高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題3 常見金屬及其化合物 3.3 鐵的獲取及應(yīng)用（選考部分B版）蘇教版

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第3單元 鐵的獲取及應(yīng)用 (時間：45分鐘) [基礎(chǔ)過關(guān)題] 1．下列關(guān)于鐵的敘述正確的是 (　　) A．鐵能被磁鐵吸引，但純鐵易被腐蝕 B．鐵能在氧氣中劇烈燃燒，但不能在水蒸氣中燃燒 C．鐵與強(qiáng)氧化劑硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3 D．不能通過化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3 解析　當(dāng)鐵中含有雜質(zhì)時，在潮濕的空氣中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，而純鐵的抗腐蝕能力較強(qiáng)；鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，能被氧化為Fe3＋，但若鐵過量，則Fe3＋被Fe還原為Fe2＋，所以，F(xiàn)e與HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物可能因鐵過量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分別通過化合反應(yīng)Fe＋2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得。故選項B正確。 答案　B 2．下列中學(xué)常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是 (　　) A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴 加KSCN溶液，溶液顯血紅色 B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌， 即可制得白色的氫氧化亞鐵 C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清 液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可 D．FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到淺綠色溶液 解析　A項，過量Fe與HNO3反應(yīng)生成Fe2＋；B項，F(xiàn)e(OH)2極易被氧化，經(jīng)攪拌，加速了Fe(OH)2的氧化，無法得到白色的氫氧化亞鐵；D項，F(xiàn)eO可被稀HNO3氧化生成Fe3＋，而FeO與稀H2SO4反應(yīng)生成Fe2＋。 答案　C 3．將鐵屑溶于過量的稀鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有Fe3＋生成的是 (　　) A．硫酸 B．氯水 C．硫酸鋅 D．氯化銅 解析　鐵屑溶于過量的稀鹽酸得到FeCl2溶液，氯水中的Cl2可與FeCl2溶液中的Fe2＋發(fā)生如下反應(yīng)：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。 答案　B 4．下列反應(yīng)的離子方程式正確的是 (　　) A．將銅屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空氣中變質(zhì)：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．將鐵粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 解析　A項符合3個守恒，正確；B項電荷不守恒，F(xiàn)e3O4中Fe有兩種價態(tài)：＋2、＋3，所以產(chǎn)物中有Fe2＋、Fe3＋，錯誤；C項得失電子不守恒、電荷不守恒，錯誤；D項不符合客觀實際，反應(yīng)后只能產(chǎn)生Fe2＋和H2，錯誤。 答案　A 5．下列敘述不正確的是 (　　) A．Fe與S混合加熱生成FeS B．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置 換反應(yīng) C．過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成 D．FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于蝕刻印刷電路板 解析　Fe與稀HNO3的反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)，B錯。 答案　B 6．下列說法正確的是 (　　) A．Fe在一定條件下與水反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3 B．Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液顯血紅色 C．FeCl2溶液蒸干灼燒后得到FeCl2固體 D．將FeCl3飽和溶液滴入NaOH溶液中可制備Fe(OH)3膠體 解析　高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，A項錯；Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3＋和Fe2＋，B項正確；FeCl2易水解，在空氣中蒸干灼燒產(chǎn)物為Fe2O3，C項錯；將FeCl3飽和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是膠體，故D錯誤。 答案　B [應(yīng)試提升題] 7．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋進(jìn)行如下實驗操作時，最佳順序為 (　　) ①加入足量氯水?、诩尤胱懔克嵝訩MnO4溶液?、奂尤肷倭縉H4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 解析　在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變血紅色，證明無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，且不能確定溶液中不含F(xiàn)e3＋。 答案　C 8．某學(xué)生設(shè)計了如圖的方法對X鹽進(jìn)行鑒定。由此分析，下列結(jié)論中正確的是 (　　) A．X中一定有Fe3＋ B．Z中一定有Fe3＋ C．Y為AgI沉淀 D．X一定為FeBr2溶液 解析　由反應(yīng)過程可知，Z與KSCN溶液反應(yīng)后溶液顯血紅色，Z中一定有Fe3＋，所以B項正確；但X中不一定有Fe3＋，也可能是Fe2＋被硝酸根氧化為Fe3＋，所以A項錯誤；C項中AgI沉淀為黃色而不是淺黃色，所以C項錯誤；D項中X可能是FeBr2也可能是FeBr3，所以只有B項正確。 答案　B 9．用黃色的FeCl3溶液分別進(jìn)行下列實驗，解釋或結(jié)論不正確的是 (　　) 選項 實驗 現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 A 加入FeCl3固體 溶液變成紅褐色 FeCl3的水解程度變大 B 加入等體積水 溶液顏色變淺 c(Fe3＋)變小 C 加入足量Fe粉 溶液顏色變成淺綠色 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ D 將FeCl3溶液微熱 溶液變成紅褐色 水解反應(yīng)ΔH>0 解析　向黃色的FeCl3溶液中加入FeCl3固體，溶液濃度增大，溶液黃色變深，但FeCl3的水解程度變小，A錯誤；往黃色的FeCl3溶液中加入等體積水，溶液被稀釋，F(xiàn)eCl3的水解程度增大，c(Fe3＋)變小，溶液顏色變淺，B正確；在黃色的FeCl3溶液中加入足量Fe粉，發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液顏色變成淺綠色，C正確；水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，將FeCl3溶液微熱可促進(jìn)FeCl3的水解向正方向進(jìn)行，溶液變成紅褐色，D正確。 答案　A 10．將一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 2 molL－1硝酸中，反應(yīng)完全后生成1.12 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，再向反應(yīng)后的溶液中加入1 molL－1 NaOH溶液，要使鐵元素完全沉淀下來，所加入NaOH溶液的體積最少是 (　　) A．450 mL B．500 mL C．400 mL D．不能確定 解析　加入NaOH溶液恰好使鐵元素完全沉淀，最終的溶液為硝酸鈉溶液。不難得出：n(NaOH)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)＝0.25 L2 molL－1－0.05 mol＝0.45 mol，V(NaOH)＝0.45 L＝450 mL。 答案　A 11．鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示： 回答下列有關(guān)問題： (1)鐵元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，原子序數(shù)是26，最外層有2個電子。鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是________。 (2)檢驗硫酸鐵溶液中是否存在Fe2＋的方法是___________________________。 (3)完成化學(xué)方程式： Fe(OH)3＋____NaClO＋____===____Na2FeO4＋____NaCl＋____H2O (4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中使用的一種新型凈水劑，它的氧化性比高錳酸鉀強(qiáng)，其本身在反應(yīng)中被還原為Fe3＋。Na2FeO4之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個原因是(結(jié)合離子方程式說明)______________________ _________________________________________________________________。 解析　(1)鐵元素位于元素周期表的第四周期，說明鐵原子核外有4個電子層；原子序數(shù)等于核外電子數(shù)即26個電子，最外層有2個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律知，鐵原子K、L、M、N層電子數(shù)依次為2、8、14、2。(2)檢驗硫酸鐵溶液中是否存在Fe2＋時應(yīng)防止Fe3＋的干擾，因此可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗。(3)根據(jù)化合價升降法配平氧化劑和還原產(chǎn)物(3NaO→3Na)、還原劑和氧化產(chǎn)物[2 (OH)3→2Na2O4]，然后根據(jù)質(zhì)量守恒判斷缺項及其化學(xué)計量數(shù)(4NaOH)，最后確定水的化學(xué)計量數(shù)。(4)Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)中被還原為Fe3＋，F(xiàn)e3＋易水解生成Fe(OH)3膠體，氫氧化鐵膠體粒子表面積較大，可吸附水中懸浮的雜質(zhì)而使其沉降，達(dá)到凈水的目的。 答案　(1) (2)將適量硫酸鐵溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，充分反應(yīng)后，溶液紫色褪去，證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋ (3)2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O (4)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋，氫氧化鐵膠體粒子表面積較大，可吸附水中懸浮的雜質(zhì)而使其沉降 12．(臺州月考)有關(guān)FeSO4的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分物質(zhì)已略去)。 已知：①X由兩種化合物組成，將X通入品紅溶液，溶液褪色；通入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。 ②Y是紅棕色的化合物。 (1)氣體X的成分是________(填化學(xué)式)。 (2)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)類型屬于________(填序號)。 a．分解反應(yīng) b．復(fù)分解反應(yīng) c．置換反應(yīng) d．化合反應(yīng) e．氧化還原反應(yīng) (3)溶液2中金屬陽離子的檢驗方法是________________________________ _________________________________________________________________。 (4)若經(jīng)反應(yīng)Ⅰ得到16 g固體Y，產(chǎn)生的氣體X恰好被0.4 L 1 molL－1 NaOH溶液完全吸收，則反應(yīng)Ⅳ中生成FeSO4的離子方程式是____________ ____________________________________________________________。 解析　由①知，氣體X為SO2和SO3的混合物；由②知，Y為Fe2O3。所以反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2FeSO4(s)Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。(1)氣體X的成分為SO2和SO3；(2)反應(yīng)Ⅰ的類型為分解反應(yīng)，同時又屬于氧化還原反應(yīng)；(3)溶液2中的金屬陽離子為Fe3＋，所以其檢驗的方法為取少量溶液2于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，則證明原溶液中含有Fe3＋；(4)由題意知經(jīng)反應(yīng)Ⅰ共得到0.1 mol的Fe2O3、0.1 mol的SO2和0.1 mol的SO3，故知反應(yīng)Ⅳ中生成FeSO4的離子方程式是2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋。 答案　(1)SO2、SO3　(2)ae (3)取少量溶液2于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，則證明原溶液中含有Fe3＋ (4)2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋ 13．Fe3O4是重要的化學(xué)試劑，鐵粉在氧氣中燃燒是制取它最為常見和快捷的方法。圖1是制取四氧化三鐵的系列裝置，A裝置用于制取二氧化碳?xì)怏w，并要求氣流穩(wěn)定，流速可控。 請回答下列問題： (1)圖2中儀器a的名稱是________。 (2)根據(jù)題目要求，在圖2中最好選擇________(填序號)作為A裝置。 (3)對圖2中裝置①進(jìn)行氣密性檢查的方法是________，向分液漏斗中加足量水，過一會，水不再下滴，說明裝置①的氣密性良好。 (4)在B裝置中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________ _________________________________________________________________。 (5)當(dāng)產(chǎn)生的氣體與事先預(yù)熱的鐵粉接觸時，在硬質(zhì)玻璃管中將觀察到的明顯現(xiàn)象是________。 (6)反應(yīng)一段時間后，若將硬質(zhì)玻璃管中的固體粉末用鹽酸溶解，取少許溶液于試管中，加入淀粉碘化鉀溶液，沒有藍(lán)色出現(xiàn)，推測固體粉末中除Fe3O4外，一定有____________________。 (7)若鐵粉被完全消耗，某同學(xué)為確定生成物中有＋2價鐵，取少量生成物于試管中，加入適量的稀硫酸溶解。 ①寫出溶解過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________。 ②寫出確定＋2價鐵所用試劑名稱、操作步驟、實驗現(xiàn)象和結(jié)論__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　本題考查Fe3O4的制備及其性質(zhì)檢驗等，意在考查考生分析、設(shè)計實驗方案的能力。(1)圖2中儀器a為長頸漏斗。(2)圖2中三個裝置只有③可以達(dá)到流速可控的目的。(3)檢查裝置①的氣密性時需用止水夾夾住橡膠管，確保裝置中密封住一定體積的氣體。(4)B裝置中Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2。(5)在硬質(zhì)玻璃管中鐵粉與O2劇烈反應(yīng)，并有火星產(chǎn)生。(6)加入淀粉KI溶液沒有出現(xiàn)藍(lán)色，說明溶液中沒有Fe3＋，即生成物中除了有Fe3O4外，還有鐵粉剩余，F(xiàn)e3O4溶于鹽酸生成的Fe3＋被Fe還原為Fe2＋。(7)①Fe3O4溶于稀硫酸生成Fe3＋和Fe2＋，其離子方程式為Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②檢驗溶液中含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液或高錳酸鉀溶液。 答案　(1)長頸漏斗　(2)③　(3)用止水夾夾緊橡膠管 (4)2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2　(5)鐵粉燃燒，有火星　(6)鐵粉　(7)①Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O?、谟眯≡嚬苋∩倭咳芤汉螅蚱渲兄鸬渭尤隟3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，說明有Fe2＋(或用小試管取少量高錳酸鉀溶液，滴入幾滴題述溶液，若紫色變淺，說明有Fe2＋存在)