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1、第三講　鐵及其化合物 一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意) 1．(原創(chuàng)題)下列關(guān)于鐵的敘述正確的是 (　　)。 ①鐵能被磁鐵吸引，但純鐵易被腐蝕?、谠谌梭w內(nèi)的血紅蛋白中含有鐵元素?、坭F位于元素周期表中第四周期第ⅧB族?、荑F能在氧氣中劇烈燃燒，但不能在水蒸氣中燃燒　⑤鐵與強氧化劑硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3?、薏荒芡ㄟ^化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3 　A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑥ 解析　當鐵中含有雜質(zhì)時，在潮濕的空氣中會發(fā)生電化學腐蝕，而純鐵的抗腐蝕能力較強；鐵位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；

2、鐵與強氧化劑反應(yīng)，能被氧化為Fe3＋，但若鐵過量，則Fe3＋被Fe還原為Fe2＋，所以，F(xiàn)e與HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物可能因鐵過量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分別通過化合反應(yīng)Fe＋2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得。故選項B正確。 答案　B 2．(2013·自貢模擬)將幾滴KSCN(SCN－是“類鹵離子”)溶液加入酸性的含有Fe3＋的溶液中，溶液變成紅色，將該紅色溶液分為兩份，①一份中加入適量KMnO4溶液，紅色褪去；②向另一份中通入SO2，紅色也褪去。下列說法不正確的是 (　　)。 A．①紅色褪去的原因是

3、KMnO4將SCN－氧化，使Fe(SCN)3消失 B．②紅色褪去的原因是SO2將Fe3＋還原為Fe2＋ C．②紅色褪去的原因是SO2將SCN－還原 D．SCN－在適當條件下可失去電子被氧化劑氧化為(SCN)2 解析　由于SCN－是“類鹵離子”，與鹵素離子性質(zhì)相似，可以被KMnO4(H＋)氧化為(SCN)2，而使紅色消失。Fe3＋具有氧化性，可被SO2還原為Fe2＋，也可使紅色消失。綜上分析可知C項錯誤。 答案　C 3．(2012·北京海淀高三二模)已知下述三個實驗均能發(fā)生化學反應(yīng)。 ① ② ③ 將鐵釘放入硫酸銅溶液中 向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴濃硝酸 將鐵釘放入

4、氯化鐵溶液中 下列判斷正確的是 (　　)。 A．實驗①和③中的鐵釘只作還原劑 B．上述實驗證明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋ C．實驗②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性 D．實驗③中反應(yīng)的離子方程式為Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ 解析　實驗③中反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 答案　A 4．(2013·廣州一模)下列說法正確的是 (　　)。 A．Fe在一定條件下與水反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3 B．Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液顯紅色 C．FeCl2溶液蒸干灼燒后得到FeCl2固體 D．將FeCl3飽和溶液

5、滴入NaOH溶液中可制備Fe(OH)3膠體 解析　高溫下鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，故A錯誤。Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3＋和Fe2＋，F(xiàn)e3＋與KSCN反應(yīng)得到紅色溶液，故B正確。蒸干FeCl2溶液時發(fā)生水解，生成Fe(OH)2和易揮發(fā)的HCl，由于Fe(OH)2易被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3，所以灼燒后會得到Fe2O3，故C錯誤。將FeCl3飽和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是膠體，故D錯誤。 答案　B 5．(2013·成都模擬)把22.4 g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，如反應(yīng)只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列說法正確

6、的是 (　　)。 A．反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO3)3 B．反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO3)2 C．反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質(zhì)的量之比為1∶3 D．反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質(zhì)的量之比為3∶1 解析　由于鐵的物質(zhì)的量為＝0.4 mol，所以在反應(yīng)的過程中它失去的電子數(shù)應(yīng)介于0.8 mol(此時只產(chǎn)生Fe2＋)和1.2 mol(此時只產(chǎn)生Fe3＋)之間，又產(chǎn)生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反應(yīng)過程中硝酸得到的電子物質(zhì)的量為0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所

7、以對應(yīng)的產(chǎn)物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，設(shè)前者的物質(zhì)的量為x，后者的物質(zhì)的量為y，則由鐵原子守恒可得x＋y＝0.4，由得失電子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。 答案　C 6．(2013·東莞聯(lián)考)下列中學常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是 (　　)。 A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色 B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵 C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中

8、，滴加KSCN溶液2～3滴即可 D．向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后，將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會，然后冷卻、過濾，濾紙上的物體為“藍色固體” 解析　過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應(yīng)最終生成的是Fe2＋，A錯誤；制備氫氧化亞鐵應(yīng)避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時應(yīng)把膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B錯誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后生成Cu(OH)2沉淀，加熱后過濾，濾紙上留有的是CuO，D錯誤。 答案　C 7．(2012·山西臨汾模擬)向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣，溶液中某些離子的物質(zhì)的量變化如圖所示。已

9、知：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 則下列有關(guān)說法中，不正確的是 (　　)。 A．線段BD表示Fe3＋物質(zhì)的量的變化 B．原混合溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為6 mol C．當通入2 mol Cl2時，溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示為2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－ D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3 解析　通過題給信息可知，發(fā)生反應(yīng)的先后順序為：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2===Br

10、2＋2Cl－。在AB段發(fā)生反應(yīng)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，所以n(I－)＝2 mol；在BD段，發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故原溶液中n(Fe2＋)＝4 mol，所以A項正確；從D開始發(fā)生反應(yīng)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，所以原溶液中n(Br－)＝6 mol，所以B項錯誤，D項正確；對于C項，根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的先后順序判斷，也正確。綜上，本題選擇B。 答案　B 二、非選擇題(本題共4個小題，共58分) 8．(14分)(2013·攀枝花預(yù)測)A～G各物質(zhì)間的關(guān)系如下圖，其中B、D為氣態(tài)單質(zhì)。 請回答下列問題： (1)物質(zhì)C和E的名稱分別

11、為________、________。 (2)可選用不同的A進行反應(yīng)①，若能在常溫下進行，其化學方程式為________________________________________________________________________； 若只能在加熱情況下進行，則反應(yīng)物A應(yīng)為________。 (3)反應(yīng)②的化學方程式為________________________________________________________________________。 (4)新配制的F溶液應(yīng)加入________以防止其轉(zhuǎn)化為G。檢驗G溶液中陽離子的常用試劑是_____

12、___，實驗現(xiàn)象為 ________________________________________________________________________。 解析　因為鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O4，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、FeCl2，鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，所以B為O2，C為濃鹽酸，G為FeCl3、F為FeCl2、E為Fe3O4；(1)二氧化錳與稀鹽酸不反應(yīng)，所以C的名稱應(yīng)為濃鹽酸；(2)KClO3在MnO2作催化劑的條件下，加熱分解生成O2，H2O2在MnO2作催化劑條件下常溫下生成O2；(4)因為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以向Fe2＋溶液中加入鐵

13、粉，防止Fe2＋被氧化。 答案　(1)濃鹽酸　四氧化三鐵 (2)2H2O22H2O＋O2↑　KClO3 (3)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (4)鐵粉　KSCN溶液　溶液變紅色 9．(15分)某同學欲在實驗室中完成Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗，裝置如圖甲、乙。 已知：B中放的是鐵粉與石棉絨的混合物，C中放的是干燥劑，E為酒精噴燈，G為帶有鐵絲網(wǎng)罩的酒精燈。 對比兩裝置，回答下列問題： (1)如何檢查乙裝置的氣密性？________________________________________________________________

14、________ ________________________________________________________________________。 (2)乙裝置中濕沙子的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)B處發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________________________________

15、________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)該同學認為欲在乙裝置的尖嘴導(dǎo)管處點燃反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，裝置H必不可少，H的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________

16、________。 (5)對比甲、乙兩裝置的B和I，B的優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)向H中加入水沒過導(dǎo)管口，連接好裝置，微熱I，若H中導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管中出現(xiàn)水柱，證明氣密性良好(其他合理答案也可)　(2)提供水蒸氣　(3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　(4)冷凝水蒸氣　(5)使

17、用石棉絨，增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，加快反應(yīng)速率 10．(14分)鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請回答下列問題： (1)黃鐵礦(FeS2)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個反應(yīng)為3FeS2＋8O26SO2＋Fe3O4，有3 mol FeS2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移________mol電子。 (2)氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________； 從腐蝕廢液回收得到金屬銅，還需要的試劑是________。 (3)與明礬相似

18、，硫酸鐵也可用作凈水劑，在使用時發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去，其原因是________________________________________________________________________。 (4)鋼鐵的電化腐蝕原理如圖所示，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學防護的簡單示意圖，請在圖中虛線框內(nèi)作出修改，并用箭頭標出電子流動方向。 解析　(1)反應(yīng)中FeS2中的Fe和S失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，O2得電子，8 mol O2得到的電子物質(zhì)的量為32 mol，即為該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量。(2)回收銅的過程中，F(xiàn)e3＋將Cu氧化為Cu2＋，再利用鐵將銅置換

19、出來，為除去過量的鐵粉可以加入適量稀鹽酸或稀硫酸。(3)Fe3＋水解導(dǎo)致溶液呈酸性，在酸性廢水中H＋抑制了Fe3＋的水解。(4)電化學防護，可以是原電池原理，也可以是電解原理，故使鐵與外加電源的負極相連作陰極即可有效防止鋼鐵腐蝕。 答案　(1)32　(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　鐵粉、稀鹽酸(稀硫酸) (3)酸性廢水抑制Fe3＋的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3膠體 (4) 11．(15分) (2013·廣元預(yù)測)新型凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)為暗紫色固體，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐漸分解，在堿性溶液中穩(wěn)定。 工業(yè)上制備K2FeO4

20、的常用方法有兩種。 方法Ⅰ：次氯酸鹽氧化法。 工藝流程如圖所示。 (1)完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學方程式： FeCl3＋____NaOH＋____NaClO→____Na2FeO4＋____＋____。其中氧化劑是____(填化學式)。 (2)“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

21、。 (3)上述工藝得到的高鐵酸鉀常含有雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純，操作是：將粗產(chǎn)品用________________溶解，然后________________。 方法Ⅱ：電解法。 以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽極液中加入KOH。 (4)電解時陽極發(fā)生反應(yīng)生成FeO，該電極反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________。 解析　(1)反應(yīng)中NaClO是氧化劑，還原產(chǎn)物是NaCl，根據(jù)原子守恒，可知反應(yīng)式中需要補充NaCl和H2O。根據(jù)化合價升降法配平化學方程式為2F

22、eCl3＋10 NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O。(2)根據(jù)(1)中反應(yīng)的化學方程式和“轉(zhuǎn)化”后最終得到的產(chǎn)物，可知“轉(zhuǎn)化”過程是在加入KOH溶液后，將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4。(3)因為K2FeO4在中性或酸性溶液中能分解，所以需要將K2FeO4粗產(chǎn)品在稀KOH溶液中溶解，然后加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶。(4)電解時陽極鐵在強堿性條件下被氧化為FeO：Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O。 答案　(1)2　10　3　2　9　NaCl　5　H2O　NaClO　(2)Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH　(3)稀KOH溶液　加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶　(4)Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O