考试铁及其化合物(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝……日久起销，用刀刮其销……所刮下之销末，名铁线粉”。下列关于“铁线粉”的说法错误的是( )A．铁线粉的主要成分为Fe2O3·xH2OB．“用刀刮其销……所刮下之销末”指质地疏松C．“铁线粉”易溶于水D．“铁线粉”的形成是因为吸氧腐蚀C 解析：“铁线粉”为铁锈，主要成分为Fe2O3·xH2O，A正确；“铁线粉”能够用刀刮下，说明其质地疏松，易脱落，B正确；氧化铁等大多数金属氧化物不溶于水，C错误；海水接近中性，铁易发生吸氧腐蚀形成“铁线粉”，D正确。2．(2020·某某模拟)下列叙述正确的是( )A．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应B．足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3C．先后将等物质的量的Fe2O3和Fe分别溶于同一稀盐酸时无气体放出D．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化C 解析：Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，属于置换反应，但与稀硝酸反应生成NO，不是置换反应，A项错误；Fe与Cl2反应只生成FeCl3，不生成FeCl2，B项错误；先后将等物质的量的Fe2O3和Fe分别溶于同一稀盐酸中，由于Fe3＋的氧化性强于H＋，则依次发生反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，故无气体放出，C项正确；Fe2O3溶于HCl溶液得到FeCl3溶液，由于FeCl3发生水解反应，故加热FeCl3溶液不能得到无水FeCl3，D项错误。3．如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是( )-8-/8
考试选项MNPQANH3·H2OBa(OH)2铜石蕊溶液BNaBaCl2FeOKS溶液CNaOHBa(NO3)2锌粉KS溶液DNaHCO3MgCl2铁石蕊溶液C 解析：硫酸铁溶液与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁溶液与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；C项物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁溶液与MgCl2溶液不反应，D项错误。4．下列说法正确的是( )①FeO投入稀硫酸和稀硝酸中均得到浅绿色溶液②制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁③磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O④氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O⑤不能通过Fe2O3与水反应得到Fe(OH)3，但能通过化合反应制取Fe(OH)3⑥赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3为红棕色晶体A．①②④B．⑤⑥C．③④D．③⑤⑥B解析：①3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，生成黄色溶液，FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O，生成浅绿色溶液，故①错误；②制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁(FeSO4)溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，生成的氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故②错误；③-8-/8
考试磁性氧化铁是Fe3O4，Fe3O4不溶于水，写离子方程式时不能拆，HNO3具有强氧化性，氧化Fe3O4中的Fe2＋生成Fe3＋，3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O，故③错误；④2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O，故④错误；⑤Fe2O3是难溶于水的氧化物，不可与水反应得到Fe(OH)3，Fe(OH)3能通过化合反应制取：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故⑤正确；⑥赤铁矿的主要成分为Fe2O3，Fe2O3是红棕色晶体，故⑥正确。5．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KS溶液2～3滴，溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KS溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KS溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后加入KS溶液，溶液变红色原溶液中含有Fe2＋A 解析：CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KS溶液也不显红色，B项错误；NO＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KS溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。6．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：下列说法正确的是( )A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸-8-/8
考试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2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋C 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，酸性高锰酸钾溶液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。7．(2020·某某模拟)硫酸亚铁铵隔绝空气加热到500℃发生的反应为2(NH4)2Fe(SO4)2===Fe2O3＋2NH3↑＋N2↑＋4X↑＋5H2O，则下列说法错误的是( )A．X是SO2B．该反应的还原产物为Fe2O3和N2C．分别氧化铁元素、氮元素的硫酸根物质的量之比为1∶3D．每生成1molN2转移8mol电子B解析：化学反应遵守原子守恒，根据2(NH4)2Fe(SO4)2===Fe2O3＋2NH3↑＋N2↑＋4X↑＋5H2O，X应含有1个S原子、2个O原子，所以X为SO2，故A正确；(NH4)2Fe(SO4)2中Fe为＋2价，N为－3价，转化为Fe2O3(Fe为＋3价)与N2(N为0价)，化合价升高，作还原剂，Fe2O3和N2为氧化产物，故B错误；Fe由＋2价转化为＋3价，N由－3价转化为0价，硫酸根均由＋6价降为＋4价，所以分别氧化铁元素、氮元素的硫酸根物质的量之比为1∶3，故C正确；由2(NH4)2Fe(SO4)2===Fe2O3＋2NH3↑＋N2↑＋4X↑＋5H2O可知，每产生1mol的氮气，有2mol(NH4)2Fe(SO4)2反应，即有4mol的硫酸根被还原为二氧化硫，转移的电子数为8mol，故D正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)8．FeCl3易潮解、易升华，实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )-8-/8
考试A．导管g的作用是增强装置的气密性B．试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞D．出于简化装置的目的，F装置可拆除BC 解析：导管g的作用是平衡气压，保证液体顺利滴下，A错误；为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B正确；直接用E接收产物可防止堵塞，C正确；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入E中，不能拆除，D错误。9．(2020·某某模拟)某课外小组利用下列装置检验草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，是一种淡黄色粉末)受热分解的部分产物。下列说法正确的是( )A．若③和⑤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①中反应结束后再通入N2C．若将④中的无水CaCl2换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气D．实验结束后，①中淡黄色粉末完全变成黑色，则产物可能为铁AD 解析：③中盛有足量NaOH溶液，用于吸收CO2气体；⑤中盛有CuO，用于检验生成的CO，A项正确；实验开始前，要先通入N2，排出装置内的空气，防止对实验产生干扰，B项错误；草酸亚铁晶体分解产生的气体先后通过装置②③，会混入水蒸气，故将④中的无水CaCl2换成无水硫酸铜，不能检验分解是否生成水蒸气，C项错误；实验结束后，①中淡黄色粉末完全变成黑色，可能生成铁或铁的氧化物(如FeO等)，D项正确。-8-/8
考试10．将一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物加入240mL2mol/L稀硝酸中，恰好完全反应，放出1.344L(标准状况下)NO气体，往所得溶液中加入酸性KMnO4溶液，无明显现象。若用足量的H2在加热条件下与相同质量的上述混合物充分反应，能得到铁的质量为( )A．6.72gB．7.84gC．8.96gD．13.4gB 解析：n(HNO3)＝0.24L×2mol/L＝0.48mol，n(NO)＝＝0.06mol，由N原子守恒可知生成硝酸铁为＝0.14mol，若用足量的H2在加热条件下与相同质量的上述混合物充分反应，由Fe原子守恒可知，得到铁的质量为0.14mol×56g/mol＝7.84g。三、非选择题11．(2021·日照模拟)如图是铁与水蒸气反应的实验装置。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应)的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。(1)已知该实验的反应方程式为______Fe＋______H2O(g)______Fe3O4＋______H2(请配平)。(2)仪器a的名称是________。-8-/8
考试(3)某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，测量反应后生成气体的体积，计算铁粉的转化率。①该同学应该先点燃________(填“A”或“B”)处的酒精灯(或酒精喷灯)，测量气体体积不可以选用上图中________(填“甲”“乙”或“丙”)装置。②称取5.6g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448L，则铁粉的转化率为_______________________。(4)将硬质玻璃管中反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中，加入足量的盐酸溶解并过滤，为探究反应后溶液中可能存在的阳离子，小林同学进行如下实验，请你将下表补充完整。步骤现象解释(用离子方程式表示)结论Ⅰ.取样，滴加KS溶液溶液不变红色①Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O②____________________反应后的溶液中阳离子为_____________________Ⅱ.取样，滴加NaOH溶液刚开始无明显现象，一段时间后先出现______色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为______色①__________________②Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓③4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3解析：(3)①高温下铁与氧气反应而干扰实验，所以应先点燃装置A处的酒精灯，加热产生水蒸气，将装置内的空气排尽，再点燃装置B处的酒精喷灯；甲中导气管的长短位置错误，不能排出水，不可以测量生成氢气的体积，乙、丙都可以利用装置测量生成气体的体积。②称取5.6g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448L，生成的气体是氢气，物质的量为0.02mol，依据反应的化学方程式得到反应铁的质量为0.02mol×＝0.015mol，质量是0.015mol×56g/mol＝0.84g，则铁粉的转化率为×-8-/8
考试100%＝15%。(4)向反应后的溶液中滴加KS溶液，溶液不变红色，溶液中不存在铁离子，这说明铁过量，生成的铁离子被铁还原生成亚铁离子，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；取样，滴加NaOH溶液，刚开始无明显现象，说明盐酸过量，首先发生中和反应，离子方程式为OH－＋H＋===H2O；根据离子方程式可知有氢氧化亚铁生成，又因为氢氧化亚铁易被氧化，所以实验现象是一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。根据以上分析可知反应后的溶液中阳离子为H＋、Fe2＋。答案：(1)3 4 1 4 (2)干燥管 (3)①A 甲②15% (4)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 白 红褐 OH－＋H＋===H2O H＋、Fe2＋-8-/8
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