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1、1第第 3 3 节节 铁及其化合物铁及其化合物课时跟踪练一、选择题1唐代中药学著作新修本草中，有关于“青矾”的记录为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃烧之赤色” 。据此推测， “青矾”的主要成分为( )ACuSO45H2O BFeSO47H2OCKAl(SO4)212H2O DFe2(SO4)39H2O解析：“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃烧之赤色” ，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的 Fe2O3超细粉末为红色，A 为蓝色晶体；B 为 FeSO47H2O 是绿色晶体；C 为 KAl(SO4)212H2O 是无色晶体；D为 Fe2(SO4)39H2O
2、 为黄色晶体，所以判断“青矾”的主要成分为 FeSO47H2O；故选 B。答案：B2有关铁及其化合物的说法正确的是( )A将 NaOH 浓溶液滴加到饱和的 FeCl3溶液中，制备 Fe(OH)3胶体BFeCl3腐蚀 Cu 刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强C配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释DFe 与 Cl2反应生成 FeCl3，推测 Fe 与 I2反应生成 FeI3解析：A 项，制备 Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；B 项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强，无法证明金属性的强弱，错误；C 项，在溶液中铁离子极易发
3、生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；D 项，因 I2的氧化性较弱，故与铁反应生成 FeI2，错误。答案：C3坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中，正确的是( )A铁元素属于过渡元素，其原子序数为 26B单质铁与浓硫酸在常温下不反应C铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性D与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快解析：铁是 26 号元素，属于第族元素，为过渡元素，故 A 正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和
4、浓硫酸不反应，故 B错误；亚铁离子既有还原性，也有氧化性，故 C 错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生2铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故 D 错误。答案：A4将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有 Fe3生成的是( )A硫酸 B氯水 C硫酸锌 D氯化铜解析：Fe2HCl=FeCl2H2，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与 FeCl2反应，但氯水中的 Cl2能氧化 Fe2生成 Fe3，离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl。答案：B5(2018昆山模拟)铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是(
5、)A保存 FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制 Fe2水解B25，pH0 的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存 4 3C制备 AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法D硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O解析：保存 FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止 Fe2被氧化，A 不正确；pH0的溶液呈强酸性，Fe2、NO、H不能大量共存，B 不正确；制备 AlCl3、FeCl3若将其溶 3液直接蒸干，会得到 Al(OH)3、Fe(OH)3，C 不正确；D 项正确。答案：D6在 FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有
6、固体存在，则下列判断不正确的是( )A加入 KSCN 溶液一定不变红色B溶液中一定含 Fe2C溶液中一定含 Cu2D剩余固体中一定含铜解析：氧化性 Fe3Cu2，加入 Fe 先还原 Fe3，然后再还原 Cu2。答案：C7下列各组物质中，X 是主体物质，Y 是少量杂质，Z 是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH 溶液Cu解析：Cl2与 FeCl2反应，A 错误；Fe 与 FeCl3、CuCl2均反应，B 错误；D 有新的杂质3CuSO4生成。答案：C8将
7、一定量的铁粉加入一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c(Fe2)c(Fe3)32，则参加反应的 Fe 和 HNO3的物质的量之比为( )A11 B516C23 D32解析：由c(Fe2)c(Fe3)32 可知，该溶液中n(Fe2)n(Fe3)32，设亚铁离子的物质的量为 3x mol，则铁离子的物质的量为 2x mol，起酸性作用的硝酸的物质的量3x mol22x mol312x mol；设作氧化剂的硝酸根离子的物质的量为y mol，根据得失电子守恒有 3x mol22x mol33y mol，y4x，所以参加反应的硝酸的物质的量12x mol4x mol16x mol，则
8、参加反应的 Fe 和 HNO3的物质的量之比为(5x mol)(16x mol)516，故选 B。答案：B9有一块铁的“氧化物”样品，用 140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收 0.025 mol Cl2，恰好使其中的 Fe2全部转变为 Fe3，则该样品可能的化学式为( )AFe2O3 BFe3O4CFe4O5 DFe5O7解析：根据 2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得 2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(
9、Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为 FeO2Fe2O3，即 Fe5O7。答案：D二、非选择题10铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识，回答下列问题：(1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中，正确的是( )A纯铁硬度比生铁高B纯铁耐腐蚀性强，不易生锈 C不锈钢是铁合金，只含金属元素D铁在一定条件下，可与水蒸气反应 E铁在冷的浓硫酸中钝化(2)向沸水中逐滴滴加 1 molL1FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为_，形成该分散系的微粒粒度范围是_。4(3)电子工业需用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出 Fe
10、Cl3溶液与铜反应的离子方程式_。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得 FeCl3溶液，现有下列试剂：氯气铁粉浓硝酸浓盐酸烧碱浓氨水，需要用到的一组试剂是 _。A BC D(4)高铁酸钠 Na2FeO4 是一种新型净水剂。高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O，则 X 的化学式为_。高铁酸钠在水中可以发生如下反应：4FeO10H2O4Fe(OH)38OH3O2。24由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有_性，而能够除去水中悬浮物是因为_。下列物质能作净水剂的有_。AKAl(SO4)212H2O BFe(OH)(SO4)nCClO2
11、D “84”消毒液解析：(1)纯铁硬度比生铁低，A 错误；纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，B 正确；不锈钢是铁合金，含 Fe、Mn 等金属元素，也含有 C、Si 等非金属元素，C 错误；铁在一定条件下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，D 正确；铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸，在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步反应，因此 Fe 在冷的浓硫酸中钝化，E 正确。(2)向沸水中逐滴滴加 1 molL1FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，这时发生Fe3的水解反应，产生氢氧化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式为 2Fe33H2O2Fe(OH)3(胶体)3H；形成该分散系属于胶体
12、，分散质的微粒粒度范围=是 1 nm100 nm 之间；(3)电子工业需用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。则FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是 2Fe3Cu=2Fe2Cu2；若从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得 FeCl3溶液，提供的试剂有：氯气铁粉浓硝酸浓盐酸烧碱浓氨水，则应该首先向溶液中加入过量的 Fe 粉，发生反应得到纯净的 FeCl2溶液，把过量的 Fe和置换出的 Cu 过滤出来，向滤渣中加入盐酸使 Fe 发生反应得到 FeCl2溶液，再过滤除去Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了 FeCl3溶液，所以选项 A 符合5题意，而其余选项都
13、会引入杂质离子，不符合题意，错误；(4)根据原子守恒可得 X 的化学式是 NaClO；根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子，具有强的氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物 Fe(OH)3在水中形成胶体，表面积大，有强的吸附能力，吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去；KAl(SO4)212H2O 电离产生的 Al3会发生水解反应产生 Al(OH)3胶体，因此有净水作用，A 正确；Fe(OH)(SO4)n会形成 Fe(OH)3胶体，因此有净水作用，B正确；ClO2有强氧化性，可以杀菌消毒，危害也小，因此可以处理水，C 正确；“84”消毒液有杀菌消毒作用，但是碱性太
14、强，气味太浓，不适宜水的净化，D 错误。答案：(1)BDE (2)Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H 1100 nm (3)=2Fe3Cu=2Fe2Cu2 A(4)NaClO 氧化 生成 Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中悬浮杂质 ABC11工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液 X 中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_调节溶液的 pH(填字母)。A稀硝酸 B氨水C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液(3)步骤中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量 Fe2，
15、检验 Fe2的方法是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在 35以下，其目的是_。(5)在空气中煅烧 FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为_6_。解析：(1)硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是 Fe2、Fe3。(2)步骤要把 pH 调高，步骤还要加 NH4HCO3，若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入 Na，所以选 B。(4)NH4HCO3受热易分解，高温会促进 Fe2水解。答案：(1)Fe2、Fe3 (2)B(3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)防止 NH4HCO3分解，减少 Fe
16、2水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO2=高温12(2016全国卷)某班同学用如下实验探究 Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成 0.1 molL1的溶液。在 FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取 2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl2可将 Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入 0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，
17、煤油的作用是_。(4)丙组同学取 10 mL 0.1 molL1KI 溶液，加入 6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验：第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在 I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的
18、离子方程式为_；7一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是_。解析：(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止 Fe2被空气氧化。(2)Cl2可将 Fe2氧化成 Fe3，自身得电子生成 Cl，反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将 Fe2氧化，产生干扰。(4)根据 Fe2的检验方法，向溶液中加入 1 滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀，一定含有 Fe2，则实验检验的离子是 Fe2；碘易溶于 CCl4，在 CCl4中呈紫色，Fe3遇 KSC
19、N 溶液显红色，实验和说明，在 I过量的情况下，溶液中仍含有 Fe3，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为 2Fe32I2Fe2I2。(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为 H2O22Fe22H=2Fe32H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的 Fe3是 H2O2分解的催化剂，促使 H2O2分解生成 O2，同时 H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe3水解平衡 Fe33H2OFe(OH)33H向正向移动，产生较多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。答案：(1)防止 Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2 Fe3 可逆反应(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2O Fe3催化 H2O2分解产生 O2