1、 课时达标作业课时达标作业 8 8 铁及其化合物铁及其化合物 基础题 1.坦克、导弹的制造材料主要是各种金属的合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列 关于铁的说法中，正确的是( ) A铁元素属于过渡元素，其原子序数为 26 B单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快 解析：铁是 26 号元素，属于过渡元素，A 正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致 密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，并不是铁和浓硫酸不反应，B 错误；Fe 2既有还原性， 也有氧化性，C 错误；生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生
2、铁反应速 率比纯铁快，D 错误。 答案：A 2下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( ) A赤铁矿的主要成分是 Fe3O4 B铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和 H2 C除去 FeCl2溶液中的 FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 DFe 3与 KSCN 产生血红色沉淀 解析：赤铁矿的主要成分是 Fe2O3，故 A 错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4 和 H2，故 B 错误；铁粉把 FeCl3还原成 FeCl2，从而除去 FeCl3，故 C 正确；Fe 3与 KSCN 产生 血红色溶液，不是沉淀，故 D 错误。 答案：C 3一定条件下，下列物质可通过化合反
3、应制得的共有( ) 小苏打 硫酸铝 氯化亚铁 磁性氧化铁 氢氧化铜 氢氧化铁 A3 种 B4 种 C5 种 D6 种 解析：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，属于化合反应；2FeCl3Fe=3FeCl2，属于化 合反应； Fe 与 O2在点燃条件下生成 Fe3O4， 是化合反应； 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3， 是化合反应。 答案：B 4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 FeSO46H
4、2O 晶体 D将铜粉加入 FeCl3溶液中：验证 Fe 3的氧化性强于 Cu2 解析：由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成 Fe2(SO4)3和 SO2，无法说明铁的活泼 性，故 A 方案不可行；将 NaOH 加入 FeCl3溶液中，得到 Fe(OH)3沉淀，无法得到 Fe(OH)3胶 体，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： Cu2Fe 3=Cu22Fe2，该反应说明 Fe3的氧化性强于 Cu2，故 D 项方案可行。 答案：D 5铁的常见化合价
5、有2 价和3 价。据研究，铁在浓 HNO3中发生钝化时，可生成一 种化学式为 Fe8O11的化合物，它可以看作由 FeO 和 Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以 表示为( ) AFeO3Fe2O3 B2FeO3Fe2O3 CFeO2Fe2O3 D2FeOFe2O3 解析：化合物 Fe8H11可以看作由 FeO 和 Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为 nFeOmFe2O3，则 n2m8 n3m11 解得n2，m3，该化合物可以表示为 2FeO3Fe2O3。 答案：B 6下列离子方程式书写正确的是( ) AFeO 固体放入稀硝酸中： FeO2H =Fe2H 2O B过量的铁粉与稀硝酸反应
6、： Fe4H NO 3=Fe 3NO2H 2O C向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸： Fe(OH)22H =Fe22H 2O D向 Fe(OH)3中加入氢碘酸： 2Fe(OH)36H 2I=2Fe2I 26H2O 解析：稀硝酸为氧化性酸，FeO、Fe(OH)2中2 价的 Fe 被氧化为 Fe 3，A、C 错误；铁 粉过量时，生成的 Fe 3与 Fe 继续反应生成 Fe2，B 错误；I具有较强的还原性，因而氢碘 酸可把 Fe(OH)3还原为 Fe 2，D 正确。 答案：D 7下列除杂的操作不正确的是( ) AMgCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 BFeCl2溶液中混有少量
7、 FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 CCuCl2溶液中混有少量 FeCl3：加入 NaOH 溶液充分反应后过滤 DCuCl2溶液中混有少量 FeCl2：先加入 H2O2将 Fe 2氧化成 Fe3，再加入 CuO 充分反应 后过滤 解析：FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H233HCl，加入 Mg 与 H 反应， 上述平衡右移，使 Fe 3转化成 Fe(OH) 3而除去，A 正确；加入过量铁粉，FeCl3与 Fe 反应生 成 FeCl2而达到除杂的目的，B 正确；先用 H2O2将 Fe 2氧化成 Fe3，再利用 FeCl 3的水解，加 入的 CuO 与 H 反应将 Fe3转化成 F
8、e(OH) 3而除去，D 正确；C 项中加入 NaOH 溶液，Cu 2、Fe3 均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。 答案：C 8下列关于 Fe 3、Fe2性质实验的说法错误的是( ) A用如图装置可以制备沉淀 Fe(OH)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 2 D向 FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止 Fe 2被氧化 解析：Fe(OH)2很容易被空气中 O2氧化，装置中产生 H2可排尽空气，从而得到稳定的 Fe(OH)2，A 不符合
9、题意。B 中盐酸可防止 FeCl3水解，不符合题意。D 中铁粉具有还原性， 可防止 Fe 2被氧化。不符合题意。而 C 中现象可以证明 Fe2存在，符合题意。 答案：C 9A、B、C 为 3 种单质(其中 A 为固体，B、C 为气体)，将 D 的饱和溶液滴入沸水中继 续煮沸，溶液呈红褐色，B、C 反应的产物易溶于水得到无色溶液 E。它们之间的转化关系如 图，下列推断正确的是( ) A物质 B 是 H2 B物质 C 是 Cl2 C物质 D 是 FeCl2 D物质 F 是 FeCl2 解析：将 D 的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，则 D 为 FeCl3；结合转化 关系，根据 A 为固体
10、单质，B、C 为气体单质，则 A 为 Fe，B 为 Cl2，F 为 FeCl2；由于 B、C 反应的产物易溶于水得到无色溶液 E，则 C 为 H2，E 为 HCl。 答案：D 10FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备 FeCO3的流程如图所示，下列说法错 误的是( ) A可利用 KSCN 溶液检验 FeSO4溶液是否变质 B沉淀过程中有 CO2气体放出 C过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的 FeO 解析：FeSO4溶液中加碳酸氢铵生成 FeCO3，过滤、洗涤，即可得到 FeCO3固体。亚铁离 子变质会生成铁离子， 则可利用 KS
11、CN 溶液检验， 故 A 正确； FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为： Fe 22HCO 3=FeCO3H2OCO2，则沉淀过程中有 CO2气体放出，故 B 正确；过滤操作 中过滤时用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作中常用玻璃仪器有烧杯、 漏斗和玻璃棒，故 C 正确；二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，所以 FeCO3在空气中高 温分解不能得到 FeO，故 D 错误。 答案：D 11硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误 的是( ) A碱式硫酸铁水解能产生 Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B为防止 NH4HCO3分解，生产 FeCO3需要较低
12、温度下进行 C可用 KSCN 溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比 FeSO4的大 解析：碱式硫酸铁电离产生 Fe 3，Fe3能发生水解生成 Fe(OH) 3胶体，Fe(OH)3胶体具有 吸附性，可用作净水剂，故 A 正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止 NH4HCO3分解， 生产 FeCO3需在较低温度下进行，故 B 正确；KSCN 溶液遇 Fe 2溶液无现象，(NH 4)2Fe(SO4)2 若被氧化则生成 Fe 3，KSCN 溶液遇 Fe3溶液变红，故 C 正确；(NH 4)2Fe(SO4)2在水中的溶解 度比
13、 FeSO4的小，所以 FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，故 D 错误。 答案：D 12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、操作、操作所用仪器相同 C试剂 c 是氯气，相应的反应为：2Fe 2Cl 2=2Cl 2Fe3 D用酸性 KMnO4溶液可检验溶液 W 中是否还有 Fe 2 解析：试剂 a 是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把 FeCl3还原为 FeCl2， 则通过过滤操作得到的滤液 X 为 FeCl2溶液，滤渣 Y
14、 为铜和过量的铁；由于最终得到的产 品是 FeCl3，故试剂 b 是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成 FeCl2，故通过过滤操 作可得到铜单质，滤液 Z 为 FeCl2溶液，在两次过滤得到 FeCl2溶液中通入氯气，发生反 应 2Fe 2Cl 2=2Cl 2Fe3，把 FeCl 2转化为 FeCl3，然后通过操作(蒸发结晶，并过滤) 便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同，故 A、B 错误，C 正确； 溶液 W 中有 Cl ，酸性 KMnO 4溶液既可氧化 Fe 2，又可氧化 Cl，故用酸性 KMnO 4溶液不可检 验溶液 W 中是否还有 Fe 2，D 错误。 答案：
15、C 能力题 13.一种新型高效净水剂 PAFC(聚合氯化铁铝AlFe(OH)nCl6nm)，广泛用于日常生活用 水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取 PAFC，设计生产流程如下： 请回答下列问题： (1)用 10 molL 1的浓盐酸配制 2 molL1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒 外，还有_。 A容量瓶 B烧杯 C烧瓶 D胶头滴管 (2)下列关于 PAFC 的说法中正确的是_。 APAFC 是一种有机高分子化合物 BPAFC 中 Fe 显2 价 CPAFC 溶于水能电离出 OH ，是一种碱 DPAFC 在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 (
16、3)步骤中取样分析的目的是_。 A测定溶液中 Fe 2与 Fe3的含量比 B测定原料是否完全溶解 C测定溶液中 Fe 2的含量，以确定加入 NaClO 3的量 D测定溶液中 Al 3的含量 (4) 写 出 向 溶 液 中 加 入NaClO3时 ， 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _。 (5)该化工厂的化验室为测定产品 PAFC 中 Al 和 Fe 的含量， 进行下列试剂的选择和基本 操作： 测定时所需的试剂有_。 ANH3H2O BNaOH CCO2 DNaClO3 测定时，直接测定的是_和_的质量(填化学式)。 在测定过程中的操作顺序是： 过滤、_、 灼烧、_、称量(写操作名称)
17、。 解析：(1)用 10 molL 1的浓盐酸配制 2 molL1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和 玻璃棒外，还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。 (2)A 项，PAFC 不是有机高分子化合物，错误；B 项，PAFC 中 Fe 显3 价，错误；C 项， PAFC 溶于水能电离出 OH ，但同时还有氯离子，不属于碱，错误；D 项，PAFC 能电离出 Al3 、Fe3和 OH，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D 正确。 (3)溶液中含有 Fe 2需用 NaClO 3氧化，所以步骤取样分析的目的是测定溶液中 Fe 2的 含量，以确定加入 NaClO3的量。 (4)向溶液中加入 NaClO3时， ClO
18、3与 Fe 2反应生成 Cl和 Fe3， 离子方程式为 6Fe26H ClO 3=6Fe 3Cl3H 2O。 (5)Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸盐，然后通入 CO2转化为 Al(OH)3沉淀，灼烧得到 Al2O3，Fe(OH)3不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有 NaOH 和 CO2。根据中分析可知，直接测定的是 Al2O3、Fe2O3的质量。在测定过程中的操作顺序 是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。 答案：(1)ABD (2)D (3)C (4)6Fe 26HClO 3=6Fe 3Cl3H 2O (5)BC Al2O3 Fe2O3 洗涤 冷却 14铁矿石是工业炼铁
19、的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元 素和氧元素，且杂质不与 H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式 进行探究。 .铁矿石中含氧量的测定 按如图组装仪器，检查装置的气密性； 将 5.0 g 铁矿石放入硬质玻璃管中，装置 B、C 中的药品如图所示(夹持仪器均省略)； 从左端导气管口处不断地缓缓通入 H2，待 C 装置出口处 H2验纯后，点燃 A 处酒精灯； 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。 (1)装置 C 的作用为_。 (2)测得反应后装置 B 增重 1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量为_。 (3)若将 H2换成 CO，则还需补充
20、_装置。 .铁矿石中含铁量的测定 (4)步骤中煮沸的作用是_。 (5) 步 骤 中 用 到 的 玻 璃 仪 器 除 烧 杯 、 玻 璃 棒 、 胶 头 滴 管 外 ， 还 有 _。 (6)下列有关步骤的操作中说法正确的是_。 a因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂 b滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂 c滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液 d锥形瓶不需要用待测液润洗 e滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化 f滴定结束后，30 s 内溶液不恢复原来的颜色，再读数 (7)若滴定过程中消耗 0.500 0 molL 1的 KI 溶液 20.00 mL，则铁矿石中铁的百分含 量为_。 .(8)由、
21、可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式_。 解析：.(1)该实验中，氢气和氧化铁反应生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计 算铁的含量，B 处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气，所以 C 装置要防止空气中的水蒸气和 CO2进入 B 中，影响测定结果。 (2)测得反应后装置 B 增重 1.35 g，根据反应的实质，氧元素的质量分数是 1.35 18 16 5.0 100%24%。 (3)因 CO 有毒，不能排放到空气中，应加尾气处理装置。 .(4)向铁矿石中加入硫酸，酸化反应生成硫酸的铁盐溶液，还存在过量的硫酸溶液， 加入过量的氯气，煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的 Cl2，否则会影响与 KI 的
22、反应，带 来实验误差。 (5)若稀释到 250 mL，采用的仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250 mL 容量瓶。 (6)a.碘水为黄色，三价铁离子也是黄色溶液，滴定过程中需加指示剂，故 a 错误； b滴定过程中，三价铁可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质，碘单质遇到淀 粉溶液显示蓝色，但不能确定是否达到滴定终点，故 b 错误； c滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗，故 c 错误； d锥形瓶不需要用待测液润洗，故 d 正确； e滴定过程中，眼睛注视锥形瓶中颜色的变化，故 e 错误； f滴定结束后，30 s 内溶液不恢复原来的颜色再读数，故 f 正确。 (7)由于所取溶液(含 Fe 3)的
23、体积与消耗 KI 溶液的体积相等，反应的方程式为 2Fe3 2I =2Fe2I 2，结合方程式可知，c(Fe 3)c(KI)0.5 molL1，所以铁元素的百分含 量为0.5 molL 10.25 L56 gmol1 10 g 100%70%。 .(8)铁的质量分数是 70%，氧元素的质量分数是 24%，所以 100 g 铁矿石中，铁元素 的质量是 70 g，氧元素质量是 24 g，铁元素和氧元素的物质的量比为70 56 ：24 16 ：6， 铁的氧化物的化学式为 Fe5O6。 答案：(1)防止空气中的水蒸气和 CO2进入 B 中，影响测定结果 (2)24% (3)尾气处理 (4)赶走溶液中溶解的过量的 Cl2 (5)250 mL 容量瓶 (6)df (7)70% (8)Fe5O6
