专题3.3 铁及其重要化合物
1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 ( )
A.铁红的主要成分是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
D.Fe3+与KSCN产生红色沉淀
2.下列有关铁元素的叙述中正确的是 ( )
A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2
B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HI===FeI3+3H2O
D.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体
3.下列叙述正确的是 ( )
A.Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
B.将铜粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,会有溶液变蓝、黑色固体出现的现象,这是因为金属铁比铜活泼
C.Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出
D.在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液,会有CO2产生,但无Fe(OH)3沉淀生成
4.下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( )
A.在溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液呈红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是苹果汁中的Fe2+变成Fe3+
C.工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸,原因是铁在常温下与两种酸不反应
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
5.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最好选用( )
A.KMnO4溶液 B.H2O2溶液
C.氯水 D.HNO3溶液
6.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( )
A.2Fe3++Fe===3Fe2+成立,说明氧化性:Fe3+>Fe2+
B.25 ℃,pH=0的溶液中,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存
C.5.6 g铁与足量的氯气反应失去0.2 mol电子
D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2++2H2O2+4H+===Fe3++4H2O
7.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 | A | B | C | D |
X | FeCl2溶液 | FeCl3溶液 | Fe | Na2SO4溶液 |
Y | FeCl3 | CuCl2 | Al | Na2CO3 |
Z | Cl2 | Fe | NaOH溶液 | HCl溶液 |
8.关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是 ( )
A.用图示装置可以制备沉淀Fe(OH)2
B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度
C.因Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液浅绿色加深
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
9.纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法,其流程如图所示:
Fe3O4下列说法错误的是( )
A.保存溶液A时,应加入少量铁粉
B.其制备反应类型不属于氧化还原反应
C.取滤液进行焰色反应,火焰为黄色
D.FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好应为2∶1
10.FeCO3与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
B.沉淀过程中有CO2气体放出
C.过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
11.(2019·菏泽质检)为验证还原性:SO2>Fe2+>Cl-,三组同学分别进行了下图实验,并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验,能证明上述还原性顺序的实验组有( )
溶液1 | 溶液2 | |
甲 | 含Fe3+、Fe2+ | 含SO |
乙 | 含Fe3+,无Fe2+ | 含SO |
丙 | 含Fe3+,无Fe2+ | 含Fe2+ |
A.只有甲 B.甲、乙
C.甲、丙 D.甲、乙、丙
12.(2019·枣庄八中月考)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁,在核磁共振造影及医药上有广泛用途,其生产过程的部分流程如下所示。
FeCl3·6H2OFeO(OH)纳米四氧化三铁
下列有关叙述不合理的是( )
A.纳米四氧化三铁具有磁性,可作为药物载体用于治疗疾病
B.纳米四氧化三铁可分散在水中,它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等
C.在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
D.反应②的化学方程式是6FeOOH+CO===2Fe3O4+3H2O+CO2
13.(2019·烟台五县联考)常温时,将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液,然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后,滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A.由于氧化性Fe3+>H+,首先发生的反应是:Fe+2Fe3+===3Fe2+
B.当加入16.8 g铁粉时,可生成标准状况下6.72 L气体
C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在
D.m≥28,反应过程中溶液的质量一直在减小
14.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下,则下列说法正确的是( )
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气,相应的反应为: 2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+
15.向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是( )
A.a表示n(Fe3+)的变化曲线
B.n1=0.75
C.P点时,n(Fe3+)=0.562 5 mol
D.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4 g
16.以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示,
下列说法不正确的是( )
A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量
B.为了防止污染,焙烧过程中产生的SO2要回收利用
C.通氯气的目的是氧化Fe2+
D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热
17.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.向B溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O
C.溶液酸性:A>B
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
18.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,
向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示,则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶3∶1
C.3∶3∶8 D.1∶1∶4
19.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样,先滴加KSCN溶液,再滴加________,该过程的现象为
________________________________________________。
(2)步骤②加入过量H2O2的目的是_________________________。
(3)步骤③反应的离子方程式为_____________________________。
(4)步骤④中一系列处理的操作步骤:过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。
20.铁及其化合物在日常生活中应用广泛。
(1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为___________________________________。
(2)氧化铁是重要的工业颜料,下面是制备氧化铁的一种方法,其流程如下:
①操作Ⅰ的名称是________;操作Ⅱ为洗涤,洗涤操作的具体方法为
________________________________________________。
②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液,生成沉淀的同时有一种气体产生,写出其化学方程式:
___________________________________________________________。
(3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取3.0 g氧化铁产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中,用酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定2~3次,消耗酸性KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是________(填序号)。
a.稀硝酸 B.稀盐酸
c.稀硫酸 D.浓硝酸
②上述产品中Fe2O3的质量分数为________。
1.(高考组合题)下列有关物质性质的叙述错误的是( )
A. (2018年江苏卷) 向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色
B.(2019年天津卷)将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2
C.(2019年江苏卷)Fe在稀硝酸中发生钝化
D. (2018年江苏卷)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2
2.(高考组合题)下列观点的叙述正确的是( )
A.(2017年江苏卷,T9A)无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN–、Cl–
B.(2017年江苏卷,T7A)FeFeCl2Fe(OH)2
C. (2018年江苏卷,T10A)
D. (2017年全国新课标II卷,T13A)向2 mL 0.1 的溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液,黄色逐渐消失,加KSCN溶液颜色不变,说明还原性:
3.(2019年全国Ⅰ卷)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,
温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
A B C D
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时为了 , 溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
4.(2018年北京卷)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。_______
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ | 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。 |
方案Ⅱ | 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。 |
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性>,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性>。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:________________。
5.(2017·北京高考)某小组在验证反应“Fe+2Ag+===Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后,________________________________________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有__________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是__________________________________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号 | 取样时间/min | 现象 |
ⅰ | 3 | 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 |
ⅱ | 30 | 产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深 |
ⅲ | 120 | 产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅 |
(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:空气中存在O2,由于________________________________(用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:酸性溶液中的NO具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:根据____________________________________________现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:装置如下图。其中甲溶液是________,操作及现象是____________________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:________________________________________________________________________。
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/cb64c1bb82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b303.html
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