1、课时跟踪检测（十四）铁的单质及其化合物1关于下列反应的分析中正确的是()A铁与过量稀硫酸反应可得到铁盐BFe3O4与过量盐酸反应生成铁盐和水C铁与AgNO3溶液反应可得到亚铁盐D铁与Br2、I2反应均生成铁盐解析：选C铁与稀硫酸、盐酸及不活泼金属的盐溶液反应只能生成亚铁盐，A错误，C正确；Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3与H2O，B错误；铁与I2反应只能生成FeI2，D错误。2欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质，应选用的试剂是()A氨水B铝粉C铁粉DNaOH溶液解析：选CCuSO4和Fe2(SO4)3都可以与铁粉反应，生成FeSO4，若用铝粉，会
2、生成Al3，引入新的杂质。3将11.2 g铁粉加入250 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变B往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色CFe2与Fe3的物质的量之比为61D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25解析：选CFe2Fe3=3Fe2，11.2 g铁粉的物质的量是0.2 mol, 250 mL 2 molL1的氯化铁溶液中含氯化铁的物质的量是0.5 mol，所以铁反应完全，剩余0.1 mol Fe3，生成0.6 mol Fe2。铁没有剩余，氯化铁有剩余， Cl浓度基本不变，A项错误；氯化铁有剩余，所以往溶液中滴入KSCN溶液
3、，显红色，B项错误；Fe2与Fe3的物质的量之比为0.6 mol0.1 mol61，C项正确；铁被氧化生成的Fe2与Fe3被还原生成的Fe2的物质的量之比是 12，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为12，D项错误。4将Fe、Cu、Fe2、Fe3和Cu2盛于同一容器中充分反应，若Fe有剩余，则容器中只能有()A Cu、Fe3B Fe2、Fe3C Cu、Cu2、FeD Cu、Fe2、Fe解析：选D因氧化性：Fe3Cu2Fe2，还原性：FeCu，若Fe有剩余，则剩余的金属一定有Cu，溶液中不存在Fe3、Cu2，只含有Fe2，故选D。5下列关于Fe2和Fe3的叙述中，错误的是()AFe2的水溶液为浅
4、绿色BFe3的水溶液为棕黄色CFe3具有氧化性，Fe2具有还原性DFe3溶液中滴入含SCN的溶液，立即出现红色沉淀解析：选D含Fe2、Fe3的水溶液分别显浅绿色和棕黄色。Fe3具有氧化性，Fe2具有还原性。Fe3溶液中滴入含SCN的溶液，溶液呈红色，不会生成红色沉淀，故D错误。6下列有关铁的化合物的说法中，错误的是()AFe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色B. 如图所示操作可制取Fe(OH)2CFe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得DFe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应解析：选A Fe(OH)2是一种白色固体，故A错误；煤油能防止FeSO4溶
5、液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，故B正确；铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，该反应为化合反应；用4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3制取Fe(OH)3也是化合反应，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，故D正确。7把表面有氧化膜的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，所得溶液中金属离子为()A Fe3和Cu2 B Fe2和Cu2C Fe3和Fe2D 只有Fe2解析：选D 表面有氧化膜的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，发生：氧化铜和盐酸的反应、氧化铁与盐酸的反应，生成Fe3和Cu2，已知还原性：FeCu，且氧化性：Fe3Cu2
6、H，则表面氧化膜溶解后，依次发生铁和FeCl3、CuCl2的反应，最后和过量的盐酸反应，最终溶液中的金属离子只有Fe2，故答案为D。8下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()ABCD解析：选B因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气(或空气)。、原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；中液面加苯阻止了空气进入；由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。9
7、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()只有Fe2 Fe2和Fe3Fe2和Cu2 Cu2和Fe3ABCD解析：选A 由于Fe3能氧化Fe、Cu，充分反应后滤去固体物质，固体为Cu或Fe、Cu，所以滤液中一定无Fe3，可排除，固体物质存在两种可能：1.当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3、Cu2全部参加反应生成Fe2和Cu，反应的化学方程式为2FeCl3Fe=3FeCl2、CuCl2Fe=CuFeCl2，所以溶液中一定没有Fe3、Cu2，一定含有Fe2，故正确；2.当固体为铜时，Cu2恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2和Cu，所以溶液中
8、一定没有Fe3，可能含有Cu2，一定含有Fe2，故正确；综上可知：滤液中一定含有Fe2，故选A。10铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中不正确的是()A2Fe3Fe=3Fe2成立说明氧化性：Fe3Fe2B25 ，在酸性溶液中，Al3、NH、MnO、Fe2可以大量共存C5.6 g铁与足量的氯气反应失去0.3 mol电子D硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O解析：选BA项，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Fe3Fe2，正确；B项，酸性溶液中MnO能与Fe2发生氧化还原反应而不能大量共存，错误；C项，5.6 g铁为0.1
9、 mol，铁与氯气反应生成氯化铁，因此失去0.3 mol电子，正确；D项正确。11在常温下，Fe与水并不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。 请回答该实验中的问题：(1)A装置的作用是_，烧瓶底部放碎瓷片的作用是_。(2)装置B中发生反应的化学方程式为 _，该反应中，水表现出_(填“还原”或“氧化”)性，1 mol Fe参与反应后，电子转移_mol。(3)干燥管中盛装的物质是_。(4)可用下列改进后的装置进行铁与水蒸气反应的实验。请叙述检验产生可燃性气体的实验操
10、作及现象：_。请分析用该装置进行实验与上述装置相比，有何优点？_(至少回答2点)。(5)取反应后的固体产物于试管中，加入适量稀硫酸使固体全部溶解，下列实验中可证明溶解液中含有Fe3的是_(填字母，下同)；可证明溶解液中含有Fe2的是_。A先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后显红色；B滴加KSCN溶液显红色；C滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；D滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀；E滴加KMnO4溶液，紫色迅速褪去。解析：(1)A装置的作用是加热产生水蒸气，在制取水蒸气的烧瓶底部放碎瓷片，作用是防止加热时液体暴沸；(2)在装置B中Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H
11、2，发生反应的化学方程式为 3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，该反应中，水表现出氧化性，根据化学方程式可知：3 mol Fe发生反应时，转移8 mol电子，则1 mol Fe参与反应后，转移电子的物质的量是 mol。(3)干燥管中应盛装固体物质，其能够干燥H2，具有吸水性，该物质可以是碱石灰。(4)反应产生的气体是H2，检验氢气的方法是用火柴点燃肥皂泡，肥皂泡破裂，听到爆鸣声或有火焰产生，说明有氢气产生。对比两个装置图，可看出用该装置进行实验与上述装置相比，具有所用药品少、操作简单、现象明显、安全等优点。(5)A项，先滴加新制的氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，说明反应后的溶液中含有Fe3
12、，Fe3可能是原来就含有的，也可能是Fe2被氧化产生的，因此不能确定含有哪种离子，A不符合题意；B项，滴加KSCN溶液显红色，说明溶液中含有Fe3；C项，滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明溶液中含有Fe2；D项，滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明含有Fe3；E项，滴加KMnO4溶液，紫色迅速褪去，说明溶液中含有还原性的Fe2；因此能够检验Fe3存在的合理选项是B、D；能够检验Fe2存在的选项是C、E。答案：(1)产生水蒸气防止加热时液体暴沸(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2氧化(3)碱石灰(4)用火柴点燃肥皂泡，肥皂泡破裂，听到爆鸣声或有火焰产生
13、所用药品少、操作简单、现象明显、安全等(5)BDCE12AH分别表示中学化学中常见的某种物质，它们之间的相互转化关系如下图所示(部分反应物、生成物未列出)。已知：C、D、E、F、G五种物质中均含有同一种元素；A为淡黄色固体化合物；G为红褐色固体。(1)写出化学式：A_；C_；F_。(2)写出下列反应的化学方程式：_；_。(3)写出下列反应的离子方程式：_；_。(4)生成24 g B需要转移_mol电子。解析：由F在空气中放置生成G，G为红褐色固体，可推知G是Fe(OH)3，则F是Fe(OH)2；而C、D、E、F、G含同一种元素，应联想到含有的同一种元素是Fe元素，则D含Fe2，E含Fe3，由E
14、与H反应生成GFe(OH)3可推知H为强碱；C能转化为Fe2和Fe3，则C只能是Fe3O4，则B为O2。A为淡黄色固体化合物，能生成O2和强碱，则A为Na2O2，H是NaOH。答案：(1)Na2O2Fe3O4Fe(OH)2(2)2O23FeFe3O44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)Fe3O48H=Fe22Fe34H2OFe33OH=Fe(OH)3(4)1.513向10 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示。下列说法错误的是()Aa点时溶液中的金属阳离子有Fe3、Cu2和Fe2Bb点时溶液中的离子
15、反应有两种C原溶液中n(Fe3)n(Cu2)11D原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为1 molL1解析：选B根据图像分析：加入铁粉的质量为00.56 g时，发生的反应为Fe2Fe3=3Fe2，无固体剩余；为0.561.68 g时，发生的反应为FeCu2=Fe2Cu；加入铁粉的质量为1.68 g以后不再发生反应。a点 时发生的反应为Fe2Fe3=3Fe2，此时Fe3没有反应完全，Cu2没有参与反应，所以溶液中的金属阳离子有Fe3、Cu2和Fe2，A正确；b点时发生的反应只有：FeCu2=Fe2Cu，B错误；原溶液中n(Fe3)20.02 mol，n(Cu2)0.02 mol，所以原溶液中
16、n(Fe3)n(Cu2)11，C正确；原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为1 molL1，D正确。14向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL1 的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出 11.2 mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为()A2.8 gB11.2 gC5.6 gD无法计算解析：选A盐酸恰好使混合物完全反应，盐酸没有剩余，向反应后所得溶液中加KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)n(HCl)0.1 L1 molL1
17、0.05 mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁单质，根据铁元素守恒可知n(Fe)n(FeCl2)0.05 mol，质量为0.05 mol56 gmol12.8 g。15A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示(某些反应条件和部分反应产物已略去)。(1)写出下列物质的化学式：D_，X_。(2)在反应中，不属于氧化还原反应的是_(填数字编号)。(3)反应的离子方程式为_。(4)反应的化学方程
18、式为_；该反应中每消耗0.3 mol的A，可转移_mol电子。(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是：_。解析：单质A和C反应生成黑色固体E，E和X的水溶液反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据DA=G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2的化合物，H在常温下为液体，H为H2O，B为黄绿色气体，B是氯气，依据GB=D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。(4)反应是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，其化学方程式为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2；3 mol铁反应转移8 mol电子，
19、所以反应中每消耗0.3 mol的铁，可转移0.8 mol电子。(5)FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入足量的氯气。答案：(1)FeCl3HCl(2)(3)Fe33SCN=Fe(SCN)3(4)3Fe4H2O(g) Fe3O44H20.8(5)向混合液中通入足量氯气(或氯水)(或加入足量H2O2)16用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4和_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采用_的方法
20、。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和试管中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。解析：方法一的原理：2价的铁有还原性，其化合物无论是在空气中还是在水中，都易被氧化为3价铁的化合物。因此，无论是制取、保存还是使用2价铁的化合物时，都要采取
21、适当的措施以防止2价铁被氧化。在一般的实验条件下，下列措施都可较好地防止2价铁被氧化：加Fe还原Fe3(2Fe3Fe=3Fe2)；用除去氧气的水(如经过充分煮沸后的水)配制Fe2的溶液；加保护剂(如苯、汽油、氢气、二氧化碳气体等)保护2价铁；让2价铁的沉淀生成于溶液的深处。方法二的原理：向试管中加铁屑和稀硫酸，向试管中加NaOH溶液，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借用生成的氢气将两支试管内的空气都排尽，使氢气充满试管和试管(起保护气的作用)。为保证氢气完全将试管内空气排出，应收集试管出口处的气体，检验氢气的纯度。当确定氢气充满两支试管以后，关闭止水夹，试管内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在。答案：方法一：(1)铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再关闭止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管，外界空气不容易进入