高考二轮复习知识点:铁的化学性质
试卷更新日期:2023-07-29 类型:二轮复习
一、选择题
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1. 部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A、在水溶液中,a可与e反应生成b B、e只能被还原 C、可将e的溶液加入NaOH溶液中制得d(OH)3胶体 D、可存在b→c→d→e→b的循环转化关系2. 一定条件下,下列金属中能与水发生置换反应并产生金属氧化物的是A、钾 B、镁 C、铁 D、铜3. 化学与日常生活息息相关,下列说法错误的是A、食醋除去水垢中的碳酸钙 B、乙二醇可用于生产汽车防冻液 C、纯铁器皿比生铁器皿更容易锈蚀 D、氯化铁用于电子元件的五金蚀刻4. 为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入硫酸酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是A、加入酸性KMnO4溶液紫红色不褪去 B、加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C、加入KSCN溶液无红色出现 D、加入AgNO3溶液产生沉淀5. 含铁物质或微粒所带电荷数与化合价的关系如图所示,下列说法错误的是A、M可能是 B、R为铁单质,常温下遇浓硫酸发生钝化 C、N可用溶液检验 D、与强氧化剂在碱性条件下反应可以生成6. 下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用铁盐净水
水解得到胶体
B
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
可与酸反应
C
工人将模具干燥后再注入熔融钢水
铁与高温下会反应
D
在钢铁设施上安装镁合金
镁比铁活泼,可防止铁被腐蚀
A、A B、B C、C D、D7. 含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是A、可用苯酚溶液鉴别đ和e B、a与水反应可直接生成c C、e的水溶液常用于净水 D、存在e-d-f-g的循环转化关系8. 以下化学品用途正确的是A、二氧化硫——食品防腐剂 B、铁粉——食品干燥剂 C、生石灰——食品脱氧剂 D、苏打——食品膨松剂9. 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、工人用溶液制作电路板,利用反应: B、药剂师用作抗胃酸药,利用反应: C、船舶工程师在船体上镶嵌锌块,防止反应: D、工人将模具干燥后再注入熔融钢水,防止反应:10. 铁与下列足量溶液发生反应,一定有固体剩余的是( )A、稀硫酸 B、稀硝酸 C、热的浓硫酸 D、冷的浓硝酸11. 在给定条件下,下列物质间的转化不能实现的是( )A、FeFeCl3 B、FeFeSO4 C、FeFe3O4 D、FeFeCl212. 如图为部分含铁物质之间的转化关系,下列说法正确的是( )A、FeCl2溶液与H2O2溶液反应,可实现转化⑥ B、将Fe(OH)3溶于氢碘酸可实现转化③ C、将Fe(OH)2溶于稀硝酸可转化为Fe2+ D、铁与水蒸气在高温下反应可实现转化①13. 铁与水蒸气反应的实验装置如图,下列说法正确的是( )A、实验时,试管口应高于试管底 B、加热时试管内生成黑色物质,点燃肥皂泡可听到爆鸣声 C、反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2 D、试管中发生化合反应14. 指定条件下,以铁为原料,不能一步制得的是( )A、FeFeCl3 B、FeFe2O3 C、FeFe(NO3)3 D、FeFeSO415. 关于钢与生铁的说法错误的是( )A、都属于合金 B、都不易腐蚀 C、都比纯铁的硬度大 D、都比纯铁的用途广16. 明代宋应星所著《天工开物》中有记载:“黄矾,乃即炼皂矾(FeSO4·7H2O)炉侧土墙……刮取下来,名日黄矾,染家用之。金色浅者涂炙,立成紫赤色也。”下列有关黄矾说法错误的是( )A、黄矾的主要成分中含有Fe3+ B、黄矾在医药上可以作补铁剂 C、黄矾可以应用于印染工业 D、黄矾经火烤,立刻生成Fe2O317. 下列说法正确的是( )A、生铁中的含碳量比钢低 B、储氢合金吸收、放出氢气的过程是物理变化 C、铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 D、和都能与酸发生反应,均属于碱性氧化物18. 下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )A、Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红 B、Fe2(SO4)3与KSCN反应产生血红色沉淀 C、除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤 D、Fe(OH)2为白色固体,不溶于水,能在空气中稳定存在19. 氯化铁常用于污水处理等。该化合物是棕红色固体,易潮解,100℃时易升华。实验室可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁,实验装置如图所示。下列说法正确的是( )A、装置I中反应的离子方程式为MnO2+4HCl Mn2++Cl2↑+2Cl-+2H2O B、装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO3以除去Cl2中的少量HCl C、装置III和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸 D、装置V的作用是为了防止倒吸二、多选题
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20. 类比推理是化学中常用的思维方法.下列推理正确的是( )
A、CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子 B、SiH4的沸点高于CH4 , 推测H2Se的沸点高于H2S C、Fe与Cl2反应生成FeCl3 , 推测Fe与I2反应生成FeI3 D、NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr三、非选择题
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21. 为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)、由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L−1 FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、(从下列图中选择,写出名称)。(2)、电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择作为电解质。阳离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
阴离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
Li+
4.07
4.61
Na+
5.19
7.40
Ca2+
6.59
Cl−
7.91
K+
7.62
8.27
(3)、电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入电极溶液中。(4)、电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L−1。石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)=。(5)、根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 , 铁电极的电极反应式为。因此,验证了Fe2+氧化性小于 , 还原性小于。(6)、实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是。22. 铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空:(1)、铁的原子结构示意图为。由此可知,铁是第周期元素,铁原子核外3d轨道上共填充了个电子。(2)、古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的,其主要成分是(选填编号)。a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)、FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等,实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4变质,经常向溶液中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示)。(4)、向新配制的FeSO4溶液中,加入一定量的稀硝酸,发生如下反应:Fe2++H++NO=Fe3++NO↑+H2O
①配平上述反应。
②每生成0.5molNO气体,转移的电子数为。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+ , 实验方案是。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气,其过程如图所示:
(5)、写出反应Ⅲ的平衡常数表达式。(6)、写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式:。(7)、Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO,当其它条件一定时,达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。已知:①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃,平衡时CO体积百分含量最高的原因:。
23. 化合物X由两种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:已知:X可与水反应生成一种二元含氧酸,流程中X与NaOH(物质的量之比1:1)发生化合反应得到溶液A(含4种元素)。B和D为纯净物。
请回答:
(1)、X的组成元素是 , X的化学式是。(2)、写出X→A的化学方程式。(3)、写出C→D的离子方程式。(4)、实验室制得的黄绿气体单质B含有HCl,设计实验验证。24. 金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料。以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如图所示。请回答下列问题:
(1)、钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为:2R+C 2Fe+2TiO2+CO2↑,钛酸亚铁中钛元素的化合价为 , 钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4 , 反应中无气体生成,该反应的化学方程式为。(2)、上述生产流程中加入铁屑的目的是。(3)、此时溶液I中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子,常温下,其对应氢氧化物的Ksp如表所示。氢氧化物
Fe(OH)2
TiO(OH)2
Mg(OH)2
Ksp
8.0×10-16
1.0×10-29
1.8×10-11
①常温下,若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.18mol·L-1,当溶液的pH等于时,Mg(OH)2开始沉淀。
②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释,立即析出大量白色沉淀,该反应的离子方程式为。
③溶液I经冷却、结晶、过滤,得到的副产物甲是 , 过滤需要的主要玻璃仪器是。
(4)、Mg还原TiCl4过程必须在1070K的温度下进行,你认为还应该控制的反应条件是。(5)、除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是。25. 将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应),试判断下列情况溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)、若铁粉有剩余,则容器不可能有。(2)、若CuCl2有剩余,则容器中一定有可能有。(3)、若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有 , 一定有。(4)、FeCl3和Fe粉反应时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为。26. 实验小组制备NaNO2 , 并探究其性质。(1)、I.制备NaNO2A中发生反应的化学方程式是。
(2)、B中选用漏斗替代长直导管的优点是。(3)、为检验B中制得NaNO2 , 甲进行以下实验:序号
试管
操作
现象
①
2 mLB中溶液
加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液
不变蓝
②
2 mLB中溶液
滴加几滴H2SO4至pH=5,加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液
变蓝
③
2 mLH2O
滴加几滴H2SO4至pH=5,加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液
不变蓝
实验③的目的是。
(4)、乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2 , 还需补充实验,理由是。(5)、II.探究NaNO2的性质装置
操作
现象
取10 mL1 mol/LNaNO2溶液于试剂瓶中,加入几滴H2SO4酸化,再加入10 mL1 mol/LFeSO4溶液,迅速塞上橡胶塞,缓缓通入足量O2。
i.溶液迅速变为棕色;
ii.溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,溶液上方为浅红棕色。
iii.最终形成棕褐色溶液。
资料:i.[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
ii.HNO2在溶液中不稳定,易分解产生NO和NO2气体。
溶液迅速变为棕色的原因是。
(6)、已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3+ , 反应的离子方程式是。(7)、最终棕褐色溶液的成分是Fe(OH)x(SO4)y , 测得装置中混合溶液体积为20 mL,设计如下实验测定其组成。资料:充分反应后,Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y。
Fe(OH)x(SO4)y中x=(用含V1、V2的代数式表示)。
27. 已知:2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。某学习小组对铁丝(含杂质碳)与浓硫酸反应后的产物进行探究。(1)、Ⅰ.溶液探究将反应后的溶液稀释,取稀释液,滴加NaOH溶液,观察到现象时,证明有Fe3+存在。为进一步判断溶液中是否存在Fe2+ , 可另取稀释液少许,滴加(选填编号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.KMnO4酸性溶液
(2)、为判断反应停止后硫酸是否有剩余,制定的实验方案为:测定稀释液的pH。请对此实验设计进行评价。。(3)、Ⅱ.气体探究将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水,观察到:品红溶液褪色、澄清石灰水变浑浊。是否(填写“是”或“否”)能据此判断除SO2外,反应后气体中还含有CO2?请说明理由。
最后逸出的气体具有可燃性,推测该气体为H2 , 理由是(用离子方程式表示)。
(4)、收集混合气体336mL(已折算成标准状况),通入足量的氯水中,发生反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。滴加足量BaCl2溶液,生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥、称量,测得质量为2.330g。则混合气体中SO2的体积分数为。(精确至小数点后第二位)(5)、将上述混合气体直接通入BaCl2溶液,未见明显现象,放置一段时间后发现有少许浑浊,分析其中的原因。28. 某实验小组研究 FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液之间的反应,进行如下实验探究(1)、配制 FeCl3 溶液时,先将 FeCl3 溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度。结合化学用语说 明浓盐酸的作用:。(2)、甲同学认为,上述实验在开始混合时观察到的现象不涉及氧化还原反应,实验 I中红褐色比 II 中略浅的原因是。(3)、乙同学认为实验 II 可能发生了氧化还原反应,为了探究反应的产物做了实验 III和生成物检验。①取少量 Na2SO3 溶液电极附近的混合液,加入 , 产生白色沉淀,证明产生了 SO42-。
②该同学又设计实验探究另一电极的产物,取少量FeCl3溶液电极附近的混合液,加入铁氰化钾溶液,产生 , 证明产生了Fe2+。
(4)、实验 III 发生反应的方程式是。(5)、实验小组查阅资料:溶液中 Fe3+、 SO32- 、OH-三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化:从反应速率和化学平衡两个角度解释实验 I、II 现象背后的原因可能是:。
29. 文物是人类宝贵的历史文化遗产,我国文物资源丰富,但保存完好的铁器比青铜器少得多,研究铁质文物的保护意义重大。(1)、铁刃铜钺中,铁质部分比铜质部分锈蚀严重,其主要原因是。(2)、已知:ⅰ.铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀,表面生成疏松的FeOOH;
ⅱ.铁质文物在干燥的土壤中表面会生成致密的Fe2O3 , 过程如下。
①写出ⅰ中,O2参与反应的电极反应式和化学方程式:、。
②若ⅱ中每一步反应转化的铁元素质量相等,则三步反应中电子转移数之比为。
③结合已知信息分析,铁质文物在潮湿的土壤中比在干燥的土壤中锈蚀严重的主要原因是。
(3)、(资料1)Cl–体积小穿透能力强,可将致密氧化膜转化成易溶解的氯化物而促进铁质文物继续锈蚀。(资料2)Cl–、Br–、I–促进铁器皿继续锈蚀的能力逐渐减弱。
①写出铁质文物表面的致密氧化膜被氯化钠破坏的化学方程式。
②结合元素周期律解释“资料2”的原因是。
(4)、从潮湿土壤出土或海底打捞的铁质文物必须进行脱氯处理:用稀NaOH溶液反复浸泡使Cl-渗出后,取最后一次浸泡液加入试剂 (填化学式)检验脱氯处理是否达标。(5)、经脱氯、干燥处理后的铁质文物再“覆盖”一层透明的高分子膜可以有效防止其在空气中锈蚀。下图为其中一种高分子膜的片段:该高分子的单体是。
30. 工业、上常用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]作原料,制取二氧化钛及铁红,其生产流程如图:已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。
回答下列问题:
(1)、钛铁矿用硫酸溶解时,过滤所得滤渣的成分是 (填化学式)。(2)、从溶液B中得到FeSO4·7H2O晶体的操作是、过滤、洗涤、干燥。(3)、溶液C中加入NH4HCO3 , 发生反应的离子方程式是。(4)、煅烧FeCO3 , 发生反应的化学方程式是。(5)、流程中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O。请结合TiO2+的水解平衡原理解释其原因:。(6)、用如图所示装置(熔融CaF2-CaO作电解质)获得金属钙,并用钙还原TiO2制取金属钛。阳极反应式是 , 反应过程中CaO的物质的量 (填“减小”“不变”或“增大”)。31. 碱式氯化铜为绿色或墨绿色结晶性粉末,难溶于水,溶于稀酸和氨水,在空气中十分稳定。(1)、Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。向 溶液中通入 和 ,调节pH至5.0~5.5,控制反应温度于70~80℃,实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。仪器X的名称是 , 其主要作用有导气、。
(2)、实验室利用装置A制 ,发生反应的化学方程式为。(3)、反应过程中,在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去,还可能观察到的现象是、、。(4)、若体系 过高会导致碱式氯化铜的产量(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。(5)、反应结束后,将三颈瓶中的混合物过滤,从滤液中还可以获得的副产品是(填化学式),经提纯得产品无水碱式氯化铜。(6)、Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品 ,加硝酸溶解,并加水定容至200mL,得到待测液。铜的测定:取20.00mL测液,经测定, 浓为 。则称取的样品中 mol。
(7)、采用沉淀滴定法测定氯:用 标准溶液滴定过量的 ,实验如图:①滴定时,应选用下列哪种物质作为指示剂(填标号)。
A. B. C.
②重复实验操作三次,消耗 溶液的体积平均为10.00mL。则称取的样品中 mol。
(8)、根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为。32. 某研究性学习小组参照课文中的实验装置图做高温下铁与水蒸气反应的实验装置如图所示。在玻璃管中放入铁粉与石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的干燥气体,并靠近火焰点火,观察现象。回答下列问题:
(1)、在圆底烧瓶内加入碎瓷片,其作用是_____(填字母代号)A、加快化学反应速率 B、防止溶液暴沸(2)、写出铁与高温下水蒸气反应的化学方程式;(3)、干燥管中盛装的物质是;(4)、点燃试管收集的气体前,则必须对该气体进行;(5)、实验时将铁粉与石棉绒混合以及在反应管的两端均放入少量石棉绒,其原因可能是(填序号)___________A、石棉绒的作用是催化剂 B、石棉绒受热均匀的作用是使铁粉 C、石棉绒的作用是作铁粉的载体以及防止铁粉被吹入导管而引起堵塞33. 为了探究铁、铜及其化合物的性质,某同学设计并进行了下列两组实验。(1)、实验一:已知:3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)
虚线框处宜选择的装置是(填“甲”或“乙”);实验时应先将螺旋状铜丝加热,变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中,观察到的实验现象是。
(2)、实验后,为检验硬质玻璃管中的固体是否含+3价的铁元素,该同学取一定量的固体并用一定浓度的盐酸溶解,滴加溶液(填试剂名称或化学式),没有出现血红色,说明该固体中没有+3价的铁元素。请你判断该同学的结论是否正确并说明理由。(3)、实验二:绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A 称重,记为m2 g,B为干燥管。按下图连接好装置进行实验。
实验步骤如下:① , ②点燃酒精灯,加热,③ , ④ , ⑤ ,
⑥称量A, 重复上述操作步骤,直至 A 恒重,记为m3 g。
请将下列实验步骤的编号填写在对应步骤的横线上
a.关闭 K1 和 K2
b.熄灭酒精灯
c.打开 K1 和 K2 缓缓通入 N2
d.冷却至室温
(4)、必须要进行恒重操作的原因是。(5)、已知在上述实验条件下,绿矾受热只是失去结晶水,硫酸亚铁本身不会分解, 根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目 x=(用含 m1、 m2、 m3的列式表示)。
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