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2024-2025年高中化学必修1第3章铁金属材料第1节铁及其化合物课时练习
1．向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法中正确的是（ ）
A．AB段发生反应的离子方程式为
B．A点溶液中的金属阳离子为
C．原溶液中与的物质的量浓度之比为2：1
D．C点溶液中溶质的物质的量浓度为
【答案】A
【分析】A点之前无固体剩余，发生反应的离子方程式：；段发生反应的离子方程式为，这一阶段消耗的，生成，剩余固体为铜；BC段不涉及任何化学反应，加入的铁粉即剩余固体。
【详解】A．据图分析，段发生反应的离子方程式为，A正确；
B．A点铁与铁离子恰好完全反应，溶液中的金属阳离子为，B错误；
C．A点之前参与反应的，原溶液中的物质的量为0.01 mol，段参与反应的，原溶液中的物质的量为0.02 mol，则原溶液中与的物质的量浓度之比为1：2，C错误；
D．C点溶液中溶质为，根据守恒可知，，，D错误；
故选A。
2．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．“碱浸”的目的是除去矿渣中的Al2O3
B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C．“去铜”过程中发生的反应之一为
D．“调pH”时，pH越高，越有利于提高碱式硫酸铁的产率
【答案】D
【分析】在矿渣被碱浸取时，两性氧化物Al2O3反应产生可溶性盐Na[Al(OH)4]，碱性氧化物Fe2O3、CuO与NaOH不能反应，通过过滤分离出来，然后再用稀硫酸进行酸浸，Fe2O3、CuO发生反应产生可溶性Fe2(SO4)3、CuSO4进入溶液，过滤，向所得滤液中加入SO2、NaCl，Cu2+、Fe3+发生氧化还原反应，产生CuCl沉淀及Fe2+，将CuCl沉淀过滤除去，然后向滤液中加入双氧水，使Fe2+氧化产生Fe3+，同时适当加入Fe2O3来调整溶液pH，Fe3+反应产生碱式硫酸铁。
【详解】A．“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3，反应的化学方程式为: Al2O3+2NaOH+3H2O =2Na[Al(OH)4]，A正确；
B．“酸浸”过程中，Fe2O3、CuO与硫酸会发生以下反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+，B正确；
C．“去铜”过程中Cu2+、Cl-、SO2发生氧化还原反应，产生CuCl、硫酸根离子、H+，发生反应的离子方程式应该为：，Fe3+也会被SO2还原产生Fe2+， C正确；
D．当pH过大时，c(OH-)较大，存在竞争反应，同时也Fe3+与OH-结合成Fe(OH)3沉淀，导致碱式硫酸铁的产率偏低，D错误；
故合理选项是D。
3．铁元素存在多种价态，按化合价上升有：Fe→Fe2＋→Fe3＋→，下列说法正确的是（ ）
A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中不能同时大量共存
B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl3
C．在水溶液中，Fe与FeCl3反应生成FeCl2属于化合反应
D．在一定条件下能被氧化为Fe3＋
【答案】C
【详解】A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中因没有中间价态不能发生反应，所以可同时大量共存，故A错误；
B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl2，而不是生成FeCl3，故B错误；
C．在水溶液中，Fe＋2FeCl3＝3FeCl2属于化合反应，故C正确；
D．在一定条件下能被还原为Fe3＋，故D错误；
故选C。
4．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2，该反应为置换反应
B．FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4
C．将饱和的FeCl3溶液加热煮沸可制得氢氧化铁胶体
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色
【答案】B
【详解】A．Fe(OH)2具有还原性且热稳定性差，高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，该反应为置换反应，A不正确；
B．在高温条件下，Fe3O4热稳定性强，FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4，B正确；
C．将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热煮沸至液体呈红褐色，从而制得氢氧化铁胶体，C不正确；
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，会被O2氧化，最终转化为Fe(OH)3，由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D不正确；
故选B。
5．下列有关离子(或物质)的检验、现象及结论，都正确的是（ ）
A．向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成红色，该溶液中一定含有Fe2+
B．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变成红色，该溶液中一定不存在Fe2+
C．将某种铁的氧化物溶于足量的稀硫酸中，取其溶液滴加酸性KMnO4溶液，振荡，溶液褪色，原氧化物中含有+2价铁
D．向久置的FeCl2溶液中滴入用硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄，滴加KSCN溶液，溶液变成红色，说明发生氧化还原反应，且氧化性：H2O2【答案】C
【详解】A．向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成红色，可能是因为原溶液中本来就有Fe3+，即该溶液中不一定含有Fe2+，故A错误；
B．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变成红色，该溶液中一定存在Fe3+，可能存在Fe2+，故B错误；
C．将某种铁的氧化物溶于足量的稀硫酸中，取其溶液滴加酸性KMnO4溶液，振荡，溶液褪色，说明其溶液具有还原性，则原氧化物中含有+2价铁，故C正确；
D．久置的FeCl2溶液可能变质，即溶液中可能存在Fe3+，其中滴入用硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄，滴加KSCN溶液，溶液变成红色，只能说明存在Fe3+，但不一定是H2O2氧化Fe2+生成的，而且若是H2O2氧化Fe2+，则据氧化还原反应的规律，应是氧化性：H2O2＞Fe3+，故D错误；
故答案为：C。
6．下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是（ ）
A．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为：2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O
B．溶液b中阳离子只有Fe2+
C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被氧化
D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
【答案】C
【分析】硫酸铁的酸性溶液中通入含二氧化硫的尾气，铁离子与二氧化硫反应生成亚铁离子和硫酸根离子，溶液b中含有亚铁离子和硫酸根离子，若二氧化硫过量，则还含有SO2、亚硫酸，若SO2少量，则溶液中还含有铁离子，随后通入空气将亚铁离子重新氧化为铁离子，溶液c中含有硫酸铁，同时根据SO2量的多少，还可能存在硫酸等物质。
【详解】A．操作Ⅱ中亚铁离子被氧气氧化为铁离子，离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，A错误；
B，溶液b中含有的阳离子为Fe2+、H+，若SO2量不足，还含有铁离子，B错误；
C．溶液a转化为溶液b的反应中，铁离子与SO2反应生成亚铁离子和硫酸根离子，SO2失电子被氧化，C正确；
D．加入FeO，溶液c中氢离子与FeO反应生成亚铁离子，不能转化为溶液a，D错误；
故答案选C。
7．如图是铁及其化合物的价类图。下列说法不正确的是（ ）
A．Y代表的物质类别是“碱”
B．可与稀反应生成和
C．的过程中Fe元素的化合价升高
D．Fe在中燃烧所得产物中，价与价铁元素的原子个数比为
【答案】B
【详解】A．Y代表的物质是金属离子和氢氧根离子构成的，类别是“碱”，故A正确；
B．可与稀反应生成和，故B错误；
C．由化合价原则可知，的过程中Fe元素的化合价由+2价变为+3价，化合价升高，故C正确；
D．Fe在O2中燃烧所得产物为Fe3O4，根据化合价代数和为零可知，其中+3价与+2价铁元素的原子个数比为，故D正确；
故选B。
8．工业废水中含有的重铬酸根离子有毒（），必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾（）做处理剂，反应的离子方程式如下：，有关该反应的说法不正确的是（ ）
A．X为Cr3+
B．酸性条件下，和Fe2+不可大量共存
C．还原性：
D．绿矾在保存过程中应注意隔绝空气防止被氧化
【答案】C
【详解】A．由元素守恒和电荷守恒可以判断，X为Cr3+，A正确；
B．由题中离子方程式，酸性条件下，和Fe2+会发生反应生成Fe3+和Cr3+，不可大量共存，B正确；
C．反应中是氧化剂，氧化性>Fe3+，C错误；
D．绿钒（FeSO4 7H2O）中含，有较强的还原性，易被氧化，故保存过程中应注意隔绝空气防止被氧化，D正确；
故选C。
9．苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含离子，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，使转变为离子。若榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。下列说法不正确的是（ ）
A．维生素C起到了抗氧化作用，作还原剂
B．具有还原性能被空气中氧气氧化
C．在维生素C还原的过程中是氧化产物
D．具有氧化性能将维生素C氧化
【答案】C
【分析】该反应中Fe元素化合价由+2价变为+3价，Fe2+失电子作还原剂，在反应中被氧化；若在榨汁的时候加入适量的维生素C，可有效防止这种现象的发生，说明维生素C能防止亚铁离子被氧化，则维生素C和亚铁离子的性质相同，都具有还原性。
【详解】A． 维生素C能防止亚铁离子被氧化，起到了抗氧化作用，作还原剂，故A正确；
B． 由于饮料中含离子，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，说明具有还原性能被空气中氧气氧化，故B正确；
C． 在维生素C还原的过程中是还原产物，故C错误；
D． 具有氧化性，作氧化剂，维生素C具有还原性，能将维生素C氧化，故D正确；
故选C。
10．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是（ ）
A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B．在空气中受热可实现转化②
C．胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水
D．高铁酸盐()具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌
【答案】D
【详解】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误；
B．FeO在空气中受热，迅速被氧化为四氧化三铁，不能实现转化②，故B错误；
C．胶体具有吸附性，可用于净水但是不能杀菌，故C错误；
D．高铁酸根离子中铁元素的化合价为最高价+6价，所以高铁酸盐具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D正确；
故选D。
11．硫酸锌可制备各种含锌材料，在防腐、电镀、医学上有很多应用。以锌灰(主要成分为、，还有少量)为原料制备的工艺流程如图所示。
已知：在与的混合溶液中，先与发生反应：。
下列说法正确的是（ ）
A．“酸浸”时产生气体的离子方程式为
B．“酸浸”后溶液中主要含有的阳离子有、、
C．“转化”中加入锌粉，若无气泡逸出，说明锌粉已足量
D．由滤液获得晶体的主要操作有蒸发结晶、过滤
【答案】A
【分析】锌灰的主要成分为Zn、ZnO，还有少量，加入硫酸酸溶，Zn、ZnO和硫酸反应生成硫酸锌、和硫酸反应生成硫酸铁，近接着发生反应：Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+，由于硫酸过量，加入锌粉，转化过程中发生反应：Zn + Fe2+=Zn2+ + Fe，，反应后过滤得到硫酸锌溶液，滤渣为铁和过量的锌，将滤液进行一系列处理得到，据此分析作答。
【详解】A．“酸浸”金属锌与稀硫酸反应产生气体氢气，离子方程式为，故A正确；
B．“酸浸”后溶液主要溶质有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸溶液，含有的阳离子是、、，故B错误；
C．.根据反应可知，氧化性：H+>Fe2+，即“转化”过程中，反应先于反应Zn + Fe2+=Zn2+ + Fe，故加入锌粉，若无气泡逸出，不能说明锌粉已足量，故C错误；
D．由滤液获得晶体的主要操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误；
故选A。
12．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是（ ）
A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3
B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用
C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物
【答案】A
【详解】A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故A项错误；
B．麦片中添加少量细碎铁粉，铁会与胃酸反应生成易被人体吸收的氯化亚铁，可以给人体补铁，故B项正确；
C．氧化铁是红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故C项正确；
D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，胶体能吸附水体中的悬浮物，故D项正确；
故本题选A。
13．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6g铁粉，下列说法错误的是
A．硬质试管中发生的反应
B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
C．若反应产生0.448L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15%
D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯
【答案】B
【分析】在装置A中产生水蒸气，装置B中水蒸气与铁粉反应，化学方程式为：，经干燥管干燥后收集氢气。
【详解】A．铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：，故A项正确；
B．铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也有磁性，无法用磁铁将二者分离，故B项错误；
C．若产生标况下0.448L的气体，气体为氢气，则生成氢气的物质的量为0.02mol，根据，则消耗Fe粉的物质的量为0.015mol，5.6g铁粉的物质的量为0.1mol，则铁粉的转化率为15%，故C项正确；
D．探究高温下铁粉与水蒸气的反应，应先点燃A处的酒精灯用产生水蒸气排尽装置内的空气，防止Fe粉被空气氧化，故D项正确；
故选D。
14．化学与生活密切相关，下列说法错误的是（ ）
A．FeCl2溶液可作为印刷电路板的“腐蚀液”
B．铝制餐具不可以用来蒸煮或长期存放碱性食物
C．口罩中的铝合金鼻梁条具有熔点低、硬度大等优点
D．向“84消毒液”通入适量CO2，可以增强漂白效果
【答案】A
【详解】A． FeCl3溶液具有强氧化性，可作为印刷电路板的“腐蚀液” ，A不正确；
B．铝及其表面的氧化铝均能氢氧化钠等碱反应，则铝制餐具不可以用来蒸煮或长期存放碱性食物，B正确；
C．与很多金属相比，铝合金的熔点偏低、强度大、硬度大，C正确；
D． 次氯酸具有漂白性，向“84消毒液”通入适量CO2，反应生成次氯酸，则可以增强漂白效果，D正确；
答案选A。
15．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．具有两性，可用作耐火材料
B．能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．具有强氧化性，可用作自来水消毒剂
D．受热易分解，可用作抗酸药
【答案】C
【详解】A．Al2O3用作耐高温材料，是因为其熔点高，与两性无关，A错误；
B．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，可用于制磁铁，B错误；
C．ClO2具有氧化性，能够使水中的细菌、病毒的蛋白质分子结构发生改变而失去其生理活性，因此可用于自来水的杀菌消毒，C正确；
D．NaHCO3可用于抗酸药是因为可以与胃酸中的盐酸发生反应，而不是因为其受热易分解，D错误；
故选C。
16．关于物质的用途，下列说法错误的是
A．钠钾合金用作核反应堆的导热剂B．还原性铁粉用作食品干燥剂
C．硬铝用于制造飞机的外壳D．用于治疗缺铁性贫血
【答案】B
【详解】A．钠钾合金熔点低，常温下为液态，其中的粒子可以对流，所以钠钾合金可以对流导热；又由于钠钾合金内部有大量的自由电子，所以钠钾合金又可以传导导热。因此可用作核反应堆的导热剂，故A正确；
B．还原性铁粉具有还原性，做抗氧化剂，不能做干燥剂，故B错误；
C．硬铝具有密度小、强度大等特性，可用于制造飞机外壳，故C正确；
D．FeSO4可提供铁元素，用于治疗缺铁性贫血，故D正确；
答案为B。
17．利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下，下列说法正确的是（ ）
A．“转化”步骤中理论上消耗的NH4HCO3与FeSO4·7H2O的物质的量之比为1：1
B．干燥过程若在空气中进行，会有少量FeCO3被氧化为FeOOH，发生反应的化学方程式为2FeCO3+O2+H2O=2FeOOH+2CO2
C．“焙烧”操作应在蒸发皿中进行
D．“焙烧”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2
【答案】D
【分析】转化中发生Fe2++2=FeCO3↓+H2O+CO2↑，过滤分离出硫酸铵，然后将FeCO3洗涤，干燥过程主要目的是脱去游离水，过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2，FeCO3与碳混合后焙烧，最终得到还原铁粉。
【详解】A．根据分析可知，过滤出(NH4)2SO4，理论上消耗的NH4HCO3与FeSO4·7H2O的物质的量之比为2：1，A错误；
B．FeCO3被氧化为FeOOH，发生反应的化学方程式为：4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2，B错误；
C．“焙烧”操作应在坩埚中进行，C错误；
D．“焙烧”发生反应的化学方程式为FeCO3+2CFe+3CO↑，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，D正确；
故选D。
18．硫酸亚铁是重要的化工原料，以硫酸亚铁为原料可以获得下列物质：
(1)保存硫酸亚铁溶液时，为防止溶液氧化变质，常在硫酸亚铁溶液加入少量 。
(2)制备的两个步骤中，第①步反应的离子方程式为 。
(3)制备；向溶液中加入过量的溶液，生成沉淀同时有气体放出，此气体可使澄清石灰水变浑浊。该反应的离子方程式为 。
(4)检验中不同价态的铁元素，选用的试剂是 (填字母代号)。
a．稀硝酸 b．稀硫酸 c．硫氰化钾溶液 d．高锰酸钾溶液 e．氢氧化钠溶液
(5)已知在酸性环境中几种离子之间会发生如下转化：
则按离子的还原性从弱到强排列，顺序应该是 。
【答案】(1)铁粉
(2)
(3)
(4)bcd
(5)
【详解】（1）防止溶液氧化变质，常在硫酸亚铁溶液加入少量铁粉；
（2）溶液在酸性条件下被H2O2氧化为Fe3+，离子方程式为：；
（3）向溶液中加入过量的溶液，生成沉淀同时有气体放出，此气体可使澄清石灰水变浑浊，说明生成了CO2，该反应的离子方程式为：；
（4）要检验Fe3O4中不同价态的铁元素，则先溶于硫酸转变成二价铁离子和三价铁离子，检验三价铁用KSCN溶液看是否变红，检验二价铁离子，因为溶液中含有三价铁所以不能用将二价转变成三价检验的方法，只能用酸性高锰酸钾溶液如果褪色说明含二价铁，否则不含，故选：b、c、d；
（5）反应①为Ce4++Mn2+═Ce3++Mn3+，反应②为Mn3++Fe2+═Fe3++Mn2+，反应③为2Fe3++2I-═2Fe3++I2，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，则还原性：Ce3+＜Mn2+＜Fe2+＜I-。
19．铁是人类较早使用的金属之一，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。运用铁及其化合物的知识，回答下列问题。
(1)物质C的化学式为： ；E→F反应的化学方程式是 ，该反应过程的现象为 。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，高铁酸钾作为自来水处理剂的优点 ；湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO、Cl-、H2O，写出并配平该法制备高铁酸钾的离子反应方程式 。
(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈 ，制得分散系为 ，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是 。
(4)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式： 。
(5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠代替Cl2，如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么NaClO2、Na2FeO4、Cl2的消毒效率由大到小的顺序是 。
【答案】(1) Fe3O4 4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
(2) 能杀菌消毒、净水 3ClO－+2Fe(OH)3+4OH－＝2FeO+3Cl－+5H2O
(3) 红褐色 氢氧化铁胶体 分散质粒子直径大小不同
(4)2Fe3＋+Cu＝Cu2＋+2Fe2＋
(5)NaClO2＞Cl2＞Na2FeO4
【分析】根据价类二维图可判断A是Fe，B是FeO，C是Fe3O4，D是Fe2O3，E是Fe(OH)2，F是Fe(OH)3，G是亚铁盐，H是铁盐，据此解答。
【详解】（1）根据以上分析可知物质C的化学式为Fe3O4；E→F反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3，该反应过程的现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
（2）高铁酸钾具有强氧化性，还原产物铁离子能水解为氢氧化铁胶体，因此作为自来水处理剂的优点能杀菌消毒、净水；反应中次氯酸根离子氧化氢氧化铁，被还原为氯离子，该法制备高铁酸钾的离子反应方程式为3ClO－+2Fe(OH)3+4OH－＝2FeO+3Cl－+5H2O。
（3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈红褐色，制得分散系为氢氧化铁胶体，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是分散质粒子直径大小不同。
（4）FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为2Fe3＋+Cu＝Cu2＋+2Fe2＋。
（5）NaClO2、Na2FeO4、Cl2的消毒效率依次为、、，所以消毒效率由大到小的顺序是NaClO2＞Cl2＞Na2FeO4。
20．铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题：
(1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C。维生素C的作用是 。
(2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式： 。
(3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为 。
(4)某废料铁泥的主要成分为、、Fe和杂质（杂质不与硫酸反应）。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下：
①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。
②能检验溶液A中含有的试剂是 （填字母）。
A．铁粉 B．酸性溶液 C．溶液
③步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)防止Fe2+被氧化
(2)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(4) 漏斗 玻璃棒 B 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
【分析】某废料铁泥主要成分为Fe2O3、FeO和Fe，加入足量硫酸，充分反应，可生成硫酸硫酸亚铁和氢气，沉淀C为不溶性杂质，滤液A含有硫酸亚铁，加入过氧化氢，可生成铁离子，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀，洗涤、加热可生成Fe2O3，以此解答该题。
【详解】（1）Fe2+易被人体吸收，但易被氧化，同时服用维生素C，可以防止亚铁离子被氧化，这说明维生素C的作用是防止Fe2＋被氧化；
（2）氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
（3）赤铁矿用CO将其还原的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）①可用过滤的方法分离固体和液体，使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
②亚铁离子具有还原性，检验亚铁离子，可用酸性高锰酸钾溶液，二者可发生氧化还原反应，溶液颜色发生变化，故答案为B；
③步骤Ⅳ中发生氢氧化铁分解得到三氧化二铁，反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
21．利用“价类二维图”研究物质的转化与性质是学习元素化合物的重要方法。下图是铁元素的“价类二维图”。
回答下列问题：
(1)X的化学式是 。
(2)铁的某种氧化物中，铁、氧元素质量比为21∶8，该氧化物的化学式是 。
(3)新制的Y与空气接触易被氧化，反应的化学方程式是 。
(4)分析铁元素的化合价，预测Fe2+既有还原性又有氧化性，理由是 。写出一个Fe2+做氧化剂的离子方程式 。
(5)FeCl2溶液在空气中易变质为FeCl3溶液。下列可用于检验FeCl2溶液是否变质的试剂是 (填字母标号)。
A．Cl2 B．KSCN溶液 C．盐酸
要除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3，宜采用的方法是 。
(6)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。
①图中，a为 。
②工业上一种制备Na2FeO4的反应：3ClO ＋2Fe3+＋10OH =2FeO＋3Cl ＋5H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
【答案】(1)Fe2O3
(2)Fe3O4
(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
(4) Fe2+为中间价态，既可以被氧化成Fe3+，又可以被还原成Fe Fe2+＋Mg=Fe＋Mg2+(Al、Zn等)
(5) B 加入过量的铁粉，充分反应后过滤
(6) ＋6 3∶2
【详解】（1）X是+3价铁元素的氧化物，化学式是Fe2O3；
（2）铁的某种氧化物中，铁、氧元素质量比为21∶8，则铁、氧元素物质的量之比为，则该氧化物的化学式是Fe3O4；
（3）Y是Fe(OH)2，与空气接触易被氧化，反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
（4）因为Fe2+为中间价态，既可以被氧化成Fe3+，又可以被还原成Fe ，所以Fe2+既有还原性又有氧化性；Fe2+做氧化剂的离子方程式：Fe2+＋Mg=Fe＋Mg2+(Al、Zn等)；
（5）FeCl2溶液在空气中易变质为FeCl3溶液，Fe3+遇到KSCN溶液，溶液变为红色，故选B；要除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3，宜采用的方法是加入过量的铁粉，充分反应后过滤；
（6）①根据化合价代数和为零知，图中，a为＋6；
②该反应中氧化剂是ClO ，还原剂是Fe3+，则氧化剂与还原剂的物质的量之比是3∶2。
22．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化得到具有磁性的晶体，俗称磁性氧化铁。小烧杯中盛有少量磁性氧化铁粉末，加入一定浓度的盐酸，粉末恰好全部溶解，得到溶液A。
(1)磁性氧化铁的化学式 。
(2)取少量上述溶液A，滴入几滴 (化学式)溶液，可观察到溶液变成 色，说明溶液中含有。
(3)另取少量溶液A，加入适量铁粉，振荡，充分反应，得到浅绿色溶液B。反应的离子方程式为 。继续滴加NaOH溶液，可观察到有白色絮状沉淀生成，离子方程式为： ；白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后转化成红褐色，反应的化学方程式为： 。
(4)再取少量溶液A，滴入适量的氯水，充分反应，得到黄色溶液C。
①反应的离子方程式 。
②另取小烧杯，加入适量的蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中滴入1mL黄色溶液C，继续煮沸直至液体呈红褐色，可制得胶体。胶体粒子直径大小的范围是 。
③表示阿伏伽德罗常数的值，设溶液C的物质的量浓度2mol/L，则上述制得的胶体中的分散质粒子数目 (填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)Fe3O4
(2) KSCN 红
(3)
(4) <
【详解】（1）磁性氧化铁是四氧化三铁，其化学式为Fe3O4；
（2）磁性氧化铁Fe3O4中加入一定浓度的盐酸，粉末恰好全部溶解，得到溶液含有亚铁和三价铁的溶液：，取少量上述溶液A，滴入几滴KSCN溶液，可观察到溶液变成红色，说明溶液中含有；
（3）少量溶液A，加入适量铁粉，振荡，充分反应：；
得到浅绿色溶液氯化亚铁，继续滴加NaOH溶液：，可观察到有白色絮状沉淀生成；白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后转化成红褐色：。
（4）①向氯化亚铁和氯化铁溶液中滴入适量的氯水，充分反应，得到黄色溶液氯化铁：；
②胶体粒子直径大小的范围是；
③胶体中的胶粒是众多氢氧化铁的聚集体，故胶体中的分散质粒子数目<。
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2024-2025年高中化学必修1第3章铁金属材料第1节铁及其化合物课时练习
1．向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法中正确的是（ ）
A．AB段发生反应的离子方程式为
B．A点溶液中的金属阳离子为
C．原溶液中与的物质的量浓度之比为2：1
D．C点溶液中溶质的物质的量浓度为
2．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．“碱浸”的目的是除去矿渣中的Al2O3
B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C．“去铜”过程中发生的反应之一为
D．“调pH”时，pH越高，越有利于提高碱式硫酸铁的产率
3．铁元素存在多种价态，按化合价上升有：Fe→Fe2＋→Fe3＋→，下列说法正确的是（ ）
A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中不能同时大量共存
B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl3
C．在水溶液中，Fe与FeCl3反应生成FeCl2属于化合反应
D．在一定条件下能被氧化为Fe3＋
4．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2，该反应为置换反应
B．FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4
C．将饱和的FeCl3溶液加热煮沸可制得氢氧化铁胶体
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色
5．下列有关离子(或物质)的检验、现象及结论，都正确的是（ ）
A．向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成红色，该溶液中一定含有Fe2+
B．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变成红色，该溶液中一定不存在Fe2+
C．将某种铁的氧化物溶于足量的稀硫酸中，取其溶液滴加酸性KMnO4溶液，振荡，溶液褪色，原氧化物中含有+2价铁
D．向久置的FeCl2溶液中滴入用硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄，滴加KSCN溶液，溶液变成红色，说明发生氧化还原反应，且氧化性：H2O26．下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是（ ）
A．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为：2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O
B．溶液b中阳离子只有Fe2+
C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被氧化
D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
7．如图是铁及其化合物的价类图。下列说法不正确的是（ ）
A．Y代表的物质类别是“碱”
B．可与稀反应生成和
C．的过程中Fe元素的化合价升高
D．Fe在中燃烧所得产物中，价与价铁元素的原子个数比为
8．工业废水中含有的重铬酸根离子有毒（），必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾（）做处理剂，反应的离子方程式如下：，有关该反应的说法不正确的是（ ）
A．X为Cr3+
B．酸性条件下，和Fe2+不可大量共存
C．还原性：
D．绿矾在保存过程中应注意隔绝空气防止被氧化
9．苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含离子，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，使转变为离子。若榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。下列说法不正确的是（ ）
A．维生素C起到了抗氧化作用，作还原剂
B．具有还原性能被空气中氧气氧化
C．在维生素C还原的过程中是氧化产物
D．具有氧化性能将维生素C氧化
10．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是（ ）
A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化①
B．在空气中受热可实现转化②
C．胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水
D．高铁酸盐()具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌
11．硫酸锌可制备各种含锌材料，在防腐、电镀、医学上有很多应用。以锌灰(主要成分为、，还有少量)为原料制备的工艺流程如图所示。
已知：在与的混合溶液中，先与发生反应：。
下列说法正确的是（ ）
A．“酸浸”时产生气体的离子方程式为
B．“酸浸”后溶液中主要含有的阳离子有、、
C．“转化”中加入锌粉，若无气泡逸出，说明锌粉已足量
D．由滤液获得晶体的主要操作有蒸发结晶、过滤
12．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是（ ）
A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3
B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用
C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物
13．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图所示的实验装置，在硬质玻璃管中加入石棉绒和5.6g铁粉，下列说法错误的是
A．硬质试管中发生的反应
B．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
C．若反应产生0.448L气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为15%
D．反应开始时应先点燃A处的酒精灯
14．化学与生活密切相关，下列说法错误的是（ ）
A．FeCl2溶液可作为印刷电路板的“腐蚀液”
B．铝制餐具不可以用来蒸煮或长期存放碱性食物
C．口罩中的铝合金鼻梁条具有熔点低、硬度大等优点
D．向“84消毒液”通入适量CO2，可以增强漂白效果
15．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．具有两性，可用作耐火材料
B．能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．具有强氧化性，可用作自来水消毒剂
D．受热易分解，可用作抗酸药
16．关于物质的用途，下列说法错误的是
A．钠钾合金用作核反应堆的导热剂 B．还原性铁粉用作食品干燥剂
C．硬铝用于制造飞机的外壳 D．用于治疗缺铁性贫血
17．利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下，下列说法正确的是（ ）
A．“转化”步骤中理论上消耗的NH4HCO3与FeSO4·7H2O的物质的量之比为1：1
B．干燥过程若在空气中进行，会有少量FeCO3被氧化为FeOOH，发生反应的化学方程式为2FeCO3+O2+H2O=2FeOOH+2CO2
C．“焙烧”操作应在蒸发皿中进行
D．“焙烧”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2
18．硫酸亚铁是重要的化工原料，以硫酸亚铁为原料可以获得下列物质：
(1)保存硫酸亚铁溶液时，为防止溶液氧化变质，常在硫酸亚铁溶液加入少量 。
(2)制备的两个步骤中，第①步反应的离子方程式为 。
(3)制备；向溶液中加入过量的溶液，生成沉淀同时有气体放出，此气体可使澄清石灰水变浑浊。该反应的离子方程式为 。
(4)检验中不同价态的铁元素，选用的试剂是 (填字母代号)。
a．稀硝酸 b．稀硫酸 c．硫氰化钾溶液 d．高锰酸钾溶液 e．氢氧化钠溶液
(5)已知在酸性环境中几种离子之间会发生如下转化：
则按离子的还原性从弱到强排列，顺序应该是 。
19．铁是人类较早使用的金属之一，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。运用铁及其化合物的知识，回答下列问题。
(1)物质C的化学式为： ；E→F反应的化学方程式是 ，该反应过程的现象为 。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，高铁酸钾作为自来水处理剂的优点 ；湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO、Cl-、H2O，写出并配平该法制备高铁酸钾的离子反应方程式 。
(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈 ，制得分散系为 ，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是 。
(4)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式： 。
(5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠代替Cl2，如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么NaClO2、Na2FeO4、Cl2的消毒效率由大到小的顺序是 。
20．铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题：
(1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C。维生素C的作用是 。
(2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式： 。
(3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为 。
(4)某废料铁泥的主要成分为、、Fe和杂质（杂质不与硫酸反应）。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下：
①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。
②能检验溶液A中含有的试剂是 （填字母）。
A．铁粉 B．酸性溶液 C．溶液
③步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式为 。
21．利用“价类二维图”研究物质的转化与性质是学习元素化合物的重要方法。下图是铁元素的“价类二维图”。
回答下列问题：
(1)X的化学式是 。
(2)铁的某种氧化物中，铁、氧元素质量比为21∶8，该氧化物的化学式是 。
(3)新制的Y与空气接触易被氧化，反应的化学方程式是 。
(4)分析铁元素的化合价，预测Fe2+既有还原性又有氧化性，理由是 。写出一个Fe2+做氧化剂的离子方程式 。
(5)FeCl2溶液在空气中易变质为FeCl3溶液。下列可用于检验FeCl2溶液是否变质的试剂是 (填字母标号)。
A．Cl2 B．KSCN溶液 C．盐酸
要除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3，宜采用的方法是 。
(6)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。
①图中，a为 。
②工业上一种制备Na2FeO4的反应：3ClO ＋2Fe3+＋10OH =2FeO＋3Cl ＋5H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
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