第20练　铁及其重要化合物的转化关系 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习

这是一份第20练　铁及其重要化合物的转化关系 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习，共10页。
A．铁粉遇空气放热，可用于制作暖贴
B．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
C．FeCl3溶液显酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜
D．FeS难溶于水，可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]
2．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜
B．FeCl3有氧化性，可用于净水
C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料
D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒
3．(2023·南京统考模拟)下列铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．FeCO3受热易分解，可用作补血剂
B．Fe粉具有还原性，可用作食品的抗氧化剂
C．Fe3O4质地致密，可用作铁件的防腐保护层
D．Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂
4．(2023·无锡模拟)将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓。则下列叙述错误的是( )
A．Fe3＋在酸性环境中氧化性较强
B．S2－在碱性环境中还原性较强
C．相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大
D．向FeCl3溶液中通入H2S，有硫析出
5．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是( )
A．气体X中含有醋酸蒸气
B．该铁华粉中可能含有铁单质
C．向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性
D．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
6．(2023·苏州高三统考)一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，生成纳米铁粉、H2和[B(OH)4]－；Fe3O4可用作锂离子电池的电极材料，电池工作时有Li＋嵌入其中生成LiFe3O4；铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}遇Fe2＋发生反应生成深蓝色沉淀{KFe[Fe(CN)6]}，常用于检验Fe2＋。下列表述不正确的是( )
A．制备纳米铁粉的离子反应：2Fe2＋＋BHeq \\al(－,4)＋4OH－===2Fe↓＋2H2↑＋[B(OH)4]－
B．纳米铁颗粒直径约为60 nm，因此纳米铁是胶体
C．Fe3O4晶体中嵌入Li＋形成LiFe3O4时，部分Fe3＋转化为Fe2＋
D．铁氰化钾检验Fe2＋的离子反应：Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
7．(2023·徐州模拟)某同学用含有铁锈(主要成分为Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检查)，下列推断不合理的是( )
A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋
C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
8．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如图所示。下列说法正确的是( )
A．只用KSCN溶液不可以检验FeSO4是否变质
B．制纳米Fe3O4时通入的O2需过量
C．制FeCO3时应将饱和Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应
9．(2024·南京高三联考)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如图流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)：
已知：氯化亚砜()熔点：－101 ℃，沸点：76 ℃，易水解。
下列有关说法不正确的是( )
A．操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗
B．反应D→E的化学方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2eq \(=====,\s\up7(△))FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑
C．该制备流程中试剂B可选用高锰酸钾溶液或稀硝酸
D．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，其原因可能是生成的SO2将Fe3＋还原成Fe2＋，为了验证是SO2将Fe3＋还原应进行的实验操作和现象是：取样溶解后，先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀
10．以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁{[Fe2(OH)x(SO4)y]n}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是( )
已知：赤泥液的主要成分为Na2CO3。
A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO2
B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关
C．在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变大
D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤
11．(2023·盐城高三期中)欲从含有铁的氧化物及少量FeS、SiO2的烧渣中分离出二氧化硅并制备绿矾(FeSO4·7H2O)，实验过程如下：
(1)试剂X是__________，试剂Y是__________(X、Y均用化学式表示)。
(2)制备绿矾时，向溶液1中加入过量试剂Y，充分反应后，经_______(操作名称)得到溶液2。
(3)设计简单实验方案验证得到的SiO2固体中不含S：_______________________________。
(4)溶液2蒸发浓缩至________(写现象)时开始冷却结晶，蒸发操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、坩埚钳、__________。
12．(2024·常州高三期中)某工厂废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为制备晶体X并检验其部分性质，按如下流程进行相关实验：
已知：①流程中一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
②晶体X是一种含结晶水的化合物，制备X时加入的(NH4)2SO4与FeSO4溶液中溶质的物质的量相等。
(1)取少量铜粉加入浓盐酸中加热，铜粉溶解并生成H3[CuCl4]，请写出该反应的化学方程式：______________________________________________________________________________。
(2)下列说法不正确的是________(填字母)。
A．测得晶体X分子量为392，则其化学式可能为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
B．晶体X中不含Fe3＋，故不可以作净水剂
C．晶体X比绿矾晶体稳定的原因是(NH4)2SO4包裹在FeSO4外部，隔绝空气防止Fe2＋被氧化
D．结合流程图信息，测定待测KMnO4溶液浓度时，用晶体X配标准液去滴定比绿矾误差更小
(3)请从溶解度角度分析冷却结晶得到晶体X而非FeSO4·7H2O或(NH4)2SO4的原因：___________________________________________________________________________。
(4)取少量略变黄的绿矾溶于稀硫酸，请设计实验验证溶液中铁元素的存在形式：____________________________________________________________________________。
13．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S气体。
经查阅资料得知，无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
①检查装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作应该是_________________________________________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有________(填步骤序号)。
(4)装置B中冷水浴的作用为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：________________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
(6)FeCl3溶液与H2S气体反应的离子方程式为______________________________。
第20练 铁及其重要化合物的转化关系
1．A [暖贴中的铁粉遇空气放热，是铁和空气中的氧气等发生氧化还原反应而放出热量，故A正确； 氯化铁溶液具有氧化性，可以将铜氧化生成铜离子，故C错误；FeS具有还原性，因此可除去废水中的微量六价铬[Cr(Ⅵ)]，故D错误。]
2．C [铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，故不选A；FeCl3可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，故不选B；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，故不选D。]
3．A [FeCO3可作为补铁剂是因为含有铁元素，A项不具有对应关系；铁粉具有还原性，可与O2发生反应，可作为食品抗氧化剂，B项具有对应关系；Fe3O4质地致密可阻止其他物质与铁反应，可用作铁件的防腐保护层，C项具有对应关系。]
4．B [FeCl3溶液中Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，且将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，由此看出Fe3＋在酸性环境中氧化性较强，故A正确；Na2S溶液中S2－水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)、HS－＋H2OH2S＋OH－(少量)，将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，没有生成硫单质，S2－在碱性环境中还原性较弱，故B错误；由于将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，不生成Fe(OH)3，说明相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大，故C正确；向FeCl3溶液中通入H2S，硫离子被铁离子氧化成硫单质，有硫析出，故D正确。]
5．C [加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气，则气体X中含有醋酸蒸气，故A正确；铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B正确；滤液中含有氯离子，酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性，故C错误；向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。]
6．B [Fe3O4晶体中嵌入Li＋形成LiFe3O4时，锂离子带正电荷，因此部分Fe3＋转化为Fe2＋，故C正确。]
7．B [铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。]
8．C [若FeSO4变质，其中含有Fe3＋，遇KSCN溶液会变为血红色，可据此检验是否变质，A错误；四氧化三铁中铁元素化合价为＋2价、＋3价，是部分Fe2＋被氧化，应通入适量O2，不宜过量，B错误；制FeCO3时，应将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中，避免生成氢氧化亚铁沉淀，C正确；生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应过程中无元素化合价的变化，因此该反应不是氧化还原反应，D错误。]
9．C [该流程中试剂B的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋，酸性高锰酸钾溶液和稀硝酸都可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，但都会引入新杂质，故C错误；由D→E的化学方程式可知反应中生成的二氧化硫可将氯化铁还原为氯化亚铁，若是SO2作还原剂，则氧化产物为硫酸盐，故取样溶解后，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则可证明二氧化硫将Fe3＋还原，故D正确。]
10．B [高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)焙烧时，FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，并用赤泥液吸收生成的SO2；焙烧后，Al2O3、Fe2O3、SiO2、硫酸盐进入“碱浸”步骤，Al2O3、SiO2溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理获得明矾，滤渣主要是Fe2O3，酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主要有Fe2(SO4)3，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁，据此解答。聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与Fe3＋具有氧化性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，碱性增强，x变大，故C正确；由上述分析可知，从“滤液”到“明矾”的过程中，由于碱浸造成二氧化硅溶于氢氧化钾，滤液中含硅酸盐，需要进行“除硅”步骤，故D正确。]
11．(1)H2SO4 Fe (2)过滤 (3)取固体产品少许于试管中，加入足量氢氟酸，充分反应后无固体剩余则证明SiO2固体中不含S(或称取一定质量的固体产品进行灼烧，若灼烧后质量没有变化则证明SiO2固体中不含S) (4)溶液表面出现晶膜 蒸发皿
12．(1)2Cu＋8HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))2H3[CuCl4]＋H2↑
(2)BC (3)硫酸亚铁铵的溶解度变化比另外两者的溶解度变化大
(4)取少量略变黄的绿矾溶于稀硫酸并分成两份，其中一份滴加少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明含有Fe3＋；另外一份样品中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，说明含有Fe2＋
13．(1)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3
(2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3)②⑤
(4)冷凝、收集氯化铁 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
(5) (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋