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1、课时梯级作业八铁及其重要化合物 (45分钟100分) 一、选择题 ( 本题包括9小题，每题6分，共54分) 1.新修本草是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矶”的描述为“本來绿色，新 出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”据此推测，“青矶”的主要成分为() A. CuSO. ； ? 5出0 B. FeSO ： ? 7H 20 C. KA1(S0I)2 ? 12乩0 D. Fe2(SO 4)3 ? 9H 20 【解析】选B。“青矶”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者， 正如琉璃烧之赤色”， 青矶是绿色， 经 锻 烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的FeO超细粉末为红色 ,A项Cu
2、SO, - 5比0,是蓝色晶体 ,B项 FeS0 4 ? 7H 20, 是绿色晶体 ,C项KAI (S0 4)2 ? 12H 20, 是无色晶体 ,D项Fe 2(S04)3? 9H20, 是黄色晶体，判断“青矶” 的 主要成分为FeSOi? 7HO选B。 2.下列反应的离子方程式书写正确的是() A.将铜屑加入含F/的溶液中：2F/+Cu2F/+Cf 0? B.在Fe(N03)2溶液中滴加NalIS0.i溶液：Fe 2+N 3 +4H+Fe3+N0 f +211,0 C.向硫酸亚铁溶液屮加入过氧化氢溶液:F/+2H2O2+4H=F/+4H20 0.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6II 2Fe 3
3、，+3H 2 t 0? 【解析】选A。B项中的电荷不守恒 , 正确的离子方程式为3Fe姑+N 3 +4H+ =3Fe 3， +N0 t +2H 20;C 项屮电荷不守恒 , 错误; 铁与稀硫酸反应生成二价亚铁离子,D错误。 【加固训练】 如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。 下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 () 4 0；3+ A. Fe+4H +N 3 =Fe +NO t +2H 2O B. FeQ+8H=F/+2F/+4H20 C. Fe (OH) 3+3H 4=Fe3*+3H 20 【解析】选B。FeQ与稀硝酸反应时 , 会被氧化为Fe“,正确的离子方程式为 3
4、FeO+28H+N 3 =9F/+NO t +14H 20, B 错误。 3.高铁酸钾（K 2FeO,）是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子方程式为 o2? Fe（OH ）3+ClO+OI一Fe 4 +Cr+IM（未配平），下列有关说法不正确的是（ ） 0 2? A.由上述反应可知,Fe（0H ）3的氧化性强于Fe 4 B.高铁酸钾中铁显+6价 C.上述反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为3 : 2 D. KzFeO.处理水吋，不仅能消毒、杀菌，而且生成的FJ水解形成Fe （OH ）胶体能吸附水屮的悬浮杂质 n 2 Q 2 【解析】选A。Fe（0H ）3作还原剂
5、,Fe 4 作氧化产物 ,Fe 4 的氧化性大于氢氧化铁 ,A错误; 高铁酸钾中 铁显+6价,B 正确 ; 氧化剂是次氯酸根离子，还原剂是氢氧化铁，根据电子得失守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3 ： 2, C正确; 胶体的表面积较大，具有较强的吸附能力,D正确。 4. （2018 ?柳州模拟）以硫铁矿（主要成分为FeSj为原料制备氯化铁晶体（FeCh ? 6出0）的工艺流稈如图所示 , 下列说法不正确的是（） S( A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸, 且过量 B.为了防止污染，焙烧过程中产生的SO?要回收利用 C.通氯气的目的是氧化Fe?* D.由FeCh ? 6比0制取无水FeCl：需要
6、在氯化氢的气流中加热 D. 3Fe(0H)2+10+N 。 3 3Fe 3， +NO t +8H2O 硫铁 矿 空气 30%盐酸 焙烧|f |酸溶|f |过滤| | 氧化 氯气 FeCl；i ? 61LO (晶体 【解析】选A。若用过量硝酸酸溶 , 会引入N A错误;S02是一种污染气体，必须回收利用，B正确; 通入Cl 2的目 的是将F/全部氧化为Fe 3； C 正确；为了防止F/水解，由FeCL ? 6H,0制収无水FeCh时需要在HC1 的气流中加热 ,D 正确。 【加固训练】 如图是一种综合处理S02废气的工艺流程。下列说法正确的是 () 含S()2的尾气空气 - - T溶液?溶液c
7、A.向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色 B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4+2F/+O ： 7=2Fe 3+2H,0 C.溶液酸性 :AB D.加氧化亚铁诃以使溶液C转化为溶液A o 2 【解析】选Ao溶液A转化为溶液B发生反应 :2F+2H2O+SO2=2F/+S 4 +4H： 向溶液B中滴加KSCN 溶液，未与S02反应的Ff与SCN反应, 有红色出现 ,A正确; 溶液B转化为溶液C发生反 应:4Fe 2， +02+4H=4Fe 3+2H 20, B 错误; 根据反应方程式可知，溶液酸性:BA, C错误; 溶液C中含有Ff和H；溶液C转 化为溶液A,可加入三价铁的氧化
8、物 ,D错误。 5.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是() A. 2Fe“+Fe=3F$成立，说明氧化性 :Fe 3+Fe2+ H + 0“ B. 25 C, pH -0的溶液中,A1 3 N 、N 3、可以大量共存 C. 5.6 铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol 0.硫酸亚铁溶液中加入氯水:F/+CLFe“+2C 【解析】选A。2F/+Fe3F/成立，则氧化性 :FF,A正确;pH=0的溶液呈强酸性 ,F/、N 3 H ?不能大量共存 ,B 错误 ;C项应为0. 3 mol,错误;D项电荷不守恒，错误。 6.某稀溶液中含有Fe(NOs)3 CU(NO ；5)2. HNO3,向其中逐
9、渐加入铁粉，溶液中Fe的浓度与加入铁粉的物质的 量Z间的关系如图所示，则溶液中FC(N0J)3、CU(N03)2 HNOJ物质的量浓度之比为( ) 溶液A Fe2(S()1)3 A. 1 ： 1 ： 1 B. 1 ： 3 ： 1 C. 3 ： 3 ： 8 【解析】选D 依次发生的 反应是Fe+4HN(h(稀)Fe (N0 ：J)3+N0 t +2H.0, 2Fe(N0；5)3+ Fe3Fe(N03)2,Cu(N03)2+FeFe(N03)2+Cu,稀硝酸消耗1 mol Fe 同时生成1 mol Fe(NO3)3, Fe (NO3)3消耗1 mol Fe, 则原溶液中有4 mol HNO3、1
10、mol Fe(N0 3)3, Cu(N03)2消耗 1 mol Fe,则溶液中Fe(NO3)3、C11CO2、HNO3物质的蚩浓 度之比为1 ： 1 ： 4。 【加固训练】 在FeCh、C11CI2、FeCl2的混合溶液中 ,Fe 3 Cu2 F/ 的物质的量之比为3 ：2 ：1,现加入适量铁粉，使溶 液中三种离子的物质的量之比变为1 ：2 ：4,则参加反应的铁粉与原溶液中F/的物质的量之比为 () A. 2 ： 1 B. 1 ： 2 C. 1 ：3 D. 1 ：4 【解析】选Co加入适量的铁粉，使溶液中Fe 3 C 和F/物质的量之比变为1 ：2 ：4,说明有剩余 ,Cu 2+ 不反应， 设
11、原溶液屮含有Fe Cu 2 F/ 的物质的量分别为3 mol 2 mol、1 mol,反应后F、C屮和F 物质的量之比变为 1 ：2 ：4,则反应后Fe 3 Cu2 F/ 的物质的量分别为1 mol 2 mob 4 mol,故反应的Fe为2 mol,参加反应的Fe 为1 mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe?的物质的量之比为1 mol ： 3 mol=l : 3o 7. (2018 ?葫芦岛模拟 ) 下列有关Fe2(SOi) 3溶液的叙述正确的是 () A.该溶液中K、Fe 2 I BL 可以大量共存 B.用该溶液溶解一定量铜粉，向所得溶液屮再加入铁粉，若溶液中有Cu 2*, 则一定没有固体析
12、出 C.将该溶液蒸干，得到的固体中混有氢氧化铁 D. 100 mL 0. 1 mol? I?该溶液和足量的Zn充分反应，生成1. 12 g Fe 【解析】选D。Fe“与厂不能大量共存 ,A错误;Fe 2(SO4)3 与Cu发生:Fe 2(SO4)3+ Cu=2FeS0 4+CuS0i,此时若 Fe/SOr恰好完全反应，再向溶液屮加入铁粉发生:Fe+CuSO( FeSOMu,析出 固体Cu,当C/未 反应完时，溶液小有C+,也有Cu析出,B错;Fe 2(S0.)3 溶液蒸干 , 得到的固体还是硫酸铁,C错误；100 mL D. 1 ： 1 ： 4 0. lmol ? L该溶液含有溶质0. 01
13、mol,和足量的Zn充分反应， 根据电子守恒及元素守恒可知反应生成0. 02 mol Fe, 英质量是1. 12 g, D正确。 n ? o? 由棕黄色加深可知溶液中 Fe 2+ o? 被氧化为Fe 3； 所以一定含有N 3 ,可能含有C1 0 9.（能力挑战题）从某含有FeCL、FeCL. CuCl 2的工业废液中冋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2F/+CL=2F/+2C1 D.用酸性KMnOj溶液可检验溶液W中是否含有Fe 2+ 【解析】 选C 由最终要得到
14、的氯化铁及流程图知b是盐酸 ,A错误; 操作I和操作II是过滤，操作III为蒸发 结 晶，所用仪器有差异 ,B错误; 滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气 ,C正确; 高猛酸钾能氧化氯离子而褪 色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子,D错误。 二、非选择题（本题包括3小题，共46分） 10. （14分）铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 0 2 利用F/、Ff的催化作用，常温下可将S02转化为S 4，从而实现对 S02的治理。已知含S02的废气通 入含Fe 2 的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4F/+02+4H*=4F/+2HO则另一反应的离子方程式为O （2）氧化铁是重要的工业颜料，下
15、面是制备氧化铁的一种方法, 其流程如下： 滤液A中加入稍过量的NH.HC03溶液，生成沉淀的同时有一种气体产生，写出其化学方程 式: _ O (3)如果锻烧不充分，产品中将有FeO存在，称取3. 0 g氧化铁产品，溶解，在 250 mL容量瓶中定容；量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，用酸化的 0. 010 00 mol? L 1 KMnOq 溶液滴定至终点，重复滴定2?3次，消耗酸性KMnO】溶液体积的平均值为20. 00 mho 该实验中的KMZ溶液需要酸化，用于酸化的酸是_ ( 填序号 ) 。 乩稀硝酸b.稀盐酸c.稀硫酸d.浓硝酸 上述产品中甩03的质量分数为 _ O o 2? 【
16、解析】(1)根据离子方程式4F/+O2+4H*=4F/+2H2O和信息知，另一个反应必为F将SO?氧化为S , 同吋自身被还原为Fe 2； 从而Fe 2 F 实现循环 , 达到催化作用。 (2)根据流程图可知，操作I是过滤 ; 洗涤的具体操作方法 : 沿玻璃棒往漏斗屮加入适量蒸饰水，浸没沉淀, 让蒸饰水自然流下，重复2?3次。 根据题给信息 , 化学方程式为FeS0 t+2NHiHC03 FeCOa I + (NHd2SO4+CO2 t +HO (3)由于高猛酸钾溶液具有强氧化性，盐酸在常温下即可被其氧化，又因F/具有还原性 , 硝酸不论稀、浓 均具有强氧化性 , 故需选用硫酸酸化。 o? 根
17、据反应5Fe 24+Mn 4 +8n，= 5Fe 3+Mn2+4IL0, 可知样品中FeO的质量为 250 mL 0. 02 LX0. 010 00 mol ? I/X5X72 g ? molX 25 TTlL ?2 g, 所以产品屮 3.0 g? 0.72 g FeO的质量分数为gx 100%二76%。 0 2 ? 答案:(l)2Fe 3+SO2+2ILO=2Fe2+S 4 +4H* 操作I的名称是 Na2CO；溶液 1 稀硫酸 I 铁屑 T 小火加热一 ?操作i 产品锻烧操作II ；操作II为洗涤，洗涤操作的具体方法为_ 稍过量的 NHjHCCh 溶液 干燥 滤液 A 滤渣 滤液 B 沉淀
18、(FeCO3) (2)过滤 沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸徭水至浸没沉淀，让蒸僧水自然流下，重复2?3次 (2) FeS0 4+2NH4HC03 - FeCOs I + (NHJ 2SO4+CO21 +H2O (3) (De 76% 【加固训练】 硫酸亚铁晶体(FeSO? 7比0)在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。 实验步骤如下： 请冋答下列问题 : (1)证明步骤滤液屮含有F/的方法是取样，先滴加KSCN溶液, 再滴加 步骤加入过量H2O2的目的是 _ O (3)步骤反应的离子方程式是 _ o 步骤中一系列处理的操作步骤: 过滤、 _ 、灼烧、 _ 、称量。 (5)
19、若实验屮铁无损耗 , 则每片补血剂中含铁元素的质量为_ go 【解析】(1)证明步骤滤液中含有F/的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等, 若滤 液由浅绿色变为红色，则说明滤液屮含有Fo 2 由于H2O2具有氧化性，加入过量HO的FI的是将F/全部氧化为Fe 3, o 步骤的目的是将F/全部转化为Fe (OH) 3,所以步骤需加入过量的NaOH溶液( 或氨水 ) ，反应的离子方程式 是Fe 3+30H =Fe(OH)3 1 。 (4)步骤的目的是将产生的红褐色悬浊液分离, 最终得到固体FeQ,所以步骤的操作步骤是过滤、 洗涤、灼烧、 冷却、称量。 2 x 56 x ag
20、 (5)由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中加(Fe)二2 X 56 + 3 X 16*10二0.07日 go 10片 补血 剂 1 ( o S 加细 研 产生 红褐 色悬 浊液 一 系 列 操 作 ，该过程的现象为 a 答案：(1)氯水( 或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 溶液由浅绿色变为红色 (2)将F/全部氧化为F (3) Fe 34+30H =Fe (OH) 31 (4)洗涤 冷却(5)0.07$ 11. (14分)(2018 ?黄冈模拟) 某化工厂欲以工业生产废料( 金属铁、铝及其氧化物 ) 为原料制取高效净水剂 PAFC ( 聚合氯化铁铝 ) ，设计生产流程如下，请回答
21、下列问题： 世纪金榜导学号79100253 HC NaC103( 或NaOH) (1)用10 mol?的浓盐酸配制2 mol ? L -1 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0.胶头滴管 (2)下列关于PAFC的说法中正确的是 _ 。 A. PAFC是一种有机高分子化合物 B. PAFC 中Fe 显+2 价 C. PAFC溶于水能电离出011,是一种碱 D. PAFC在强酸性和强碱性溶液屮均不能稳定存在 (3)步骤II中取样分析的目的是 _ 。 A.测定溶液中F/与Ff的含量比 B.测定原料是否完全溶解 C.测定溶液中的含量，以确定加入NQCU的量
22、 D.测定溶液屮A1，的含量 (4)写出向溶液中加入NPAFC中Fe显+3价,B错误;PAFC溶于水能电离出011，但同时还有 氯离子， 不属于碱 ,C错误;PAFC能电离出AlFe 3( 和0H , 在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在,D正确。 溶液中含有 F/需用NaC10 ；i 氧化, 所以步骤II取样分析的目的是测定溶液中F疋的含量，以确定加入NaClOs 的量。 Q _ ? (4) C1 3 与F/反应的离子方程式为6Fe+6H+Cl 3 =6Fe3+Cl +3HO 答案：(1)A、B、D (2)D (3)0 o? (4) 6Fe 2+6H+Cl 3 : =6F*+C+3IbO 1
23、2. (18分)( 能力挑战题 ) 某学生欲通过实验方法验证F/的性质。 (1)该同学在实验前，依据F/的性, 填写了下表。 实验操作预期现彖反应的离子方程式 向盛有新制FeSOi溶液的试 管小滴入数滴浓硝酸，振荡 试管中产生红棕色气体，溶 液颜色逐渐变黄 Q F/+N 3 +2H F/+NO? t +出0 依照表中操作，该同学进行实验，观察到液面上方气体逐渐变为红棕色, 但试管中溶液颜色却变为深棕色。为了 进一步探究溶液变为深棕色的原因，该同学进行如下实验。 (2)向原新制FeSO,溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液, 前者不变红色，后者变红，该现象的结论是 该同学通过查阅资料，认为溶液的
24、深棕色可能是N0?或N0与溶液中F疋或F/发生反应而得到的。为此他利用 如图装置 ( 气密性C检验，尾气处理装置略 ) 进行探究。 I ?打开活塞a、关闭活塞b,甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变 化。 II.打开活塞b、关闭活塞a, 一段时间后再停止甲屮反应。 III.为与I中实验进行对照，更换丙、丁后，使甲中反应继续，观察到的现彖与步骤I中相同。 铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是_ ; 装置乙的作用是 _ ; 步骤II的目的是 _ ; 该实验可得出的结论是 _ O 【解析】产生的红棕色气体为N0 2, 说明HNO3被述原，溶液变为黄色，说明F/被氧化为F,
25、 F/表现了还 原性。 (2)F与SCN作用显红色，是F/的特征反应。 整个装置中，先将陋通入丙、T,然后将NQ转化成NO,来检验NO的影响。由于步骤I后, 装置乙之后 的导气管 屮会有NO?剩余, 所以需要除去以排除剩余NO?对NO的干扰。由于NQ、NO通入FcSO,溶液中，都产生深棕色，在 Fe2(SO l)3溶液中都不变色说明 NO2、NO对F$有影响，而对Fe“无影响，从而得到结论。 答案：(1)还原 (2) Fe 2* 被硝酸氧化为Ff (3)CU+4HNO3(浓)=Cu (NO：0 2+2N0, t +2H ：?0 使NO2转化为NO 排出乙右侧装置中残留的0 2 溶液的深棕色是由NO或NO?与Fe?作用得到的 ( 或不是由NO或沏2与作用得到的 )