新高考化学一轮复习巩固练习第10讲 铁及其重要化合物(2份打包,原卷版+解析版)
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可能用到的相对原子质量:O16 Fe56
一、选择题(每小题只有一个正确选项,共12×5分)
1.(2023·上海奉贤·统考二模)要除去溶液中少量的,可行的方法是
A.滴入溶液B.通入氯气
C.加入适量铜粉并过滤D.加入适量铁粉并过滤
2.(2023·黑龙江大庆·统考一模)含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是
A.可用苯酚溶液鉴别đ和eB.a与水反应可直接生成c
C.e的水溶液常用于净水D.存在e-d-f-g的循环转化关系
3.(2023·河北邢台·校联考模拟预测)用绿矾()制备电池电极材料的流程如下:
下列说法正确的是
A.反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
B.洗涤沉淀时可用玻璃棒搅拌
C.可用酸性溶液检验反应1中是否完全反应
D.溶解过程中可抑制的水解
4.(2023·广东广州·统考一模)下列实验对应的现象和结论都正确的是
5.(2023·河北邢台·统考模拟预测)我国早期科技丛书《物理小识·金石类》提到“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽树不茂……”,备注为“青矾强热,得赤色固体,气凝得矾油。”下列说法错误的是
A.久置的青矾溶液可变为黄色B.青矾厂气可导致酸雨等环境问题
C.青矾强热时,发生了化学变化D.矾油与赤色固体反应可制得青矾溶液
6.(2023·北京丰台·统考一模)某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应:
下列说法不正确的是
A.实验1中发生了氧化还原反应,KSCN为还原剂
B.实验2中“溶液变红”是Fe3+与SCN-结合形成了配合物
C.若将实验3中Fe2(SO4)3溶液替换为0.25 ml/LCuSO4溶液,接通电路后,可推测出电压表指针会发生偏转
D.综合实验1~3,微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关
7.(2023·北京朝阳·统考一模)常温下,将4.0g铁钉加入到30mL4%的溶液中,一段时间后观察到铁钉表面产生气泡,氧气含量和溶液pH变化如下图所示。
下列说法不正确的是
A.溶液pH<7的原因:
B.铁钉表面产生气泡的原因:
C.加入铁钉消耗,水解平衡正向移动,产生沉淀
D.推测溶液pH减小的原因:
8.(2023·上海松江·统考二模)2023年2月,我国海关在对进境邮件进行查验时,查获违法红珊瑚制品。珊瑚显红色,源于在海底长期积淀某种元素的氧化物,该元素是
A.CB.SiC.FeD.Na
9.(2023·陕西宝鸡·统考一模)遇会生成蓝色沉淀,因此常用于的检验。文献显示:具有氧化性,可以氧化;还原性Fe大于。
某科研小组探究Fe与能否直接反应的实验如下:
实验1:取加热至沸腾并快速冷却的溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中,并加入1mL的苯,再加入铁粉,长时间无蓝色沉淀出现。
实验2:在“实验1”中,若使用砂纸打磨过的铁粉,一会儿就出现蓝色沉淀。
实验3:在“实验1”中,若加少量NaCl,立即出现蓝色沉淀;若换成加入或;则不出现蓝色沉淀。
实验4:在“实验1”中,若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片,立即出现蓝色沉淀。
下列说法错误的是
A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现,可能是因为铁粉表面有氧化膜
B.可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用
C.Fe与可以直接反应
D.在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中,通过直接滴加溶液至电解质溶液中的方法,可以检验是否发生原电池反应
10.(2023·福建·校联考一模)某实验小组设计如下实验探究的制备,下列有关分析不合理的是
A.实验Ⅰ起对照作用,排除晶体自身在水中的颜色变化
B.实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色,与难溶、未分散于水有关
C.捞出晶块后发生了反应:
D.实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
11.(2023·湖北·校联考模拟预测)是制备硫化物全固态锂电池高能正极材料的原料。一种制备材料的微型流程如下:
下列叙述正确的是
A.“混合溶液”时要用到烧杯、玻璃棒
B.“系列操作”得到的滤液,可再采用分液的方法循环利用
C.“反应器”温度越高,越有利于制备
D.乙醇和硝酸不能存放在同一个橱柜里
12.(2023·辽宁大连·育明高中校考一模)向溶液中滴加少量溶液,溶液迅速变黄,稍后产生气体;再加入KSCN溶液,溶液变红,一段时间后,溶液颜色明显变浅。依据实验现象,下列分析不正确的是
A.产生气体的原因是将还原生成了
B.溶液先变红后又明显变浅,是由反应速率不同导致的
C.溶液颜色变浅,可能是过量的氧化了KSCN
D.溶液与溶液反应生成的证据是:“溶液迅速变黄”和“溶液变红”
二、主观题(共3小题,共40分)
13.(12分)(2023·江苏·模拟预测)某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下:
已知反应原理为:
①Fe2++2OH-=Fe(OH)2
②3Fe(OH)2=Fe+2Fe(OH)3
③Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O
(1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为_______。
(2)当pH<2时,Fe/Fe3O4产率极低的原因是_______。
(3)图1为回流时间与Fe/Fe3O4产率的关系图,图2为回流1h所得产品的X射线衍射图。回流1h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质可能的原因_______。
(4)采用Pd-Fe3O4双催化剂,可实现用H2消除酸性废水中的NO和NO,反应历程如图3所示。
其中Fe3O4中Fe2+和Fe3+分别用Fe(II)、Fe(III)表示。
①用该法处理废水后,溶液的pH_______。(填“降低”“升高”或“不变”)
②写出过程④反应的离子方程式_______。
③反应历程中虚线方框内NO生成N2的过程可描述为_______。
①②③14.(16分)(2023·上海虹口·统考二模)铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空:
(1)铁的原子结构示意图为。由此可知,铁是第_______周期元素,铁原子核外3d轨道上共填充了_______个电子。
(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的,其主要成分是_______(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等,实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4变质,经常向溶液中加入铁粉,其原因是_______(用离子方程式表示)。
(4)向新配制的FeSO4溶液中,加入一定量的稀硝酸,发生如下反应:
_______Fe2++_______H++_______NO=_______Fe3++_______NO↑+_______H2O
①配平上述反应_______。
②每生成0.5mlNO气体,转移的电子数为_______。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+,实验方案是_______。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气,其过程如图所示:
(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。
(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式:_______。
(7)Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO,当其它条件一定时,达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知:①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃,平衡时CO体积百分含量最高的原因:_______。
①②③15.(12分)(2023·甘肃·统考二模)磁性Fe3O4纳米粒子(粒径1-100nm)因其独特的物理、化学性质广泛用于生物医学和功能材料等领域而受到研究者的关注。实验室通过共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法如下:
I.称取5.0gFeCl2·4H2O和2.7gFeCl3·6HO加入烧杯中,加入40mL蒸馏水,充分溶解。
Ⅱ.将I所得的混合液保持30℃恒温,向混合液中加入0.4ml·L-1的NaOH溶液并不断搅拌,溶液中逐渐出现黑色物质,直至溶液pH=11,再加入5mL乙醇,将混合液在50℃恒温的条件下晶化2h。
Ⅲ.从晶化后的混合液中分离出纳米粒子,用少量蒸馏水反复洗涤直至洗涤液的pH=7,再用乙醇洗涤后,在60℃真空中干燥2h得到磁性Fe3O4纳米粒子。
回答下列问题:
(1)将固体溶于蒸馏水时常会出现的现象为___________。
(2)制备时NaOH溶液的浓度不宜过大,其原因为___________,实验Ⅱ过程中控制反应温度为50℃的操作方法为___________。
(3)生成磁性Fe3O4纳米粒子的离子方程式为___________。在制备过程中实际上加入的试剂中约为2.5:1,其原因为___________。
(4)实验Ⅲ中除了通过测定洗涤液的pH=7外,实验室还可以判断纳米粒子已经洗涤干净的操作方法为___________。
(5)产物中混杂的会降低纳米粒子的磁性,为了测定产品中的含量,采取如下实验方法:准确称取产品于锥形瓶中,用稀硝酸充分浸取,再加热使过量的硝酸全部逸出,冷却后加入足量溶液充分混合反应后,用标准溶液滴定至溶液颜色明显变浅,加入几滴淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗标准溶液的体积为,已知滴定过程中发生反应的离子方程式为。
①标准溶液应盛放在____________填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②若过量的硝酸没有全部逸出,则会导致测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
③所取样品中的质量为___________g(结果保留4位小数)。
①②③
1.(2023·全国·统考高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
2.(2021·河北·统考高考真题)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
3.(2022·广东·高考真题)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是
4.(2022·广东·高考真题)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
5.(2023·全国·统考高考真题)化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是
A.竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B.龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C.古陶瓷修复所用的熟石膏,其成分为Ca(OH)2
D.古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3
6.(2023·湖南·统考高考真题)取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为),反应现象没有明显差别的是
7.(2021·广东·高考真题)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.可与反应生成
B.既可被氧化,也可被还原
C.可将加入浓碱液中制得的胶体
D.可存在的循环转化关系
8.(2021·江苏·高考真题)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A.铁粉能与O2反应,可用作食品保存的吸氧剂
B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
9.(2022·浙江·统考高考真题)关于化合物的性质,下列推测不合理的是
A.与稀盐酸反应生成、、
B.隔绝空气加热分解生成FeO、、
C.溶于氢碘酸(HI),再加萃取,有机层呈紫红色
D.在空气中,与高温反应能生成
10.(2023·浙江·高考真题)探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
选项
实验
现象
结论
A
向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性溶液
紫红色褪去
食品脱氧剂样品中含
B
向溶液中滴入溶液,再滴加溶液
加入后溶液变成血红色
既有氧化性又有还原性
C
向溶液加入铜片
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
D
向溶液中加入溶液后滴加几滴淀粉溶液
溶液变为蓝色
氧化性:
编号
1
2
3
实验
现象
溶液变为黄绿色,产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN)
溶液变红,向反应后的溶液中加⼊K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,且沉淀量逐渐增多
接通电路后,电压表指针不偏转。⼀段时间后,取出左侧烧杯中少量溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,没有观察到蓝色沉淀
实验
操作
现象
Ⅰ
将一块晶体浸入蒸馏水中
一分钟后,晶块表面仍为浅绿色,溶液呈更浅的绿色。
Ⅱ
将另一块晶体浸入溶液中
一分钟后,晶块表面变白;捞出晶块露置空气中,表面逐渐变为红褐色。
Ⅲ
将溶液与溶液混合
立即出现大量灰绿色浑浊,一分钟后,液面附近出现红褐色浑浊。
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C
溴水颜色逐渐褪去
D
胆矾表面出现白色粉末
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用焦炭和石英砂制取粗硅
可制作光导纤维
B
利用海水制取溴和镁单质
可被氧化,可被还原
C
石油裂解气能使溴的溶液褪色
石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
D
水解可生成胶体
可用作净水剂
选项
劳动项目
化学知识
A
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
可与酸反应
B
环保工程师用熟石灰处理酸性废水
熟石灰具有碱性
C
工人将模具干燥后再注入熔融钢水
铁与高温下会反应
D
技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板
铝能形成致密氧化膜
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
溶液
B
溶液
溶液
C
溶液
酸性溶液
D
溶液
溶液
实验方案
现象
结论
A
往溶液中加入片
短时间内无明显现象
的氧化能力比弱
B
往溶液中滴加溶液,再加入少量固体
溶液先变成血红色后无明显变化
与的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有价铁
D
向沸水中逐滴加5~6滴饱和溶液,持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出沉淀
先水解得再聚集成沉淀
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