3.3铁及其重要化合物[来源:中&教&网z&z&s&tep]
一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分)
1．(2013·石家庄模拟)下列除去括号内杂质的方法正确的是( )
A．N2(O2)：通过灼热的CuO粉末，收集气体
B．CO2(HCl)：通过饱和Na2CO3溶液，收集气体
C．FeCl2(FeCl3)：加入足量铁屑，充分反应后过滤
D．KCl(MgCl2)：加入适量NaOH溶液，过滤
2．下列反应中，铁只能生成高价化合物的是( )
A．过量铁粉与稀硝酸反应
B．铁粉与硫蒸气反应
C．铁粉与过量的浓硫酸共热
D．红热的铁粉与水蒸气反应
解析：过量铁粉与稀硝酸反应得到Fe(NO3)2，铁与硫蒸气反应生成FeS，红热的铁粉与水蒸气反应生成Fe3O4。
答案：C
3．欲证明某溶液中不含Fe3＋可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入少量氯水 ②加入少量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
解析：Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液无明显现象，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，使KSCN变红色。所以应先加入KSCN，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中不含Fe3＋含有Fe2＋。
答案：C
4．下列各组物质相互混合反应，既有气体生成，最终又有沉淀生成的是( )[来源:中教网]
①金属钠投入到FeCl3溶液中
②过量NaOH溶液和明矾溶液
③少量电石投入过量NaHCO3溶液中
④Na2O2投入FeCl2溶液中
A．① B．③
C．②③ D．①③④
解析：①Na与水反应生成H2和NaOH，FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀；③CaC2与H2O反应生成C2H2和Ca(OH)2，NaHCO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3；④Na2O2与水反应生成NaOH和O2，NaOH与FeCl2反应生成Fe(OH)2沉淀，再转化为Fe(OH)3。
答案：D
5．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3
③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸
④把Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．只有①②
C．只有①②③ D．全部
6．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是( )
①只有Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋
③Fe2＋和Cu2＋ ④Cu2＋和Fe3＋
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③[来源:中*国教*育出*版网]
解析：滤出固体物质可能为铜或铜、铁混合物，溶液中一定没有Fe3＋，一定含有Fe2＋，可能含有Cu2＋。
答案：A
7．下列检验试剂选用正确的是( )
A．用氯水、KSCN溶液检验FeCl3中是否有FeCl2溶液
B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3中是否有FeCl2
C．用NaOH溶液检验MgCl2中是否有FeCl2
D．用硝酸检验某黄色固体是纯铜还是黄铜
解析：A组中的Fe3＋产生的干扰无法消除；B组中酸性KMnO4溶液还能氧化Cl－；C组虽然Mg2＋也能形成白色沉淀，但若有Fe2＋，则生成的白色沉淀颜色会发生变化；纯铜和黄铜均能溶解在硝酸中，D项不能达到目的。
答案：C
8．某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO的物质的量浓度为6 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为( )
A．5.6 g B．11.2 g
C．22.4 g D．33.6 g
解析：设阳离子浓度为x，则根据电荷守恒：2x＋3x＋x＝6 mol·L－1，求得 x＝1 mol·L－1，其中能与Fe反应的物质为H＋、Cu2＋、Fe3＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，所以溶解Fe的物质的量＝＋1 mol·L－1×0.1 L
＋＝0.2 mol，
m(Fe)＝0.2 mol×56 g·mol－1＝11.2 g。
答案：B
9．有一澄清透明溶液，只可能含有大量H＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、AlO、CO、NO七种离子中的几种，向溶液中逐滴加入一定量1 mol/L的NaOH溶液的过程中，开始没有沉淀，而后有沉淀，沉淀达最大量后继续滴加NaOH溶液沉淀部分消失，下列判断正确的是( )
A．一定不含Fe3＋和Fe2＋
B．一定含有Al3＋，Fe3＋、Fe2＋至少含有一种或两种皆有
C．溶液可能含有NO[来源:中国教育出版网zzstep.com]
D．一定含有Fe3＋，但一定不含Fe2＋
解析：向溶液中加入NaOH溶液，一开始没有沉淀，后产生沉淀，说明原溶液中有H＋，则无AlO、CO，所以一定有NO，无Fe2＋，沉淀达到最大量后再加NaOH溶液，沉淀部分消失，则说明有Fe3＋、Al3＋。
答案：D
10．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后铁完全反应，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是( )
A．反应后溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2
B．氧化性：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Zn2＋[来源:学&科&网]
C．含Fe3＋的溶液可腐蚀铜板
D．1 mol Fe可还原2 mol Fe3＋
解析：根据题干信息可知氧化性Ag＋＞Cu2＋、Ag＋＞Zn2＋、Fe3＋＞Cu2＋、Fe3＋＞Zn2＋，但得不出氧化性顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Zn2＋的结论。
答案：B
二、非选择题(本题共5个小题，共50分)
11．(8分)在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
(1)AB段铁元素以________形式存在。
(2)BC段铁元素以________形式存在。[来源:学科网]
(3)CD段铁元素以________形式存在。
解析：一开始稀HNO3过量，加入铁粉后只生成Fe3＋，随着铁粉增多，消耗完HNO3后生成的Fe3＋与Fe又生成Fe2＋，最后只有Fe2＋。
答案：(1)① (2)④ (3)③
12．(10分)Fe元素是地壳中最丰富的元素之一，在金属中仅次于铝，铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，若有1 mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________ mol。[来源:中#教#网z#z#s#tep]
(2)与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是__________________________________________________
__________________________________________________。
(3)某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。[来源:学#科#网]
请回答下列问题：
①各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)：
A→________→________→________→D。
②装置C的作用是__________________________________________________。
③反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为__________________________________________________；
可以检验生成物中含有Fe3＋的试剂是________(填写试剂名称)。
解析：(1)1 mol Fe3O4参加反应消耗4 mol CO,1 mol CO转变为CO2失去2 mol电子，故转移电子的物质的量是8 mol。
(2)Fe3＋的水解受到H＋的抑制作用，故得不到Fe(OH)3胶体。[来源:Z+xx+k.Com]
(3)2Fe＋3Cl22FeCl3要考虑到氯气的纯度、Fe3＋的水解等因素，需要对氯气除杂，尾气需要处理。
答案：(1)8
(2)因酸性溶液中，将会抑制Fe3＋的水解，无法得到Fe(OH)3胶体，故不能够吸附悬浮物
(3)①E C B ②干燥Cl2，防止FeCl3的水解而产生Fe2O3杂质 ③产生棕(红)色的烟 硫氰化钾
13．(10分)过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板，发生反应的化学方程式为：
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3＋应选用的试剂是____________。
(2)采用下列实验步骤从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，请在各空格内填上适当的分子式或化学式以使实验达到预期目的。[来源:中§教§网z§z§s§tep]
(3)写出有关化学反应的离子方程式_______________________________________，
__________________________________________________，
__________________________________________________，
__________________________________________________。
解析：明确废液成分及实验目的方可解答相关问题，本题中各物质之间的相互转化关系如下：
[来源:Z.xx.k.Com]
答案：(1)KSCN溶液
(2)①Fe ③盐酸 ⑤Cl2 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－
14．(10分)将Fe和Cu的混合粉末加入到100 mL 4 mol/L稀硝酸中充分反应后：
(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有的阳离子是______________，可能有的阳离子是________。(不考虑水电离出的H＋，下同)
(2)若反应后的溶液中有Fe3＋，则溶液中一定含有的阳离子是________，可能含有的阳离子是________。
(3)如果反应后的溶液中无金属剩余，则加入金属粉末的最大质量应小于________。
(4)如果加入的Fe和Cu的质量比为7∶8，则使HNO3完全反应的金属粉末的最小质量为________。
解析：稀HNO3与铁和铜反应时，①与Fe反应生成Fe2＋；②与Cu反应生成Cu2＋；③与Fe2＋反应生成Fe3＋。
(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有Fe2＋，可能有Cu2＋；
(2)若反应后有Fe3＋时，则此溶液中一定有Cu2＋，可能有Fe2＋；[来源:中国教育出版网zzstep.com]
(3)由上述三个过程可知，只发生与铜的反应时所需的金属量最多，由3Cu～8HNO3可解得需Cu的质量为9.6 g；
(4)因要求 HNO3完全反应且金属质量最小，所以加入的铁要尽可能多耗酸，所以生成的是Fe3＋，而Fe和Cu的质量比为7∶8，可得到两者的物质的量之比为1∶1，根据Fe→4HNO3,3Cu→8HNO3可解得需要Fe和Cu的物质的量均为0.06 mol，从而可得金属粉末的质量为7.2 g。
答案：(1)Fe2＋ Cu2＋ (2)Cu2＋ Fe2＋
(3)9.6 g (4)7.2 g
15．(12分)(2012·四川高考)下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。
请回答下列问题：
(1)B中所含元素位于周期表中第_______周期，_______族。
(2)A在B中燃烧的现象是__________________________________________________。
(3)D＋E―→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是________。
(4)G＋J―→M的离子方程式是__________________________________________。
(5)Y受热分解的化学方程式是____________________________________________。
【点此下载】