高考化学一轮复习铁及其化合物.pdf

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1、冠夺市安全阳光实验学校第四讲 铁及其化合物 一、选择题 1铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素，下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是 ()A赤铁矿的主要成分是 Fe3O4 B铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和 H2 C除去 FeCl2溶液中的 FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 DFe3与 KSCN 产生红色沉淀 解析 赤铁矿的主要成分是 Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4和 H2；3 价铁离子遇 KSCN 溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验3 价铁离 子的存在。答案 C 2王老师做了一个如图所示的实验，发现烧杯中酸性 KMnO

2、4溶液褪色，若将烧杯中的溶液 换成含有少量 KSCN 的 FeCl2溶液，溶液显红色，判断下列说法中正确的是 （）A.该条件下生成的水分子化学性质比较活泼 B.该条件下 H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性 C.该条件下 H2燃烧生成了只具有氧化性的物质 D.该条件下 H2燃烧的产物中可能含有一定量的 H2O2 解析 酸性高锰酸钾溶液褪色，说明生成了一种具有还原性的物质，又它能使 KSCN 和 FeCl2的混合溶液变红色，可见这一物质又具有氧化性，所以只有选项 D 正确。答案 D 3下列实验中，金属或固体可以完全溶解的是 ()A在 H2O2溶液中加入少量 MnO2粉末 B镀锌铁皮加入足量

3、的 NaOH 溶液中 C1 mol 铜片与含 2 mol H2SO4的浓硫酸共热 D常温下，1 mol 铜片投入含 4 mol HNO3的浓硝酸中 解析 MnO2作催化剂，反应前后保持不变，故不溶；铁与 NaOH 溶液不反应，故不能 完全溶解；1 mol 铜片与含 2 mol H2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应，但随着反应 的进行硫酸变稀，反应不再进行。答案 D 4某学生鉴定甲盐的方法如图所示：下列结论正确的是 ()A甲中一定有 Fe3 B丙中一定有 Fe3 C乙为 AgI 沉淀 D甲一定为 FeBr2溶液 答案 B 5向某晶体的溶液中加入 Fe2的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合

4、液出现红色，由此得出下列的结论错误的是 ()AFe3的氧化性比溴的氧化性强 B该晶体中一定含有 SCN CFe2与 SCN不能形成红色化合物 DFe2被溴氧化成 Fe3 解析 某晶体的溶液中没有与 Fe2发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2一定被氧化成 Fe3，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有 SCN的盐，很明显判断出 B、C、D 均正 确，在 Br2与 Fe2反应中，Fe3是氧化产物，Br2是氧化剂，所以 Br2的氧化性应比 Fe3 氧化性强。答案 A 6将 3.48 g Fe3O4完全溶解在 100 mL 1 molL1硫酸中，然后加入 K2Cr2O7溶液 25 mL，恰好使溶液中 Fe

5、2全部转化为 Fe3，Cr2O27全部还原为 Cr3，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为 ()A0.05 molL1 B0.1 molL1 C0.2 molL1 D0.3 molL1 解析 n(Fe3O4)3.48 g232 gmol10.015 mol，因 Fe3O4可拆分为 FeOFe2O3；所以，n(Fe2)n(Fe3O4)0.015 mol，设 K2Cr2O7的物质的量浓度为x，根据得失电子守恒可得：0.015 mol1x251 000 L6，x0.1 molL1。答案 B 7已知下述三个实验中均有化学反应发生。将铁钉放入硫酸铜 溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴 浓硝酸 将铜丝放入氯

6、化铁 溶液中 下列判断正确的是 ()A实验中铁钉只做还原剂 B实验中 Fe2既显氧化性又显还原性 C实验中发生的是置换反应 D上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2 解析 实验中铁钉与硫酸铜反应：FeCuSO4=CuFeSO4，Fe 做还原剂，实验中 HNO3 将 Fe2氧化成 Fe3，Fe2做还原剂，实验发生反应：2Fe3Cu=Cu22Fe2，Fe3 做氧化剂，三个反应说明氧化性由强到弱的顺序为：HNO3Fe3Cu2Fe2。答案 A 8某稀溶液中含有 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中 Fe2浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中 Fe

7、(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为 ()A111 B131 C338 D114 解析 据氧化性由强到弱的顺序 HNO3Fe3Cu2，可知随铁粉的增加，反应的方程式 分别为 4HNO3(稀)Fe=Fe(NO3)3NO2H2O 4 mol 1 mol 1 mol 2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2 2 mol 1 mol 3mol Cu(NO3)2Fe=Fe(NO3)2Cu 1 mol 1 mol 1 mol 所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为：(2 mol1 mol)1 mol4 mol114。答案 D 二、非选择题 9(1

8、)如下图所示，当容器 A 中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：若弹簧夹 C 打开，B 容器中有什么现象发生？若开始时弹簧夹 C 关闭，容器 A 中的反应还在进行时，B 容器中有什么现象发生？写 出 B 容器中有关反应的化学方程式。若先打开弹簧夹 C 一段时间，容器 A 中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C 一会儿，B 容器中有什么现象发生？(2)已知：2Fe32I=2Fe2I2,2Fe2Br2=2Fe32Br。含有 1 mol FeI2和 2 mol FeBr2的溶液中通入 2 mol Cl2，此时被氧化的离子是_，被氧化的离子的物质的量分别是_。如果向原溶液中通入 3 mol

9、Cl2，则被氧化的离子是_，其对应的氧化产物的物 质的量分别是_。若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2，当 I、Fe2、Br完全被氧化 时，c为_(用含a、b的代数式表示)。解析(1)本题应注意分析 A 中压强变化和 A、B 中发生的反应类型。打开 C，A 中 Fe 与稀 H2SO4反应生成 H2，A 中压强增大，气体通过导管进入 B，B 中有气泡冒出。若开始关闭 C，A 中反应生成 H2，压强增大，A 中溶液由导管进入 B，B 中Fe2与 OH反应生成 Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2与 B 中 O2反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3。若先打开

10、 C，H2进入 B，驱出 B 中 O2，再关闭 C，A 中 Fe2进入 B，只能生成 Fe(OH)2。(2)通过题干两个反应可知还原性 IFe2Br。由此可知向溶液中加 Cl2，再结合离子的 反应顺序再加以计算即可。答案(1)容器 B 中的导管口有气泡冒出。容器 A 中溶液进入容器 B，容器 B 中有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变 成红褐色。2NaOHFeSO4=Fe(OH)2Na2SO4 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 开始时容器 B 中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器 A 中溶液进入容器 B，有白 色沉淀生成。(2)I、Fe2 2 mol、2 mol I、Fe

11、2、Br 1 mol、3 mol、0.5 mol 3a3b2 10 粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和 溶液 C 反应，放出 1.12 L(状况)气体，同时生成溶液 D，还残留有固体物质B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请回答：(1)中引发铝热反应的实验操作是_ _，产物中的单质 B 是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_ _。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_ _。(

12、4)若溶液 D 的体积仍视为 0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_ _。解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增 强了试题的测试能力。(1)铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该 反应需要较高的温度才能引发。在混合物中加入少量 KClO3并插上 Mg 条，点燃 Mg 条 后放出热量，使 KClO3分解放出 O2，进一步加剧 Mg 条的燃烧，可在短时间内使混合物 温度迅速升高，引发反应。发生的反应为 Fe2O32Al=高温Al2O32Fe，所以产物中单质 B 为 Fe。(2)Fe2O3和 MgO 都

13、是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水。Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；MgO2HCl=MgCl2H2O。(3)混合物中只有 Fe2O3能与 Al 发生铝热反应，生成 Fe 单质。C 溶液中有反应生成的 FeCl3，还有未反应的 HCl。发生的离子反应为：Fe2H=Fe2H2；Fe2Fe3=3Fe2。(4)假设步骤用去的 20 g 固体中，MgO 的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y，则 40 gmol1x160 gmol1y20 g。发生的反应有：MgO2HCl=MgCl2H2O；Fe2O36HCl=2FeCl33H2O。因为步骤中 Fe 有剩余，说明经此步骤 HCl 全部消耗了。

14、步骤剩余 HCl的物质的量 可根据步骤中产生的气体确定为 0.1 mol，所以又有：2x6y0.1 mol0.9 mol。解得：x0.1 mol，y0.1 mol。根据 MgOMgCl2的关系，溶液中 MgCl2的浓度为：01 mol0.15 L0.67 molL1。步骤说明溶液中没有 Fe3，也就是溶质为 FeCl2和 MgCl2。根据 Cl不变的关系，可知 MgCl2和 FeCl2的总的物质的量等于0.15 L6.0 molL120.45 mol，所以，FeCl2的浓度 为：0.45 mol0.1 mol0.15 L2.3 molL1。答案(1)加少量 KClO3，插上 Mg 条并将其点燃

15、 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2；Fe2Fe3=3Fe2(4)0.67 molL1 2.3 molL1 11铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)生产中含有一种铁碳化合物 X(Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固 体 Y，将 Y 溶于过量盐酸后，溶液中含有的大量阳离子是_。(2)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下。回答下列问题：操作所用的分离仪器名称是_；操作的名称是_，该操作的具体方 法是_。Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用离子方程式表示

16、)_。请写出生成 FeCO3沉淀的离子方程式_ _。解析(1)Y 是 Fe3O4，溶解在过量盐酸中后，溶液中大量存在的阳离子是 Fe2、Fe3、H。(2)操作为过滤，分离仪器是漏斗；操作是对沉淀进行洗涤，方法是直接向漏斗中 加适量蒸馏水并让水自然流下，重复几次就可以了。Na2CO3水解使溶液显碱性，因此 具有除油污的作用。操作后得到的滤液中 Fe2与 HCO3作用得到 FeCO3沉淀及 H，H再与另外一部分 HCO3结合生成 CO2与水。答案(1)Fe2、Fe3、H(2)漏斗 洗涤 向漏斗中加入蒸馏水到刚浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复此操作 23 次 CO23H2OHCO3OH Fe22HC

17、O3=FeCO3CO2H2O 12黄铜矿 CuFeS2可用于冶炼铜，冶炼过程中需要空气和硅石，硅石主要用于形成炉渣，其反应的总方程式为 2CuFeS22SiO25O2=2Cu2FeSiO34SO2。请回答下列问题：(1)若 CuFeS2中 Cu 的化合价为2，则反应中被还原的元素是_(填元素 符号)。(2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含 Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，请完成以下验证 炉渣中含有2 价铁的探究过程中的有关问题：仅限选择的试剂有稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、KMnO4溶液、NaOH 溶液、碘水。应选用的试剂为_ _。有关的实验现象为_ _。(3)据报道，有一种

18、叫 Thibacillus Ferroxidans 的细菌在氧气存在下，酸性溶液中，可将黄 铜矿 CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO45H2O)：操作 a 的名称是_，操作 b 的操作方法是_。检验溶液 B 中 Fe3是否被除尽的试剂是_，证明 Fe3已被除尽的现象 是_。在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液 B 中提炼金属铜(要求：一种方案只用 一个反应来完成)。写出两种方案的化学方程式：方案一：_；方案二：_。答案(1)Cu、O(2)稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使 KMnO4溶液褪色(3)过滤 蒸发浓缩，冷却结晶 KSCN 溶液 取少量溶液 B 于试管中，加 KSCN 溶 液后不变红 CuSO4Fe=FeSO4Cu 2CuSO42H2O=通电2CuO22H2SO4