1、铁及其重要化合物铁及其重要化合物 1(2019淮北模拟)天工开物载：黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾炉侧土墙，刮取 下来。染家用之，金色淡者涂炙，立成紫赤也(皂矾 FeSO47H2O；黄矾 Fe2(SO4)310H2O； 赤矾 Fe2O3)。下列有关说法正确的是( ) A皂矾可用于碱性花木土壤补铁 B皂矾变为黄矾是受热脱水过程 C黄矾受热分解可以获得赤矾 D矾是含结晶水的硫酸盐矿石 解析：FeSO4溶液呈酸性，不能用于碱性花木土壤补铁，故 A 错误；FeSO47H2O 变为 Fe2(SO4)310H2O 是氧化过程，故 B 错误；Fe2(SO4)310H2O 受热分解可以生成 Fe2O3、SO3、
2、H2O，故 C 正确；赤矾 Fe2O3不是硫酸盐，故 D 错误。 答案：C 2坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列有关 铁的说法正确的是( ) 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，属于第族元素，为过渡元素，故 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，但并不是铁和浓硫酸不反应，故 B 错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故 C 错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁
3、中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故 D 错误。 答案：A 3将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有 Fe 3生成的是( ) A硫酸 B氯水 C硫酸锌 D氯化铜 解析：Fe2HCl=FeCl2H2，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与 FeCl2反应，但 氯水中的 Cl2能氧化 Fe 2生成 Fe3，离子方程式为 2Fe2Cl 2=2Fe 32Cl。 答案：B 4 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 Fe 2水解 B在 25时，pH0 的溶液中，
4、Al 3、NH 4、NO 3、Fe 2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硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe 2H 2O22H =2Fe32H 2O 解析：保存 FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止 Fe 2被氧化，A 项不正确；pH0 的溶液呈强酸性，Fe 2、NO 3、H 不能大量共存，B 项不正确；制备 AlCl 3、FeCl3若将其溶液 直接蒸干，会得到 Al(OH)3、Fe(OH)3，C 项不正确。 答案：D 5 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， 其结果是( ) A铁粉有剩余，溶液
5、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 CFe 2和 Fe3物质的量之比为 51 D氧化产物和还原产物的物质的量之比为 25 解析：1.12 g 铁物质的量为：1.12 g56 gmol 10.02 mol，25 mL 2 molL1氯 化铁溶液中 Fe 3的物质的量为 0.025 L2 molL10.05 mol；发生的反应为 Fe2Fe3 =3Fe 2，根据比例关系可得，0.02 mol 铁完全反应，消耗 0.04 mol Fe3，生成 0.06 mol Fe 2，所以 Fe3剩余 0.01 mol，溶液中含有 Fe3物质的量为 0.01 mol，Fe2物
6、质的量为 0.06 mol，没有金属铁剩余。A 项，铁没有剩余，溶液呈浅绿色，Cl 基本保持不变，错误；B 项， 溶液中有剩余的 Fe 3，往溶液中滴入无色 KSCN 溶液，显红色，正确；C 项，Fe2和 Fe3的 物质的量之比为 0.06 mol0.01 mol61，错误；D 项，由反应离子方程式可得，氧化产 物和还原产物的物质的量之比为 12，错误。 答案：B 6下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( ) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸， 充分反应后取上层清液于 试管中，滴加 KSCN 溶液 23 滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 向CO还原Fe2O3得到的
7、黑色固体中加入盐酸溶解后 再加入 KSCN 溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有 Fe3O4 C 取少量 Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀 H2SO4酸化， 滴加 KSCN 溶液，溶液变为红色 该 Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中加入 H2O2，然后再加入 KSCN 溶液变红 色 原溶液中含有 Fe 2 解析：B 项，CO 还原 Fe2O3得到单质 Fe，即使黑色固体中有 Fe3O4，其溶于盐酸后产生的 Fe 3与Fe发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，加入 KSCN 溶液也不显红色，错误；C 项，NO 3(H )具 有强氧化性，而 Fe 2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有 Fe
8、3生成，遇 KSCN 溶液呈红 色，无法证明样品是否变质，错误；D 项，若原溶液中无 Fe 2而存在 Fe3，也有此现象，错 误。 答案：A 7下列各组物质中，X 是主要物质，Y 是少量杂质，Z 是为除去杂质所要加入的试剂， 其中所加试剂正确的一组是( ) 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3 Z Cl2 Fe NaOH 溶液 Cu 解析： Cl2与 FeCl2反应， A 错误； Fe 与 FeCl3、 CuCl2均反应， B 错误； D 有新的杂质 CuSO4 生成，D 错误。 答案：C 8有一块
9、铁的“氧化物”样品，用 140 mL 5.0 molL 1 盐酸恰好将之完全溶解，所 得溶液还能吸收 0.025 mol Cl2，恰好使其中的 Fe 2全部转变为 Fe3，则该样品可能的化学 式为( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7 解析：根据 2Fe 2Cl 2=2Fe 32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶 液中n(Fe 2)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得 2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)， 则n(Fe 3)0.2 mol，故 n(Fe 2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为 FeO2Fe2O3，即 Fe5O
10、7。 答案：D 9(2019贵州质检)某化学兴趣小组利用还原铁粉处理含 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的 废水， 所加还原铁粉的质量与溶液中 Fe 2的浓度变化关系如下图(忽略溶液体积变化)。 下列 有关结论错误的是( ) A加入铁粉质量小于 56 g 时发生的反应为 FeNO 34H =Fe3NO2H 2O B当加入的铁粉质量超过 168 g 后，溶液中的溶质只含有 Fe(NO3)2(忽略 Fe 2的水解) C原废水中 Fe(NO3)3的浓度为 2 molL 1，Cu(NO 3)2的浓度均为 1 molL 1 D原废水中三种物质的氧化性由强到弱的顺序是 HNO3Fe(NO3)3
11、Cu(NO3)2 解析：刚开始加入 56 g(1 mol)单质铁，溶液中不生成 Fe 2，所以发生的化学反应一定 是铁被硝酸氧化为 Fe 3。其方程式为 FeNO 34H =Fe3NO2H 2O。选项 A 正确。当 加入的单质铁完全过量的时候， 溶液中的 Fe(NO3)3、 Cu(NO3)2、 HNO3应该都被反应为 Fe(NO3)2， 选项 B 正确。56 g 至 112 g(1 mol)间加入 1 mol Fe，Fe 2的浓度增加 3 molL1，而 112 g 至 168 g(1 mol)间加入 1 mol Fe，Fe 2的浓度增加 1 molL1，所以说明前一个 1 mol Fe 发生
12、的是 Fe2Fe 3=3Fe2，后一个 1 mol Fe 反应为 FeCu2=Fe2Cu，将反应物均为 1 mol Fe 带入计算，得到 Fe(NO3)3浓度为 2 molL 1，Cu(NO 3)2的浓度为 1 molL 1，但是 考虑到第一步中加入的 1 mol Fe 和硝酸反应得到了 1 molL 1的 Fe(NO 3)3，所以原废水中 Fe(NO3)3浓度为 1 molL 1， 选项 C 错误。 因为废水中三种物质和单质铁反应的顺序是 HNO 3、 Fe(NO3)3、 Cu(NO3)2， 反 应 中 应 该 是 氧 化 性 强 的 物 质 先 反 应 ， 所 以 氧 化 性 为 HNO3
13、Fe(NO3)3Cu(NO3)2，选项 D 正确。 答案：C 10铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识，回答下列问题： (1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述正确的是_(填序号)。 A纯铁硬度比生铁高 B纯铁耐腐蚀性强，不易生锈 C不锈钢是铁合金，只含金属元素 D铁在一定条件下，可与水蒸气反应 E铁在冷的浓硫酸中钝化 (2)向沸水中逐滴滴加 1 molL 1FeCl 3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方 程式为_，形成该分散系的分散质微粒直径范围是 _。 (3)电子工业需用 30%的 FeCl3溶液腐蚀附在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出 FeCl3溶液与铜
14、反应的离子方程式： _ _。 欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得 FeCl3溶液，现有下列试剂：氯气、铁粉、 浓硝酸、浓盐酸、烧碱、浓氨水，需要用到的一组试剂是_(填序号)。 A B C D (4)高铁酸钠 Na2FeO4是一种新型净水剂。 高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O。 则 X 的化学式为_。 高铁酸钠在水中可以发生如下反应：4FeO 2 410H2O=4Fe(OH)38OH 3O 2。 由此看来， 高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有_性， 而能够除去水中悬 浮物是因为_ _。 下列物质能作净水剂的有_(填序号)。 AKAl
15、(SO4)212H2O BFe(OH)(SO4)n CClO2 D“84”消毒液 解析：(1)A 项，纯铁硬度比生铁低，错误；B 项，纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，正确； C 项，不锈钢是铁合金，含 Fe、Mn 等金属元素，也含有 C、Si 等非金属元素，错误；D 项， 铁在一定条件下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，正确；E 项，铁在室温下遇浓硝 酸、浓硫酸，在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步 反应，因此 Fe 在冷的浓硫酸中钝化，正确。 (2)向沸水中逐滴滴加 1 molL 1FeCl 3溶液，至液体呈透明的红褐色，这时发生 Fe 3 的水解反应，产生氢氧
16、化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式为 Fe 33H 2O= Fe(OH)3(胶 体)3H ；形成的该分散系属于胶体，分散质的微粒直径范围是 1100 nm。 (3)FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是 2Fe 3Cu=2Fe2Cu2； 从腐蚀后的废液中回 收铜并重新获得 FeCl3溶液， 应该首先向溶液中加入过量的 Fe 粉， 发生反应得到 FeCl2溶液， 把过量的 Fe 和置换出的 Cu 过滤出去，向滤渣中加入盐酸使 Fe 发生反应得到 FeCl2溶液， 再过滤回收 Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了 FeCl3溶液，所以选 项 A 符合题意，而其余选项都会引入杂质离子
17、，不符合题意，错误。 (4)根据原子守恒可得 X 的化学式是 NaCl； 根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒 是因为它可以得到电子， 具有强的氧化性， 而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原 产物 Fe(OH)3在水中形成胶体， 有强的吸附能力， 吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去； A 项， KAl(SO4)212H2O 电离产生的 Al 3会发生水解反应产生 Al(OH) 3胶体， 因此有净水作 用，正确；B 项，Fe(OH)(SO4)n会形成 Fe(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；C 项，ClO2 有强氧化性，可以杀菌消毒，危害也小，因此可作净水剂，正确；D 项，“84”消毒液
18、有杀 菌消毒作用，但是碱性太强，气味太浓，不适宜水的净化，错误。 答案：(1)BDE (2)Fe 33H 2O= Fe(OH)3(胶体)3H 1100 nm (3)2Fe 3Cu=2Fe2Cu2 A (4)NaCl 氧化 生成的Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质 ABC 11铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。 (1)写出 Fe(OH)2转化为 Fe(OH)3的化学方程式： _。 (2)绿矾(FeSO47H2O)是补血剂的原料， 易变质。 检验绿矾是否变质的试剂是_。 设计实验检验绿矾是否完全变质：_ _。 (3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下： 干燥过程主要是为了脱去游离
19、水和结晶水，过程中会有少量 FeCO3nH2O 在空气中被 氧化为 FeOOH，该反应的化学方程式为 _ _。 取干燥后的 FeCO3样品 12.49 g，焙烧，最终得到还原铁粉 6.16 g，计算样品中杂质 FeOOH 的质量为_g(FeOOH 也能被 C 还原得到 Fe)。 解析：(1)Fe(OH)2与氧气和水反应生成 Fe(OH)3，化学方程式为 4Fe(OH)2O2 2H2O=4Fe(OH)3。 (2)绿矾(FeSO47H2O)易变质，Fe 2被氧化为 Fe3，检验绿矾是否变质的试剂是 KSCN 溶 液。检验绿矾是否完全变质即检验样品是否存在 Fe 2，可利用 Fe2的还原性进行检验或
20、用 铁氰化钾溶液检验。 (3)依据得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式。 设样品中 FeCO3的物质的量为x mol，FeOOH 的物质的量为y mol， 则 116 x89 y12.49 xy6.16 56 解得x0.1，y0.01，样品中杂质 FeOOH 的质量为 0.01 mol89 gmol 10.89 g。 答案：(1)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (2)KSCN 溶液 取少量样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品 没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质) (3)4FeCO3nH2OO2=4FeOOH4CO2(4n2)H
21、2O 0.89 12 (2019宜宾质检)某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备 氢氧化亚铁。 (一)制备硫酸亚铁溶液 (1)步骤，加入稀硫酸的目的是_。 (2)步骤，加入还原铁粉后观察到的现象是_ _。 (二)制备氢氧化亚铁 (3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁， 连接顺序为_(按气流方向， 用装 置 字 母 表 示 ) 。 反 应 结 束 后 继 续 通 一 段 时 间 的N2， 目 的 是 _ _。 (4)装置 B 中发生反应的离子方程式是_ _。 装置 C 的作用是_ _。 (三)探究思考 反应后将装置 B 中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。 在查阅不同资料后，
22、 有同 学认为灰绿色物质是 Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的 Fe3(OH)8。 (5)Fe3(OH)8中n(Fe 2 ) n(Fe 3 ) _ ， 用 氧 化 物 的 形 式 表 示 可 写 成 _。 (6)设计实验证明灰绿色物质中含 Fe3(OH)8：_ _ _。 解析：该实验的目的是利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。(一) 制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将 Fe 3还原成 Fe2，得到硫酸亚铁溶液。(二)制备氢氧化亚铁，原理是将氨气通入硫酸亚铁溶 液中，此过程的关键是隔绝空气。 (1)步骤，加入稀硫酸的目的是抑制 F
23、e 3的水解。 (2)步骤，加入还原铁粉后，铁粉和酸、Fe 3反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解， 有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色。 (3)制备氢氧化亚铁的装置中，A 装置的作用是将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水 反应放出热量，放出氨气，氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B 装置的作用是氨气和 硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁，C 装置的作用是作为安全瓶防止倒吸，D 装置的作用是 吸收尾气。故装置连接顺序为 ACBD；反应结束后继续通一段时间的 N2，目的是将装置中残 留的氨气全部被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气。 (4)装置 B 中发生反应的离子方程式是 Fe 22NH
24、 32H2O=Fe(OH)22NH 4，装置 C 在 A 和 B 之间，故 C 的作用是安全瓶，防倒吸。 (5)Fe3(OH)8中，3 个 Fe 带 8 个正电荷，故n (Fe 2)n(Fe3)12，用氧化物的形 式表示可写成 FeOFe2O34H2O。 (6)要设计实验证明灰绿色物质中含 Fe3(OH)8，即要证明此物质中既有 Fe 2又有 Fe3， Fe 2用 K 3Fe(CN)6溶液检验，Fe 3用 KSCN 溶液检验，故试验方法为：取少量灰绿色物质于 试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴 KSCN 溶液，变为血 红色；另一份加入适量 K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含 Fe3(OH)8。 答案：(1)抑制 Fe 2的水解 (2)铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色 (3)ACBD 防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气 (4)Fe 22NH 32H2O=Fe(OH)22NH 4 安全瓶，防倒吸 (5)12 FeOFe2O34H2O (6)取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份 滴入几滴 KSCN 溶液，变为血红色；另一份加入适量 K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀，则灰 绿色物质中含 Fe3(OH)8
