2023高考化学一轮复习教参+练案+课件练案[7] 第三章 第7讲 铁及其重要化合物

2023-11-29 · 8页 · 329.3 K

[练案7]第7讲 铁及其重要化合物A组 基础必做题1.(2022·海南海口月考)《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中肯定错误的是( B )A.绿矾的化学式为FeSO4·7H2OB.绿矾分解过程中没有发生电子的转移C.“色赤”物质可能是Fe2O3D.流出的液体中可能含有硫酸[解析] 绿矾在加热时会溶解在结晶水中,然后发生分解,化学方程式为2FeSO4·7H2Oeq\o(=====,\s\up7(高温))Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,Fe的化合价由+2升高到+3,S由+6降低到+4,所以绿矾分解是氧化还原反应,有电子转移;三氧化硫溶于水生成硫酸;综上所述B不正确。2.(2022·山东济宁月考)在通风橱中进行下列实验:步骤现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面产生红棕色气泡下列说法中正确的是( B )A.Ⅰ中红棕色气体生成的化学方程式为Fe+6HNO3===Fe(NO3)3+3H2O+3NO2↑B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被还原[解析] Ⅰ中Fe与稀硝酸反应生成NO,NO再与空气中O2反应生成红棕色的NO2气体,A项错误;Ⅱ中现象说明Fe在浓硝酸作用下Fe表面因钝化形成一层致密的氧化层,阻止进一步反应,B项正确;稀HNO3的氧化性弱于浓HNO3,C项错误;针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化,D项错误。3.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是( C )A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色[解析] 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体为H2,可点燃,且产生淡蓝色火焰,A项正确;试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁,B项正确:铁与水不反应,应该是水蒸气,C项错误;用盐酸溶解固体生成物得到含氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,溶液带有颜色,D项正确。4.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系,下列叙述中正确的是( B )A.A为Fe,B为FeOB.C、D物质的溶液颜色分别为浅绿色、棕黄色C.⑤的离子方程式:Fe+Fe3+===2Fe2+D.④的离子方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3[解析] F为红褐色固体,可知F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,黑色晶体B与HCl能够生成C、D,C、D之间能够相互转化,同时A能够直接生成C、D,E与O2能够反应,说明E为还原性物质,因此B为Fe3O4、C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2。由上述分析可知,A为Fe,B为Fe3O4,故A项错误;FeCl2溶液颜色为浅绿色,FeCl3溶液颜色为棕黄色,故B项正确;⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现,离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+,C项错误;④反应是FeCl2转化为FeCl3,可通过通入Cl2实现,D项错误。5.实验小组研究二价铁的还原性,设计如下实验。序号实验方案现象Ⅰ现象a:生成白色沉淀,3min后沉淀基本变为红褐色Ⅱ现象b:生成白色沉淀,3min后沉淀颜色几乎不变(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得,反应的离子方程式是__2Fe3++Fe===3Fe2+__。(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是__4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3__。(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成,小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设,请补充完整。假设a:依据NaHCO3溶液显__碱__性,推测白色沉淀可能为Fe(OH)2;假设b:白色沉淀可能为__FeCO3__。②研究白色沉淀组成的实验如下:ⅰ.取少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂,溶液几乎不变红;ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2,溶液立即变为红色。由此说明,白色沉淀中一定含有__Fe2+和COeq\o\al(2-,3)__(填离子)。③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置,最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2__难__(填“难”或“易”)被空气氧化。[解析] (1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。(2)实验Ⅰ中的沉淀为Fe(OH)2,其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3为小苏打,溶液显碱性,故可推测沉淀可能为Fe(OH)2;另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡,滴入KSCN溶液不变红,加入H2O2后变红,则证明白色沉淀中一定含有Fe2+和COeq\o\al(2-,3)。③由于白色沉淀久置后才变红褐色,故该沉淀难被空气氧化。6.一定量的铁粉在氯气中充分燃烧,将所得固体完全溶解于稀盐酸,制得溶液A。(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是__2Fe+3Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3__。(2)推测A中可能含有的金属阳离子:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③__含有Fe2++Fe3+__。甲同学为探究溶液的组成,实验如下:实验步骤实验现象实验结论及反应的离子方程式取少量溶液A于试管中,加入KSCN溶液__溶液变血红色__假设②不成立,假设①或③成立;反应的离子方程式是__Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3__(3)乙同学继续探究溶液A的组成。查阅资料:16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O实验过程:另取少量溶液A于试管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振荡,KMnO4溶液紫色褪去,实验结论:__ab__(填字母)。a.可能有Fe2+ b.可能无Fe2+ c.一定有Fe2+根据你选择的实验结论,简述理由:__因为还原性Fe2+>Cl-,逐滴加入酸性KMnO4溶液,Fe2+将MnOeq\o\al(-,4)还原为Mn2+,使紫色褪去,故可能含有Fe2+;若溶液中无Fe2+,Cl-也能将MnOeq\o\al(-,4)还原为Mn2+,紫色褪去,因而溶液中也可能无Fe2+__。B组 能力提升题7.(2022·南昌模拟)某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验,虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是(已知:Fe+2Fe3+===3Fe2+)( C )A.实验后,装置B中生成红棕色固体B.虚线框C处应该选择装置甲C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,可观察到铜丝由黑变红D.实验后,将装置B中的固体溶于足量稀硫酸,所得溶液中一定含有Fe3+[解析] A.实验后,装置B中生成黑色的四氧化三铁固体,故A错误;B.虚线框C处验证生成的为氢气,其密度小于空气,应该选择装置乙,故B错误;C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,生成的氢气可与氧化铜反应生成单质铜,则可观察到铜丝由黑变红,故C正确;D.实验后,将装置B中的固体溶于足量稀硫酸,所得溶液中可能含有Fe3+,若铁粉过量时可能不含有Fe3+,故D错误。8.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是( A )选项实验操作实验现象离子方程式实验结论A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-Fe2+具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2++Zn===Fe+Zn2+Fe2+具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3++Fe===2Fe2+铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性 [解析] 氯气能够将Fe2+(浅绿色)氧化为Fe3+(棕黄色),A项正确;B项得到的结论应该是Fe2+具有氧化性;C项的离子方程式错误;D项的实验现象应该是铜粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为蓝色。9.(2022·河南南阳联考)将一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物加入240mL2mo/L稀硝酸中,恰好完全反应,放出1.344L(标准状况下)NO气体,往所得溶液中加入酸性KMnO4溶液,无明显现象。若用足量的H2在加热条件下与相同质量的上述混合物充分反应,能得到铁的质量为( B )A.6.72g B.7.84gC.8.96g D.13.4g[解析] 根据题中现象可说明溶液中的溶质为Fe(NO3)3,标准状况下1.344LNO为eq\f(1.344L,22.4L/mol)=0.06mol,根据氮元素守恒,可确定Fe(NO3)3中NOeq\o\al(-,3)的物质的量为0.24L×2mol/L-0.06mol=0.42mol,即Fe(NO3)3的物质的量为eq\f(1,3)×0.42mol=0.14mol,由铁元素守恒可知,得n(Fe)=0.14mol,其质量为0.14mol×56g/mol=7.84g。10.(2022·山东师大附中高三月考)某酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,设计如下工艺流程,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。下列说法不正确的是( C )A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸C.标号①处发生的离子反应最多有三个D.铁红的化学式为Fe2O3,工业上常用作红色颜料[解析] 标号①处发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Cu+Fe2+,2Au3++3Fe===2Au+3Fe2+,②处发生的反应是Fe+2H+===Fe2++H2↑,③处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,故①、②、③处发生的反应均为氧化还原反应,A正确;标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开,加入的相应物质是稀硝酸,故B正确;标号①处发生的离子反应有Fe+2H+===Fe2++H2↑,2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Cu+Fe2+,2Au3++3Fe===2Au+3Fe2+,故C错误;Fe2O3是红棕色粉末,俗称铁红,工业上常用作红色颜料,故D正确。11.(2022·福建南平质量检测)绿矾(FeSO4·7H2O)外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味,受热能分解,且在空气中易被氧化。Ⅰ.医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH3COO)2Fe]颗粒的制备,有关物质性质如下:甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物易溶于水和乙醇,有强酸性和还原性易溶于水,难溶于乙醇(1)向绿矾溶液中缓慢加入NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后生成沉淀FeCO3。该反应的离子方程式为__Fe2++2HCOeq\o\al(-,3)===FeCO3↓+CO2↑+H2O__。(2)制备(NH2CH2COO)2Fe:往FeCO3中加入甘氨酸(NH2CH2COOH)的水溶液,滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结

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