铁的重要化合物
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现血红色沉淀
2．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化．当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋＞Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
3．(2011·东莞高一期末)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )
A．加入KSCN溶液一定不变红色
B．溶液中一定含Fe2＋
C．溶液中一定不含Cu2＋
D．剩余固体中一定含Cu
4．(2011·曲阜师大附中测试)有NaCl、MgCl2、FeCl2、FeCl3和AlCl3五种溶液，如用化学方法进行鉴别，只用一种试剂即可将它们鉴别开来，这种试剂是( )
A．盐酸 B．NaOH溶液
C．氨水 D．AgNO3溶液
5．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋， 不含有Mg2＋
6．把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液．过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为( )
A．70% B．52.4%
C．47.6% D．30%
7．Fe、FeO、Fe3O4的混合物中，加入100 mL 1 mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出22.4 mL(标准状况)的气体，所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁( )
A．11.2 g B．5.6 g
C．2.8 g D．无法确定
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(10分)已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系，填写下列空白．
(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式，A为______________，B为__________，C为__________，D为__________，E为__________，F为__________．
(2)写出⑧的化学方程式，④、⑤的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
9．(8分)根据下述实验装置和操作，回答下列问题．
按下图所示装置用两种不同操作分别进行实验，观察B试管中的现象．
操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中B管中观察到的现象是________________________________．B管发生反应的离子方程式或化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
操作2：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是______________________________________________________________
________________________________________________________________________.
B管中发生的离子方程式是________________________________．
10．(10分)某学生利用物质间的互变，设计成一个平面魔方，如图所示：
已知：①A、B、C、D、G含有同种元素．
②E是通常状况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀．B具有氧化性，能将SO2氧化为F(H2SO4) ，F与A反应生成E、G.
③依据下表中信息填空：
纯A(单质)
B溶液
C固体
D固体
G溶液
颜色
银白色
黄色
红褐色
红棕色
浅绿色
(1)请写出E、D的化学式________、________．
(2)G生成C的过程中所出现的现象为____________________________，涉及的反应用方程式表示为____________________________．
(3)写出下列反应的化学方程式：
E→A：___________________________________________________________________；
C→D：___________________________________________________________________.
(4)B→F的离子方程式为_____________________________________________________．
11．(11分)铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：CuO在高温下可分解为Cu2O和O2；Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？
(1)对于问题1，同学们上网查找，有两种解释：
A．因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属
B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属
①你认为正确的说法是______________．
②若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4粉末：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
③若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4(只要求简述实验方法)：____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：
A．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化．
B．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化．
①实验中应将Fe2O3放在________(填仪器名称)中灼烧．
②方法A中，如果高温灼烧后颜色由__________变为________，说明Fe2O3确实发生了变化．能说明生成的一定为FeO吗？________，理由是_____________________________
________________________________________________________________________.
③方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为________，但是，实验结果固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后生成物是________．
④比较两种方法，你认为较好的方法是______________________________________
________________________________________________________________________.
详解答案
1．选D Fe(SCN)3是血红色溶液．
2．选B 溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生如下反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋＜Cl2；能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN－；原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质．
3．选C 根据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，因为剩余固体，所以固体中应含有Cu，溶液中一定不含Fe3＋，一定含有Fe2＋，据此现象Cu2＋不能确定是否存在．
4．选B 盐酸加入上述五种溶液中，均无明显现象；AgNO3溶液加入上述五种溶液中，均生成白色沉淀，故A、D两项不可选．NaOH溶液加入上述五种溶液中，现象依次为无明显现象，生成白色沉淀，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色、最终变为红褐色，生成红褐色沉淀，先生成白色沉淀后溶解，故可以鉴别，B项正确．氨水加入MgCl2和AlCl3溶液中，均生成白色沉淀，C项不可选．
5．选C A．加入KSCN后呈红色，说明含Fe3＋，但不能说明是否含有Fe2＋.B.通Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋无法判断，所以原溶液中是否含Fe2＋也不能判断．C.加NaOH得红褐色沉淀说明含有Fe3＋.D.当溶液中含有Fe2＋和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时，颜色很容易掩盖其他白色沉淀的现象．
6．选A 把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al3＋和Fe2＋，再加入过量NaOH溶液，Al3＋转化为AlO，留在溶液中；Fe2＋生成了Fe(OH)2沉淀，过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，并分解生成红色粉末Fe2O3，铁在反应过程中是守恒的，Fe2O3中氧的含量等于合金中铝的含量：Fe%＝×100%＝70%.
7．选C 反应后所得溶液为FeCl2溶液，n(Fe)＝n(Fe2＋)＝n(Cl－)＝×0.1 L×1 mol/L＝0.05 mol, m(Fe)＝2.8 g.
8．解析：从最初条件看，框图很模糊，不能直接得出结论，但找到“突破口”——“红褐色固体F”，就可迅速得出F是Fe(OH)3.从而得到A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2.
答案：(1)Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
9．解析：当夹紧a时，A试管便成了一个封闭体系，产生的H2使A试管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入B中，从而发生反应生成Fe(OH) 2，而NaOH溶液中的O2可将Fe(OH)2迅速氧化，最后转变成Fe(OH)3，所以看到白色沉淀的时间很短．当用操作2时，产生的H2首先通过导气管通入到B中的NaOH溶液中，将其中的O2赶走，再夹紧a时，FeSO4溶液被压入B中，此时反应所产生的Fe(OH)2在一段时间内不变色．
答案：操作1：先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色， 最后变为红褐色 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
操作2：打开止水夹时，溶液中导气管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色沉淀，短时间内沉淀不变色Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
10．解析：本题以框图推断的形式综合考查了铁及其化合物的转化关系．从“E是通常状况下密度最小的气体”这一明显的突破口可知E为H2，又因A、B、C、D、G中含有同一种金属元素，同时联系表中所提供的A、B、C、D、G的颜色和状态，从颜色特征上可以肯定它们均含铁元素．至此可推出A为Fe，B中含Fe3＋，G中含Fe2＋，C是Fe(OH3)，D为Fe2O3，由B与AgNO3溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀可知，B中含Cl－，故B为FeCl3.最后按题目要求写出正确的答案．
答案：(1)H2 Fe2O3
(2)先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)4H2＋Fe3O4高温,Ｆ3Fe＋4H2O Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
(4)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
11．解析：(1)①因为铁的表面上有黑色的铁的氧化物，故称为黑色金属，A说法正确．②对于铁粉和Fe3O4粉末，可根据前者是活泼金属，与酸发生反应产生气泡来鉴别．③证明黑色粉末中有Fe3O4，可利用H2或CO还原的办法．
(2)①加热固体应放在坩埚中进行．②方法A中，若高温灼烧后颜色由红棕色变成黑色，说明Fe2O3(红棕色)发生了化学变化，但不一定生成FeO，因为生成的也可能是黑色的Fe3O4.③若Fe2O3分解生成FeO，则据铁原子守恒得出固体高温灼烧前后质量比为＝，若分解生成Fe3O4，则据铁原子守恒得出固体高温灼烧前后质量比为＝.④比较A、B两种方法可看出方法B更严密，此法涉及了定量的计算，而方法A仅定性地从颜色来观察，不严密．
答案：(1)①A
②取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原黑色粉末为Fe3O4
③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生(或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生)(其他合理答案也可)
(2)①坩埚 ②红棕色 黑色 不能 也可能为Fe3O4
③10∶9 Fe3O4 ④B
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