2024届高三新高考化学大一轮专题练习-铁及其化合物

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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·湖南长沙·长郡中学校考一模）工业上制一元弱酸——硼酸常采用硼镁矿(含、及少量、)经溶液溶浸后通过一系列反应制得。下列有关反应及离子方程式均正确的是
A．硼酸的解离反应方程式：
B．用溶液检验溶浸后溶液是否含有：
C．溶于溶液：
D．溶于溶液：
2．（2023春·黑龙江牡丹江·高三牡丹江市第三高级中学校考期中）下列离子方程式正确的是
A．向1 mol∙L−1 HNO3溶液中加入铜片：3Cu＋2＋8H+=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
B．向FeBr2溶液中通入足量Cl2：2Fe2+＋2Br-＋2Cl2=2Fe3+＋Br2＋4Cl-
C．向硫酸铜溶液中通入H2S气体：S2−＋Cu2+=CuS↓
D．过量铁粉加入稀硝酸中：Fe＋4H+＋=Fe3+＋NO↑＋2H2O
3．（2021春·湖北恩施·高三巴东一中校考阶段练习）用下列装置不能达到实验目的的是

A．用甲图装置可证明ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水) B．用乙图装置制备Fe(OH)2
C．用丙图装置制取金属铁 D．用丁图装置制取氯气
4．（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
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·福建龙岩·高三校联考期末）下列方程式正确的是
A．与NaOH溶液反应：
B．KSCN溶液检验：
C．在高温条件下与反应：
D．红热的铁丝伸入充满氯气的集气瓶中：
7．（2023春·安徽·高三校联考开学考试）下列除杂试剂选用正确且除杂过程中不涉及氧化还原反应的是
选项
物质
杂质
除杂试剂
A
Fe
Al
NaOH溶液
B
NaCl溶液
MgCl2
NaOH溶液、稀盐酸
C
CO2
CO
CuO
D
FeSO4溶液
Fe2(SO4)3
Cu粉
A．A B．B C．C D．D
8．（2022秋·江苏连云港·高三统考期中）下列有关化学反应的叙述正确的是
A．常温下，Ag在浓硝酸中发生钝化
B．常温下，Mg在CO2中燃烧生成MgCO3
C．常温下，Al在氢氧化钠溶液中反应会产生气体
D．常温下，铁分别与稀盐酸和氯气反应，产物中铁元素的化合价相同
9．（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
10．（2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测）化学与科技、生活密切相关，下列说法错误的是
A．印制货币票面文字、号码等处使用含的油墨，利用了的稳定性
B．“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料
C．卡塔尔世界杯用球“旅程”使用水性涂料代替有机涂料，更加环保
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，应用的原理是牺牲阳极的阴极保护法
11．（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
12．（2023春·江苏·高三统考期中）FeCl3是有机反应中常用的催化剂。实验室用如下图所示装置制备少量FeCl3.已知：FeCl3易升华，且易水解：FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl。下列说法不正确的是

A．甲中可制得纯净的Cl2
B．实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C．装置丙的作用是收集FeCl3
D．装置丁中CaCl2的作用是防止水蒸气进入装置丙
13．（2023春·江苏·高三统考期中）某硫酸厂产生的烧渣(主要含有Fe2O3，FeO及少量的SiO2)可用于制备FeCO3，其流程如下：

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应。下列说法不正确的是
A．“酸溶”时，可适当的升高温度，加快溶解的速率
B．“还原”时，发生的离子方程式为：FeS2+2Fe3+=3Fe2＋＋2S↓
C．“滤液”中的溶质含有(NH4)2SO4
D．“干燥”时，可在空气中加热烘干

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·广东汕头·高三金山中学校考期中）写出下列方程式
(1)将SO2通入足量的澄清石灰水中的化学方程式：_________________
(2)过量铁粉与稀硝酸反应的离子方程式：________________________
(3)工业上制备粗硅的化学方程式：_____________
(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，用碘溶液(I2)进行滴定，已知氧化产物为SO，该反应的离子方程式：______________________
16．（2023·全国·高三专题练习）黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w，摩尔质量为480 g·mol-1]。Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验，其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。

根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为_______。
17．（2023春·上海·高三期末）铁元素是地壳中含量第二的金属元素，位于元素周期表中第四周期第8族。铁及其化合物性质多样，其参与的反应大多为氧化还原反应。
(1)某氯化铁溶液中含有少量氯化亚铁杂质，除去氯化亚铁杂质应选用的试剂是 。
A．氯水 B．铁粉 C．稀硝酸 D．酸性高锰酸钾
(2)根据反应设计成原电池，下列说法正确的是 。
A．铁作正极、铜作负极、稀硫酸作电解质溶液
B．铁作负极、铜作正极、硫酸铜溶液作电解质溶液
C．电子通过稀硫酸从铁电极流向铜电极
D．阳离子向正极方向定向移动
(3)实验室配置溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是______，溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应的离子方式为___________。
(4)设计实验检验某溶液中含有而不含，实验方案为__________________。
(5)高铁酸钠是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目：________。
Fe(NO3)3+ NaOH+ Cl2 Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl+ H2O
18．（2023春·广东广州·高三统考开学考试）元素的“价一类”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。如图为铁元素的“价一类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系。

请回答以下问题：
(1)中Fe的化合价为_______。
(2)是否为碱性氧化物_______(填是或否)，理由：_______。
(3)制备氢氧化亚铁时，现象由白色絮状沉淀最终转化为红褐色沉淀，请用化学方程式解释现象：_______。
(4)已知在强碱溶液中稳定存在，PH越小稳定性越差；则制备时需要在_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行：也可以作为净水剂，能与水反应生成具有吸附性的胶体，写出其中离子方程式：_______。其中检验溶液中的试剂是_______。
(5)FeO、是合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分。某FeO、混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中FeO、的物质的量之比为_______。

参考答案：
1．A
【详解】A．B与Al为同主族相邻元素，性质相似，都为一元弱酸，解离方程式类似，硼酸的解离反应方程式：，A正确；
B．与的反应为可逆反应，应用可逆符号表示，B错误；
C．会与氨水反应生成和，由此可推测难溶于溶液，C错误；
D．B为非金属元素，不存在，应为，D错误；
故答案选A。
2．A
【详解】A．向1 mol∙L−1 HNO3溶液中加入铜片，反应生成硝酸铜、NO和水：3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，故A正确；
B．向FeBr2溶液中通入足量Cl2，反应生成溴单质和氯化铁：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-，故B错误；
C．向硫酸铜溶液中通入H2S气体：H2S +Cu2+=CuS↓+2H+，故C错误；
D．过量铁粉加入稀硝酸中，反应生成硝酸亚铁、NO和水：3Fe+8H++2=3Fe3++2NO↑+ 4H2O，故D错误；
综上所述，答案为A。
3．D
【详解】A．由图可知，钠在水与煤油液面中间，则可知钠的密度比水的小，比煤油的大，故A正确；
B．由图可知，利用Fe和稀硫酸制FeSO4的同时除去液面上方空气，防止制备时氢氧化亚铁被氧化，故B正确；
C．由图可知，在引燃镁条提高的高温下，Al与氧化铁可发生铝热反应生成铁，故C正确；
D．MnO2和浓盐酸混合加热可制氯气，不能用稀盐酸代替，故D错误；
故选D。
4．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。
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．A
【详解】A．为两性氧化物，与NaOH溶液反应生成盐：，A正确；
B．KSCN为强电解质，在水溶液中发生完全电离，用KSCN检验：，B不正确；
C．在高温条件下与反应，只能生成NO：，C不正确；
D．红热的铁丝伸入充满氯气的集气瓶中，发生反应生成FeCl3：，D不正确；
故选A。
7．B
【分析】氧化还原反应的特点：有元素化合价发生变化。
【详解】A．Fe不与NaOH溶液反应。而Al变成了可溶于水的NaAlO2，过滤后可以除去，试剂选用正确，但除杂过程中涉及氧化还原反应，A项不符合题意；
B．MgCl2与NaOH溶液反应转变为Mg(OH)2沉淀，过滤可以除去，过量的氢氧化钠可以用稀盐酸除去，它属于复分解反应，试剂选用正确且除杂过程中不涉及氧化还原反应，B项符合题意；
C．CO与CuO反应生成CO2，试剂选择正确，但该过程中发生了氧化还原反应，C项不符合题意；
D．Fe2(SO4)3经铜粉转变为FeSO4，但同时还生成硫酸铜溶于其中，除杂试剂不正确，D项不符合题意；
故选B。
8．C
【详解】A．钝化反应指活泼金属在浓硝酸或浓硫酸中发生的化学稳定性明显增强的现象，Ag与浓硝酸不发生钝化，A错误；
B．常温下，Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，故B错误；
C．常温下，Al在氢氧化钠溶液中反应会产生氢气，故C正确；
D．Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，Fe与氯气反应生成氯化铁，与HCl、氯气的氧化性有关，产物中Fe元素的化合价分别为+2、+3价，故D错误；
故选C。
9．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。
10．A
【详解】A．Fe3O4具有磁性，可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪，不是利用其稳定性，A错误；
B．钛合金是钛与其他金属制成的合金，属于金属材料，B正确；
C．有机涂料中的有机溶剂能挥发出有害物质，而水性涂料是用水作溶剂或者分散介质的涂料，相对于有机涂料更加环保，C正确；
D．镁的金属活泼性强于铁，做原电池的负极，铁作正极被保护，原理为牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故答案选A。
11．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。
12．B
【分析】高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，混有杂质HCl和水蒸气杂质，饱和食盐水除去HCl，浓硫酸干燥氯气，氯气和铁粉在加热下反应生成FeCl3，其易升华，加热形成蒸气，在丙装置中冷凝收集氯化铁，由于氯化铁易水解，氯化钙作用是防止空气中水蒸气进入装置丙，NaOH溶液用于吸收有毒的尾气氯气；
【详解】A．高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，浓盐酸易挥发，氯气中混有杂质HCl和水蒸气杂质，饱和食盐水除去HCl，浓硫酸干燥氯气，甲可制得纯净的Cl2，A正确；
B．无论氯气是否足量，Fe与Cl2都只生成FeCl3，B错误；
C．氯气和铁粉在加热下反应生成FeCl3，其易升华，加热形成蒸气，在丙装置中冷凝收集FeCl3，C正确；
D．由于氯化铁易水解，氯化钙作用是防止空气中水蒸气进入装置丙，D正确；
故选：B。
13．D
【分析】烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤渣为二氧化硅，用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤，得滤液中含有硫酸亚铁，向滤液中加入碳酸铵，过滤得碳酸亚铁，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵，据此分析解题。
【详解】A．已知升高温度，反应速率加快，故“酸溶”时，可适当的升高温度，加快溶解的速率，A正确；
B．由题干流程图可知，“还原”时用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤，滤渣中含有S，故发生的离子方程式为：FeS2+2Fe3+=3Fe2＋＋2S↓，B正确；
C．由分析可知， “滤液”中的溶质含有(NH4)2SO4和(NH4)2CO3，C正确；
D．由于亚铁离子容易被空气中的氧气氧化为铁离子，故“干燥”时，不可在空气中加热烘干，应该隔绝空气烘干，D错误；
故答案为：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)SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
(2)3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O
(3)
(4)S2O+2I2+3H2O═2SO+4I-+6H+

【详解】（1）SO2为酸性氧化物，能与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，反应方程式为：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O，故答案为：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；
（2）过量铁粉与稀硝酸反应生成亚铁离子和NO，反应离子方程式为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O；
（3）工业上制备粗硅原理是C单质在高温条件下与二氧化硅反应生成Si和CO，反应方程式为：，故答案为：；
（4）S2O被碘单质氧化为SO，1mol S2O失4mol电子，1mol I2的2mol电子生成碘离子，根据得失电子守恒及元素守恒得离子方程式：S2O+2I2+3H2O═2SO+4I-+6H+，故答案为：S2O+2I2+3H2O═2SO+4I-+6H+。
16．NH4Fe3(SO4)2(OH)6
【详解】设有480 g物质分解，670 ℃以上为红棕色纯净物Fe2O3，则其物质的量为n(Fe2O3)= =1.5 mol，即y=3；在固体质量400 g→240 g时，分析可知，该产物为SO3和Fe2O3，则n(SO3)= =2 mol，即z=2；化合物中各元素化合价代数和为0，则x+3×(+3)+ 2×(-2)+w×(-1)=0，17x+3×56+2×96+17w=480，解得x=1、w=6，所以该物质的化学式为NH4Fe3(SO4)2(OH)6。
17．(1)A
(2)D
(3) 防止Fe2+被氧化 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
(4)先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子
(5)

【详解】（1）A．已知2FeCl2+Cl2=2FeCl3，故加入氯水能够除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，且不引入新的杂质，A符合题意；
B．已知Fe+2FeCl3=3FeCl2，故使用铁粉    不能除去FeCl3中少量的FeCl2杂质，B不合题意；
C．稀硝酸能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质硝酸根离子，C不合题意；
D．酸性高锰酸钾能够将Fe2+氧化为Fe3+，但将引入新的杂质锰离子等，D不合题意；
故答案为：A；
（2）根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池，则Fe发生氧化反应，Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，比铁更不活泼的Cu等金属或者石墨作正极，电极反应为：2H++2e-= H2↑，稀硫酸或者稀盐酸作电解质溶液，据此分析解题：
A．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，A错误；
B．由分析可知，铁作负极、铜作正极、稀硫酸作电解质溶液，而不是硫酸铜溶液作电解质溶液，B错误；
C．原电池中电子由负极经导线流向正极，即电子通过导线从铁电极流向铜电极，C错误；
D．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故阳离子向正极方向定向移动，D正确；
故答案为：D；
（3）由于Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，而Fe+2Fe3+=3Fe2+，故实验室配置FeCl2溶液时，往往要在溶液中加入一定量的铁粉，其目的是防止Fe2+被氧化，FeCl3溶液常常被用于溶解印刷电路板上的金属铜，其反应方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，故其离子方式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故答案为：防止Fe2+被氧化；Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（4）先向溶液中滴加KSCN 溶液观察颜色，可以判断铁离子是否存在，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，观察颜色变为红色，证明含有亚铁离子，故答案为：先向溶液中滴加KSCN 溶液，无现象，则不含铁离子，再向该溶液中滴加氯水，溶液立即变为红色，证明含有亚铁离子；
（5）反应中Fe3+由+3价转化为+6价升高3个单位，而Cl2中的Cl由0价降低到-1价降低2个单位，利用化合价升高总数相等的最小公倍数法可知，最小公倍数为6，则可配平该反应方程式：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O，反应中转移电子数目为6，故该反应的电子转移方向和数目可表示为：，故答案为：。
18．(1)+6
(2) 是 与盐酸反应生成了盐和水
(3)
(4) 碱性 KSCN溶液
(5)2:1

【详解】（1）中钠、氧元素化合价分别为+1、-2，根据化合价代数和为零，可知Fe的化合价为+6；
（2）能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物；与盐酸反应生成了盐和水，故其为碱性氧化物；
（3）氢氧化亚铁和空气中氧气、水生成红褐色氢氧化铁，反应为；
（4）已知在强碱溶液中稳定存在，PH越小稳定性越差；则制备时需要在碱性环境中进行；也可以作为净水剂，能与水反应生成具有吸附性的胶体，反应中铁化合价由+6变为+3，则反应中氧元素化合价升高得到氧气，根据电子守恒、质量守恒可知，离子方程式：；铁离子能和KSCN溶液变红色，故其中检验溶液中的试剂是KSCN溶液；
（5）设FeO、的物质的量之比为a:b，则，故a:b=2:1。