培優(yōu)強(qiáng)化練(六)鐵及其化合物學(xué)習(xí)理解共45分一、選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分)1．(2021·成都高一檢測)人體血紅蛋白中含有Fe2＋，如果誤食亞硝酸鹽，會使人中毒，因?yàn)閬喯跛猁}會使Fe2＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)合的能力。服用維生素C可緩解亞硝酸鹽中毒，這說明維生素C具有()A．酸性B．堿性C．氧化性D．還原性【解析】選D。服用維生素C可緩解亞硝酸鹽中毒，這說明維生素C能將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，從而表現(xiàn)出還原性，故選D。2．(2021·深圳高一檢測)下列實(shí)驗(yàn)操作及其結(jié)論正確的是()選項(xiàng)操作結(jié)論A鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，用帶火星的木條檢驗(yàn)產(chǎn)物反應(yīng)放出氫氣B配制FeSO4溶液時要加入適量的鐵粉防止Fe2＋被氧化C某物質(zhì)灼燒時通過藍(lán)色鈷玻璃看到紫色火焰說明該物質(zhì)一定含有K＋DFeCl3溶液可以腐蝕印刷電路上的銅說明鐵的金屬活動性大于銅【解析】選B。鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣具有可燃性，不能使帶火星的木條復(fù)燃，故A錯誤；亞鐵離子容易被氧化為鐵離子，配制FeSO4溶液時要加入適量的鐵粉可以防止亞鐵離子被氧化，鐵能與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，故B正確；某物質(zhì)灼燒時通過藍(lán)色鈷玻璃看到紫色火焰，說明該反應(yīng)中一定含有鉀元素，故C錯誤；氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，不是置換反應(yīng)，不能說明鐵的金屬性大于銅，故D錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列反應(yīng)中不涉及鐵元素價(jià)態(tài)變化的是()A．用鐵粉除去FeCl2溶液中的少許FeCl3雜質(zhì)B．鐵在氧氣中燃燒C．氫氧化亞鐵是白色固體，在空氣中會迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色D．氫氧化鐵受熱分解【解析】選D。鐵粉可將Fe3＋還原為Fe2＋，F(xiàn)e元素價(jià)態(tài)發(fā)生了變化，A項(xiàng)不符合題意；Fe在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，F(xiàn)e元素價(jià)態(tài)發(fā)生了變化，B項(xiàng)不符合題意；Fe(OH)2具有還原性，在空氣中發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，F(xiàn)e元素價(jià)態(tài)發(fā)生了變化，C項(xiàng)不符合題意；Fe(OH)3受熱分解：2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O，F(xiàn)e元素價(jià)態(tài)沒有發(fā)生變化，D項(xiàng)符合題意。3．在一定條件下，下列鐵與有關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)，所得產(chǎn)物錯誤的是()A．Feeq\o(→,\s\up7(Cl2))FeCl3B．Feeq\o(→,\s\up7(S))FeSC．Feeq\o(→,\s\up7(HCl))FeCl3D．Feeq\o(→,\s\up7(O2))Fe3O4【解析】選C。Cl2是強(qiáng)氧化劑，可將Fe氧化成FeCl3，選項(xiàng)A正確；S是弱氧化劑，可將Fe氧化成FeS，選項(xiàng)B正確；Fe與HCl反應(yīng)生成FeCl2，而不是FeCl3，選項(xiàng)C錯誤；Fe在O2中燃燒生成Fe3O4，選項(xiàng)D正確。4．(2021·衡水高一檢測)FeSO4溶液中含有雜質(zhì)CuSO4和Fe2(SO4)3，為除去雜質(zhì)，提純FeSO4，應(yīng)該加入下列哪種物質(zhì)()A．鋅粉B．鎂粉C．鐵粉D．鋁粉【解析】選C。Zn、Mg、Al的金屬活動性均強(qiáng)于Fe和Cu，因此Zn、Mg、Al均能置換出Fe和Cu，得不到FeSO4，A、B、D不正確；Fe與CuSO4反應(yīng)生成FeSO4和Cu，F(xiàn)e與Fe2(SO4)3反應(yīng)生成FeSO4，因此加入鐵粉可以達(dá)到除雜的目的，C正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】實(shí)驗(yàn)室配制氯化亞鐵溶液時，為了防止其氧化，常加入的物質(zhì)是()A．ZnB．FeC．AlD．HCl【解析】選B。Zn雖然可以將鐵離子還原，但容易引入雜質(zhì)離子，A不符合題意；Fe可以把鐵離子還原為亞鐵離子，即Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，鐵的還原性比亞鐵離子強(qiáng)，故其可以防止亞鐵離子被氧化，B符合題意；Al雖然可以將鐵離子還原，但容易引入雜質(zhì)離子，C不符合題意；HCl不能防止氯化亞鐵被氧化，D不符合題意。5．將Na2O2投入FeCl3溶液中，可觀察到的現(xiàn)象是()①生成白色沉淀②生成紅褐色沉淀③有氣泡產(chǎn)生④因?yàn)镹a2O2具有漂白性，所以FeCl3溶液褪色A．①④B．②③C．①③D．僅②【解析】選B。Na2O2投入FeCl3溶液中，Na2O2與水反應(yīng)得到O2和NaOH，NaOH與FeCl3溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀。①生成白色沉淀，①不正確；②生成紅褐色沉淀，②正確；③有氣泡產(chǎn)生，③正確；④Na2O2具有漂白性，但其不能漂白FeCl3溶液，其與水反應(yīng)的產(chǎn)物NaOH與FeCl3溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，④不正確?？捎^察到的現(xiàn)象是②③，故選B。6．(2021·德州高一檢測)利用鐵元素價(jià)類二維圖可以從不同角度研究含鐵物質(zhì)的性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法不正確的是()A．鐵與氧氣反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B．從圖中可知Fe(OH)3無法一步轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2C．由圖可預(yù)測高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))具有強(qiáng)氧化性D．欲證明某溶液中含F(xiàn)e2＋而無Fe3＋的最佳方案為先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN【解析】選D。在高溫條件下鐵與氧氣反應(yīng)會生成氧化鐵，即4Fe＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3，故A正確；由于Fe(OH)2是一種白色絮狀難溶物，F(xiàn)e(OH)3是一種紅褐色難溶物，從圖中可知Fe(OH)3先加入酸，變成Fe3＋，再還原成Fe2＋，再生成Fe(OH)2，則Fe(OH)3無法一步轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，故B正確；高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))中Fe為＋6價(jià)，很容易得電子變成Fe3＋，具有強(qiáng)氧化性，可用于殺菌消毒，故C正確；先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN，不能排除三價(jià)鐵離子的干擾，正確的為先滴加KSCN溶液，不顯紅色，排除三價(jià)鐵離子的干擾，再滴加H2O2溶液后顯紅色，可證明二價(jià)亞鐵離子存在，故D錯誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其轉(zhuǎn)化如圖所示(CuS不溶于水)。下列說法錯誤的是()A．過程①發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，由弱酸反應(yīng)得到強(qiáng)酸B．過程②中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為S2－＋2Fe3＋=S＋2Fe2＋C．過程③中，標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LO2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子D．在②中Fe3＋作氧化劑，在③中Fe3＋是氧化產(chǎn)物【解析】選B。A.過程①發(fā)生的反應(yīng)H2S＋CuCl2=CuS↓＋2HCl是復(fù)分解反應(yīng)，由硫化氫生成氯化氫，由弱酸生成強(qiáng)酸，A不選；B.過程②中，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，硫化銅是沉淀，不能拆成離子的形式，正確的離子方程式是CuS＋2Fe3＋=Cu2＋＋S＋2Fe2＋，故B選；C.過程③中，標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LO2參加反應(yīng)其物質(zhì)的量是eq\f(11.2L,22.4L·mol－1)＝0.5mol，轉(zhuǎn)移0.5mol×2×2＝2mol電子，故C不選；D.過程②中，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，F(xiàn)e3＋作氧化劑，在③中，F(xiàn)e2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋是氧化產(chǎn)物，故D不選。二、非選擇題(本題共1小題，共15分)7．(2021·杭州高一檢測)生物浸出技術(shù)在金屬冶煉中應(yīng)用廣泛。嗜熱細(xì)菌在65～80℃酸性水溶液及氧氣存在下，能氧化黃銅礦(主要成分CuFeS2)產(chǎn)生硫酸鹽，進(jìn)而生產(chǎn)銅和綠礬，主要流程如下：(1)分離出礦渣的操作是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)若試劑b為Fe粉，反應(yīng)①的化學(xué)方程式為_____________________________。(3)氫氧化鐵與試劑a發(fā)生中和反應(yīng)，試劑a為________(填化學(xué)式)，反應(yīng)②的化學(xué)方程式為________________________________________。(4)最后由硫酸鐵溶液獲得綠礬晶體的操作步驟為操作步驟依次為加適量鐵粉、過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。寫出加適量鐵粉時發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式__________________________________?！窘馕觥奎S銅礦粉與硫酸、氧氣及嗜熱細(xì)菌在65～80℃時反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸銅的混合液，過濾分離礦渣和溶液；硫酸銅加入鐵粉生成硫酸亞鐵溶液和銅；氫氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，硫酸鐵與鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液，經(jīng)過一系列操作制備綠礬。(1)溶液與固體物質(zhì)分離用過濾的方法；(2)若試劑b為Fe粉，鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，方程式為CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu；(3)氫氧化鐵與試劑a發(fā)生中和反應(yīng)生成硫酸鐵和水，則試劑a為硫酸；反應(yīng)的方程式為2Fe(OH)3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋6H2O；(4)硫酸鐵與鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵，離子方程式為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。答案：(1)過濾(2)CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu(3)H2SO42Fe(OH)3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋6H2O(4)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋應(yīng)用實(shí)踐共30分一、選擇題(本題共1小題，共10分)8．(2021·蚌埠高一檢測)驗(yàn)證Fe3＋與Fe2＋能夠相互轉(zhuǎn)化。按下列順序?qū)嶒?yàn)對應(yīng)現(xiàn)象①向FeCl3溶液加入少量鐵粉②滴加KSCN溶液③再滴加幾滴氯水ⅰ.溶液由黃色變?yōu)闇\綠色ⅱ.溶液無明顯變化ⅲ.溶液變紅下列分析不合理的是()A．解釋現(xiàn)象ⅰ的反應(yīng)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋B．實(shí)驗(yàn)②與③可以調(diào)換順序C．溶液變紅涉及的反應(yīng)Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋D．比較氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋【解析】選B。氯化鐵能氧化金屬鐵生成氯化亞鐵，方程式為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，A正確；實(shí)驗(yàn)②與③不可以調(diào)換順序，否則不能排除鐵離子的影響，B錯誤；溶液變紅是因?yàn)槁葰庋趸瘉嗚F離子為鐵離子，所以涉及的反應(yīng)有Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋，C正確；根據(jù)氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性可知氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋，D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2021·常州高一檢測)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能的綠色水處理劑。工業(yè)上制備高鐵酸鉀以及高鐵酸鉀處理污水的部分流程如圖所示：以下說法不正確的是()A．過程①中一定發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B．K2FeO4在水中的電離方程式為K2FeO4=2K＋＋Fe6＋＋4O2－C．污水處理過程中產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，使懸浮物聚沉，利用了膠體具有較強(qiáng)吸附能力的特點(diǎn)D．K2FeO4還可以用于處理廢水，如可以把廢水中的CN－轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體，反應(yīng)中CN－是還原劑【解析】選B。過程①中，F(xiàn)e元素的化合價(jià)從＋2升高到＋6，說明該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；K2FeO4在水中的電離方程式為K2FeO4=2K＋＋FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，選項(xiàng)B不正確；膠體具有吸附性，可以吸附懸浮于水中的固體小顆粒而使其發(fā)生聚沉，選項(xiàng)C正確；K2FeO4處理廢水中的CN－時生成兩種無毒氣體，根據(jù)原子守恒，兩種無毒氣體應(yīng)該是N2和CO2，N元素和C元素的化合價(jià)均升高，故CN－是還原劑，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題(本題共1小題，共20分)9．(2021·金華高一檢測)利用“價(jià)-類”二維圖研究物質(zhì)的性質(zhì)是一種有效的學(xué)習(xí)方法。鐵及其部分化合物的“價(jià)-類”二維圖如圖所示。(1)X、Y的化學(xué)式分別為____________、____________。(2)圖中只具有還原性的物質(zhì)是____________(填化學(xué)式)。(3)要證明FeCl2有氧化性、還原性的試劑分別為___________、___________。(4)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究亞鐵鹽的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象Ⅰ1.0mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴入1.0mL0.5mol·L－1NaOH溶液生成白色沉淀，3min后沉淀基本變?yōu)榧t褐色Ⅱ1.0mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴入1.0mL0.5mol·L－1NaHCO3溶液生成白色沉淀，3min后沉淀顏色幾乎不變①對實(shí)驗(yàn)Ⅱ所得白色沉淀展開研究[(已知Fe(HCO3)2在水中不能大量存在]：ⅰ.?、蛑猩倭堪咨恋?，充分洗滌，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，產(chǎn)生無色氣泡；ⅱ.向ⅰ所得溶液中滴入KSCN試劑，溶液幾乎不變紅；ⅲ.向ⅱ所得溶液中再滴入少量H2O2溶液，溶液立即變?yōu)榧t色。根據(jù)以上現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中生成的白色沉淀的化學(xué)式為______________。②研究過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中白色沉淀在空氣中久置最終也變?yōu)榧t褐色。則該沉淀的還原性比實(shí)驗(yàn)Ⅰ中所得的Fe(OH)2的還原性__________(填“強(qiáng)”或“弱”)?！窘馕觥?1)由圖可知，X是Fe元素化合價(jià)為＋3的氧化物，則X是Fe2O3；Y是Fe元素化合價(jià)為＋2的堿，則Y是Fe(OH)2；(2)單質(zhì)Fe為鐵元素的最低價(jià)態(tài)，化合價(jià)只能升高，只具有還原性；(3)要證明FeCl2具有氧化性，則需使用還原劑，如鋅，鋁等還原性較強(qiáng)的金屬；要證明FeCl2具有還原性，則需使用氧化劑，如新制氯水、酸性KMnO4溶液等氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)；(4)①由ⅱ、ⅲ的現(xiàn)象可知該白色沉淀中含＋2價(jià)鐵，結(jié)合已知條件Fe(HCO3)2在水中不能大量存在，可推知該白色沉淀是FeCO3；②FeCO3在空氣中久置變?yōu)榧t褐色，證明FeCO3中的Fe從＋2價(jià)被氧化到＋3價(jià)，但被氧化所需時間比Fe(OH)2被氧化所需時間長，即FeCO3比Fe(OH)2難被氧化，所以FeCO3的還原性比Fe(OH)2的還原性弱。答案：(1)Fe2O3Fe(OH)2(2)Fe(3)鋅(或鋁等)新制氯水(或酸性KMnO4溶液等氧化性較強(qiáng)的物質(zhì))(4)①FeCO3②弱遷移創(chuàng)新共20分非選擇題(本題共1小題，共20分)10．(2021·東莞高一檢測)某研究小組同學(xué)欲探究某袋敞口放置一段時間的名為“硫酸亞鐵家庭園藝精品肥料”的花肥的主要成分及相關(guān)性質(zhì)。首先對該花肥的成分進(jìn)行了如下假設(shè)：a．只含有FeSO4；b．含有FeSO4和Fe2(SO4)3；c．只含有Fe2(SO4)3。將少量花肥粉末溶于水中得到溶液(記為X)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ⅰ取2mL溶液X于試管中，加入1mL1mol·L－1NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀ⅱ取2mL溶液X于試管中，加入1滴KSCN溶液溶液顯紅色(1)作出假設(shè)b的依據(jù)是____________________________________(用文字表述)。(2)該小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)ⅰ的預(yù)期現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，然后沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，預(yù)測產(chǎn)生該現(xiàn)象的依據(jù)是________________________、__________________________(用化學(xué)方程式或離子方程式表示)。(3)由實(shí)驗(yàn)ⅱ可知，花肥中一定含__________(填化學(xué)式)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)ⅰ、ⅱ，推測實(shí)驗(yàn)ⅰ實(shí)際現(xiàn)象與預(yù)期現(xiàn)象不符的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________(寫出1條即可)。為進(jìn)一步驗(yàn)證假設(shè)，該小組同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ⅲ取2mL溶液X于試管中，加入1滴KSCN溶液，再加入1mL水溶液顯紅色ⅳ取2mL溶液X于試管中，加入1滴KSCN溶液，再加入1mL新制氯水溶液顯紅色，且顏色比實(shí)驗(yàn)ⅲ中的深(4)實(shí)驗(yàn)ⅳ中Cl2參加反應(yīng)的離子方程式是____________________________。(5)通過以上實(shí)驗(yàn)可知，假設(shè)________(填“a”“b”或“c”)成立。在明確了溶液X的組成后，該小組同學(xué)為進(jìn)一步探究溶液X與鋅粉的反應(yīng)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)ⅴ。實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ⅴ取2mL溶液X于試管中，加入少量鋅粉無明顯現(xiàn)象在操作過程中，發(fā)現(xiàn)鋅粉漂浮在試管中，影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，因此未觀察到明顯現(xiàn)象。該小組同學(xué)為確定反應(yīng)是否發(fā)生，查閱資料發(fā)現(xiàn)Fe2＋遇鐵氰化鉀溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；據(jù)此對實(shí)驗(yàn)ⅴ進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)ⅵ、ⅶ：實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ⅵ取2mL溶液X于試管中，加入3滴鐵氰化鉀溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀ⅶ取2mL溶液X于試管中，加入少量鋅粉，再加入3滴鐵氰化鉀溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，且沉淀量比實(shí)驗(yàn)ⅵ中的多(6)由此得出，實(shí)驗(yàn)ⅴ中未觀察到明顯現(xiàn)象，并不意味著未發(fā)生反應(yīng)。寫出實(shí)驗(yàn)ⅴ中一定發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式________________________________?！窘馕觥?1)由于FeSO4具有還原性，放置在空氣中一段時間后容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3。(2)Fe2＋與NaOH溶液反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2易被氧氣氧化，最終轉(zhuǎn)化