2022届高考化学二轮复习课时规范练8　铁及其重要化合物 WORD版含答案.docx

1、课时规范练8铁及其重要化合物基础巩固1.下列有关铁的叙述不正确的是()A.铁具有良好的延展性、导电性、导热性B.铁的化学性质非常不活泼C.在化学反应中,铁能生成+2价或+3价的化合物D.铁是钢的主要成分,钢铁是重要的金属材料2.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述正确的是()A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解B.在25 时,pH=0的溶液中,Al3+、NH4+、NO3-、Fe2+可以大量共存C.制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法D.向硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O3.(2022

2、河北衡水中学调研)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图:则下列说法正确的是()A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B.操作、操作、操作所用仪器相同C.试剂c是氯气,相应的离子方程式为2Fe2+Cl22Cl-+2Fe3+D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+4.草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)是一种淡黄色粉末,某课外小组利用下列装置检验草酸亚铁晶体受热分解的部分产物。下列说法正确的是()A.若和中分别盛放足量NaOH溶液和CuO,可检验生成的COB.实验时只需要在装置中反应结束后再通入N2C.若将中的无水CaCl2换成无水硫酸铜可检

3、验分解生成的水蒸气D.实验结束后,中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物一定为铁5.工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度的发挥原材料的价值。下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程:废铁屑溶液AFe3O4(纳米粒子)下列说法不正确的是()A.用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈B.若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,将不能得到高纯度产品C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应的离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2OD.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度之比为126.某实验小组对菠菜中的铁元素(主要以难溶的FeC2O4形式存在)进行检测。实验操作如

4、下:.水煮检验法:.灼烧检验法:(1)CCl4的作用为。(2)操作i中起分离作用的仪器名称为。(3)溶液A中未能检测出Fe2+的可能原因是。(4)取无色溶液B,先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液呈红色。用离子方程式表示H2O2的作用:。(5)甲同学取少量无色溶液B,滴加酸性KMnO4溶液并振荡后,溶液紫色消失,因此得出结论:溶液B含有Fe2+。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨,设计并完成如下实验:用稀硝酸溶解菠菜灰,产生的无色气体使澄清石灰水变浑浊;向得到的无色溶液中滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀(Ag2C2O4)。甲同学反思自己的方法不严谨,理由是。能力提升7.某酸性工业废水中含

5、有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,设计如下工艺流程,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。下列说法不正确的是()A.标号处发生的反应均为氧化还原反应B.标号处加入的相应物质是稀硝酸C.标号处发生的离子反应最多有三个D.铁红的化学式为Fe2O3,工业上常用作红色颜料8.(2021河北唐山一模)某化工厂以氧化铁废料(含少量的FeO、SiO2)为原料制备FeO(OH)的流程如图所示:下列说法错误是()A.FeSO47H2O被氧化时氧化剂与还原剂的物质的量之比为12B.FeO(OH)中Fe元素的化合价为+3价C.试剂a是稀硫酸、试剂b是Fe粉D.

6、料渣1是SiO2、滤液的主要成分是Na2SO49.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL-1的氯化铁溶液中,充分反应后,下列说法正确的是()A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色C.Fe2+和Fe3+物质的量之比为51D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2110.(2021福建龙岩第一次质检)乳酸亚铁晶体CH3CH(OH)COO2Fe3H2O是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,易溶于水,几乎不溶于乙醇,可由乳酸与FeCO3反应制得。.制备FeCO3实验步骤如下:.检查气密性,按图示添加药品;.在装置B中制取硫酸亚铁,并将整个

7、装置内的空气排净;.将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀;.将C中混合物分离提纯,获得纯净的碳酸亚铁产品。(1)仪器A的名称是。(2)装置D的作用是。(3)装置C中生成FeCO3的离子方程式是。(4)步骤中应打开的开关是(填“K2”或“K3”,下同),步骤中应打开的开关是。.制备乳酸亚铁晶体将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75 下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。经系列操作后得到产品。(5)加入铁粉的目的是(用离子方程式表示)。(6)欲获得尽可能多的产品,上述系列操作指的是:冷却,过滤,再洗涤和干燥。.探究乳酸亚铁晶体中铁元素含量甲、乙同学分别设计如下方案,以测定样品中铁

8、元素的含量。组别甲乙实验方案称取w1 g样品溶于水,用c1 molL-1酸性KMnO4标准溶液滴定,当溶液恰好显浅紫色,且30 s内颜色不恢复,停止滴定,测得消耗标准溶液V1 mL。由此求得n(Fe)=5c1V110-3mol称取w2 g样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用c2molL-1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2+2S2O32-S4O62-+2I-),滴定终点时,测得消耗标准溶液V2 mL(7)甲方案错误,主要原因是,该方案测定结果将明显(填“偏大”或“偏小”)。(8)依据乙方案可得出样品中铁元素含量为(用含有相关字母的代数式表示)。拓展

9、深化11.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液后,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,产生的现象是。(2)为测定绿矾中结晶水的含量,将带有两端止水夹K1和K2的石英玻璃管(设为装置A)称重,记为m1 g,将样品装入石英玻璃管中,再次对装置A进行称重,结果记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是。实验操作步骤:a.打开K1和K2,缓缓通入N2b.点燃酒精灯,加热c.熄灭酒精灯d.e.关闭K1和K2f.称量A。d的操作为。重复的操作步骤,直至

10、A恒重,记为m3 g。根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水个数x=(列式表示)。若实验时将a、b的操作次序颠倒,则使x(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,并加热。实验后,反应管中残留物质为红色粉末。已知:装置C用于检验和吸收分解得到的气体产物之一SO3。C、D中的溶液依次为、(填标号)。a.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.浓硫酸C、D中有气泡冒出,同时可观察到的现象分别为、。写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:。在方框中画出尾气吸收装置并注明所用试剂。答案：一、基

11、础巩固1.B由金属的通性可知,铁具有良好的延展性、导电性、导热性,故A正确;铁是一种比较活泼的金属,能够跟多种物质发生反应,故B错误;在化学反应中,铁能生成+2价、+3价的化合物,如氯化亚铁、氯化铁等,故C正确;钢铁为铁的合金,且铁是钢的主要成分,钢铁是重要的金属材料,故D正确。2.D保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是防止Fe2+被氧化,A项不正确;pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO3-、H+不能大量共存,B项不正确;制备AlCl3、FeCl3时,若将其溶液直接蒸干,会得到Al(OH)3、Fe(OH)3,C项不正确。3.C从废液中回收铜并制备FeCl3晶体,要先加入足量铁粉置换出铜

12、,过滤后,向滤渣中加入足量稀盐酸溶解过量铁粉,并回收铜。滤液X和Z中含有FeCl2,要通入Cl2将其氧化生成FeCl3。试剂a是铁粉,试剂b是稀盐酸,A错误;操作I和是过滤,操作是蒸发,所用仪器不同,B错误;试剂c是Cl2,将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2+Cl22Cl-+2Fe3+,C正确;溶液W中含有Cl-,可将KMnO4还原为Mn2+而使溶液褪色,故不能检验是否含有Fe2+,D错误。4.A根据题意分析可知,利用除去CO2,中的无水氯化钙将气体干燥后,如果中CuO固体转变成红色,则反应一定生成CO,A正确;实验开始后,装置中的空气对分解反应及产物的检验都有干扰,所以必须

13、先通入N2除去装置中的空气,B错误;由于从、溶液中导出的气体会带出水蒸气,因此中放置无水硫酸铜无法检验分解生成的水蒸气,C错误;题给条件下草酸亚铁晶体分解剩余的固体为FeO,如果没有完全变为黑色,也有可能是由于晶体没有完全分解,D错误。5.ANa2CO3溶液水解显碱性,浸泡废铁屑可以使其表面的油脂水解以除去,但不能除去表面的铁锈,故A错误;废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁,生成的亚铁离子被过氧化氢部分氧化生成铁离子,形成亚铁离子和铁离子的混合溶液,若生产中不通入N2,暴露在空气中生产,亚铁离子会被空气中的氧气氧化成铁离子,将不能得到高纯度四氧化三铁产品,其中会混入氧化铁杂质,故B正确;根据B的分析

14、,加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应的离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O,故C正确;最终产品为四氧化三铁,其中Fe2+和Fe3+的数量之比为12,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度之比为12,故D正确。6.答案(1)作萃取剂,萃取有机色素,排除对Fe2+检验的干扰(2)分液漏斗(3)FeC2O4在水中的溶解度小;在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁(4)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(5)酸性条件下,H2C2O4和Cl-都可能将MnO4-还原解析(1)有机化合物易溶于CCl4,CCl4作为萃取剂可萃取有机色素,排除对Fe2+检验的

15、干扰。(2)操作i是分离互不相溶的液体,操作名称是分液,使用的仪器是分液漏斗。(3)铁元素主要以难溶的FeC2O4形式存在,Fe2+的浓度小,且在加热水煮过程中二价铁也会被氧化为Fe3+,所以溶液A中未能检测出Fe2+。(4)H2O2把Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式是2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。(5)用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液B含有H2C2O4和Cl-,酸性条件下,H2C2O4和Cl-都可能将MnO4-还原,所以滴加酸性KMnO4溶液并振荡后,溶液紫色消失,不能证明溶液B含有Fe2+。二、能力提升7.C标号处发生的反应为Fe+2H+Fe2+H2,2Fe3+Fe3Fe

16、2+,Cu2+FeCu+Fe2+,2Au3+3Fe2Au+3Fe2+,处发生的反应是Fe+2H+Fe2+H2,处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,故、处发生的反应均为氧化还原反应,A正确;标号处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开,加入的相应物质是稀硝酸,故B正确;标号处发生的离子反应有Fe+2H+Fe2+H2,2Fe3+Fe3Fe2+,Cu2+FeCu+Fe2+,2Au3+3Fe2Au+3Fe2+,故C错误;Fe2O3是红棕色粉末,俗称铁红,工业上常用作红色颜料,故D正确。8.AFeSO47H2O中通入空气,氧化剂是O2,还原剂是FeSO47H2O,据得失电子守恒推知,氧化

17、剂与还原剂的物质的量之比为14,A错误;FeO(OH)中O元素显-2价,H元素显+1价,则Fe元素的化合价为+3价,B正确;“酸浸”加入试剂a,由滤液加入乙醇溶液获得FeSO47H2O推知,试剂a是稀硫酸;“滤液I”加入试剂b还原Fe3+,则试剂b是铁粉,C正确;SiO2难溶于稀硫酸,则料渣1是SiO2;FeSO47H2O加入NaOH溶液,通入空气后得到FeO(OH),结合元素守恒推知,滤液的主要成分是Na2SO4,D正确。9.B1.12g铁粉的物质的量为1.12g56gmol-1=0.02mol,25mL2molL-1氯化铁溶液中Fe3+的物质的量为0.025L2molL-1=0.05mol

18、,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,根据比例关系可得,0.02mol铁完全反应,消耗0.04molFe3+,生成0.06molFe2+,Fe3+剩余0.01mol。铁没有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变,A项错误;溶液中有剩余的Fe3+,往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色,B项正确;Fe2+和Fe3+的物质的量之比为0.06mol0.01mol=61,C项错误;由反应的离子方程式可得,氧化产物和还原产物的物质的量之比为12,D项错误。10.答案(1)分液漏斗(2)液封,防止空气进入C中氧化Fe2+(3)Fe2+2HCO3-FeCO3+H2O+CO2(4)K3K2(5)F

19、e+2Fe3+3Fe2+(6)加入乙醇(7)乳酸根也能被酸性高锰酸钾溶液氧化偏大(8)5.6c2V2w2%解析.(2)装置D的作用是防止空气中的氧气进入到C装置中,将Fe2+氧化。(3)C装置中FeSO4和NH4HCO3发生反应,离子方程式为Fe2+2HCO3-FeCO3+H2O+CO2。(4)首先关闭活塞K2,打开活塞K1、K3,目的是稀硫酸与铁粉发生反应制备Fe2+,利用产生的氢气排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化;关闭活塞K1,反应一段时间后,关闭活塞K3,打开活塞K2,利用生成的氢气,使B装置中压强增大,将B装置中的硫酸亚铁溶液压入C中,产生FeCO3沉淀。.(5)Fe2+容易被氧化

20、为Fe3+,加入铁粉可将Fe3+还原为Fe2+,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。(6)乳酸亚铁晶体易溶于水,几乎不溶于乙醇,故加入乙醇可析出更多乳酸亚铁,提高产量。.(7)乳酸根离子中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致酸性高锰酸钾溶液消耗的量增大,使计算所得乳酸亚铁的质量偏大。(8)滴定终点时,V2mL硫代硫酸钠溶液中所含硫代硫酸钠的物质的量为n(Na2S2O3)=c2V210-3mol。根据关系式2Fe2+2Fe3+I22S2O32-,可知样品中CH3CH(OH)COO2Fe3H2O的物质的量为n(Fe2+)=n(S2O32-)=c2V210-3mol,则样品中铁元素含量为

21、56gmol-1c2V210-3molw2g100%=5.6c2V2w2%。三、拓展深化11.答案(1)溶液由浅绿色逐渐变为红色(2)球形干燥管待固体冷却至室温,停止通N276(m2-m3)9(m3-m1)偏小(3)ca有白色沉淀产生品红溶液退色2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3解析(1)向硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,再向试管中通入空气,Fe2+被氧气氧化成Fe3+,与SCN-结合成Fe(SCN)3,溶液变为红色。(2)仪器B的名称是球形干燥管;实验时,为避免亚铁离子被氧化,应先通入氮气,冷却时注意关闭K1和K2,待固体冷却至室温再称量,则步骤d的操作为待固体冷却至

22、室温,停止通N2;重复的操作步骤,直至A恒重,记为m3g,应为FeSO4和装置的质量,则m(FeSO4)=m3-m1,m(H2O)=m2-m3,则n(H2O)=m2-m318,n(FeSO4)=m3-m1152,结晶水的个数x=n(H2O)n(FeSO4)=76(m2-m3)9(m3-m1);实验时,为避免亚铁离子被氧化,应先通入氮气,若实验时将a、b操作次序颠倒,会导致硫酸亚铁被氧化,则固体质量偏大,测定结果偏小。(3)根据题意,分解得到的气体产物之一是SO3,实验后反应管中残留物质为红色粉末,说明生成Fe2O3,则反应中铁元素化合价升高,硫元素化合价应降低,则一定生成SO2,由此可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,则C为氯化钡溶液,用于检验SO3,可观察到产生白色沉淀,D为品红溶液,可用于检验SO2,SO2可使品红溶液退色,据此选择C、D中的溶液;C中氯化钡溶液吸收了SO3产生白色沉淀,SO2不与氯化钡反应,逸出后与品红溶液反应并使之退色;据以上分析可写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3;SO2有毒,需要进行尾气处理,可用氢氧化钠溶液来吸收,同时要防倒吸