通用版高考化学一轮复习课时突破练8　铁及其重要化合物

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练8　铁及其重要化合物
必备知识基础练
1.(2024·河北沧州盐山二模)《新修本草》中关于“青矾”的描述:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,烧之赤色”。《物理小识》中说:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂”,下列相关叙述不正确的是(　　)
A.赤色固体可能是Fe2O3
B.青矾宜密闭保存,防止氧化变质
C.青矾燃烧过程中发生了电子转移
D.“青矾厂气”可能是CO和CO2
2.(2024·北京西城区模拟)钠与水反应、铁与水蒸气反应的实验装置图如下。
Ⅰ.钠与水反应 Ⅱ.铁与水蒸气反应
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ中钠熔化成小球说明反应放热和钠的熔点低
B.Ⅰ中钠与水反应的离子方程式:2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
C.Ⅱ中有肥皂泡产生说明有H2生成
D.Ⅱ中铁与水蒸气反应的化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
3.(2024·江苏卷改编)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图所示。
下列有关说法中不正确的是(　　)
A.反应器Ⅰ中Fe2O3被还原生成Fe
B.反应器Ⅱ中反应与Fe和H2O(g)高温下的反应相同
C.反应器Ⅲ中Fe3O4与空气中O2反应生成Fe2O3
D.含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法,理论上可获得3 mol H2
4.(2024·湖北武汉重点高中联考)某化学兴趣小组在学习铁及其化合物知识时,做了如下探究实验:
下列说法不正确的是(　　)
A.现象1有淡红色,说明有少量的Fe2+被氧化
B.现象2溶液变红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,同时双氧水被还原为氧气
C.现象3红色褪去,说明发生了反应:2Fe3++Fe3Fe2+
D.由现象4可推测加入过量的双氧水后SCN-可能被氧化生成了气体
5.(2024·山东泰安调研)为较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,化学实验小组设计了如图1装置制备Fe(OH)2。下列叙述错误的是(　　)
A.配制FeSO4溶液所用的蒸馏水应先煮沸,然后密封冷却
B.若需用2.0 mol·L-1 FeSO4溶液配制100 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液,图2提供的仪器中不需要的有3种,另外还必须补充1种玻璃仪器才能完成实验
C.预测实验现象为:钠会在两液体界面上下跳动,有气泡产生,水层会出现白色沉淀
D.图1中上层液体X为苯或煤油
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6.(2024·河北邯郸六校二模)为探究铁及其化合物的性质,某化学兴趣小组利用铁与水蒸气反应所得的固体进行了实验,先用过量盐酸溶解,并分成4份,继续如下实验:
实验 操作与现象
① 加入高锰酸钾溶液,紫色褪去
② 加入K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀
③ 加入KSCN溶液,无明显现象
④ 加入NaOH溶液,生成的白色沉淀逐渐变为灰绿色,最后变为红褐色
依据上述实验现象,下列结论合理的是(　　)
A.实验①说明溶液中一定含有Fe2+
B.实验③说明该固体中不含三价铁
C.实验②③说明反应后的固体中有铁粉剩余
D.实验④中灰绿色的沉淀是Fe(OH)3
7.(2024·贵州贵阳三模)化学兴趣小组同学进行某补血剂中铁元素含量测定的实验操作如下。
①取10片补血剂样品,研磨,溶解除去不溶物(不损耗铁元素),并配制成100 mL待测溶液;
②量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;
③用酸化的c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,记录消耗KMnO4溶液体积,重复一到两次实验。平均消耗KMnO4溶液V mL。下列说法不正确的是(　　)
A.步骤①研磨是为了溶解时加快溶解速率
B.步骤②待测溶液装入锥形瓶中,不需要加入指示剂
C.步骤③c mol·L-1 KMnO4溶液应装入酸式滴定管
D.每片补血剂中铁元素的质量为1.12cV g
8.(2024·湖北宜昌二模)某矿石中含有硅、铁、铝的氧化物,为综合开发资源提高矿石的利用率,化工厂采取如图工艺制备铁红和AlCl3·6H2O。下列说法错误的是(　　)
A.“酸浸”过程中选择盐酸比硫酸更为合适
B.“氧化”过程中少量多次添加双氧水可有效减少Fe3+催化H2O2分解
C.“洗涤”的操作是将沉淀转移至洁净的烧杯中,加蒸馏水清洗2~3次
D.将SOCl2与AlCl3·6H2O混合并加热,可得到无水AlCl3
9.(2024·安徽皖南八校联考)已知在不同的温度下,一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳。一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗
【查阅资料】
资料一:铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能;
资料二:四氧化三铁中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。
【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化铁和铁粉中的一种或几种。
【进行实验】兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验:
编号 实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象
(1)①甲实验现象说明黑色物质中没有　　　,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有　　,推测生成的黑色物质应为四氧化三铁。
②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
(2)同学们对四氧化三铁产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。
【查阅资料】
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:获得四氧化三铁的反应原理为Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O。
①溶解时,用50 ℃至80 ℃的热水目的是 　。
②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式:　 。
③上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
　 。
④要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为　　　　　　。
⑤副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b　　(填字母,下同)　 d。
a.过滤
b.加热浓缩
c.冷却结晶
d.晶体加热至完全失去结晶水
参考答案
1.D　解析 根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·7H2O,其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味,三氧化硫有腐蚀性,不可能产生CO和CO2。
2.C　解析 Ⅰ中钠熔化成小球,能够说明反应放热和钠的熔点低,A正确;Ⅰ中钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,其离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,B正确;Ⅱ中试管受热空气膨胀,也能产生肥皂泡,故有肥皂泡产生不能说明有H2生成,C错误;Ⅱ中铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,该反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,D正确。
3.D　解析 反应器Ⅰ中Fe2O3Fe,Fe元素化合价降低,发生还原反应,A正确;由图可知,反应器Ⅱ中Fe和H2O是反应物,Fe3O4和H2是生成物,与Fe和H2O(g)的反应相同,B正确;反应器Ⅲ中Fe3O4Fe2O3,+2价铁被氧化为+3价,推测与空气中O2反应生成Fe2O3,C正确;含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法,共生成 mol Fe, mol Fe在反应器Ⅱ中发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故共生成 mol H2,D错误。
4.B　解析 向氯化亚铁溶液中滴加KSCN溶液,有淡红色,说明该溶液含少量Fe3+,有少量的Fe2+被氧化,A正确;Fe2+被氧化为Fe3+,同时H2O2被还原为水,B错误;加入过量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,溶液的红色褪去,C正确;加入过量双氧水,可能是过量H2O2将SCN-氧化生成气体,溶液变为黄色,有少量气泡产生,D正确。
5.B　解析 Fe(OH)2易被氧化而变色,故要想长时间观察Fe(OH)2的白色,必须严格除氧,一方面配制溶液的蒸馏水要煮沸,另一方面要用有机溶剂液封,A正确;配制100 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液一定需要的玻璃仪器:100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒,不需要漏斗,B错误;由于反应过程中生成气体,钠会在界面上下跳动,水层会出现白色固体,C正确;所用有机溶剂必须难溶于水、不与钠发生反应、密度必须比钠小,故X可以是苯或煤油等,D正确。
6.C　解析 高锰酸钾溶液会与盐酸发生氧化还原反应而褪色,A错误;实验③说明溶液中不含Fe3+,但不能说明固体中没有三价铁,也可能溶于盐酸时,过量的铁单质把+3价铁还原了,B错误;实验②说明溶液中含有Fe2+,实验③说明溶液中不含Fe3+,而铁与水蒸气反应能生成三价铁,可以推知反应后的固体中有铁粉剩余,C正确;灰绿色的沉淀是Fe(OH)2转化为Fe(OH)3过程中的混合物,D错误。
7.D　解析 研磨后可以增大固体与液体的接触面积,加快溶解速率,A正确;酸性高锰酸钾自身为紫红色,可以在反应过程中观察酸性高锰酸钾颜色的变化判断终点,B正确;酸性高锰酸钾溶液为强氧化性物质,会氧化橡胶管,因此用酸式滴定管,C正确;高锰酸钾与亚铁离子的反应为Mn+8H++5Fe2+5Fe3++Mn2++4H2O,则每片补铁剂含铁元素的质量为c mol·L-1×(V×10-3)L×5××56 g·mol-1×=0.112cV g,D错误。
8.C　解析 由于目标产物是AlCl3·6H2O,为避免引入硫酸根杂质,“酸浸”过程中选择盐酸比硫酸更为合适,A正确;“氧化”过程中少量多次添加双氧水可防止H2O2局部过量而分解,有效减少Fe3+催化H2O2分解,B正确;“洗涤”的操作是将沉淀留在漏斗的滤纸中,加蒸馏水自然滤干,清洗2~3次,C错误;SOCl2遇水容易水解,与AlCl3·6H2O混合并加热,可吸收结晶水并生成HCl,有效防止AlCl3水解,得到无水AlCl3,D正确。
9.答案 (1)①FeO　Fe　②Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O
(2)①在50~80 ℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
②2NaOH+FeSO4Fe(OH)2↓+Na2SO4　③防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁
④45∶107　⑤c　a
解析 (1)①实验甲中看到黑色物质全部被磁铁吸引,说明没有氧化亚铁;实验乙中加盐酸没有气体产生,以及实验丙中取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中无任何现象,都说明没有铁。
②根据实验可知黑色固体为四氧化三铁,与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,反应方程式为Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O。
(2)①根据图表中的信息可知,在50 ℃至80 ℃的热水中,硫酸亚铁的溶解度较大,利于溶解更多的硫酸亚铁,提高产率。
②氢氧化钠和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠,化学方程式为2NaOH+FeSO4Fe(OH)2↓+Na2SO4。
③上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是控制氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的量,防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁。
④要使四氧化三铁的产率最高,上述流程中产生的氢氧化亚铁与氢氧化铁的物质的量之比为1∶2,最佳质量比为90∶214(或45∶107)。
⑤根据硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大,采用加热浓缩、冷却结晶的方法,再过滤,晶体加热至完全失去结晶水,得到硫酸钠。
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