，生成的白色沉淀可能是氢氧化铝沉淀，也可能是氢氧化镁，故C错误；
D．铁单质与稀硝酸反应会生成三价铁离子，铁离子遇KSCN溶液溶液呈红色，所以实验可以证明含有铁元素，故D正确。
故选：D。
7．B
【详解】A．碳纳米材料属于新型无机材料，不属于高分子，A错误；
B．固氮是指将游离态氮转化为化合态氮元素的过程，人工固氮如合成氨等，从化合价角度分析，单质氮化合价可升高，也可降低转化为氮的化合物，B正确；
C．铁在常温下遇到浓硝酸会发生钝化现象，可用铁罐盛装大量浓硝酸，但常温下铁与稀硝酸会发生反应，所以不能用于盛放稀硝酸，C错误；
D．普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料制备而成，D错误；
故选B。
8．B
【详解】A．该反应中HNO3为氧化剂，Fe3+为氧化产物，则氧化性HNO3>Fe3+，A错误；
B．该反应30个HNO3中27个HNO3体现酸性，3个体现氧化性，作氧化剂的HNO3是参与反应的HNO3的10%，B正确；
C．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，无法加快反应速率，C错误；
D．反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液，NaOH先与铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，无气体产生，D错误；
故答案选B。
9．B
【详解】A．铁片与稀硝酸反应生成一氧化氮，不生成氢气，故A错误；
B．具有较强的氧化性，可将还原为硫单质，离子方程式为；故B正确；
C．铁氰化钾溶于水可拆为离子的形式，离子方程式为，故C错误；
D．过量将还原为铁单质，离子方程式为；故D错误；
故答案选B。
10．B
【详解】A．小苏打溶液与过量澄清石灰水混合，离子方程式为：Ca2++OH-+═CaCO3↓+H2O，故A错误；
B．将Cl2通入冷的NaOH溶液生成NaCl和NaClO，离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故B正确；
C．氨水是弱碱溶液，因此能与明矾溶液中的Al3+结合生成Al(OH)3沉淀，但不能将其转化为，故C错误；
D．FeSO4溶液中加入H2O2产生氢氧化铁沉淀和硫酸，其反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+4H2O═2Fe(OH)3↓+4H+，故D错误；
故选：B。
11．D
【分析】标况下4.48LNO的物质的量为，NO的质量为6g。根据，反应过程中转移电子为。由题意，可得离子方程式(未配平)，设的系数为x；的系数为y，则根据化合价升降法可得关系①，反应过程中引进了Fe元素，失去了NO，溶液总体质量增加，根据差量法可知加进来的Fe的质量为14g，物质的量为0.25mol，则有②。联立①②，解得，。故反应后的溶液中。
【详解】A．硝酸部分被还原为NO，其余以和分别存在于溶液中，物质的量分别为0.15mol、0.1mol，根据N原子守恒，原溶液中硝酸的物质的量为，其浓度为，故A正确；
B．经计算，原溶液中投入的铁粉的物质的量为0.25mol，故B正确；
C．根据前面分析可知，，故C正确；
D．反应后的溶液中只有能与Cu反应，根据反应可知，可消耗0.05molCu，其质量为，故D不正确；
故选D。
12．A
【详解】A．和溶液中各离子不反应，可以大量存在，A选；
B．可以氧化亚铁离子为铁离子，不可以大量存在，B不选；
C．和铜离子、亚铁离子、铁离子反应生成沉淀，不能大量共存，C不选；
D．可以和氯离子生成氯化银沉淀，不能大量共存，D不选；
故选A。
13．D
【详解】A．碘酸根离子中，碘的价层电子对为4、有1对孤电子对，其VSEPR模型为四面体、空间构型为三角锥形，键角不是120°，A错误；
B．配料中氯化钠受热不分解，B错误；
C．K4Fe(CN)6在溶液中只能电离生成钾离子和亚铁氰根离子，C错误；
D．K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+，检验时发生的反应为：K4Fe(CN)6+FeCl3=KFe[Fe(CN)6]↓(滕氏蓝)+3KCl，D正确；
故选D。
14．BC
【详解】A．若有，锌、铁、铜都会和铁离子反应，则不可能得到固体，A错误；
B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，固体X中可能有Fe或Zn，则溶液Y中一定不含有、，B正确；
C．若溶液Y呈蓝色，有，铁会和铜离子反应，则固体X中一定不含铁元素，C正确；
D．若溶液Y无色透明，证明溶液Y中不含铁元素和铜元素，则固体X中可能含有过量的Zn粉，也可能锌粉恰好反应而不存在，D错误；
故选BC。
15．(1) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu-2e-=Cu2+ Fe3++e-=Fe2+
(2) 催化
(3) b 氧化反应 正极 5.6L

【详解】（1）FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，FeCl3和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；若将此反应设计成原电池，负极发生氧化反应，该原电池负极反应为Cu-2e-=Cu2+；正极发生还原反应，正极电极反应为Fe3++e-=Fe2+。
（2）①加FeCl3溶液反应20min后，H2O2 的浓度变为10. 5mol·L-1，则20min内H2O2的平均反应速率为。
②反应结束后，滴加KSCN溶液，试管中溶液呈红色。经测定，溶液中Fe3+的量没有变化。催化剂在化学反应前后质量、化学性质不变，在H2O2制O2反应中，FeCl3作催化剂。
（3）①原电池中正极得电子发生还原反应，该电池中，氧气在b电极得电子生成氢氧根离子，正极是电极b，负极氢气失电子生成水，负极反应的反应类型为氧化反应。
②电池工作时，阳离子向正极移动，所以K+会向正极移动；正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，当外电路中转移1mol电子时，消耗的0.25molO2，标准状况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。
16．(1)10-9m～10-7m
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3) B pH过小Fe3+沉淀不完全，pH过大Al3+可能因沉淀而损失

【分析】(1)胶体微粒直径在1nm～100nm之间；
(2)过氧化氢具有强氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液pH，使Fe3+转化氢氧化铁沉淀，过滤除去；
(3)加入X能与氢离子反应，调节溶液pH，使Fe3+转化氢氧化铁沉淀，过滤除去，但不能引入新的杂质离子；根据离子开始沉淀及沉淀完全的pH分析溶液的pH偏离3.5可能带来的后果。
【解答】解：(1)胶体微粒直径在1nm～100nm之间，则纳米氧化铝的直径约为10-9～10-7m，
故答案为：10-9m～10-7m；
(2)过氧化氢具有强氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(3)加入X能与氢离子反应，调节溶液pH，使Fe3+转化氢氧化铁沉淀，过滤除去，CuO、NaOH、NaHCO3均为引入杂质离子，故选Al(OH)3，
若调节后溶液的pH偏离3.5，pH过小Fe3+沉淀不完全，pH过大Al3+可能因沉淀而损失，
故答案为：B；pH过小Fe3+沉淀不完全，pH过大Al3+可能因沉淀而损失。
【点评】本题以无机化学性质为载体考查了溶液的配制、胶体制备、胶体的制备和性质对试剂及条件控制的分析评价等知识点，题目难度不大，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力。
17．(1) 吸收氯气，防止污染空气 Fe3+ 过量的铁屑和FeCl3反应生成FeCl2，无Fe3+存在，溶液不变红
(2) 不能 铜粉与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，不能得到铁
(3) 不正确

【详解】（1）一氧化碳还原氧化铁，反应的化学方程式为：；碱石灰能与过量的氯气反应，作用是吸收氯气，防止污染空气；Fe3+与KSCN反应变为红色，故有Fe3+存在；若未变为红色，可能是过量的铁屑和FeCl3反应生成FeCl2，无Fe3+存在，溶液不变红；
（2）氧化铁与盐酸反应的化学方程式为：,铜粉与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，不会得到铁，故不能成功，原因是铜粉与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，不能得到铁；
（3）氧化铝能与NaOH溶液反应，化学方程式为：，盐酸和铁、氧化铝均能反应，不能分离得到铁，故观点不正确。
18．(1) 氧化物
(2)②④⑤
(3) 还原
(4) 过滤 溶液变红
(5)

【详解】（1）FeO是铁的氧化物，X表示氧化物，则Y表示三价铁的氧化物，Y为；Z表示二价铁的氢氧化物，Z为，W表示三价铁的氢氧化物，W为，和O2反应生成，方程式为：。
（2）具有还原性，氯水、酸性溶液具有氧化性可以和发生氧化还原反应；也具有氧化性，Mg的还原性强于Fe，也可以和Mg发生氧化还原反应，故选②④⑤。
（3）用溶液刻蚀铜制电路板，Fe元素由+3价下降到+2价，被还原成，该反应的离子方程式为：。
（4）为检验食品中的铁元素，可将菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤，然后将少许滤液加入试管中，加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性)，将Fe2+氧化为Fe3+，再滴加几滴KSCN溶液，振荡，若观察到溶液变红，说明试验样品中含有铁元素。
（5）反应中Cl元素由+1价下降到-1价，Fe元素由+3价上升到+6价，根据得失电子守恒用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目为：。