2025版高一化學(xué)必修第一冊(cè) 二十二 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

二十二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系(40分鐘65分)題組過(guò)關(guān)·夯基礎(chǔ)1.(3分)下列過(guò)程最終能生成含三價(jià)鐵的化合物的是()①過(guò)量Fe與氯氣反應(yīng)②鐵絲在硫蒸氣中燃燒③向FeCl2溶液中通入Cl2④鐵與CuCl2溶液反應(yīng)⑤Fe(OH)2露置于空氣中A.①②③ B.③⑤C.③④ D.①③⑤【解析】選D。①過(guò)量Fe與氯氣反應(yīng)只能生成氯化鐵,2Fe+3Cl22FeCl3,符合題意;②鐵絲在硫蒸氣中燃燒生成FeS,Fe+SFeS,不合題意;③向FeCl2溶液中通入Cl2,2FeCl2+Cl2===2FeCl3,符合題意;④鐵與CuCl2溶液發(fā)生反應(yīng):Fe+CuCl2===FeCl2+Cu,不合題意;⑤Fe(OH)2露置于空氣中將發(fā)生反應(yīng):4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,符合題意;綜上所述,①③⑤符合題意。2.(3分)已知如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng):①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是()A.實(shí)驗(yàn)①中鐵作還原劑B.實(shí)驗(yàn)②中Fe2+既顯氧化性又顯還原性C.實(shí)驗(yàn)③中發(fā)生的是置換反應(yīng)D.上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+【解析】選A。由①中發(fā)生反應(yīng):Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe元素的化合價(jià)升高,則Fe作還原劑,A正確;向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水,發(fā)生反應(yīng):2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,反應(yīng)中Fe元素的化合價(jià)升高,則Fe2+只能表現(xiàn)還原性,B錯(cuò)誤;置換反應(yīng)是單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新單質(zhì)和新化合物,而③中發(fā)生反應(yīng):Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,生成物中沒(méi)有單質(zhì),則不是置換反應(yīng),C錯(cuò)誤;由發(fā)生的三個(gè)反應(yīng),利用氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性為Fe3+>Cu2+>Fe2+,D錯(cuò)誤。3.(3分)一定條件下,將一定量Fe3O4溶于過(guò)量鹽酸生成FeCl2和FeCl3,分別取少量反應(yīng)后的溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),有關(guān)實(shí)驗(yàn)描述正確的是()A.滴加KSCN溶液,若溶液變紅色證明溶液中含有Fe3+B.加入5.6g鐵粉恰好完全反應(yīng),則Fe3O4的質(zhì)量為23.2gC.用反應(yīng)后的溶液在銅片上寫(xiě)字,一段時(shí)間后洗去溶液,觀察到銅片表面無(wú)明顯現(xiàn)象D.先向溶液中通入氯氣,再滴加KSCN溶液,若變紅色證明溶液中含有Fe2+【解析】選A。鐵離子遇到硫氰化鉀后溶液會(huì)變成紅色,故滴加KSCN溶液,若溶液變紅色證明溶液中含有Fe3+,A正確;原溶液中鹽酸有剩余,加入鐵粉后會(huì)和鹽酸反應(yīng),但由于氧化性Fe3+>H+,故先與Fe3+反應(yīng),再與H+反應(yīng),故無(wú)法通過(guò)鐵的量計(jì)算四氧化三鐵的量,B錯(cuò)誤;溶液中有鐵離子,可以和銅單質(zhì)反應(yīng),故用反應(yīng)后的溶液在銅片上寫(xiě)字,一段時(shí)間后洗去溶液,會(huì)發(fā)現(xiàn)有銅被溶解,C錯(cuò)誤;溶液變紅也可能是原來(lái)溶液中就有鐵離子而使溶液變紅,D錯(cuò)誤。4.(3分)已知:Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-;2Fe3++2I-===2Fe2++I2。則以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.氧化性:Br2>Fe3+>I2B.Br-和Fe3+在溶液中能大量共存C.FeI2溶液中通入足量氯氣的離子方程式:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++2Cl-+I2D.FeBr2溶液中通少量氯氣的離子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-【解析】選C。由兩個(gè)反應(yīng)得出氧化性:Br2>Fe3+>I2,A正確;根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)可得還原性:I->Fe2+>Br-,Br-和Fe3+在溶液中能大量共存,B正確;向FeI2溶液中通入足量Cl2,離子方程式為2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-,C錯(cuò)誤;還原性Fe2+>Br-,則通入少量氯氣,氯氣僅氧化亞鐵離子,離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,D正確。5.(3分)下列各組物質(zhì)中,所加除雜試劑不正確的是()選項(xiàng)主要成分雜質(zhì)除雜試劑AFeCl2溶液FeCl3FeBFeCl3溶液FeCl2Cl2CFeSO4溶液CuSO4FeDFe2(SO4)3溶液CuSO4Fe【解析】選D。Fe和FeCl3反應(yīng)生成FeCl2,可除去雜質(zhì),A正確;Cl2與FeCl2反應(yīng)生成FeCl3,能除雜,B正確;Fe與CuSO4反應(yīng),生成主要成分FeSO4,C正確;Fe與Fe2(SO4)3反應(yīng)生成FeSO4,將主要成分也消耗了,除雜試劑不正確,D錯(cuò)誤。6.(10分)(2024·曲靖高一檢測(cè))“垃圾是放錯(cuò)地方的資源”。印刷電路板由高分子材料和銅箔復(fù)合而成,印刷電路時(shí)要用FeCl3溶液做“腐蝕液”,刻制印刷后的廢液中,含有FeCl3、CuCl2和FeCl2,為回收其中的銅,并使腐蝕液循環(huán)使用,有人設(shè)計(jì)了如下流程:請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題:(1)步驟Ⅱ和Ⅲ中,分離溶液和固體的操作是過(guò)濾,

步驟Ⅱ所得濾渣的成分是Fe和Cu(填化學(xué)式)。

(2)向腐蝕液中加KSCN溶液,可看到溶液變紅色。

(3)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的化學(xué)方程式:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(4)FeCl2溶液中通入Cl2生成“腐蝕液”的離子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。

【解析】廢液中含F(xiàn)eCl3、CuCl2和FeCl2,加入過(guò)量Fe粉,發(fā)生反應(yīng):Fe+2FeCl3===3FeCl2、Fe+CuCl2===Cu+FeCl2,經(jīng)過(guò)濾得到的溶液為FeCl2溶液,濾渣中含Cu和過(guò)量的鐵粉,濾渣中加入稀鹽酸將Fe轉(zhuǎn)化為FeCl2,經(jīng)過(guò)濾可回收Cu;用Cl2將FeCl2溶液氧化成FeCl3溶液循環(huán)使用。(1)步驟Ⅱ和Ⅲ分離溶液和固體的操作是過(guò)濾;步驟Ⅱ所得濾渣的成分是Fe和Cu;(2)腐蝕液為FeCl3溶液,其中含F(xiàn)e3+,加入KSCN溶液可看到溶液變紅色;(3)實(shí)驗(yàn)室用MnO2與濃鹽酸共熱制備Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;(4)Cl2與FeCl2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeCl3,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-綜合應(yīng)用·拓思維7.(3分)(2024·北師大二附中高一檢測(cè))為了從含有FeSO4、CuSO4的工業(yè)廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅,小組同學(xué)設(shè)計(jì)流程圖如下:下列說(shuō)法不正確的是()A.試劑A是過(guò)量鐵粉B.試劑B是NaOH溶液C.固體X中含有Cu和FeD.溶液Y中的溶質(zhì)主要為FeSO4【解析】選B。從含有FeSO4、CuSO4的工業(yè)廢水中回收Cu和硫酸亞鐵,由流程可知,試劑A為過(guò)量鐵粉,然后過(guò)濾,固體X含Cu及過(guò)量的鐵粉,溶液Y中的溶質(zhì)為FeSO4,試劑B為稀硫酸,Fe和稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,過(guò)濾可以得到Cu,最后將硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離出硫酸亞鐵晶體,以此來(lái)解答。A.結(jié)合分析,試劑A是過(guò)量鐵粉,故A正確;B.Cu與稀硫酸不反應(yīng),Fe與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,則試劑B是稀硫酸,故B錯(cuò)誤;C.由上述分析可知,固體X含Cu及過(guò)量的鐵粉,故C正確;D.結(jié)合分析,溶液Y中的溶質(zhì)主要為FeSO4,故D正確。8.(3分)某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先點(diǎn)燃B處的酒精噴燈,再點(diǎn)燃A處的酒精燈B.裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2C.因?yàn)殍F與水蒸氣反應(yīng),所以熾熱的鐵水注入模具之前,模具需要干燥處理D.裝置E中的現(xiàn)象是紅色粉末變黑【解析】選C。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈,產(chǎn)生的水蒸氣可排出裝置中的氧氣,再點(diǎn)燃B處的酒精噴燈,A錯(cuò)誤;Fe與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,B錯(cuò)誤;Fe與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,氫氣具有一定的危險(xiǎn)性,故熾熱的鐵水注入模具之前,模具需干燥處理,C正確;裝置E中CuO轉(zhuǎn)化為Cu,現(xiàn)象為黑色粉末變紅,D錯(cuò)誤。9.(3分)“磁性膠體粒子”是磁盤(pán)、錄影帶常用的材料,利用表面有少量紅銹斑的廢鐵屑制備磁性四氧化三鐵膠體的簡(jiǎn)單流程如下,下列說(shuō)法正確的是()A.廢鐵屑與硫酸反應(yīng)過(guò)程中涉及的氧化還原反應(yīng)只有一個(gè)B.加適量H2O2的目的是將部分Fe2+氧化為Fe3+C.溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度最佳比為2∶1D.提純Fe3O4膠體的方法是過(guò)濾【解析】選B。表面有少量紅銹斑(成分為Fe2O3)的廢鐵屑加入稀硫酸,H2SO4和Fe反應(yīng)生成FeSO4、H2SO4和Fe2O3生成Fe2(SO4)3,Fe2(SO4)3與Fe生成FeSO4,涉及的氧化還原反應(yīng)有兩個(gè),A錯(cuò)誤;過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性,加適量H2O2的目的是將部分Fe2+氧化為Fe3+,B正確;四氧化三鐵中二價(jià)鐵、三價(jià)鐵之比為1∶2,則溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度最佳比為1∶2,C錯(cuò)誤;膠體能透過(guò)濾紙,不是提純Fe3O4膠體的方法,D錯(cuò)誤。10.(3分)(2024·北京高一檢測(cè))下列“推理或結(jié)論”與“實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象”相符的一組是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象推理或結(jié)論A向某固體中加入稀鹽酸,產(chǎn)生氣泡該固體一定是碳酸鹽B鐵粉加入CuSO4溶液中,析出紅色固體氧化性:Fe2+>Cu2+C向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液,溶液變紅該溶液中一定含有Fe2+D向FeCl3溶液中加入淀粉碘化鉀溶液,溶液變藍(lán)氧化性Fe3+>I2【解析】選D。向某固體中加入稀鹽酸,產(chǎn)生氣泡,該氣體可能為CO2,也可能為SO2、H2等,所以該固體可能為碳酸鹽、碳酸氫鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、活潑金屬,A不符合;鐵粉加入CuSO4溶液中,析出紅色固體,表明生成Cu,發(fā)生置換反應(yīng),氧化性Cu2+>Fe2+,B不符合;向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液,溶液變紅,可能原溶液中只含有Fe3+,C不符合;向FeCl3溶液中加入淀粉碘化鉀溶液,溶液變藍(lán),表明發(fā)生反應(yīng):2Fe3++2I-===2Fe2++I2,則氧化性Fe3+>I2,D符合。11.(3分)硫酸亞鐵是一種重要的化工原料,部分轉(zhuǎn)化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.用酸性KMnO4溶液可以檢驗(yàn)FeSO4是否變質(zhì)B.制納米Fe3O4時(shí)通入的O2需過(guò)量C.制FeCO3時(shí)應(yīng)將FeSO4溶液加入Na2CO3溶液中D.生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)【解析】選D。FeSO4溶液變質(zhì)會(huì)生成Fe3+,可用KSCN溶液來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn),A錯(cuò)誤;Fe3O4中鐵化合價(jià)為+2、+3價(jià),制納米Fe3O4時(shí)通入的O2過(guò)量,可能導(dǎo)致不能生成納米Fe3O4,B錯(cuò)誤;制FeCO3時(shí)應(yīng)將Na2CO3溶液緩緩加入FeSO4溶液中,避免生成氫氧化亞鐵沉淀,C錯(cuò)誤;生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反應(yīng)中沒(méi)有元素化合價(jià)發(fā)生變化,是非氧化還原反應(yīng),D正確。12.(10分)(2024·南昌高一檢測(cè))某化學(xué)興趣小組利用下列試劑:鐵粉、鋅粉、0.1mol·L-1FeCl3溶液,0.1mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、還原性,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解決一些問(wèn)題。(1)用所給試劑寫(xiě)出體現(xiàn)Fe2+具有還原性的反應(yīng)的化學(xué)方程式:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。

【解析】(1)FeCl2能被氯水氧化:2FeCl2+Cl2===2FeCl3,體現(xiàn)了Fe2+的還原性。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成下列表格。探究?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究Fe3+具有氧化性取少量0.1mol·L-1FeCl3溶液,往溶液中加入足量鐵粉,再加入少量KSCN溶液加入鐵粉后,溶液顏色變?yōu)闇\綠色。加入KSCN溶液后,溶液不變色【解析】(2)足量鐵粉能將Fe3+完全還原:Fe+2Fe3+===3Fe2+,使溶液由黃色變成淺綠色,由于反應(yīng)后溶液中不存在Fe3+,所以加入KSCN溶液后,溶液顏色無(wú)明顯變化。(3)該興趣小組為說(shuō)明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入鋅粉,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方案,該反應(yīng)的離子方程式為Fe2++Zn===Zn2++Fe。

【解析】(3)鋅比鐵還原性強(qiáng),能與FeCl2發(fā)生置換反應(yīng)生成鐵,反應(yīng)的離子方程式為Fe2++Zn===Zn2++Fe。(4)某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有Fe3+、Mn2+、H+、MnO4-、H2O和一種未知離子X(jué),已知MnO4-在反應(yīng)中得到電子,則X離子是【解析】(4)根據(jù)已知,MnO4-在反應(yīng)中得到電子,化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),生成Mn2+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒可判斷X為Fe2+,Fe2+失電子,化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),生成Fe遷移創(chuàng)新·提素能13.(15分)(2024·青島高一檢測(cè))FeCl3是重要的化工產(chǎn)品,某小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置制備氯化鐵并探究其性質(zhì)。已知:①FeCl3易升華、遇水蒸氣易潮解。②實(shí)驗(yàn)室用鐵氰化鉀{K3[Fe(CN)6]}溶液檢驗(yàn)Fe2+,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。回答下列問(wèn)題:(1)盛裝濃鹽酸的儀器是分液漏斗(填名稱),裝置B中的試劑是飽和食鹽水。

【解析】本題制備FeCl3并探究其性質(zhì),已知FeCl3易升華、遇水蒸氣易潮解。A裝置的作用是制備Cl2,B裝置用飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl氣體,C裝置用濃硫酸除去Cl2中混有的水蒸氣,D裝置Cl2與Fe反應(yīng)制取FeCl3,生成的FeCl3受熱升華,在E裝置中遇冷凝結(jié),E裝置的作用是收集FeCl3,由于未反應(yīng)的Cl2有毒,故F裝置中的NaOH溶液是為了處理尾氣,而NaOH溶液中的水蒸氣會(huì)通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入E中,導(dǎo)致FeCl3潮解,因此在E和F中間應(yīng)增加除水裝置,據(jù)此解答。(1)由圖可知,盛裝濃鹽酸的儀器是分液漏斗;裝置B為了吸收氯氣中的氯化氫,試劑為飽和食鹽水。(2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl