从巩固到提高高考化学二轮微专题14 铁及其相关化合物

试卷更新日期：2023-01-23 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 已知：M、N、P、Q是化学中常见的物质，它们之间有如图反应关系。下列说法正确的是（）

A、若M是具有磁性的黑色金属氧化物，则P、Q不可相互转化 B、若N是石灰乳，则工业上可以上述物质转化关系为原理处理尾气中的氯气 C、若M、N分别为NH₄Cl固体和NaOH固体，则上述物质转化关系为实验室制备氨气的原理 D、若M、N、P、Q均含同一种元素，且常温下P为黄色固体单质，则M、N均能与Q反应

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2. 下列实验的现象与对应结论均正确的是（）

选项	操作	现象	结论
A	向NaHCO溶液中加入Na[Al(OH)₄]溶液	有白色沉淀生成	[Al(OH)₄]^-结合H⁺的能力比CO $_{3}^{2-}$ 弱
B	用pH试纸测定NaCl和NaF溶液的pH	pH(NaCl)<pH(NaF)	F元素的非金属性强于Cl
C	将Fe(NO₃)₂样品溶于稀H₂SO₄后，滴加KSCN溶液	溶液显红色	Fe(NO₃)₂晶体已氧化变质
D	向久置的Na₂SO₃溶液中加入足量BaCl₂溶液，再加入足量稀盐酸	先出现白色沉淀后部分溶解	部分Na₂SO₃氧化变质

A、A B、B C、C D、D

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3. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是（）

A、 ${Na}_{2} O_{2}$ 放入水中： ${Na}_{2} O_{2} + H_{2} O = 2 NaOH + O_{2} ↑$ B、 $H_{2} O(g)$ 通过灼热铁粉： $3 H_{2} O + 2 Fe = {Fe}_{2} O_{3} + 3 H_{2}$ C、铜丝插入热的浓硫酸中： $Cu + H_{2} {SO}_{4} = {CuSO}_{4} + H_{2} ↑$ D、 ${SO}_{2}$ 通入酸性 ${KMnO}_{4}$ 溶液中： $5 {SO}_{2} + 2 H_{2} O + 2 {MnO}_{4}^{-} = 5 {SO}_{4}^{2 -} + 4 H^{+} + 2 {Mn}^{2 +}$

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4. 下列实验操作对应的现象和根据现象得出的结论均正确的是（）

	实验操作	现象	结论
A	向FeCl₃溶液中滴加稀氨水	溶液由黄色变为红棕色	生成了氢氧化铁胶体
B	碳和浓硫酸加热所得气体产物依次通过品红溶液和澄淸石灰水	品红溶液褪色，澄清石灰水变浑浊	气体产物中含有CO₂和SO₂
C	向某溶液中滴加K₃[Fe(CN)₆]溶液	产生蓝色沉淀	溶液中存在亚铁离子
D	裂化汽油与碘水混合振荡并静置分层	有机层显紫色，水层变为无色	裂化汽油将碘萃取到有机层中

A、A B、B C、C D、D

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5. 铁粉具有平肝镇心，消痈解毒之功效，主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法错误的是（）

A、通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢 B、装置①的作用是干燥氢气 C、装置②、③中的药品可分别是无水硫酸铜、无水氯化钙 D、无需加③装置

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6. 向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是（）

A、OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+ 2Fe³⁺=3Fe²⁺ ， BC 段产生H₂ B、A点溶液中的溶质为Fe(NO₃)₃和H₂SO₄ C、原混合酸中NO₃^-物质的量为0.2 mol D、原混合酸中H₂SO₄的物质的量浓度为2 mol·L^-1

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7. 将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c(Fe²⁺)：c(Fe³⁺)=3：2，则参加反应的Fe和HNO₃的物质的量之比为（）

A、5：12 B、5：16 C、2：3 D、3：2

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8. 下列各组实验中，根据实验现象所得到的结论正确的是（）

选项	实验操作和实验现象	结论
A	向FeCl₂和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO₃溶液，溶液变红	Ag⁺的氧化性比Fe³⁺的强
B	将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明	生成的1，2-二溴乙烷无色，能溶于四氯化碳
C	向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水至过量，先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液	Cu(OH)₂沉淀溶于氨水生成[Cu(OH)₄] ^2-
D	用pH试纸测得：CH₃COON a溶液的pH约为9， NaNO₂溶液的pH约为8	HNO₂电离出H⁺的能力比CH₃COOH的强

A、A B、B C、C D、D

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9. 由下列实验及现象推出的相应结论正确的是（）

实验	现象	结论
A．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⁺
B．向C₆H₅ONa溶液中通入CO₂	溶液变浑浊	酸性：H₂CO₃>C₆H₅OH
C．向含有ZnS和Na₂S的悬浊液中滴加CuSO₄溶液	生成黑色沉淀	K_sp(CuS)<K_sp(ZnS)
D．①某溶液中加入Ba(NO₃)₂溶液 ②再加足量盐酸	①产生白色沉淀 ②仍有白色沉淀	原溶液中有SO₄^2-

A、A B、B C、C D、D

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10. 实验室测定氧化物X(Fe_xO)的组成实验如下：
下列有关说法正确的是（）

A、样品X中氧元素的质量分数约为26.3％ B、溶液Y中c(Fe²⁺)：c(Fe³⁺)=2：1 C、用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe²⁺ D、根据步骤I、Ⅱ可以判断X的组成为Fe_0.75O

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11. 铁元素的“类—价”二维图如下图所示。下列有关说法正确的是（）

A、高温下a与水蒸气反应可得到e B、在空气中加热c，可实现c→b的转化 C、向d的硝酸盐溶液中加入稀盐酸，可实现d→g的转化 D、在水中g易水解，在水处理过程中常加入g的硫酸盐杀菌消毒

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12. 检验菠菜中是否含有铁元素，依次进行灼烧、溶解、过滤、检验四个实验步骤，下列图示，装置或原理不合理的是（）
A．用烧杯将菠菜灼烧成灰
B．用浓盐酸溶解灰烬并加水稀释
C．过滤得到含铁元素的滤液
D．检验滤液中是否含 $F e^{3 +}$ 离子

A、A B、B C、C D、D

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13. 某化学小组在实验室中利用 $F e S O_{4}$ 进行如下实验。下列说法错误的是（）

A、红色固体是 $F e_{2} O_{3}$ B、加热过程发生的反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1 C、在标准状况下，气体Y的体积可能为 $22.4 L$ D、气体Y通入 $B a (O H)_{2}$ 溶液中可产生白色沉淀

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14. 化学创造美好生活。下列劳动项目涉及反应的方程式错误的是（）

A、工人用 $F e C l_{3}$ 溶液制作电路板，利用反应： $2 F e^{3 +} + C u = 2 F e^{2 +} + C u^{2 +}$ B、药剂师用 $A l {(O H)}_{3}$ 作抗胃酸药，利用反应： $A l {(O H)}_{3} + 3 H^{+} = A l^{3 +} + 3 H_{2} O$ C、船舶工程师在船体上镶嵌锌块，防止反应： $F e - 2 e^{-} = F e^{2 +}$ D、工人将模具干燥后再注入熔融钢水，防止反应： $2 F e + 3 H_{2} O \begin{array}{l} \underline{\underline{高温}} \end{array} F e_{2} O_{3} + 3 H_{2}$

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15. X、Y、Z、W均为中学化学的常见物质，一定条件下它们之间有如图的转化关系（其他产物已略去）．
下列选项中的物质不能实现如上图转化的是（）

X
Y
Z
W
A
$C l_{2}$
$F e C l_{3}$
$F e C l_{2}$
$F e$
B
$H_{2} S$
S
$S O_{2}$
$O_{2}$
C
$A g N O_{3}$
$A g O H$
$[A g (N H_{3})_{2}] O H$
$N H_{3} \cdot H_{2} O$
D
$H C \equiv C H$
$B r H C = C H B r$
$B r_{2} C C B r_{2}$
$B r_{2}$

A、A B、B C、C D、D

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16. 如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① B、FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C、加热 $F e (O H)_{3}$ 发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ D、由图可预测：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒；消毒后可生成 $F e (O H)_{3}$ 胶体，故可作净水剂

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17. FeCl₃易潮解、易升华，实验室制备FeCl₃的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法不正确的是（）

A、导管g的作用是平衡气压，便于液体滴下 B、试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸 C、直接用E接收产物比用导管连接D，E的优点是可防止堵塞 D、出于简化装置的目的，F装置可拆除

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18. 用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈 $(F e_{2} O_{3})$ ，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备 $F e_{2} O_{3}$ 的一种实验流程如下：
下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是（）

A、可在装置甲中进行“酸浸”操作 B、按图乙所示操作配制“酸浸”所需的 $3 m o l \cdot L^{- 1} H_{2} S O_{4}$ 溶液 C、用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液 D、用装置丁灼烧 $F e {(O H)}_{3}$ 固体制 $F e_{2} O_{3}$

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二、实验探究题

19. 无水 $F e C l_{3}$ 是有机合成催化剂，还可做作水处理剂等。实验室可用 $F e C l_{3} \cdot 6 H_{2} O$ 和亚硫酰氯( $S O C l_{2}$ )制备无水 $F e C l_{3}$ ，装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知无水 $F e C l_{3}$ 能吸收空气里的水分而潮解； $S O C l_{2}$ 沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题：

(1)、仪器B的名称是，其加热的合理方式为；F装置中填充的试剂是(填名称)；仪器E的作用为。

(2)、已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下表：
温度/℃
0
10
20
30
50
80
100
溶解度(g/100g $H_{2} O$ )
74.4
81.9
91.8
106.8
315.1
525.8
535.7
则由 $F e C l_{3}$ 溶液制得 $F e C l_{3} \cdot 6 H_{2} O$ 晶体的方法为：。最后过滤洗涤干燥。常温下，若 $F e C l_{3}$ 溶液的pH控制不当会使 $F e^{3 +}$ 沉淀，当调节溶液的 $p H = 2$ 时，溶液中 $c (F e^{3 +}) =$ mol⋅L $^{- 1}$ 。(常温下 $K_{s p} [F e {(O H)}_{3}] = 2.6 \times 1 0^{- 39}$ )．

(3)、已知： $S O C l_{2}$ 过量，请写出D中在加热时产生 $F e C l_{3}$ 的化学方程式：。

(4)、为了检验D中最终产品是否含有 $F e C l_{2}$ ，取少量产品溶于盐酸，(填操作和现象)，则产品含不 $F e C l_{2}$ 。

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20. 化学实验社团成员将某器件加工企业的生产废料溶解后取样20mL，进行分离并测定Fe³⁺浓度的实验实践活动，设计实验方案如下：
已知：①乙醚[(C₂H₅)₂O]低毒，微溶于水，密度比水小，沸点34.5℃，易挥发；
②当盐酸浓度较高时，Fe³⁺、HCl与乙醚易形成缔合物[(C₂H₅)₂OH][FeCl₄]而易溶于乙醚；当盐酸浓度降低时，该缔合物解离。
回答下列问题：

(1)、铬在元素周期表中的位置是。

(2)、步骤I中操作a的名称是，该操作完成后，简述检验Fe³⁺已无残留的方法是。

(3)、步骤II中加“适量水”的目的是。

(4)、步骤III中的还原剂X最好是难溶性还原剂，原因是。

(5)、步骤IV滴定反应的离子方程式为。滴定至终点，测得平均消耗0.0500mol∙L^-1K₂Cr₂O₇溶液16.00mL，试样中Fe³⁺的物质的量浓度为；滴定过程中，下列操作可能导致测定结果偏高的是(填标号)。
a．锥形瓶内有少量水
b．盛装K₂Cr₂O₇标准液的滴定管未润洗
c．步骤Ⅲ用滴定管移取溶液时终读数俯视
d．滴定结束，滴定管尖嘴处有气泡

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21. 铁黄( $F e O O H$ )是重要的化工产品。某学校兴趣小组用如图所示装置，进行铁黄制备研究，具体操作如下：向三颈烧瓶中依次加入 $250 m L 3.0 m o l \cdot L^{- 1}$ 硫酸亚铁溶液、铁黄晶种和过量碎铁皮，在 $80 ℃$ 水浴加热条件下，持续通入空气并不断搅拌，在晶种上得到铁黄晶体。

(1)、检验反应完成后上层溶液中是否存在 $F e^{3 +}$ 的实验方法为。

(2)、结合反应原理解释加入过量碎铁皮的作用是。

(3)、测定样品中铁黄的质量分数。
①配制 $100 m L 0.500 m o l \cdot L^{- 1} K_{2} C r_{2} O_{7}$ 标准溶液。实验过程可描述为，继续加入蒸馏水至离刻度线 $1 ~ 2 c m$ 处，改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切，塞好瓶塞，颠倒摇匀，装瓶贴上标签。
②称取铁黄样品 $6.000 g$ 置于 $250 m L$ 锥形瓶中，加入适量稀盐酸、加热，滴加稍过量的 $S n C l_{2}$ 溶液(将 $F e^{3 +}$ 还原为 $F e^{2 +}$ )充分反应，再除去过量的 $S n^{2 +}$ 。用上述配制的 $K_{2} C r_{2} O_{7}$ 标准溶液滴定至终点( $C r_{2} O_{7}^{2 -} + 14 H^{+} + 6 F e^{2 +} = 6 F e^{3 +} + 2 C r^{3 +} + 7 H_{2} O$ )，消耗 $K_{2} C r_{2} O_{7}$ 溶液 $22.00 m L$ 。计算该样品中铁黄的质量分数(写出计算过程)。

(4)、铁和氨在 $640 ℃$ 时可发生置换反应，一种产物的晶胞结构如图所示。
①该产物的化学式为。
②氮原子位于由铁原子构成的正八面体的中心。在答题卡的中用“-”将铁原子构成的正八面体连接起来。

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22. 长期放置的FeSO₄溶液易被氧化而变质。某兴趣小组分别对新制和久置的两瓶FeSO₄溶液进行了如表实验。

(1)、I.分别取2mL新制的FeSO₄溶液于三支试管中，进行如图实验。
实验
试剂X
实验现象
实验i
1mL1mol/LNaOH溶液
现象a
实验ii
5滴酸性KMnO₄溶液
现象b：紫色褪去
实验iii
依次加入5滴KSCN溶液、5滴氯水
现象c
方案i中，现象a是立即产生白色沉淀，白色沉淀逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色。白色沉淀的化学式是，最终变为红褐色的化学方程式是。

(2)、方案iii的实验现象是，写出氯水参与反应的的离子方程式：。

(3)、II.久置的FeSO₄溶液。
实验操作
实验现象
实验结论
实验iv
取少量久置的FeSO₄溶液于试管中，向其中滴加5滴KSCN溶液
溶液变红
FeSO₄溶液部分变质
实验v
将上述实验v中的实验操作和现象补充完整。

(4)、若要使部分变质的FeSO₄复原，发生反应的离子反应方程式是。

(5)、小组同学查阅资料得知，“维生素C可将Fe³⁺转化为Fe²⁺”。为了验证维生素C的作用，设计了如表实验vi。
实验操作
实验现象
实验vi
取一定量Fe₂(SO₄)₃溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性KMnO₄溶液
紫色褪去
由实验vi能否得出“维生素C可将Fe³⁺转化为Fe²⁺”的结论？请说明理由。

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三、综合题

23. 以废铁屑(含 $F e_{2} O_{3}$ 及少量Fe和 $S i O_{2}$ )为原料制备 $F e C O_{3}$ 和 ${K_{3} [F e {(C_{2} O_{4})}_{3}] \cdot 3 H_{2} O}$ 晶体的流程如下：
已知：①25℃时， $K_{s p} (F e C O_{3}) = 3.0 \times 1 0^{- 11}$ ， $K_{s p} [F e {(O H)}_{2}] = 5.0 \times 1 0^{- 17}$ ， $K_{s p} [F e {(O H)}_{3}] = 2.0 \times 1 0^{- 39}$ ；
② $K_{3} [F e {(C_{2} O_{4})}_{3}] \cdot 3 H_{2} O$ 晶体呈翠绿色，可溶于水、难溶于乙醇。

(1)、室温下，若滤液I中 $c (F e^{3 +})$ 为 $2.0 m o l \cdot L^{- 1}$ ，要保证无沉淀产生，则应调节滤液I的pH小于。

(2)、向滤液I中加入过量铁粉，使 $F e^{3 +}$ 完全转化为 $F e^{2 +}$ 。检验 $F e^{3 +}$ 是否完全还原的实验操作是。

(3)、将滤液II与饱和 $N H_{4} H C O_{3}$ 溶液混合即可制得 $F e C O_{3}$ 。
①滤液II和饱和 $N H_{4} H C O_{3}$ 溶液的混合方程式为。
②混合过程中放出的气体为(填化学式)。

(4)、甲同学认为流程中，用 $H_{2} O_{2}$ 代替空气与滤液I反应效果更好，乙同学不同意甲的观点，其理由是。

(5)、写出加入饱和 $K_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液时发生反应的离子方程式：。

(6)、经“一系列操作”获得翠绿色晶体后，用乙醇洗涤晶体的目的是。

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24. 钒及其化合物在工业上有许多用途。从废钒(主要成分V₂O₃、V₂O₅、Fe₂O₃、FeO、SiO₂)中提取五氧化二钒的一种工艺流程如图。
已知：①VOSO₄能溶于水，VO²⁺与Fe不能反应。
②有机溶剂H₂R对VO²⁺及Fe³⁺萃取率高，但不能萃取Fe²⁺。
回答下列问题：

(1)、“酸浸、氧化”过程中若用浓盐酸代替硫酸，V₂O₅转化为VO²⁺ ，同时生成有毒的一种气体，反应的化学方程式为。同时该步骤中V₂O₃转化为VO²⁺ ，反应的离子方程式为。

(2)、萃取前用“铁粉”对酸浸后的浸出液进行处理，主要目的是，为检验处理后的浸出液中是否含有该杂质离子，可选用的化学试剂是(填试剂名称)。

(3)、“溶剂萃取与反萃取”可表示为：VO²⁺+H₂R $⇌_{反萃取}^{溶剂萃取}$ VOR+2H⁺。为了提高VO²⁺的产率，反萃取剂可选用。(供选物质：NaCl，NaOH，H₂SO₄ ，填写相应物质的化学式)

(4)、反萃取后的水层中加KClO₃ ，使VO²⁺变为VO $_{3}^{-}$ ， ClO $_{3}^{-}$ 变为Cl^-。当反应1.5molVO²⁺时，至少需要KClO₃的物质的量为mol。

(5)、已知NH₄VO₃难溶于水，K_ap=3.0×10^-8 ，向10mL0.1mol·L^-1NaVO₃的滤液中加入等体积的NH₄Cl溶液忽略混合过程中的体积变化，欲使VO $_{3}^{-}$ 沉淀完全，则NH₄Cl溶液的最小浓度为(保留两位有效数字，溶液中某离子浓度≤1×10^-6mol·L^-1时，认为该离子沉淀完全)

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