专题9第二单元探究铁及其化合物的转化同步练习 （含答案）2022——2023学年高一化学下学期苏教版（2019）必修第二册

专题9第二单元探究铁及其化合物的转化同步练习
一、单选题
1. 将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加溶液没有颜色变化，再加入氯水即可显红色的是 ( )
A. B. C. D.
2. 下列化学反应，所得产物只含一种价态铁元素的是( )
A. 在空气中加热 B. 在空气中加热
C. 在空气中加热 D. 在氧气中点燃
3. 元素的“价类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为铁元素的“价类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
A. 铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化
B. 加热发生转化，加水溶解可转化为
C. 由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D. 是一种黑色粉末，只能用作还原剂
4. 铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为
A. 和 B. 和
C. 、、 D. 和
5. 下列关于实验的叙述正确的是( )
A. 向一定量的稀硫酸中加入除去油污的稍过量的废铁屑，是制备硫酸亚铁溶液的可行方案
B. 向煮沸的 溶液中滴加饱和溶液制备胶体
C. 向铝屑与硫酸反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液反应，是制备氢氧化铝的最佳方案
D. 向某溶液中，依次加入氯水和硫氰化钾溶液，溶液变红，说明溶液中含有
6. 下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是( )
A. 高温下，铁和水蒸气反应可以生成氢气
B. 将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体
C. 常用作红色油漆和涂料
D. 用溶液鉴别溶液和溶液
7. 为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其中结论正确的是( )
A. 若滴加溶液，溶液未变红，说明铁粉末变质
B. 若滴加溶液，溶液变红，说明铁粉变质
C. 若依次滴加氯水，溶液，溶液变红，说明铁粉全部变质
D. 若滴加溶液，溶液未变红；再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质
8. 如图为铁及其化合物的“价一类”二维图。利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。下列分析结果不正确的是( )
A. 二维图缺失的类别应填“单质”，化学式应填“”
B. 从物质类别分析，属于碱性氧化物，可以与稀反应
C. 从化合价角度分析，具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 从物质转化角度分析，和都可以通过一步反应直接转化成
9. 验证与能够相互转化。
按下列顺序实验 对应现象
向溶液加入过量铁粉 滴加溶液 再滴加几滴氯水 溶液由黄色变成浅绿色 溶液无明显变化 溶液变红
下列分析不合理的是( )
A. 解释现象的反应：
B. 实验与可以调换顺序
C. 溶液变红涉及到反应：
D. 比较氧化性：
10. 某学习小组按如图所示实验，下列组员的认识一定不合理的是( )
A. 甲同学认为试管中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B. 乙同学认为试管中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C. 丙同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
D. 丁同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
11. 向、的混合液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在。则下列判断正确的是
A. 加入溶液一定不变红色 B. 溶液中不一定含有
C. 溶液中一定含有 D. 剩余固体中不一定含有
12. 在的溶液中加入铜和铁的混合物，充分反应后剩余固体反应前后体积变化忽略不计，不考虑空气等影响。下列有关说法不正确的是
A. 溶液中的已全部反应 B. 还原剂失去电子的物质的量为
C. 原混合物中含有铜 D. 反应后溶液中的浓度是
13. 下列离子的检验方法合理的是( )
A. 向某溶液中滴入溶液，溶液呈红色，说明原溶液中不含
B. 向某溶液中通入，然后再加入溶液，溶液变红色，说明原溶液中含有
C. 向某溶液中加入溶液，溶液呈红色，说明原溶液中含有
D. 向某溶液中加入溶液得白色沉淀，又观察到白色沉淀逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有，不含有
14. 已知硝酸能将氧化为。下列物质反应后一定有价铁生成的是( )
过量铁丝在中点燃 与过量稀硫酸反应 溶液中通入少量和的混合物溶于盐酸中 稀硝酸中加入过量铁粉
A. B. C. D.
15. 在铁粉与水蒸气反应后的残留固体中，加入足量的稀硫酸，充分反应后得到溶液。下列说法正确的是
A. 若中含有铁，则反应时一定有气泡
B. 若向中滴入溶液显红色，则中无铁
C. 一定能使高锰酸钾溶液褪色
D. 中滴入溶液，一定有沉淀产生
二、实验题
16. 为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。
高温下，让铁粉与水蒸气反应，见题图。试管中发生的化学方程式是_______________________，该反应中氧化剂是____________。
如下图
往溶液中滴入几滴溶液，溶液的颜色_____________________________，
写出上述过程中有关反应的化学方程式：
____________________________________。
变化中可看到的现象是________________________。
将的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得____________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为_______________效应。
17. 实验题：某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。
请回答下列问题：
Ⅰ该反应的化学方程式是___________________ ，
硬质试管中湿棉花的作用是_____________ 。
该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。
假设：只有；
假设：只有____________填化学式；
假设：既有也有。
为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为，反应后固体物质的质量为。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为____________。
Ⅱ长期放置的 溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
A.设计实验检验 溶液的变质程度
实验方案 实验现象 实验结论
步骤 取待检测液于试管中，向其中滴加 溶液 ___________ 溶液部分变质
步骤 取待检测液于试管中，向其中滴加 溶液 ___________
将上面表格方案补充完整_________________________ ______________________
步骤 涉及的离子反应方程式是________________________ 。
若要使变质的溶液复原，方法是 ____________________。文字及离子反应方程式
简答题
18. 一亚铁盐
含有的溶液，呈________色，既有氧化性，又有还原性。
氧化性：与反应的离子方程式为________________________________。
还原性：与反应的离子方程式为________________________________。
二铁盐
氧化性：含的溶液，呈________色，具有较强的________性。与、反应的离子方程式为，________________________。
特性：含有的盐溶液遇到________时变成红色。
易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为胶体。
其他重要的铁盐及应用
绿矾 用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾 用作水处理剂或制作高能电池
莫尔盐或摩尔盐 用于冶金、电镀及织物媒染剂
赤血盐 用于检验
三、的相互转化
完成下列变化的离子方程式，体会与的转化条件。
将气体通入溶液中产生淡黄色沉淀：________________________________。
将溶液滴入一淀粉溶液中，溶液变蓝：________________________________。
用溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：______________________________________。
将滴入酸性溶液中：____________________________________________。
19. 铁及其化合物在国民经济、日常生活中占有非常重要的地位，了解铁及其化合物的性质和用途非常重要。请回答下列问题：
铁在自然界中以______态填“游离”或“化合”存在。其氧化物中常用作红色油漆和涂料的是______填化学式。
列举两个生成磁性氧化铁反应的化学方程式：______，______。
要验证一种溶液中是否含有、，正确的实验方法是______。
A.向甲试管中加入该溶液，滴入几滴溶液，若显蓝色，证明一定存在
B.向乙试管中加入该溶液，滴入几滴酸性溶液，若紫红色褪去，证明一定存在
C.向丙试管中加入该溶液，再滴入溶液，若显红色，证明原溶液中一定存在
铁合金有下列数据：
钢
碳素钢、、、 合金钢
低碳钢 中碳钢 高碳钢 碳素钢
含碳量 含碳量 含碳量 、、、等
韧性好、强度低 韧性好、强度好 硬而脆 具有特殊性能
取某碳素钢样品，按下列实验流程进行操作：
、的作用是______。
充分加热完全反应后，装置质量增加，该样品属于______钢。
没有、装置，实验结果______填“偏高”“偏低”“不影响”。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了铁及其化合物的有关的化学性质，题目难度中等，主要是三价铁离子、亚铁离子的检验方法，试题有利于培养学生分析、理解能力及灵活应用知识的能力。
【解答】
A.和稀盐酸反应生成的氯化亚铁，溶液中没有铁离子，滴加硫氰化钾溶液没有颜色变化；加入氯水后，氯水具有很强的氧化性，会把亚铁离子氧化成铁离子，溶液显示红色，故A正确；
B.与盐酸反应生成了铁离子，滴加硫氰化钾溶液后变成红色，故B错误；
C.与盐酸反应生成了铁离子，滴加硫氰化钾溶液后变成红色，故C错误；
D.氢氧化铁溶于稀盐酸溶解，溶液中存在铁离子，滴加硫氰化钾溶液后变成红色，故D错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】在空气中加热的反应产物是，在空气中加热的反应产物是和或者说，分解为和，又反应生成了，在空气中加热的反应产物是和，在氧气中点燃的反应产物是。
3.【答案】
【解析】
【分析】
略
【解答】
A.铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化，故A错误；
B.加热发生转化分解生成氧化铁，不溶于水，加水不溶解，不可实现转化，故B错误；
C.高铁酸盐具有强氧化性，与水反应生成胶体，其中元素化合价由价变为价，则元素化合价由价变为价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为胶体，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，故C正确；
D.是一种黑色粉末，其中元素显价既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误；
故答案为

4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物质的推断，难度不大。掌握物质的性质是解答关键。
【解答】
铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，滤液中加入稀硝酸，被氧化为，再加入过量氨水，生成红褐色沉淀，过滤加热沉淀物分解，得到红棕色，故A正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查实验基本操作与原理、元素化合物性质、物质制备与离子检验等，难度不大，注意基础知识的掌握。
【解答】
A.铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，制备硫酸亚铁溶液铁粉要过量，防止亚铁离子被氧化，故A正确；
B.溶液中氢氧根离子浓度很大，滴加饱和溶液生成氢氧化铁沉淀，向沸水中滴加几滴饱和溶液，继续煮沸到呈红褐色为止，即可得氢氧化铁胶体，故B错误；
C.硫酸铝溶液中加入氢氧化钠反应生成氢氧化铝，氢氧化钠过量氢氧化铝溶解，所以制备氢氧化铝用铝盐与弱碱，如氨水，故C错误；
D.溶液中含有或或、，依次加入氯水和硫氰化钾溶液，溶液都变红，不能说明溶液中含有先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，说明溶液中含有，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】解：铁与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气，故A正确；
B.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体，故B正确；
C.氧化铁为红棕色，常用于红色油漆和涂料，故C错误；
D.亚铁离子和溶液不发生反应，铁离子遇到溶液生成血红色溶液，可用溶液鉴别溶液和溶液，故D正确；
故选：。
本题考查了物质的性质和用途，离子的检验等，熟悉铁及其化合物性质是解题关键，注意三价铁离子检验方法，题目难度中等。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查铁离子和亚铁离子的检验，明确常见离子的检验方法，解题时特别注意溶液中亚铁离子的来源。
【解答】
A.若滴加溶液，溶液未变红，说明溶液中无铁离子，但还原铁粉有可能被氧化为亚铁离子，或铁粉与氧化生成的铁离子反应生成了亚铁离子，故A错误；
B.若滴加溶液，溶液变红，说明溶液中含有铁离子，可以确定还原铁粉被氧化变质，故B正确；
C.氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，故不能确定铁粉全部变质，故C错误；
D.若滴加溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明溶液中不含铁离子，含有亚铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查常见铁及其化合物的性质与转化，为高频考点，明确常见元素及其化合物性质即可解答，试题有利于提高学生的分析能力及综合应用能力，题目难度不大。
【解答】
A.铁单质的化合价为，二维图缺失的类别应填“单质”；三价铁形成的氢氧化物是氢氧化铁，则应填“”，故A正确；
B.从物质类别分析，属于碱性氧化物，可以与稀反应生成氯化铁和水，故B正确；
C.从化合价角度分析，具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；
D.氧化铁是碱性氧化物，不溶于水不能一步反应生成氢氧化铁，可以和氢氧化钠溶液通过一步反应直接转化成氢氧化铁，故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应的应用，题目难度不大，明确亚铁离子的检验方法为解答关键，注意掌握氧化性强弱比较方法，试题培养了学生的分析能理解及灵活应用能力。
【解答】
A.向溶液加入过量铁粉，发生反应：，溶液由黄色变为浅绿色，故A不选；
B.实验证明溶液中不存在铁离子，实验证明亚铁离子被氧化成铁离子，若二者调换，无法证明该转化关系，所以实验与不能调换顺序，故B选；
C.溶液变红，说明亚铁离子被氧化成铁离子，发生反应为：，故C不选；
D.根据反应可知，氧化性，根据可知，氧化性，所以氧化性：，故D不选。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查铁与水蒸气反应的实验，为高频考点，把握每个实验装置的作用为解答的关键，侧重考查学生的分析与实验能力，题目难度不大。
【解答】
A.在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，则试管中收集到的氢气可点燃，且产生淡蓝色火焰，故A正确；
B.高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，则试管中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，故B正确；
C.用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，故C正确；
D.铁与水不反应，应该是水蒸气，丁同学的观点错误，故D错误。
故选：。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题以、及其化合物之间的反应为载体考查方程式的计算，明确物质反应先后顺序是解本题关键，根据固体成分结合离子反应先后顺序讨论分析解答，题目难度中等。
【解答】
向、的混合溶液中加入一定量的铁粉，先和反应生成，当完全反应后还有，再和发生置换反应生成，和发生氧化还原反应，
充分反应后仍有固体剩余；
如果剩余固体是和，则溶液中存在的溶质只有；
如果固体成分是，则溶液中的溶质是或和；
A.溶液中的溶质为或和，没有铁离子，所以加入溶液一定不变红色，故A正确；
B.根据以上分析知，溶液中溶质为或和，所以溶液中一定含有，故B错误；
C.通过以上分析知，溶液中溶质为或和，所以溶液中不一定含有，故C错误；
D.根据以上分析知，固体中成分为或和，所以一定含有，故D错误。
故选A。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查混合物的计算，关键是判断剩余固体的组成，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题侧重于学生的分析能力和计算能力。
【解答】
剩余固体不可能只有，因为与反应置换出。若剩余的固体为和的混合物，溶液中不可能存在，则铜的总质量小于，溶解在中的全部是铁，质量为约是，而物质的量只有，按的关系，不可能溶解，所以部分参加反应，剩余的固体为和的混合物不成立，故剩余固体只能为。
A.有剩余的金属，则溶液中的已全部反应，故A正确；
B.还原剂失去电子物质的量等于转化为获得的电子物质的量，即还原剂失去电子的物质的量为，故B正确；
C.参加反应的、总质量为，反应后溶液中溶质为、，设参加反应的为，根据电荷守恒：，即，故，根据原子守恒可知参加反应的，故，解得，故原固体混合物中的质量，故C错误；
D.反应后溶液中溶质为、，根据电荷守恒可知：，则，，故D正确。
13.【答案】
【解析】项中现象可以证明存在，但无法确定是否存在，错误；
项中现象可以证明通入后存在，但不能确定原溶液中是只存在或，还是、均含有，错误；
项中与反应生成白色沉淀，转化为红褐色时会干扰其他白色沉淀的观察，所以当含的溶液中含有其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，也同样会出现项所述现象，错误。
故选：。
14.【答案】
【解析】氯气具有强氧化性，铁丝在氯气中点燃只能生成；
稀硫酸中具有弱氧化性，只能将铁氧化成；
氯气具有强氧化性，可将氧化成；
虽然可与盐酸反应生成，但混合物中的可将还原为，当铁的量较多时，溶液中可能不存在，故不能确定是否存在；
由题给信息知硝酸能将氧化成，但加入铁粉过量，又将还原为，故只存在；
综合上述分析，反应后一定有价铁生成的只有，故选B。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查铁及其化合物的性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
【解答】
铁粉与水蒸气反应后的残留固体中一定含四氧化三铁，可能含，加入足量的稀硫酸，充分反应后得到溶液，若不足，溶液中含铁离子、亚铁离子；若足量，中只含亚铁离子，以此来解答。
A.铁离子的氧化性大于氢离子的氧化性，若中含有铁，且少量时，无气体生成，故A错误；
B.若向中滴入溶液显红色，可知溶液含铁离子，但中可能含少量，故B错误；
C.中一定含亚铁离子，能使高锰酸钾溶液褪色，故C正确；
D.硫酸足量，若中加少量先与硫酸反应，无沉淀生成，故D错误。
16.【答案】；；
变为红色；
；
生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
；丁达尔。
【解析】
【分析】
本题考查学生金属铁以及化合物之间的性质，属于综合知识题目的考查，注意知识的积累是解题的关键，难度不大．
【解答】
铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，即，中元素化合价降低，故水是氧化剂，
故答案为：；；
氧化铁和酸反应三价铁盐和水，三价铁离子遇到硫氰化钾显示红色；
故答案为：变为红色；
氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，即，金属铁可以和氯化铁化合生成氯化亚铁，即，
故答案为：；
亚铁离子和氢氧根离子反应先产生白色絮状沉淀氢氧化亚铁，迅速被氧化变成灰绿色，最后变为红褐色，所以可看到的现象是：生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
故答案为：生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中，可以获得胶体，胶体均具有丁达尔效应，
故答案为：；丁达尔。
17.【答案】Ⅰ；提供反应需要的水蒸气
和
Ⅱ溶液变红；产生蓝色沉淀

向该溶液中加入适量铁粉，

【解析】Ⅰ铁与水蒸气反应在高温条件下的反应为；硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气；
对反应后硬质试管中固体物质的组成提出假设为
假设：只有；
假设：只有；
假设：既有也有
反应前固体物质的质量为 ，若完全反应生成四氧化三铁为，反应后固体物质的质量为 ，可知不能完全反应，则反应后硬质试管中固体物质的组成为和；
Ⅱ要想证明溶液部分变质，需要证明溶液中含有和；步骤中，向待测液中加入溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有；步骤中，向其中滴加 溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有；
步骤 涉及的离子反应方程式是 ；
若要使变质的溶液复原，可以向溶液中加入过量的粉，再经过滤除去剩余的粉即可，反应的离子方程式为。
18.【答案】浅绿 黄 氧化
溶液


【解析】浅绿 黄 氧化
溶液

19.【答案】化合；


除去空气中的二氧化碳和水蒸气；低碳；偏高
【解析】解：根据铁在空气中易被氧化，故铁是以化合态存在；其氧化物中颜色是红色的是，故答案为：化合；；
磁性氧化铁是四氧化三铁，生成四氧化三铁的反应有；，
故答案为：；；
向甲试管中加入该溶液，滴入几滴溶液，若反应生成深蓝色沉淀，证明一定存在，故A错误；
B.向乙试管中加入该溶液，滴入几滴酸性溶液，具有还原性，若紫红色褪去，证明一定存在，故B正确；
C.向丙试管中加入该溶液，再滴入溶液，若反应生成深蓝色沉淀，证明原溶液中一定存在，故C错误；
故选：；
根据实验原理分析，进入样品的空气不能含二氧化碳和水蒸气，所以的作用就是除去空气中的二氧化碳和水蒸气，故答案为：除去空气中的二氧化碳和水蒸气；
根据实验原理，装置质量增加即生成的二氧化碳的质量，再根据碳守恒则样品中的碳的质量为：，碳的质量分数为，所以为低碳钢，故答案为：低碳；
没有，则二氧化碳偏大，则含碳量偏高，故答案为：偏高。
本题考查铁及其化合物的知识，需要学生熟练掌握元素化合物知识，难度中等。
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