突破练9　含铁物质的制备及转化--2026全国版高考化学突破练(含答案)

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2026全国版高考化学突破练
突破练9　含铁物质的制备及转化
选择题每小题3分,共21分。
基础·满分练
命题角度1　铁及其重要化合物的转化
1.(2025·安徽淮南、淮北一模)某研究小组探究Fe3+与S2-的反应:①向盐酸酸化的FeCl3溶液中滴入少量Na2S溶液,有黑色沉淀生成,一段时间后黑色沉淀消失,出现乳白色浑浊物,同时产生具有刺激性气味的气体;②继续滴加Na2S溶液至过量,再次出现黑色沉淀且不再消失。已知:FeS、Fe2S3均为黑色沉淀。结合材料,下列离子方程式书写错误的是 (　　)
A.Fe3+的水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
B.①中生成黑色沉淀的反应:2Fe3++3S2-+6H2O2Fe(OH)3↓+3H2S↑
C.①中黑色沉淀消失的反应:Fe2S3+4H+2Fe2++S+2H2S↑
D.②中生成黑色沉淀的反应:Fe2++S2-FeS↓
2.(2025·河南开封二模)根据下列铁及其化合物性质探究的实验操作和现象,得出结论正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中 铁片不溶解 常温下,铁与浓硫酸不发生化学反应
B 向CuSO4溶液中加入铁粉 有红色固体析出 Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
C 向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得 Fe(OH)3胶体,再聚集成Fe(OH)3沉淀
D 某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 原溶液中有Fe2+,无Fe3+
3.(2025·广东湛江一模)部分含Cu或Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.若a可与稀盐酸反应生成c,则直接加热蒸干c溶液一定不能得到溶质c
B.若存在a→c→f→e转化过程,其中一定包含复分解反应
C.若可用b制备e,其过程中一定能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色,再变成红褐色
D.若d能溶解于氨水中,则说明NH3与Cu2+配位能力大于H2O与Cu2+配位能力
命题角度2　含铁化合物的制备
4.(2025·湖南九校联盟联考)硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂,其晶体的微观结构如图1,某小组用硫酸铵和硫酸亚铁制备硫酸亚铁铵,实验装置如图2(夹持装置略)。下列说法正确的是(　　)
图1
图2
A.硫酸亚铁铵晶体中Fe2+的配位数为6,微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键
B.图2装置C处的试管中可加入NH4Cl固体制备氨气
C.图2装置A进行实验时,先打开止水夹a一段时间,再关闭a,打开止水夹b
D.充分反应后,将装置B中溶液转移至蒸发皿中,经过一系列操作后,过滤、洗涤得硫酸亚铁铵晶体,为了减少产品的氧化,过滤、洗涤的速度都要尽可能快
5.(2025·辽宁大连一模)某实验小组经查阅资料完成了有关含铁化合物在溶液中的制备并观察现象,具体流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.两种溶液混合时,可以用足量CO2代替N2
B.直接加热蒸干FeSO4溶液,可以得到无水FeSO4固体
C.将含沉淀A的混合液静置,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,上层清液变为蓝色
D.生成产品C的化学方程式为2FeOOH+Fe(OH)2Fe3O4+2H2O
能力·高分练
6.(2025·江西重点中学盟校联考)M、N是日常生活中常见的金属单质,M、N及其化合物的转化关系(每一步均反应完全)如图,其中,X、Y、Z是含有元素N的化合物,反应②是制备金属M的方法之一。下列说法正确的是(　　)
A.M、N在常温下都不溶于浓硫酸,因为被钝化
B.N的金属性比M强,所以N的所有离子都不能与M反应
C.1 mol M在①中完全溶解转移的电子数与1 mol NSO4在③中完全反应转移的电子数相等
D.X→Y、X→Z的反应都可用来检验X中的金属离子
7.(2025·福建龙岩一模)高活性Fe(OH)3是制取高纯NaFeEDTA的重要原料,某种制备Fe(OH)3的路线如下。
已知:1 mol·L-1 Na2CO3溶液pH≈12,
Ksp(FeCO3)=3×10-11,Ksp[Fe(OH)2]=4.8×10-17,FeCO3为白色难溶物,各步反应均完全。下列说法错误的是(　　)
A.悬浊液中白色难溶物为FeCO3
B.制备过程中可能有两种气体产生
C.整个制备过程转移电子的物质的量大于0.01 mol
D.系列操作中可用BaCl2溶液检验沉淀是否洗涤干净
8.(15分)(2025·广州天河区调研)FeCl3在无机化工产业中有重要用途,已知无水FeCl3易潮解,加热易升华。实验室制备FeCl3并对其进行性质探究。
Ⅰ.制备无水FeCl3
(1)A为氯气发生装置,A中橡皮管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　,反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)B中的试剂是　　　　　　　　,装置F的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.探究FeCl3的性质
(3)将酸化的5 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液与2 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液混合,得到红色溶液(Fe3+与S可以形成红色配离子),一段时间后红色褪去。溶液褪色的原因是 　　　　　　　　　　　　　　。
(4)为进一步探究FeCl3的性质,某小组进行了如下实验:
操作 序号 现象
a 蒸发时,试管内有白雾
b 灼烧时,导出的气体可以使NaBr溶液变黄
c 最终,试管底部留有黑色固体
①结合化学方程式,解释a中的实验现象: 　　　　　　　　　　　　　　。
②将c中黑色固体溶于浓盐酸,无气泡产生,小组同学判断黑色固体中含有正二价铁,其判断理由是 　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
课时突破练9
1.B　Fe3+与S2-反应直接生成黑色沉淀,而Fe(OH)3为红褐色沉淀,B项错误。
2.C　铁在常温下与浓硫酸发生钝化反应,生成致密氧化膜阻止反应继续进行,钝化属于化学反应,A项错误。铁置换出Cu说明Fe的还原性比Cu强,Cu2+的氧化性强于Fe2+,B项错误。FeCl3在沸水中水解生成Fe(OH)3胶体,持续加热胶体聚沉为沉淀,C项正确。滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液中存在Fe2+,但无法确定Fe3+是否存在,D项错误。
3.C　根据物质类别与相应化合价的关系,a为Cu或Fe,b为CuO或FeO,c为铜盐或亚铁盐,d为氢氧化铜或氢氧化亚铁,e为氢氧化铁,f为铁盐,g为氧化铁。a与稀盐酸反应生成c,则c溶液为FeCl2溶液,FeCl2溶液直接加热蒸干,其中的二价铁被氧气氧化成三价铁,不能得到溶质FeCl2,A项正确。在a→c→f→e转化过程中,可以确定该元素是Fe,那么f→e的转化过程一定为复分解反应,B项正确。e是Fe(OH)3,制备Fe(OH)3的方法很多,C项错误。d可能是Cu(OH)2或Fe(OH)2,能溶解于氨水中的只有Cu(OH)2,形成深蓝色的络合物,说明NH3与Cu2+配位能力大于H2O与Cu2+配位能力,D项正确。
4.D　由图1可知,晶体中Fe2+的配位数为6,晶体中微粒间的相互作用除有离子键、共价键和配位键外,还有氢键,A项错误。NH4Cl固体受热分解产生氨气和氯化氢,温度降低后又反应生成NH4Cl,可能堵塞导管,故不能直接加热NH4Cl固体制备氨气,B项错误。图2装置A进行实验时,先打开止水夹b一段时间,用产生的氢气赶走装置内空气,再关闭止水夹b,打开止水夹a,利用压强差将装置A中硫酸亚铁溶液转移至装置B中,C项错误。由于+2铁还原性较强,为了减少产品的氧化,过滤、洗涤的速度都要尽可能快,D项正确。
5.D　CO2会与NaOH反应:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,故不能用CO2代替N2,A项错误。FeSO4具有还原性,加热蒸干过程中易被空气中氧气氧化,最终得不到无水FeSO4固体,B项错误。FeSO4与NaOH的反应为FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4,根据题给数据,反应后FeSO4过量,沉淀A是Fe(OH)2,Fe(OH)2沉淀在下层,上层清液含Fe2+,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,C项错误。FeOOH与Fe(OH)2反应生成黑色磁性的Fe3O4,化学方程式为2FeOOH+Fe(OH)2Fe3O4+2H2O,D项正确。
6.D　M、N是日常生活中常见的金属单质,X、Y、Z是含有元素N的化合物,根据图中信息可知,Z为红褐色沉淀,因此Z为Fe(OH)3,X中加入NaOH溶液后得到Z,而NSO4中加入稀硫酸和H2O2可得到X,可知X为Fe2(SO4)3,NSO4为FeSO4,N为Fe,X中加入KSCN溶液得到Y,则Y为Fe(SCN)3;反应②是制备金属M的方法之一,可知为湿法炼铜,M为Cu,MSO4为CuSO4。铜在常温下与浓硫酸不反应,与钝化无关,A项错误。M为铜,N为铁,铁的金属性比铜强,Fe3+具有强氧化性,能将铜氧化为铜离子,B项错误。在①中,Cu被氧化为Cu2+,1 mol Cu在①中完全溶解转移2 mol电子,在③中,FeSO4被氧化为Fe2(SO4)3,1 mol FeSO4在③中完全反应转移1 mol电子,两个反应转移电子数不相等,C项错误。向Fe2(SO4)3溶液中加入KSCN生成Fe(SCN)3使溶液呈红色,向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH生成Fe(OH)3红褐色沉淀,都可说明存在Fe3+,D项正确。
7.A　饱和FeCO3溶液中,Ksp(FeCO3)=3×10-11,c(Fe2+)≈c(C)≈5.48×10-6mol·L-1;饱和Fe(OH)2溶液中,Ksp[Fe(OH)2]=4.8×10-17,c(Fe2+)≈c(OH-)≈2.29×10-6mol·L-1,即溶解度:FeCO3>Fe(OH)2,则10 mL 1 mol·L-1的FeSO4溶液中加入10 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,得到Fe(OH)2白色沉淀,用H2O2溶液将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。悬浊液中白色难溶物为Fe(OH)2,A项错误。在加入Na2CO3溶液时,可能会产生CO2;后续用H2O2氧化Fe(OH)2时,H2O2在加热条件下也易分解产生O2,B项正确。10 mL 1 mol·L-1的FeSO4溶液含FeSO4物质的量为0.01 mol,氧化过程中Fe(OH)2转化为Fe(OH)3,转移0.01 mol电子,另外H2O2会发生分解生成H2O和O2,该过程也有电子转移,则整个制备过程转移电子的物质的量大于0.01 mol,C项正确。洗涤后若滤液中仍含S或C,加入BaCl2会出现沉淀,因此可用BaCl2检验沉淀是否洗净,D项正确。
8.(1)平衡气压,使浓盐酸能顺利流下　2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)饱和食盐水　防止G中的水蒸气进入E中使FeCl3发生潮解
(3)Fe3+和S发生了氧化还原反应,Fe3+和S浓度减小,红色配离子浓度减小,所以红色褪去
(4)①加热促进FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl平衡正向移动,挥发出的HCl形成白雾　②实验b确认有氯气生成,氯元素化合价升高,黑色固体与盐酸没有H2产生,说明没有铁单质,则铁元素化合价降低至+2价,黑色固体有可能是FeO或Fe3O4或FeO和Fe3O4的混合物,它们均含有+2价铁
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