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2019-2020年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)練測 第三章 第三講 鐵及其化合物 一、選擇題 1．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　③鐵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?、蓁F與強(qiáng)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(dāng)鐵中含有雜質(zhì)時，在潮濕的空氣中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，而純鐵的抗腐蝕能力較強(qiáng)；鐵位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；鐵與強(qiáng)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．紅珊瑚棲息于200～2000 m的海域，產(chǎn)于臺灣海峽、南中國海，它與琥珀、珍珠被統(tǒng)稱為有機(jī)寶石。在中國，珊瑚是吉祥的象征，一直用來制作珍貴的工藝品。紅珊瑚是無數(shù)珊瑚蟲分泌的石灰質(zhì)大量堆積形成的干支狀物，其紅色是因為在海底長期積淀某種元素，該元素是(　　) A．Na B．Fe C．Si D．Cu 解析 根據(jù)平常對各元素的化合物性質(zhì)的了解得知，鐵的化合物多數(shù)有顏色，紅色的比較多。 答案 B 3．已知下述三個實驗均能發(fā)生化學(xué)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 將鐵釘放入氯化鐵溶液中 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．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵屑，反應(yīng)結(jié)束后濾出固體物質(zhì)，濾液中的陽離子可能是(　　) ①只有Fe2＋　　　 ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋　　　 ④Cu2＋和Fe3＋ A．①③　　 B．②④　　 C．①④　　 D．②③ 解析 濾出固體物質(zhì)可能為銅或銅、鐵混合物，溶液中一定沒有Fe3＋，一定含有Fe2＋，可能含有Cu2＋。 答案 A 5．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．下列中學(xué)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，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(lán)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．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋的濃度與加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為(　　) A．1∶1∶1 B．1∶3∶1 C．3∶3∶8 D．1∶1∶4 解析 解答本題應(yīng)注意以下三點：(1)Fe與Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3反應(yīng)的先后順序； (2)橫、縱坐標(biāo)及曲線各折點表示的意義；(3)HNO3反應(yīng)生成的Fe3＋和溶液中的原有Fe3＋均與Fe發(fā)生反應(yīng)。 答案 D 二、非選擇題 8．甲、乙為單質(zhì)，丙、丁為化合物，它們之間存在如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。 (1)若甲、乙均為非金屬，丙為氧化物，則： ①乙為氧化產(chǎn)物時，乙可能是________(填一種物質(zhì)的化學(xué)式)，按照元素周期表推測，此時反應(yīng)物甲可能是________(填一種物質(zhì)的化學(xué)式)； ②乙為還原產(chǎn)物時，丁所屬的物質(zhì)類別是________。 (2)若該轉(zhuǎn)化關(guān)系為我國古代濕法冶煉金屬乙的原理，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式________。若該轉(zhuǎn)化關(guān)系為高溫火法冶煉金屬乙的原理，且同時生成的丁是一種有刺激性氣味的氣體，則丙可能為________(填一種物質(zhì)的化學(xué)式)。 解析 (1)乙為單質(zhì)，且為氧化產(chǎn)物，說明乙中所含元素在丙中為負(fù)價，丙為氧化物，則乙為O2。非金屬甲與氧化物反應(yīng)生成O2，則為F2與H2O反應(yīng)生成HF和O2。乙為還原產(chǎn)物，則丁為氧化物。(2)濕法煉銅為鐵與硫酸銅反應(yīng)制銅。由(1)可知丁為氧化物，有刺激性氣味的氣體可能為SO2，則甲為氧氣，丙為金屬硫化物。 答案 (1)①O2　F2?、谘趸铩?2)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　Cu2S或CuS 9．過去電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷線路板，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。 (1)檢驗腐蝕后的溶液中是否含有Fe3＋應(yīng)選用的試劑是____________。 (2)采用下列實驗步驟從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新制得純凈的FeCl3溶液，請在各空格內(nèi)填上適當(dāng)?shù)姆肿邮交蚧瘜W(xué)式以使實驗達(dá)到預(yù)期目的。 (3)寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式_______________________________________， __________________________________________________， __________________________________________________， __________________________________________________。 解析 明確廢液成分及實驗?zāi)康姆娇山獯鹣嚓P(guān)問題，本題中各物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下： 答案 (1)KSCN溶液 (2)①Fe　③鹽酸?、軨l2　A：FeCl2　B：Fe、Cu　C：Cu　D：FeCl2 (3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 10．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，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(xué)防護(hù)的簡單示意圖，請在圖中虛線框內(nèi)作出修改，并用箭頭標(biāo)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(xué)防護(hù)，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(fù)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．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(xué)方程式： FeCl3＋____NaOH＋____NaClO→____Na2FeO4＋____＋____。其中氧化劑是____(填化學(xué)式)。 (2)“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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(bǔ)充NaCl和H2O。根據(jù)化合價升降法配平化學(xué)方程式為2FeCl3＋10 NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O。(2)根據(jù)(1)中反應(yīng)的化學(xué)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(qiáng)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