第三讲 铁及其重要化合物
一、选择题
1．(2019·包头检测)某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( ) A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性
B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·7H2O晶体 D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe的氧化性强于Cu
解析：由于浓硫酸具有强氧化性，铁与热的浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A项方案不可行；将NaOH溶液加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，故B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe===
Cu＋2Fe，该反应说明Fe的氧化性强于Cu，故D项方案可行。
答案：D
2．(2019·南宁三中模拟)常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A．由于氧化性：Fe>H，首先发生的反应是Fe＋2Fe=== 3Fe
B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体 C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe和Fe的形式存在 D．m至少等于28，反应过程中溶液的质量一直在减小
解析：酸性条件下，NO3有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO3＋4H===NO↑＋Fe
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3＋
2＋
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2＋
－
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3
2＋
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3＋
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3＋
3＋
2＋
＋2H2O①，然后发生反应：Fe＋2Fe===3Fe②，再发生反应Fe＋2H===Fe＋H2↑③，A项
错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述①反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，生成0.3 mol Fe，消耗1.2 mol H，B项正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe
＋
3＋
＋
3
，C项错误；根据方程式计算至少消耗铁粉16.8 g＋(0.1 mol＋0.3 mol)×0.5×56 g·mol＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D项错误。
答案：B
3．(2019·贵州模拟)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁
－1
晶体的流程如下。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Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe
解析：A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子，错误。
答案：C
4．(2019·邯郸调研)某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置已略去，气密性已检验)，下列推断不合理的是( )
2＋
2＋
3＋
－
A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe还原为Fe C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体 解析：铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe氧化为Fe，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。
答案：B
5．(2019·开封质检)下列有关物质的检验方法不合理的是( )
A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe
B．用酸性KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4
C．检验Fe(NO3)2是否已氧化变质，可将Fe(NO3)2溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红
D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe
解析：酸性条件下Fe被NO3氧化成Fe，不能检验Fe(NO3)2是否已氧化变质，C项不合理。
2＋
－
3＋
3＋
2＋
2＋
3＋2＋
3＋
答案：C
6．(2019·深圳光明中学期中)酸性溶液中，Fe会被空气中的氧气缓慢氧化为Fe。不同条件下，一定浓度的Fe的氧化率随时间变化关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
2＋
2＋
3＋
A．该氧化过程的离子方程式为Fe＋O2＋4H===Fe＋2H2O B．pH＝1.5时Fe的氧化率一定比pH＝2.5的大 C．Fe的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．其他条件相同，80 ℃时Fe的氧化率比50 ℃的大
解析：A项中离子方程式电子转移数目不守恒，应为4Fe＋O2＋4H===4Fe＋2H2O，A项错误；由图象知，Fe的氧化率受pH和温度的影响，所以pH＝1.5时Fe的氧化率不一定比pH＝2.5时的大，B项错误；Fe的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关，还与离子的浓度等因素有关，C项错误；由图象可知，其他条件相同温度不同时，Fe的氧化率与温度成正比，温度越高Fe的氧化率越大，D项正确。
答案：D
7．(2019·郑州期末)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。下列有关叙述不合理的是( )
环丙胺CO
FeCl3·6H2O――→FeOOH――→纳米四氧化三铁
①②
A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病
B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等 C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解 D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
解析：纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B项错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C项正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应②的化学方程式为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。
2＋
2＋
2＋
2＋
2＋
2＋
＋
3＋
2＋
2＋
2＋
2＋
＋
3＋
答案：B
8．(2019·东莞松山湖中学模拟)下列关于Fe、Fe性质实验的说法错误的是( ) A．用如图装置可以制备Fe(OH)2
3＋
2＋
B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度 C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe被氧化
解析：反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，为防止水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；Fe与铁反应可生成Fe，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe被氧化，D正确。
答案：C 二、非选择题
9．(2019·衡阳八中月考)氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下：
3＋
2＋
2＋
2＋
2＋
已知：①无水FeCl3熔点为555 K、沸点为588 K。 ②废铁屑中的杂质不与盐酸反应。
③不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：
温度/℃ 溶解度/g 实验室制备操作步骤如下： 0 74.4 20 91.8 80 525.8 100 535.7 Ⅰ.打开弹簧夹K1，关闭活塞K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当……时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。 Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。 请回答下列问题：
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是_______________________ ____________________________________________________。
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“……”的内容是_______________________________________________________。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是：加入________后、________、过滤、洗涤、干燥。
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式：____________________ ____________________________________________________。
(5)捕集器温度超过673 K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式为________。
(6)样品中FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100 mL溶液；取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol·
L Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL(已知：I2＋2S2O3===2I＋S4O6)。样品中氯化铁的质量分数为________(用含字母的代数式表示)。
解析：(1)根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl3的原理为利用铁与盐酸反应生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl3·6H2O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl3。烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂，把Fe全部氧化成Fe。
(2)铁与盐酸完全反应时，不再产生氢气，所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化时，可根据产生H2的量计算废铁屑中铁的质量分数。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是加入盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(4)从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是2Fe＋3Cl2===2FeCl3，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成FeCl3溶液，所以吸收剂应是FeCl2溶液，反应为2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl。
(5)捕集器收集的是气态FeCl3，FeCl3的相对分子质量是162.5，由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出，当温度超过673 K时，两分子气态FeCl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。
(6)由反应：2Fe＋2I===2Fe＋I2、I2＋2S2O3===2I＋S4O6，可得关系式： 2Fe～I2～2S2O3 2 2
3＋
2－3＋
－
2＋
2－
－
2－
2＋
3＋
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2＋
3＋
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2－
2021高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第三讲铁及其重要化合物规范演练含解析人教版
